基于SCN-海马神经环路探讨昼夜节律紊乱促进颞叶癫痫发作的分子机制及“从肝论治”的干预作用
批准号:
82074265
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
谢炜
依托单位:
学科分类:
中西医结合临床基础
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
谢炜
中文摘要
颞叶癫痫多在白昼发作,昼夜节律紊乱明显影响癫痫的发作与预后。海马的“生物钟蛋白”BMAL1/PER的改变可致神经元异常去极化,促发癫痫,但昼夜节律起搏器视交叉上核(SCN)如何影响颞叶癫痫尚不清楚。为此提出假设:昼夜节律紊乱时,Kv4.2介导的IA引起SCN兴奋性改变,通过BMAL1/PER等调节SCN-海马神经环路,促进颞叶癫痫的发作。前期研究颞叶癫痫海马神经元Kv4.2表达减少,IA幅度降低,“从肝论治”方药改善癫痫后Kv4.2及IA抑制。为验证假说,利用BMAL1条件性敲除及过表达小鼠,光照调节模拟昼夜节律紊乱,建立颞叶癫痫及脑片模型,用“从肝论治”方药及Kv4.2工具药干预,AAV荧光示踪标记SCN-海马神经环路,膜片钳检测IA及在体多通道检测SCN神经元信号等,探讨昼夜节律紊乱时,SCN-海马神经环路影响癫痫的重要机制,以及“从肝论治”的干预作用,为治疗提供新的药物靶点。
英文摘要
Seizures of temporal lobe epilepsy mostly occur in the daytime, and the circadian rhythm disorder significantly affects the onset and prognosis of epilepsy. The changes of circadian protein BMAL1 /PER in the hippocampus can cause abnormal depolarization of neurons, inducing the temporal lobe epilepsy. But it is unclear how the circadian pacemaker Suprachiasmatic Nucleus (SCN) affects temporal lobe epilepsy. We propose the hypothesis that circadian rhythm disorder will cause Kv4.2-mediated IA to suppress the excitability of SCN, and regulate the SCN-hippocampal neural circuit through protein expression changes such as BMAL1 /PER, resulting in temporal lobe epilepsy. In our previous study, the decrease of Kv4.2 in hippocampal neurons of temporal lobe epilepsy reduced IA amplitude, which was improved by the prescription of "liver associated treatments ".To verify the hypothesis, we will establish the temporal lobe epilepsy model and brain slice model using BMAL1 conditional knockout and overexpress mice, simulate circadian rhythm disorder with light adjustment, use the prescription of "liver associated treatments" and Kv4.2 channel opener/blocker to intervene, label the SCN-hippocampal neural circuit with AAV fluorescence tracing technique, record IA current with patch-clamp technique and detect SCN neuronal signals with multi-channel in-vivo recording technology. We intend to explore the important mechanism of the SCN-hippocampal neural circuit affecting epilepsy and the effect of " liver associated treatments" under the disorder of circadian rhythm. This work will provide potential targets for the treatment of epilepsy.
昼夜节律紊乱影响癫痫发作及预后是造成癫痫难以控制的原因之一。研究表明海马中Bmal1等“生物钟蛋白”改变能促发癫痫,而昼夜节律起搏器视交叉上核(SCN)与海马存在功能上的直接联系,并参与诸多神经系统疾病发病,但SCN如何影响癫痫尚未可知。本研究从癫痫、昼夜节律紊乱均与中医“肝”之生理功能失常相关的角度,提出“从肝论治”,自拟“柴胡疏肝汤”防治癫痫取得良效。因此,探讨昼夜节律紊乱对癫痫影响的机制旨在丰富中医“从肝论治”内涵,为癫痫防治提供新途径。方法:本研究以颞叶癫痫为例,利用敲除SCN神经元Bmal1模拟昼夜节律紊乱,构建氯化锂-匹罗卡品癫痫模型,AAV荧光示踪标记SCN-海马神经环路,应用“柴胡疏肝汤”和丙戊酸钠干预癫痫小鼠,利用癫痫行为学实验评价痫性发作表现,以核心体温变化检测昼夜节律行为,尼氏染色观察SCN病理学,IF、Western blot、RT-qPCR检测生物钟分子振荡水平、神经元损伤、Kv4.2、GABA转运体及受体变化。结果:氯化锂-匹罗卡品模型发作具有昼夜节律性,其发作高峰在白天,痫性发作改变其核心体温昼夜节律,影响SCN、海马中Bmal1、Clock、Per2、Kv4.2 mRNA转录水平振荡,并激活SCN-海马神经环路;条件性敲除SCN神经元Bmal1基因亦可影响小鼠核心体温昼夜节律及海马中昼夜节律分子转录水平振荡,缩短癫痫发作潜伏期、加重其发作程度,并显著加重海马神经元损伤,造成海马GABA功能损害。高、低剂量“柴胡疏肝汤”显著改善癫痫小鼠发作及神经元损伤,且重塑其核心体温节律,提高SCN、海马中Bmal1、Clock mRNA 水平、抑制Per2 mRNA水平,恢复其转录水平振荡。结论:(1)模型小鼠癫痫发作具有昼高夜低趋势,核心体温昼夜节律、SCN及海马中昼夜节律分子、SCN-海马神经环路均在癫痫过程中发生改变;(2)电熔SCN或条件性敲除其中Bmal1可改变小鼠核心体温及昼夜节律分子、Kv4.2 mRNA转录水平振荡,损害海马GABA功能等而加重癫痫;(3)“从肝论治”方药可调节SCN、海马中昼夜节律分子,同时改善模型小鼠癫痫发作及节律紊乱,为中医药从昼夜节律角度防治疾病提供客观依据。
小胶质细胞p22phox介导的氧化应激促进颞叶癫痫突触重塑的新途径以及“从肝论治”的干预研究
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批准号:82374193
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:谢炜
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依托单位:
基于Kv4.2-BMAL1/PER调节SCN-海马神经环路探讨“从肝论治”颞叶癫痫的分子机制
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2021
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负责人:谢炜
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依托单位:
“从肝论治”方药调节IDO1- Kyn-AhR通路干预癫痫共病抑郁的机制研究
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批准号:2020A1515010325
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2020
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负责人:谢炜
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依托单位:
基于神经胶质细胞IDO1介导色氨酸代谢途径探讨“从肝论治”癫痫共病抑郁的分子机制
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批准号:81873158
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:谢炜
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依托单位:
NMDAR“偶联”Kv4.2通道参与癫痫病理机制及“从肝论治”的干预作用
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批准号:81373810
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2013
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负责人:谢炜
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依托单位:
癫痫与抑郁共病经5-HT轴-细胞免疫途径维持神经EI平衡的机制及中药的干预作用
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批准号:81173458
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2011
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负责人:谢炜
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依托单位:
5-HTR“开关”调控NMDAR通路兴奋性传递的机制及SSa的干预作用
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批准号:30973848
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项目类别:面上项目
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资助金额:8.0万元
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批准年份:2009
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负责人:谢炜
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依托单位:
国内基金
海外基金