人参皂苷Rg1在癫痫持续状态中的保护作用及分子机制

Reactive oxygen species (ROS) induce nerve injury and promote the deterioration of epilepsy in status epilepticus (SE). Literature and preliminary studies indicated that ginsenoside Rg1 has potential of anti-inflammation and anti-oxidative stress in central nervous system. But the function of ginsenoside Rg1 in SE was few reported. This project intends to build SE rat model and related cell model by lithium-chloride/ pilocarpine and kainic acid respectively.The following aspects will be studied: (1) The pathophysiological role of ginsenosides Rg1 in the development of SE; (2) The regulation role of ginsenoside Rg1 in the key signaling pathways, including phosphatidylinositol 3 - kinase / protein kinase B / mammalian target of rapamycin signaling pathway (PI3-K / PKB / mTOR), mitogen-activated protein kinases signaling pathway (MAPKs) and nuclear factor-kappa B signaling pathway(NF-kappa B), which are closely related to the development process SE. So that the function and mechanisms of ginsenoside Rg1 in the pathologic process of SE would be further illuminated at the molecular,cellular and organic level respectively. And to provide moleculobiologic basis for ginsenoside Rg1 treantment of SE in clinic.

癫痫持续状态（SE）中活性氧诱导神经损伤促进癫痫的进展和恶化，文献和前期研究中发现人参皂苷Rg1具有抗中枢神经系统炎症和氧化应激的药理作用，但人参皂苷Rg1在SE中的作用未见系统研究和报道。本课题拟通过构建氯化锂-匹罗卡品和海人酸诱导的癫痫持续状态大鼠模型和体外细胞模型，研究（1）人参皂苷Rg1对SE病理生理发生、发展过程中的调控作用；（2）人参皂苷Rg1对SE病理生理发生、发展过程中密切相关的关键信号通路磷脂酰肌醇3－激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3-K/ PKB/ mTOR)信号通路，有丝分裂原活化蛋白激酶(MAPKs)信号通路和核因子-κB (NF-κB)信号通路的调控作用，从分子、细胞及整体层面研究人参皂苷Rg1调控SE病理发生过程中的作用及其分子机制。为临床应用人参皂苷Rg1治疗SE提供分子生物学依据。

癫痫和脑卒中是神经系统常见病和多发病，带来严重的社会、经济、家庭以及公共卫生问题。云南传统的中药材三七的活性成分人参皂苷Rg1具有神经保护作用，但是其在癫痫和脑卒中的作用及分子机制缺乏系统的研究。① 课题组通过建立氯化锂-匹罗卡品诱导的大鼠癫痫模型，发现不同剂量的 Rg1 预处理组与模型组相比，大发作潜伏期时间延长，癫痫大鼠大发作时间缩短，Rg1增加癫痫大鼠大脑胼胝体区 Arg-1 蛋白的表达，降低 iNOS 和 IL-1β 等炎性因子的表达，调节小胶质细胞的激活和极化。同时， Rg1 可以通过下调神经元促凋亡因子Bax 的表达，上调抗凋亡因子 Bcl-2 的表达，Rg1从调控小胶质细胞极化和抗神经元凋亡两个方面发挥抗癫痫作用。在 LPS 诱导 BV-2 小胶质细胞激活模型中：LPS 诱导 BV-2 小胶质细胞 PCNA 和 cyclin-D1 蛋白表达上调并呈时间依赖性； Rg1 通过下调 LPS 诱导的 BV-2 小胶质细胞中与增殖相关因子的表达水平抑制活化的小胶质细胞的增殖能力。② 在缺血再灌注损伤（MCAO）大鼠模型和在氧糖剥夺/再复氧糖（OGD/R）诱导 BV-2 小胶质细胞激活模型中，Rg1 可以改善 MCAO 大鼠受损的神经功能，减少梗塞脑组织面积，调控 Notch 信号通路的激活，抑制大脑皮质中小胶质细胞的激活， Rg1 可能通过调控 Notch 信号通路来调节过度激活的促炎的 M1 型小胶质细胞向抗炎的 M2 型小胶质细胞转化，发挥脑保护作用；另一方面，人参皂苷 Rg1 可上调 Nrf2 和 HO-1 蛋白表达，增加 SOD、降低 MDA 的含量，调控脑组织的氧化应激状态改善 SD 大鼠脑缺血再灌注损伤，③ 课题组还发现：天麻素可减少癫痫模型大鼠发作持续时间和程度，降低癫痫大鼠死亡率；增加癫痫大鼠大脑皮质 Bcl-2 和降低 Caspase-3 的表达而抑制神经元凋亡，同时，天麻素可能通过调控Nrf2/HO-1、p38经典抗氧化信号通路，降低炎症因子iNOS表达和增加内源性巯醇抗氧化物（酶）CAT、GR和SOD的活性，发挥脑保护作用。本项目阐明了人参皂苷 Rg1 抗 癫痫和脑缺血再灌注损伤的病理生理机制，为临床应用 Rg1 治疗中枢神经系统相关疾病提供新的细胞分子生物学依据。