GJ在癫痫中的作用。中枢神经系统内的神经元胶质细胞之间的GJ形成缝隙连接网,传导电活动,参与癫痫的形成,GJ在癫痫发病机制的作用也有待于进一步研究。
GJ目前为研究的热点,它有可能参与了脑损伤反应与细胞凋亡的过程,但其作用仍存在很多争议,而且机制也了解甚少,GJ在癫痫发病机制的作用也有待于进一步研究,GJ的特异性抑制剂有可能成为治疗癫痫的新方法,为癫痫的治疗提供新的思路。
缝隙连接(gapjunction,GJ)为细胞膜上的一种特殊结构,构成相邻细胞间的通讯通道,信息离子及小分子可经该通道进行细胞间转运,在神经元电活动的维持、神经元快速同步化、神经元的发育中起着十分重要的作用,同时还参与传递第二信使及整合胶质细胞的活动。近年来的研究发现其在癫痫形成和发展过程中亦发挥了重要作用。GJ阻断剂能够抑制细胞自发性放电频率,因此,应用GJ阻断剂有望成为治疗癫痫的新方法,为难治性癫痫治疗提供了新思路。
3GJ在癫痫中的作用惊厥被认为是大量神经元超同步化放电引起,是由于细胞内环境稳态被破坏的结果,或者是抑制和兴奋失衡所致。
近几年发现,中枢神经系统内的神经元胶质细胞之间的GJ形成缝隙连接网,传导电活动,参与癫痫的形成。
神经元间的离子产生的电活动在惊厥中起着不可忽视的作用。Ca2+波的产生能够促进惊厥的发作。
如果抑制GJ的耦联,就能够抑制星形细胞的Ca2+波和大脑中的扩布性抑压(spreadingdepression,SD),SD是中枢神经系统(CS)的一种病生现象,是在神经元失活后所产生的去极化波,它表示神经元和神经胶质细胞外K+和谷氨酸水平上升,而细胞外的a+、Ca2+、Cl-进入细胞内,SD的产生和Ca2+波的机制相似,但SD可在大脑的任何区域发生。由此认为阻止GJ可能具有抗癫痫的作用。
GJ的连接蛋白在癫痫的发病机制中发挥着重要的作用。
甲碘荷包牡丹碱(bicucullinemethiodide,BMI)为C-氨基丁酸A型受体(GABAA)的拮抗剂,将海马CA1区的锥体细胞层暴露于BMI,用细胞外记录发现癫痫样放电,用免疫印记法测定细胞膜的Cx43mRA和Cx32mRA的水平都增加,这说明GJ在癫痫的形成中起着内在促进作用。在实验中发现,在shakB区有无效突变的果蝇,如shakB2,是果蝇连接蛋白的一种突变形式,shakB2会使巨大纤维神经系统的行为和电生理方面存在缺陷,没有电突触传导,shakB2的突变也会影响癫痫的易感性,突变的果蝇能够对抗惊厥的发作,并且使惊厥的阈值增高。综上所述,GJ具有促癫痫的作用。
4GJ阻滞剂的抗癫痫作用GJ阻滞剂具有抗癫痫的作用,目前被人们所了解的GJ阻滞剂还很少,不同类型的阻滞剂抗癫痫的作用机制也不同。
庚醇,辛醇,海罗芬在几分钟内可以快速阻止GJ,它们的作用机制是在细胞膜脂内溶解,改变细胞膜的流动性;乌热酸和甘珀酸为浓度依赖性抑制,作用较慢,可以在数十分钟内起作用,为间接抑制,激活蛋白激酶、G蛋白,使GJ磷酸化。阻止GJ可以抗癫痫,尤其是难治性癫痫。奎宁是Cx36通道的特异性阻滞剂,在大鼠发生惊厥前给予奎宁,然后将大鼠麻醉记录其皮层脑电图,发现脑电图中癫痫波减少;当在大鼠发生25~30次惊厥后再给予奎宁,会发现大鼠惊厥持续时间减少,癫痫波波幅降低,这表明Cx36的阻滞剂具有抗惊厥作用。甲氟喹能够阻止Cx32、Cx50通道,而Cx43、Cx32、Cx26却相对来说对甲氟喹不敏感,或者只有在较高的浓度时才能起作用,这表明有些GJ阻滞剂具有特异性。
最近研究表明,细胞因子也会影响GJ从而对惊厥发挥作用。对脑损伤动物模型的星形胶质细胞培养基进行研究,运用免疫细胞学观察到细胞因子白细胞介素-B(interleukin-B,IL-B)通过激活p38应激活性蛋白激酶2,使其从胞核转移到胞质,从而来关闭Cx43缝隙连接通道,使惊厥性脑损伤面积减少。
研究表明,TF-A在大脑内皮细胞会降低GJ,使Cx43表达减少,降低Ca2+波的传播,从而起到兴奋性抑制。但是也有不同的说法,肿瘤坏死因子-A(tumornecrosisfacto-rA,TF-A)通过TF-A受体转导作用来激活核因子-JB(nuclearfactor-JB,F-JB),它与干扰素-C(interferon-C,IF-C)共同作用会提高星形细胞内Cx43的表达。高频震荡是产生同步化放电从而发生惊厥的基础。
用细胞外记录法观察了从癫痫前期到癫痫发作的高频震荡的动态变化,发现随着时间的推移,震荡的频率逐渐增加。用海马脑片研究表明,神经元间的轴突的交联是产生高频震荡的基础。甘珀酸能增加单位神经元的兴奋性,但却明显降低了海马CA1区同步爆发电活动的持续时间。
由去Mg2+的4-氮基吡啶引起的群峰电位的高频震荡可被甘珀酸降低。用细胞内电活动描记法记录了基于18B-乌热酸组和对照组的下橄榄体内的神经元的震荡情况,发现18B-乌热酸组的单个细胞的震荡同对照组,而这些单个细胞的震荡同步化却受到阻止,这说明GJ参与了震荡的同步化作用,而对单个细胞的震荡无明显作用。