病人神經元網絡中興奮性自發(fā)性突觸后電活動占主導地位

癲癇作為一種大腦興奮性與抑制性失衡的疾病，涉及到興奮性與抑制性神經元亞型及它們通過突觸結構的相互作用。因而，其致病機制復雜，研究難度較大。Nav1.1突變對通道自身功能可造成“增強”與“喪失”兩種截然相反的效果。關于功能喪失型的突變，目前的研究成果相互矛盾，加之這些研究使用的體系本身存在局限性，使得其致病機制霧里看花，尚難定論。在大腦中Nav1.1主要表達在GABA能神經元中，而在小部分谷氨酸能神經元中也有表達。Nav1.1具有偏好性的分布暗示，疾病起源于特定的神經元亞型，并且二者在疾病的發(fā)生中扮演不同角色。很明顯，目前的iPSC疾病模型不能提供這樣一個體系：既包含兩種神經元的網絡，同時又允許在電生理試驗中能夠精確地區(qū)分出其中的Nav1.1表達的亞型，以確�？梢詸z測突變的直接效應，確定疾病根源。另一方面，目前利用iPS細胞模型的研究往往是基于具有不同基因背景的細胞株之間的比較，而眾多的證據表明，基因背景可以影響疾病的臨床癥狀的嚴重程度�？傊�，由于本身存在的局限性，使得利用iPSC模擬如癲癇之類的神經網絡疾病處于困境。而基因編輯技術的出現及快速發(fā)展，為iPSC模型模擬神經網絡類疾病的尷尬局面打開了一條出路。

研究人員通過在iPS細胞水平上敲入紅色熒光蛋白基因來標記神經元網絡中的GABA能神經元亞型，首次在病人來源的神經元網絡中對表達Nav1.1的神經元亞型做了電生理檢測。同時，對網絡中自發(fā)抑制性及興奮性突觸后電活動進行了分析。研究發(fā)現，突變c.a5768G（在外源性轉染體系中表現為無Nav1.1流）不僅影響表達Nav1.1的GABA能神經元上Nav總電流幅度的大小，而且影響Nav的通道激活性質。該變化進一步導致患者來源的神經元網絡中的自發(fā)性抑制性突觸后電流（sIPSCs）減弱。雖然自發(fā)的興奮性突觸后電流（sEPSCs）無顯著性變化，但是，當進一步分析sIPSCs和sEPSCs的頻率后，研究發(fā)現，患者來源的神經元網絡突觸后活動從抑制為主的狀態(tài)轉化為興奮性為主的激發(fā)態(tài)，這表明，僅僅sIPSCs的變化就足以顯著逆轉神經元網絡的興奮性水平。

該研究成果填補了對SCN1A在外源轉染體系上的突變效應與在內源性表達的神經元上的突變效應之間的關系認識上的空白，并揭示了SCN1A功能缺失突變所致的癲癇發(fā)生的根本生理學基礎。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://portlandfoamroofing.com/chuzhong/895431.html

相關閱讀：思維導圖在初中生物復習的應用