低镁癫痫模型中TNFα通过星形胶质细胞缝隙连接促进神经系统高兴奋性

摘要

癫痫是一种以脑部神经元高度同步化异常放电为特征的常见中枢神经系统功能疾病，发病机制尚不明确，常累及海马组织。癫痫患者和癫痫模型动物的脑组织中常出现前炎性细胞因子TNFα增高和缝隙连接通道表达异常。海马组织中，星形胶质细胞（星胶）之间存在大量缝隙连接通道，这种结构基础使星胶细胞群成为功能合胞体，对于维持脑内环境稳态和建立神经元的适宜工作环境至关重要。但癫痫时增高的TNFα是否影响缝隙连接通道的功能，促进癫痫的发生发展，目前还不清楚。 目的和方法： 本研究中利用低镁灌流液诱导小鼠脑片神经元急性癫痫样放电为模型，采用脑片场电位记录、脑片全细胞膜片钳记录、单细胞定量PCR、免疫荧光染色和蛋白印迹等多种方法，联合使用重组TNFα和TNFα阻断剂、缝隙连接蛋白阻断剂，研究TNFα对癫痫样放电的作用，以及星胶缝隙连接是否参与此作用。 结果： 1、单细胞定量PCR显示海马星胶高表达TNFR1和TNFR2mRNA，以TNFR1为主； 2、低镁脑脊液添加GABAA受体抑制剂Picrotoxin（PTX）灌流，成功诱导急性脑片海马CA1区神经元癫痫样放电； 3、TNFα细胞因子促进癫痫样放电的发生，应用TNFα阻断剂R-7050后能消除这种作用； 4、低镁+PTX灌流诱导癫痫样放电时，膜片钳双电极记录显示星形胶质细胞膜电位和场电变化高度同步； 5、缝隙连接蛋白偶联抑制剂CBX和MFA抑制低镁诱导的癫痫样放电，逆转TNFα诱导的高放电效应； 6、缝隙连接蛋白Cx43和Cx30在小鼠海马均有表达，与Cx30相比，Cx43表达量高，出现时间早； 7、缝隙连接蛋白Cx43在海马各区均表达，主要分布于星胶末梢突起和血管附近星胶终足部分。 结论： 低镁诱导的小鼠脑片癫痫样放电模型中，TNFα能促进神经元网络的兴奋性和异常放电，星胶缝隙连接通道蛋白Cx43功能增强可能参与TNFα的促癫痫机制。本研究有助于阐明炎性因子在癫痫发生发展中的作用机制，为癫痫治疗提供新靶点和理论依据。

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