作者:陈荣清等 来源:《细胞报告》 发布时间:2021/8/21 10:13:59
选择字号:
科学家揭示一种神经元内在的可塑性现象及其在癫痫发作中的病理意义

图片由中国科学报社制作

北京时间2021年7月20日晚23时,Cell Reports在线发表了题为“TRESK channel contributes to depolarization-induced shunting inhibition and modulates epileptic seizures”的论文。

该研究揭示了一种神经元内在的短时程可塑性现象及其分子机制,并揭示了该现象在癫痫的发作过程中具有重要病理意义。南方医科大学陈荣清教授和德国美因茨大学Werner Kilb教授为该论文的共同通讯作者,南方医科大学黄维渊和柯悦为共同第一作者。

神经兴奋性与抑制性之间的稳态失平衡会导致神经精神疾病的发生。癫痫是一种常见的神经系统综合症,是反复发作性神经过度兴奋和脑功能异常的疾病,每次发作被称为痫性发作(seizure)。在单细胞水平,痫性发作表现为神经元持续的强极化。痫性发作通常能自行终止,痫性发作终止后的数秒钟至数分钟内脑电活动呈发作后抑制状态。促进痫性发作的终止及防止痫性发作发展成癫痫持续状态可能是抗癫痫的重要策略。

首先,该论文发现海马脑区锥体神经元痫性发作样持续去极化后功能被抑制,即动作电作产生障碍及离子通道型受体(包括γ-氨基丁酸受体,谷氨酸受体和甘氨酸受体)的反应性下降,原因是持续去极化诱发细胞膜电导率增加所形成的膜分流抑制效应。研究人员将该现象称为“去极化诱导的分流抑制(Depolarization-induced shunting inhibition, DShI)”。DShI是单细胞水平的短时程神经可塑性,其效应和时程可很好地解释痫性发作的自行终止及发作后抑制。

其次,论文通过药理学和基因敲除实验发现了诱导DShI的分子机制:持续去极化触发细胞内钙离子浓度升高,钙离子激活钙调磷酸酶,后者增强属于串联孔域钾离子通道家族的TRESK通道的开放,而TRESK通道的激活通过膜分流抑制效应介导DShI。

最后,论文发现TRESK通道的基因敲除延缓实验小鼠痫性发作的终止和缩短发作后抑制时间,因而增加癫痫的严重性。比如,TRESK通道的基因敲除鼠更可能发生级别较高的痫性发作,更可能发生癫痫持续状态和癫痫引发的死亡。相反,TRESK通道的过表达则促进实验小鼠痫性发作的终止和延长发作后抑制的时程,因而降低癫痫的严重性,表明TRESK通道可能是抗癫痫治疗的药物靶点。(来源:科学网)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109404

 
 打印  发E-mail给: 
    
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
重拾“记忆”:突破小麦D基因组改良瓶颈 扭曲晶体中原子振动产生携带热量的自旋波
天文学家观测到新双星系统 我国南极昆仑站泰山站气象站正式业务运行
>>更多
 
一周新闻排行
 
编辑部推荐博文