惊厥后未成熟脑沉默突触的激活在神经功能重建中的作用与调控

惊厥持续状态（SC）易导致选择性海马神经元死亡，形成异常神经回路，从而继发癫痫、认知障碍等脑损伤。实现脑功能康复，除促进惊厥后脑内神经元存活、神经干细胞增殖分化替代死亡神经元外，必须在海马神经元间建立正常突触联系。沉默突触激活在突触重组中的价值日益受到重视。本课题通过动态对比观察SC后不同成熟期脑内海马沉默突触转化状况及其年龄差异性；研究沉默突触转化在建立突触应答中的功能、以及在形成神经环路中的作用，确认其对发育期惊厥性脑损伤的价值（是促进惊厥性脑损伤的修复，还是形成异常结构增加惊厥易感性？）；并在前期发现惊厥后CREB依赖性BDNF表达能够促进海马神经元存活、神经干细胞增殖的基础上，研究其对沉默突触激活与建立神经环路功能的作用。阐明其调控机制，进行有针对性的调控，为有效促进惊厥后神经元存活、促进脑内神经元内源性修复、建立正常突触应答、减少惊厥性脑损伤提供新的方法。

我们以生后5d，20d 幼年和成年Wistar 鼠为研究对象，采用氯化锂-匹罗卡品制作1h SC 动物模型，分别从形态学、AMPA 受体蛋白的表达、电生理三方面确认了脑内沉默突触的存在，证实惊厥发作可以通过突触前及突触后机制诱导海马沉默突触的形成，新形成的沉默突触可以持续存在。这种转化包括突触前囊泡释放的减少；突触后AMPA 受体蛋白表达的抑制及亚基构成的改变；AMPA 受体介导的mEPSCs 的频率与波幅下降。惊厥后，过多沉默突触的形成也许是突触回路的一种适应机制，为储存新的记忆提供神经基础。但同时，它也可能导致不能在突触联系间正常应答，引起脑功能障碍。未成熟脑内存在更多的沉默突触，此种年龄差异随惊厥发作后更为明显。幼年鼠可能主要是通过突触前机制，成年鼠主要通过突触后机制形成沉默突触。同时发现，SC 后存在神经纤维的损伤，SC所致有髓神经纤维的损伤贯穿于癫痫发生的整个过程，且损伤更容易发生在细小神经纤维，从而增加动物对惊厥的易感性。结合未成熟脑继发癫痫的机率较成年脑更高，可能幼年鼠正是由于过多沉默突触的形成和有髓神经纤维的损伤，导致突触传递效率降低、神经元的整合及营养障碍，从而引起学习和记忆障碍。因此，惊厥后，及早抑制沉默突触的形成促进神经纤维损伤的修复，对减少错误重构，建立正常突触联系，促进惊厥性脑损伤的内源性修复具有重要价值。进一步，我们在体外研究中进一步确认了惊厥后沉默突触的转化，并在前期发现惊厥后CREB 依赖性BDNF 表达能够促进海马神经元存活、神经干细胞增殖的基础上，研究其对沉默突触激活与建立神经环路功能的作用。阐明其调控机制，进行有针对性的调控，为有效促进惊厥后神经元存活、促进脑内神经元内源性修复、建立正常突触应答、减少惊厥性脑损伤提供新的方法。