不同昼夜节律时间对齿状回和CA1区兴奋-抑制平衡及癫痫发作阈值的调节作用

《Molecular Brain》：Differential circadian time modulates of dentate gyrus and CA1 excitation-inhibition balance and seizure threshold

　　

摘要

昼夜节律调节癫痫发作阈值和神经元兴奋性。颞叶癫痫发作往往在白昼阶段比夜间阶段更为频繁，然而齿状回（DG）颗粒细胞表现出升高的固有兴奋性，而CA1锥体神经元则在夜间表现出增强的突触兴奋性。在此研究中，我们以雄性成年ICR小鼠（8-10周龄）为实验对象。通过全身注射毛果芸香碱药理学诱发起急性发作，同时通过AAV（pAAV2/9-CaMKIIα-hChR2（H134R）-EYFP）递送后进行光遗传刺激（10 Hz，20 ms脉宽，5 mW 473 nm蓝光）诱导出特定区域的海马癫痫发作。结合连续视频脑电图（vEEG）记录、光遗传诱导发作实验、mRNA测序和全细胞膜片钳电生理学技术，我们研究了齿状回（DG）和CA1亚区中昼夜节律对神经元兴奋性和发作阈值的调节作用。我们的结果表明，DG和CA1区域之间存在不同的发作阈值昼夜节律调节。值得注意的是，CA1的日夜间发作阈值模式重现了全身毛果芸香碱诱发发作模型中观察到的模式。我们进一步证实，昼夜节律对DG和CA1中海马主神经元的兴奋性/抑制性突触传递和固有兴奋性发挥不同的调节作用。总之，本工作强调了区域特异性的昼夜节律对发作易感性和大脑兴奋-抑制平衡的控制。阐明昼夜节律对海马生理和发作阈值的影响将提高抗癫痫治疗的转化价值，并指导时间分层的癫痫干预策略。