Baidu
map

PLoS Bio:舒友生等发现癫痫条件下长时程抑制性信号的增强

2012-05-19 中科院昆明动物研究所 中科院昆明动物研究所

图注: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。 5月8日,国际著名杂志PLoS Biology在线发表了上海生科院神经所研究人

图注: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。

5月8日,国际著名杂志PLoS Biology在线发表了上海生科院神经所研究人员的最新研究成果“Enhancement of asynchronous release from fast-spiking interneuron in human and rat epileptic neocortex,”,文章中,研究者发现了癫痫条件下长时程抑制性信号的增强现象。

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。中科院神经所舒友生研究组发现了在癫痫条件下抑制性系统的新变化,即快发放中间神经元(FS)的非同步化GABA释放在癫痫组织中被显著性增强,并对其机制进行了探讨。该工作主要由博士研究生江漫等完成,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。

神经递质的释放一般都是和动作电位紧密偶联(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。为了揭示癫痫发生的机制,以往的研究主要集中在同步化GABA释放的改变。由于癫痫条件下神经元的膜电位会强烈去极化并伴随高频动作电位的发放,因此研究神经元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FS神经元和锥体细胞(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神经元的自突触(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被显著增强。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,为癫痫条件下的神经网络提供更强的长时程抑制信号,进而改变网络的电活动。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。

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。(生物谷Bioon.com)

doi:10.1371/journal.pbio.1001324
PMC:
PMID:

Enhancement of Asynchronous Release from Fast-Spiking Interneuron in Human and Rat Epileptic Neocortex

Man Jiang1, Jie Zhu1, Yaping Liu1, Mingpo Yang1, Cuiping Tian1, Shan Jiang1, Yonghong Wang1, Hui Guo2, Kaiyan Wang3*, Yousheng Shu1*

Down-regulation of GABAergic inhibition may result in the generation of epileptiform activities. Besides spike-triggered synchronous GABA release, changes in asynchronous release (AR) following high-frequency discharges may further regulate epileptiform activities. In brain slices obtained from surgically removed human neocortical tissues of patients with intractable epilepsy and brain tumor, we found that AR occurred at GABAergic output synapses of fast-spiking (FS) neurons and its strength depended on the type of connections, with FS autapses showing the strongest AR. In addition, we found that AR depended on residual Ca2+ at presynaptic terminals but was independent of postsynaptic firing. Furthermore, AR at FS autapses was markedly elevated in human epileptic tissue as compared to non-epileptic tissue. In a rat model of epilepsy, we found similar elevation of AR at both FS autapses and synapses onto excitatory neurons. Further experiments and analysis showed that AR elevation in epileptic tissue may result from an increase in action potential amplitude in the FS neurons and elevation of residual Ca2+ concentration. Together, these results revealed that GABAergic AR occurred at both human and rat neocortex, and its elevation in epileptic tissue may contribute to the regulation of epileptiform activities.

版权声明:
本网站所有内容来源注明为“梅斯医学”或“MedSci原创”的文字、图片和音视频资料,版权均属于梅斯医学所有。非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明来源为“梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章,或“梅斯号”自媒体发布的文章,仅系出于传递更多信息之目的,本站仅负责审核内容合规,其内容不代表本站立场,本站不负责内容的准确性和版权。如果存在侵权、或不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (1)
#插入话题
  1. [GetPortalCommentsPageByObjectIdResponse(id=1916888, encodeId=ee001916888f3, content=<a href='/topic/show?id=4f26341994' target=_blank style='color:#2F92EE;'>#Bio#</a>, beContent=null, objectType=article, channel=null, level=null, likeNumber=48, replyNumber=0, topicName=null, topicId=null, topicList=[TopicDto(id=3419, encryptionId=4f26341994, topicName=Bio)], attachment=null, authenticateStatus=null, createdAvatar=, createdBy=12de429, createdName=sunylz, createdTime=Mon Dec 10 08:16:00 CST 2012, time=2012-12-10, status=1, ipAttribution=)]
    2012-12-10 sunylz

相关资讯

J Neurosci:脑震荡可致大脑功能障碍

近日,来自弗吉尼亚州立邦连大学(VCU)的研究者表示,轻度的脑部损伤可以导致长达数日的大脑功能明显异常,这就能解释为什么因为运动、事故等引发的脑部损伤患者会出现神经学上的某些症状。相关研究成果刊登在了5月份的杂志Journal of Neuroscience上。 研究者致力于外伤性脑部损伤研究(TBI),研究者试图去理解并研究经过创伤后的患者大脑结构和功能性的改变,这个问题目前研究者并不清楚。以

Nat Methods:机器人可自动探查活体脑细胞内部运作

据物理学家组织网近日报道,美国麻省理工学院和佐治亚理工学院研究人员开发出利用机器人操纵来自动发现和记录活体大脑中神经元信息的方法,即用一种全细胞膜片钳制动一个微小的空心玻璃针,在神经细胞的膜上开孔,以记录其内部电活性。该研究成果刊登在5月6日《自然-方法》期刊上。 这种深入大脑中神经元内部运作的方式可提供大量有用的信息,如电活性模式、细胞内部状况、甚至基因在某一时刻被闭合的剖面。然而,能够实现这

Nat Neurosci:相似冲动行为牵涉不同大脑区域

近日,国际著名杂志《自然—神经科学》Nature Neuroscience在线刊登的一项报告中指出,相似冲动行为牵涉不同大脑区域。虽然注意力缺失过动症(ADHD)和药物滥用都一直被认为和冲动行为有关,但未成年人的ADHD和药物滥用却分别牵涉到不同的大脑网络。 Robert Whelan等人使用功能性磁共振成像对近2000名未成年人的大脑活动进行追踪,监控他们在突然接收到“停止”指令时,大脑是如何

Science:维生素K2,帕金森氏症患者的新希望?

近日,神经学家Patrik Verstreken等人成功解开导致帕金森氏服用维生素K2的遗传缺陷。他的发现为帕金森氏症患者带来了希望。这项研究刊登在权威杂志Science上。 Patrik Verstreken说我们的研究显示,服用维生素K2可能帮助帕金森氏症患者。然而,需要开展更多的研究工作以更好地理解其中机制。 这种神经退行性疾病的确切原因尚不清楚。然而近年来,科学家已经能够确定一些遗传缺

Neuron:科学家发现导致遗忘的机制

人们通常认为记忆最重要的一点是维持自我认知,但通常很少关注遗忘的过程,不管是那些恐怖的经历还是日常琐事。尽管遗忘时刻都在发生,但是人们对于遗忘过程中的分子、细胞学以及内在的大脑遗忘机制仍然是知之甚少。   现在,根据2012年5月10日发表在Neuron杂志上的一项研究报道,来自佛罗里达的科学家们已经准确的描述了形成记忆及清除记忆的重要机制。 “这项研究着重关注遗忘过程中的分子

Nat Rev Neurosci:X标记的胞吐点 预示囊泡融合模式

越来越多的证据表明,海马中的快速刺激性突触在突触传导期间使用了胞外分泌的两种模式:全衰竭的融合(FCF),以及一种不完全的囊泡融合形式,被称为“吻与跑”(K&R)。Park等人如今指出,一个囊泡在融合之前在激活区度过的时间,以及融合影响的位点无论囊泡是否经历了FCF或K&R。 囊泡动力学以及K&R胞外分泌的存在一直颇受争议,这部分是由于很难实时以及高分辨率地确定突触囊泡的

Baidu
map
Baidu
map
Baidu
map