T-type 钙离子通道与内侧颞叶癫痫的发病机制研究

批准号:
81371432
项目类别:
面上项目
资助金额:
90.0 万元
负责人:
黄卓
依托单位:
学科分类:
H0913.神经电活动异常与发作性疾病
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
滕博川、贾凌晗
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中文摘要
内侧颞叶癫痫是成年人最为常见的顽固型癫痫。内嗅皮层和海马体是其发病的起始部位,但发病机制不详。T-type钙离子通道在动作电位阈值下被激活,直接调节细胞的兴奋性。我们曾首次报道,内嗅皮层中大量表达功能性T-type钙离子通道。在预实验中我们还发现在癫痫潜伏期,内嗅皮层T-type 钙离子通道调节的电流(T-currents)明显增加。由此,我们假设"内嗅皮层T-currents增加,直接增加神经细胞的兴奋性,从而导致癫痫的发病"可能是颞叶癫痫发病的新机制。本研究拟采用卡英酸颞叶癫痫模型,通过应用膜片钳电生理记录、双光子钙离子成像和谷氨酸释放等方法,从分子、细胞兴奋性及整体不同层次证明T-type钙离子通道的表达与颞叶癫痫的发病之间的关系。最后,申请人还将在癫痫潜伏期应用选择性T-currents阻断剂,从而评估是否可以延缓或中止癫痫病的发病,为颞叶癫痫的预防和治疗提供新的思路和新靶点。
英文摘要
Medial temporal lobe epilepsy (MTLE) is the most common, drug resistant form of epilepsy in adults. One of the characteristic features of this syndrome is the latent period which is a delay between the precipitating insults (such as traumatic head injury, status epilepticus et al. ) and the onset of spontaneous behavioral seizures. It is during this period that the cellular and network level changes leading to chronic MTLE occur. Thus, therapeutic intervention during this period could be beneficial in delaying the onset of chronic MTLE. Entorhinal cortex (EC) and hippocampus are the principle brain regions involved in the induction and maintenance of MTLE. In human, seizure can initiate in the EC and propagate to the hippocampus. In addition, during latent period the EC in vivo and in vitro has been shown to be hyperexcitable. However, the molecular mechanism by which MTLE onset is initiated in the EC is still not clear. Low-voltage-activated T-type calcium channels open at sub-threshold membrane potentials and it is ideal for them to regulate the threshold and firing pattern of action potentials. Thus, They play an important role in regulating neuronal excitability. We have first shown that functional T-type calcium channels are present in the EC (Huang et al.(2011)Nat Neurosci 14(4):478-86). In addition,our preliminary data suggested that T-type calcium channels mediated currents (T-currents) are significantly enhanced in the EC during latent period. Therefore, we proposed that the enhancement in T-currents increases neuronal excitability in the EC,thereby facilitates the development of MTLE and leads the onset of spontaneous epilepsy. To test this hypothesis, we will use patch-clamping, two-photon calcium imaging and glutamate uncaging techniques combined with pharmacological, immunological and molecular biological tools to investigate the role of T-type calcium channels in MTLE. Besides, we will utilize the selective T-type calcium channels blockers, TTA-P2 and TTA-A2, to block T-currents in latent period to assess if we can decay or stop the onset of MTLE. This study will uncover the fundamental causes of MTLE and thus identify possible therapeutic target.
内侧颞叶癫痫是成年人最为常见的顽固型癫痫。内嗅皮层和海马体是其发病的起始部位,但发病机制不详。T-type钙离子通道在动作电位阈值下被激活,直接调节细胞的兴奋性。因此我们假设T-type钙离子通道可能参与颞叶癫痫的发生和发展。在研究中,我们验证了在颞叶癫痫潜伏期,T-type钙离子通道的表达明显升高。与传统的报道不同,我们发现T-type钙离子通道定位与皮层神经元的轴突起始段,其受乙酰胆碱能和多巴胺能神经元的调控,从而调节神经元的阈值,在神经元的信息处理中发挥重要作用。此外,我们还发现,CDYL是表观遗传学因子。在颞叶癫痫发病的潜伏期,CDYL的表达明显降低,从而导致其下游调控基因Nav1.6和T-type钙离子通道的表达升高,从而导致神经元兴奋性的升高。在潜伏期,特异性的升高CDYL可以抑制癫痫的发生和发展。我们的结果为颞叶癫痫的防治提供了新机制和新靶点。相关的研究成果发表学术论文6篇,其中责任作者论文两篇(Nature Communication(2017)、Journal of Physiology(2014)),第一作者论文两篇(Scientific Reports(2017)、Journal of Physiology(2014)),第二作者论文一篇(Neuron(2015))。申请中国专利三项。参与编著Springer论著一部。受邀参与国际会议四次,其中两次进行大会报告,两次作为分会报告。在此期间,项目负责人获得教育部新世纪人才的支持和绿叶生物医药杰出青年奖。并先后培养博士生4人,研究生8人(两人已毕业),其中一名博士人荣获国家奖学金,多人获北京大学一等奖学金。共有10余人次的学生出席不同的国内及国际学术会议。相关结果已经完成基金申请时所承诺的预期发表论文数目和人才培养目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
HCN1 channels reduce the rate of exocytosis from a subset of cortical synaptic terminals.
HCN1 通道降低皮质突触末梢子集的胞吐率
DOI:10.1038/srep40257
发表时间:2017-01-10
期刊:Scientific reports
影响因子:4.6
作者:Huang Z;Li G;Aguado C;Lujan R;Shah MM
通讯作者:Shah MM
DOI:https://www.nature.com/articles/s41467-017-00368-z
发表时间:2017
期刊:Nature Communication
影响因子:--
作者:Zhuo Huang
通讯作者:Zhuo Huang
DOI:10.1016/j.neuron.2014.12.030
发表时间:2015-01-21
期刊:NEURON
影响因子:16.2
作者:Martinello, Katiuscia;Huang, Zhuo;Lujan, Rafael;Tran, Baouyen;Watanabe, Masahiko;Cooper, Edward C.;Brown, David A.;Shah, Mala M.
通讯作者:Shah, Mala M.
Mg2+ block properties of triheteromeric GluN1-GluN2B-GluN2D NMDA receptors on neonatal rat substantia nigra pars compacta dopaminergic neurones.
三异体 GluN1-GluN2B-GluN2D NMDA 受体对新生大鼠黑质致密部多巴胺能神经元的 Mg2 阻断特性
DOI:10.1113/jphysiol.2013.267864
发表时间:2014-05-15
期刊:The Journal of physiology
影响因子:--
作者:Huang Z;Gibb AJ
通讯作者:Gibb AJ
CDYL suppresses epileptogenesis in mice through repression of axonal Nav1.6 sodium channel expression.
CDYL 通过抑制轴突 Nav1.6 钠通道表达来抑制小鼠癫痫发生。
DOI:10.1038/s41467-017-00368-z
发表时间:2017-08-25
期刊:Nature communications
影响因子:16.6
作者:Liu Y;Lai S;Ma W;Ke W;Zhang C;Liu S;Zhang Y;Pei F;Li S;Yi M;Shu Y;Shang Y;Liang J;Huang Z
通讯作者:Huang Z
奎尼丁治疗KCNT1基因突变导致婴幼儿难治型癫痫的分子机制研究
- 批准号:72241418
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2022
- 负责人:黄卓
- 依托单位:
经济不确定性对金融波动率建模和预测的影响:基于大数据和异质性的研究视角
- 批准号:--
- 项目类别:--
- 资助金额:47万元
- 批准年份:2022
- 负责人:黄卓
- 依托单位:
前额叶皮质中表观遗传因子CDYL在慢性应激所致啮齿类动物抑郁样行为中的作用及其机制研究
- 批准号:31871083
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:黄卓
- 依托单位:
基于高频金融数据的期权定价新模型:理论和实证研究
- 批准号:71671004
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:49.3万元
- 批准年份:2016
- 负责人:黄卓
- 依托单位:
基于Realized GARCH框架的波动率和相关性模型理论和应用研究
- 批准号:71201001
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:黄卓
- 依托单位:
国内基金
海外基金
