光遗传学特异性调控星形胶质细胞在皮层癫痫中的作用研究

发布时间：2022-01-19 09:20

　　皮层癫痫是常见的癫痫发作类型,容易发展为难治性癫痫,临床治疗预后较差。传统针对神经元的治疗干预方法往往存在效率低和副作用大的缺点,因此需要寻找更加安全有效的治疗方式及药物靶点。近年来研究显示星形胶质细胞可能参与了癫痫发病机制。脑内星形胶质细胞介导的胶质递质、离子和水的紊乱,及其介导的突触可塑性和免疫反应均可能参与癫痫发作。但是由于星形胶质细胞和神经元有很多共同的作用靶点而一直无法实现特异性地调控,并且星形胶质细胞在癫痫发作中的因果关系依旧不清楚。因此,本文利用光遗传学技术特异性调控皮层星形胶质细胞,明确其在癫痫发病中的作用,并探讨调控星形胶质细胞是否可以作为一种安全有效的策略用于防治皮层癫痫。首先,本文通过Cre-Loxp转基因方式将光敏感蛋白ChR2特异性地表达到运动皮层区的星形胶质细胞中,并使用蓝光刺激表达ChR2的星形胶质细胞方式来达到光遗传学特异性调控的目的。研究发现,蓝光刺激表达ChR2的星形胶质细胞能够显著抑制海人酸诱导的皮层癫痫发作,明显延长癫痫发作的起始和全身性发作的潜时,降低最高发作等级和全身性发作次数,这种抗癫痫作用不存在光照频率的依赖性。在皮层癫痫的发作早期和发作... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图４光遗传学特异性刺激表达ＣｈＲ２的皮层星形胶质细胞减轻匹罗卡品诱导的皮??层癫痫的严重程度??

是神经元的异常同步化放电，我们使用了在体单细胞记录的方式，观察蓝光刺激??星形肢质细胞是否影响皮层锥体神经元的发放。我们首先记录了不诱导癫痫的正??常状态下星形肢质细胞对神经元的调控作用（图５Ａ）。将已被鸟拉坦麻醉的??（７尺４Ｐ－Ｃ／２ｉ？２小鼠固定于立体定位仪上，通过液压油泵将微电极缓慢下移到小鼠同??侧Ｍｌ记录锥体神经元的发放频率，将符合最大半波宽大于２００?ｎｓ并且自相关分??析呈凸型的神经元认为是锥体神经元（图５Ｂ）。在Ｍｌ记录到稳定发放的锥体神??经元后，给予２０?Ｈｚ，?１０?ｍｓ，１０?ｓ?ｏｎ／ｏｆｆ的蓝光刺激。实验结果显示，蓝光刺激星??形胶质细胞后锥体神经元的放电呈现异质性：表现为一部分激活，一部分抑制或??是无反应（图５Ｃ）。通过进一步分析，我们发现对于发放频率为０－１?Ｈｚ的低频率??锥体神经元，蓝光刺激下有１１／３４是可以被抑制，１０／３４是被激活，还有１３／３４则??是无反应。而对于发放频率为１－５?Ｈｚ的锥体神经元，蓝光刺激时下神经元有１７／３２??被抑制

在给予黄光刺激时才有作用，并没有表现出早期调控星形胶质细胞时的长时程作??用。然后，我们将在ＫＡ状态下调控星形肢质细胞和神经元９０?ｍｉｎ后均撤掉光照，??比较到达ＧＳ的潜时（图９Ａ）。从实验结果来看，抑制神经元组在撤掉光照１４．０６??±５．５６８?ｍｉｎ会到达ＧＳ，而调控星形胶质细胞组则需要６３．８３±１９．３３?ｍｉｎ才到达??ＧＳ，进一步说明蓝光刺激星形胶质细胞时有长时程的抗癫痫作用而黄光抑制锥体??神经元则没有这种作用（图９Ｂ）。有意思的是，如果只在癫痫后期黄光抑制神经??元则完全不存在抗癫痫作用，提示光遗传学直接抑制锥体神经元所起的抗癫痫作??用的时间窗较窄。??２３??


本文编号：3596613