抑制癫痫不应期异常表达的Erbin的抗癫痫机制

Increasment of seizure threshold after one epileptic seizure reflects the endogenous anti-epileptic mechanisms and plays important role in epilepsy self-limiting. The postictal refractoriness may results from different reactions to various neurotransmitters and can significantly increase the efficacy of anti-epileptic drugs. Therefore, it is presumed that some specific neurochemical mechanisms are involved in the development of the postictal refractoriness [1]. Using animal model of maximal electroshock seizure, acoustic epilepsy mice and susceptibility Mongolian gerbil, in combination with large-throughput gene sequencing, protein microarray and traditional biotechnology, we have found that Erbin plays an important role in the postictal refractoriness. Taking advantage of the previous fund from the National Natural Science Foundation(The mechanism of Netrin participating in epilepsy, 81471319;The role of regulating silence genes and microRNA synaptic activation in epileptogenesis,81071039), our established clinical resource consisting of more than 300 brain tissues from epilepsy patients undergoing surgery, 13,000 regular follow-up epilepsy patients and 600 epilepsy pedigrees, and based on the predicted preliminary outcome from viral transfection experiment and patch clamp study, this project intends to use transgenic animal model to explore the role of Erbin in endogenous antiepileptic system and the possible mechanism so as to search for new ideas and methods of prevention and treatment of epilepsy。

癫痫发作后再发阈值的增加是癫痫自限性的重要因素，也是内源性抗癫痫机制的集中体现，由于这种癫痫耐受现象对不同神经递质有不同的反应，且能明显增加抗癫痫药物的疗效，因而认为有特定的神经化学机制参与了其形成[1]。利用最大电休克、声源性癫痫鼠及癫痫易感性长爪沙鼠模型结合大通量基因和蛋白芯片扫描和传统生物技术，研究发现这种癫痫发作后耐受的基因元素中Erbin起着重要作用。在通过病毒转染、膜片钳研究取得预期结果后，本课题拟在国家自然科学基金委连续资助(Netrin在癫痫中作用机制，81471319；调控沉默基因在癫痫形成中的作用，81071039)基础上，利用课题组建立的300多例癫痫患者术后脑组织组成的脑库和由13000多癫痫患者定期随访的临床资源库及600多个癫痫遗传家系组成的遗传资源库，以转基因动物模型为基础，继续探索Erbin在内源性抗癫痫系统中的作用及可能机制，寻找癫痫防治的新思想和新方法。

癫痫发作后的不应期是内源性抗癫痫机制的重要标志，揭示其产生的机制有助于加深对癫痫发作的理解。课题组首先从前期建立的由300多例癫痫患者手术后的脑组织中随机抽取30例病理标本进行了研究，发现Erbin在癫痫患者及对照组间存在差异表达，随后在两种动物模型中研究了Erbin对点燃动物癫痫发作行为学的影响，发现其可影响海仁酸和戊四氮点燃动物发作的潜伏期、发作频率及强度，用多导电生理监测仪同步进行的监测也发现其对点燃动物的场电位有明显影响。随后，课题组用荧光定位技术了解了其在癫痫患者及点燃动物脑组织中的分布，发现其在人或动物脑组织中都有表达，进一步的分类研究发现其主要与神经元共表达，而不在神经胶质中表达。在此基础上，课题组用膜片钳技术研究了其对神经元电活动的影响，发现其可影响点燃动物脑片的场电位，从细胞层面印证了动物实验的结果。通过诱发的动作电位，课题组发现其主要影响突触的传递而不是神经元离子的跨膜活动。并发现其在癫痫的发生发展中主要影响兴奋性突触后电位，通过分析电位的振幅和频率，结合PPR研究发现Erbin的主要作用位点在突触后膜上。随后的研究发现其可通过改变神经元突触后膜上谷氨酸受体亚基在膜上的分布而影响神经元的兴奋性。根据这种假设，课题组用化学和光遗传结合在动物海马中通过刺激谷氨酸能神经元，成功诱导出了癫痫发作，证明了课题组先前的假设。课题组还用质谱技术分析了癫痫发作后不应期的蛋白组学改变和Erbin在其中所起的作用，提出了Erbin在癫痫发作中的作用是通过影响谷氨酸能神经元膜受体分布的科学假说。研究中，课题组先后发表SCI论文17篇，其中IF大于10分的2篇；培养研究生10名，博士后3名；培养的学生中有1名获得国家自然科学基金优秀青年基金资助，4名获得了国家自然科学青年基金资助，1名博士后获得了教育部博士后基金资助。研究内容还获得了教育部科技进步一等奖。