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斑马鱼实验模型
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利用斑马鱼模型评价抗癫痫作用

【评价原理】

癫痫发作是指大脑神经元广泛同步放电所致的大脑功能紊乱。若反复发作则称为癫痫或癫痫综合征。GABA是哺乳动物中枢神经系统中重要的抑制性神经传达物质。戊四唑(PTZ)是γ-氨基丁酸(简称GABA)抑制剂,大剂量PTZ可诱导癫痫发作,是哺乳动物癫痫模型中的常用诱导剂。斑马鱼已被建议作为一种替代动物模型用于研究癫痫的机制和筛选抗癫痫药。用戊四唑诱导斑马鱼后,中枢神经系统受影响,斑马鱼幼鱼表现出运动行为异常(类似人类癫痫的痉挛)和c-fos基因表达的上调。

用行为分析仪记录斑马鱼的运动(快速运动类似于癫痫发作的线呈现红色),癫痫斑马鱼快速运动距离较正常斑马鱼明显增多。

【实验方案】

我们将受测试斑马鱼分成三组,分别是正常对照组、模型对照组和药物组。其中正常对照组未摄入PTZ,模型对照组与服用抗癫痫药物组都摄入了等量的PTZ(PTZ通过溶解到养鱼用水中的方式摄入到斑马鱼体内)。抗癫痫药物组在摄入PTZ之前摄入苯妥英钠、丙戊酸钠之类的抗癫痫药物。

服用一段时间抗癫痫药物后,我们利用行为分析仪追踪记录斑马鱼的运动,同时检测与癫痫相关的c-fos和gabra1(GABA A受体α1)基因。

【结果展示】

斑马鱼癫痫表型图

图1. 斑马鱼癫痫表型图

红线代表快速运动距离(>20mm/s抽搐)

可以看到,模型对照组的快速运动距离较正常对照组明显增多,而抗癫痫药物组快速运动距离明显减少。

c-fos和gabra1基因图

图2. c-fos和gabra1基因图

从基因图中也能看出来,模型对照组c-fos基因上调,gabra1下调,而抗癫痫药物组c-fos基因下调,gabra1上调。

【评价结论】

1.经过每组30尾斑马鱼的对比实验,抗癫痫药物组斑马鱼运动与模型对照组比较,快速运动距离明显减少。

2.本实验证实了苯妥英钠、丙戊酸钠具有抗癫痫作用。