神经元网络痫性电活动爆发的机制研究

以电位传递为基础的神经元网络同步化是神经功能实现的基础。网络过度同步化与癫痫发病有关。申请者推测：癫痫发病可视为网络能量（电能）从平衡→ 同步化增强→ 爆发（失平衡）→ 再平衡的过程。本项目拟在自然神经网络与人工神经元网络二个层面上，应用共聚焦电子显微镜（LSCM）检测细胞间经过缝隙连结蛋白（Cx）介导的Ca2＋离子流与线粒体膜电位，用多电极记录系统（MEA）记录体外培养神经元网络的自发放电频率、幅度与同步化程度，通过RNA干扰技术沉默Cx基因表达，论证：（1）痫性网络上存在经Cx介导的电位分流机制；（2）经Cx介导的电位分流参与网络痫性同步化过程中的能量消涨；（3）初步探讨网络痫性电活动时化学能与电能之间的关系。通过对上述内容的论证，深化癫痫发病过程中网络能量（电能）消涨机制的认识，为应用网络分流行抗癫痫治疗提供科学依据。

以电位传递为基础的神经元网络同步化是神经功能实现的基础。网络过度同步化与癫痫发病有关。申请者推测：癫痫发病可视为网络能量（电能）从平衡→ 同步化增强→ 爆发（失平衡）→ 再平衡的过程。研究表明，痫性同步化电活动的依赖于化学触突与非化学触突二种机制，而非化学突触机制，如电突触、非突触细胞空间电位直接传递在痫性电活动可能发挥主要作用。以缝隙连接蛋白（Cx）为基本结构的蛋白是构成电突触的主体，在人类已发现有21种缝隙连接蛋白基因组存在神经元或胶质细胞上，其中CX36表达在神经元上。本项目以电突触与非突触细胞空间电位传递为切入点，研究其在痫性网络同步化的可能机制，同时，对无氧酵解参与生物能量供能过程进一步探讨。本项目在体内与体外两个层面上，应用RT-PCR，免疫组化，western-blot，Elisa等方法检查痫性动物模型上各种痫性分子标记物的表达变化，应用膜片钳技术检测致痫脑片上神经元膜电位变化，比较CX广谱阻滞剂生胃酮，CX36阻滞剂奎宁，及细胞间隙空间调节剂甘露醇、糖酵解抑制剂2脱氧葡萄糖干预条件下，上述各参数的变化。研究发现：电突触缝隙连接蛋白CX32、CX36、CX43，细胞外空间大小,无氧代谢均与痫性同步化过程有关, 糖酵解抑制剂抑制剂可能通过相应的信号通路发挥抗痫作用。这些发现深化了缝隙连接蛋白CX32、CX36、CX43、细胞外空间大小、无氧代谢与癫痫发病机制的认识，为进一步探讨应用生胃酮、奎宁、甘露醇、糖酵解抑制剂在抗癫痫治疗中应用提供科学依据。