癫痫小鼠大脑中的星形胶质细胞表现出酸性反应癫痫发作加剧

东北大学的研究人员表明，小鼠大脑中的星形胶质细胞会表现出酸性反应，并会加剧癫痫发作。星形胶质细胞的酸反应可能导致兴奋性神经元信号的放大，并且是产生癫痫发生可塑性的潜在驱动力。

2022年11月25日的《大脑》杂志详细介绍了这些发现。

大脑中的细胞可分为神经元和胶质细胞。星形胶质细胞是胶质细胞的主要亚型，控制大脑中的局部离子和代谢环境。

为了更好地了解星形胶质细胞和大脑环境，荧光传感器蛋白在小鼠星形胶质细胞中进行了基因表达。研究人员随后将光纤植入小鼠大脑的外侧下丘脑，发送激发光并记录荧光信号。通过分析用这种新设计的纤维光度法记录的信号，评估了星形胶质细胞的活动，并剖析了局部大脑环境变化的关键组成部分。

利用光信号深入了解实验动物的活体大脑已在最近的神经科学研究中得到广泛应用。尽管占据了大脑的近一半，但星形胶质细胞不会产生电信号，这意味着传统的脑电图研究(通过连接到头皮的电极测量大脑中的电活动)不能应用于研究星形胶质细胞的功能。因此，研究人员转向了光纤光度技术。

长期以来，胶质细胞参与大脑的信息处理、可塑性和健康一直是个谜。我们新创建的纤维光度测定方法为了解健康和患病大脑中神经胶质细胞的生理学提供了一个途径。”

研究人员并不是第一个采用光纤光度技术的人，但之前的大多数研究都忽略了局部血容量和细胞溶质pH值变化对检测到的荧光信号的影响。然而，首席研究研究员YokoIkoma、Matsui博士及其团队扩大了对检测到的荧光信号的分析，以尽可能多地提取当地环境参数。

“这项研究可以与1970年代霍奇金和赫胥黎的壮举相提并论，”松井补充道。“他们从单个动作电位波形中剖析了Na+和K+通道激活的时间过程;而我们能够从检测到的荧光信号中剖析Ca2+、pH和局部脑血容量的变化。生理学的总体目标是解开纠结检测到的信号，并揭示我们可以观察到的背后的基本真相。”

Ikoma说，他们的技术突破可以用来了解局部大脑环境变化在许多大脑病理学中的作用。“一种旨在控制星形胶质细胞pH值的治疗策略不仅可以用于治疗癫痫，还可以用于治疗中风或外伤引起的脑损伤——甚至可以用于痴呆症治疗中的记忆增强。”