自从HCN通道被发现后,它的超极化激活特性立即引起了科学研究者的重视。HCN通道参与了许多神经活动,包括参与调节神经元活动的节律性和树突整合,调控细胞静息膜电位及突触传递等等。近年来许多研究者将突触上的NMDA和GABAA受体以及突触外的氨基酸能递质受体作为参与癫痫疾病的发作机制进行研究,探索HCN通道在癫痫疾病中的作用。同时,也有一些研究表明HCN通道的调节异常可能与许多神经系统疾病有关,例如癫痫、神经病理性疼痛、帕金森综合症等等。为了研究癫痫疾病中癫痫样放电对HCN通道特性的影响,我们通过电刺激实验,模拟癫痫样放电,从通道蛋白的分布情况、通道特性及分子机制方面进行研究。研究中,我们利用免疫荧光技术主要研究电刺激对新生鼠海马神经元细胞中HCN通道分布情况的影响,利用细胞膜片钳技术研究反复电刺激对HCN单通道开放频率的影响,并利用ELISA试剂盒研究电刺激对大脑皮层中cAMP含量的影响。实验结果显示反复电刺激后HCN4通道在神经元细胞胞体和树突上分布情况发生变化,同时反复电刺激使得HCN单通道开放概率的增加。进一步研究发现这些变化很可能是由于受到cAMP的影响所导致的,表现为电刺激后大脑皮层中cAMP的含量增加,并且在电刺激后抑制cAMP的生成会使得HCN单通道的开放概率降低。上述结果说明电刺激(模拟癫痫样放电)能够影响神经信号的传导速度,表现为神经元细胞膜上HCN通道的分布情况发生显著性变化,同时可以增加组织中cAMP的含量。反复的电刺激还会诱导通道激活,增加HCN单通道的开放概率。在传导速度和通道特性双重机制的影响下,诱导大量神经元参与产生超同步化放电,而癫痫样放电中这种超同步化现象是癫痫疾病的一种发作机制。我们通过电刺激实验,模拟癫痫样放电的过程,所得的实验结果不仅能够揭示电刺激对HCN通道分布及开放概率的影响,而且有助于解释癫痫疾病中癫痫样放电的发生机制。