KIF17 Modulates Epileptic Seizures and Membrane Expression of the NMDA Receptor Subunit NR2B / 神经科学通报·英文版

Epilepsy is a common and severe brain disease affecting >65 million people worldwide. Recent studies have shown that kinesin superfamily motor protein 17 (KIF17) is expressed in neurons and is involved in regulating the dendrite-targeted transport of N-methyl-D-aspartate receptor subtype 2B (NR2B). However, the effect of KIF17 on epileptic seizures remains to be explored. We found that KIF17 was mainly expressed in neurons and that its expression was increased in epileptic brain tissue. In the kainic acid (KA)-induced epilepsy mouse model, KIF17 overexpression increased the severity of epileptic activity, whereas KIF17 knockdown had the opposite effect. In electrophysiological tests, KIF17 regulated excitatory synaptic transmission, potentially due to KIF17-mediated NR2B membrane expression. In addition, this report provides the first demonstration that KIF17 is modified by SUMOylation (SUMO, small ubiquitin-like modifier), which plays a vital role in the stabilization and maintenance of KIF17 in epilepsy.

Modulatory effects of neuropeptides on pentylenetetrazol-induced epileptic seizures and neuroinflammation in rats

SUMMARY OBJECTIVE We aimed to explore the effects of neuropeptides ghrelin, obestatin, and vasoactive intestinal peptide (VIP) on seizures and plasma concentrations of neuroinflammation biomarkers including calcitonin gene-related peptide (CGRP), substance-P (SP), and interleukin-1 beta (IL-1β) in pentylenetetrazol-induced seizures in rats. METHODS Ghrelin (80 µg/kg), obestatin (1 µg/kg), VIP (25 ng/kg) or saline were administered to rats intraperitoneally 30 min before pentylenetetrazole (PTZ, 50 mg/kg) injections. Stages of epileptic seizures were evaluated by Racine's scale, and plasma CGRP, SP, and IL-1β concentrations were measured using ELISA. RESULTS Both obestatin and VIP shortened onset-time of generalized tonic-clonic seizure, respectively, moreover VIP also shortened the onset-time of first myoclonic-jerk induced by PTZ. While PTZ increased plasma CGRP, SP and IL-1β concentrations, ghrelin reduced the increases evoked by PTZ. While VIP further increased PTZ-evoked CGRP levels, it diminished IL-1β concentrations. However, obestatin did not change CGRP, SP, and IL-1β concentrations. CONCLUSION Our results suggest that ghrelin acts as an anticonvulsant, obestatin acts as a proconvulsant, and VIP has dual action on epilepsy. Receptors of those neuropeptides may be promising targets for epilepsy treatment.

RESUMO OBJETIVO Nosso objetivo foi explorar os efeitos dos neuropeptídeos grelina, obestatina e peptídeo intestinal vasoativo (VIP) nas convulsões e concentrações plasmáticas de biomarcadores neuroinflamatórios, incluindo peptídeo relacionado ao gene da calcitonina (CGRP), substância-P (SP) e interleucina-1 beta (IL-1β) em convulsões induzidas por pentilenotetrazol em ratos. MÉTODOS Grelina (80 µg/kg), obestatina (1 µg/kg), VIP (25 ng/kg) ou solução salina foram administrados a ratos intraperitonealmente 30 minutos antes de injeções de pentilenotetrazol (PTZ, 50 mg/kg). Os estágios das crises epilépticas foram avaliados pela escala de Racine e as concentrações plasmáticas de CGRP, SP e IL-1β foram medidas usando Elisa. RESULTADOS Tanto a obestatina quanto o VIP encurtaram o tempo de início da crise tônico-clônica generalizada, respectivamente. Além disso, o VIP também encurtou o tempo de início do primeiro impulso mioclônico induzido por PTZ. Enquanto o PTZ aumentou as concentrações plasmáticas de CGRP, SP e IL-1β, a grelina reduziu os aumentos evocados por PTZ. Enquanto o VIP aumenta ainda mais os níveis de CGRP evocados por PTZ, diminui as concentrações de IL-1β. No entanto, a obestatina não alterou as concentrações de CGRP, SP e IL-1β. CONCLUSÃO Nossos resultados sugerem que a grelina tem anticonvulsivante, a obestatina tem proconvulsivante e o VIP tem ação dupla na epilepsia. Receptores desses neuropeptídeos podem ser alvos promissores para o tratamento da epilepsia.

The anticonvulsant effects of Ducrosia anethifolia (Boiss) essential oil are produced by its main component alpha-pinene in rats / Os efeitos anticonvulsivantes do óleo essencial de Ducrosia anethifolia (Boiss) são realizados pelo seu principal componente alfa-pineno em ratos

ABSTRACT Ducrosia anethifolia has been recommended as a remedy for neurological disorders. However, the anticonvulsant effects of D. anethifolia essential oil (DAEO) and its major constituent α-pinene have not yet been clarified. Methods: A rat model of pentylenetetrazole (PTZ)-induced convulsions was used. Oxidant and antioxidant parameters were assayed in the temporal lobe. Results: The data showed that DAEO (50, 100 and 200 mg/kg, i.p.) and α-pinene (0.2 and 0.4 mg/kg i.p.) delayed the initiation time, and reduced the duration of myoclonic and tonic-clonic seizures following PTZ injection. The PTZ produced oxidative stress so that malondialdehyde and hydrogen peroxide levels were increased and catalase and peroxidase activity decreased. Pretreatment with DAEO and α-pinene significantly inhibited the above-mentioned enzymatic changes in PTZ-treated animals. Conclusion: The results suggest that α-pinene, at teast in part, was responsible for the induction of the anticonvulsant and antioxidant effects of DAEO in rats.

RESUMO A Ducrosia anethifolia tem sido recomendada como remédio para os distúrbios neurológicos. No entanto, os efeitos anticonvulsivantes do óleo essencial de Ducrosia anethifolia (DAEO) e do seu principal constituinte atfa-pineno (α-pineno) ainda não foram clarificados. Métodos: Foi utilizado um modelo de rato de convulsões induzidas por pentilenotetrazol (PTZ). Os parâmetros oxidante e antioxidante foram ensaiados no lobo temporal do cérebro. Resultados: Os dados mostraram que DAEO (50, 100 e 200 mg / kg, i.p.) e α-pineno (0,2 e 0,4 mg / kg i.p.) retardaram o tempo de iniciação e reduziram a duração das crises mioclônicas e tônico-clônicas após a injeção de PTZ. O PTZ produziu estresse oxidativo, de modo que os níveis de malondialdeído (MDA) e de peróxido de hidrogênio aumentaram e a atividade da catalase e da peroxidase diminuiu. O pré-tratamento com DAEO e α-pineno inibiu significativamente as alterações enzimáticas mencionadas em animais tratados com PTZ. Conclusão: O resultado sugere que α-pineno, peto menos em parte, é responsável peta indução dos efeitos anticonvulsivantes e antioxidantes da DAEO em ratos.

Lipoic acid effects on glutamate and taurine concentrations in rat hippocampus after pilocarpine-induced seizures / Efeitos do ácido lipóico nas concentrações de glutamato e taurina no hipocampo de ratos após convulsões induzidas por pilocarpina

Pilocarpine-induced seizures can be mediated by increases in oxidative stress and by cerebral amino acid changes. The present research suggests that antioxidant compounds may afford some level of neuroprotection against the neurotoxicity of seizures in cellular level. The objective of the present study was to evaluate the lipoic acid (LA) effects in glutamate and taurine contents in rat hippocampus after pilocarpine-induced seizures. Wistar rats were treated intraperitoneally (i.p.) with 0.9 percent saline (Control), pilocarpine (400 mg/kg, Pilocarpine), LA (10 mg/kg, LA), and the association of LA (10 mg/kg) plus pilocarpine (400 mg/kg), that was injected 30 min before of administration of LA (LA plus pilocarpine). Animals were observed during 24 h. The amino acid concentrations were measured using high-performance liquid chromatograph (HPLC). In pilocarpine group, it was observed a significant increase in glutamate content (37 percent) and a decrease in taurine level (18 percent) in rat hippocampus, when compared to control group. Antioxidant pretreatment significantly reduced the glutamate level (28 percent) and augmented taurine content (32 percent) in rat hippocampus, when compared to pilocarpine group. Our findings strongly support amino acid changes in hippocampus during seizures induced by pilocarpine, and suggest that glutamate-induced brain damage plays a crucial role in pathogenic consequences of seizures, and imply that strong protective effect could be achieved using lipoic acid through the release or decrease in metabolization rate of taurine amino acid during seizures.

As convulsões induzidas pela pilocarpina podem ser mediadas através do aumento do estresse oxidativo cerebral e das alterações na concentração dos aminoácidos. O presente estudo sugere que compostos antioxidantes podem produzir neuroproteção contra a neurotoxicidade em nível celular causada pelas convulsões. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do ácido lipóico (AL) no conteúdo de glutamato e taurina no hipocampo de ratos durante convulsões induzidas por pilocarpina. Ratos Wistar foram tratados por via intraperitoneal com solução salina 0,9 por cento (controle), pilocarpina (400 mg/kg, pilocarpina), AL (10 mg/kg) e com a associação de AL (10 mg/kg); 30 min após com pilocarpina (400 mg/kg), que foi injetada 30 min após a administração de AL (AL + pilocarpina). Os animais foram observados durante 24 horas. As concentrações de aminoácidos foram determinadas por HPLC. No hipocampo dos ratos do grupo pilocarpina foi observado um aumento significativo de 37 por cento na concentração de glutamato e uma diminuição de 18 por cento no nível de taurina, quando comparado ao grupo controle. O pré-tratamento com o antioxidante reduziu significativamente o nível de glutamato em 28 por cento e aumentou em 32 por cento os níveis de taurina no hipocampo dos ratos, quando comparado ao grupo pilocarpina. Nossos resultados sugerem que ocorrem alterações na concentração dos aminoácidos no hipocampo de ratos durante as convulsões induzidas por pilocarpina, e que o glutamato pode desempenhar um papel crucial na fisiopatologia das convulsões, e que o efeito protetor poderia ser alcançado com pré-tratamento com ácido lipóico, provavelmente pelo aumento da liberação ou redução da taxa de metabolização dos aminoácidos durante as convulsões.

Magnesio, calcio y fósforo séricos en neonatos de alto riesgo y controles / Serum magnesium, calcium and phosphorus in normal and high risk neonates

Las convulsiones son un problema neonatal frecuente y grave. Las principales determinaciones sugeridas para investigar su origen tiene relaión por ejemplo con la medición de los niveles de glucosa, magnesio, calcio, etc. Se estudiaron a 32 recién nacidos de alto riesgo y en un grupo control, formado por 30 neonatos sanos, los niveles de magnesio, calcio y fósforo por las metódicas de Calmagite-dye y o-Cresolftaleína-Complexona y Molibdato-Vanadato, respectivamente. Los valores en controles fueron 2,55 ñ 0,28 mg/dl para magnesio; 8,21 ñ 1,20 mg/dl para calcio y 5,96 ñ 1,18 mg/dl para fósforo y en el grupo de riesgo fueron: 2,39 ñ 0,41 mg/dl; 8,21 ñ 1,32 mg/dl y 5,87ñ 1,14 mg/dl. El grupo de riesgo evidenció valores más bajos para magnesio con una mayor dispersión, siendo esto significativo para la prueba de F con un p<0,05. También se observaron niveles levemente más altos de calcio en este grupo, con mayor dispersión de valores pero, no siendo significativas estas diferencias. Los valores de fósforo en ambos grupos fueron muy similares. Se concluye que solamente el magnesio podría ser un indicador sensible ante la presencia de convulsiones, aunque deberían estudiarse estos parámetros conjuntamente con los niveles de glicemia