癫痫条件下长时程抑制性信号的增强

  《PLoS生物学》  （PLoS Biology）  于2012年5月8日在线发表了舒友生组关于癫痫条件下长时程抑制性信号增强的论文《Enhancement of asynchronous release from fast-spiking interneuron in human and rat epileptic neocortex》。该项工作由博士研究生江漫等在舒友生研究员的指导下完成。同时，该工作也是与复旦大学华山医院的王开颜博士和同济大学曲阳医院的郭辉博士的合作成果。

兴奋性和抑制性信号的平衡是大脑发挥正常功能的关键。打破这一平衡将可能导致癫痫等神经系统疾病。一般认为，抑制性GABA系统的功能下调直接导致了神经网络的强烈兴奋和癫痫放电。在这一研究中，作者发现抑制性系统在癫痫条件下的新变化，即快发放中间神经元的非同步化GABA释放在癫痫组织中显著性增强。递质释放一般都是和动作电位紧密偶联的（即同步化释放）；然而，高频发放动作电位后，在同步化释放之后还会有长时间的非同步化释放。为了揭示癫痫的病理机制，以往的研究主要集中在同步化GABA释放的改变。但是癫痫条件下神经元会强烈去极化并伴随高频动作电位发放，因此研究高频发放情况下非同步化GABA释放的变化及其机制非常重要。江漫等在药物难治性癫痫患者和癫痫动物模型的离体脑薄片上采用膜片钳技术记录快发放中间神经元（FS）和锥体细胞（PC），发现人类和大鼠皮层中非同步化释放广泛存在于FS神经元的所有突触中，其中FS神经元自突触（支配自身的突触）比FS神经元到PC的突触具有更强的非同步化释放。更重要的是，非同步化释放的强度在癫痫组织中有显著性增强。进一步的实验显示动作电位在癫痫情况下的幅度增加是非同步化释放增强的可能机制。这种非同步化GABA释放的增强可能是癫痫大脑中皮层中间神经元针对过度兴奋的一种应答，为神经网络提供更强的长时程抑制信号，进而改变癫痫条件下的网络电活动。

该工作得到了中国科学院、科技部、国家自然科学基金委、上海市科委和国家重点实验室等项目的资助。

图中背景为药物难治性癫痫患者（伴胶质瘤，颞叶亮白色部位）的脑冠状面MRI图片。白色曲线为FS神经元的膜电位变化，一串动作电位后伴随有自发突触后电位（由非同步化GABA释放引起）。图中卡通显示：与非癫痫（Non-Epileptic）组织相比，癫痫（Epileptic）组织中FS神经元的传出突触上非同步化释放增加。