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摘要研究目的：颞叶癫痫（Temporallobeepilepsy,TLE）是常见的耐药性癫痫类型之一，其发病机制仍不清楚。传统癫痫发病理论聚焦于兴奋性谷氨酸能神经系统和抑制性γ氨基丁酸（γ-aminobutyricacid,GABA）能神经系统平衡的失调。临床和动物研究发现，五羟色胺（5-Hydroxytryptamine，5-HT）能神经系统也密切参与了癫痫的发病机制中，但其功能存在多方相悖的报道。中脑中缝核（Raphenuclei,RN）是向前脑发出投射的5-HT能神经元胞体主要聚集的核团，主要包括中缝背核（Dorsalraphenuclues,DR）和中缝正中核（Medianraphenuclues,MR），由于缺乏选择性的调控方式，不同亚群5-HT能神经元如何精确参与颞叶癫痫的发病依旧不清楚。本研究中，我们聚焦于探究中脑中缝核不同5-HT能神经元亚群在颞叶癫痫中的作用及机制。<br>　　研究方法：在小鼠海马电点燃癫痫模型中，利用光遗传学等特异性调控技术，结合钙信号光纤记录系统、病毒上下游追踪、药理学、深部脑刺激等多学科手段，对中缝核中不同的5-HT能神经元亚群在颞叶癫痫中的作用及机制进行研究。<br>　　研究结果：首先，钙信号光纤显示MR中5-HT能神经元在小鼠海马电点燃模型癫痫发作中的胞体钙活动既存在上升也存在下降，且这种活动的分离主要发生在全身性发作阶段；进一步的轴突钙信号记录显示投射到不同下游脑区的5-HT能轴突在癫痫中的活动也是不一样的，其中投射到癫痫灶点vCA3、内侧隔核（Medialseptum,MS）和外侧下丘脑（Lateralhypothalamus,LH）的5-HT能轴突钙活动在全身性发作的不同阶段表现为不同程度的增加，而投射到僵核（Habenula,Hb）的5-HT能轴突钙活动表现为下降，提示MR中投射特异的5-HT能神经元亚群在癫痫中的活动存在多样性。其次，通过光遗传学选择性激活或抑制MR的5-HT能神经元胞体均对癫痫的形成无作用。但有趣的是，激活MR-vCA3的5-HT能通路显著抑制癫痫的形成过程，尤其是在全身性发作阶段抗癫痫效果显著；而激活MR-Hb的5-HT能通路却加重了癫痫发作，以及激活投射到MS或LH的5-HT能通路则对癫痫发作无明显作用。同时，细胞特异性的病毒逆向追踪结果显示投射到Hb和投射到vCA3的是MR中两群几乎完全分离的5-HT能神经元亚群。这些结果提示5-HT能神经元亚群参与癫痫发作具有环路投射特异性。而顺向和逆向跨单突触病毒追踪又进一步发现MR的5-HT能神经元对位于vCA3颗粒细胞层的谷氨酸能神经元而非GABA能神经元存在直接投射。且通过药理学手段在vCA3局部给与5-HT1A或5-HT3受体拮抗剂可以部分逆转光照MR-vCA3的5-HT能通路产生的抗癫痫作用。除MR外，DR的5-HT能神经元也参与了癫痫发作中。我们发现在癫痫发作中DR的5-HT能神经元钙活动显著增加。光遗传学选择性激活DR的5-HT能神经元对癫痫形成无明显作用，而选择性抑制DR的5-HT能神经元可以对癫痫的形成尤其是形成的后期发挥抑制作用。同时，1-Hz（而非20-Hz和100-Hz）深部脑刺激DR区可以达到类似的抗癫痫作用，且这种作用可以被选择性激活DR的5-HT能神经元所逆转。<br>　　结论：中脑中缝核的5-HT能神经元存在多个投射和分布不同的亚群，它们在颞叶癫痫中的活动和功能存在多样性。只有精准激活MR-vCA3的5-HT能通路或抑制DR的5-HT能神经元才会产生理想的抗癫痫作用，而调控其他亚群则可能对癫痫无作用甚至会产生完全相反的作用。本研究解析了中脑中缝核的多个5-HT能亚群在癫痫中的功能，为临床癫痫精准治疗和药物研发提供理论依据。