TRPV1激活mTOR信号通路：局灶性皮质发育不良癫痫发作的独特机制？

Focal cortical dysplasia (FCD) is a common cause of intractable epilepsy, yet the molecular basis of epileptogenicity in FCD is poorly understood. It was reported that the activation of the cation channel transient receptor potential vanilloid type-1(TRPV1) increased the intracellular calcium concentrations. It was suggested that the latter activated Mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway. Presently, it’s confirmed that this pathway is one of the primary signaling routes leading to epileptogenesis. However, it remains to be proved that TRPV1 could regulate the activation of mTOR pathway by increasing the intracellular calcium concentrations. In the present project, we aim to explore the relationship of the expression of TRPV1, the activation of mTOR pathway and the FCD-associated epilepsy, and to reveal the epileptogenesis mechanism by immunoblotting, immunofluorescence and neuro-electrophysiological techniques in FCD animal model. This project will raise new strategies for the targeted antiepileptic therapies of intractable epilepsy.

局灶性皮质发育不良（FCD）是难治性癫痫的常见病因，但FCD引起癫痫发作的机制仍不明确。研究证实，瞬时感受器电位辣椒素受体Ⅰ型（TRPV1）在FCD致痫细胞内激活后，可增加钙离子内流，而后者可以激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路。目前认为，mTOR信号通路是引起癫痫发作的主要信号通路之一，而TRPV1能否通过增加钙离子内流，对mTOR信号通路进行有效调控尚有待证实。本项目拟以FCD动物模型为研究对象，运用免疫印迹、免疫荧光、神经电生理及钙成像技术等，从体内到体外实验探讨TRPV1表达水平、mTOR信号通路活性状态与FCD致痫三者之间的关系，并探索其作用机制，为难治性癫痫的靶向治疗研究提供新的实验依据。

局灶性皮质发育不良（FCD）是难治性癫痫的常见病因，但FCD引起癫痫发作的机制仍不明确。研究证实，瞬时感受器电位辣椒素受体Ⅰ型（TRPV1）在FCD致痫细胞内激活后，可增加钙离子内流，而后者可以激活哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路。目前认为，mTOR信号通路是引起癫痫发作的主要信号通路之一，而TRPV1能否通过增加钙离子内流，对mTOR信号通路进行有效调控尚有待证实。本项目以FCD动物模型为研究对象，运用免疫印迹、免疫荧光、神经电生理及钙成像技术等，从体内到体外实验探讨TRPV1表达水平、mTOR信号通路活性状态与FCD致痫三者之间的关系。结果发现，1. TRPV1在FCD致痫机制中的发挥重要作用：（a）利用FCD动物模型的脑薄片中，TRPV1可调控异构神经元和非异构神经元跨膜离子电流、静息膜电位、主动和被动膜特性及自发动作电位等；（b）TRPV1 对异构神经元细胞兴奋性的调控作用依赖细胞内钙浓度。（c）热性惊厥发作模型中，TRPV1可促进FCD癫痫大鼠脑电活动，促进癫痫样行为。2. TRPV1通过调控mTOR信号通路参与FCD的致痫机制：（a）异构神经元细胞阻断 mTOR 信号通路后，TRPV1 对异构神经元细胞电活动的影响减弱；同时观察细胞内钙浓度变化减弱。（b）热性惊厥发作模型中，阻断 mTOR 信号通路后，TRPV1 对 FCD癫痫大鼠脑电活动及行为学的影响减弱。3．在FCD活体脑片上，异构神经元与 TRPV1 分布存在空间重合。TRPV1激活或抑制后，mTOR信号通路各靶点PDK1、Akt、mTOR、S6k、S6蛋白磷酸化随之增高或降低。此外，阻断钙离子内流，TRPV1激活mTOR信号通路作用减弱。4．TRPV1可增加局灶性皮质发育不良癫痫发作频率，但抑制mTOR信号通路后，上述作用减弱，提示：TRPV1通过激活mTOR信号通路，增加局灶性皮质发育不良癫痫发作。