闭环刺激海马脑区减缓大鼠急性癫痫发作、改善空间工作记忆并抑制脑内NLRP3炎症小体的表达

作     者：李史金 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：马朝林

授予年度：2024年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100204[医学-神经病学] 10[医学] 

主      题：颞叶癫痫 闭环刺激 脑内炎症 大鼠 

摘      要：癫痫频繁发作不断损伤脑的结构和功能,导致脑内炎症加重、认知功能受损。如何有效抑制癫痫发作成为了当前临床和基础医学研究领域的关键挑战。传统抗癫痫药物对于药物难治性癫痫患者的疗效有限,而手术切除病灶存在诸多限制和风险,推动了神经调控技术的发展。开环刺激治疗如迷走神经刺激(Vagus nerve stimulation,VNS)和丘脑前核高频刺激(Anterior nucleus of the thalamus,ANT-DBS)等虽能减少癫痫发作频率,但无法迅速中止已经开始的癫痫发作,且存在一系列副作用和风险。近年来,闭环刺激(Closed-loop stimulation,CLS)技术因其能够实时捕捉脑电信号并在癫痫发作前或发作时精确施加电刺激,从而更高效地抑制癫痫发作并显著降低潜在副作用,受到广泛关注。CLS有望为那些手术无效或不适用的药物难治性癫痫患者带来新的治疗曙光。然而,关于CLS技术在癫痫发作抑制过程中对脑内炎症反应的调控作用,尤其在调节NLRP3炎症小体表达水平的效应上,仍需开展更为深入的实验研究。 本研究以SD大鼠为实验对象,通过在单侧海马区植入套管微量注射海仁藻酸(Kainic acid,KA),构建大鼠癫痫持续状态(SE)模型。随后,应用基于Matlab平台编写的CLS程序实时监测癫痫发作脑电并施以电刺激治疗控制癫痫发作。结果显示,CLS治疗减少了SE大鼠癫痫发作时间。为评估大鼠SE后的身体恢复状况、焦虑程度以及空间记忆功能损害情况,在SE发生后的第7天,对大鼠实施旷场实验、高架十字迷宫实验及Y迷宫实验等行为学测试。结果显示,接受CLS治疗的SE大鼠在运动能力恢复、焦虑减轻以及空间记忆损伤方面表现出积极改善。在行为学测试结束后,分离海马组织并通过实时荧光定量PCR技术检测其NLRP3炎症体相关信号分子mRNA表达水平,结果显示CLS降低了 NLRP3炎症体相关信号分子mRNA表达水平。 本研究揭示,闭环刺激海马脑区不仅有效地减轻癫痫发作,而且降低脑内炎症,并改善认知功能。本研究为CLS对癫痫及其相关脑部炎症反应的作用提供了有力的实验证据,为进一步优化癫痫治疗手段提供了新的科学依据。