癫痫整合素假说中mi-RNA（124、9、137）的调节作用及对发作的修饰机制

A current accepted concept is that abnormal neuronal network formation is involved in epileptogenesis. The intracellular domain of integrin in the surface of growth cone was activated by the error signals from altered excellular environment caused by seizure and then participate in "integrin - growth cone system" to promote the phosphorylation of tau protein. Interaction of these molecules and protein may amplify the signals from seizure disorder, and steer the growth cone towards non-physiological direction, then cause formation of aberrant neural network. Importantly, recent experimental and patients data suggest that microRNA may participate in the formation of aberrant neural network. Under the support of National Natural Science Foundation of China, we have finished the project of: The key gene and protein in "integrin - growth cone system". We have found a brain tissue bank which contains more than 300 cases of brain tissues from patients who received surgery for intractable epilepsy and we also successfully established many kinds of epilepsy animal models. Using the Video-EEG and patch clamp to evaluated weather the microRNAs can modifying the epileptic seizure and epileptiform discharge of rat models through activation of miRNAs with "agomir"or silencing miRNAs with "antagomir". MicroRNA microarray, Real-time reverse transcription PCR (qRT-PCR) , in situ hybridization and Northern blotting will be taken to explore the expression pattern of micro-RNA-124、micro-RNA-137、micro-RNA-9 in the brain tissue of intractable epilepsy patients and rat models. Additionally, bioinformatics analysis of the potential mRNA target and prediction target signaling pathway of microRNA was used, then several protocols in molecular biology will be taken to explore the possible mechanism of the microRNA and the target pathway to be involved in epileptogenesis.

成熟脑中沉默的整合素被疾病激活后，通过胞内段促进TAU蛋白磷酸化，形成级联反应，放大疾病信息，转变生长锥生长方向，形成异常神经网络，这种异常神经网络形成中可能受microRNA调节。本项目在已结题自然科学基金项目《整合素假说中的枢纽基因及蛋白》基础上，利用课题组建立的由300多例癫痫患者术后脑组织组成的脑库及多种癫痫模型，在癫痫患者脑组织miRNA芯片扫描基础上，通过荧光定量PCR等技术在动物和癫痫患者术后脑组织中研究miR-124、miR-137、miR-9表达及规律，随后用microRNA抑制剂及激动剂进行干预，以观察其对动物癫痫发作及脑电活动影响，了解其对癫痫发作修饰作用，并用膜片钳研究其对神经元电生理活动的影响及可能机制，同时用生物信息学方法，对miRNA靶基因及下游信号系统进行预测，用分子生物学技术研究其相互作用，建立miRNA-靶标-疾病链，以揭示其在癫痫形成中作用及可能机制。

1. 项目背景：拟在前期研究提出生长锥-整合素假说基础上，进一步研究其中的枢纽基因及关键调节基因，揭示其可能机制。. 2. 主要研究内容：用4种动物模型及难治性癫痫患者术后脑组织，研究miRNA,尤其是mic-RNA124,9,137对癫痫活动的影响。 . 3. 主要研究工作：. 1）研究中建立了杏仁核电刺激、海仁酸、戊四氮、匹罗卡品动物模型，同步使用多导脑电生理记录仪研究了MicroRNA 124、137等指标,以及上、下游靶基因变化对动物行为学的影响。. 2）在四种动物模型中通过基因敲除，病毒转染、化学抑制和兴奋剂系统研究了在整合素通路假说中可能受到mRNA调节的上、下游基因TIPi、GPC4、ENT1、Shanks等的变化规律及其对动物行为学的影响。. 3）利用在前期研究中建立的由300多例耐药性癫痫患者手术后脑组织组成的脑库，通过蛋白印迹、免疫组化、免疫荧光双标研究了MiRNA 124、9、137及上、下游基因在癫痫患者及动物模型脑组织中表达的一致性。. 利用膜片钳等电生理技术研究了MiRNA 124、137及上、下游基因变化对癫痫细胞动作电位、突触前后膜电位的影响，并探索了其可能的机制。. 利用免疫共沉淀、活细胞荧光技术研究了突触前后膜上谷氨酸、GABA变化的规律及在癫痫发作及发展中的作用。. 4. 重要结果和关键数据：. 1）发现耐药性癫痫患者脑组织中mRNA-124、137等3种miRNA主要在抑制性神经元中表达，过表达或抑制其功能对癫痫动物的行为学及电生理活动有明显影响；. 2）这些miRNA对在整合素假说中有重要作用的ENT1、Intersectin-1、HTR6/mTOR、jip3、gpc4等靶基因有重要的调节作用，其参与了癫痫的发生与发展;. 3）同时研究还初步发现这些miRNA及相关基因主要通过影响突触前后膜上受体递质的转运参与癫痫的发生与发展，这些发现为开展癫痫的防治提出了一条新的途径。. 5. 取得的阶段性成果：研究中先后发表科研论文22篇被SCI收录，完善了癫痫整合素假说中枢纽基因、蛋白及其可能的调节机制的研究。培养博士7名，硕士10名。