脑出血后局部γ-氨基丁酸受体的变化及对癫痫的作用研究

Intracerebral hemorrhage（ICH）is one of the most severe central nervous system diseases, accounts for 15% of human death, usually accompanied with complications. Epilepsy is one of the most common complications after ICH severely impacting the quality of your life, with the incidence of 2.7%-17%. Iron is considered as an important factor causes epilepsy after ICH. The primary mechanism is related to the free radical released from the oxidation-reduction reaction. However, the changes of neuron, neural transmitters and receptors affected by iron are still not clear. GABA receptors are the main inhibitory receptors on the neuron membrane, which can suppressed the neuron activities. However, these receptors were found up regulated in some chronic epilepsy. Similar with our findings, we also demonstrated the over expression of GABA receptors in an iron-induced epilepsy rat model. Thus, we hypothesis that the abnormal imbalance of the excitatory/inhibitory efficiency may contribute to the epileptogenesis. In this study, we plan to reveal the relationship among iron concentration, epilepsy degree and excitatory/inhibitory efficiency, and then adjust the excitatory/inhibitory receptors to record the epilepsy mode. Our objective is to provide a basis for epilepsy treatment after ICH.

脑出血（ICH）是一种严重的神经系统疾病。癫痫是ICH后的一类常见并发症，发生率为2.7%-17%，是ICH治疗过程中不能忽视的重要环节。一般认为，癫痫发作是由于局部兴奋性效能增高和抑制性效能降低有关，但有时抑制性效能却会出现反常升高现象。γ-氨基丁酸（GABA）是脑内重要的抑制性神经递质，GABA能神经元的活跃能够抑制脑内神经元的电活动，但在我们前期的FeCl3诱发大鼠慢性癫痫实验中， GABA效能却出现上调。对此我们猜测，ICH后局部抑制能升高现象是导致癫痫发作的可能机制，有待进一步探究。据此，本项目将首先建立铁离子诱发癫痫大鼠模型，模拟ICH后癫痫，明确铁离子浓度-癫痫发作程度-抑制性效能三者的变化关系；然后通过在大鼠局部皮层内调节神经递质受体，构建局部GABA能升高的大鼠模型，观察癫痫发作情况；最后通过反向治疗尝试控制铁离子诱发癫痫大鼠的症状，为该病的临床治疗提供依据。

脑出血后癫痫是一类常见并发症，药物治疗为主，但部分患者易产生耐药性。然而对于脑出血后癫痫的具体机制，目前尚缺乏相关的基础研究报道。因此，详细探究脑出血后癫痫的发病机制，对于缓解患者症状和预后都是十分必要的。本项目第一部首先计算机模拟，采用Hindmarsh-Rose组成的神经元模型，自由连结构成一定兴奋/抑制神经元比例的集群，相互连接权重符合高斯分布。其中兴奋性神经元突触均值和方差固定，抑制性神经元均值可变而方差一致。我们首先构建了800个Hindmarsh-Rose神经元构成的集群，其中可调节参数为兴奋/抑制神经元个数比例，以及抑制性突触权重分布的均值。通过逐步增加抑制性神经元的比例以及抑制性突触权重分布的均值，我们发现集群整体的动作电位同步化整体呈下降趋势，与常理相仿。但有趣的是在下降过程中会出现集群同步化反常升高阶段。以上提示了抑制性在神经元集群同步化中的作用，对癫痫成因和治疗具有一定参考价值。第二部分通过小鼠腹腔注射海仁酸，制造癫痫大发作动物模型，使用Plexon多通道脑电采集系统，32导Tereode电极记录小鼠海马CA1区的神经元活动变化，发现给药后Spike频率显著升高。而之后使用丙戊酸钠（可增强GABA活性）腹腔注射给药后，CA1区神经元活动明显回落，而后反常升高，之后再次回落。第三部分通过铁离子皮层内注射制造脑出血后大鼠慢性局灶性癫痫模型，发现癫痫大鼠病灶周围小清蛋白标记的神经元数目较对照大鼠升高，同时GABA受体亦明显升高。而使用铁离子螯合剂和卡马西平均可使抑制大鼠癫痫发作，但卡马西平并不降低病灶周围抑制神经元密度以及GABA受体的含量。上述结果提示慢性局灶性癫痫的发生和维持可能与局部抑制性升高有关。脑出血后局灶性癫痫的发生可能与局部抑制性效能反常升高有关，因此与提升GABA能相关的药物对于此类癫痫效果甚微。发现有助于制定更加合理的抗电线策略以及研发新型抗癫痫药物。

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