星型胶质细胞Kir4.1通道调控MPB-PVN通路介导癫痫小鼠抑郁样行为的研究
批准号:
82101599
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
肖金玉
依托单位:
学科分类:
心境障碍
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
肖金玉
中文摘要
癫痫是最常见的神经系统疾病之一,而抑郁症是其最常见的精神共患病。癫痫伴发抑郁不仅会加重癫痫发作程度,还会增加患者不良预后风险,严重者甚至引发自杀行为。目前为止,二者共患机制仍不明确。内侧臂旁核(MPB)是调节睡眠的重要核团,接受癫痫相关脑区投射并与抑郁相关的下丘脑室旁核(PVN)有往返纤维投射。而MPB在癫痫伴抑郁中的作用未见研究报道。我们前期研究证实慢性期癫痫模型小鼠具有抑郁样行为表现,癫痫可受累至MPB并导致MPB神经元兴奋性增加。因此,本课题采用匹鲁卡品诱导癫痫模型,利用光遗传学、膜片钳以及免疫荧光染色等技术,观察MPB内Kir4.1通道表达情况及MPB-PVN通路活动状况。拟证明癫痫引发MPB星形胶质细胞Kir4.1通道表达降低,从而增加MPB神经元兴奋性,以致MPB-PVN通路过度激活是癫痫伴发抑郁的重要诱因。希望为阐明癫痫伴抑郁的发病机制和临床治疗提供新的思路和理论依据。
英文摘要
Epilepsy is one of the most common neurological disorders, and depression is the most common mental comorbidity in epileptic patients. Epilepsy combined with depression not only exacerbates seizures, but also increases the risk of poor prognosis and even triggers suicidal behavior in severe cases. However, the mechanism of their comorbidity remains unclear so far. The medial parabrachial nucleus (MPB) is an important nucleus that regulates sleep, receives projections from epilepsy-related brain regions and has round-trip fiber projections to the hypothalamic paraventricular nucleus (PVN) associated with depression. The role of MPB in epilepsy with depression has not been reported in studies. Our previous study confirmed that the model mice with chronic-phase epilepsy exhibit depression-like behavior and that epilepsy can be affected to the MPB and lead to increased excitability of MPB neurons. Therefore, in this study, a pilocarpine-induced epilepsy model was used to observe the expression of Kir4.1 channel in MPB and the activity status of MPB-PVN pathway using optogenetics, patch clamp and immunofluorescence staining techniques. It is proposed to demonstrate that epilepsy leads to decreased expression of the Kir4.1 channel in MPB astrocytes, which increases MPB neuronal excitability such that hyperactivation of the MPB-PVN pathway is an important cause of epilepsy with depression. We hope to provide new ideas and theoretical basis for the elucidation of the pathogenesis and clinical treatment of epilepsy with depression.
本研究深入探讨了癫痫伴抑郁的发病机制,特别是癫痫慢性期内侧臂旁核神经元兴奋性变化及其对癫痫模型小鼠抑郁样行为的影响。同时评估了丙戊酸钠与视觉光刺激在缓解癫痫及其伴抑郁中的潜力。研究首次将癫痫、内侧臂旁核神经元兴奋性、抑郁样行为、丙戊酸钠干预及光治疗相结合,提出内侧臂旁核神经元兴奋性变化可能在癫痫伴抑郁的发生中发挥核心作用,且Kir4.1通道及MPB-PVN(内侧臂旁核-下丘脑室旁核)通路是这一过程中的重要调控机制。.研究表明,癫痫慢性期小鼠内侧臂旁核神经元的兴奋性显著增高,并伴随星形胶质细胞的反应性增生,进一步证实了内侧臂旁核在癫痫伴抑郁中的关键角色。通过免疫组化、免疫荧光及Western Blot实验,研究发现丙戊酸钠干预能够显著抑制上述病理变化,并有效改善癫痫小鼠的抑郁样行为,尤其是通过调节内侧臂旁核神经元兴奋性、抑制胶质细胞的反应性增生以及恢复Kir4.1通道的功能。.此外,本研究进一步揭示了MPB-PVN通路在癫痫伴抑郁中的重要作用。在癫痫小鼠中,MPB-PVN通路的异常激活显著增强,进而影响下丘脑室旁核的神经内分泌功能,这一通路的改变可能在癫痫伴抑郁的发生中起着重要推动作用。.在光治疗方面,本研究发现通过特定波长的光照射,40Hz、40W 的闪光刺激能够减少癫痫发作间期的EEG癫痫放电,光治疗可能通过调节大脑的节律性神经网络及MPB-PVN通路,缓解癫痫及其伴随的抑郁症状。.本研究首次系统地揭示了内侧臂旁核神经元兴奋性增加、Kir4.1通道功能障碍、MPB-PVN通路激活及光治疗在癫痫伴抑郁中的关键作用。同时,本研究还探索了中脑多巴胺系统、外侧缰核等脑区在癫痫伴抑郁中的潜在影响。研究成果不仅为癫痫的病理生理学提供了全新的视角,也为癫痫伴抑郁的临床治疗开辟了新的方向。更重要的是,研究还推动了吉林省儿科神经重点实验室的建设,提升了电生理研究平台的技术水平,为未来的科研工作奠定了坚实基础。
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