更新时间:2022-08-25 15:46
红藻氨酸又称“海人酸”,是指一种兴奋性神经毒性氨基酸。红藻氨酸的化学名称是2-羧甲基-3-异丙烯基脯氨酸(2-Carboxy-3-carboxymethyl-4-Isopropenylpyrrolidine)。微量红藻氨酸注入到脑内,能损毁局部神经元胞体而不伤害神经纤维,它是一种有高度选择性的破坏脑组织的神经毒剂,常用于制备学习记忆障碍的动物模型。
红藻氨酸是一种具有强烈的兴奋作用和致痫作用的兴奋性毒素,是离子型谷氨酸受体的激动剂,其物理性状是无色针状结晶,可溶于水,难溶于乙醇。红藻氨酸通过血脑屏障或颅内局部注射进入脑内,直接与神经元突触后膜的非NMDA受体(离子型谷氨酸受体中的海人酸受体和AMDA受体)结合,产生兴奋性突触后电位,导致痫性发作,而海马、纹状体等存在特异性高亲和力的KA受体,尤其是海马CA3区的KA受体最多,也就最容易出现神经元过度兴奋和兴奋性氨基酸毒性作用。
由于海人酸对血脑屏障的通透性很差,系统给药时只有很少甚至不到1%的药物可到达脑内的受体,如此低的生物利用率导致出现明显的种属和个体差异,例如,Wistar大鼠较SD大鼠用量小且潜伏期短。皮下给药时老龄大鼠比年轻大鼠用量小,在同一剂量时老龄大鼠较年轻大鼠脑损伤严重。
在比较接近生理条件的情况下,红藻氨酸自身受体的作用主要是易化神经传递,但也有人报道为抑制性作用。最接近于生理作用的描述是,突触前KAR(红藻氨酸受体)存在于海马苔状纤维到CA3锥体细胞突触,在这里应用KAR拮抗剂,或应用缺少GIuR6、GIuR7、KAR亚单位的小鼠,均可以降低短时程的突触前可塑性。在这些突触上,神经末梢所释放的谷氨酸激活突触前KAR,在20 ms内易化苔状纤维的突触传递,受体可能位于活动带附近。红藻氨酸自身受体所起的作用是快速易化同神经突触,它参与增强短时程可塑性。通过易化突触传递,突触前KAR可以是苔状纤维形成联合性学习机制的一部分。
①目的:探讨红藻氨酸(kainic acid,KA)致癫痫大鼠海马组织中低氧反应基因血管内皮细胞生长因子(vascular endothelial gowth factor,VEGF)、促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)、低氧诱导因子1α(hypoxia-inducible factor-1 alpha,HIF-1α)不同时间点表达量的差异,并分析三者间的相关性。
方法:腹腔注射KA建立大鼠癫痫模型.采用TaqMan探针实时定量PCR(real-time quantitative PCR)技术,检测注射KA后不同时点大鼠海马组织中低氧反应基因VEGF、EPO和HIF-1α表达量的变化。
结果:与对照组相比,注射KA后不同时间点各基因的表达量:VEGF表达量在12h[(8.38± 1.27)×10-3 ng/μl,P<0.05)]、24 h[(8.30±5.08)×10-3ng/μl,P<0.05)]显著升高;EPO表达量在12 h[(8.42±0.90)×10-5 ng/μl,P<0.05)],48h[(1.50±3.25)×10-2 ng/μl,P<0.01)]均明显升高;而HIF-1α在24 h[(2.11±0.21) ×10-2ng/μl,P<0.01)]、48 h[(1.50±0.33) ×10-2 ng/μl,P<0.05)]、72 h[(1.64±0.16)×102 ng/μl,P<0.01)]均有显著的升高。EPO与HIF-1α及VEGF显著相关(r=0.573,0.471,均P<0.05),HIF-1α与VEGF相关性更高(r=0.803,P<0.01)。
结论:VEGF、EPO和HIF-1α参与了癫痫的发生发展,并且三者在癫痫发作过程中存在一定的相关性。
②目的:研究合成红藻氨酸(synthetic kainic acid,SKA)对星形胶质细胞(astrocytes,AST)细胞骨架微丝表达及缝隙连接的影响。
方法:取1日龄Wistar乳鼠大脑,差速贴壁法去除成纤维细胞,并利用振荡分离法去除少突胶质细胞,获得高纯度的AST细胞。将SKA和其它干涉剂与AST细胞共培养24 h后,用激光扫描共聚焦显微镜观察SKA对骨架蛋白中纤丝状肌动蛋白(F-actin)形态学及表达量的影响,并观察缝隙连接通道阻滞剂1-庚醇(1-heptanol,1-Hep)对SKA作用的影响。
结果:和对照组相比,KCl组和KCl+SKA组的荧光强度均明显增强(P<0.01),后者更明显(P<0.01);镜下这2组的F-actin细丝状物较对照组明显增多、增粗、密集,KCl+SKA组更甚。1-Hep可明显降低KCl和SKA所致的F-actin表达,镜下所有1-Hep组可见细胞内部分丝状断裂,有些呈横切状。
结论:SKA诱发癫痫的机制可能与其诱发AST细胞中F-actin的增多有关,细胞间缝隙连接可能参与了SKA诱发癫痫的过程。