探讨5-HT6受体调控M-电流参与癫痫痫性放电及突触可塑性的机制

来源 :福建医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:alanlee75
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【目的】近年来,研究发现拮抗5-HT6受体能够减少癫痫动物模型痫性放电,并且有助于增强癫痫动物模型的学习记忆能力。但其作用机制尚不清楚。我们利用腹腔注射氯化锂-匹罗卡品(Lithium Chloride-Pilocarpine,Li Cl-PILO)化学点燃方法制备大鼠癫痫模型,利用RNA转录组测序技术(RNA-Squencing,RNA-Seq)筛选5-HT6受体的下游可能作用靶点。通过使用5-HT6受体拮抗剂SB271046、激动剂WAY181187进行干预,观察海马神经元M电流、KCNQ2/3表达的变化及对海马神经元动作电位和海马长时程增强的影响,旨在探讨5-HT6R参与调节癫痫痫性发作及学习记忆能力的作用机制。【方法】1.腹腔注射Li Cl-PILO化学点燃方法制备大鼠癫痫模型。2.利用RNA转录组测序技术(RNA-Squencing,RNA-Seq),使用R软件“LIMMA”包来筛选对照组,癫痫组和5-HT6受体拮抗剂SB271046干预组之间的差异表达基因(differentially-expressed genes,DEGs),P值<0.05和log2|倍数变化|>2设置为确定DEGs的限制条件。3.应用Western Blot(WB)测定Li Cl-PILO诱导大鼠癫痫持续状态后从急性期、潜伏期至慢性期不同时间点(0 d,30 min,1 d,3 d,7 d,14 d,30 d)海马脑区5-HT6R及KCNQ2/3表达的变化。4.通过全细胞膜片钳技术检测慢性癫痫大鼠脑片海马神经元动作电位(action potential,AP)、兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory postsynaptic current,s EPSC)、抑制性突触后电流(spontaneous inhibitory postsynaptic current,s IPSC)及M-电流的变化,及5-HT6R、M-通道活性的改变对慢性癫痫大鼠海马神经元AP、s EPSC、s IPSC及M-电流的影响;用脑片电生理技术检测慢性癫痫大鼠海马长时程增强(long-term potentiation,LTP)的变化,及5-HT6R、M-通道活性的改变对慢性癫痫大鼠海马LTP的影响。【结果】1.WB结果显示慢性癫痫大鼠海马5-HT6R的表达较对照组显著增高;Li Cl-PILO诱导大鼠癫痫持续状态后从急性期、潜伏期至慢性期(0 d,30 min,1 d,3 d,7d,14 d,30 d)海马脑区5-HT6R的表达逐渐上调。2.全细胞膜片钳检测结果显示,慢性癫痫大鼠海马神经元兴奋性/抑制性神经递质系统失衡,神经元向超兴奋状态转化;5-HT6R拮抗剂SB271046改善了慢性癫痫大鼠海马神经元兴奋性/抑制性神经系统失衡及过度兴奋的状态。3.脑片电生理记录表明,慢性癫痫大鼠海马基础突触传递功能受损,海马突触可塑性显著降低;5-HT6R拮抗剂SB271046干预后能够提高慢性癫痫大鼠海马基础突触传递功能及突触可塑性。4.RNA-Seq结果显示对照组与癫痫组共存在116个差异基因;癫痫组与SB271046干预组共存在235个差异基因。韦恩图结果共发现有32个重叠基因,其中包括KCNQ2。5.WB结果显示Li Cl-PILO诱导大鼠癫痫持续状态后从急性期、潜伏期至慢性期(0 d,30 min,1 d,3 d,7 d,14 d,30 d)海马脑区KCNQ2及KCNQ3的表达逐渐下调。6.全细胞膜片钳和WB检测结果显示,慢性癫痫大鼠海马神经元M-电流显著减小、KCNQ2/3表达显著下调;5-HT6R拮抗剂SB271046可增大慢性癫痫大鼠海马神经元M-电流,并且上调慢性癫痫大鼠海马KCNQ2的表达,但没有上调KCNQ3的表达。7.全细胞膜片钳检测结果显示,慢性癫痫大鼠海马神经元兴奋性/抑制性神经递质系统失衡,神经元向超兴奋状态转化;M-通道开放剂NEM及5-HT6R拮抗剂SB271046都可显著改善慢性癫痫大鼠海马神经元兴奋性/抑制性神经递质系统失衡及过度兴奋的状态;而M-通道抑制剂XE991可阻断SB271046的上述作用。8.脑片电生理结果显示,慢性癫痫大鼠海马突触可塑性显著降低;M-通道开放剂NEM和SB271046都可显著改善慢性癫痫大鼠海马突触可塑性;而M-通道抑制剂XE991可阻断SB271046的上述作用。【结论】Li Cl-PILO诱导的慢性癫痫大鼠海马神经元兴奋性/抑制性神经递质系统失衡,神经元向超兴奋状态转化及突触可塑性显著受损;5-HT6R拮抗剂SB271046可改善慢性癫痫癫痫大鼠海马神经元兴奋性/抑制性神经递质系统失衡,降低神经元兴奋性并改善海马突触可塑性,其机制是通过激活M-通道发挥作用。
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