生物学家发现大脑蛋白质与癫痫抑制之间的联系
抑制癫痫发作是艺术与科学学院生物系两名成员撰写的一篇原创研究文章的焦点——他们有图片证明了这一点。
生物学副教授詹姆斯·休伊特(James Hewett)和生物学和神经科学博士候选人龚一凡(Yifan Gong)合著了一篇关于大脑中一种叫做t细胞内抗原-1 (TIA-1)的蛋白质的文章。他们的文章最近登上了那家著名杂志的封面神经科学.
休伊特和龚的研究对癫痫症有了新的认识慢性神经障碍反复发作的以反复发作的、无缘无故的发作为特征的
“TIA-1以其在细胞压力下调节基因表达的能力而闻名,”休伊特说,他研究的是抑制大脑中导致癫痫发作的严重电风暴的过程。“我们怀疑TIA-1与癫痫抑制有关,但我们的发现表明了其他东西。”
他和龚对大脑中被称为环氧合酶-2 (COX-2)的酶的功能很感兴趣。这种酶产生前列腺素——一种化学信使,有助于完成正常任务,包括学习和记忆。
他们的研究表明,癫痫发作抑制与神经元中COX-2表达的增加有关。
“我们的研究结果提出了一种可能性,即大脑中神经元COX-2的表达水平可能是癫痫发作阈值的决定因素(电活动的自然设定值,超过这个值就会发生癫痫)。这表明,更好地理解大脑中COX-2表达的调节可以为抑制癫痫发作诱导的分子机制提供新的见解,”训练有素的药理学家休伊特补充道。
正是在这样的背景下,他和龚试图理解COX-2和TIA-1之间的关系。几个月来,他们在休伊特位于生命科学中心的实验室里工作,计划、进行和分析他们的实验。龚甚至创造了该领域第一个TIA-1在正常大脑中的综合表达谱。他的部分分析发表在《神经科学》杂志的封面上。休伊特说:“TIA-1在正常大脑中起什么作用,如果有什么作用的话,目前还不完全清楚。”
他继续说:“因为已知TIA-1可以抑制其他细胞中的COX-2表达,我们推断TIA-1基因的失活将增加神经元中的COX-2表达,从而增加对急性癫痫发作的抗性。”而Yifan的论文研究发现TIA-1对COX-2没有影响表达式在神经元中,也没有在正常大脑的癫痫控制中发挥作用。”
同样令人惊讶的是,龚发现TIA-1似乎可以抑制癫痫发生,这是正常大脑变成癫痫的渐进过程。“我的研究是为了理解分子机制特别是癫痫的基因癫痫发作产生和癫痫发生,”他说。
龚是休伊特在雪城大学的第一个博士生,她计划在今年夏天晚些时候与休伊特合著一篇后续论文。
“癫痫可以在我们一生中的任何时候获得,”休伊特说大脑创伤、感染和癌症是主要的危险因素。“治疗和预防措施仍然难以捉摸,抗癫痫药物耐药的发生率是临床限制。更好地了解神经调节剂的功能,如COX-2和TIA-1,可能有助于确定治疗癫痫的新治疗靶点。”
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