家族性惊厥病是一种罕见的神经系统病变，主要表现为惊跳反射异常，对外界轻微的触碰以及声音刺激便可以表现出异常的惊厥反应。该病通常是由神经系统甘氨酸受体(Glycine receptor，GlyR)突变导致。甘氨酸受体是神经系统一种主要的抑制性神经受体，主要分布在脊髓和脑干部位。目前临床上已经发现几十种致病的甘氨酸受体的突变位点，如R271Q，S267Q以及Q266I等。甘氨酸受体对维持神经系统兴奋-抑制平衡具有很重要的作用。GABAA receptor(GABAAR)与GlyR一样，都属于配体门控的离子通道超家族。依据其不同的亚基组成类型，在神经系统中主要分布在神经元的突触前，突触后以及突触外位置。在家族性惊厥病中，GABAAR的功能如何变化尚不清楚。因此，本课题探究了家族性惊厥病中脑干部位的GABAAR受体的功能。
　　首先，在GlyRα1R271Q以及GlyRα1S267Q两种转基因小鼠中检测了GABAAR的功能。发现这类神经元抑制性的自发放电(sIPSC)频率和幅度都有很大程度的下降。这表明与传统的代偿理论相悖，在家族性惊厥病模型动物中GABAAR与GlyR的功能都是受损的。为了进一步阐明GABAAR功能下降的机制，构建了大量GlyR突变的质粒，并将其与GABAAR共转染，进而研究GABAAR的功能变化。结果表明，只有特定的GlyR突变可以降低GABAAR的功能。推测GABAAR功能下降可能是由于突变的GlyR与其之间形成了相互作用。接下来，采用免疫共沉淀技术(Co-IP)对此进行了检测。结果表明，在共转染的细胞中，GlyRα1R271Q和GlyRα1S267Q与GABAAR之间均存在很强的结合作用，同时在GlyRα1R271Q以及GlyRα1S267Q小鼠上也发现了这种强烈的结合现象。
　　为了进一步明确两种蛋白之间的相互作用方式，将GlyRα1的第271位的精氨基酸突变成9种不同类型的氨基酸。发现只有一些特定类型的氨基酸可以引起GABAAR功能的下降。因此，猜测只有特定的GlyR的突变体可以通过结合并降低GABAAR的功能。随后，发现GlyR的另外一个亚基β可以明显降低GlyR与GABAAR之间的结合，从而恢复GABAAR的功能。同样在转基因小鼠中发现，脑干神经元突触后GABAAR的功能并没有受损，这可能由于GlyR的β亚基的分布主要位于神经元的突触后导致。相反，发现在脑干部位分布在神经元突触前和突触外的GABAAR的功能则明显受损。苯二氮卓类药物是临床上用来治疗家族性惊厥病的经典药物，发现腹腔注射Diazepam可以明显降低小鼠的Startle反应，同时利用α5亚基特异的阻断剂Xli093可以完全阻断Diazepam对转基因小鼠的治疗作用。这些结论表明，脑干部位突触前以及突触外的α5类型的GABAAR功能的下降，可能是导致在家族性惊厥病的另一重要因素。以前的研究表明，α5类型的GABAAR在脑干及脊髓中都有很广泛的方分布。因此，寻求α5类型的GABAAR特异激动剂以及调节剂可能是治疗家族性惊厥病的一个新的靶点。
　　另一方面，依托电生理膜片钳以及电喷雾技术建立了稳定的单个神经元内组分提取和分析技术。这项技术可以快速原位的分析单个神经元中的化学组成。对小鼠海马、前额叶、杏仁核、纹状体等四个脑区内的单个神经元内的化学小分子进行了取样和质谱检测，并验证了传统的Gln-GABA的代谢通路。