锂-毛果芸香碱模型潜伏期CA1锥体神经元兴奋性增强在颞叶癫痫发生中的作用机制

本研究针对颞叶癫痫(TLE)药物难治性机制，通过锂-毛果芸香碱大鼠模型，采用全细胞膜片钳技术系统分析了癫痫发生潜伏期CA1锥体神经元内在兴奋性变化。发现第3天post-SE时神经元呈现最大动作电位频率升高、中等后超极化(mAHP)时程缩短等特征性改变，揭示了早期神经元内在特性改变促进海马网络过度兴奋的新机制，为癫痫发生干预提供新靶点。

　　

颞叶癫痫作为最常见的药物难治性癫痫类型，约30%患者对现有治疗无反应，其核心病理过程——癫痫发生(epileptogenesis)的机制解析成为突破治疗瓶颈的关键。海马CA1区作为控制内嗅皮层活动的"闸门"，其神经元在癫痫早期即发生显著改变。然而，在癫痫发生潜伏期（即首次癫痫持续状态后至自发癫痫发作前的关键窗口），CA1神经元内在兴奋性变化的时空特征及其机制尚不明确。

俄罗斯科学院谢切诺夫进化生理学与生物化学研究所的研究团队在《Neuroscience》发表重要成果，采用锂-毛果芸香碱大鼠模型，通过系统性的电生理分析，首次揭示潜伏期CA1锥体神经元兴奋性动态变化的规律。研究发现第3天post-SE时神经元呈现独特的"超兴奋状态"：最大动作电位频率提升至正常2倍，中等后超极化(mAHP)时程缩短40%，同时伴随静息膜电位去极化、输入电阻升高等膜特性改变。更值得注意的是，出现"尖峰双联体"(spike doublets)的神经元比例显著增加，这种特殊放电模式可能成为癫痫发生的早期电生理标志。这些发现为理解癫痫发生的细胞机制提供了全新视角。

研究采用雄性Wistar大鼠建立锂-毛果芸香碱模型，在SE后1、3、7天获取海马切片进行全细胞膜片钳记录。关键技术包括：水平切片制备（350μm）、电流钳模式下的阶梯电流刺激、Gompertz函数拟合频率-电流曲线(F/I曲线)，以及动作电位阈值、幅度、时程等13项电生理参数的标准化分析。

【动物模型】通过锂-毛果芸香碱诱导SE成功建立TLE模型，潜伏期设定为SE后1-3周。

【切片制备】采用振动切片机获取包含海马的水平切片，人工脑脊液(ACSF)成分配置精确模拟生理环境。

【电生理记录】在30°C恒温灌流系统中，使用2-4MΩ电极记录CA1锥体层神经元，电流钳模式下施加-20至+300pA的阶梯电流刺激。

【兴奋性指标分析】发现第3天post-SE时：

• rheobase电流降低23%
• 最大AP频率从正常组的35Hz增至72Hz
• F/I曲线左移显示兴奋性阈值降低

【被动膜特性】SE后3天呈现：

• 静息膜电位(RMP)去极化约4mV
• 输入电阻(R_i
  )增加35%
• 膜时间常数(τ)延长25%

【动作电位特性】显著改变包括：

• AP阈值升高2.1mV
• 幅度降低8%
• 半宽时程延长15%
• mAHP幅度下降且时程缩短40%

讨论部分指出，这些变化反映了多种离子通道的重编程：T型Ca²⁺
通道上调可能导致"尖峰双联体"现象；A型K⁺
电流下调与AP时程延长相关；HCN通道活性改变影响输入电阻。特别值得注意的是，这些电生理改变呈现"钟形曲线"特征，第3天达峰值后部分参数开始恢复，提示存在自我调节机制。

该研究首次系统描绘了潜伏期CA1神经元兴奋性变化的动态图谱，其发现具有三重意义：

1. 为癫痫发生的"多阶段理论"提供电生理证据
2. 确定第3天post-SE为干预关键窗口期
3. "尖峰双联体"可能成为早期诊断的生物标志物

这些成果不仅深化了对癫痫发生机制的理解，更为开发靶向潜伏期的干预策略提供了理论依据。未来研究可进一步探索这些电生理改变与特定离子通道亚型表达变化的对应关系，以及其与后期自发性癫痫发作的因果关联。