背景
癫痫是最常见的脑部疾病之一，影响全球约万人。颞叶癫痫是最常见的部分性癫痫类型，至少占所有癫痫患者的20%。虽然癫痫有不同的亚型和几种共同出现的症状，但癫痫复发的主要原因是抑制性神经传递的慢性下调或兴奋性突触神经传递的过度激活。此外，癫痫往往发生在其他脑部疾病之后，如创伤性脑损伤和缺血。因此，如果海马体因癫痫发作而受损，对神经元细胞的损伤和代谢过程的改变会导致海马体不能正常发挥功能。癫痫患者的认知障碍和神经元损伤仍然是重要的医学问题。已经开发了各种动物模型来帮助确定治疗干预以防止这些负面的癫痫结果。因此，毛果芸香碱诱导的癫痫发作在大脑皮层和海马中引起严重和广泛的神经元损伤。在啮齿动物中使用毛果芸香碱诱导的癫痫发作是一种通常用于癫痫研究的动物模型。脑多肽是一种从猪脑中提取的小分子肽，以前曾被用作促智药物。在另一项研究中，脑多肽被证实在多种脑部疾病中，如小鼠闭合性脑损伤(mCHI)和中风，可减少神经元细胞死亡并增加神经生成和脑功能。此外，许多以前的研究表明，脑多肽通过增加神经生长因子和脑源性神经营养因子(BDNF)等因子的表达来促进神经保护和神经发生。这样，脑多肽在几种脑部疾病中显示出积极的作用。然而，脑多肽对癫痫的作用仍然未知。BDNF，作为一种神经营养因子，促进神经分化，生存和神经生成。BDNF模拟新神经元的生长、分化、促进神经元存活和长期增强作用(LTP)。BDNF在整个中枢神经系统中大量表达。
01
脑多肽治疗的实验程序和癫痫分级
作者证实了脑多肽治疗对癫痫发作诱导的神经元死亡的神经保护作用。脑多肽在毛果芸香碱诱导的癫痫发作后注射1周(图1A)。两组均被证实同样诱发癫痫发作(图1B)。实验组仅使用癫痫发作诱导的大鼠。在两组中，在诱导癫痫发作后的1周内，体重变化没有差异(图1C)。此外，为了测试脑多肽治疗是否具有抗惊厥作用，作者在毛果芸香碱注射前10分钟注射了脑多肽。
图1本研究的实验方式和根据拉辛阶段的癫痫发作等级。(A)本研究的实验方式。毛果芸香碱诱导癫痫发作2小时后，以2.5毫升/千克的浓度每天给药一次脑多肽，持续1周。(B)根据毛果芸香碱给药后的拉辛阶段确定癫痫发作等级。(C)毛果芸香碱诱发癫痫发作后1周的平均体重图；
02
脑多肽增加毛果芸香碱诱发癫痫发作后活神经元的密度
作者进行了神经元细胞核(NeuN)染色，以证实脑多肽对癫痫发作后神经元存活的影响。作者在诱导癫痫发作后1周处死动物，并量化其海马体中活神经元的密度。结果，在比较癫痫发作载体和癫痫发作脑多肽组的活神经元密度后，作者发现在海马CA1和CA3区用脑多肽治疗的组中，活神经元的密度增加，而不是癫痫发作载体组(图2)。
图2脑多肽在毛果芸香碱诱导的癫痫发作后增加活神经元的密度。脑多肽的给药减少了毛果芸香碱诱导的癫痫发作后的神经元死亡。(A、B)海马CA1和CA3区的神经元。(C、D)癫痫发作后，与癫痫发作载体组相比，给予脑多肽1周增加了海马CA1和CA3区活神经元的密度。
03
脑多肽降低毛果芸香碱诱发癫痫发作后胶质细胞的密度
胶质细胞活化不仅在癫痫发作期间增加，在其他疾病之后也增加。癫痫发作后激活的胶质细胞引发炎症。为了确定脑多肽对胶质细胞密度的影响，作者进行了离子化钙结合衔接分子1(Iba-1)和GFAP染色，这两种免疫荧光染色分别用于确认小胶质细胞和星形胶质细胞。假手术组的神经胶质细胞几乎没有染色。另一方面，作者发现用脑多肽治疗的组与癫痫发作载体组相比，海马CA1和CA3区的胶质细胞密度降低(图3)。
图3(A、D)脑多肽的给药降低了毛果芸香碱诱导的癫痫发作后神经胶质细胞的密度。海马CA1区和CA3区的Iba-1(红色)、GFAP(绿色)和DAPI(蓝色)。(B、C、E、F)与癫痫发作载体组相比，癫痫发作后给予脑多肽降低了海马CA1和CA3区神经胶质细胞的密度。
04
脑多肽降低毛果芸香碱诱发癫痫发作后肿瘤坏死因子-α水平
肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是一种促炎细胞因子。为了证实通过施用脑多肽抑制乳酸减少促炎，作者在癫痫发作后通过蛋白质印迹分析证实了肿瘤坏死因子-α的蛋白水平。在目前的研究中，作者发现与假手术组相比，癫痫发作组在海马中的肿瘤坏死因子-α表达增加。作者还发现，癫痫发作后，通过给予脑多肽，肿瘤坏死因子-α的表达显著降低(图4)。
图4脑多肽降低毛果芸香碱诱发癫痫发作后的肿瘤坏死因子-α。(A)表明海马中肿瘤坏死因子-α的水平。癫痫发作后，与载体组相比，施用脑多肽降低了海马中肿瘤坏死因子-α的表达。(B)肿瘤坏死因子-α的图表。(C)海马CA1和CA3区的肿瘤坏死因子-α(红色)和DAPI(蓝色)。
05
脑多肽减少毛果芸香碱诱发癫痫发作后凋亡细胞的数量
裂解半胱天冬酶-3染色是一种免疫荧光染色方法，用于确认细胞凋亡。作者进行了裂解半胱天冬酶-3染色，以验证脑多肽对癫痫发作后细胞凋亡的影响。假手术组未观察到caspase-3激活。癫痫实验组显示海马CA1和CA3区caspase-3激活水平增加。然而，与给予载体的癫痫组相比，给予脑多肽组显示海马CA1和CA3区caspase-3阳性细胞的数量减少(图5)。
图5脑多肽减少毛果芸香碱诱导的癫痫发作后凋亡细胞的数量。脑多肽的给药减少了毛果芸香碱诱导的癫痫发作后的细胞凋亡。(A、C)在海马CA1和CA3区的裂解半胱天冬酶-3(绿色)。(B、D)癫痫发作后，与癫痫发作载体组相比，给予脑多肽1周可减少海马CA1和CA3区的凋亡细胞数量。
06
脑多肽增加毛果芸香碱诱发癫痫发作后BDNF水平
BDNF被认为是一种有效的神经调节剂，对神经元功能有益并促进神经保护。为了证实BDNF的增加并确定这种增加是否是由脑多肽介导的，作者进行了一项蛋白质印迹分析。通过比较海马的BDNF表达，作者证实了癫痫组比假手术组在海马中的表达增加。此外，通过比较癫痫-载体发作组和癫痫发作-脑多肽组的海马BDNF表达，作者证明给药脑多肽后海马中BDNF的表达增加大于癫痫发作-载体组(图6A，B)。
图6脑多肽在毛果芸香碱诱导的癫痫发作后增加脑源性神经营养因子(BDNF)、磷酸酪氨酸激酶受体B(p-TrkB)和磷酸环磷酸腺苷反应元件结合(p-CREB)的水平。脑多肽的给药增加了毛果芸香碱诱导的癫痫发作后的BDNF。(A)海马区的BDNF水平。癫痫发作后，与癫痫发作载体组相比，服用脑多肽增加了海马体中BDNF表达。(B)BDNF图。(C)海马p-TrkB水平。癫痫发作后，与癫痫发作载体组相比，施用脑多肽增加了海马体中p-TrkB的表达。(D)p-TrkB图。(E)海马内p-CREB水平。癫痫发作后，与载体组相比，脑多肽的给药增加了海马中p-CREB的表达。(F)p-CREB图。
结论
本研究发现，脑多肽的给药通过增加BDNF水平来减少癫痫发作诱导的神经元死亡和神经胶质细胞活化。虽然脑多肽在癫痫发作后促进BDNF增加和下调小胶质细胞活化的确切机制尚不清楚，但目前的研究表明，在这种情况下，给予脑多肽可能是预防神经元死亡的有效治疗剂。然而，需要大量的进一步研究来确定脑多肽增加BDNF和促进其他神经保护结果的机制。
编辑：周志豪
排版：周志豪
原文链接：