引用本文： 張菲菲, 程艷偉, 于敏敏, 石向群. 大鼠癲癇持續狀態后海馬組織各區腦紅蛋白表達的實驗研究. 癲癇雜志, 2017, 3(3): 217-222. doi: 10.7507/2096-0247.20170033 復制
癲癇被認為是正常的神經回路異常重排和神經元興奮性增高導致自發性反復癇性發作的一個動態過程，反復的癇性發作可導致大量神經元損傷壞死，而缺血缺氧是引起細胞死亡的一個重要原因。腦紅蛋白(Neuroglobin，NGB)是一種新型攜氧球蛋白，高度特異性表達于脊椎動物神經組織，腦組織缺血缺氧后NGB表達上調，發揮內源性神經保護作用[1]，若抑制NGB表達，則神經元凋亡裂解產物表達顯著增多[2]。我們研究采用匹羅卡品建立大鼠SE模型，觀察不同時相下NGB的表達變化情況，旨在探討與癲癇發作相關的缺血缺氧性腦損傷與NGB表達變化之間的關系。
1 材料與方法
1.1 動物與分組
健康雄性Sprague Dawley大鼠40只，體重(221±30) g，購自蘭州軍區總醫院動物實驗中心。自由進食飲水，12 h晝/夜循環光照，溫度(20±2)℃，濕度70%~80%。隨機分為對照組(n=5)、癲癇模型組(n=35)；模型組再根據觀察時間分為：0、1、3、12、24h和10、30d。所有動物實驗過程獲得蘭州軍區總醫院醫學倫理委員會批準。
1.2 主要試劑
無水氯化鋰(美國Sigma公司)，鹽酸匹羅卡品(美國Sigma公司)，甲溴東莨菪堿(維塔化學試劑公司)，免疫組化用多克隆兔抗NGB(英國Abcam公司)，免疫組化二抗試劑盒(博士德生物公司)。
1.3 動物模型建立
癲癇模型組：腹腔注射鋰-匹羅卡品(20 mg/kg~ 127 mg/kg)，間隔16~18 h，注射匹羅卡品前30 min注射甲溴東莨菪堿1mg/kg，以減少外周膽堿能反應。對照組：腹腔注射生理鹽水代替匹羅卡品，其余處理同模型組。實驗動物癲癇發作分級按照Racine 6級(0~Ⅴ)評定標準[3]：0級：正常，無抽搐發作；Ⅰ級：呆立不動或濕狗樣抖動，面部肌肉陣攣抽動、眨眼、咀嚼等面部自動癥；Ⅱ級：咀嚼，節律性點頭；Ⅲ級：單側前肢陣攣；Ⅳ級：全身強直陣攣，伴后肢站立；Ⅴ級：持續站立傾倒，失平衡，全身強直陣攣，甚至抽搐致死。實驗大鼠發作≥Ⅳ級且持續時間≥30 min為造模成功。對于發作持續時間超過1 h的大鼠給予腹腔注射水合氯醛(300mg/kg)終止其發作，必要時間隔6~8 h重復注射。造模后24 h內大鼠腹腔注射生理鹽水5 mL，2次/d，第2天灌胃進食，直到大鼠能自主進食。
1.4 標本制備
腹腔注射10%水合氯醛(300mg/kg)麻醉大鼠，快速開胸暴露心臟，進行心臟灌注，先快速灌注生理鹽水150~200 mL，待右心耳流出清亮液體、肝臟變灰白后，灌注4%多聚甲醛溶液200~250 mL，先快后慢，待大鼠四肢僵硬后斷頭取腦，根據Paxinos和Watson的大鼠腦地圖集[4]進行定位，取前囟-2.56~-4.52 mm腦組織，固定于4℃ 4%多聚甲醛24 h，制備石蠟切片，片厚4 μm。
1.5 免疫組織化學檢測
石蠟切片脫蠟至水。熱抗原修復。3%H2O2滅活內源性過氧化物酶：將切片浸入0.01/moL枸緣酸鹽緩沖液(pH=6.0)，微波爐加熱至沸騰5 min，室溫放置10~20 min。0.1%Triton X-100室溫孵育5~10 min。滴加5%BSA封閉液，室溫20 min，甩去多余液體，不洗。滴加一抗NGB(1: 100)，37℃孵育2 h。滴加二抗(生物素山羊抗兔IgG)，37℃孵育20 min。滴加SABC(鏈酶親和素-生物素-過氧化物酶復合物)，37℃孵育20 min。DAB顯色，5 min。蒸餾水沖滌。脫水，透明，封片。采用日本Olympus BX51顯微攝像系統觀察目標蛋白表達水平，每個標本隨機選擇4張切片。免疫組化陽性結果依據13點評分法：陽性細胞的百分率與陽性細胞染色強度的乘積評分[5]。
1.6 Nissl染色
切片脫蠟至水，滴加焦油紫染色液(焦油紫0.1g，蒸餾水99 mL，1%冰醋酸1mL)，37℃孵育30 min。流水沖洗。脫水，透明，封片。在高倍鏡下(×400) 海馬每個區隨機選擇6個不重復視野進行計數。
1.7 統計學方法
使用SPSS19.0統計軟件進行分析。實驗數據采用均數±標準差表示，對其進行完全隨機設計單因素方差分析(ANOVA)，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。檢驗水準α=0.05，P值＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 癲癇大鼠行為學表現
注射匹羅卡品后(5.72±2.43) min出現流涎、立毛等外周膽堿能反應，(8.00±2.50) min出現單側前肢陣攣及前肢交替陣攣等癥狀，(25.76±8.35) min出現癲癇Ⅳ級及以上發作，如雙側前肢陣攣、后肢站立、傾倒失平衡等癥狀。其中癲癇模型組有2只大鼠在造模過程中抽搐致死，3只未達到癲癇發作級別，1只未達到實驗終點死亡。對照組在實驗過程中始終無任何發作跡象及抽搐表現。
2.2 海馬各區神經元損傷情況
對照組大鼠海馬組織各區神經元排列整體，有一定方向，神經元胞體呈圓形或橢圓形，胞質淡紫色。SE后，海馬各區均可見神經元細胞排列紊亂，失方向，尤其CA1區，胞體形態不規則，胞質皺縮呈暗紫色，隨著發作時程的進展，CA1、CA3區神經元存活數呈近直線下降趨勢；其中CA1區(12、24 h和10、30 d)、CA3區(0、12、24 h，和10、30 d)和DG區(12、24 h和10、30 d)神經元存活數均較對照組減少，差異有統計學意義(P＜0.05)，見圖 1。
圖1
癲癇發作后海馬各區神經元存活數目比較
Figure1.
Comparison of survival neuron number in hippocampal after seizures
2.3 海馬組織各區NGB表達情況
2.3.1 海馬各區NGB表達
NGB免疫陽性物質主要定位于神經元胞質，神經突起也有表達。隨著發作時程的進展，海馬CA1、DG區NGB表達水平逐漸升高，均于SE后24 h達頂峰后輕度下降，但仍持續高于對照組，而CA3區NGB表達水平呈持續升高趨勢，于30 d達頂峰。其中CA1區(24 h，10、30 d)、CA3區(24 h，10、30 d)和DG區(12、24 h和10、30 d)NGB表達水平均較對照組顯著升高，差異有統計學意義(P＜0.05)，見圖 2~4。
圖2
各組大鼠海馬各區腦紅蛋白表達情況比較
Figure2.
Comparison of NGB in hippocampal among groups
圖3
各組大鼠海馬CA1區NGB表達(×200)
Figure3.
Expression of NGB in hippocampal CA1 district
圖4
各組大鼠海馬CA3區NGB的表達(×200)
Figure4.
Expression of NGB in hippocampal CA3 district
2.3.2 神經元損傷情況與NGB表達水平相關性分析
SE后，大鼠海馬組織CA1和CA3區神經元存活數與NGB表達水平呈正相關(R=0.206, P=0.015；R=0.306，P=0.011)，而DG區神經元存活數與NGB表達水平無相關性(表 1)。
表1
神經元存活數與NGB表達水平相關性分析
3 討論
NGB為17kDa單體蛋白質，屬于血紅素類球蛋白，于2000年被德國學者Burmester等[6]首次發現，與血紅蛋白、肌紅蛋白功能相似，即促進氧向神經元線粒體擴散或作為NADH氧化酶促進ATP產生，維持神經元功能。其主要在腦組織、周圍神經系統及一些內分泌細胞中表達。有研究發現星形膠質細胞也表達，但只在亞急性或慢性腦損傷后表達，且持續時間≥12個月，但在急性腦損傷后卻不表達[7]。
癲癇發作時神經沖動爆發，全身肌肉不自主抽搐，對氧的需求大大增加，造成腦組織神經元細胞相對缺氧，與心肌、骨骼肌收縮時造成短暫缺血類似，而NGB作為氧載體，在缺氧情況下表達上調[1]，其表達程度與組織缺氧耐受性呈正相關[8]，與相應區域腦組織缺血缺氧后損傷程度呈負相關[6]，抑制NGB表達, 可明顯降低缺氧后神經元細胞存活。本實驗結果也顯示海馬CA1區和CA3區神經元存活數與NGB表達水平呈正相關(R=0.206, P=0.015；R=0.306, P=0.011)，即癲癇發作后NGB表達水平越高，海馬神經元存活數目越多。提示NGB高表達可能對緩解局部腦組織缺氧及神經元的繼發性損傷具有重要的神經保護作用。
結合該實驗，SE后海馬各區NGB表達水平均上調，其中CA1(24 h，10、30 d)、CA3(24 h，10、30 d)區和DG區(12、24 h和10、30 d)NGB表達水平均較對照組明顯升高(P＜0.05)，可見SE后海馬各區NGB較長時間處于高表達狀態，推測隨著癲癇發作時程的進展，腦中氧提取率下降，加重機體缺氧及局部神經元缺氧，從而導致NGB表達增加，而NGB作為神經系統特異性攜氧球蛋白，在癲癇發作后表達增加，推測NGB可能發揮類似高壓氧的作用，將儲備氧釋放，提高血氧濃度，緩解癲癇發作時神經細胞缺氧狀態，從而減輕神經組織的損傷。已有臨床資料顯示，高壓氧對癲癇具有較好的治療作用，更加支持上述觀點[9]。其中CA1、DG區NGB表達于24 h達到頂峰后輕度下降，但持續處于高表達狀態，而CA3區呈持續升高趨勢，表明NGB在癲癇發作后迅速產生，而隨后的表達減少過程較產生過程相對緩慢許多，提示NGB的神經元保護作用具有持續性，但具體持續多久尚不清楚。另外，我們實驗發現10、30 d組NGB表達顯著增加，但無法判斷NGB表達增加是多次發作累積效應還是最后一次發作的急性表達。那么NGB表達后續輕度下降的原因是否與癲癇導致缺氧時間過長致神經元死亡裂解有關，用甲苯胺藍染色證實其神經細胞密度與對照組一致，考慮為NGB本身表達下降所致，推測NGB對腦保護作用有一定極限。隨著癲癇發作時程的進展，攜氧球蛋白NGB表達呈遞增趨勢，可能是癲癇發作所致缺血缺氧的一種神經保護代償機制。
有少數研究發現海馬組織缺血后，神經元NGB水平卻出現相反改變。Li等[10]發現全腦缺血(4支血管閉塞)后，海馬CA1區NGB mRNA和蛋白表達下調。Shang等[11]用蒙古沙鼠進一步證實皮層和海馬神經元NGB對短暫性全腦缺血反應性存在差異，雙側頸動脈閉塞20 min后再灌注，16、24、48 h后大腦皮層NGB陽性神經元數增多(24 h達頂峰)，而海馬NGB陽性神經元數卻降低。其差異性結果可能與實驗用缺血缺氧模型不同或者海馬及皮層神經元對缺血缺氧反應不同有關。
低氧誘導因子-1(Hypoxia-inducible factor, HIF-1) 是缺氧誘導轉錄因子，由HIF-1α和HIF-1β組成異質二聚體結構。研究證實皮層注射海人酸誘導小鼠SE后1~7 d，前額葉皮層、海馬及杏仁核表達HIF-1α顯著升高，而HIF-1α超表達可增加NH33細胞NGB表達，敲除其HIF-1α亞基，可使NGB水平降低[12]。用染色質免疫沉淀技術證實HIF-1α能夠同NGB ATG起始位點上游序列5012-6725-7736堿基配對，除外堿基1993，且能激活缺氧反應基因的轉錄。因此推測，缺氧可能通過干涉HIF-1α羥基化及后續的泛素化和蛋白酶體降解而增加HIF-1α蛋白水平，而HIF-1α通過與NGB啟動子結合觸發其轉錄。已有研究證實癲癇發作時凋亡細胞解體的蛋白酶系統caspase-3能夠利用siRNA沉默NGB表達后顯著增加，提示癲癇發作時NGB表達上調可能通過改變caspase-3表達而抑制癲癇發作繼發性缺氧性損害發生[13]。劉新建等[14]研究發現NGB能夠通過抑制促凋亡蛋白Bax表達減少神經細胞的凋亡，發揮神經保護作用，但具體機制目前尚不清楚。
綜上，在癲癇發作時，隨著癲癇發作時程的進展，攜氧球蛋白NGB表達上調，有可能是癲癇發作所致缺血缺氧的一種神經保護代償機制。然而，目前對于癲癇發作后NGB表達變化模式研究較少，對于其神經保護機制仍需進一步研究。
癲癇被認為是正常的神經回路異常重排和神經元興奮性增高導致自發性反復癇性發作的一個動態過程，反復的癇性發作可導致大量神經元損傷壞死，而缺血缺氧是引起細胞死亡的一個重要原因。腦紅蛋白(Neuroglobin，NGB)是一種新型攜氧球蛋白，高度特異性表達于脊椎動物神經組織，腦組織缺血缺氧后NGB表達上調，發揮內源性神經保護作用[1]，若抑制NGB表達，則神經元凋亡裂解產物表達顯著增多[2]。我們研究采用匹羅卡品建立大鼠SE模型，觀察不同時相下NGB的表達變化情況，旨在探討與癲癇發作相關的缺血缺氧性腦損傷與NGB表達變化之間的關系。
1 材料與方法
1.1 動物與分組
健康雄性Sprague Dawley大鼠40只，體重(221±30) g，購自蘭州軍區總醫院動物實驗中心。自由進食飲水，12 h晝/夜循環光照，溫度(20±2)℃，濕度70%~80%。隨機分為對照組(n=5)、癲癇模型組(n=35)；模型組再根據觀察時間分為：0、1、3、12、24h和10、30d。所有動物實驗過程獲得蘭州軍區總醫院醫學倫理委員會批準。
1.2 主要試劑
無水氯化鋰(美國Sigma公司)，鹽酸匹羅卡品(美國Sigma公司)，甲溴東莨菪堿(維塔化學試劑公司)，免疫組化用多克隆兔抗NGB(英國Abcam公司)，免疫組化二抗試劑盒(博士德生物公司)。
1.3 動物模型建立
癲癇模型組：腹腔注射鋰-匹羅卡品(20 mg/kg~ 127 mg/kg)，間隔16~18 h，注射匹羅卡品前30 min注射甲溴東莨菪堿1mg/kg，以減少外周膽堿能反應。對照組：腹腔注射生理鹽水代替匹羅卡品，其余處理同模型組。實驗動物癲癇發作分級按照Racine 6級(0~Ⅴ)評定標準[3]：0級：正常，無抽搐發作；Ⅰ級：呆立不動或濕狗樣抖動，面部肌肉陣攣抽動、眨眼、咀嚼等面部自動癥；Ⅱ級：咀嚼，節律性點頭；Ⅲ級：單側前肢陣攣；Ⅳ級：全身強直陣攣，伴后肢站立；Ⅴ級：持續站立傾倒，失平衡，全身強直陣攣，甚至抽搐致死。實驗大鼠發作≥Ⅳ級且持續時間≥30 min為造模成功。對于發作持續時間超過1 h的大鼠給予腹腔注射水合氯醛(300mg/kg)終止其發作，必要時間隔6~8 h重復注射。造模后24 h內大鼠腹腔注射生理鹽水5 mL，2次/d，第2天灌胃進食，直到大鼠能自主進食。
1.4 標本制備
腹腔注射10%水合氯醛(300mg/kg)麻醉大鼠，快速開胸暴露心臟，進行心臟灌注，先快速灌注生理鹽水150~200 mL，待右心耳流出清亮液體、肝臟變灰白后，灌注4%多聚甲醛溶液200~250 mL，先快后慢，待大鼠四肢僵硬后斷頭取腦，根據Paxinos和Watson的大鼠腦地圖集[4]進行定位，取前囟-2.56~-4.52 mm腦組織，固定于4℃ 4%多聚甲醛24 h，制備石蠟切片，片厚4 μm。
1.5 免疫組織化學檢測
石蠟切片脫蠟至水。熱抗原修復。3%H2O2滅活內源性過氧化物酶：將切片浸入0.01/moL枸緣酸鹽緩沖液(pH=6.0)，微波爐加熱至沸騰5 min，室溫放置10~20 min。0.1%Triton X-100室溫孵育5~10 min。滴加5%BSA封閉液，室溫20 min，甩去多余液體，不洗。滴加一抗NGB(1: 100)，37℃孵育2 h。滴加二抗(生物素山羊抗兔IgG)，37℃孵育20 min。滴加SABC(鏈酶親和素-生物素-過氧化物酶復合物)，37℃孵育20 min。DAB顯色，5 min。蒸餾水沖滌。脫水，透明，封片。采用日本Olympus BX51顯微攝像系統觀察目標蛋白表達水平，每個標本隨機選擇4張切片。免疫組化陽性結果依據13點評分法：陽性細胞的百分率與陽性細胞染色強度的乘積評分[5]。
1.6 Nissl染色
切片脫蠟至水，滴加焦油紫染色液(焦油紫0.1g，蒸餾水99 mL，1%冰醋酸1mL)，37℃孵育30 min。流水沖洗。脫水，透明，封片。在高倍鏡下(×400) 海馬每個區隨機選擇6個不重復視野進行計數。
1.7 統計學方法
使用SPSS19.0統計軟件進行分析。實驗數據采用均數±標準差表示，對其進行完全隨機設計單因素方差分析(ANOVA)，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。檢驗水準α=0.05，P值＜0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 癲癇大鼠行為學表現
注射匹羅卡品后(5.72±2.43) min出現流涎、立毛等外周膽堿能反應，(8.00±2.50) min出現單側前肢陣攣及前肢交替陣攣等癥狀，(25.76±8.35) min出現癲癇Ⅳ級及以上發作，如雙側前肢陣攣、后肢站立、傾倒失平衡等癥狀。其中癲癇模型組有2只大鼠在造模過程中抽搐致死，3只未達到癲癇發作級別，1只未達到實驗終點死亡。對照組在實驗過程中始終無任何發作跡象及抽搐表現。
2.2 海馬各區神經元損傷情況
對照組大鼠海馬組織各區神經元排列整體，有一定方向，神經元胞體呈圓形或橢圓形，胞質淡紫色。SE后，海馬各區均可見神經元細胞排列紊亂，失方向，尤其CA1區，胞體形態不規則，胞質皺縮呈暗紫色，隨著發作時程的進展，CA1、CA3區神經元存活數呈近直線下降趨勢；其中CA1區(12、24 h和10、30 d)、CA3區(0、12、24 h，和10、30 d)和DG區(12、24 h和10、30 d)神經元存活數均較對照組減少，差異有統計學意義(P＜0.05)，見圖 1。
圖1
癲癇發作后海馬各區神經元存活數目比較
Figure1.
Comparison of survival neuron number in hippocampal after seizures
2.3 海馬組織各區NGB表達情況
2.3.1 海馬各區NGB表達
NGB免疫陽性物質主要定位于神經元胞質，神經突起也有表達。隨著發作時程的進展，海馬CA1、DG區NGB表達水平逐漸升高，均于SE后24 h達頂峰后輕度下降，但仍持續高于對照組，而CA3區NGB表達水平呈持續升高趨勢，于30 d達頂峰。其中CA1區(24 h，10、30 d)、CA3區(24 h，10、30 d)和DG區(12、24 h和10、30 d)NGB表達水平均較對照組顯著升高，差異有統計學意義(P＜0.05)，見圖 2~4。
圖2
各組大鼠海馬各區腦紅蛋白表達情況比較
Figure2.
Comparison of NGB in hippocampal among groups
圖3
各組大鼠海馬CA1區NGB表達(×200)
Figure3.
Expression of NGB in hippocampal CA1 district
圖4
各組大鼠海馬CA3區NGB的表達(×200)
Figure4.
Expression of NGB in hippocampal CA3 district
2.3.2 神經元損傷情況與NGB表達水平相關性分析
SE后，大鼠海馬組織CA1和CA3區神經元存活數與NGB表達水平呈正相關(R=0.206, P=0.015；R=0.306，P=0.011)，而DG區神經元存活數與NGB表達水平無相關性(表 1)。
表1
神經元存活數與NGB表達水平相關性分析
3 討論
NGB為17kDa單體蛋白質，屬于血紅素類球蛋白，于2000年被德國學者Burmester等[6]首次發現，與血紅蛋白、肌紅蛋白功能相似，即促進氧向神經元線粒體擴散或作為NADH氧化酶促進ATP產生，維持神經元功能。其主要在腦組織、周圍神經系統及一些內分泌細胞中表達。有研究發現星形膠質細胞也表達，但只在亞急性或慢性腦損傷后表達，且持續時間≥12個月，但在急性腦損傷后卻不表達[7]。
癲癇發作時神經沖動爆發，全身肌肉不自主抽搐，對氧的需求大大增加，造成腦組織神經元細胞相對缺氧，與心肌、骨骼肌收縮時造成短暫缺血類似，而NGB作為氧載體，在缺氧情況下表達上調[1]，其表達程度與組織缺氧耐受性呈正相關[8]，與相應區域腦組織缺血缺氧后損傷程度呈負相關[6]，抑制NGB表達, 可明顯降低缺氧后神經元細胞存活。本實驗結果也顯示海馬CA1區和CA3區神經元存活數與NGB表達水平呈正相關(R=0.206, P=0.015；R=0.306, P=0.011)，即癲癇發作后NGB表達水平越高，海馬神經元存活數目越多。提示NGB高表達可能對緩解局部腦組織缺氧及神經元的繼發性損傷具有重要的神經保護作用。
結合該實驗，SE后海馬各區NGB表達水平均上調，其中CA1(24 h，10、30 d)、CA3(24 h，10、30 d)區和DG區(12、24 h和10、30 d)NGB表達水平均較對照組明顯升高(P＜0.05)，可見SE后海馬各區NGB較長時間處于高表達狀態，推測隨著癲癇發作時程的進展，腦中氧提取率下降，加重機體缺氧及局部神經元缺氧，從而導致NGB表達增加，而NGB作為神經系統特異性攜氧球蛋白，在癲癇發作后表達增加，推測NGB可能發揮類似高壓氧的作用，將儲備氧釋放，提高血氧濃度，緩解癲癇發作時神經細胞缺氧狀態，從而減輕神經組織的損傷。已有臨床資料顯示，高壓氧對癲癇具有較好的治療作用，更加支持上述觀點[9]。其中CA1、DG區NGB表達于24 h達到頂峰后輕度下降，但持續處于高表達狀態，而CA3區呈持續升高趨勢，表明NGB在癲癇發作后迅速產生，而隨后的表達減少過程較產生過程相對緩慢許多，提示NGB的神經元保護作用具有持續性，但具體持續多久尚不清楚。另外，我們實驗發現10、30 d組NGB表達顯著增加，但無法判斷NGB表達增加是多次發作累積效應還是最后一次發作的急性表達。那么NGB表達后續輕度下降的原因是否與癲癇導致缺氧時間過長致神經元死亡裂解有關，用甲苯胺藍染色證實其神經細胞密度與對照組一致，考慮為NGB本身表達下降所致，推測NGB對腦保護作用有一定極限。隨著癲癇發作時程的進展，攜氧球蛋白NGB表達呈遞增趨勢，可能是癲癇發作所致缺血缺氧的一種神經保護代償機制。
有少數研究發現海馬組織缺血后，神經元NGB水平卻出現相反改變。Li等[10]發現全腦缺血(4支血管閉塞)后，海馬CA1區NGB mRNA和蛋白表達下調。Shang等[11]用蒙古沙鼠進一步證實皮層和海馬神經元NGB對短暫性全腦缺血反應性存在差異，雙側頸動脈閉塞20 min后再灌注，16、24、48 h后大腦皮層NGB陽性神經元數增多(24 h達頂峰)，而海馬NGB陽性神經元數卻降低。其差異性結果可能與實驗用缺血缺氧模型不同或者海馬及皮層神經元對缺血缺氧反應不同有關。
低氧誘導因子-1(Hypoxia-inducible factor, HIF-1) 是缺氧誘導轉錄因子，由HIF-1α和HIF-1β組成異質二聚體結構。研究證實皮層注射海人酸誘導小鼠SE后1~7 d，前額葉皮層、海馬及杏仁核表達HIF-1α顯著升高，而HIF-1α超表達可增加NH33細胞NGB表達，敲除其HIF-1α亞基，可使NGB水平降低[12]。用染色質免疫沉淀技術證實HIF-1α能夠同NGB ATG起始位點上游序列5012-6725-7736堿基配對，除外堿基1993，且能激活缺氧反應基因的轉錄。因此推測，缺氧可能通過干涉HIF-1α羥基化及后續的泛素化和蛋白酶體降解而增加HIF-1α蛋白水平，而HIF-1α通過與NGB啟動子結合觸發其轉錄。已有研究證實癲癇發作時凋亡細胞解體的蛋白酶系統caspase-3能夠利用siRNA沉默NGB表達后顯著增加，提示癲癇發作時NGB表達上調可能通過改變caspase-3表達而抑制癲癇發作繼發性缺氧性損害發生[13]。劉新建等[14]研究發現NGB能夠通過抑制促凋亡蛋白Bax表達減少神經細胞的凋亡，發揮神經保護作用，但具體機制目前尚不清楚。
綜上，在癲癇發作時，隨著癲癇發作時程的進展，攜氧球蛋白NGB表達上調，有可能是癲癇發作所致缺血缺氧的一種神經保護代償機制。然而，目前對于癲癇發作后NGB表達變化模式研究較少，對于其神經保護機制仍需進一步研究。
