MRI监测下低频聚焦超声联合微泡造影剂探究2-AG在癫痫发生中的时空序贯作用及机制研究

Epileptogenesis refers to a dynamic process by which normal brain tissue is transformed into tissue capable of generating spontaneous recurrent seizures. The current treatment of epilepsy by antiepileptic drugs (AEDs) has been developed for symptomatic suppression of seizures and not for prevention of epileptogenesis. We evaluated whether early interferes with 2-AG metabolism after a pilocarpine-induced SE could abolish spontaneous epileptic seizures in adult male mice. Meanwhile, we investigated its effect on animals' behavior for sake of exploring the role of endocannabinoid system in epileptogenesis. The results indicate that timely decrease the level of 2-AG which seems to be antiepileptogenesis after SE could retard the progress of epilepsy, which may be attributed to the neuroprotective function against acute injure. Focused ultrasound combined with microbubbles (MBs) using appropriate parameters has been demonstrated to be able to open the BBB locally and noninvasively. This study will investigate the targeted delivery of RHC-MBs through the BBB by magnetic resonance imaging (MRI)-guided focused ultrasound during the period of epileptogenesis. In addition, the therapeutic time window and possible molecular mechanisms underlying this process could also be identified. The present study will provide an insight into the potential relevance of endocannabinoid system and epileptogenesis by a potential effective method of Ultrasound imaging technique.

针对癫痫发生的相关研究一直备受关注。前期工作中，我们通过建立颞叶癫痫模型，早期干扰脑内内源性大麻素2-AG的代谢，发现其能减少动物的慢性自发性发作，同时在一定程度上改善其情感及认知等行为学的变化，这种潜在的抗癫痫发生效果可能与早期的神经保护有关。鉴于给药途径的影响，本研究拟采用MRI监测下低频聚焦超声联合微泡造影剂的超声诊断学方法，利用桥接亲和素-生物素法制成运载载体，无创、有效地开放血脑屏障，将药物安全、靶向送至相应脑区，达到实时监控并治疗的目的，同时从神经保护、纤维芽生、炎症通路及与星形胶质细胞上内源性大麻素系统间的潜在作用等方面细化研究作用机理。本研究旨在利用一种新颖的透过血脑屏障的方法，探索内源性大麻素系统与癫痫发生间的序贯作用，为癫痫发生的实验研究及临床治疗提供理论依据。

癫痫发生的相关机制研究及可能存在的治疗靶点和时间窗一直是神经学家和临床医生关注的话题。本项目在之前的研究基础上，改进了给药方式，采用薄膜水化法制备载药微泡JZL-184-MBs，联合低频聚焦超声，利用两者形成的空化效应安全、可逆、靶向地开放了小鼠血脑屏障。此外，我们利用高效液相色谱-串联质谱法测定了癫痫发生中小鼠脑内海马区2-AG含量的变化趋势，发现其在急性期缓慢上升，至SE后2周达最高值，之后下降，因此，我们从SE后2周开始利用上述给药方法，继续上调2-AG含量，随后观察动物行为学及脑电图的改变，以及其对情感认知及学习记忆的影响，我们发现慢性期上调2-AG有加重癫痫发作及促进癫痫发生的作用，同时低频聚焦超声能体现出一定的抑制癫痫发作作用。之后，我们利用蛋白免疫印迹的方法定量分析了2-AG合成酶、降解酶及受体CB1R的变化趋势，发现其与2-AG的变化趋势大体一致，但CB1R在晚期下调明显，与2-AG上调的趋势不一致，提示还存在其他2-AG的作用受体或靶点，比如CB2R或与慢性期增生的星形胶质细胞上内源性大麻素系统相关，进一步的机制研究仍在继续深化中。本实验利用超声无创开放血脑屏障的方法，避免了药物对外周脏器的代谢干扰及可能出现的耐药可能，安全有效的将目的药物输注脑内，在合适的时间点干扰脑内2-AG代谢，宏观上呈现了内源性大麻素系统是如何参与调控癫痫发生的，为靶向干预治疗提供了实验基础。