大麻二酚降低药物难治性癫痫患者大脑皮层第V层锥体神经元的突触强度与神经元放电Frontiers | Cannabidiol reduces synaptic strength and neuronal firing in layer V pyramidal neurons of the human cortex with drug-resistant epilepsy

环球医讯 / 创新药物来源:www.frontiersin.org墨西哥 - 英文2025-08-21 11:13:32 - 阅读时长3分钟 - 1067字
本研究通过全细胞膜片钳记录技术发现大麻二酚(CBD)可显著降低药物难治性癫痫患者的第V层锥体神经元突触传递强度和内在兴奋性,表现为突触输入电阻下降、膜时间常数延长、超极化诱导"sag"电导减弱,以及动作电位阈值升高。该作用通过抑制电压门控钠离子通道实现,为CBD治疗药物难治性癫痫提供了直接的电生理学证据。
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大麻二酚降低药物难治性癫痫患者大脑皮层第V层锥体神经元的突触强度与神经元放电

本研究首次在药物难治性癫痫(DRE)患者切除的人脑皮层组织中,通过细胞外记录和全细胞膜片钳技术揭示了大麻二酚(CBD)对突触传递和神经元内在兴奋性的影响。实验发现CBD可瞬时抑制谷氨酸能传递,并降低第V层锥体神经元的整体兴奋性。

作用机制

在细胞外记录实验中,CBD灌注导致第I/II层诱发的兴奋性突触后电位(fEPSP)振幅下降约16%,且配对脉冲比值未改变,提示其作用位点在突触后。当使用4-氨基吡啶(4-AP)诱导的自发突触活动模型时,CBD显著减少了突触事件的数量和频率,分别从5.3±1.2个降至1.0±0.5个,频率从11.8±2.7Hz降至2.2±1.6Hz。

全细胞记录显示,CBD通过以下机制降低神经元兴奋性:

  1. 输入电阻降低(从199.9±12.6MΩ降至175.1±11.3MΩ)
  2. 膜时间常数延长(从30.9±3.4ms增至33.7±3.4ms)
  3. "sag"电导振幅减少(从6.2±0.7mV降至4.3±0.7mV)
  4. 动作电位阈值提高(从98.2±10.2pA增至115.7±12.2pA)

在电压钳模式下,CBD对瞬时外向电流动力学无影响,但显著抑制了TTX敏感的内向钠电流(从-64.9±16.5pA/pF降至-32.6±8.4pA/pF),同时延长钠通道失活恢复时间(从3.7±0.4ms增至5.4±0.7ms)。

神经元动力学改变

CBD显著改变了动作电位动力学特征:

  • 峰值振幅降低(135.5±3.4mV→130.9±2.8mV)
  • 放电潜伏期延长(17.1±1.9ms→28.7±4.1ms)
  • 最大复极化斜率减慢(-86.0±8.2mV/ms→-76.2±8.7mV/ms)

在持续去极化刺激下,CBD使规则放电模式转变为不规则放电,伴有沉默期和簇状放电,导致放电频率从15.5±1.2Hz降至11.8±0.9Hz。

临床意义

本研究首次在人类癫痫组织中证实:

  1. CBD通过抑制电压敏感钠通道降低神经元兴奋性
  2. 该作用不依赖于CB1受体,可能通过调节BK通道或GPR55受体实现
  3. 为CBD治疗DRE提供了直接的电生理学证据

研究团队强调,尽管样本量有限,但该发现为开发新型抗癫痫药物提供了重要靶点。研究同时揭示了CBD对不同神经元类型(锥体神经元与PV+中间神经元)的双向调节作用,提示其抗癫痫机制可能涉及复杂的神经网络调控。

本文发表于《Frontiers in Pharmacology》,DOI:10.3389/fphar.2025.1627465

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