腺苷肌酶驅動的P1嘌呤信號異常在致癇機制中的作用研究

《腺苷肌酶驅動的P1嘌呤信號異常在致癇機制中的作用研究》是依託華中科技大學，由康慧聰擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：腺苷肌酶驅動的P1嘌呤信號異常在致癇機制中的作用研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：康慧聰
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

腺苷可抑制興奮性遞質的作用而終止癲癇發作,從而被稱為天然的內源性抗癲癇物質。腺苷激酶（ADK）是腺苷代謝的主要調節酶，急性癲癇發作時腦內ADK表達急劇下調，腺苷濃度急劇增高，刺激P1嘌呤受體抑制癲癇發作；然而我們在前期工作中卻發現慢性復發性癲癇大鼠腦內ADK及嘌呤受體的改變與急性發作時相反，推測這種反向變化是導致腺苷的作用由抗癲癇向致癲癇轉變的原因，ADK驅動的腺苷濃度及P1嘌呤信號異常可能是重要的致癇機制。同時神經元的GABA信號通路是嘌呤信號的重要靶點，而ADK主要由膠質細胞表達，因此嘌呤信號通路銜接的神經元-膠質細胞對話可能是深層的致癇機制。本項目從在體及體外兩方面入手，採用基因工程、電生理、阻滯劑/激動劑等核心技術，對ADK如何驅動P1嘌呤信號異常？後者又如何作用於GABA信號而促進癲癇的形成與發展？兩個關鍵問題進行探討。本項目的實施將為癲癇發病機制研究增添新的實驗室證據。

結題摘要

目前臨床癲癇的治療仍缺乏有效藥物阻止致癇機制的進展，腺苷激酶在致癇機制中的關鍵作用日益受到關注，本項目針對致癇機制的研究，探討腺苷激酶為核心的腺苷系統在致癇機制中的角色及其與GABA信號通路的關係。研究內容分三部分，第一部分探討ADK干擾的骨髓間充質幹細胞移植對癲癇模型的神經元損傷及GABA信號通路的作用，經慢病毒高效轉染（轉染效率93%）的MSC，其ADK表達下調58%，移植後大鼠經氯化鋰-匹魯卡品點燃時發作總時間明顯減少，但點燃潛伏時間無變化，同時Morris水迷宮實驗發現ADK干擾的MSC移植可明顯縮短點燃大鼠的逃避潛伏期，改善其空間記憶功能。尼氏染色結果表明移植組神經元損傷較對照組明顯減輕，且TUNEL染色進一步證實移植組細胞凋亡明顯減輕。海馬區GABA-ARα1表達的研究則發現點燃後24小時時移植組GABA-ARα1表達高於對照組，30天時移植組GABA-ARα1表達則低於對照組，提示移植細胞的治療作用可能隨時間延長而減退，本部分研究進一步證實ADK在癲癇發病機制中的關鍵作用並明確了細胞移植的治療作用。第二部分探討戊四氮點燃的腺苷A1受體敲除鼠行為學及Schaffer側支LTP，行為學水迷宮研究結果表明PTZ點燃的A1R敲除鼠逃避潛伏期明顯延長，測試時A1R敲除鼠進出平台所在象限的次數明顯減少，提示其空間記憶功能受損；強迫游泳試驗結果則表明敲除鼠在5分鐘觀察時間內浮動不動的時間明顯長於野生型，提示其存在明顯抑鬱情緒。LTP高頻刺激戊四氮點燃的癲癇模型後，野生型組高頻後增幅130%，敲除鼠組增幅120%，提示敲除鼠組學習及記憶功能受損。第三部分探討腺苷A1受體敲除鼠P2X7受體的表達，結果表明戊四氮點燃24h時，兩組P2X7均較點燃前增多，敲除鼠組較野生型組P2X7表達增多，提示P2X7在腺苷A1受體通路受阻情況下發揮了一定的作用。通過三部分實驗研究，本項目為癲癇致癇機制的闡明提供了實驗室證據，為以腺苷激酶為靶點的抗癲癇藥物研究提供了理論依據。