要点：

吸入氢气预处理可减轻红藻氨酸（KA）诱发的大鼠癫痫发作。

吸入氢气预处理可防止红藻氨酸（KA）诱发的海马神经元损伤。

吸入氢气可抑制红藻氨酸（KA）诱导的神经炎症因子释放。

涉及通过激活核因子E2相关因子2（Nrf2）来抑制活性氧（ROS）的产生。

吸入氢气可阻止红藻氨酸（KA）诱导的脑血流量下降。

 Lin TK, Pai MS, Yeh KC, Hung CF, Wang SJ. Hydrogen inhalation exerts anti-seizure effects by preventing oxidative stress and inflammation in the hippocampus in a rat model of kainic acid-induced seizures. Neurochem Int. 2024 Dec 24:105925. doi: 10.1016/j.neuint.2024.105925. Epub ahead of print. PMID: 39725210.

摘要

氢气（H2）是一种已被证实具有神经保护功效的抗氧化剂。在本研究中，我们通过让大鼠吸入氢气来评估其对红藻氨酸（KA）注射诱发癫痫发作的影响及其潜在机制。实验动物经腹腔注射红藻氨酸（15毫克/千克）以诱发癫痫发作。在注射红藻氨酸前，每天吸入氢气2小时，持续5天。采用拉辛（Racine）惊厥量表和脑电图（EEG）来评估癫痫发作活动情况。对海马体中的神经元细胞损失、神经胶质细胞激活以及炎症细胞因子（肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6、趋化因子配体2和趋化因子配体3）水平、活性氧（ROS）以及核因子E2相关因子2（Nrf2）进行检测评估，同时还对大鼠的脑血流量进行了评估。结果显示，经红藻氨酸处理的大鼠癫痫发作强度增加；神经元损失和星形胶质细胞激活增多；活性氧、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6、趋化因子配体2和趋化因子配体3水平升高；Nrf2磷酸化水平降低。吸入氢气预处理显著减轻了癫痫发作强度；防止了神经元损失；减少了小胶质细胞和星形胶质细胞的激活；降低了活性氧、肿瘤坏死因子-α、白细胞介素-1β、白细胞介素-6、趋化因子配体2和趋化因子配体3的水平；并提高了Nrf2水平。吸入氢气还阻止了红藻氨酸诱导的脑血流量下降。这些结果表明，吸入氢气预处理可改善红藻氨酸诱发的癫痫发作，并抑制炎症反应和氧化应激，从而保护神经元。

引言

癫痫是一种神经系统疾病，全球近6500万人受其影响，其特征为大脑中存在异常电活动以及自发性反复癫痫发作（菲斯特等人，2017年）。然而，尽管目前使用了多种抗癫痫药物，但仍有超过30%的癫痫患者因不耐受及不良反应而停止这些药物治疗（佩鲁卡和吉列姆，2012年；苏尔塔纳等人，2021年）。这些研究结果表明，需要更有效且副作用极小或无副作用的抗癫痫药物来控制癫痫患者的癫痫发作。

癫痫发病的分子机制仍不清楚，但氧化应激和神经炎症是关键因素。活性氧（ROS）的过量产生会引发炎症并促使炎症细胞因子生成，这会增强神经元兴奋性，进而导致神经元死亡和癫痫发生。因此，具有抗氧化和抗炎特性的化合物有望用于癫痫治疗。氢气（H2）是一种稳定且安全的气体，具有抗炎、抗氧化和抗凋亡活性。氢气的益处与其能够选择性降低细胞内高活性氧化剂（如羟基自由基（•OH）和过氧亚硝酸盐（ONOO−））水平的能力有关。氢气很容易穿透血脑屏障，动物研究显示，给予氢气可通过减轻多种神经系统疾病（包括脑缺血、创伤性脑损伤（TBI）、帕金森病（PD）、阿尔茨海默病（AD））中的氧化应激和炎症来保护神经元。然而，氢气对癫痫的治疗益处仍不清楚。因此，在本研究中，我们评估了吸入氢气对红藻氨酸（KA）诱发大鼠癫痫发作的影响，并评估了氧化应激和神经炎症在海马体中的作用。海马体是参与红藻氨酸诱发癫痫发作活动起始和发展的关键部位。红藻氨酸诱发大鼠癫痫发作及海马体神经元损失是一种常见的癫痫动物模型，其特征与人类持续性癫痫相似。我们的研究探讨了氢气在红藻氨酸诱发癫痫发作大鼠中的保护作用及其潜在机制，为新型抗癫痫药物的研发提供了有潜力的候选药物。