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大电导钙激活钾离子通道(Large-conductance Ca2+-activatedK+channel,BK channel)广泛分布在兴奋性和非兴奋性细胞中,参与包括调节脑内神经元兴奋性、控制神经递质释放等多种重要的生理功能。Martentoxin(MarTX)是一种从东亚钳蝎(Buthus martensi Karsch,BmK)粗毒中提取的由37个氨基酸残基组成的短链多肽毒素。本文着重研究了在急性惊厥模型、慢性点燃模型以及KA颞叶癫痫模型中BK通道及其辅助亚基的动态表达变化,探讨BK通道在癫痫发病过程中的作用。研究结果如下:1.BK通道PTZ诱导的急性惊厥模型和慢性点燃模型的脑内均异常表达,被VPA所干预或慢性点燃失败后异常表达有所减弱。经免疫共标检测,异常表达的BK通道主要位于VGluT1阳性兴奋锥体神经元,且分布在整个海马区和皮层,但未在齿状回颗粒细胞上检测到。BK通道辅助亚基β2和β4在癫痫急性模型和慢性模型的表达分布均发生变化,β2亚基在急性模型和慢性模型的海马和皮层表达均升高,但与VGluT1几乎不共标。β4亚基在急性模型的海马和皮层表达升高,慢性模型有所回落,大部分能位于VGluT1阳性的神经元上。2.MarTX能够有效缓解PTZ引起的急性模型和慢性模型的的惊厥复发。海马内注射低剂量(0.1μg)和高剂量(0.5μg)MarTX能延长PTZ诱导的急性模型和慢性模型惊厥复发的潜伏期,剂量依赖地减少惊厥发作总时程,缓解惊厥复发的发作的严重程度。经脑电记录,0.1μg MarTX有效降低PTZ引起的场电位能量激增,抑制β节律含量的提升。通过小波包分解和短时傅里叶变换进一步分析,MarTX能抑制p节律、β节律、γ节律等高频节律的能量的上升,降低整体场电位能量变化。经过离体细胞的电生理记录,MarTX能提升动作电位发放阈值并降低静息膜电位,降低海马神经元的兴奋性。3.LRRC55(新发现的BK通道的辅助亚基)在正常大鼠海马内高表达,在KA颞叶癫痫的发病过程中出现降低。经免疫共沉淀发现,其与海马锥体神经元细胞膜上BK通道p亚基结合。下调LRRC55的表达能显著增加海马锥体神经元BK通道的电流密度,改变激活动力学,增加海马神经元的兴奋性。下调LRRC55的动物表现出对亚惊厥剂量PTZ(35mg/kg)的高敏感性。4.先前研究发现,BmK I(钠通道位点3毒素)和BmK IT2(钠通道位点4毒素)在调节神经元兴奋性的药理功能是相反的,但是BmK粗毒(包含BmK I和BmKIT2)能引起比BmKI更加强烈的通道反应。本研究发现,共同施加BmK I和BmKIT2能够显著增加ND7-23的电压门控钠通道的电流幅值,易化通道的激活。相对于BmK I或BmK IT2的单独给药,两者共给药能引发更大的钠电流且使激活曲线向更加负向移动,显著延缓DRG型电压门控钠离子通道的失活。本文研究结果提示:1.BK通道的异常表达是癫痫发生的病理基础,异常表达的BK通道为Ⅱ型BK通道(p+β4)即神经型BK通道,β2亚基可能与癫痫慢性期神经元突触可塑性变化有关;2.MarTX对急性模型和慢性模型的复发具有抗惊厥效应;3.LRRC55通过抑制BK通道的上膜,调制海马锥体神经元的兴奋性;4.BmK IT2能正协同增强BmKI对电压门控钠通道的药理学功能,增加神经元兴奋性。本工作结果有助于了解BK通道在癫痫等相关疾病上的功能变化,为后续药物如抗癫痫药的开发提供重要的依据。