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文獻解讀 | 炎癥作為治療斑馬魚幼魚發(fā)燒相關(guān)癲癇靶點
來源:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S156757692300125X | 作者:木芮生物 | 發(fā)布時間: 2023-08-26 | 264 次瀏覽 | 分享到:
炎癥被認(rèn)為與癲癇的發(fā)生有關(guān)眷柔。然而,發(fā)熱與炎癥的關(guān)系以及發(fā)熱在兒童癲癇發(fā)生發(fā)展中的機制有待進一步研究。在這里洗做,我們描述了一個暴露于戊四唑(PTZ)的斑馬魚幼魚的熱療誘導(dǎo)癲癇發(fā)作的體內(nèi)模型。高溫增加了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚對癲癇發(fā)作的易感性和促炎因子的產(chǎn)生彰居。GABRG2突變與發(fā)熱相關(guān)癲癇相關(guān)诚纸,我們使用表達突變?nèi)嘶騁ABRG2(F343L)的Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚模型來進一步研究炎癥在發(fā)熱誘發(fā)癲癇發(fā)作中的作用。我們的數(shù)據(jù)表明陈惰,高溫也增加了Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚幼魚的運動活動畦徘。雖然GABRG2突變上調(diào)了促炎因子的產(chǎn)生,但高溫并沒有顯著改變促炎因子的產(chǎn)生。脂多糖(LPS)的刺激足以增加斑馬魚幼魚的運動活性井辆,暗示炎癥可增加發(fā)熱相關(guān)癲癇关筒。在PTZ誘導(dǎo)后,GABRG2的表達增加杯缺,特別是在較高的溫度下蒸播。此外,用地塞米松(DEX)抑制炎癥反應(yīng)可降低斑馬魚幼魚的興奮性萍肆,特別是在高溫下袍榆。最后,體外實驗證明塘揣,LPS刺激作用增加了GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染細胞中IL-1β和IL-6的產(chǎn)生包雀。綜上所述,我們的研究表明亲铡,發(fā)熱性癲癇發(fā)作可誘發(fā)神經(jīng)炎癥才写,而IL-1β和IL-6表達的增加可能是癲癇發(fā)生的原因。發(fā)熱和炎癥之間的惡性循環(huán)可能誘發(fā)癲癇發(fā)作奴愉,而抗炎策略可能是治療發(fā)熱相關(guān)癲癇的一種潛在治療方法琅摩。


雜志:International Immunopharmacology

影響因子:5.6(2022)

年份:2023

通訊作者:Dingding Shenb; Qi Zhanga

通訊作者單位:a Key Laboratory of Neuroregeneration of Jiangsu and Ministry of Education, Co-innovation Center of Neuroregeneration, NMPA Key Laboratory for Research and Evaluation of Tissue Engineering Technology Products, Jiangsu Clinical Medicine Center of Tissue Engineering and Nerve Injury Repair, Nantong University, Nantong, China
Department of Neurology & Collaborative Innovation Center for Brain Science, Ruijin Hospital Affiliated to Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai, China


摘要

炎癥被認(rèn)為與癲癇的發(fā)生有關(guān)。然而锭硼,發(fā)熱與炎癥的關(guān)系以及發(fā)熱在兒童癲癇發(fā)生發(fā)展中的機制有待進一步研究房资。在這里,我們描述了一個暴露于戊四唑(PTZ)的斑馬魚幼魚的熱療誘導(dǎo)癲癇發(fā)作的體內(nèi)模型檀头。高溫增加了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚對癲癇發(fā)作的易感性和促炎因子的產(chǎn)生轰异。GABRG2突變與發(fā)熱相關(guān)癲癇相關(guān),我們使用表達突變?nèi)嘶騁ABRG2(F343L)的Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚模型來進一步研究炎癥在發(fā)熱誘發(fā)癲癇發(fā)作中的作用暑始。我們的數(shù)據(jù)表明搭独,高溫也增加了Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚幼魚的運動活動。雖然GABRG2突變上調(diào)了促炎因子的產(chǎn)生廊镜,但高溫并沒有顯著改變促炎因子的產(chǎn)生牙肝。脂多糖(LPS)的刺激足以增加斑馬魚幼魚的運動活性,暗示炎癥可增加發(fā)熱相關(guān)癲癇嗤朴。在PTZ誘導(dǎo)后配椭,GABRG2的表達增加,特別是在較高的溫度下雹姊。此外股缸,用地塞米松(DEX)抑制炎癥反應(yīng)可降低斑馬魚幼魚的興奮性,特別是在高溫下吱雏。最后敦姻,體外實驗證明瘾境,LPS刺激作用增加了GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染細胞中IL-1β和IL-6的產(chǎn)生。綜上所述镰惦,我們的研究表明迷守,發(fā)熱性癲癇發(fā)作可誘發(fā)神經(jīng)炎癥,而IL-1β和IL-6表達的增加可能是癲癇發(fā)生的原因陨献。發(fā)熱和炎癥之間的惡性循環(huán)可能誘發(fā)癲癇發(fā)作盒犹,而抗炎策略可能是治療發(fā)熱相關(guān)癲癇的一種潛在治療方法懂更。

關(guān)鍵詞:發(fā)熱眨业;癲癇;斑馬魚沮协;炎癥龄捡;GABAA 受體

1.引言

發(fā)燒常是兒童癲癇的誘因。雖然發(fā)熱性癲癇發(fā)作(FS)通常被認(rèn)為是良性的慷暂,但長期的復(fù)雜FS可增加腦損傷和隨之而來的不良后果的風(fēng)險聘殖,包括顳葉癲癇(TLE)、生活后期的認(rèn)知障礙和兒童時期的猝死(SUDC)行瑞。然而奸腺,在體內(nèi)發(fā)熱誘發(fā)癲癇發(fā)作的機制尚不清楚。為了了解高熱過程中癲癇發(fā)生的潛在機制血久,特別是在發(fā)育中的大腦中突照,我們利用高溫在未成熟的嚙齒動物和斑馬魚幼魚中誘發(fā)癲癇樣活動,這可能為FS的治療提供預(yù)防策略氧吐。例如讹蘑,在熱誘導(dǎo)癲癇發(fā)作的斑馬魚模型中,已經(jīng)證明瞬時受體電位香草素1和4(TRPV1/4)和NMDA型谷氨酸受體參與了癲癇發(fā)作的發(fā)生筑舅。然而座慰,高熱在兒童癲癇發(fā)生發(fā)展中的作用機制有待進一步研究。

許多證據(jù)表明翠拣,炎癥與癲癇的發(fā)生有關(guān)版仔。急性腦損傷后,腦內(nèi)迅速誘發(fā)神經(jīng)炎癥误墓,從而增加了人類和相關(guān)動物模型發(fā)生癲癇的風(fēng)險蛮粮。在癲癇發(fā)作的兒童中血漿中檢測到神經(jīng)炎癥通路的差異激活。在FS后的新生大鼠中也觀察到誘發(fā)的炎癥過程优烧,并與成年記憶缺陷有關(guān)蝉揍。臨床研究證明,特異性抗炎藥物可以減少耐藥性癲癇發(fā)作畦娄。使用地塞米松(DEX)又沾,一種廣泛的抗炎藥物弊仪,被報道可以減弱發(fā)熱性癲癇持續(xù)狀態(tài)(FSE)未成熟大鼠模型的異常奮性。DEX還可縮短發(fā)熱感染相關(guān)癲癇綜合征(FIRES)患者的危險期杖刷。由于炎癥是發(fā)熱的原因之一励饵,發(fā)熱會加重炎癥,我們推測發(fā)熱和炎癥之間的惡性循環(huán)可能誘發(fā)癲癇發(fā)作滑燃,靶向炎癥可能是癲癇治療的一種治療選擇役听。γ-氨基丁酸(GABAA)受體γ2亞基基因(GABRG2)的突變與FS和遺傳性癲癇伴熱性發(fā)作(GEFS +)相關(guān)。據(jù)報道表窘,GABAA受體的激活可以抑制促炎途徑典予,并通過減少星形膠質(zhì)細胞和小膠質(zhì)細胞的激活,在脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的神經(jīng)炎癥中發(fā)揮保護作用乐严。最近瘤袖,有人報道了一例由GABAA受體抗體介導(dǎo)的自身免疫性腦炎引起的FIRES疾病。在高溫條件下昂验,GABAergic神經(jīng)元突觸前末端的GABA釋放和再攝取功能障礙可能會增加神經(jīng)元的興奮性捂敌。以上證據(jù)表明,GABAA受體可能在發(fā)熱相關(guān)性癲癇中發(fā)揮重要作用既琴。然而占婉,促炎因子及其與GABAA受體的相互作用在癲癇發(fā)生發(fā)展中的作用目前尚不清楚。

在之前的一項研究中甫恩,我們在斑馬魚中建立了一個與GABRG2(F343L)錯義突變相關(guān)的癲癇性腦病模型逆济,進一步表明斑馬魚是一種有效的癲癇模型,可用于了解所涉及的各種機制和篩選藥物治療填物。戊四唑(PTZ)是一種GABAA受體拮抗劑纹腌,廣泛應(yīng)用于斑馬魚中闡明癲癇的發(fā)病機制。溫度的升高足以獲得斑馬魚幼魚的腦電圖(EEG)記錄滞磺。本研究旨在探討熱療對PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚癲癇模型的影響升薯,并探討其作用機制。此外击困,我們還應(yīng)用了一個過表達突變的人類GABRG2(F343L)亞基的斑馬魚模型涎劈,進一步檢測發(fā)熱相關(guān)癲癇中炎癥和GABAA受體之間的關(guān)系。

材料和方法

斑馬魚飼養(yǎng)和護理

斑馬魚(AB株)在我們之前的協(xié)議條件下被保存在南通大學(xué)的斑馬魚中心阅茶。Tg(hGABRG2WT)和Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚由我們的實驗室建立蛛枚,并在南通大學(xué)的斑馬魚中心進行維護。所有方案和程序均遵循南通大學(xué)的機構(gòu)動物護理指南脸哀,并獲得了南通大學(xué)實驗室動物倫理委員會(20200305-001)的倫理批準(zhǔn)蹦浦。成年斑馬魚在循環(huán)水系統(tǒng)(pH為7.0 ~ 8.0)中進行14小時光照/10小時黑暗循環(huán)。這些斑馬魚每天被喂食兩次魚食撞蜂。斑馬魚胚胎和幼魚在28?C包含E3溶液的10厘米培養(yǎng)皿中培養(yǎng)盲镶,并在受精后24小時后(hpf)添加加入0.2mM PTU以抑制色素沉著侥袜。

高溫和PTZ處理

在受精后5天(dpf),將斑馬魚幼魚轉(zhuǎn)移到48孔培養(yǎng)板中溉贿,每孔有1只幼蟲枫吧。28?C是通常用來保持斑馬魚群落的溫度。當(dāng)斑馬魚接受高溫暴露時宇色,水溫設(shè)置為32?C九杂。在PTZ敏感性實驗中,加入PTZ到培養(yǎng)基中使終濃度為15 mM宣蠕。為了檢測熱療對斑馬魚的影響例隆,將動物分為四組:常溫(28?C)PTZ誘導(dǎo)組或不誘導(dǎo)組,高溫組(32?C)PTZ誘導(dǎo)組或不誘導(dǎo)組植影。

行為實驗

使用丹麥視覺視頻跟蹤系統(tǒng)(Noldus裳擎,德國)記錄在不同溫度下使用或不使用PTZ誘導(dǎo)下斑馬魚30 min運動活性。對于LPS刺激思币,在不同溫度下5 dpf的斑馬魚幼魚培養(yǎng)基中加入80 μg/mL LPS。用濃度為(1 μg/mL)的DEX抑制斑馬魚幼魚的炎癥反應(yīng)羡微。使用EthoVision XT運動跟蹤軟件版本(Noldus谷饿,德語)分析運動活性。記錄并分析了所運動總距離妈倔。自發(fā)性癲癇發(fā)作樣活動被定義為癲癇發(fā)作評分系統(tǒng)博投,以評估斑馬魚幼魚的行為變化并從0期到3期進行分類:第0階段,特征為很少游泳活動盯蝴;第1階段毅哗,特征為游泳活動普遍增加;第2階段捧挺,快速“漩渦狀”虑绵;第3階段,特征為抽搐后失去姿勢闽烙。在PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚或Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚中記錄了達到2/3階段的潛伏時間翅睛。

腦電圖(EEG)記錄

采用MD3000生物信號采集與處理系統(tǒng)(安徽正華,中國)對斑馬魚進行腦電圖記錄黑竞。簡而言之捕发,將斑馬魚包埋在記錄介質(zhì)溶液(1 mM氯化鈉,2.9 mM氯化鉀很魂,10 mM HEPES扎酷,1.2 mM氯化鎂,10 mM葡萄糖遏匆,2.1 mM氯化鈣)中法挨,用1.2 %低融化瓊脂糖和0.02 %三卡因麻醉動物骤铃。在電壓電阻配置中,使用膜片鉗放大器測量電極電阻坷剧,以確定正確的值惰爬。膜片鉗放大器的放大倍數(shù)為1000,上限為10000Hz惫企,時間常數(shù)為0.5 ms撕瞧,高通濾波器為100 Hz。對每只斑馬魚的電極進行場電位(FP)記錄狞尔。量化最大振幅和癲癇樣放電事件的數(shù)量丛版。

定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)(qRTPCR)

記錄運動活動后,用TRIzol試劑(Invitrogen偏序,USA)從斑馬魚胚胎的大腦中提取總RNA页畦。根據(jù)制造商的說明,使用Omniscript RT試劑盒(Qiagen研儒,美國)將總RNA逆轉(zhuǎn)錄為cDNA豫缨。采用SYBR green mix(諾唯贊,中國)進行qRT-PCR端朵,檢測不同條件下c-fos好芭、IL-1β、IL-6和TNF-α的mRNA表達冲呢。以β-actin作為內(nèi)參基因舍败。數(shù)據(jù)歸一化為內(nèi)參基因β-actin,并相對于對照幼魚的表達進行定量敬拓。數(shù)值代表了圖注中所示的幾個獨立生物樣本的平均值邻薯,每個樣本包括10個匯集的幼魚。

整體原位雜交(WISH)

斑馬魚幼魚的WISH按照Thisse的方案進行乘凸,并進行了修改厕诡。簡單地說,我們設(shè)計了引物序列并用用DIG-RNA標(biāo)記試劑盒(Roche翰意,瑞士)合成了DIG標(biāo)記的c-fos正義探針和反義探針木人。行為實驗后,收集斑馬魚幼魚冀偶,用4%多聚甲醛(PFA)在磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)中固定過夜醒第,并如前所述進行雜交。

免疫印跡

從斑馬魚幼魚的大腦中提取總蛋白进鸠,然后用BCA分析進行定量稠曼。20個μg蛋白經(jīng)SDS-PAGE分離,轉(zhuǎn)移到PVDF膜上客年。該膜用5%的脫脂奶粉在Tris緩沖鹽水(TBS霞幅,pH 7.4)中封閉漠吻,并與指示抗體在4?C下孵育過夜。用TBS/T(含0.1%Tween20的TBS)洗滌后司恳,將HRP偶聯(lián)親和純化的驢兔抗IgG(1:5000)或山羊鼠抗(1:5000)在室溫下孵育2h途乃。用ECL底物孵育膜,用成像系統(tǒng)進行掃描(Tanon扔傅,上海耍共,中國)。使用ImageJ1.8.0軟件(貝塞斯達猎塞,馬里蘭州试读,美國)對圖像進行分析。

細胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)染

人胚胎腎(HEK)293 T細胞在添加10 %胎牛血清的DMEM中荠耽,37?C钩骇,95%空氣和5%二氧化碳的潮濕氣氛中培養(yǎng)。培養(yǎng)基每兩天更換一次铝量。將編碼人GABAA受體α1倘屹、β2和γ2亞基的cDNA亞克隆到pcDNA3.1載體中。轉(zhuǎn)染前一天款违,將細胞以1×106個細胞/mL的密度置于10厘米的培養(yǎng)皿中唐瀑。按照聚乙烯亞胺(PEI)試劑(40kD,Polyscinces)的方案進行轉(zhuǎn)染插爹。共轉(zhuǎn)染了3 mg的GABAA受體cDNA。DNA:PEI的比例為1mg:2.5ml请梢,α1:β2:γ2亞基的cDNA比例為1:1:1赠尾。

細胞活力分析

轉(zhuǎn)染48 h后,將細胞置于96孔板中毅弧,用1 μg/mL LPS或100 nM/L TNF-α處理气嫁。在LPS或TNF-α孵育24 h后,采用細胞計數(shù)試劑盒-8(CCK-8)法檢測細胞活力够坐。用ELx-800酶標(biāo)儀(Bio-Tek Inc.寸宵,Winooski,VT元咙,USA)在450 nm處的分光光度法測定吸光度(光密度梯影,OD)。

統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)用平均± SEM表示庶香。在GraphPad Prism 8.0(GraphPad甲棍,圣地亞哥,CA赶掖,USA)中進行統(tǒng)計分析感猛。使用未配對Student’st-test或雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗來比較組間的差異七扰。正態(tài)分布采用Kolmogorov-Smirnov 檢驗進行分析。P < 0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義陪白。

結(jié)果

高溫增加了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚癲癇發(fā)作的易感性

為了確定短期溫度升高對斑馬魚幼魚PTZ誘發(fā)癲癇易感性的影響颈走,分別將斑馬魚暴露于28?C和32?C的PTZ。測量癲癇發(fā)作評分咱士、旅行距離和斑馬魚達到癲癇發(fā)作階段(階段2或階段3)的潛伏期立由。在28?C時,根據(jù)視頻跟蹤系統(tǒng)司致,幼蟲表現(xiàn)出較低的運動能力(圖1A)拆吆,在30 min范圍內(nèi)的平均旅行距離為1325±185mm(圖1B)。當(dāng)環(huán)境溫度設(shè)置為32?C時脂矫,游泳活動略有增加枣耀,總距離為2693±230mm(圖1b)(P<0.0001疾瓮,Tukey’s檢驗)刁憋。經(jīng)15 mM PTZ處理后缚柳,斑馬魚幼魚的代表性游泳軌跡運動活動顯著增加(圖1A)士修,28?C平均距離為9415±201mm饶米,32?C平均距離為10680±210mm(圖1B)(P=0.0003遗嗽,Tukey檢驗)蘸秘。

采用未成熟斑馬魚癲癇發(fā)作行為評分系統(tǒng)來評估不同溫度下PTZ誘導(dǎo)下的行為變化裹芝。在沒有PTZ刺激的情況下恨搓,所有斑馬魚幼魚均處于第0或第1階段院促,而PTZ暴露的幼魚均達到第2或第3階段(圖1C),表明PTZ在兩種溫度下都誘導(dǎo)了癲癇樣行為斧抱。然而常拓,當(dāng)溫度從28?C上升到32?C時,斑馬魚幼魚達到第3階段的比例從35.00 %上升到68.33 %辉浦。為了研究不同水溫和PTZ暴露對斑馬魚行為的影響弄抬,我們計算了斑馬魚達到癲癇發(fā)作階段的時間潛伏期。暴露在PTZ斑馬魚幼魚到達的第2/3階段潛伏時間從28?C時的119 ± 4 s下降到32?C時的96±4s(圖1D)(P < 0.0001宪郊,未配對Student’s t-test)掂恕。這些數(shù)據(jù)表明,高溫增加了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚對癲癇發(fā)作的易感性弛槐。

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圖1 溫度對PTZ暴露條件下斑馬魚幼魚運動活動的影響懊亡。(A)采用丹麥視覺XT運動跟蹤軟件在丹麥視覺視頻跟蹤系統(tǒng)中記錄斑馬魚幼魚30 min后的運動活動。在5 dpf時丐黄,斑馬魚接受不同的溫度(28?C和32?C)斋配,暴露或不暴露15 mM PTZ。(B)對每一組的總旅行距離進行量化(每一組的n=24)。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示艰争。** P < 0.01通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗坏瞄。溫度,F(xiàn)(1,92)= 38.74甩卓;PTZ鸠匀,F(xiàn)(1,92)= 1444;溫度×PTZ相互作用逾柿,F(xiàn)(1,92)= 0.05816缀棍。(C)癲癇發(fā)作評分通過錄像獲得,條形圖顯示了不同癲癇發(fā)作階段的幼魚的百分比(每組n=74)机错。(D)斑馬魚幼魚達到第2期或第3期的潛伏期(每組n=120)爬范。** P < 0.01采用未配對Student’s t檢驗。

采用前腦場電位記錄法弱匪,觀察PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚在短暫溫度升高時的癲癇發(fā)作活動青瀑。PTZ的誘導(dǎo)導(dǎo)致了多尖峰、大振幅和長持續(xù)時間的突發(fā)放電萧诫,這與之前的報道相似(圖2A)斥难。高溫沒有引起顯著的癲癇發(fā)作活動,而異常放電隨著PTZ的暴露而增加(圖2A)帘饶。在兩種溫度下哑诊,PTZ誘導(dǎo)最大振幅顯著增加(43.01 ± 9.98 μV vs 11.04 ± 0.82 μV在28?C,P=0.0284及刻,Tukey檢驗镀裤;73.12 ± 7.39 μV vs 21.87 ± 1.52 μV在32?C,P=0.0019缴饭,Tukey檢驗)(圖2B)淹禾。高溫只增加了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚的振幅(P=0.0381,Tukey’s檢驗)(圖2B)茴扁。此外,我們還比較了各組間的癲癇樣放電事件汪疮。PTZ增加了兩種溫度下每秒放電事件數(shù)(22.00 ± 1.73對0.33 ± 0.33峭火,P = 0.0002;32?C時± 3.22和0.67 ± 0.33智嚷,P < 0.0001卖丸,熱療僅增加了斑馬魚的事件數(shù)(P = 0.0350,圖基測試)(圖2C)盏道。

c-fos是一種即時早期轉(zhuǎn)錄因子稍浆,在動物模型中作為癲癇發(fā)作的標(biāo)志,包括經(jīng)PTZ處理的斑馬魚幼魚。因此衅枫,我們利用WISH和qRT-PCR在5 dpf條件下進一步研究了不同溫度下斑馬魚幼魚中cfos的表達嫁艇。在28?C時,在整個大腦中表現(xiàn)出的c-fos表達水平非常低(圖2D和2E)弦撩。雖然升高的溫度沒有顯著改變c-fos的表達(1.34 ± 0.37在32?C步咪,對照組在28?C作為1),PTZ誘導(dǎo)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的強勁增加益楼,包括端腦猾漫、視神經(jīng)頂蓋、中腦和后腦特別是在32?C(32?C時92±10 vs 28?C 43±7)(P=0.0002感凤,Tukey’s檢測)悯周。以上數(shù)據(jù)表明,在PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚模型中陪竿,高溫能夠通過上調(diào)c-fos的表達來誘導(dǎo)癲癇樣行為禽翼。

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圖2 PTZ暴露不同溫度下斑馬魚幼魚大腦c-fos活性和表達。(A)在28?C和32?C條件下萨惑,斑馬魚幼魚的代表性現(xiàn)場記錄捐康。(B)各組最大振幅的量化(每組n=3)。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示庸蔼。* P < 0.05解总,** P < 0.01,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗姐仅。溫度花枫,F(xiàn)(1,8)= 10.66;PTZ掏膏,F(xiàn)(1,8)= 44.07劳翰;溫度×PTZ相互作用,F(xiàn)(1,8)= 2.365馒疹。(C)各組癲癇樣出院事件的量化(每組n=3)佳簸。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示。* P < 0.05颖变,** P < 0.01生均,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗。溫度腥刹,F(xiàn)(1,8)= 6.426马胧;PTZ,F(xiàn)(1,8)= 199.5衔峰;溫度×PTZ相互作用佩脊,F(xiàn)(1,8)= 5.541蛙粘。(D)全貼式原位雜交(WISH)檢測斑馬魚幼蟲在28?C和32?C下C-mosmRNA的表達,以及5 dpf下15 mM PTZ的暴露威彰。c-fos在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)陽性表達表現(xiàn)為深紫色出牧。(E)不同處理后斑馬魚幼魚大腦中c-fos mRNA水平的定量分析。數(shù)據(jù)歸一化為內(nèi)參基因β-actin抱冷,無PTZ暴露常溫(28?C)組c-fos mRNA的相對表達量設(shè)為“1’”(每組n=6崔列,一個樣本混合10個幼蟲)。** P < 0.01通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗旺遮。溫度赵讯,F(xiàn)(1,20)= 13.58;PTZ耿眉,F(xiàn)(1,20)= 98.06边翼;溫度×PTZ相互作用,F(xiàn)(1,20)= 13.21鸣剪。

高溫促進了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚產(chǎn)生促炎因子

IL-1β组底、IL-6和TNF-α是中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生的主要促炎因子。在5 dpf時筐骇,斑馬魚接受不同的溫度(28?C和32?C)债鸡,暴露或不暴露15 mM PTZ處理。采用qPCR方法檢測促炎細胞因子IL-1β铛纬、IL-6厌均、TNF-α的表達。我們發(fā)現(xiàn)上述3種細胞因子在32?C時均增加告唆,但在對照組中沒有棺弊。雖然高溫增加了促炎細胞因子的生產(chǎn),但差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義擒悬。對于IL-1β模她,在每個溫度下,隨著PTZ暴露其表達量顯著增加(圖3A)懂牧,而IL-6和TNF-α僅在32?C時隨PTZ暴露而增加(圖3B和3C)侈净。此外,PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚在不同溫度下各促炎因子的差異顯著僧凤。結(jié)果表明用狱,高溫可能增加了PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚促炎因子的產(chǎn)生。

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圖3 PTZ暴露下不同溫度下斑馬魚幼魚促炎細胞因子的表達拼弃。在5 dpf時,斑馬魚接受不同的溫度(28?C和32?C)摇展,暴露或不暴露15 mM PTZ吻氧。用qPCR檢測促炎細胞因子IL-1β (A)、IL-6 (B)和TNF-α (C)的表達(每組n=6,共混合10個幼蟲)盯孙。對照組在28?C時各細胞因子的表達量任意取為1鲁森。* P < 0.05和** P < 0.01,通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗振惰。(A)溫度歌溉,F(xiàn)(1,20)= 8.163;PTZ骑晶,F(xiàn)(1,20)= 41.27痛垛;溫度×PTZ相互作用,F(xiàn)(1,20)= 1.748桶蛔;(B)溫度匙头,F(xiàn)(1,20)= 7.674;PTZ仔雷,F(xiàn)(1,20)= 9.504蹂析;溫度×PTZ相互作用,F(xiàn)(1,20)= 4.164碟婆;(C)溫度电抚,F(xiàn)(1,20)= 6.719;PTZ竖共,F(xiàn)(1,20)= 15.51蝙叛;溫度×PTZ相互作用,F(xiàn)(1,20)= 2.463肘迎。

高溫增加了Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚幼魚的運動活性甥温,而不影響促炎因子的產(chǎn)生

為了進一步研究高溫對癲癇發(fā)生中炎癥過程的影響,我們應(yīng)用了一個表達突變?nèi)薌ABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚系妓布。突變體GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚表現(xiàn)出自發(fā)的癲癇發(fā)作活動和驚厥行為姻蚓,可作為一個再現(xiàn)人類癲癇綜合征的有用模型。通過視頻跟蹤系統(tǒng)記錄了轉(zhuǎn)基因斑馬魚在不同溫度下的運動活動(圖4A)匣沼。在28?C下狰挡,Tg(hGABRG2F343L)在30 min中的平均旅行距離為2898 ± 184 mm,遠高于轉(zhuǎn)染野生型(WT)GABRG2的對照組(889±151mm)(圖4B)释涛。當(dāng)環(huán)境溫度升高到32?C時加叁,F(xiàn)343L和WT斑馬魚的總距離分別增加到3898 ± 271 mm和1706 ± 212 mm,F(xiàn)343L突變體組更高(圖4B)唇撬,暗示高溫增加了突變體GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚的運動活性它匕。雙盲癲癇評分評估還顯示,所有的斑馬魚幼蟲在階段0或階段1WT組在28?C和32?C窖认,而在F343L組豫柬,大多數(shù)幼魚(95.83 %)留在階段1和2.08 %的幼魚達到階段2在28?C告希。隨著溫度的升高,8.51 % F343L轉(zhuǎn)基因斑馬魚在第2階段烧给,8.51 %的幼魚達到第3階段(圖4C)燕偶,達到第2/3階段的潛伏期從28?C時的837 ± 113 s下降到32?C時的342 ± 45 s(圖4D)。暗示高溫也增加了Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚幼魚癲癇發(fā)作的易感性础嫡。

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圖4 熱療對Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚品系運動能力的影響指么。在5 dpf時,Tg(hGABRG2WT)和Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚處于不同的溫度(28?C和32?C)榴鼎。(A)在28?C和32?C下伯诬,用etho視覺XT運動跟蹤軟件記錄野生型GABRG2或突變型GABRG2(F343L)的斑馬魚幼魚30 min的運動活動。(B)分析每組的總旅行距離(每組n=42)檬贰。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示姑廉。* P < 0.05和** P < 0.01,通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗翁涤。溫度桥言,F(xiàn)(1,164)= 18.47;F343L葵礼,F(xiàn)(1,164)= 98.57号阿;溫度×F343L相互作用,F(xiàn)(1,164)= 0.1875鸳粉。(C)通過錄像獲得癲癇發(fā)作評分扔涧,條形圖顯示不同癲癇發(fā)作階段的幼魚百分比(每組n=60)。(D)Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚幼魚達到第2期或第3期的潛伏期(每組n=22)届谈。** P < 0.01采用未配對Studeent’s t-test枯夜。

場電位記錄顯示,F(xiàn)343L組存在多峰放電(圖5A)艰山,在兩種溫度下湖雹,最大振幅均比WT組增加(圖5B)。在兩種溫度下曙搬,F(xiàn)343L組每秒放電事件數(shù)也增加摔吏,而高溫只增加了F343L組的事件數(shù)量(圖5C)。WISH圖像顯示廣泛的c-fos在整個大腦中表達纵装,特別是在32?C時征讲。雖然溫度升高對WT組c-fos的表達沒有顯著影響,F(xiàn)343L組的c-fos隨溫度的升高而顯著升高(圖5E)橡娄。以上數(shù)據(jù)表明诗箍,在Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚中,高溫也可以通過上調(diào)c-fos的表達來誘發(fā)癲癇樣行為挽唉。

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圖5  Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚在不同溫度下c-fos的腦活動和表達扳还。(A)從Tg(hGABRG2WT)和Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚幼魚在28?C和32?C下獲得的代表性現(xiàn)場記錄才避。(B)各組最大振幅的量化(每組n=3)。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示氨距。* P < 0.05,** P < 0.01棘劣,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗俏让。溫度,F(xiàn)(1,8)= 1.504茬暇;F343L首昔,F(xiàn)(1,8)= 46.68;溫度×F343L相互作用糙俗,F(xiàn)(1,8)= 1.039勒奇。(C)各組癲癇樣出院事件的量化(每組n=3)。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示巧骚。* P < 0.05赊颠,** P < 0.01,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗劈彪。溫度竣蹦,F(xiàn)(1,8)= 6.231;F343L沧奴,F(xiàn)(1,8)= 192.3痘括;溫度×F343L相互作用,F(xiàn)(1,8)= 6.231滔吠。(D) WISH檢測Tg(hGABRG2WT)和Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚在28?C和32?C在5 dpf時c-fos mRNA的表達纲菌。c-fos陽性表達呈深紫色。(E)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚大腦中c-fos mRNA水平的定量分析疮绷。數(shù)據(jù)歸一化為內(nèi)參基因β-actin翰舌,WT組在常溫(28?C)下c-fos mRNA的相對表達量設(shè)為“1’”(每組n=6,1個樣本混合10個幼蟲)。** P < 0.01通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗矗愧。溫度灶芝,F(xiàn)(1,20)= 2.314;F343L唉韭,F(xiàn)(1,20)= 19.18夜涕;溫度×F343L相互作用,F(xiàn)(1,20)= 0.2306属愤。

在突變體GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚中也檢測到了促炎因子女器。突變GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚顯示IL-1β和IL-6表達在正常溫度下與WT組相比增加(圖6A-C)。與未轉(zhuǎn)染的斑馬魚相反住诸,高溫并不影響WT或突變體轉(zhuǎn)基因斑馬魚中IL-1β驾胆、IL-6和TNF-α的表達(圖6A-C)涣澡。

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圖6 LPS或DEX在不同溫度下對Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚運動活性和促炎細胞因子的影響。用qPCR方法檢測Tg(hGABRG2WT)和Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚(每組n=-4~6)中IL-1β (A)丧诺、IL-6 (B)和TNF-α (C)的表達入桂。將28?C時Tg(hGABRG2WT)斑馬魚中各細胞因子的表達量任意取為1。* P < 0.05驳阎,** P < 0.01抗愁,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗。(A)溫度呵晚,F(xiàn)(1,20)= 3.361蜘腌;F343L,F(xiàn)(1,20)= 8.307饵隙;溫度×F343L相互作用撮珠,F(xiàn)(1,20)= 1.878,(B)溫度金矛,F(xiàn)(1,16)= 2.457芯急;F343L,F(xiàn)(1,16)= 15.34绷柒;溫度×F343L相互作用志于,F(xiàn)(1,16)= 3.425,(C)溫度废睦,F(xiàn)(1,12)= 7.222伺绽;F343L,F(xiàn)(1,12)= 8.493嗜湃;溫度×F343L相互作用奈应,F(xiàn)(1,12)= 0.0009071。(D) Tg(hGABRG2WT)斑馬魚和Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚在不同溫度(28?C和32?C)购披,LPS(80 μg/mL)或DEX(1 μg/mL)暴露杖挣。對每組行走的總距離進行量化,數(shù)據(jù)以平均± SEM表示(每組n=32)刚陡。* P < 0.05惩妇,** P < 0.01,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗筐乳。溫度歌殃,F(xiàn)(1,186)= 3.413;藥物蝙云,F(xiàn)(2,186)= 43.69氓皱;溫度×藥物相互作用,F(xiàn)(2,186)= 3.876。(E)F343L斑馬魚幼蟲經(jīng)LPS或DEX暴露達到第2期或第3期的潛伏期(每組n=3)波材。* P < 0.05股淡,** P < 0.01,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗廷区。溫度唯灵,F(xiàn)(1,12)= 32.08;F343L隙轻,F(xiàn)(2,12)= 20.77早敬;溫度×F343L相互作用,F(xiàn)(2,12)= 3.476大脉。(F)用qPCR檢測Tg(hGABRG2F343L)斑馬魚在不同溫度下(28?C和32?C)中IL-1β、IL-6和TNF-α的表達(每組=3,10只幼蟲)水孩。F343L組各細胞因子的表達量任意取1镰矿,圖中數(shù)據(jù)為DEX處理后與處理前的表達量比例。

抑制炎癥反應(yīng)可降低PTZ誘導(dǎo)或GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染斑馬魚幼魚的興奮性

DEX是一種廣泛使用的用于治療炎癥的皮質(zhì)類固醇俘种。在這里秤标,我們使用DEX來檢測抑制炎癥是否可以降低PTZ誘導(dǎo)或突變GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染斑馬魚的興奮性。在未轉(zhuǎn)染的斑馬魚中宙刘,DEX處理對斑馬魚的活性沒有明顯影響(圖7A)苍姜。在PTZ誘導(dǎo)斑馬魚中,DEX降低了兩者在28?C時的旅行距離(圖7B)悬包。PTZ誘導(dǎo)斑馬魚達到2/3期的潛伏期沒有顯著變化(圖7C)衙猪。在PTZ誘導(dǎo)的28?C和32?C的斑馬魚中,促炎因子的表達降低(圖7D)布近。結(jié)果表明垫释,抑制炎癥反應(yīng)可降低PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚或GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染的興奮性。

在突變體GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚中撑瞧,只有在32?C下棵譬,DEX處理才降低了旅行距離(圖6D)。與PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚相反预伺,在32?C時订咸,DEX處理后,GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚達到2/3期的潛伏期顯著降低(圖6E)酬诀。然而脏嚷,在兩種溫度下,促炎因子的表達均無顯著變化(圖6F)料滥。

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圖7 LPS或DEX對不同溫度下斑馬魚幼魚運動活動和促炎細胞因子的影響然眼。(A)在5 dpf時,斑馬魚在不同溫度(28?C和32?C)葵腹,LPS(80 μg/mL)或DEX(1 μg/mL)暴露高每。對每組行走的總距離進行量化屿岂,數(shù)據(jù)以平均± SEM表示(每組n=32)。* P < 0.05鲸匿,** P < 0.01爷怀,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗。溫度带欢,F(xiàn)(1,186)= 30.19运授;藥物,F(xiàn)(2,186)= 25.25乔煞;溫度×藥物相互作用吁朦,F(xiàn)(2,186)= 2.662。(B)PTZ(15mM)誘導(dǎo)的斑馬魚在不同溫度(28?C和32?C)下渡贾,用LPS(80 μg/mL)或DEX(1 μg/mL)暴露逗宜。對每組行走的總距離進行量化,數(shù)據(jù)以平均± SEM表示(每組n=40)空骚。* P < 0.05纺讲,** P < 0.01,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗囤屹。溫度熬甚,F(xiàn)(1,234)= 12.69;藥物肋坚,F(xiàn)(2,234)= 183.3乡括;溫度×藥物相互作用,F(xiàn)(2,234)= 6.534冲簿。(C)PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚經(jīng)LPS或DEX暴露達到第2期或第3期的潛伏期(每組n=22)粟判。* P < 0.05通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗。溫度峦剔,F(xiàn)(1,126)= 10.93档礁;藥物,F(xiàn)(2,126)= 4.940吝沫;溫度×藥物相互作用呻澜,F(xiàn)(2,126)= 1.611。(D)用qPCR檢測PTZ誘導(dǎo)的不同溫度(28?C和32?C)下斑馬魚IL-1β惨险、IL-6和TNF-α的表達(每組n=4~6羹幸,幼魚10個混合)。PTZ組中各細胞因子的表達量任意取1辫愉,圖中數(shù)據(jù)為DEX處理后與處理前的表達量比例栅受。* P < 0.05和** P < 0.01通過非配對Student’s t-test。

高溫改變了斑馬魚幼魚體內(nèi)GABRG2的表達

在許多癲癇模型中,GABRG2亞基表達的改變可能是導(dǎo)致癲癇發(fā)生的原因屏镊。在這里依疼,我們檢測到在28?C和32?C時,PTZ刺激下斑馬魚大腦中GABRG2的表達上調(diào)而芥。在較高的溫度下律罢,其上調(diào)尤其顯著(圖8a和8B)。

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圖8 不同溫度下PTZ暴露對GABRG2表達的變化棍丐。(A)在5 dpf時误辑,斑馬魚接受不同的溫度(28?C和32?C),暴露或不暴露15 mM PTZ歌逢。用Western印跡法檢測斑馬魚幼魚大腦中GABRG2蛋白表達水平的代表性圖像巾钉。采用GAPDH作為內(nèi)加載對照。(B)GABRG2(n=4)秘案。數(shù)據(jù)以平均± SEM表示睛琳。** P < 0.01采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗。溫度踏烙,F(xiàn)(1,12)= 68.83;PTZ历等,F(xiàn)(1,12)= 202.5讨惩;溫度×PTZ相互作用,F(xiàn)(1,12)= 27.96寒屯。

LPS增加了轉(zhuǎn)染突變GABRG2亞基的HEK293T細胞的促炎因子

為了進一步證實促炎因子在體外對癲癇中的作用荐捻,我們測定了在LPS或TNF-α刺激下表達突變體GABRG2(F343L)亞基的HEK293T細胞的細胞活力。CCK-8數(shù)據(jù)顯示寡夹,LPS不影響細胞活力处面,而在WT GABRG2或突變GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染的細胞中,TNF-α顯著降低了細胞活力(圖9A)菩掏。LPS處理后魂角,IL-1β和IL-6表達在突變GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染細胞增加,而不是WT GABRG2轉(zhuǎn)染細胞(圖9B和9C)智绸。LPS刺激對TNF-α的產(chǎn)生沒有顯著影響(圖9D)野揪。數(shù)據(jù)表明,LPS刺激增加了突變體GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)染細胞中IL-1β和IL-6的產(chǎn)生瞧栗,這與體內(nèi)實驗一致斯稳,且促炎因子的產(chǎn)生并不依賴于癲癇發(fā)作的發(fā)生。結(jié)果還表明迹恐,IL-1β和IL-6均有升高可能與PTZ誘導(dǎo)和突變的GABRG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚的癲癇發(fā)生有關(guān)挣惰。

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圖9 LPS和TNF-α對轉(zhuǎn)染了α1、β2和γ2 GABAA受體亞基的HEK293T細胞的影響。將表達GABAA受體α1憎茂,β2珍语,和γ2亞基(WT)或γ2亞基(F343L)的HEK293T細胞用1 μg/mL LPS或100 nM/L TNF-α處理24小時。(A)細胞采用CCK-8法評估細胞活力(每組n=11)唇辨。** P < 0.01通過雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗廊酣。F343L,F(xiàn)(1,58)= 1.113赏枚;藥物亡驰,F(xiàn)(2,58)= 437.5;F343L×藥物相互作用饿幅,F(xiàn)(2,58)= 17.26凡辱。用qPCR(n = 5)檢測轉(zhuǎn)染的HEK293T細胞中IL-1β (B)、IL-6 (C)和TNF-α (D)的表達栗恩。* P < 0.05透乾,** P < 0.01,采用雙向方差分析和隨后的Tukey多重比較檢驗磕秤。(B) F343L乳乌,F(xiàn)(1,24)= 5.700;藥物市咆,F(xiàn)(2,24)= 6.389汉操;F343L×藥物相互作用,F(xiàn)(2,24)= 4.635蒙兰。(C) F343L磷瘤,F(xiàn)(1,24)= 8.839;藥物搜变,F(xiàn)(2,24)= 13.63采缚;F343L×藥物相互作用,F(xiàn)(2,24)= 3.944挠他。(D) F343L扳抽,F(xiàn)(1,24)= 0.9603;藥物殖侵,F(xiàn)(2,24)= 41.07摔蓝;F343L×藥物相互作用,F(xiàn)(2,24)= 0.3541愉耙。

討論

FS是最常見的兒童癲癇發(fā)作形式贮尉,發(fā)生在3-5%的5歲前兒童。FS可分為簡單FS或復(fù)雜FS朴沿。復(fù)雜的FS往往會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果和共病猜谚,需要適當(dāng)?shù)闹委煱苌啊榱诉M一步研究FS的相關(guān)機制,我們在本研究通過PTZ暴露或突變GABRG2(F343L)表達建立了兩種具有FS表型的熱誘導(dǎo)斑馬魚模型魏铅。我們證實昌犹,在這兩種模型中,熱療增加了對癲癇發(fā)作的易感性和神經(jīng)元活動览芳,并且神經(jīng)炎癥參與了熱療誘導(dǎo)的癲癇斜姥,這表明炎癥是治療發(fā)燒相關(guān)性癲癇的一個靶點。

炎癥過程已經(jīng)在許多癲癇發(fā)作和癲癇的實驗?zāi)P鸵约鞍d癇患者中被觀察到沧竟,這表明神經(jīng)炎癥在癲癇發(fā)作的嚴(yán)重程度和發(fā)生中起著至關(guān)重要的作用铸敏。在PTZ誘導(dǎo)大鼠海馬體模型中,IL-1β及其受體顯著增加悟泵。我們的數(shù)據(jù)還表明杈笔,PTZ能夠在常溫下誘導(dǎo)斑馬魚幼魚產(chǎn)生IL-1β,這與之前的研究結(jié)果一致糕非。此外蒙具,我們還證實了突變體GARBG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚中IL-1β和IL-6的增加,這可能是導(dǎo)致較高的癲癇易感性的原因朽肥。在電刺激大鼠模型中禁筏,海馬內(nèi)給予LPS可增加IL-1β的表達和谷氨酸的濃度,從而促進癲癇的發(fā)生衡招。與對照組相比融师,重度癲癇患者血清中HMGB1、TLR4蚁吝、TNF-α、IL- 1β舀射、IL-1R1水平均升高窘茁。這些炎癥介質(zhì)有多種來源,包括神經(jīng)膠質(zhì)細胞脆烟、神經(jīng)元山林、外周血免疫細胞和血腦屏障的內(nèi)皮細胞。此外邢羔,HMGB1抑制劑通過調(diào)節(jié)HMGB1/TLR4/NF-κB通路驼抹,在PTZ誘導(dǎo)的成年斑馬魚慢性癲癇發(fā)作模型中發(fā)揮了抗驚厥作用。胸腺激活調(diào)節(jié)趨化因子(TARC)拜鹤,也被稱為CC趨化因子配體17框冀,是另一個有前途的耐藥性癲癇患者的生物標(biāo)志物。上述實驗研究結(jié)合臨床觀察表明敏簿,這些細胞因子是新的癲癇標(biāo)志物和難治性癲癇治療策略的潛在靶點明也。FS及相關(guān)癲癇綜合征涉及免疫機制宣虾,但其確切的潛在致病過程尚未闡明。在新生大鼠中温数,皮質(zhì)和海馬中TNF-α绣硝、IL-1β和TLR4的增加與FS相關(guān)。據(jù)報道撑刺,全身給藥LPS增加了海馬和下丘腦中IL-6和TNF-α的產(chǎn)生鹉胖。在這里,我們證明了熱療只誘導(dǎo)PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚產(chǎn)生促炎因子够傍,而不誘導(dǎo)突變的GARBG2(F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚幼魚甫菠,這表明突變的GABRG2可能隨著溫度增加而影響促炎因子的產(chǎn)生。我們證明王带,LPS誘導(dǎo)的炎癥足以增加在更高溫度下的運動活性淑蔚,抑制炎癥可以降低PTZ誘導(dǎo)的斑馬魚幼魚的興奮性。許多促炎細胞因子的產(chǎn)生愕撰,包括IL-1β刹衫、IL-6和TNF-α,可以通過LPS刺激介導(dǎo)激TLR4和激活核因子-kappaB(NF-κB)系統(tǒng)搞挣。TLR4是促炎分子HMGB1的受體带迟,而HMGB1/TLR4通路的激活已在各種實驗性致癲癇性損傷研究中得到證實。體外實驗進一步表明囱桨,LPS誘導(dǎo)了炎癥因子IL-1β和IL-6的產(chǎn)生仓犬,這與體內(nèi)實驗結(jié)果一致。由于TNF-α在體外不受LPS刺激的顯著影響舍肠,體內(nèi)TNF-α的增加可能是癲癇發(fā)作的結(jié)果搀继,從而損害腦細胞活力。有證據(jù)表明翠语,神經(jīng)炎癥和癲癇發(fā)作之間可能存在相互作用叽躯。

炎癥在癲癇中發(fā)揮至關(guān)重要的作用,它成為治療目標(biāo)發(fā)熱癲癇TAK- 242肌括,一個特定的TLR4抑制劑点骑,可以減少炎癥細胞因子和TLR4表達皮質(zhì)和海馬,增加癲癇閾值和減少癲癇發(fā)作持續(xù)時間谍夭,表明抑制炎癥可能有利于控制FS和TLR4是FS治療的潛在目標(biāo)黑滴。一些抗炎療法,包括皮質(zhì)類固醇和靜脈免疫球蛋白(IVIg)紧索,也被報道在治療發(fā)燒相關(guān)癲癇方面有一些效果袁辈,但在大多數(shù)情況下,它們不足以預(yù)防癲癇發(fā)生珠漂。在我們的實驗中吵瞻,我們證明了DEX對炎癥的抑制對PTZ誘導(dǎo)的癲癇模型和高溫誘導(dǎo)的Tg(hGABRG2F343L)轉(zhuǎn)基因斑馬魚具有抗驚厥作用葛菇,進一步為炎癥是FS的治療靶點提供了一個很有希望的論點。

炎癥可能通過影響谷氨酸和GABA神經(jīng)遞質(zhì)的釋放以及它們的受體的調(diào)節(jié)橡羞,從而參與癲癇發(fā)眯停。在2-5天的大鼠中,熱療后腦脊液中GABA水平下降卿泽,這是通過抑制谷氨酸脫羧酶(GAD)活性來介導(dǎo)的莺债,從而導(dǎo)致發(fā)熱性驚厥。在PTZ處理的大鼠中签夭,海馬體中GABAA受體α1和γ2亞基的表達增加齐邦。GABAA受體γ2亞基,GABRG2第租,與廣泛性癲癇綜合征相關(guān)措拇,而GABRG2的突變或缺失已被報道通過GABAergic通路信號中斷與FS和GEFS +相關(guān)。通過GABAA受體調(diào)節(jié)劑增強GABA介導(dǎo)的神經(jīng)元活性抑制是用作FS的常用藥物慎宾。然而丐吓,在FS早期,GABAergic信號增強可能加重癲癇活動趟据。在這里券犁,我們發(fā)現(xiàn)在斑馬魚幼魚中,GABRG2的表達隨著PTZ的誘導(dǎo)而增加汹碱,這可能是對緊張性抑制降低的適應(yīng)性反應(yīng)粘衬。另一方面,攜帶GABRG2(F343L)突變的斑馬魚咳促,在該模型中稚新,GABRG2的表達顯著下降,在高溫和PTZ誘導(dǎo)下誘發(fā)癲癇的易感性增加跪腹,進一步表明GABA傳遞的失調(diào)在FS中發(fā)揮了重要作用褂删。然而,GABRG2表達的增加和減少在FS的炎癥過程中是否具有相同的調(diào)控機制尺迂,仍有待進一步研究。

結(jié)論

綜上所述冒掌,我們證實了FS中誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥噪裕,促炎因子特別是IL-1β和IL-6的表達增加是癲癇發(fā)生的原因。我們的研究結(jié)果還表明股毫,GABRG2的失調(diào)可能在發(fā)熱相關(guān)癲癇的炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用膳音。此外,抗炎策略可能能夠抑制癲癇發(fā)作铃诬,炎癥成為發(fā)燒相關(guān)癲癇治療的潛在靶點祭陷。

基金:江蘇省自然科學(xué)基金資助項目(項目No.BK20201440)苍凛,國家自然科學(xué)基金項目(82271487,81771404),江蘇省高等學(xué)校重點學(xué)術(shù)發(fā)展項目(PAPD)兵志。

原文:Liang, W., Wang, J., Sui, J., Yun, F., Shen, Y., Zhou, J., Wu, Y., Shen, D., and Zhang, Q. Inflammation as a target for the treatment of fever-associated epilepsy in zebrafish larvae. International Immunopharmacology, 2023, 116.

詳細網(wǎng)址:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S156757692300125X


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