癫痫持续状态初期的转录组研究

癫痫持续状态(SE)初期是预防颞叶癫痫最关键、最有效的时期。对SE越早进行干预，神经元的死亡就越少、大脑的伤害就越小。最近我们的研究显示在SE 1hr使用mGluR5的拮抗剂能有效终止SE，阻止海马神经元的死亡，预防颞叶癫痫的发生，但在SE 2hrs做同样的处理，则只能终SE而不能阻止海马神经元的死亡 。同时，我们的研究也显示早在SE 2hrs之前有些基因的表达就已经发生了变化。本研究拟应用基因芯片全面、系统地研究SE小鼠海马在30min、1hr、2hrs的转录组，找出表达上调和下调的基因。再用生物信息学方法分析各上调和下调基因的功能、细胞定位，说明SE初期海马的功能变化。然后选择3～4个有价值的基因，应用Real-time PCR等对芯片的结果进行验证；用West Blot等观察相应的蛋白质变化，进一步阐明SE初期的病理过程。希望为研发终止SE、阻止癫痫发生的药物提供新的靶点。

癫痫持续状态(status epilepticus，SE)是医学上的急症、重症之一 ，可导致海马等边缘系统的神经元损伤和死亡，促进颞叶癫痫的形成和发展。而SE初期是预防颞叶癫痫的关键时期，越早对SE进行干预，神经元的死亡就越少，对大脑的伤害就越小。.本项目应用表达芯片，研究SE小鼠的海马在SE30min、1h和2h的转录组，筛选差异基因，进行GO和pathway的分析。然后用qPCR对芯片结果进行验证，用Western Blot研究蛋白水平的表达情况，用免疫组化进行表达定位。.结果如下：1）得到SE30min、1h和2h的转录组，共发现差异基因1153个。.2）GO和Pathway的分析结果显示，SE初期，海马发生了基因转录、突触传递、细胞骨架、免疫相关分子等功能以及MAPK等信号通路的改变，并且随着时间推移，这些改变在增强和累积，它们可能与神经兴奋性改变、神经元退化、炎症反应以及突触重塑等癫痫的显著特征相关。.3）qPCR结果显示，SE30min～SE2h，Atf3等20个基因的表达变化与芯片结果一致。.4）Western Blot结果显示CCN1在SE24h和48h显著上调，STARS在SE48h显著上调，与mRNA变化的趋势一致，但时间点不一致，这种滞后使能实施干预的时间延长。与对照组相比，Ddr1和ATF3在SE各组的表达都没有显著性差异，变化可能发生在其他时间点或者受到了小RNA的调节。.5）免疫组化结果显示，在对照组和SE小鼠，ATF3、CCN1和STARS在海马三类神经元表达；SE48h，分子层中出现大量表达CCN1和ATF3的神经胶质细胞，其余未见到显著变化。STARS在SE小鼠的表达都未见到显著差异。GEM在对照组小鼠海马的主细胞有微弱表达； SE48h，主细胞的表达都显著上调。而ERRFI1主要表达于对照组小鼠海马的神经胶质细胞中。SE48h，海马的锥体细胞和颗粒细胞明显表达ERRFI1；同时表达ERRFI1的神经胶质细胞增多、单个神经胶质细胞中的表达也增强。.6）Atf3等5个基因在成年小鼠的中枢神经系统广泛表达，说明它们可能在成年小鼠的中枢神经系统具有重要功能。.通过本研究，发现了2个参与癫痫初期病理过程的新基因：CCN1和STARs，为终止SE、预防颞叶癫痫找到了2个新靶点；发现了5个在成年小鼠中枢神经系统广泛组成性表达的新基因。