靶向 NOX2 缓解戊四氮癫痫模型发作易感性、氧化应激与神经炎症:开启癫痫精准治疗新征程

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Free Radical Biology and Medicine 7.1

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  癫痫是常见慢性神经疾病,约 30% 患者药物难治。研究人员针对此,以 GSK2795039 为研究对象开展靶向 NOX2 治疗癫痫的研究。结果显示其能抑制癫痫活动、减轻氧化应激和神经炎症,为癫痫治疗提供新方向。

  在医学的神秘世界里,癫痫如同一个难以捉摸的 “幽灵”,悄无声息地闯入人们的生活。它是一种慢性神经系统疾病,全球超过 6500 万人深受其扰。目前,虽然有多种抗癫痫药物(ASMs),但仍有大约 30% 的患者对治疗毫无反应,他们在病痛的折磨中苦苦挣扎,急需新的治疗方案来摆脱困境。
癫痫的发病机制极为复杂,其中氧化应激在癫痫发生和神经元损伤中扮演着关键角色。活性氧(ROS)水平升高,就像身体里的 “小恶魔”,肆意破坏神经元,导致突触功能障碍和神经元持续过度兴奋。而 NADPH 氧化酶 2(NOX2)作为大脑中 ROS 的主要来源,在癫痫发作后异常活跃,进一步加剧了神经元损伤和炎症反应。然而,由于现有的 NOX 抑制剂缺乏特异性,研究人员一直难以深入探究 NOX2 在癫痫中的具体作用。

为了攻克这一难题,来自希伯来大学的研究人员挺身而出。他们以一种名为 GSK2795039(GSK)的 NOX2 特异性抑制剂为 “秘密武器”,开展了一系列深入研究。他们发现,GSK2795039 不仅能够有效抑制癫痫样网络活动,还能显著减轻氧化应激和神经炎症,这一发现为癫痫治疗带来了新的曙光。该研究成果发表在《Free Radical Biology and Medicine》杂志上,为全球癫痫患者带来了新的希望。

研究人员采用了多种先进技术来深入探索 GSK2795039 的神奇功效。在体外实验中,他们利用钙成像技术(通过 Fura-2AM 成像监测细胞内 Ca2+振荡)和二氢乙啶(DHE)荧光测定法(检测 ROS 生成),直观地观察到药物对癫痫样活动和 ROS 产生的影响。在体内实验方面,研究人员通过给大鼠植入脑电(ECoG)发射器,记录癫痫发作时的脑电活动;同时运用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)和蛋白质免疫印迹(Western blot)技术,分析相关基因和蛋白的表达变化;还利用免疫组化和尼氏染色等方法,观察神经元的形态和损伤情况 。

3.1 GSK 减轻癫痫样网络活动和相关 ROS 生成


研究人员在体外实验中,用 4 - 氨基吡啶(4-AP)和荷包牡丹碱(PTX)诱导混合皮质神经胶质培养物产生癫痫样活动。结果发现,4-AP/PTX 处理后,细胞内 Ca2+振荡明显增强,而加入 GSK 后,Ca2+振荡的频率和幅度都显著降低。当去除 GSK 后,振荡又有所恢复。同时,4-AP/PTX 处理使 ROS 水平不断上升,而 GSK 能有效抑制这种上升趋势。这表明 GSK 可以通过抑制 NOX2,有效减轻癫痫样网络活动和相关 ROS 生成。

3.2 GSK 通过降低严重程度、持续时间和总体癫痫负担来减轻 PTZ 诱导的癫痫易感性


在体内实验中,研究人员给大鼠预先注射 GSK 或对照药物,然后再注射戊四氮(PTZ)诱导癫痫发作。结果显示,GSK 预处理组中经历 5 - 6 级严重癫痫发作的动物比例明显降低,癫痫发作的严重程度和持续时间也显著减少,但两组动物首次发作的潜伏期没有明显差异。这说明 GSK 虽然不能阻止癫痫发作的起始,但能有效减轻癫痫发作的严重程度和持续时间,降低癫痫负担。

3.3 GSK 抑制 PTZ 诱导的癫痫发作后 NOX2 的表达


通过 qRT-PCR 分析,研究人员发现 PTZ 给药 24 小时后,对照组动物海马体和大脑皮层中 NOX2 的 mRNA 表达显著上调,而 GSK 预处理能明显降低这种上调。然而,Western blot 分析结果显示,NOX2 的蛋白表达在各组之间没有显著变化,仅在 PTZ 处理的对照组大脑皮层中有所下降,且 GSK 处理组与对照组之间无明显差异。这表明 GSK 主要在 mRNA 水平抑制 NOX2 的表达。

3.4 GSK 调节 PTZ 诱导的癫痫发作中的神经炎症细胞因子


研究人员对神经炎症细胞因子进行检测,发现 GSK 对海马体和大脑皮层中的细胞因子表达有不同的调节作用。在海马体中,GSK 抑制了白细胞介素 6(IL-6)和白细胞介素 1β(IL-1β)的表达,同时肿瘤坏死因子 α(TNF-α)水平在 GSK 预处理组和对照组中均升高,而白细胞介素 10(IL-10)的表达未被 GSK 恢复。在大脑皮层中,PTZ 处理使对照组的 IL-6 表达无明显变化,但 GSK 处理组的 IL-6 表达升高,同时 GSK 降低了 IL-1β 和 TNF-α 的表达,并显著恢复了 IL-10 的表达。这说明 GSK 对神经炎症细胞因子的调节具有区域特异性。

3.5 GSK 减轻 PTZ 诱导的氧化应激介导的 DNA/RNA 损伤


研究人员通过免疫染色检测 8 - 羟基脱氧鸟苷(8-OHdG,氧化应激的标志物),评估氧化应激介导的 DNA/RNA 损伤。结果发现,PTZ 诱导的癫痫发作使对照组海马体 CA1 和 CA3 区域中 8-OHdG 阳性神经元显著增加,而 GSK 处理组中这些区域的 8-OHdG 阳性神经元明显减少,表明 GSK 对海马体神经元具有保护作用,能减轻氧化应激介导的 DNA/RNA 损伤。但在大脑皮层中,GSK 未能发挥类似的保护作用。

3.6 GSK 预处理对 PTZ 诱导的癫痫发作后的海马体具有神经保护作用


研究人员利用尼氏染色对海马体神经元密度进行量化分析,发现 PTZ 诱导的癫痫发作使对照组海马体 CA1 和 CA3 区域的神经元密度显著降低,而 GSK 预处理能有效保护神经元,维持神经元密度。这进一步证实了 GSK 对海马体神经元的保护作用,减轻了癫痫发作引起的神经元损伤。

研究结果表明,GSK2795039 作为一种选择性 NOX2 抑制剂,在癫痫模型中展现出显著的抗癫痫和神经保护作用。它能够有效抑制癫痫样活动,减少 ROS 生成,减轻神经炎症和氧化应激介导的 DNA/RNA 损伤,保护海马体神经元。这一研究为癫痫治疗提供了新的潜在治疗策略,尤其是对于药物难治性癫痫患者。然而,目前仍有一些问题需要进一步研究,例如长期使用 GSK2795039 对癫痫易感性和癫痫进展的影响,以及它与标准抗癫痫药物联合使用的协同效应等。尽管如此,该研究成果依然为癫痫治疗领域开辟了新的方向,有望在未来为广大癫痫患者带来更有效的治疗方案,帮助他们摆脱病痛的折磨,重获健康生活。

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