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권혁희 (충남대학교(의대)) Chiranjivi Neupane (충남대학교) 신주희 (충남대학교) 권도형 (충남대학교 의과대학의학연구소) Yuhua Yin (충남대학교 의과대학) 신나라 (충남대학교) 신효정 (충남대학교(의대)) 홍진표 (충남대학교) 박진봉 (충남대학교) 이윤영 (충남대학교병원) 김동운 (충남대학교) 강준원 (충남대학교)
저널정보
한국뇌신경과학회 Experimental Neurobiology Experimental Neurobiology Vol.28 No.4
발행연도
2019.1
수록면
529 - 536 (8page)

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Stress can induce a serious epileptic encephalopathy that occurs during early infancy. Recent studies have revealed that prenatal stress exposure is a risk factor for the development of infantile spasms. Our previous work demonstrates that prenatal stress with betamethasone-induced alterations to the expression of the K+ /Cl- co-transporter (KCC2) in gamma-aminobutyric acid (GABA) interneurons lowers the seizure threshold in exposed animals. Here, we further investigated the mechanisms involved in this KCC2 dysfunction and explored possible treatment options. We stressed Sprague-Dawley rats prenatally and further treated dams with betamethasone on gestational day 15, which increases seizure susceptibility and NMDA (N-Methyl-D-aspartate)-triggered spasms on postnatal day 15. In this animal model, first, we evaluated baseline calpain activity. Second, we examined the cleavage and dephosphorylation of KCC2. Finally, we checked the effect of a calpain inhibitor on seizure occurrence. The phosphorylated-N-methyl-Daspartate Receptor 2B (NR2B):non-phosphorylated NR2B ratio was found to be higher in the cortex of the prenatally stressed betamethasone model. We further found that the betamethasone model exhibited increased phosphorylation of calpain-2 and decreased phosphorylation of KCC2 and Glutamic acid decarboxylase 67 (GAD67). After using a calpain inhibitor in prenatal-stress rats, the seizure frequency decreased, while latency increased. GABAergic depolarization was further normalized in prenatal-stress rats treated with the calpain inhibitor. Our study suggests that calpain-dependent cleavage and dephosphorylation of KCC2 decreased the seizure threshold of rats under prenatal stress. Calpain-2 functions might, thus, be targeted in the future for the development of treatments for epileptic spasms.
#Epilepsy #Calpain #KCC2 #NMDA #Glutamate decarboxylase 67 #K+ /Cl- co-transporter

목차

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