低频率电刺激(LFS)为难治性癫痫的治疗提供了新的选择。LFS癫痫灶点以外脑区可以有效抑制病人和实验动物的癫痫发作。但是,LFS靶点的选择和优化需要进一步研究。海马CA3区是癫痫产生和传播环路中的一个重要位点,因此本研究分别观察了LFS海马CA3区对大鼠杏仁核电点燃癫痫的形成和大发作的作用。此外,谷氨酸在癫痫形成和发作过程中扮演重要角色。在癫痫病人和动物实验中都发现,癫痫大发作后谷氨酸代谢的关键酶谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase,GS)功能下降,但是癫痫形成过程中GS作用还不清楚。因此本研究还观察了大鼠杏仁核电点燃癫痫形成过程中,GS表达和活性的变化及其在癫痫形成过程中的作用以及LFS的影响。我们的研究旨在为阐明癫痫发生的机制提供新的思路,也为早期干预癫痫发生提供实验依据。1低频率电刺激大鼠海马CA3区抑制杏仁核电点燃癫痫形成我们发现,在海马CA3区给予LFS(单向方波脉冲,1 Hz,15min,100μA,0.1ms/脉冲),明显抑制了杏仁核电点燃诱发的癫痫活动的持续时间,延缓了从局部发作进展到全面性发作的进程。并且,LFS组大发作潜时明显延长,持续时间(generalized seizure duration, GSD)明显缩短,表明LFS可以明显抑制癫痫活动的传播及发作的严重程度。此外,LFS可阻止反复点燃引起的后放电阈值的下降,并提高大发作阈值,提示LFS可降低动物对大发作的易感性。这些结果表明,LFS海马CA3区能够抑制癫痫形成,可能是颞叶癫痫治疗的一种潜在手段。2低频率电刺激大鼠海马CA3区模式依赖地影响杏仁核电点燃癫痫大发作给予SD大鼠杏仁核每天一次电刺激至完全点燃,然后给予海马CA3区不同模式的LFS(1Hz,100μA,15min,单脉冲0.1 ms)。刺激后立即给予(Post-treatment)LFS明显降低大发作的严重程度和易感性,而刺激前给予(pre-treatment) LFS对大发作的抑制作用较弱。在没有癫痫电点燃刺激的前提下,连续每天给予LFS,不仅不能减弱之后的癫痫发作,而且还拮抗了Post-treatment的抗癫痫作用。这些结果提示,低频率电刺激海马CA3区对癫痫大发作的作用具有刺激模式的依赖性。在合适的低频率电刺激模式下,海马CA3区有可能成为癫痫治疗的潜在靶点。3大鼠杏仁核电点燃癫痫形成过程中,同侧齿状回GS一过性功能上调与癫痫形成有关,可能是LFS抑制杏仁核电点燃癫痫形成的机制之一杏仁核电点燃癫痫进展到4级时,同侧齿状回(dentate gyrus, DG)GS的表达和活性都出现上调。4级GS表达增加之前,在同侧DG区给予低剂量GS的选择性抑制剂甲硫氨酸硫酰亚胺(methionine sulfoximine, MSO,5 or 10μg/2μ1),可剂量依赖地降低癫痫发作的严重程度和易感性；而大剂量MSO(20μ/2μl)加快了电点燃癫痫的进程。给药后动物癫痫进展到4级时同侧DG区GS的表达仍然上调,再次给与MSO 10μg/2μl依然可以抑制癫痫进程。用nicroRNA干扰技术不同程度抑制同侧DG区GS表达也得到相似结论。并且,同侧DG区微量注射特异性星形胶质细胞毒-左旋氨基乙二酸(L-alpha-aminoadipic acid, L-AAA,5μg/2μ1)产生的癫痫抑制作用与10μg MSO相似。在电点燃过程中低频率电刺激海马CA3区可抑制4级时DG区GS的表达上调。此外,在戊四唑(pentylenetetrazole, PTZ)点燃癫痫模型也发现,皮层GS表达和活性的增强。这些结果一致提示,短暂的GS表达和活性增强参与了癫痫的形成过程。在合适的时间适度地抑制GS可抑制癫痫形成。这可能也是LFS抑制杏仁核电点燃癫痫形成的机制之一。