病人神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中興奮性自發(fā)性突觸后電活動占主導(dǎo)地位

癲癇作為一種大腦興奮性與抑制性失衡的疾病，涉及到興奮性與抑制性神經(jīng)元亞型及它們通過突觸結(jié)構(gòu)的相互作用。因而，其致病機(jī)制復(fù)雜，研究難度較大。Nav1.1突變對通道自身功能可造成“增強(qiáng)”與“喪失”兩種截然相反的效果。關(guān)于功能喪失型的突變，目前的研究成果相互矛盾，加之這些研究使用的體系本身存在局限性，使得其致病機(jī)制霧里看花，尚難定論。在大腦中Nav1.1主要表達(dá)在GABA能神經(jīng)元中，而在小部分谷氨酸能神經(jīng)元中也有表達(dá)。Nav1.1具有偏好性的分布暗示，疾病起源于特定的神經(jīng)元亞型，并且二者在疾病的發(fā)生中扮演不同角色。很明顯，目前的iPSC疾病模型不能提供這樣一個體系：既包含兩種神經(jīng)元的網(wǎng)絡(luò)，同時又允許在電生理試驗中能夠精確地區(qū)分出其中的Nav1.1表達(dá)的亞型，以確�？梢詸z測突變的直接效應(yīng)，確定疾病根源。另一方面，目前利用iPS細(xì)胞模型的研究往往是基于具有不同基因背景的細(xì)胞株之間的比較，而眾多的證據(jù)表明，基因背景可以影響疾病的臨床癥狀的嚴(yán)重程度�？傊�，由于本身存在的局限性，使得利用iPSC模擬如癲癇之類的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)疾病處于困境。而基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)及快速發(fā)展，為iPSC模型模擬神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類疾病的尷尬局面打開了一條出路。

研究人員通過在iPS細(xì)胞水平上敲入紅色熒光蛋白基因來標(biāo)記神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的GABA能神經(jīng)元亞型，首次在病人來源的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中對表達(dá)Nav1.1的神經(jīng)元亞型做了電生理檢測。同時，對網(wǎng)絡(luò)中自發(fā)抑制性及興奮性突觸后電活動進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，突變c.a5768G（在外源性轉(zhuǎn)染體系中表現(xiàn)為無Nav1.1流）不僅影響表達(dá)Nav1.1的GABA能神經(jīng)元上Nav總電流幅度的大小，而且影響Nav的通道激活性質(zhì)。該變化進(jìn)一步導(dǎo)致患者來源的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)中的自發(fā)性抑制性突觸后電流（sIPSCs）減弱。雖然自發(fā)的興奮性突觸后電流（sEPSCs）無顯著性變化，但是，當(dāng)進(jìn)一步分析sIPSCs和sEPSCs的頻率后，研究發(fā)現(xiàn)，患者來源的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)突觸后活動從抑制為主的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為興奮性為主的激發(fā)態(tài)，這表明，僅僅sIPSCs的變化就足以顯著逆轉(zhuǎn)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的興奮性水平。

該研究成果填補(bǔ)了對SCN1A在外源轉(zhuǎn)染體系上的突變效應(yīng)與在內(nèi)源性表達(dá)的神經(jīng)元上的突變效應(yīng)之間的關(guān)系認(rèn)識上的空白，并揭示了SCN1A功能缺失突變所致的癲癇發(fā)生的根本生理學(xué)基礎(chǔ)。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/895431.html

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