去抑制的海马下托微环路在颞叶癫痫中的作用机制研究

Temporal lobe epilepsy (TLE) is easy to be intractable epilepsy, which is a hot and difficult issue for epileptic treatment. Our previous studies revealed that subiculum demonstrated the decreased energy metabolism during the early development of TLE and low frequency stimulation of subiculum can control of TLE, indicating that subiculum plays an important role in TLE. Recently, using microelectrode recording, our latest preliminary studies have found that optogenetically activation of GABAergic neurons in subiculum delayed the kindling acquisition through GABAA receptor, while for kindled seizures, photostimulation produced pro-epileptic effect, which may be caused by depolarized GABAergic signaling and had a closed relationship with NKCC1 chloride transporter. Therefore, with the help of hippocampus kindling and kainic acid TLE models as well as techniques such as microelectrode recording, optogenetics, gene interference and pharmacology method, this projection focuses on elucidating the underlying microcircuits and molecular mechanism of subiculum and its role in TLE with different stages, and may provide novel clinical interventions and potential targets of antiepileptic drug for TLE.

颞叶癫痫极易发展为难治性癫痫，是癫痫治疗的热点和难题。我们前期研究发现颞叶癫痫形成的早期伴随着海马下托区能量代谢的降低，低频率电刺激下托区能有效控制颞叶癫痫的形成，提示下托可能是颞叶癫痫发病环路中的重要靶点。申请人利用光遗传学结合在体微电极记录技术，通过预实验发现光照特异性激活下托区GABA能神经元可以抑制谷氨酸能神经元的兴奋性，从而抑制颞叶癫痫的形成。而一旦颞叶癫痫形成后，再激活GABA能神经元却加重其发作，结果初步提示下托区去极化的GABA能微环路信号介导了颞叶癫痫的形成，而且该作用可能与NKCC1等氯转运体相关。因此本课题拟利用多通道微电极记录、光遗传学方法、在体离体电生理、基因干预、药理学方法等，着重阐明海马下托区GABA能神经元介导的微环路在颞叶癫痫发病不同阶段中的作用及相关分子机制研究，可能为临床颞叶癫痫治疗提供新的干预手段和潜在药物靶点。

颞叶癫痫（TLE）极易发展为难治性癫痫，是癫痫治疗的热点和难题。在本研究中，我们分析临床 TLE 病人的结构磁共振数据发现，继发全面性发作（GS）的TLE患者相比无继发GS的TLE患者存在下托结构的进一步萎缩。进而利用TLE动物模型，我们发现用蓝光选择性激活下托区的GABA能神经元能通过抑制锥体细胞的功能从而延缓 TLE 从局灶性发作扩散到GS的过程。然而，当GS已经稳定形成后，激活下托GABA能神经元反而引起锥体细胞的激活，从而加重了GS发作。免疫组化和电生理结果显示GS形成后存在氯离子转运蛋白表达改变，从而引起了下托的去极化的GABA能信号。钠钾氯共转运体（NKCC1）抑制剂布美他尼或选择性失活 GABA能神经元可以产生较好的抑制GS发作的作用。进一步我们发现这种去极化的GABA能信号存在细胞亚型特异性，小清白蛋白亚型的GABA能神经元而非生长抑素亚型亚型的GABA能神经元较容易产生去极化的信号。因此，本课题利用多通道微电极记录、光遗传学方法、在体离体电生理、基因干预、药理学方法等，发现氯离子转运体改变导致的去极化下托微环路介导了TLE中的GS，这对于解析TLE环路机制进而开发有效特异的干预手段、潜在药物靶点具有重要意义。