基因治疗癫痫

今天给大家带来的文章是癫痫，癫痫是最常见的神经系统疾病之一，在工业化国家，多达10%的人在一生中会经历一次癫痫发作，3-4%的人会发展为癫痫。 在中国约有900万左右的癫痫患者。或许大家曾遇到过这种突发癫痫的病人，但是相信大部分人可能就跟我一样只在电视剧里看到过癫痫发作的样子，对于这种疾病，印象里的特征是上一秒可能人还在好好的，突然就意识丧失，人躺在地上全身抽搐，这是癫痫患者癫痫发作，其实癫痫患者不仅仅会癫痫发作，同时，他们可能存在神经行为和神经精神症状，这些症状以前被认为是癫痫的结果。癫痫的病因复杂多样，例如遗传，免疫疾病，代谢性疾病等等，还有少部分人，找不到病因。

目前对于癫痫治疗的方法也很多样，药物治疗，手术治疗等等，这些都是我们所熟知的方法。今天我们给大家介绍的文章，近期发表在《SCIENCE》上，利用一种创新型的基因疗法，特异性的识别在癫痫发作过程中持续性兴奋的神经元，促使其细胞内高浓度钾离子快速外排，从而实现癫痫的阻断。

在我们开始正式讲解实验过程之前，先了解一下两个基本背景：

第一个，c-FOS蛋白是一个转录因子，其主要作用是响应外界刺激，开启细胞核内特定基因的表达。由于蛋白水平的迅速增加，c-Fos被称为“即刻早期反应基因”。同样在神经元持续性放电诱发癫痫的过程中，神经元接收上游输入信号而激活后，也会促使c-FOS的快速表达。利用此特点，结合基因工程方法，将c-FOS结合的启动子区域序列，连接到目的基因5‘端，即可实现在激活细胞中特定基因的表达。

第二个，EKC：基因工程优化的钾离子通道。主要利用钾离子电压门控通道 Kv1.1蛋白骨架进行结构优化，可帮助神经元快速释放胞内高浓度钾离子，降低神经元膜内电位，从而有效阻断癫痫发作（2b）

下面我们来讲一下实验过程

首先研究人员在体外进行实验，EKC蛋白的表达，可以有效地降低神经元受到外源诱发刺激后的放电频率（2d）。

接下来研究人员利用腺相关病毒载体，向小鼠的视皮层注射cfos-EKC，两周后使用PTZ（戊四唑）诱导癫痫发作，癫痫发作后两小时收集组织样本，观察海马内神经元放电情况，cfos-EKC处理的神经元的动作电位发生显著降低（3ac）。而后，研究人员对于cfos-EKC系统抑制癫痫发作的时效性做了进一步研究，结果发现该系统在短时间（1d）内可以有效阻止癫痫复发，而在较长时间跨度的测试中，抑制能力变弱，原因可归结于EKC蛋白随时间延长后的自发性降解。（3egh）。通过行为学实验测试，EKC蛋白的表达不会影响小鼠正常的行为与精神状态（4abd）。

该实验一方面证明了这种新的基因疗法可以减少癫痫的发作，且不会对其他神经功能产生影响，另一方面为其他以回路为特征的神经和精神疾病的治疗提供了新的思路。