VIP中间神经元失抑制效应在MCD痫性放电自限性受损中的作用机制

Malformation of cortical development (MCD) represents a well-recognized cause of intractable epilepsy. Clinical studies show that seizure duration induced by MCD is longer than other causes,suggesting an impaired self-limited capability of discharge.It also implies an abnormal structure and/or function in inhibitory neural circuit.More recent stuty revealed that vasoactive intestinal peptide-expressing (VIP) interneuron received the strongest excitation from long-range excitatory projection,and specialized in inhibiting Sst inhibitory neurons,resulted to a disinhibitory control to excitatoty circuit. It's interesting that our previous result showed the proportion of VIP interneuron in MCD lesion region is higher than that in normal cortex.Based on the evidence that VIP interneuron plays a central role in inhibitory neural circuit, we supposed a mechanism as "discharge of malformed cells→activation of VIP interneuron →inhibition of SST interneuron→disinhibitory control of malformed cells→impaired self-limited capability of discharge".To address these concerns, in the present project, we employed the MCD patient sample and animal models, using transgene mice, calcium image and double-patch clamp, to elucidate the role and mechanism of disinhibitory control of VIP-expressing interneurons in self-limited suizure in MCD.The results may be helpful for us to better understanding of the refractory of MCD epilepsy.

大脑皮质发育障碍（MCD）是药物难治性癫痫的首要病因。临床数据证实MCD癫痫具有更长的发作时程，表明痫性放电自限性受损，MCD脑区抑制性神经环路的构架和/或功能存在异常。新近发现表达血管活性肠肽（VIP）的中间神经元负责接受兴奋性输入，并特征性地抑制表达生长抑素（SST）的中间神经元，进而使兴奋性神经元接受的抑制减弱。有趣的是，我们前期研究发现MCD脑区VIP中间神经元比例高于正常皮层。鉴于VIP中间神经元在抑制性神经环路中发挥核心作用，我们推测"异构神经元放电→VIP中间神经元活化→SST中间神经元抑制→异构神经元失抑制→痫性放电自限性受损"。为此，本课题拟以VIP中间神经元为切入点，利用MCD临床标本和动物模型，采用转基因动物、钙成像、双通道膜片钳等手段，从细胞和分子水平探讨VIP中间神经元介导的失抑制效应在MCD痫性放电调控中作用机制，进一步深化我们对MCD所致癫痫"难治性"的理解。

大脑皮质发育障碍（MCD）是药物难治性癫痫的首要病因。临床数据证实MCD 癫痫具有更长的发作时程，表明痫性放电自限性受损，MCD 脑区抑制性神经环路的构架和/或功能存在异常。既往发现表达血管活性肠肽（VIP）的中间神经元负责接受兴奋性输入， 并特征性地抑制表达生长抑素（SST）的中间神经元，进而使兴奋性神经元接受的抑制减弱。此外，我们前期研究发现MCD 脑区VIP 中间神经元比例高于正常皮层。鉴于VIP 中间神经元在抑制性神经环路中发挥核心作用，我们在项目立项时提出：“异构神经元放电→VIP 中间神经元活化→SST 中间神经元抑制→异构神经元失抑制→痫性放电自限性受损”这一MCD致痫假说。为此，本课题以VIP中间神经元为切入点，利用MCD 临床标本和动物模型，采用基因编辑、光遗传学、膜片钳等技术手段，从分子、细胞及整体水平探讨VIP 中间神经元介导的失抑制效应在MCD 痫性放电调控中作用机制，我们的研究结果揭示：①MCD主要亚型FCD Ia及FCD IIb组的皮质浅部PV/mINs明显下降提示PV INs数量的相对变化可能参与了FCD Ia与IIb中癫痫的发生；而FCD IIb组的Vip/mINs明显升高，提示Vip INs的数量变化可能参与了FCD IIb中癫痫的发生；②建立了宫内X线照射的VIP-Cre MCD小鼠模型，小鼠x射线皮质发育不良模型最适剂量为1.6Gy；③膜片钳实验结果显示在皮质发育不良小鼠模型中，Vip INs对锥体神经元的失抑制效应强于正常对照组；④利用光遗传学技术，研究了癫痫模型小鼠前额-海马-VTA环路中间神经元对痫性放电、认知改变等调控效应，发现VTA尾侧GABA能中间神经元对癫痫所致认知损害发挥关键作用；⑤TRPC3在FCD病灶中表达上调,免疫组化结果提示TRPC3在FCD Ia的微柱列及FCD II的DNs与BCs中呈中到强表达,TRPC3表达上调可能强化了FCD病灶中兴奋性神经元的去极化效应。..通过本项目基本阐明了“VIP 中间神经元活化→异构神经元失抑制→痫性放电自限性受损”这一重要致病机制。目前本项目发表基金标注文章2篇，均为SCI论文；获重庆市科技进步一等奖1项，四川省科技进步一等奖1项；依托本项目培养研究生6名。