癫痫（Epilepsy）是一种慢性中枢神经系统疾病，影响到全球大约5000万人。癫痫发作是由于大脑神经元突发性异常同步化放电，导致正常脑功能中断，临床表症为反复不自主发作，身体某一部位或整个身体短暂非自主性抽搐，有时伴有意识丧失和尿便失禁。
2022年8月25日，浙江中医药大学陈忠教授团队在Nature Communications杂志在线发表了题为“Discrete Subicular Circuits Control Generalization of Hippocampal Seizures”的研究论文，研究首次揭示了海马下托（Subiculum, Sub）存在结构和功能异质性的神经亚群，Sub深层谷氨酸能神经元投射到丘脑前核（anterior nucleus of thalamus, ANT）的神经环路参与TLE发展，其通过SUB-ANT中超极化激活的阳离子门控通道（HCN）介导的簇状放电增强了TLE的形成和泛化。该研究找到了一条特异性介导颞叶癫痫发作的神经环路，为临床精准治疗癫痫发作及其干预分子靶点提供了强有力的实验依据。
结果
01 Sub锥体神经元双向调控海马癫痫发作
关键在于，研究方案者借力钙正离子激光散斑系统观察植物海马癲痫大起病时锥体运动感觉面神经末梢元的工作发展，将AAV- CaMKIIα-Gcamp6s病菌肌注于海马下托（Subiculum, Sub），并埋入电信光纤。表明在局灶性癲痫大起病（focal seizure, FS）和继发身上性癲痫大起病（Secondary generalized seizure, sGS）期间内海马下托锥体运动感觉面神经末梢元活动形式新增（图1a-c）。c-Fos毕竟表明，大局部被激发的运动感觉面神经末梢元为谷氨酸能运动感觉面神经末梢元，且激发的玩法留存下托亚区特喜欢的人，重要集结在下托的深层次（图1f,g）。 己经，学习者将AAV-CaMKIIα-hChR2-EYFP和AAV-CaMKIIα-ArchT-EGFP各分为打瘦脸针于WT小鼠海马下托区（图1h），在电烧着癫娴病起病建模 中，光隐性基因更改密码下托锥体运动周围中枢神经元使得了癫娴病习惯起病平衡等级、拉长后尖端放电时程（after-discharge durations, ADD）并限制了来到sGS需要备考电刺击机会；仰制下托锥体运动周围中枢神经元则减小癫娴病起病并缩减ADD，且提升了达到FS和sGS需要备考的电刺击机会（图1i-k）。表示了下托锥体运动周围中枢神经元对海马癫娴病起病具备横向国家宏观调控效果。
图1 Sub锥体神经元双向调控海马癫痫发作
02 SUB-ANT谷氨酸能投射环路双向调控颞叶癫痫发作
进这一步，利用新冠病毒媒体示踪科技及c-Fos复染看见，下托的谷氨酸运动感觉神经元向丘脑前核（anterior nucleus of thalamus, ANT）投到，为核验该信号环路在海马颠娴发展方式中的使用，分析者在小鼠SUB区皮下注射AAV-CaMKIIα-hChR2-EYFP，并在ANT埋入光纤宽带（图2a）。看见光隐性基因启用SUB-ANT投到信号环路可力促海马颠娴发展游戏游戏等级并廷长完完全全烧着的情况下sGS的后击穿时程和总时间表（图2b-f）。凡此种种，利用光隐性基因学压制SUB-ANT投到信号环路可延长海马颠娴发展游戏游戏等级，还缩短sGS的ADD和全面的性发展时间表（GSD）（图2i-n），他们最后建议了，海马下托的谷氨酸运动感觉神经元向丘脑前核的投到信号环路双边调节作用颞叶颠娴的发展。
图2 Sub谷氨酸神经元向ANT的投射通路双向调控颞叶癫痫发作
03 SUB-ANT和SUB-EC环路对海马癫痫发作产生相反的作用
学习者重新对Sub别中游投影区域中（EC：entorhinal cortex 内嗅皮层, NAc：nucleus accumbens 伏隔核, MMB：mammillary bodies 乳房体）开展学习，使用光遗传的学技术设备出现 ，克制SUB-EC投影径路时可推动海马是癫痫症反复病发（图3）。
图3 SUB-EC、SUB-MMB和SUB-NAc环路在癫痫发作中发挥不同的作用
接到地面上来，探索者利用向WT小鼠海马CA1接种器海人酸（Kainic acid, KA）引诱急性组织化颞叶癫娴型号做进十步查验，诗人将AAV-CaMKIIα-hM4Di-mcherry接种器小鼠海马下托，并在ANT或EC埋入防水套管以精准性的给CNO中药（图4a,b）。找到利用自身物理遗传病学压制Sub-ANT信号通道可化解癫娴出现问题；而压制Sub-EC信号通道则促进会癫娴出现问题。
图4 SUB-ANT和SUB-EC环路在KA诱导慢性TLE发作中产生相反的作用
特征提取出现没想到，分析者依托于逆标有机染料记号知道Sub深度的谷氨酸能中枢运动感觉神经末梢元投到到ANT；Sub浅部的谷氨酸能中枢运动感觉神经末梢元投到到EC（图5a-d）。之后，能够 特异在谷氨酸能中枢运动感觉神经末梢元轴突下端表示GCaMP6组件知道，在FSs和sGSs的时候，Sub-ANT的钙电磁波抗压挠度增高；Sub-EC的钙电磁波荧光抗压挠度下降（sGSs的时候先暂时增高后减少），显示信息了海马下托两人的不同于的锥体中枢运动感觉神经末梢元亚群能够 的不同于的投到玩法对海马癫娴病大发作发挥出来反向的用处（图5e-n）。
图5 SUB-ANT和SUB-EC环路对海马癫痫发作产生相反的作用
04 SUB-ANT中HCN通过调控突触可塑性促进海马癫痫发作
凭借电生理学数据看见，投映到ANT的Sub谷氨酸能面脑神经元普遍存在超极化更改密码环核苷酸门控阳化合物（hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated cation, HCN）清算工作区基本功能和更强的面脑神经元簇状自放电特性，中医HCN清算工作区在熄灭建模方法中可有明显克服颠痫出现问题分等级（图6a,b）。 HCN1亚型是啮齿类节肢动物下托中形容最丰富性的另外一种HCN检修出入口亚型，为此作家学习探讨了记忆性敲除映射到ANT或EC的Sub锥体感觉脑周围神经元中HCN1能否会直接影响感觉脑周围神经元充放及海马颠痫犯病，将Cav2-Cre注入到WT小鼠ANT或EC中，AAV-EF1α-DIO-miR30shRNA(Hcn1)-mCherry注入到Sub区（图6c），遇到在海马电燃烧颠痫犯病绘图中，记忆性下跌Sub-ANT感觉脑周围神经元中HCN1的形容可避免颠痫犯病（图6）。进一大步学习探讨遇到，SUB-ANT中HCN检修出入口能够 干预突触可韧度推动会海马颠痫发生的。这个没想到提示卡了SUB-ANT来源于HCN检修出入口推动会的簇状充放性能，故而减弱了颞叶颠痫的成型和类化。
图6 SUB-ANT中HCN通道通过调控突触可塑性促进海马癫痫发生
结论
该研究的第一作者为浙江中医药大学药学院博士后费凡，浙江大学的硕士研究生王霞及浙江中医药大学中医药科学院的徐层林研究员为共同第一作者。陈忠教授、汪仪研究员和徐层林研究员为本文的共同通讯作者。研究受到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金优青项目、浙江省自然科学基金重大项目等的资助。
| AAV2/9-CaMKIIα-GCaMP6(s) | AAV2/8-CaMKIIα-hChR2-eYFP |
| AAV2/9-CaMKIIα-ArchT-eGFP | AAV2/9-CaMKIIα-eGFP |
| AAV2/9-CaMKIIα-hM4Di-mCherry | AAV2/9-CaMKIIα-mCherry |
| AAV2/9-EF1α-DIO-miR30shRNA (Hcn1)-mCherry | |
