【五分钟讲实验】癫痫动物模型热点研究及案例分析详解!
时间:2024-06-17 阅读:176关于癫痫
癫痫(epilepsy)癫痫是神经系统常见的慢性疾病之一, 其以异常放电的脑神经元的引起的短暂大脑功能障碍为特征, 全世界约有多达7000万人受其影响,约占总人口的1%。据世界卫生组织统计,与正常人群相比,癫痫患者的过早死亡风险要高出3倍。尽管许多潜在的疾病机制可能导致癫痫,但在全球约50%的患者中,致病原因仍旧不明。
根据异常脑活动开始的方式和部位,一般会将癫痫发作分为局灶性发作活全身发作。对于癫痫的研究需要借助动物模型,癫痫动物模型是指经过诱导后出现癫痫发作并有一定致痫倾向的一种特殊的动物群体。建立癫痫动物模型的目的是设法概括和阐明这些异常的电活动,以及与之相关的很多潜在的神经解剖、生物化学和遗传因素。
癫痫造模方法汇总
研究热点
1. 改良阿特金斯饮食对耐药性癫痫患者的安全性有效性和耐受性随机对照试验
通过采用高脂肪、低碳水化合物的改良阿特金斯饮食并辅以药物治疗,可能有效减少难治性癫痫患者的癫痫发作。
改良阿特金斯饮食是阿特金斯饮食和生酮饮食的结合,包含豆制品、浓奶油、黄油和油、绿叶蔬菜以及动物蛋白(如鸡蛋、鸡肉、鱼和培根)等食品。虽然生酮饮食已被证明能有效降低癫痫发作频率,但其严格的要求和限制可能难以遵循。
该研究涉及160名成人和青少年,他们的平均住院时间超过10年,尽管平均尝试了最大耐受剂量的四种抗癫痫药物,但每月仍然经历至少27次癫痫发作。他们被随机分配接受一个月的单独标准药物治疗或采用药物搭配改良阿特金斯饮食的治疗。
研究结束时,与对照组相比,采用改良阿特金斯饮食的组在各个方面都有所改善,包括癫痫发作频率和行为问题的减少。这表明改良阿特金斯饮食在控制癫痫发作方面具有显著效果,而需进一步研究来评估其在生物标志物和描述性代谢组学研究方面的功效。
2. NEJM:颞叶癫痫患者发作前30分钟以上即可预测癫痫发作
根据UTHealthHouston的研究,他们成功预测颞叶癫痫患者发作前30分钟以上的时间段,这为使用电极进行治疗提供了新的可能性。通过观察丘脑皮质脑电图,研究团队在一些颞叶癫痫患者中能够识别出前发作状态,即癫痫发作风险较高的大脑异常活动阶段,并且在癫痫发作前一个半小时以上的小样本中进行了检测。
在这些癫痫发作风险较高的期间,大脑呈现非生理性状态,这表明可以采用适应性神经调节疗法,从而在临床上有望达到防止癫痫发作的目的。
3. eLife:干扰钠钾通道相互作用治疗癫痫新策略
婴幼儿难治性癫痫的重要触发因素之一是KCNT1基因的突变,这一变异引起的Slack通道功能增强可能诱发婴儿癫痫伴移行性局灶(EIMFS)、常染色体显性或散发性睡眠相关的高运动性癫痫(ADSHE)等病症。在医学实践中,奎尼丁被广泛应用于治疗与KCNT1相关的癫痫。奎尼丁通过抑制KCNT1基因编码的Slack通道发挥治疗效果。然而,奎尼丁在脑脊液中的浓度和在体外对Slack通道的抑制浓度之间存在明显的差异。这提示奎尼丁治疗由KCNT1突变引起的癫痫的药理学机制尚未完全理解,传统上认为Slack通道是单一药物治疗的目标的观点需要重新审视。
北京大学药学院和IDG麦戈文脑科学研究所的黄卓团队在eLife期刊上发表了研究成果。他们发现电压门控钠离子通道Nav1.6和钠离子激活的钾离子通道Slack之间存在功能和物理上的紧密联系,这种联系显著提高了Slack通道对奎尼丁阻断的敏感性。基于这一发现,研究者提出了一种干扰通道相互作用的策略,用于治疗与Slack通道突变相关的癫痫。
模型构建举例
1. 实验材料
① 动物:C57小鼠,雄性,18~25g;
② 试剂:海仁酸(MCE,货号:HY-N2309 )。
2. 操作步骤:
15-20 mg/kg海仁酸,对照组注射生理盐水,根据Racine评分标准,若首次腹腔注射海仁酸40分钟后仍未达到Racine发作级别IV-V级的小鼠,每隔10分钟追加海人酸剂量10 mg/Kg (KA溶液:在生物安全柜中将KA 10mg溶于10ml双蒸水中,震荡混匀后用EP管分装,并用锡箔纸对EP管包裹完整以避光,并置于-20℃冰箱保存备用),共3次,直到发作程度达到IV-V级时停止追加剂量;
完成3次追加剂量后仍未达到发作级别IV-V 级的小鼠视为造模失败。如小鼠癫痫发作持续为IV级1h以上表面模型成功。
3. 模型验证及结果分析
① 神经行为学评分:
Racine评分标准:I级,咀嚼运动,即面部肌肉抽搐,包括眨眼、动须、节律性咀嚼等;II级,I级加点头运动,即颈部肌肉抽搐;III级,II级加一侧前肢阵挛;IV级,III级加后肢站立并双侧前肢阵挛;V级,双侧前肢阵挛加重,失去平衡跌倒。当出现符合 Racine 一定分级标准的癫病行为时,该动物则被称为癫病动物(kindled animal)。
癫痫特征波形
4. 实验总结
① 造模方法简单,腹腔注射海仁酸即可;
② 海仁酸品牌对造模效果影响较大,优先选择MCE;
③ 电极植入位置影响信号采集,癫痫信号采集一般电极植入位点为前囟点前1个、前囟点后1个、后囟点后2个;
④ 植入颅钉前,打孔不能太深和过宽,太深容易将硬脑膜钻破,过宽会使颅钉直接掉入脑中,有很大可能导致小鼠死亡,一般以能明显观察凹槽为佳。
⑤ 植入颅钉时,颅钉深度约是3圈半螺纹,过深容易导致小鼠死亡,过浅会导致颅钉松动,致使脑电数据不可用,以轻轻触碰颅钉不动为佳。
⑥ 腹腔注射10mg/kg海仁酸,大鼠死亡率为30%,随着KA剂量的增大,潜伏期、出现各级癫痫的时间明显缩短,死亡率增加,而发作持续时间及频率则无明显增加。
5. 应用方向
发作和扩散机制;认知障碍;药物筛选,疗效评价。
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