低频电刺激抑制癫痫镜灶形成的作用及机制研究

癫痫的灶点形成、自发放电和癫痫的痫性扩散是国际上癫痫领域公认的三大难题，其中如何抑制镜灶形成和活动是癫痫治疗学上的关键问题。课题组先前的研究首次报道了低频率电刺激（LFS）癫痫灶点外特定脑区可以抑制癫痫的发生和发作；还发现海马KCC2的表达明显下调可能参与了颞叶癫痫形成过程。本研究利用多通道脑电位记录和分析技术、膜片钳、免疫组化和microPET等多种技术，在杏仁核电刺激癫痫镜灶模型中研究发现：单侧杏仁核电点燃达到完全点燃后，可以促进对侧杏仁核（镜灶）的点燃过程，而且不依赖于第一灶点的存在；在第一灶点的点燃过程中，采用电点燃后立即给予LFS能抑制镜灶的形成；第一灶点早期点燃时就促进了镜灶的形成，因而在点燃后期给予LFS只能部分抑制镜灶形成；单侧杏仁核电点燃还加速了同侧海马（第二灶点）的点燃速度，LFS主要通过延缓同侧海马早期点燃速度发挥效应，但弱于对镜灶的作用。MicroPET研究证实电点燃的早期阶段，包括镜灶和第二灶点在内的边缘系统结构出现显著的低葡萄糖代谢，而LFS能增加这些区域的代谢；多通道脑电记录又进一步确认这些结构存在后放电传播的早期网络。我们还发现：单侧杏仁核完全点燃后，双侧海马均出现KCC2蛋白的下调，改变KCC2在细胞膜和细胞质中的分布，而LFS能逆转KCC2蛋白的下降和分布改变，在临床病例中，进一步证实单灶点患者较多灶点患者KCC2下降程度小，提示KCC2可能为灶点转移的重要生物学指标。离体研究中发现大发作后存在海马下托特异的去极化 GABA 能信号，抑制 NKCC1 结合光激活 GABA 能神经元可以很好地抑制大发作。此外，LFS苍白球外侧能抑制杏仁核点燃过程和癫痫发作，而LFS的作用可能是通过改变杏仁核和苍白球网络的delta脑电节律而实现的。通过本研究，我们在国际上首次阐明LFS对癫痫镜灶形成的抑制作用，其作用机制可能是LFS干预氯离子通道KCC2的表达、改变GABA能神经元功能，继而干预癫痫镜灶形成的早期网络。本课题的顺利完成为阐明癫痫镜灶形成和转移机理提供直接的实验依据，同时也为低频率电刺激早日应用于临床治疗难治性癫痫提供可靠的理论依据。