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颞叶癫痫患者脑内细胞凋亡研究

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[摘要]目的:通过检测顽固性颞叶癫痫患者手术切除标本中的细胞凋亡情况来探讨细胞凋亡在癫痫发病中的作用及癫痫的发病机制。方法:选取15例颞叶癫痫患者和5例非癫痫患者手术标本,利用TUNEL方法检查标本中细胞凋亡情况。结果:经统计学分析实验组TUNEL阳性细胞平均百分率(52.2%)与对照组(4.0%)相比有显著性差异(P

[关键词]颞叶癫痫;细胞凋亡

[中图分类号]R742 [文献标识码]B[文章编号]1673-7210(2007)06(a)-129-02

癫痫是由先天或后天不同的病因所引起的慢性脑疾病,其临床特征主要表现为频繁的痫性发作,导致发作性大脑功能紊乱。颞叶癫痫占癫痫病人的50%,是局限性癫痫的代表,其最主要的病理异常是海马硬化(也称内侧颞叶硬化),是神经元变性发展的结果,而海马硬化的患者都有特征性神经元变性和星形胶质细胞的增生[1]。动物实验表明频繁痫性发作可导致脑神经元的选择性损伤,导致神经元的丢失,而从癫痫动物模型研究发现,癫痫所诱导的细胞死亡从生物化学和形态学上都具有细胞凋亡的特征[2],因此推测细胞凋亡是癫痫患者脑神经元死亡的一种重要方式,对癫痫的发病起着重要的作用,然而由于动物模型癫痫发作时间与持续时间都是可以人为控制的,因此动物模型的细胞死亡与癫痫患者脑组织细胞死亡之间的关系未有明确定论,需要进一步探讨。本课题旨在研究颞叶癫痫患者脑组织中细胞凋亡情况,进一步探讨细胞凋亡在癫痫的发病过程中的作用。

1 对象与方法

1.1 研究对象

15例颞叶癫痫患者为东南大学附属中大医院神经外科 2001年7月-2002年1月住院手术者,其中男性7例,女性8例,住院手术者年龄4-35岁,平均(20±5)岁;病程3-34年,平均(9.5±9.4)年;入院前均常规服用抗癫痫药物。所有患者均行前颞叶切除术(包括海马和杏仁核),15例顽固性颞叶癫痫患者的术后病理均示神经细胞变性、缺失,胶质细胞增生。对照组设置:选择5例颞叶动静脉畸形而无癫痫发作患者作为对照组,其中男性3例,女性2例,年龄15-40岁,平均(24±10)岁;取远离病灶的脑组织作为对照。

1.2 实验方法

1.2.1 HE染色均选取实验组、对照组手术切除的颞叶大脑皮质, 常规脱水,浸蜡,石蜡包埋,液氮保存,常规HE染色。

1.2.2 TUNEL法检测细胞凋亡应用TUNEL法检测实验组和对照组中病理标本中细胞凋亡,试剂盒由美国罗氏公司提供,操作按说明书进行。在光学显微镜下凋亡细胞核呈黄色,分别对实验组和对照组在光学显微镜下进行凋亡细胞计数,计算细胞凋亡指数。

1.2.3 统计学分析所有统计学分析均在SPSS10.0软件包中进行。P

2 结果

2.1 HE染色结果

实验组在光镜下可见到散在的单个凋亡细胞,其细胞体积缩小,染色质聚集成斑块状,凋亡细胞周围有环状带。另外发现,组织中神经元明显丢失,胶质细胞增生明显。

2.2 TUNEL法检测凋亡细胞结果

实验组可见到较多TUNEL染色阳性细胞,这种棕黄色环状空心结构分布在细胞核部位,对照组见到少量凋亡细胞。分别在光学显微镜下选取10个高倍视野计数阳性细胞,计算阳性细胞百分率,经统计学分析实验组TUNEL阳性细胞平均百分率(52.2%)与对照组(4.0%)相比有显著性差异(P

3 讨论

目前癫痫的发病机制还不完全清楚,涉及很多因素,包括多种基因的表达异常,脑内神经递质释放异常,细胞凋亡等,其中在神经系统中对神经元的生长、发育、成熟、分化以及神经组织的重塑都有重要功能的细胞凋亡可能起着重要作用。颞叶癫痫患者最常见的神经元损害是神经元的丢失包括:海马CA1和CA3区的锥体细胞、齿状回的颗粒细胞和部分hilar神经元,取而代之的是胶质细胞增生和剩余神经元轴突的发芽,形成苔状纤维。本实验中通过HE染色发现颞叶脑皮质神经元丢失与胶质细胞增生。动物实验表明hilar 神经元的丢失和苔状纤维发芽与痫性发作阈值降低及癫痫发生有关系[3]。在癫痫发病过程中,反复痫性发作可造成脑组织缺血、缺氧,使活性氧自由基、NO等大量产生,诱导了细胞凋亡,造成神经元的死亡,对脑组织造成损害。在大鼠点燃性颞叶癫痫模型中发现,海马神经元的丧失随着痫性发作次数的增多而增多[4],如果反复性痫性发作损伤大脑,神经细胞便会通过坏死或细胞凋亡方式发生死亡。虽然痫性发作处于持续状态时,可造成成群的细胞发生坏死,然而对癫痫的研究中更多研究揭示了bcl-2基因家族的调控作用、凋亡特征性DNA碎片和预示细胞凋亡的超微结构特征[2],因此细胞凋亡在癫痫的发生、发展过程中可能起着重要的作用。

TUNEL法是分子生物学与形态学相结合的研究方法,对完整的凋亡细胞核或凋亡小体进行原位染色,能准确地反映细胞凋亡最典型的生物化学和形态特征,并可检测出极少量的凋亡细胞,灵敏度远较一般的形态学方法和DNA梯度测定法要高。本实验用TUNEL检测方法发现15例癫痫患者中13例癫痫病灶(颞叶皮质)中有TUNEL阳性细胞,其阳性细胞平均百分率(52.2%)与对照组(4.0%)相比较有显著性差异(P

[参考文献]

[1]Engel J Jr.Surgical treatment of the epilepsies[M].New York:Raven press,1987.511-540.

[2]Zhany LX,Smith MA,Li XL,et al.Apoptosis of hippoc apal neurons after amyagdala kindled seizures[J].Brain Res Mol Brain Res,1998,55:198-208.

[3]Sloviter RS,Dean E,Sollas AL,et al.Apoptosis and necrosis induced in different hippocampal neuron populations by repetitive perforant path stimulation in the rat[J].J Comp Neurol,1996,366:516-533.

[4]Cavazos J,Das I,Sutula T.Neuronal loss induced in limbic pathwaysBy repeated brief seizures[J].J Nekurosci,1994,14:3106-3121.

[5]Sankar R,Shin DH,Liu H,et al.Patterns of status epilepticus-induced neuronal injury during development and long-term consequences[J].J Neurosci,1998,18(20):8382-8393.

(收稿日期:2007-04-25)

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