苔藓脑细胞与记忆丧失和癫痫发作相关

小鼠研究的新发现表明,苔藓细胞的丧失可能导致癫痫形式的癫痫发作和记忆问题。斯坦福大学的Ivan Soltesz博士

大脑中的一小组细胞可以对癫痫小鼠模型中的癫痫发作和记忆有很大影响。根据科学的一项新研究,苔藓细胞减少可能导致颞叶癫痫(TLE)惊厥性癫痫发作以及患有该疾病的人经历的记忆问题。该研究由美国国立卫生研究院的部分国立神经疾病与卒中研究所(NINDS)资助。

“苔藓细胞在癫痫中的作用已经有数十年的争论。这项研究揭示了这些细胞在疾病中的重要性,研究结果表明,预防苔藓细胞的损失或寻找激活它们的方式可能是潜在的治疗靶点,“NINDS项目总监Vicky Whittemore博士说。

以覆盖其表面的茂密苔藓状突起命名的苔藓细胞位于海马区,海马是已知在记忆中起关键作用的大脑区域。苔藓细胞的丧失与TLE有关,但不清楚在疾病中起什么作用。使用最先进的工具,加利福尼亚州帕洛阿尔托斯坦福大学神经外科和神经科学教授Ivan Soltesz博士及其团队能够打开和关闭苔藓细胞,以追踪它们在小鼠癫痫模型。

“如果没有技术的快速发展,这项研究就不可能实现,部分归功于BRAIN倡议,该倡议鼓励科学家开发创新仪器和研究大脑的新方法,”Soltesz博士说。 “我们可以操纵小鼠海马中的特定脑细胞,这一点非常重要。使用21世纪的工具使我们比以前更加接近解开这种使人虚弱的疾病背后的奥秘。“

在TLE中,许多癫痫发作称为局灶性癫痫发作,起源于大脑的一部分,在脑电描记术(EEG)扫描中可见,表明大脑的电活动。这些癫痫发作会导致抽搐或奇怪的味道或嗅觉等症状,许多TLE患者可能不知道这些症状是癫痫发作。有时,局灶性癫痫发作可能会扩散到整个大脑,从而导致不自主的肌肉痉挛或惊厥,从而影响肢体和身体其他部位以及意识丧失。

当Soltesz博士的小组在小鼠的脑电图扫描中检测到局灶性癫痫发作时,他们开启或关闭了苔藓细胞,以查看它们是否对癫痫发作有任何影响。研究人员发现,打开细胞可以防止局灶性癫痫发作转变为惊厥性疾病。然而,当苔藓细胞被关闭时,惊厥性癫痫发作更可能发生。苔藓细胞对局灶性发作的发生只有轻微的影响。

“这是我们第一次专门证明苔藓细胞活动可以控制惊厥性癫痫发作,”医学博士,医学博士Anh Bui说。加州大学尔湾分校的学生,以及论文的第一作者。 “这些老鼠失去了大部分苔藓细胞,但我们只能通过操纵少量存活细胞就能看到效果。”

TLE患者经常在思维和记忆长期问题上经历短暂的变化。 Soltesz博士和他的同事们研究了苔藓细胞在两种特定类型的记忆中的作用:物体识别和空间记忆,这是指识别物体的位置和在环境中的航行。在这些实验中,将小鼠放入具有两个相同物品的小室中。第二天,其中一个项目被替换为另一个项目(以测试对象识别)或移动到另一个位置(以测试空间记忆)。

癫痫小鼠在空间记忆任务方面遇到困难,但它们识别物体的能力不受影响。此外,关闭健康小鼠中的苔藓细胞也导致了这些动物的空间记忆问题。这些发现表明,苔藓细胞的减少可能导致惊厥性癫痫以及记忆障碍。

需要更多的研究来进一步了解苔藓细胞在癫痫发展中的作用及其在疾病早期的作用。

发表:Anh D.Bui等,“Dentate gyrus mossy cells control spontaneous convul​​sive seizures and spatial memory,”Science Science 201 Feb 201: 359,Issue 6377,pp.787-790; DOI:10.1126 / science.aan4074

资料来源:国家神经疾病和卒中研究所的Barbara McMakin



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