全蝎提取物BmP02通过调控小胶质细胞钾通道Kv1.3抗癫痫发生的分子机制
批准号:
82074162
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
陶杰
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:
陶杰
中文摘要
颞叶癫痫发生的细胞信号机制尚未明了,临床治疗效果有限。最新资料提示钾通道Kv1.3的功能异常会引起小胶质细胞钙稳态失衡,诱发小胶质细胞自噬障碍和神经炎症,参与癫痫发生。中医临床实践证明全蝎熄风止痉的功效显著,抗癫痫效果明显。申请人在青年基金的研究中提取了其中13种活性成分,发现组分BmP02可阻断Kv1.3,有促进小胶质细胞自噬,缓解小鼠癫痫发生的作用。故推测BmP02可通过抑制Kv1.3异化小胶质细胞胞内钙信号,减轻由小胶质细胞介导的神经炎症,干预癫痫病状。为此,本申项拟利用Kv1.3敲除小鼠结合电生理学、双光子成像、单细胞测序及结构生物学等手段,探讨⑴BmP02干预小鼠颞叶癫痫行为与脑电的效应,对神经炎症的缓解作用;⑵BmP02识别Kv1.3的分子结构信息;⑶BmP02调控小胶质细胞自噬、炎症途径的信号整合机理。为解析全蝎熄风止痉的功效提供理论依据,为抗癫痫药物设计贡献可能的分子模板。
英文摘要
The cellular signaling mechanism of temporal lobe epilepsy is still unclear, and its clinical therapeutic effects are often limited. The recent studies suggested that the dysfunction of potassium channel Kv1.3 leads to the imbalance of calcium homeostasis in microglial cells, which induces microglial cell autophagic dysfunction as well as neuroinflammation, and mediates epileptogenesis. The clinical practice of traditional Chinese medicine proves that scorpion has significant efficacy of "Xi Feng Zhi Jing" and antiepileptic effects. The applicant extracted 13 active ingredients from scorpion during the research of youth fund, and found that BmP02 could block Kv1.3 channels, promoting microglia cell autophagy and alleviating epilepsy in mice. It is suggested that BmP02 could interfere with epilepsy and suppress the neuroinflammatory pathway by inhibiting microglial Kv1.3 and modulating intracellular calcium signals. Therefore, this project aims to use Kv1.3 knockout mice combined with electrophysiology, two-photon imaging, single cell sequencing, structural biology and other techniques, to illuminate (1) the alleviating effects of BmP02 on temporal lobe epilepsy behavior, electroencephalogram and neuroinflammation in mice; (2) the molecular structure information of BmP02 recognizing the Kv1.3; (3) the integration mechanism of BmP02 regulating microglial cell autophagy and inflammatory signals. It provides a theoretical basis for clarifying the scorpion's efficacy of "Xi Feng Zhi Jing", and contribute a possible molecular template for the design of antiepileptic drugs.
祖国医学治疗顽固性癫痫具有优势,其中全蝎熄风止痉的功效显著,抗癫痫效果明显。项目负责人在面上基金的研究中,发现了BmP02等多个全蝎抗癫痫活性提取物,并运用海人酸癫痫小鼠模型、钾通道Kv1.3敲除小鼠,结合多电极脑电、膜片钳、钙成像、计算机模拟和单细胞测序等技术,揭示:1)在癫痫病理发生过程中,小胶质细胞Kv1.3和炎症因子的表达显著升高,抗炎因子的表达降低;2)敲除和阻断钾通道Kv1.3可有效抑制海人酸模型小鼠的癫痫发作等级、次数和持续时长,改善癫痫小鼠的认识功能障碍,逆转海马场电位的异常提高;3)抑制Kv1.3可缓解小胶质细胞的活化,改善海人酸诱导的癫痫神经炎症;4)全蝎提取物BmP02同样可有效干预海人酸模型小鼠的癫痫发作,改善小鼠的认识和情绪功能障碍,逆转海马场电位的异常提高;5)BmP02可剂量依赖性地抑制小胶质细胞内源性及外源表达的Kv1.3的活性,其中BmP02的Val1、His9、Lys11和Lys13等氨基酸残基,Kv1.3的Tyr447、Asp449、His 451和Asp 433等残基是两者互作的关键位点;6)敲除Kv1.3导致小胶质细胞的表型发生明显的改变,钙信号、细胞粘附分子和自噬信号途径的分子表达量显著提高,而炎症因子和NF- κ B 途径的分子表达量显著降低,BmP02可有效抑制小胶质细胞的活化,并通过Kv1.3影响TRPM2介导的钙内流,提高小胶质细胞对炎症因子的自噬降解;7)延续性实验发现了一种新的抗癫痫组分BmP01,可延长小鼠癫痫发作的间隔,抑制发作时长,降低癫痫发作的死亡率。BmP01可通过作用于胃迷走神经特异型TRPV1通道的Tyr511、Phe507、Tyr550和Arg575等关键受体位点,干预癫痫发作。本项目进一步解析了全蝎“熄风止痉”治疗癫痫的物质基础,为抗癫痫药物设计贡献了可能的分子模板,也为后续抗癫痫发生相关课题提供了新的研究方向。. 在课题执行期间,项目负责人入选上海市人才局“东方英才”计划,获得上海市卫生系统青年人才最高荣誉“银蛇奖”,以第一完成人获上海市中医药科技二等奖,发表SCI论文5篇,核心期刊论文1篇;副主译医学书籍1本,参编1本,刊登全蝎的科普文章1篇;申请发明专利3项,授权专利2项;受邀国内外学术会议大会报告5次,协助培养研究生9名,完成了既定研究目标。
全蝎多肽MarTX通过抑制机械敏感通道Piezo1干预颞叶癫痫发生的分子机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2022
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负责人:陶杰
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依托单位:
蝎毒多肽martentoxin靶向大电导钙激活钾通道(BK)的抗癫痫机制研究
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批准号:81603410
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:17.0万元
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批准年份:2016
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负责人:陶杰
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依托单位:
国内基金
海外基金