分钟级分辨率采样揭示了急性癫痫样活动期间快速且受刺激因素影响的IL-1β动态变化

《Neurochemical Research》：Minute-Resolution Sampling Reveals Rapid and Stimulus-Specific IL-1β Dynamics During Acute Epileptiform Activity

　　

摘要

脑部炎症越来越被认为是在癫痫发作及神经元过度兴奋过程中起关键作用的因素。在各种促炎介质中，白细胞介素-1β（IL-1β）被认为与癫痫发生有关；但由于传统采样方法的局限，其在癫痫发作起始阶段的动态变化仍不明确。在本研究中，我们研究了由4-氨基吡啶（4-AP）诱导的急性癫痫样活动在大鼠模型中IL-1β的逐分钟脑内动态变化，并将其与由经典炎症刺激物脂多糖（LPS）诱导的情况进行了比较。成年雄性Wistar大鼠（10–12周龄）的右侧脑室被植入推拉式导引导管，同时在同侧及对侧大脑皮层上安装电极，以便同时采集脑脊液样本并记录脑电图。通过纳米点印迹免疫检测方法，以一分钟为间隔测定IL-1β浓度，而癫痫样活动则通过脑电图振幅分析及放电序列识别来评估。向脑室内注射75 mM的4-AP会引发强烈的癫痫样活动，同时IL-1β水平也会迅速短暂上升，在14分钟内达到199?±?28 ng/mL的峰值（与NaCl组相比：p?<?0.05），这一时间点与癫痫样放电的开始时间高度吻合。相比之下，向脑室内注射25?μg/μL的LPS会导致IL-1β水平缓慢且持续上升，在给药后240分钟和300分钟时这一上升趋势具有统计学显著性，但在研究期间并未引发癫痫样活动。尽管4-AP组和LPS组的IL-1β累计暴露量相当，但它们的时间变化曲线存在显著差异。这些发现表明，急性癫痫样活动与IL-1β的快速释放相关，而这一释放过程与类似癫痫发作的事件在时间上是一致的，从而支持了早期细胞因子信号在癫痫发作起始中的作用。此外，本研究还强调了采用高时间分辨率的分析方法对于揭示那些被传统采样策略所掩盖的神经炎症过程的重要性。