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

閱讀:1373      發(fā)布時間:2022-11-25
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Nov 24th

實驗研究發(fā)現(xiàn)

阻斷星形細胞激活

可延緩嚴(yán)重缺氧引起的小鼠癲癇發(fā)作和呼吸停止


640 (3).png

嚴(yán)重缺氧可以誘發(fā)癲癇發(fā)作。另一方面,癲癇伴隨發(fā)作后通氣抑制,,可導(dǎo)致嚴(yán)重缺氧并進一步惡化癲癇狀態(tài),。這種惡性循環(huán)對可能伴有缺氧發(fā)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(tǒng)疾病的患者構(gòu)成嚴(yán)重威脅,。然而,,低氧性癲癇和發(fā)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(zhì)細胞在大腦的各種功能中發(fā)揮著積極的作用,,并認為星形膠質(zhì)細胞還與各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病如癲癇的異常網(wǎng)式興奮性的進化密切相關(guān)。

論證實驗過程


640.jpg


論證方法

通過檢查腦電圖和嚴(yán)重缺氧的反應(yīng)和是否使用阿魯?shù)厮崴幚硇砸种菩切文z質(zhì)細胞的激活研究星形膠質(zhì)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?shù)厮釋π∈笃臃蛛x的星形膠質(zhì)細胞的作用,以檢測皮質(zhì)星形膠質(zhì)細胞在缺氧狀態(tài)下是否被激活,,以及是否被阿魯?shù)厮嶂苯幼钄嗉せ睢?/span>



???? 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(diào)節(jié)劑阿魯?shù)厮犷A(yù)處理(阿魯?shù)厮?00 mg/kg)。將阿魯?shù)厮崛苡贒MSO和生理鹽水的混合溶液中,,并測定了阿魯?shù)厮幔篋MSO: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(huán)境下進行全身體積描記系統(tǒng) WBP 通氣后,,記錄艙內(nèi)氣體切換至5%氧(氮平衡),,直至發(fā)作癲癇及通氣抑制,再迅速切換回空氣濃度,。


實驗情況:

嚴(yán)重缺氧在初始時增加了通氣,,隨后所有小鼠都出現(xiàn)癲癇發(fā)作和通氣抑制。14只未加阿魯?shù)厮岬男∈笤谌毖踟摵蓵r出現(xiàn)呼吸停止,。而經(jīng)阿魯?shù)纤犷A(yù)處理的22只小鼠未出現(xiàn)呼吸停止,。阿魯?shù)厮峤M從缺氧到癲癇發(fā)作的時間明顯長于未加阿魯?shù)厮峤M。阻斷星形細胞的活動可以延緩癲癇的發(fā)生,,防止呼吸停止,。











62.png


實驗數(shù)據(jù)顯示(圖2)


實驗結(jié)論



不加阿魯?shù)纤岬牡脱踟摵稍囼灥挠涗洝纳系较?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; color: rgb(234, 148, 134); text-indent: 2.28em; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-wrap: break-word;">: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(yīng)于圖2中展開的跟蹤顯示的時間,。癲癇發(fā)作后立即抑制腦電圖活動,。


兩組小鼠在室內(nèi)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?shù)厮犷A(yù)處理的老鼠在空氣條件下的中位數(shù)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?shù)厮犷A(yù)處理的老鼠在空氣條件下的中位數(shù)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?shù)厮峤o藥前空氣中的呼吸流量和腦電圖信號,。

(b)在癲癇發(fā)作出現(xiàn)缺氧時呼吸流量和腦電圖信號,。

(c)通氣抑制前后低氧狀態(tài)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(jiān)測儀器


640 (1).jpg

全身體積描記系統(tǒng) WBP-4R



可根據(jù)客戶研究實驗?zāi)康?,定?/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(huán)境,。可研究低氧干預(yù)下的呼吸指標(biāo)的變化,,測量參數(shù)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,。可用于低氧誘發(fā)的癲癇研究,。


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為了更好的為實驗人員提供方便,,上海塔望智能科技有限公司設(shè)立對外開放的實驗平臺,目前包含:低氧高氧實驗平臺,、呼吸疾病研究平臺,、暴露染毒實驗平臺和能量代謝監(jiān)測平臺,歡迎大家聯(lián)系我們交流合作,。


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