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癫痫是一种常见的神经性疾病,往往会给人们生活带来巨大的影响。大脑受到损伤后,诱发神经炎症和活性氧并累积,从而促进了癫痫的发生发作并持续存在。癫痫的发生又进一步加重氧化应激,形成恶性循环。Sirt3是一个种依赖于烟酰胺腺嘌呤二核苷酸的Ⅲ类去乙酰化酶,通过对相关线粒体蛋白脱乙酰化来保证线粒体功能完整性,其在癫痫中的作用尚不明确。本课题拟通过Sir3基因敲除小鼠来探究Sirt3在癫痫发生中的作用,并研究其发挥的作用机制。目的:红藻氨酸(kainic acid,KA)致痫后,比较Sir3基因敲除小鼠和野生型小鼠癫痫发作严重程度及对学习记忆的损害,并从氧化应激方面探究其可能机制。方法:以Sirt3基因敲除小鼠和C57BL/6野生型小鼠为对象,腹腔注射KA(22mg/kg)建立癫痫模型,并记录其癫痫发作潜伏时间,发作最高等级;蛋白免疫印迹,RT-PCR检测相关蛋白表达;FJB染色观察脑内海马区域神经元死亡情况;DCFH-DA探针检测脑内的ROS活性;Morris水迷宫、旷场检测小鼠学习记忆能力和焦虑抑郁状态。以N2A细胞作为体外研究对象,KA给药建立癫痫模型;Si-RNA利用Lipo3000转染试剂转入细胞内;蛋白免疫印迹检测相关蛋白表达,DCFH-DA探针检测细胞的ROS活性,MTT法检测细胞活性。结果:在动物癫痫模型中,Sirt3敲除小鼠的癫痫发作潜伏期长于C57BL/6小鼠的发作潜伏期,癫痫发作最高等级低于C57BL/6小鼠;同时Sirt3基因敲除小鼠脑内ROS相较于C57BL/6小鼠显著下降,乙酰化SOD蛋白表达减少,提示敲除Sirt3基因后,脑内清除ROS能力增强;行为学结果显示敲除Sirt3基因能缓解癫痫带来的学习能力障碍和焦虑抑郁;FJB染色结果表明,致痫小鼠海马区域神经元大量死亡,Sirt3敲除小鼠神经元死亡数量相较于C57BL/6小鼠明显减少。以上结果表明,敲除Sirt3基因在癫痫的发生中起保护作用,可改善癫痫发作后的认知障碍和神经元死亡情况,这种保护作用可能与敲除Sirt3后脑内乙酰化SOD下降,ROS减少有关。为了进一步探究敲除Sirt3带来的保护作用的可能机制,使用RT-PCR检测小鼠脑内线粒体其他Sirtuins家族成员表达。进一步结果显示相较于野生癫痫小鼠,基因敲除癫痫小鼠的Sirt4表达显著上升,提示敲除Sirt3基因所带来的保护作用可能与Sirt4的增加有关。选N2A细胞作为体外研究对象,沉默Sirt3同时沉默Sirt4基因并给与KA。结果显示在敲除Sirt3基础上敲除Sirt4,其ROS水平高于单独沉默Sirt3组,细胞存活率低于单独沉默Sirt3组,提示敲除Sirt3带来的保护作用与其同家族成员Sirt4表达升高有关。结论:Sirt3基因敲除小鼠对于红藻氨酸诱发的癫痫所导致的学习记忆障碍有保护作用;其保护作用可能与在Sirt3敲除后同源家族成员Sirt4表达升高有关。