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SUDEP防治研究中,DBA/1小鼠经声刺激诱发癫痫后,肉桂醛(300/400mg/kg)显著降低癫痫相关性猝死发生率,并抑制癫痫后呼吸暂停和阵挛,其机制与单胺能受体及TRPV1通路无关。
埃默里·K·法雷尔(Emory K. Farrell)| 唐诗琪(Shiqi Tang)| 冯华军(Hua-Jun Feng)
美国马萨诸塞州波士顿市麻省总医院(Massachusetts General Hospital)麻醉、重症监护与疼痛医学系(Department of Anesthesia, Critical Care and Pain Medicine)
摘要
癫痫中的猝死(SUDEP)对公共卫生构成了重大威胁。研究证实,癫痫发作引起的呼吸暂停是导致猝死的主要因素之一。香草醛(vanillin)是一种天然化合物,能够激活单胺能神经信号通路。鉴于增强单胺类物质(血清素5-HT和去甲肾上腺素NE)的功能可以降低SUDEP动物模型中的癫痫发作死亡率,我们提出假设:香草醛能够预防DBA/1小鼠的癫痫发作导致的死亡。实验中,雌雄DBA/1小鼠每天接受一次声刺激,持续3-4天。在声刺激前30-60分钟,分别给小鼠腹腔注射香草醛、昂丹司琼(5-HT3受体拮抗剂)、酮色林(5-HT2A受体拮抗剂)、GR 125487(5-HT4受体拮抗剂)、育亨宾(α2肾上腺素受体拮抗剂)、普拉佐辛(α1肾上腺素受体拮抗剂)、ICI 118,551(β2受体拮抗剂)或生理盐水(作为对照组)。研究考察了这些药物单独或联合使用(拮抗剂+香草醛)对癫痫发作死亡率、呼吸暂停或癫痫发作的影响。结果显示,与对照组相比,剂量为300毫克/千克和400毫克/千克的香草醛显著降低了癫痫发作死亡率;同时,香草醛还能减轻癫痫发作引起的呼吸暂停并抑制强直性癫痫发作。值得注意的是,尽管已知单胺能受体拮抗剂与癫痫发作死亡有关,但它们并未逆转香草醛的 protective 效果;同样,作为香草醛直接作用靶点的TRPV1受体拮抗剂也未产生这种效果。这些发现表明,香草醛能够抑制DBA/1小鼠的癫痫发作死亡率,并对呼吸功能障碍和强直性癫痫发作具有积极作用,且这种保护作用很可能不是通过单胺能或TRPV1通路介导的。
研究部分摘要
意义声明
我们的研究结果表明,香草醛可能为降低癫痫患者猝死(SUDEP)的风险提供一种新的、可行的方法。
实验动物
实验所用DBA/1小鼠来自美国印第安纳州印第安纳波利斯的Envigo公司,饲养在麻省总医院的动物设施中,提供充足的水源和常规啮齿动物饲料。小鼠以群体形式饲养,每笼不超过5只。实验环境保持恒定的温度和湿度,遵循12小时光照/黑暗周期(早上7点开启照明)。所有涉及动物的实验操作均遵循美国国立卫生研究院的《实验室动物护理和使用指南》。
香草醛对DBA/1小鼠癫痫发作死亡率、呼吸暂停及癫痫发作的影响
实验中,DBA/1小鼠腹腔注射香草醛,剂量分别为400毫克/千克(n=8,p<0.001)和300毫克/千克(n=10,p<0.01),结果发现其癫痫发作死亡率显著低于对照组(n=12)。而200毫克/千克的香草醛注射(n=9)并未显著降低癫痫发作死亡率(p=0.17)。100毫克/千克的香草醛注射(n=8)对癫痫发作死亡率无影响(p>0.99)(见图1A)。
讨论
研究表明,香草醛能够抑制DBA/1小鼠的癫痫发作死亡率,同时具有抗呼吸暂停和抑制强直性癫痫发作的效果。在最高剂量下,抗癫痫作用是降低癫痫发作死亡率的主要机制。值得注意的是,已知参与癫痫发作发病机制的5-HT和NE受体拮抗剂并未削弱香草醛的这种保护作用。
结论
我们的数据表明,香草醛能够降低DBA/1小鼠的癫痫发作死亡率,并对呼吸功能障碍和强直性癫痫发作具有影响,这提示其在预防SUDEP方面具有潜在价值。此外,研究结果提示香草醛的保护作用不太可能通过单胺能或TRPV1通路实现。
我们的研究结果表明,香草醛可能为降低癫痫患者猝死(SUDEP)的风险提供一种新的、可行的方法。
作者贡献声明
埃默里·K·法雷尔(Emory K. Farrell):负责实验设计。唐诗琪(Shiqi Tang):负责撰写、审稿和编辑工作。冯华军(Hua-Jun Feng):负责初稿撰写和概念框架的构建。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢Daniel Min和Yupeng Zhou在实验中的技术支持。本研究得到了麻省总医院麻醉、重症监护与疼痛医学部的资助。