【摘要】：熱驚厥(Febrile seizures, FS)是由高熱引起的驚厥發(fā)作,高發(fā)于6個月到5歲的嬰幼兒,是嬰幼兒時期常見的驚厥發(fā)作類型。熱驚厥的發(fā)作比例為3-14%,約有70%的驚厥發(fā)作為單次短時程發(fā)作(發(fā)作時間少于15分鐘),但是由于治療手段缺乏或治療不及時,約30%的熱驚厥患者會出現(xiàn)復發(fā),成為復雜性熱驚厥。大量研究發(fā)現(xiàn),復雜性熱驚厥會在很大程度上增加罹患成年癲癇、海馬硬化和認知障礙的風險。目前臨床上主要利用地西泮或傳統(tǒng)的抗癲癇藥物如苯巴比妥、苯妥英等治療小兒熱驚厥,但它們只能控制驚厥發(fā)作癥狀而不能預防熱驚厥的發(fā)生,更不能控制反復發(fā)作,且對嬰幼兒具有明顯的毒副作用。而傳統(tǒng)的解熱鎮(zhèn)痛藥,如布洛芬等,只能緩解發(fā)熱癥狀,而不能控制驚厥發(fā)作。因此,探討FS的發(fā)生機制以及尋找更為有效的藥物治療潛在靶點已成為亟待解決的問題。有研究報道周期性發(fā)熱綜合征(Periodic Fever Syndrome, PFS)患者的血液中Caspase-1的表達水平顯著上調(diào)。Caspase-1是Caspases家族中調(diào)節(jié)炎癥反應的催化酶,其以無活性的前體形式(pro-Caspase-1)存在于細胞內(nèi)。當細胞受到如高溫、ATP積累或鉀離子外流等外界刺激時,pro-Caspase-1會與模式識別受體(Pattern Recognition Receptors, PRRs)、含有蛋白酶招募節(jié)段(Caspase Recruitment Domain, CARD)的結(jié)合分子(Associated Speck-like Protein Containing CARD, ASC)組裝成完整的炎癥小體,pro-Caspase-1自我催化形成有活性的催化酶(即激活形式,cleaved-Caspase-1)。cleaved-Caspase-1可剪切炎癥因子IL-1β和IL-18的前體,形成成熟的IL-1β和IL-18并分泌至胞外參與一系列炎癥反應。在癲癇患者和顳葉癲癇的動物模型上均檢測到cleaved-Caspase-1表達水平的顯著性上調(diào)。最新研究發(fā)現(xiàn),Caspase-1與神經(jīng)元興奮性密切相關(guān),在海馬的錐體神經(jīng)元和中間神經(jīng)元上均檢測到Caspase-1的表達,給予AMPA受體激動劑可以激活Caspase-1。由此,我們提出假設(shè)：Caspase-1作為熱敏感的炎癥因子,可能在熱驚厥發(fā)生過程中起到關(guān)鍵作用。因此,本課題采用不同溫度誘導驚厥發(fā)作,探討Caspase-1對熱驚厥發(fā)生的作用,并進一步設(shè)計和篩選以Caspase-1為靶點的新型小分子抑制劑。將出生后8-10天(P8-10)的C57BL/6J小鼠放入溫度為38℃,41℃或44℃的烘箱中誘導驚厥發(fā)作,觀察驚厥發(fā)作癥狀并同步記錄腦電(Electroencephalogram, EEG)。實驗結(jié)果顯示,幼年小鼠在41℃和44℃環(huán)境中有驚厥發(fā)作,并伴隨有典型的癲癇樣EEG,而在38℃中沒有驚厥發(fā)作,也沒有癲癇樣EEG。同時發(fā)現(xiàn),在41℃和44℃中,幼年小鼠海馬組織內(nèi)cleaved-Caspase-1的表達水平在熱驚厥發(fā)作前顯著性上調(diào),同時Caspase-1的酶活性顯著性升高。而在38℃中,幼年小鼠海馬組織內(nèi)的cleaved-Caspase-1的表達水平和Caspase-1的酶活性均無明顯變化。本研究進一步發(fā)現(xiàn),Caspase-1敲除小鼠(Casp1-/-)對熱驚厥的發(fā)生有更低的易感性。與野生型(Wild Type,WT)小鼠相比,Casp1-/-小鼠的驚厥發(fā)作潛時延長,閾值抬高,發(fā)作比例降低。此外,在WT和Casp1-/-小鼠的海馬內(nèi)給予外源性Caspase-1或Caspase-1過表達的處理,幼年小鼠更易出現(xiàn)驚厥發(fā)作,表現(xiàn)為熱驚厥發(fā)作潛時縮短,發(fā)作閾值降低。同時,過表達Caspase-1能夠提高神經(jīng)元興奮性,反之,Casp1-/-小鼠神經(jīng)元的興奮性降低。以上結(jié)果表明,Caspase-1在熱驚厥發(fā)生過程中發(fā)揮重要的作用�；贑aspase-1的結(jié)構(gòu)和催化位點(Cys285為酶催化位點,Arg179,Arg341,Arg383, Gln283和Gly238為選擇性的天冬氨酸識別位點),我們通過分子對接(Glide module in Schrodinger)的計算機模擬方法設(shè)計了一系列新型小分子抑制劑。結(jié)合計算機虛擬篩選和Glide HTVS、SP、XP分子對接方法,我們篩選出144個化合物并對它們重新進行排序,排名前50的化合物進行進一步的評價和篩選。通過分子實驗和細胞實驗的篩選,我們發(fā)現(xiàn)有4個化合物(編碼為6626080,6810755,9198978和7135306)對Caspase-1的酶活性具有顯著的抑制作用。結(jié)合化合物的構(gòu)效、結(jié)合能的能量和脂溶性分析,我們發(fā)現(xiàn)其中6626080不僅能夠透過血腦屏障,抑制驚厥發(fā)作,降低驚厥的發(fā)作比例,而且沒有明顯的毒副作用。同時,電生理結(jié)果顯示,海馬腦片上給予6626080處理,其神經(jīng)元興奮性明顯降低。進一步,我們發(fā)現(xiàn)6626080能夠抑制驚厥的反復發(fā)作。此外,將6626080包裹到只有在高溫(39℃C)中才會釋放的溫敏膠束中,給予幼年動物預給藥的處理,可以預防熱驚厥的發(fā)作�？傊�,本課題發(fā)現(xiàn)高熱引起cleaved-Caspase-1的表達水平上調(diào),Caspase-1通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元興奮性,參與了熱驚厥的發(fā)病機制。此外,新型的Caspase-1選擇性抑制劑6626080,對熱驚厥的發(fā)生具有保護作用,其可能是預防和治療熱驚厥的新的治療策略。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R96

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張順業(yè),孫宗全,劉立新,哈斯朝努;Carvedilol attenuates CPB-induced apoptosis in dog heart: regulation of Fas/FasL and caspase-3 pathway[J];Chinese Medical Journal;2003年05期

2 姚克,王凱軍,徐雯,孫朝暉,申屠形超,邱培瑾;Caspase-3 and its inhibitor Ac-DEVD-CHO in rat lens epithelial cell apoptosis induced by hydrogen in vitro[J];Chinese Medical Journal;2003年07期

3 鄭廣瑛,張成,李志剛;Early activation of caspase-1 after retinal ischemia and reperfusion injury in mice[J];Chinese Medical Journal;2004年05期

4 張曉華,李兆申,屠振興,許國銘,龔燕芳,滿曉華;Therapeutic effect of Caspase-1 inhibitor on liver injury in experimental severe acute pancreatitis[J];Journal of Medical Colleges of PLA;2004年02期

5 高慧;鄒麗;;The Effects of Magnesium Sulfate on Fetal Rats of FGR and the Expression of Caspase-3 in the Placenta of Maternal Rat[J];華中科技大學學報(醫(yī)學英德文版);2005年06期

6 屈軍樂;潘文良;趙伶羚;孫磊;王小平;陳同生;;蟾酥靈誘導細胞內(nèi)caspase-3活化特性熒光分析[J];深圳大學學報(理工版);2008年03期

7 ;Analysis of in vivo patterns of caspase 3 gene expression in primary hepatocellular carcinoma and its relationship to p21~(WAF1) expression and hepatic apoptosis[J];World Journal of Gastroenterology;2000年03期

8 徐人歡 ,劉靜 ,徐豐 ,江舸 ,謝青 ,周霞秋 ,金由辛 ,王德寶;Activity identification of chimeric anti-caspase-3 mRNA hammerhead ribozyme in vitro and in vivo[J];Science in China(Series C:Life Sciences);2001年06期

9 黃偉;Caspase研究進展[J];國外醫(yī)學.輸血及血液學分冊;2001年04期

10 崔銀珠;Caspase抑制劑有望成為一類新藥[J];國外醫(yī)藥(合成藥 生化藥 制劑分冊);2002年03期

相關(guān)會議論文 前10條

1 Qiang Su;Lang Li;Yang-chun Liu;You Zhou;;Effect of metoprolol on myocardial apoptosis and caspase-9 activation after coronary microembolization in rats[A];中華醫(yī)學會第十五次全國心血管病學大會論文匯編[C];2013年

2 韓志君;蔣廷旺;唐裕杰;胡志德;孫懿;周曄;陳燕;谷明莉;鄧安梅;仲人前;;Caspase在原發(fā)性膽汁性肝硬化患者外周血單個核細胞的表達及其臨床意義[A];全國臨床免疫檢驗研討會暨第六屆全國臨床免疫學術(shù)會議論文匯編[C];2009年

3 葉月芳;周韌;;漢族人群caspase-10基因中可能存在一個新的微衛(wèi)星位點[A];中華醫(yī)學會病理學分會2005年學術(shù)年會論文匯編[C];2005年

4 ;Effect of atorvastatin on myocardial apoptosis and caspase-8 activation following coronary microembolization[A];第十三次全國心血管病學術(shù)會議論文集[C];2011年

5 ;The Effect of Theanine on the Expression of Survivin,Bax,Caspase-3 in the Hippocampus and the Ability of Spatial Learning and Memory after Global Cerebral Ischemia /Reperfusion in Rats[A];全國第三次麻醉藥理學術(shù)會議論文集[C];2012年

6 Ki Seong Eom;Gil-Saeng Jeong;Tae Young Kim;;Ophiobolin B inhibits proliferation of glioblastoma U87MG cells by inducing S phase arrest and caspase-dependent apoptosis[A];中國抗癌協(xié)會神經(jīng)腫瘤專業(yè)委員會第八屆學術(shù)會議論文集[C];2011年

7 鄧常清;唐映紅;李花;陳北陽;陳瑞芬;;補陽還五湯有效部位對局灶性腦缺血再灌注后caspase表達的作用[A];第六次全國中西醫(yī)結(jié)合血瘀證及活血化瘀研究學術(shù)大會論文匯編[C];2005年

8 鄭世營;葛錦峰;趙軍;蔣東;紀勇;邵峰;;Caspase活化的細胞凋亡在老年非小細胞肺癌組織中的表達[A];第八屆華東六省一市胸心血管外科學術(shù)會議論文匯編[C];2005年

9 吳小候;李俊;;Expression of TRAIL and caspase 3 and their significance in rat’s renal ischemia-reperfusion injury[A];第十五屆全國泌尿外科學術(shù)會議論文集[C];2008年

10 朱秋華;江煥峰;李佳;劉叔文;;新型Caspase-3抑制劑二氫吡咯衍生物的研究[A];第十屆全國抗炎免疫藥理學學術(shù)會議論文集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 一帆;caspase—8缺陷導致免疫紊亂[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2002年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 張放;阻斷NLRP3炎癥小體中Caspase-1活化治療小鼠急性胃潰瘍的實驗研究[D];第二軍醫(yī)大學;2015年

2 唐楊順;Caspase-1在熱驚厥發(fā)生中的作用及以Caspase-1為靶點的新型小分子抑制劑研究[D];浙江大學;2016年

3 林居強;細胞凋亡過程中caspase蛋白酶激活的光學成像研究[D];華中科技大學;2006年

4 楊銳;硬脂酰酪氨酸對非caspase依賴的細胞損傷的神經(jīng)保護作用及其機制研究[D];上海交通大學;2013年

5 薛寅佳;小型豬自體移植腎灌注短效Caspase-3小干擾RNA冷保存導致腎損傷加劇的機制初探[D];復旦大學;2013年

6 廖文韜;Tn-IAP1v的結(jié)構(gòu)與功能分析[D];中國科學院研究生院（上海生命科學研究院）;2002年

7 徐華;Caspase-3蛋白在重離子輻照肺癌細胞中的功能研究[D];蘭州大學;2012年

8 賈林濤;靶向性重組caspase-3基因的構(gòu)建、表達及其對腫瘤細胞的殺傷作用[D];第四軍醫(yī)大學;2001年

9 路斌;小鼠皮膚切創(chuàng)愈合過程中caspase抑制劑對caspase活性的影響和對細胞凋亡抑制作用的研究[D];中國醫(yī)科大學;2007年

10 王暉;接頭蛋白NRBP及蛋白酶caspase-10新剪切體的功能研究[D];上海交通大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 薛子成;樺木酸及其衍生物與Caspase-3分子對接及分子動力學研究[D];哈爾濱理工大學;2014年

2 臧韻;TTF1-NP通過活化內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激的Caspase通路抑制大鼠原發(fā)性肝癌的生長[D];延邊大學;2015年

3 胡麗華;四氯苯醌激活Caspase 8/t-Bid誘導PC12細胞凋亡的信號通路分析[D];西南大學;2015年

4 董娜;Nestin和活化型caspase-3在狼掩性腎炎腎小球中的表達及意義[D];河北醫(yī)科大學;2015年

5 常貫超;klotho蛋白、Caspase12蛋白在糖尿病腎病中的表達及意義[D];河北醫(yī)科大學;2015年

6 徐彥楠;異牛肝菌素誘導人胃癌細胞BGC-823凋亡的機制研究[D];河北醫(yī)科大學;2015年

7 武辰楠;沙利度胺對人真皮成纖維細胞Caspase-3、Bcl-2和BAX mRNA的表達影響[D];河北醫(yī)科大學;2015年

8 陳素艷;不同時間和濃度的常壓氧對大鼠腦缺血半暗帶細胞凋亡的影響[D];鄭州大學;2015年

9 丁麗;甘油對豬冷凍精子細胞調(diào)亡信號通路相關(guān)基因表達的影響[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2014年

10 何蓮;冷凍保護劑及抗氧化劑對豬冷凍精子中Caspase介導的細胞調(diào)亡的影響[D];四川農(nóng)業(yè)大學;2014年

，

本文編號：2563553