局灶性皮层发育不良导致药物难治性癫痫的腺苷机制

Focal cortical dysplasia (FCD) is one of the most common diseases associated with pharmacoresistant epilepsy, yet the molecular basis of epileptogenicity in FCD is poorly understood. Adenosine is an endogenous anticonvulsant modulator of brain and deficits in the adenosine system can cause seizures. The proof-of-principle has been established that the main adenosine removing enzyme adenosine kinase (ADK) has been highlighted as the hallmark of epilepsy in our previuos work. Our recent experiment revealed that overexpression of ADK in the heterogeneous neurons within the lesion of FCD, which could decrease the level of adenosine in the brain. Here we presumed that dysfunction of adenosine system may play a role in FCD-associated epilepsy. Based on the hypothesis, we aim to explore the adenosine mechanism underlying the FCD-associated epilepsy by immunohistology, western blot and neuro-electrophysiological techniques in FCD animal model and brain specimen from FCD patients. Further, we evaluate the antiepileptic effect of adenosine in FCD animal model with intracerebrovascular delivery of adenosine by using osmotic minipumps, which may provide important and novel strategy for the therapy of pharmacoresistant epilepsy.

局灶性皮质发育不良（Focal Cortical Dysplasia, FCD）是药物难治性癫痫的重要病因之一，但FCD导致癫痫的发病机制尚不明确。腺苷是脑内具有抗惊厥作用的内源性神经调质，腺苷系统缺陷导致癫痫发作。鉴于我们前期研究已证实，腺苷主要的清除酶—腺苷激酶过度表达是癫痫的标志性病理改变，以及我们最近研究发现，FCD导致的癫痫患者脑内病灶区异构神经元腺苷激酶过度表达、腺苷水平下降的事实，我们认为，腺苷系统紊乱参与了FCD的致痫机制。本项目基于此假设，拟采用免疫印迹、免疫染色和神经电生理技术，从癫痫动物模型到临床标本、从体内到体外实验阐明皮层发育不良致痫的腺苷机制；进一步利用缓释泵脑室内给予腺苷干预FCD大鼠的癫痫发作，探索腺苷治疗FCD致痫的疗效和可能机制，为难治性癫痫的治疗开辟新的途径。

癫痫是一种常见的临床综合症，我国癫痫患病率为0.7％，癫痫患者人数近千万，其中药物难治性癫痫患者约占30％-35％，大约300万。局灶性皮质发育不良FCD是药物难治性癫痫的重要病因之一，但FCD导致癫痫的发病机制尚不明确。腺苷是脑内具有抗惊厥作用的内源性神经调质，腺苷系统缺陷导致癫痫发作。我们前期研究已证实，腺苷主要的清除酶—腺苷激酶过度表达是癫痫的标志性病理改变，因而我们认为，腺苷系统紊乱参与了FCD的致痫机制。. 本项目通过对FCD患者脑组织标本的研究，发现在致痫灶区域，腺苷A2A受体在异形神经元、气球样细胞、激活的胶质细胞内显著高表达，而腺苷A1受体较对照组织表达下调。同时，我们发现致痫灶CD73、mTOR及ADA表达上调，而谷氨酸转运体（GLT-1）表达明显下调，表明腺苷系统功能紊乱促进了FCD患者癫痫的形成。通过对FCD动物模型的研究，FCD大鼠较正常大鼠更低的温度便出现热性惊厥发作，这提示我们FCD大鼠先天性的局灶皮层发育不良可能导致其癫痫易感性升高，根据EEG记录情况可知，A1受体激动剂可以减少FCD慢性模型大鼠Spike数，发挥抗惊厥作用，这与我们前期的研究工作结果互相佐证。电生理研究表明，FCD病灶区神经元产生动作电位所需的阈电流低于对照组，反映其兴奋性明显升高，加入腺苷后两组突触传递均受到抑制，表明了腺苷显著地抑制癫痫放电传递。. 而对低级别胶质瘤（Ⅱ级）的腺苷机制研究表明，CD39和CD73在低级别胶质瘤中的表达上调，腺苷A2A受体在低级别胶质瘤中表达上调，GLT-1在低级别胶质瘤中表达下调，蛋白激酶A（PKA）在低级别胶质瘤中表达上调，表明腺苷功能紊乱也参与了低级别胶质瘤的致痫机制。对Rasmussen综合征的腺苷机制研究表明，腺苷A2A受体上调，GLT-1以及Bcl-2表达下调。据此猜测腺苷A2A受体表达上调与GLT-1表达的降低有关，GLT-1表达下调可能是RE中细胞凋亡的诱因。. 本项目共发表SCI论文12篇，编著学术专著1部，培养了6名硕士研究生，2名博士研究生，带教3名研究生。通过本项目的研究，我们阐释了腺苷在FCD致痫中的作用及其机制，据此表明腺苷及其受体的调控是治疗FCD导致的药物难治性癫痫的潜在靶点，将来有望应用于临床。