科学家们研究癫痫发作的新机制，以确定治疗靶点

10%的美国人在一生中经历过癫痫发作，300万人被诊断患有癫痫，这是一种慢性神经系统疾病。抗惊厥药物可以缓解导致癫痫发作的神经元过度活跃，但也有严重的副作用，包括认知障碍。

现在，加州大学河滨分校的研究人员Todd Fiacco博士和Devin Binder博士将在接下来的五年里研究神经元过度兴奋的原因，目标是开发出更有效的治疗癫痫等脑部疾病的方法。研究人员将分享美国国立卫生研究院(NIH)作为该项目的联合首席研究员获得的总额超过170万美元的拨款。

除了提高我们对如何大脑细胞相互沟通，研究有可能导致治疗脑部疾病以及癫痫、中风和阿尔茨海默病等疾病。

“我们很高兴有机会在这个项目上合作，”宾德说，他是一名临床医生和医学院生物医学科学副教授。“在过去的两年里，我们一直在合作，为这项研究提供了大量支持数据。”

作为一个神经外科医生，宾德已经与一些癫痫患者这段经历促使他在加州大学河滨分校的实验室里研究癫痫发作的动物模型。

“我治疗过的病人都很痛苦副作用从抗癫痫药物他说。“如果没有新的治疗方法，认知功能受损是预防严重癫痫发作的代价。”

部分问题在于研究人员对癫痫等疾病的传统看法。除了引发癫痫之外多动可以导致细胞死亡；因此，医生开抗惊厥药来减少神经活动穿过大脑，导致副作用。神经元过度兴奋性的原因尚不清楚，但菲亚科和宾德正在收集证据，表明这可能与大脑中被称为星形胶质细胞的膨胀星形胶质细胞有关。

“在大脑中，单个星形胶质细胞包围着数千个突触，”细胞生物学和神经科学助理教授菲亚科说。“通过操纵星形胶质细胞，你有了另一种控制神经元活动的工具。”

这正是菲亚科自2008年来到UCR以来一直在做的事情。在他的实验室里，他利用一种叫做“星形细胞膨胀”的过程来操纵星形胶质细胞。

Fiacco解释说，为了维持平衡的渗透压，星形胶质细胞通过它们特有的称为水通道蛋白4的通道吸收水分。这可能导致星形胶质细胞在神经元活动升高期间选择性膨胀。这种肿胀的一个结果是通过容量调节阴离子通道(VRACs)释放谷氨酸盐等神经递质，这对细胞容量调节至关重要。谷氨酸是大脑中最常见的兴奋性神经递质，它会与神经元上的受体结合，提高神经元的活性。能够在记录神经元活动的同时选择性地操纵星形胶质细胞是nih资助项目的一个关键挑战。

Binder说:“星形细胞肿胀可能是抗癫痫治疗的新靶点。”“高渗盐水治疗可以收缩星形胶质细胞，可能是一种预防大规模癫痫发作的快速而具体的方法。药理制剂也可以用来阻止VRACs释放谷氨酸。感谢菲亚科博士的工作，我们可以量化这些治疗对孤立脑组织的影响在体外．"

在体外工作对于建立测试这些治疗方法的基础至关重要在活的有机体内用活生生的动物。这就是宾德实验室的用武之地。他对癫痫小鼠模型的研究将使他能够测试操纵星形细胞肿胀对癫痫发作阈值的影响。

“我们还计划在癫痫发作前和发作期间测量星形细胞肿胀在活的有机体内用现代成像技术，比如双光子显微镜，”他说。“这就是这个项目的优势所在:能够研究星形细胞肿胀与神经元兴奋性的关系，而不仅仅是在行为层面在活的有机体内而且在细胞水平上也是如此在体外．"

Binder和Fiacco都同意，如果没有UCR的胶质神经元相互作用中心(CGNI)，这种合作就不可能发生，他们都是该中心的成员。

“是该中心的每月会议促进了我们的合作，”菲亚科说。

菲亚科和宾德将在研究项目中得到研究生和实验室技术人员的协助。研究成果将在各种场合发表，包括CGNI会议、UCR CGNI年度研究研讨会以及国内和国际研究会议。