大鼠岛叶与杏仁核电点燃癫痫模型的相关性研究.doc

1大鼠岛叶与杏仁核电点燃癫痫模型的相 关性研究作者：刘庆祝，王峰，牟青春，张培松，徐文中【摘要】 目的 电刺激 Sprague-Dawley 大鼠岛叶、杏仁核及同时刺激岛叶、杏仁核建立复杂部分性癫痫模型，探讨岛叶癫痫的可能发病机制方法 健康雄性 SD 大鼠 60 只，随机分成三组：岛叶点燃组(IK)、杏仁核点燃组(AK)、岛叶杏仁核同时点燃组(BK)分别将双极电极植入左侧岛叶、左侧杏仁核和同时植入岛叶杏仁核；测定后放阈后每日给予两次电刺激，刺激参数：强度为后放阈 1.5 倍，频率 60 Hz，波宽 1 ms，持续时间 1 s结果 岛叶组和杏仁核组后放阈值差异有统计学意义(P＜0.05)；三组点燃时间差异有统计学意义，岛叶组点燃最快，岛叶杏仁核同时点燃组点燃最慢(P＜0.05)；三组点燃率无明显差异结论 岛叶是一个癫痫症状发作区；岛叶癫痫的发生、发展与杏仁核点燃存在差异；同时点燃表现为点燃的拮抗作用 【关键词】 岛叶；杏仁核；点燃；癫痫模型Abstract: Objective To stimulate Sprague Dawley Rat Insular, Amygdale or to stimulate insular and amygdale simultaneously and to establish Complicated Partial Epilepsy Model for investigating possible nosogenesis of Insular Epilepsy. Methods 60 male Sprague Dawley Rats were divided into 3 groups randomly: Insular kindling group (IK), Amygdale kindling group (IK), Insular and amygdale simultaneously kindling group (BK). Bipolar electrodes were implanted into left Insular or left Amygdale or both and rats were stimulated at 1.5 times of afterdischarge threshold twice daily. Stimulus train consisted of 1 ms (square biphasic) pulses at 60 Hz, with train duration of 1s. Results There was significant difference in the aftercharge threshold between insular and amygdale kindling groups (P＜0.05). There was significant deviation at kindling speed among three groups: IK was the most rapid kindling group and BK group was kindled more slowly (P＜0.05). There was no significant difference in kindling rate among three groups. Conclusion Insular is an 2area that causes epilepsy symptom. The genesis and development of Insular Epilepsy are different from Amygdale Epilepsy and it shows antagonism to kindling.Key words: insular; amygdale; kindling; epilepsy model癫痫是常见的脑部发作性疾病，而岛叶癫痫由于位置深在、诊断困难、机制不清等原因成为最难处理的一类癫痫。

岛叶在癫痫(特别是颞叶癫痫)中的作用，在国际上已逐渐被一些学者重视［1］而在国内,除少量有关岛叶占位性病变引起癫痫发作的病例报道外,此方面的研究报道很少电点燃模型是研究颞叶癫痫最理想的模型，它通过反复刺激特定脑区导致其癫痫发作活性不断增强， 最终形成稳定的癫痫发作状态［2］本研究试图通过电刺激 Sprague-Dawley 大鼠岛叶、杏仁核及同时刺激岛叶杏仁核建立复杂部分性癫痫动物模型，观察三者在后放阈、点燃时间和触发阈值上的差异，并分析出现此种差异的可能原因，探讨岛叶在癫痫中的发病机制1 材料和方法1. 1 实验动物及分组6～8 周龄雄性 Sprague-Dawley 大鼠 60 只（宁夏医科大学实验动物中心提供），体重 250～300g，单笼饲养，随机分为岛叶组(IK)、杏仁核组(AK)和岛叶杏仁核同时点燃组(BK)，每组 20 只1.2 实验仪器 Alpha-Lab 多通道生理记录仪(ALAB000153， Israel)；脑立体定位仪(SR-5R， Japan)；生物电子刺激器(AM2100，USA)；ZH-RXZ 柔性颅骨钻(DIAMOND JEWELRY MADE BY ELECTRIC CO U.S.A) ；漆包镍铬电极(上海鼎阜金属材料3有限公司)； 冷光四孔手术无影灯(广东汕头医疗器械厂)；CH2510 型三孔接插件(宁波仪器厂)。

1.3 动物模型的制备与实验0.5%戊巴比妥钠(65mg/kg)麻醉大鼠，固定大鼠头部于脑立体定向仪，75%酒精局部消毒皮肤，正中切口约 1 cm，剪除部分皮肤、皮下组织和骨膜，暴露颅骨及前后囟，创面止血枕顶骨区、额骨区安放 4～5 个加固螺钉，枕骨区加固螺钉兼做接地电极 立体定位［3-4］：岛叶（前囟前 1.2mm；旁开 5.5mm；硬膜下 5.5mm）；杏仁核（前囟后 2.8mm；旁开 4.9mm；硬膜下 8.6mm）右额（前囟前 1.5mm;旁开1.5mm；硬膜下 0.5mm）；左侧小脑（前囟后 12mm;旁开 3.0mm；硬膜下 4.0mm）双极电极安放于岛叶和杏仁核，作为刺激电极；单级电极安放于右额和左侧小脑，分别作为皮层记录电极和参考电极所有电极均由三孔接插件引出,并用牙科水泥将接插件固定在颅骨表面术后观察大鼠呼吸、心率、体温、血压和肤色，0.5h 后各项指标均属正常，将鼠放回饲养笼，保证各鼠的单笼饲养；术后连续 3 d 腹腔注射青霉素钠 5 万 U/d；2 周后开始点燃实验，先测大鼠岛叶和杏仁核的后放电阈值，用 A-M SYSTEMS 2100刺激器给大鼠持续电流刺激，脉冲为双向方波，波宽 1．0 ms，频率 60 Hz，持续 1 s。

岛叶刺激强度开始为 100μA，以后每隔 90 s 增加 20μA，杏仁核刺激强度开始为 40μA，以后每隔 90 s 增加 10μA，直到 EEG 记录到≥3s 的后发放电，为该大鼠的 ADT岛叶杏仁核组分别测得岛叶和杏仁核的 ADT从测定 ADT 的第一天起, 每天按 ADT 1.5 倍强度刺激 2 次，刺激间隔大于 1h，4直至出现 5 次Ⅴ级发作，视为点燃成功发作强度按 Racine 分级评分［5］：Ⅰ级：不动、闭眼，面肌轻微痉挛；Ⅱ级：点头；Ⅲ级：单侧前肢阵挛；Ⅳ级：双前肢阵挛；Ⅴ级：全身阵挛发作且定时进行行为学以及自由活动状态下脑电图监测实验结束时，各组大鼠戊巴比妥过量麻醉，经左心灌注取脑，4％多聚甲醛后固定，蔗糖脱水，液氮中 OCT 包埋后保存于-80℃冰箱中美国 LEICA 恒低温切片机行全脑冠状冰冻切片，片厚 14μm，鉴定电极位置1.4 统计学方法分别比较岛叶和杏仁核点燃组及同时点燃组在 ADT、点燃速度、发作强度和触发阈值的差异两个样本均数之间的比较采用 t 检验，P＜0.05 为有统计学意义，统计软件采用 SPSS 11.52 结果2.1 本实验中记录的大鼠脑电图 见图 1-3。

2.2 点燃特征全部测量来源于自由活动大鼠除去组织学证实未植入岛叶或杏仁核的大鼠岛叶与杏仁核的 ADT、大发作触发阈值、点燃时间差异有统计学意义(P＜0.05)；岛叶组和杏仁核组大发作持续时间差异无统计学意义；岛叶杏仁核同时点燃组与岛叶组、杏仁核组点燃时间有统计学意义(P＜0.05)表 1 三组大鼠后放阈值、点燃时间、癫痫大发作触发阈值及癫痫大发作持续时间比较(略)3 讨论5在各种癫痫的动物模型中，点燃模型是目前应用最广泛的动物模型，目前已用于癫痫各方面的研究［2］电点燃是以同等强度的阈下刺激在一定的时间间隔下重复刺激动物边缘脑区的某一部位，导致癫痫活动强度逐渐增加，最终出现全身性癫痫发作动物点燃形成后具有如下特征：①即使不再给予刺激，异常的 EEG 规律性放电可维持一年以上，且再次电刺激引起阵挛性发作；②少数动物可自发性发作；③放电通过突触间隙传递；④其癫痫发作行为类似于人类的复杂部分性发作伴继发性全身痉挛性发作；⑤发作时 EEG 异常类似于人类的复杂部分性发作间期杏仁核和海马结构电极描记的结果［5］岛叶是人脑的第五叶，外科医生常发现在颞叶切除术后，皮层脑电图所显示的切除后残留棘波常起源于岛叶，这提示岛叶具有致痫潜能，由于难以区别癫痫发作是起源于颞叶内侧后迅速扩展至岛叶，还是起源于岛叶然后扩散至颞叶的，所以常难以证实其为一独立痫灶［6］。

在 20 世纪 40 年代末 50 年代初， Guillaume［7］提出岛叶癫痫的概念，但是由于以上原因，一直没有证实岛叶是一个独立的癫痫发作区最近一些学者认为，正如许多其他的部分性癫痫发作类型一样，当岛叶皮质被作为一个部分被涉及或作为一个单纯的癫痫起源，而不单单是一个癫痫传播的中转结构时，癫痫体系的概念可以描述为岛叶癫痫［8］在这个癫痫体系中，可能有三种传播方式［9-10］：即颞-外侧裂-岛叶体系，主要包括环绕岛叶的额、顶和颞部岛盖；颞-边缘-岛叶体系，主要包括颞叶内侧结构和(或)颞极；内侧-眶额-岛叶体系，主要包括岛叶内侧、眶额但岛叶在这三种方式中具体起什么作用；在大脑皮质、颞边缘系统、岛叶间癫性放电是如何传播的等诸多问题都未见相关文献报道本次实验成功建立岛叶电点燃癫痫模型，并成功记录到自由活动大鼠安静状态6下和癫痫发作时岛叶、杏仁核和皮层的脑电变化癫痫发作时，岛叶、杏仁核和皮层都记录到癫痫波在 IK 组,共有 18 只大鼠获得完全点燃，一只电极脱落，一只未点燃，平均刺激(7.52±2.31)d,点燃成功率为 90%在 AK 组，共有 17 只大鼠获得完全点燃，2 只电极脱落，一只未点燃，平均刺激（11.26±3.68）d，点燃成功率为85%。

IK 和 AK 组相比，对于诱发癫痫发作最敏感的参数 AD 而言，IK 组显著高于 AK 组，差异具有统计学意义(P＜0.05)，但点燃速度 IK 组与 AK 组相比显著增快(P＜0.05)，这说明了在点燃的敏感程度上，岛叶与杏仁核相比欠敏感，但在癫痫发生、发展过程中，岛叶又比杏仁核明显增强，这也进一步证实了岛叶癫痫并不是仅仅以岛叶-杏仁核-海马复合体而发生的岛叶癫痫可能通过颞-外侧裂-岛叶体系、颞-边缘-岛叶体系和内侧-眶额-岛叶体系的某一种体系或几种体系同时进行传播，这也可以解释为什么岛叶癫痫在发生、发展过程中较杏仁核点燃相对较快的原因基于此，我们进一步证实了岛叶是一些癫痫发作的独立致癫源，而不仅仅是颞叶癫痫传播通路中的一个组成部分其发作机制可能由于岛叶癫痫灶部位的不同，通过以上三种不同的方式传播因岛叶的广泛的纤维联系，也可能其他部位的癫痫灶波及岛叶，岛叶只是癫痫环路中的一部分本次实验 BK 组,所有的大鼠均发展为 5 级癫痫发作,点燃成功率为 100%，平均刺激（17.71±5.24）d，最长 20d,最短 15d，与。