《IBRO Neuroscience Reports》:Antiepileptic and antiepileptogenic effects of Lagenaria siceraria aqueous extract (Curcubitaceae) in PTZ-induced kindling in rats
Lagenaria siceraria(葫芦科)是一种在喀麦隆传统用于治疗癫痫及其他中枢神经系统疾病的植物。研究人员在PTZ(戊四氮)诱导的大鼠点燃模型中考察了Lagenaria siceraria的抗癫痫发生与抗癫痫效应。研究人员使用挑战剂量PTZ(70 mg/kg,腹腔注射)继以隔日给予亚惊厥剂量PTZ(35 mg/kg)在2–3月龄雄性大鼠中诱导点燃。在动物达到点燃状态前,于每次PTZ给药前1小时给予不同处理,包括Lagenaria siceraria水提物(200 mg/kg与400 mg/kg)。研究人员评估了癫痫发作进展、发作潜伏期与发作持续时间。点燃建立后,研究人员牺牲动物并采集海马组织以评价氧化应激(丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、过氧化氢酶(catalase)、一氧化氮(NO))、抑制性神经传递(GABA、GABA-T(GABA转氨酶))、神经炎症(TNF-α、IL-1β)及血脑屏障完整性(MMP-9)。结果显示,Lagenaria siceraria显著延长癫痫发作起始潜伏期(???p < 0.001)并缩短发作持续时间(???p < 0.001)。生化水平上,Lagenaria siceraria显著提高GABA与GSH水平及catalase活性(??p < 0.01),同时显著降低GABA-T活性、TNF-α、IL-1β、MMP-9、MDA与NO水平(?p < 0.05)。综上,Lagenaria siceraria通过调节GABA能信号、减轻氧化应激与神经炎症发挥抗癫痫与抗癫痫发生效应。这些发现支持其传统应用,并凸显其作为癫痫有效天然治疗剂的潜力。
该研究发表于《IBRO Neuroscience Reports》。癫痫是一种以长期癫痫易感性为特征的慢性神经系统疾病,伴随神经生物、认知、心理与社会后果,全球约影响5170万人,在喀麦隆部分地区患病率高且存在明显社会歧视与误解。现有抗癫痫药物(AEDs)约30%难治性癫痫患者无法有效控制发作,且常伴有肝毒性、认知损害等不良反应;手术与神经调控手段侵入性强、费用高且在资源匮乏地区可及性有限。多数治疗仅关注症状控制,未针对癫痫发生(epileptogenesis)的核心机制如神经炎症、氧化应激、血脑屏障(BBB)功能障碍等进行干预。Lagenaria siceraria(葫芦)在非洲与亚洲传统医学中用于高血压、消化障碍及癫痫等神经系统疾病,已有研究提示其抗氧化特性,但在标准化实验模型中系统评价其抗癫痫与抗癫痫发生性质尚属空白,因此研究人员开展此项研究。
研究人员主要采用PTZ诱导的大鼠点燃模型,使用35只2–3月龄雄性Wistar大鼠(Rattus norvegicus),分为蒸馏水阴性对照、阳性对照丙戊酸钠(300 mg/kg)及Lagenaria siceraria水提物200 mg/kg与400 mg/kg组,另设仅蒸馏水处理组。通过初始惊厥剂量PTZ(70 mg/kg)后隔日亚惊厥剂量PTZ(35 mg/kg)直至Racine量表4级发作连续两次出现判定为点燃;处理于PTZ前1小时经口给予。研究人员记录发作进展、4级发作潜伏期、持续时间与重复次数及达4级动物比例;点燃结束后24小时取海马组织,检测GABA、GABA-T、GSH、catalase、NO、MDA、TNF-α、IL-1β与MMP-9等指标,数据统计采用Shapiro-Wilk正态性检验、单因素与双因素ANOVA及Newman-Keuls事后检验(p < 0.05为显著)。
研究结果如下。
4.1. Effect of the aqueous extract of Lagenaria siceraria on seizure progression and severity in PTZ-kindled Rats
4.1.1. Effect of the aqueous extract of Lagenaria siceraria on seizure progression:研究人员通过双因素ANOVA评估治疗对PTZ点燃诱导的3级与4级发作起始日的影响,发现Lagenaria siceraria 200 mg/kg与400 mg/kg组在阶段与处理因素间存在显著交互作用(分别为F(4,54) = 9.837; p < 0.0001与F(4,54) = 9.279; p < 0.0001),处理效应显著(F(2,54) = 13.97; p < 0.0001),400 mg/kg尤为明显;4级发作亦呈相似趋势,400 mg/kg组交互显著(F(4,54) = 3.857; p = 0.0079),阶段因子均极显著(F(2,54) = 70.63; p < 0.0001),丙戊酸钠与两剂量Lagenaria siceraria处理效应均显著,表明提取物延迟发作进展。
4.1.2. Effect of the aqueous extract of Lagenaria siceraria on seizure severity:研究人员评估4级发作潜伏期、平均持续时间、频率及达4级动物百分比。阴性对照平均潜伏期为5.324 ± 1.225 min,200 mg/kg组延至26.54 ± 1.696 min(F(2,18) = 62.05; p < 0.0001),400 mg/kg组延至28.50 ± 1.213 min(F(2,18) = 120.8; p < 0.0001),丙戊酸钠组为16.26 ± 2.662 min(F(2,18) = 7.635; p = 0.0040)。发作持续时间由阴性对照6.167 ± 1.153 s降至200 mg/kg组1.264 ± 0.5498 s(F(2,18) = 12.43; p = 0.0004)与400 mg/kg组0.5586 ± 0.2720 s(F(2,18) = 21.29; p < 0.0001),丙戊酸钠组为2.469 ± 0.8244 s(F(2,18) = 5.121; p = 0.0174)。4级发作频率由阴性对照6.429 ± 1.066降至200 mg/kg组2.286 ± 0.8371(F(2,18) = 6.764; p = 0.0064)、400 mg/kg组1.000 ± 0.5774(F(2,18) = 16.35; p < 0.0001),丙戊酸钠组为2.143 ± 0.6701(F(2,18) = 9.030; p = 0.0019)。达4级动物比例:阴性对照100%(7/7),丙戊酸钠42.85%(3/7),Lagenaria siceraria 200 mg/kg 28.57%(2/7),400 mg/kg 14.28%(1/7),显示提取物剂量依赖性地延缓或阻止点燃进展。
4.1.3. Effect of the aqueous extract of Lagenaria siceraria on some parameters of the GABAergic signalling pathway:研究人员检测海马GABA水平与GABA-T活性。阴性对照GABA浓度较vehicle组显著降低(F(2,9) = 28.00, p = 0.0001);Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2,9) = 13.36, p = 0.0020)与400 mg/kg(F(2,9) = 8.379, p = 0.0088)及丙戊酸钠(F(2,9) = 16.50, p = 0.0010)均显著升高GABA。GABA-T活性在vehicle与阴性对照间无显著差异(F(2,9) = 1.809, p = 0.2185),但Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2,9) = 4.750, p = 0.0391)与400 mg/kg(F(2,9) = 5.379, p = 0.0291)及丙戊酸钠(F(2,9) = 4.339, p = 0.0479)均显著降低GABA-T,表明提取物恢复抑制性神经传递。
4.1.4. Effect of the aqueous extract of Lagenaria siceraria on some parameters of Oxidative Stress:研究人员测定GSH、catalase、NO与MDA。阴性对照GSH较vehicle显著降低(F(2,9) = 19.55, p = 0.0005);Lagenaria siceraria 400 mg/kg显著回升(F(2,9) = 5.631, p = 0.0259),200 mg/kg无显著差异(F(2,9) = 0.4382, p = 0.6583),丙戊酸钠亦显著升高(F(2,9) = 4.266, p = 0.0498)。Catalase活性阴性对照为0.1273 ± 0.01724 μM/min/mg,较vehicle降低(F(2,9) = 9.950, p = 0.0052),200 mg/kg(F(2,9) = 4.742, p = 0.0392)与400 mg/kg(F(2,9) = 8.367, p = 0.0088)及丙戊酸钠(F(2,9) = 4.722, p = 0.0396)均逆转此降低。NO在阴性对照升高(F(2,9) = 6.742, p = 0.0162),Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2,9) = 6.977, p = 0.0148)与400 mg/kg(F(2,9) = 12.85, p = 0.0023)显著降低,丙戊酸钠无显著影响(F(2,9) = 2.258, p = 0.1604)。MDA在阴性对照较vehicle升高但不显著(F(2,9) = 1.814, p = 0.2179),Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2.9) = 5.134, p = 0.0325)与400 mg/kg(F(2,9) = 6.371, p = 0.0189)显著降低MDA,显示提取物增强抗氧化防御并减轻脂质过氧化。
4.1.5. Effect of the aqueous extract of Lagenaria siceraria on some Parameters of Neuroinflammation:研究人员检测TNF-α、IL-1β与MMP-9。PTZ点燃显著升高TNF-α(F(2,11) = 10.14, p = 0.0032),Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2,10) = 9.347, p = 0.0051)与400 mg/kg(F(2,10) = 34.52, p < 0.0001)及丙戊酸钠(F(2,10) = 4.632, p = 0.0377)均显著降低。IL-1β在阴性对照升高(F(2,9) = 5.525, p = 0.0272),Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2,9) = 4.840, p = 0.0374)与400 mg/kg(F(2,9) = 12.64, p = 0.0024)及丙戊酸钠(F(2,9) = 7.031, p = 0.0145)均降低。MMP-9在阴性对照升高(F(2,9) = 7.174, p = 0.0137),Lagenaria siceraria 200 mg/kg(F(2,9) = 5.697, p = 0.0252)与400 mg/kg(F(2,9) = 5.303, p = 0.0301)及丙戊酸钠(F(2,9) = 9.209, p = 0.0067)均降低,表明提取物抑制神经炎症与血脑屏障降解相关分子。
讨论部分总结:研究人员指出PTZ点燃模型通过反复亚阈值PTZ模拟人类癫痫从偶发向慢性演变的过程,阴性对照动物呈进行性发作加重并最终稳定达Racine 4级,证实模型成功。Lagenaria siceraria显著延迟3级与4级发作出现,效果优于丙戊酸钠对3级的延迟,提示其在癫痫发生早期干预的潜力,可能通过减少癫痫网络神经元招募减缓epileptogenesis。发作严重程度指标(潜伏期延长、持续时间与频率降低、达4级比例下降)显示提取物稳定神经环路并提供神经保护。GABA系统方面,点燃上调GABA-T并耗竭GABA,提取物与丙戊酸钠均提升GABA并抑制GABA-T,可能通过保护GABA能中间神经元免受氧化损伤及恢复正常GABA-T活性来恢复抑制性突触张力。氧化应激方面,阴性对照见MDA与NO升高、GSH与catalase降低,提取物剂量依赖性逆转此变化,打断兴奋性—氧化损伤恶性循环。神经炎症方面,PTZ激活ROS–TLR4–NF-κB通路,升高MMP-9、TNF-α、IL-1β,形成炎症闭环与BBB破坏;提取物降低三者水平,抑制该闭环并稳定BBB,限制外周免疫浸润与神经元高兴奋性。结论部分翻译:综上所述,这些结果显示了Lagenaria siceraria水提物的抗癫痫与抗癫痫发生效应,并进一步凸显其作为癫痫有效天然治疗剂的潜在活性。仍需要进一步研究以明确驱动其作用的Lagenaria siceraria生物活性成分。