抗癫痫药物对生后未成熟脑学习记忆影响的机制研究及雌二醇的保护作用

外界环境因素变化是影响未成熟脑可塑性的主要原因之一，进而引起成年时的行为改变。因此，深入研究抗癫痫药物对未成熟脑发育的影响及机制，是一个与全民族素质密切相关的重要课题。本项目将探讨抗癫痫药物作用于生后未成熟脑，谷氨酸受体及信号转导通路在降低学习记忆能力方面可能的作用，并采用17-β雌二醇进行干预。研究将通过行为学、电生理学、免疫电镜、分子生物学等方法，分析大鼠海马CA1区LTP的特征及变化；检测大鼠海马脑区谷氨酸受体（NR2B；GluR1）的表达及分布；测定海马脑区谷氨酸受体及信号转导通路中各种分子的mRNA水平以及蛋白及其磷酸化水平（CaMKII、PKA、MAPK、CREB、C/EBP）；以及神经生长因子（BDNF）、细胞外信号调节激酶（ERK1/2）的mRNA水平变化。通过以上研究，确定抗癫痫药物对于生后未成熟脑学习记忆影响的可能的分子机制，并为临床制定干预措施提供理论依据。

我国是人口大国，提高全民族素质是我国的一项基本国策，未成熟脑发育与智力密切相关。未成熟脑发育要经历神经元的分化、增殖、迁移、突触形成等复杂阶段，这一时期对外界环境的变化极为敏感，外界环境因素变化是影响未成熟脑可塑性的主要原因之一，进而可引起成年时的行为改变。惊厥是临床常见的急症，全球大约1%-2%的人一生中至少有一次惊厥发作，生后一岁以内，尤其新生儿时期是发病的最高峰。抗癫痫药物（AEDs）目前仍是预防和治疗惊厥的首选药物。因此研究生后未成熟脑接受抗癫痫药物治疗后是否会对学习记忆产生影响，这种影响是否为年龄依赖性，主要的作用机制以及如何防治等，是一个与全民族素质密切相关的重要课题。本项目主要研究苯巴比妥、托吡酯及17-β雌二醇作用于未成熟脑后，对大鼠学习记忆的影响及其分子机制。实验中采用行为学实验方法证实，生后3天的未成熟脑接受苯巴比妥及托吡酯联合作用后可以降低二月龄大鼠的学习记忆能力，苯巴比妥或托吡酯的影响无差异性。大鼠在行为学训练结束后第二天被取出海马进行机制研究，免疫组化研究结果表明，苯巴比妥及托吡酯联合作用后影响大鼠海马脑区NMDA（NR2B）及AMPA（GluR1）受体的表达及分布，苯巴比妥或托吡酯影响无差异性，17-β雌二醇可产生神经元保护作用。随后进行的分子生物学实验通过RT-PCR和免疫印迹（Western blot）等方法，对与学习记忆相关的基因进行筛选，结果发现苯巴比妥及托吡酯联合作用后于未成熟脑后对二月龄大鼠海马脑区基因表达产生影响，有12个基因出现表达的改变，但随后的免疫印迹实验结果显示， CaMKII蛋白质水平在联合作用后出现了表达降低，与基因检测的结果一致。因此，苯巴比妥及托吡酯联合作用导致的空间记忆损伤同基因表达和功能蛋白质检测结果基本相符。本项目的完成揭示了苯巴比妥及托吡酯联合作用于未成熟脑可降低学习记忆能力，机制与基因调控发生改变有关，单药应用未发现明显的神经损害，17-β雌二醇有一定的神经保护作用。通过以上研究，确定抗癫痫药物对于生后未成熟脑学习记忆影响的可能的分子机制，并为临床制定干预措施提供理论依据。