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            阻斷星形細胞激活可延緩嚴重缺氧引起的小鼠癲癇發作和呼吸停止

            更新時間:2022-12-01      點擊次數:630



            Nov 24th

            實驗研究發現

            阻斷星形細胞激活

            可延緩嚴重缺氧引起的小鼠癲癇發作和呼吸停止


            640 (3).png

            嚴重缺氧可以誘發癲癇發作。另一方面,癲癇伴隨發作后通氣抑制,可導致嚴重缺氧并進一步惡化癲癇狀態。這種惡性循環對可能伴有缺氧發作,例如支氣管哮喘和睡眠呼吸暫停的患有癲癇癥和呼吸系統疾病的患者構成嚴重威脅。然而,低氧性癲癇和發作后通氣抑制的確切病理生理機制仍不清楚。

            最近的研究表明,星形膠質細胞在大腦的各種功能中發揮著積極的作用,并認為星形膠質細胞還與各種神經系統疾病如癲癇的異常網式興奮性的進化密切相關。

            論證實驗過程


            640.jpg


            論證方法

            通過檢查腦電圖和嚴重缺氧的反應和是否使用阿魯地酸藥理性抑制星形膠質細胞的激活研究星形膠質細胞是否在缺氧條件下在癲癇的生成和傳播活動中扮演著重要的角色。此外,還分析了阿魯地酸對小鼠皮層分離的星形膠質細胞的作用,以檢測皮質星形膠質細胞在缺氧狀態下是否被激活,以及是否被阿魯地酸直接阻斷激活。



            ???? 具體實施????


            研究采用48只成年雄性C57BL/6小鼠(7-10周齡)。分成兩組(每組24例);一組小鼠只接受載體(二甲基亞砜DMSO 0.45 ml/kg以生理鹽水稀釋,注射0.56 ml/kg的作為載體),另一組小鼠在開始記錄前給予星形細胞活化抑制調節劑阿魯地酸預處理(阿魯地酸100 mg/kg)。將阿魯地酸溶于DMSO和生理鹽水的混合溶液中,并測定了阿魯地酸:DMSO:生理鹽水—比例為1:4:5體積比。雖然DMSO單獨在高劑量時可以影響腦功能,但本研究中使用的DMSO總劑量不超過1.0 g/kg,遠遠低于開始影響通氣的3.5 g/kg劑量。注射手法為:腹腔注射。


            實驗過程記錄腦電圖并在實驗環境下進行全身體積描記系統 WBP 通氣后,記錄艙內氣體切換至5%氧(氮平衡),直至發作癲癇及通氣抑制,再迅速切換回空氣濃度。


            實驗情況:

            嚴重缺氧在初始時增加了通氣,隨后所有小鼠都出現癲癇發作和通氣抑制。14只未加阿魯地酸的小鼠在缺氧負荷時出現呼吸停止。而經阿魯迪酸預處理的22只小鼠未出現呼吸停止。阿魯地酸組從缺氧到癲癇發作的時間明顯長于未加阿魯地酸組。阻斷星形細胞的活動可以延緩癲癇的發生,防止呼吸停止。











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            實驗數據顯示(圖2)


            實驗結論



            不加阿魯迪酸的低氧負荷試驗的記錄。從上到下:室氧濃度、呼吸流量(全身體積圖,向上為吸氣)、腦電圖原始信號、腦電圖譜圖。最上面的a、b、c和d對應于圖2中展開的跟蹤顯示的時間。癲癇發作后立即抑制腦電圖活動。


            兩組小鼠在室內空氣、初始低氧通氣增強期和低氧通氣抑制期的通氣變量概述如下。不用阿魯地酸預處理的老鼠在空氣條件下的中位數VT,RR和VE是6.97(4.94 - -8.45)μl / g, 161(144 - 186)次/分鐘呼吸和1.17(0.89 - -1.31)ml / g /分鐘;在初始低氧通氣增強期為8.65(7.53 - -9.32)μl / g,258次(237-285次)、2.17次(2.07-2.45次)ml/g/min;低氧通氣抑制期10.89次(9.50-11.75次)μl / g, 60(53 - 66)次/分鐘和0.65 (0.59 - -0.68)ml / g /分鐘。用阿魯地酸預處理的老鼠在空氣條件下的中位數VT,RR和VE是7.12(5.22 - -8.35)μl / g,158(149-180)次/分鐘,1.13 (0.75-1.30)ml/g/min;在初始低氧通氣增強期為7.86(6.73 - -8.93)μl / g,249(215 - 284)次/分鐘和1.95(1.79-2.20);低氧通氣抑制期為9.14(8.23 - -10.93)μl / g,51(39-60)次/分鐘和0.48(0.43-0.54) ml/g/min。

            640 (1).png




            呼吸流量(吸氣向上)和腦電圖原始信號的記錄如上圖所示。

            (a)阿魯地酸給藥前空氣中的呼吸流量和腦電圖信號。

            (b)在癲癇發作出現缺氧時呼吸流量和腦電圖信號。

            (c)通氣抑制前后低氧狀態下的呼吸流量及腦電圖信號。

            (d)缺氧呼吸停止前后的呼吸流量和腦電圖信號。呼吸停止前喘息,在停止通氣前腦電圖變得平坦。呼吸停止的時間用箭頭表示。


            文獻參考:

            Isato Fukushi, Blockade of astrocytic activation delays the occurrence of severe hypoxia-induced seizure and respiratory arrest in mice,J Comp Neurol. 2019;1–8.




            研究中用呼吸監測儀器


            640 (1).jpg

            全身體積描記系統 WBP-4R



            可根據客戶研究實驗目的,定制4/8/12/24通道(小/大鼠艙體選擇、定制匹配實驗動物的艙體)同時測量,可控制低氧環境??裳芯康脱醺深A下的呼吸指標的變化,測量參數全面,如呼吸頻率、潮氣量、分鐘通氣量、吸氣時間、呼氣時間、呼氣峰值流速、Penh氣道組道等??捎糜诘脱跽T發的癲癇研究。


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