三叉神经节P/Q-型钙通道调控酸敏感离子通道在偏头痛中作用及机制研究

P/Q- type voltage-dependent calicum channel is the regular mutation site of familial hemiplegic migraine (FHM). Previously, we found mutation of the P/Q channels decreased the rheobase and increased the firing frequency in the cultured trigeminal ganglion （TG） neurons, which means P/Q channels mutation increased the excitability of neuron, while the mechanism was unclear. We scaned three different ion channels related to the P/Q channels including BK channels, SK channels and choliride channels, neither of them affected the excitability of TG neurons. All types of heaache including FHM induced tissue acidification, activated acid-senor ion channels (ASIC channels). International research showed ASIC channels correlated to migraine with and without aura. Our previous research showed acid stimulation and inhibition of ASIC channels in wild type mice inducing headache-like behavior. So we presume in the present research that ASIC channels should be interfering with P/Q channels. From the molecular, cellular, and global level, we used the methods of molecular biology, cellular electrobiology, clinical electrobiology, immunohistochemistry,behavior, and MRI spectrum, analysis the effect of ASIC channels on the excitability of neurons and migraine behavior, mechanism and signal transduction of interaction between ASIC channels and the P/Q channels, to investigate the downstream of P/Q mutation and find a new target for migraine treatment by this research.

P/Q型电压门控钙通道（P/Q通道）是家族性偏瘫性偏头痛（FHM）常见的突变位点。我们的前期工作表明P/Q通道突变可致三叉神经节神经元兴奋性增加，具体下游机制尚不明，初步筛查与BK通道、SK通道、Cl-通道无关。包括FHM在内的各种类型头痛都可诱发组织酸化，后者激活ASIC s通道。国内外研究及课题组前期研究都发现，ASICs通道与偏头痛发作相关。ASICs通道是否为P/Q通道突变引发偏头痛的下游机制呢?本项目采用分子生物学、细胞及临床电生理、免疫组织化学、行为学、磁共振波谱成像等手段，从分子、细胞、整体水平，动物实验与临床实验结合的方法，分析P/Q通道突变对组织酸化及ASICs通道激活的作用，ASICs通道对神经元兴奋性及头痛行为学的影响，ASICs通道和P/Q通道的相互作用及信号转导通路。以探讨P/Q通道突变的下游机制，寻求新的偏头痛治疗靶点。

P/Q型电压门控钙通道（P/Q通道）是家族性偏瘫性偏头痛（FHM）常见的突变位点。课题组研究表明P/Q通道突变可致三叉神经节神经元兴奋性增加，其下游机制与BK通道、SK通道、Cl-通道无关。包括FHM在内的各种类型头痛都可诱发组织酸化，后者激活ASIC s通道，国内外研究及课题组研究表明ASICs通道与偏头痛发作相关，为P/Q通道突变引发偏头痛的下游机制。本项目采用分子生物学、细胞及临床电生理、免疫组织化学、行为学、磁共振波谱成像等手段，从分子、细胞、整体水平，动物实验与临床实验结合的方法，分析P/Q通道突变对组织酸化及ASICs通道激活的作用，ASICs通道对神经元兴奋性及头痛行为学的影响，ASICs通道和P/Q通道的相互作用及信号转导通路。课题组研究发现：1）Asic 通过Camkll 磷酸化的机制诱发偏头痛，炎性反应也参与酸性刺激诱发头痛的过程；2）激活/抑制酸敏感通道（ASICs）不影响钙通道电流，但激活ASICs 可增加TG 细胞兴奋性。此外，阻断P/Q 型钙通道也可增加TG 细胞兴奋性；3）偏头痛患者存在认知功能障碍：事件相关电位发现在 Fz、Cz、Pz 部位，与 对照组相比，偏头痛患者的 P3潜伏期显著延长（P 值分别为 0.008、 0.011、 0.002，P<0.05）， 波幅无统计学差异（P>0.05）；4）酸诱导的慢性偏头痛模型中三叉神经节及三叉神经颈复合体ASIC1a、ASIC3 表达增加，且CaMKII 磷酸化水平增高；5）ASIC3在癫痫动物模型和体外癫痫放电模型中表达增高，且ASIC3 阻断加剧癫痫发作程度，可能与其增加了NMDAR 亚基的表达水平和增加p-CaMKⅡα和p-CREB 的活性有关