SCN2A基因致颞叶癫痫机制研究以及Cu/Zn SOD基因治疗研究

【摘要】很多疾病的致病机理中都有自由基的因素,对于神经系统来说也不例外。细胞放电会造成自由基的增加,如超氧自由基和羟自由基等。自由基可通过抑制谷氨酸合成酶的作用造成兴奋性神经递质谷氨酸的增加,从而诱发癫痫。也有研究表明自由基的增多,自由基反应增强,就会引起细胞膜的构型、结构及通透性的改变。这种膜的改变也就改变了神经细胞膜和突触的功能,改变了膜离子通道的密度和分布,改变了阂值,从而影响Na+Ca2+流,使Ca2+进入细胞内,从而导致进行性的去极化,造成神经元的去极化偏移(Depolarizationshift,DS),出现反复的、过度的同步放电,也就是引起了临床的癫痫发作。但是,机体同时也具有保护性机制,体内存在着清除自由基系统,这种系统包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GP)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化物酶(POD)及葡萄糖—6—磷酸酶(G6P)等。有许多研究报道了SOD与癫痫之间可能存在的关系。大量的研究表明,基因突变与癫痫有着密切的关系,其中尤其是钠通道基因突变。人类编码钠通道仪亚基的基因一共有11个,其中只有SCN1A、SCN2A、SCN3A和SCN8A在中枢神经系统(CNS)中表达,而I型(NaV1.1)和II型钠通道(NaV1.2)(即SCN1A和SCN2A基因的产物)产生的钠电流占CNS中钠电流的70%,突变的SCN2A已经确定与癫痫、对疼痛的敏感性和其他神经系统疾病有关。最近有研究证实SCN2A基因敲除鼠中抑制性中间神经元的钠电流明显下降,而兴奋性锥体神经元的钠电流没有明显改变,从而引起神经回路的兴奋性增高,这一结果能很好解释SCN2A基因表达下降导致癫痫发生的原因。因此,SCN2A基因的表达水平对于维持中枢神经系统的正常功能非常重要。本文研究了在颞叶癫痫的脑皮层组织中SCN2A基因的表达水平和铜锌超氧化物歧化酶(Cu/ZnSOD)浓度较正常组织的变化。同时,探讨了在SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞中,SCN2A干扰载体转染后,Cu/ZnSOD的表达和酶活性变化。此外,我们通过在细胞水平进行SCN2A干扰和Cu/ZnSOD过表达,研究SCN2A干扰后Cu/ZnSOD对细胞水平保护作用的影响。第一章颞叶癫痫患者皮层组织SCN2A和Cu/ZnSOD表达特征研究目的：研究颞叶癫痫患者皮层组织中SCN2A的表达以及Cu/ZnSOD含量及活性。方法：运用RealtimePCR(PolymeraseChainReaction,聚合酶链式反应)和westernblot方法分析颞叶癫痫皮层组织和正常对照组中SCN2A的表达。检测Cu/ZnSOD的含量及活性。并用统计学方法分析表达差异。结果：颞叶癫痫患者皮层组织中SCN2A在mRNA水平表达量明显低于正常对照组的表达量,而且差异极显著(p<0.001)。采用Westernblot技术,有7个颞叶癫痫患者皮层组织的样品不能检测到有SCN2A蛋白的表达,有4个样品虽然检测到有SCN2A蛋白表达,但其表达量较正常对照组明显降低。颞叶癫痫患者皮层组织中Cu/ZnSOD的表达量明显低于正常对照组的表达量,差异极显著(p<0.001)。颞叶癫痫患者皮层组织中Cu/ZnSOD酶活的表达量明显低于正常对照组的表达量,差异极显著(p<0.001)。结论：SCN2A和Cu/ZnSOD在颞叶癫痫患者皮层组织中的表达可能有潜在的联系,可能在颞叶癫痫中起着作用并联合介导该病的发生发展。第二章SCN2A干扰对SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞Cu/ZnSOD含量及酶活的影响目的：通过对SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞进行SCN2A干扰,并探讨干扰对Cu/ZnSOD含量以及酶活的影响。方法：构建SCN2A干扰载体,进行细胞转染,干扰SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞中SCN2A基因的表达。然后,采用RealtimePCR和westernblot分析干扰组和正常对照组中SCN2A的表达。检测Cu/ZnSOD的含量和酶活。并用统计学方法分析表达差异。结果：RealtimePCR的结果表明,转染SCN2A干扰载体组的表达水平显著高于对照组(P<0.05)。westernblot结果显示SCN2A的蛋白表达在干扰载体转染后表达下调,免疫荧光也得出相似结果。SCN2A干扰载体组中Cu/ZnSOD的含量和酶活均明显低于空白载体对照组的表达量,而且差异极显著(p<0.001)。结论：在SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞中抑制SCN2A表达可造成Cu/ZnSOD的含量和酶活下调。第三章SCN2A干扰后Cu/ZnSOD对SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞保护作用的影响目的：通过对SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞进行SCN2A干扰和Cu/ZnSOD过表达,研究SCN2A干扰后Cu/ZnSOD对SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞保护作用的影响。方法：将细胞分为4个组,包括对照组、空载体组、SCN2A干扰组和SCN2A干扰载体+Cu/ZnSOD过表达载体组。分别将载体转染至SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞。采用RealtimePCR和westernblot分析干扰组和正常对照组中SCN2A的表达。检测Cu/ZnSOD的含量和酶活。并用统计学方法分析表达差异。结果：构建的转染细胞的SCN2A干扰载体转染成功。对照组和空载体组SCN2A的表达量最高,而SCN2A干扰载体+Cu/ZnSOD过表达载体组的SCN2A表达较低,SCN2A干扰载体组的SCN2A表达最低。与此相似,对照组和空载体组Cu/ZnSOD的含量和酶活最高,而SCN2A干扰组和SCN2A干扰载体+Cu/ZnSOD过表达载体组的Cu/ZnSOD含量和酶活较低,其中又以SCN2A干扰组的Cu/ZnSOD含量和酶活最低。结论：Cu/ZnSOD含量和酶活受SCN2A影响,SCN2A干扰后Cu/ZnSOD对SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞有保护作用,因而这两个因子的表达有密切的关联。
【作者】向军；
【导师】蒋宇钢；
【作者基本信息】中南大学，临床医学，2014，博士
【关键词】SCN2A；Cu/ZnSOD；颞叶癫痫；酶活；人神经母细胞瘤细胞；

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