芬戈莫德、一氧化氮抑制剂和P-糖蛋白抑制剂通过内皮素-鞘脂途径调节药物难治性癫痫动物模型中P-糖蛋白表达的研究

Study of fingolimod, nitric oxide inhibitor, and P-glycoprotein inhibitor in modulating the P-glycoprotein expression via an endothelin-sphingolipid pathway in an animal model of pharmacoresistant epilepsy.

作者信息Nitika Garg, Rupa Joshi, Alka Bhatia, Seema Bansal, Amitava Chakrabarti, Ajay Prakash, Biman Saikia, Manish Modi, Bikash Medhi
PMID37929409
发布时间2023-09
DOI10.4103/ijp.ijp_100_23

实验完整度

采用PTZ点燃PB耐药大鼠模型,包含行为学、HPLC、BBB渗透性、ELISA、RT-PCR、免疫组化及组织病理等多层级验证,并设对照及机制抑制剂。

主要模型

戊四唑点燃苯巴比妥耐药雄性Wistar大鼠 苯巴比妥耐药模型

重点核对

PTZ剂量:30 mg/kg腹腔注射,每日一次,共28天 PB剂量:40 mg/kg口服,共21天 芬戈莫德剂量:0.5和1 mg/kg腹腔注射 L-NAME剂量:10 mg/kg腹腔注射 维拉帕米剂量:10 mg/kg腹腔注射

摘要

背景:P-糖蛋白(P-gp)的过表达导致癫痫患者耐药,而位于血脑屏障的P-gp表达的改变削弱了P-gp底物的抗癫痫作用。因此,本研究探讨了芬戈莫德(FTY720)通过内皮素-鞘脂途径对P-gp诱导的戊四唑(PTZ)点燃苯巴比妥(PB)耐药大鼠的作用。材料与方法:采用PTZ点燃(30 mg/kg;腹腔注射)和PB(40 mg/kg;口服)建立难治性癫痫动物模型。测定了芬戈莫德对癫痫发作评分(Racine量表)、血浆和脑内PB水平(高效液相色谱)以及血脑屏障通透性(伊文思蓝染料)的影响。此外,通过测定大鼠脑匀浆中各种炎症细胞因子、氧化应激参数和神经营养因子的水平,确定了芬戈莫德的神经保护作用。通过逆转录-聚合酶链反应和免疫组织化学评估了芬戈莫德对大鼠脑内P-gp表达的影响。进行H和E染色以确定神经元损伤。结果:芬戈莫德显著(P < 0.001)剂量依赖性降低癫痫发作评分,并减轻血脑屏障通透性。它降低了P-gp的表达,进一步增加了脑内PB浓度。芬戈莫德显著(P < 0.01)降低氧化应激和炎症。此外,它在耐药癫痫模型中减轻了升高的神经元损伤评分。结论:芬戈莫德调节P-gp表达改善了难治性癫痫动物模型中药物向脑内的递送。因此,S1P信号可作为克服难治性的额外治疗靶点。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
芬戈莫德是否通过内皮素-鞘脂途径调节P-糖蛋白表达,从而改善耐药癫痫大鼠的药物递送和神经保护?
核心机制
芬戈莫德(FTY720)通过激活S1P受体,调节内皮素-鞘脂途径,抑制P-gp表达,减少外排,增加脑内抗癫痫药物浓度;同时发挥抗炎、抗氧化和神经保护作用。
主要证据
在PTZ点燃PB耐药大鼠模型中,芬戈莫德(1 mg/kg)显著降低癫痫发作评分(Racine量表),降低P-gp表达(RT-PCR和免疫组化),增加脑/血浆PB比,减轻BBB渗透性(伊文思蓝),降低炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)、氧化应激标志物和神经元损伤评分,并升高SOD、GSH、BDNF等。
研究意义
调节P-gp表达可能提高抗癫痫药物向脑内的渗透,克服耐药性;S1P信号通路可作为难治性癫痫的附加治疗靶点。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立耐药癫痫模型

建立具有耐药特征的癫痫动物模型,以模拟临床药物难治性癫痫。

对雄性Wistar大鼠每日腹腔注射PTZ(30 mg/kg)连续28天,产生化学点燃;随后给予PB(40 mg/kg)口服21天,筛选出对PB耐药的模型。

2

评估药物对癫痫发作和BBB的作用

检测芬戈莫德对癫痫发作严重程度和血脑屏障通透性的影响。

给予不同剂量的芬戈莫德(0.5、1 mg/kg)和维拉帕米(10 mg/kg),通过Racine量表评分,并进行伊文思蓝外渗实验。

3

测定脑和血浆中PB浓度

评估药物对脑内抗癫痫药物浓度的影响,反映P-gp介导的药物外排变化。

采用高效液相色谱(HPLC)测定血浆和脑组织中的PB浓度,并计算脑/血浆比。

4

检测炎症、氧化应激和神经营养因子

研究芬戈莫德对脑内炎症、氧化应激和神经营养状态的调节作用。

用ELISA试剂盒检测脑匀浆中IL-1β、IL-6、TNF-α、NF-κB、BDNF和MMP-9水平;分光光度法检测SOD、GSH和过氧化氢酶活性。

5

评估P-gp表达及分布

检测芬戈莫德对脑内P-gp表达水平和定位的影响。

通过RT-PCR检测mdr-1a和mdr-1b mRNA表达,通过免疫组织化学观察P-gp蛋白在脑内的分布。

6

评估神经元损伤

评估芬戈莫德对癫痫引起的神经元损伤的保护作用。

取海马切片,H&E染色,在光学显微镜下评估神经元损伤评分。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
戊四唑Sigma--
芬戈莫德Sigma-Aldrich--
维拉帕米Sigma-Aldrich--
L-NAME----
IL-1β ELISA试剂盒Boster Biological Technology Co., Ltd.--
IL-6 ELISA试剂盒Boster Biological Technology Co., Ltd.--
TNF-α ELISA试剂盒Boster Biological Technology Co., Ltd.--
BDNF ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co. Ltd.--
NF-κB ELISA试剂盒Elabscience Biotechnology Co. Ltd.--
C-18色谱柱----
Olympus正置显微镜Olympus--
Applied Biosystems StepOnePlus实时荧光定量PCR仪Applied Biosystems--
抗P-gp抗体----
HRP标记的二抗----

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
动物模型建立
大鼠品系:雄性Wistar;PTZ剂量:30 mg/kg腹腔注射,每日一次,共28天;PB剂量:40 mg/kg口服,共21天;点燃标准:连续2天4/5级或连续3天3级或连续5天2级
阅读提示:Methods - The experimental model of pentylenetetrazol-induced phenobarbital-resistant epilepsy
药物处理
芬戈莫德剂量:0.5和1 mg/kg腹腔注射;L-NAME剂量:10 mg/kg腹腔注射;维拉帕米剂量:10 mg/kg腹腔注射;给药途径和频率
阅读提示:Materials and Methods - Materials
PB浓度测定
HPLC条件:C-18柱,流动相乙腈:甲醇:磷酸盐缓冲液(2:4:4),流速3.0 mL/min,检测波长195 nm,柱温50°C,保留时间5.00 ± 0.02 min
阅读提示:Methods - Estimation of phenobarbital levels
BBB通透性评估
伊文思蓝染料的使用和测定方法
阅读提示:Methods - Evans blue extravasation test
炎症和氧化应激检测
ELISA试剂盒品牌(Boster、Elabscience);检测的炎症因子(IL-1β、IL-6、TNF-α)和氧化应激指标(SOD、GSH、过氧化氢酶)
阅读提示:Methods - Estimation of inflammatory cytokines, Estimation of BDNF and NF-κB, Biochemical estimation
P-gp表达检测
RT-PCR引物序列(Mdr-1a和Mdr-1b);退火温度(60°C和66°C);免疫组化染色步骤和抗体信息
阅读提示:Methods - Isolation of RNA and real-time PCR, Immunohistochemical staining
神经元损伤评估
海马切片和H&E染色方法;神经元损伤评分标准
阅读提示:Methods - Histopathology of rat brain