组蛋白去乙酰化酶升高参与癫痫脑白质网络损害的分子机制研究

White matter change is common in epilepsy patients, which involved prominent declined cognitive function and abnormal behavior. Axon injury and demyelination is main pathological changes. Our previous study indicates that histone deacetylase inhibitor ameliorated cognitive functions in epilepsy rats and alleviates axon injury and demyelination. We suppose histone deacetylase and related histone acetylation is key mechanism in white matter damage in epilepsy. Our study will focus on: 1. Dynamic changes of different kinds of histone deacetylase in epilepsy and its relationship with seizure severity，behavior change，white matter change. 2. Using HDAC over expression and knockout transgenic mice，we explore the effect on animal behavior, and axon injury as well as demyelination.3. We investigate HDAC related CREB and Wnt pathway in white matter damage in epilepsy and its influence in electrical signal transduction. Our study will help to provide potential target to treat and prevent brain white matter damage in epilepsy.

癫痫患者存在显著的脑白质联络网络损伤，与其认知、情绪功能障碍密切相关。轴突损伤及髓鞘脱失是其主要病理基础。我们前期结果显示组蛋白去乙酰化酶抑制剂可以改善癫痫后大鼠认知功能、减轻癫痫后轴突损伤及髓鞘脱失。我们推测组蛋白去乙酰化酶及相关的组蛋白乙酰化调控机制在癫痫脑白质损伤中发挥重要作用。在此基础上，我们将进一步阐明 1.在癫痫发生的不同时段里不同类型的组蛋白乙酰化酶的水平动态变化及与动物发作程度、行为学、脑白质变化的联系； 2. 采用HDAC过表达/敲除的转基因小鼠，研究其对轴突/髓鞘损伤及动物认知、行为的影响。3. 在体内及体外模型中，深入研究HDAC介导的CREB及Wnt途径在癫痫后脑白质损害中的作用以及对电信号传导的影响。本研究有助于阐明癫痫脑白质网络损害的重要影响因子，为临床药物选择及治疗提供新的方向。

癫痫患者中存在广泛的脑白质纤维束损伤,并与患者发作、认知行为变化密切相关的相关机制，本项目探索组蛋白去乙酰化酶(histone deacetylases，HDACs)通过何种途径参与了癫痫后脑白质损伤的发生发展，及其在共患病中的作用及机制。.1.建立匹罗卡品慢性癫痫大鼠，通过水迷宫验证其认知功能较对照组下降，通过VAT-PET和FDG-PET影像检测，发现VAT-PET可发现基底前脑代谢减低并与认知相关，较传统的FDG-PET更为显著。相关脑区的western blot和ELISA检测也发现乙酰胆碱突触囊泡含量减低，而乙酰胆碱转移酶（ChAT）和乙酰胆碱酯酶（AchE）没有显著改变。VAT-PET可以提示作为癫痫合并认知下降乙酰胆碱环路损伤的影像标志，并提示相关治疗方向。.2. 研究发现采用组蛋白去乙酰化酶抑制剂丙戊酸钠（VPA）大剂量（600 mg/kg）长期干预，加重氯化锂匹罗卡品慢性癫痫大鼠的髓鞘损伤和认知障碍，与癫痫发作程度无关。大剂量VPA组大鼠海马少突胶质前体细胞(OPC)分化受阻，HDAC1/2下调，下游转录因子Olig2和Hes5发生变化，这可能与大鼠学习记忆能力受损的潜在机制有关。.3. 建立非致畸的孕期丙戊酸暴露的小鼠模型，对该动物模型进行药物暴露时间及剂量的分组，通过认知行为学范式的测定，发现曾于子宫内暴露于丙戊酸的子代小鼠出现了不同程度的焦虑情绪及学习记忆能力的损害，且丙戊酸的作用可能存在关键时间点，并且呈剂量依赖。通过对小鼠大脑皮质组织的免疫荧光染色，从组织病理角度发现丙戊酸可能通过干预中间神经元发育过程引起子代认知能力的降低。.本项目组还发现局灶性脑皮层发育不良病灶局部抑制性神经环路功能受损，癫痫易感性增高，促进了FCD相关癫痫的发生和发展。氯化锂-匹鲁卡品大鼠模型存在明显的抑郁行为，应用sEH的抑制剂TPPU可缓解大鼠的自发性癫痫发作和抑郁行为，海马和前额叶皮层中神经元缺失和CREB表达减少也得到了明显缓解。研究也发现脂肪来源的间充质干细胞 (ADSCs)抗炎作用，提示抗炎治疗对抑郁症状改善的潜在前景