Cx36介导的神经元缝隙连接通路与癫痫大鼠海马内细胞骨架重构关系的研究

Epilepsy is a long-term recurrent disease, which Many affects patients' lives and work. The study about the pathogenesis and treatment has become a global social and socio-economic issue. Neuronal cytoskeleton system is the material basis to maintain the neuronal cell morphology, structure, function, and biological. Microfilaments, microtubules and neurofilaments of the cytoskeleton are all involved in the cytoskeleton remodeling and synaptic remodeling during epilepsy. The signal transduction system can regulate the function of microfilaments, microtubules, and neurofilaments, while the gap junction, which can directly exchange substances and information between cells, can realize the function adjustment of microfilaments, microtubules and nerve filaments. There are few reports about the relationship between Cx36 and cytoskeletal remodeling. Our preliminary work suggests that the Cx36 influences cytoskeletal microtubule assembly and neuronal cell signaling, playing an important role in the formation of excitatory neural networks and epilepsy. In this study, it is proposed further relationship between Cx36 and cytoskeletal remodeling in the kainic acid kindled rat model of epilepsy, and explore the pathogenesis of epilepsy and a better treatment method, which make a theoretical basis for clinical practice.

癫痫为长期反复发作性疾病，很多患者的生活、工作受到影响，其发病机制及治疗的相关研究已成为一项全球性的社会和社会经济问题。神经元缝隙连接通道与细胞骨架重塑在兴奋性神经网络的形成及癫痫过程中扮演重要角色。缝隙连接通道作为细胞间唯一能直接交换物质和信息的通道，其介导的细胞间通讯可实现对细胞骨架重要组成部分微丝、微管、神经丝功能的调节，我们的前期工作提示神经元缝隙连Connexin 36（Cx36）的开放程度影响微管装配和突触重塑，因而Cx36的开放程度可能影响神经元细胞骨架重塑。为了验证该假说，在前期工作基础上，本实验采用大鼠癫痫模型，应用Cx36特异性及非特异性阻断剂干预Cx36通道开放程度，观察致痫大鼠行为学、脑电活动的情况，并利用免疫荧光染色、Western blot手段，观察细胞骨架重要组成部分微丝、神经丝的表达情况，分析探讨Cx36介导的神经元缝隙连接通路通过改变细胞骨架稳定性在癫痫。

癫痫作为一项重大疾病，影响神经、认知和心理功能，我国癫痫患者近1000万，给社会带来巨大负担，已成为备受重视的公共卫生问题。尽管已有多种新型抗癫痫药物问世，但仍有30-40%癫痫患者对药物治疗不敏感，药物难治性癫痫与多因素有关，但一个关键因素是大多数抗癫痫药物具有类似的作用机制。主要针对神经元电压门控离子通道和抑制性神经递质。非药物治疗方面，癫痫外科、神经调控等受一定适应症的限制并不能解决所有难治性癫痫患者的问题。生酮饮食面临依从性差、远期血管损伤风险高的问题，适用面窄，那么，探索一种具有新的作用机制的抗癫痫药物已成为难治性癫痫的迫切需求。丝状肌动蛋白（F-actin）、神经丝蛋白（NF-L、NF-M、NF-H）、微管相关蛋白（MAP-2）是细胞骨架微丝、神经丝、微管的重要组成部分，本项目结果提示神经元细胞骨架稳定性通过缝隙连接通路途经参与癫痫发生、发展的过程，国内外未见报道。近年来，关于神经元之间特有的缝隙连接Cx36如何参与癫痫的研究倍受关注，是目前国际癫痫研究中较新的领域。本项目研究结果提示Cx36特异性阻断剂奎尼丁通过细胞骨架重塑机制可抑制癫痫发作及电活动的产生，进一步抑制基于突触重塑的神经异常兴奋性网络的形成，为癫痫治疗的新药研发提供了新思路及平台，尚无体内研究的报道。难治性癫痫仍是一项巨大社会公共卫生问题，其治疗新方法的研发迫在眉睫，本项目有强的实验基础和工作积累，有很好的临床效应和应用前景。