近日，南(nán)昌大(dà)學藥學院張春波團隊和Monash 和嗎University神經科學系Patrick Kwan團數匠隊在Journal of Advanced Resea議跳rch（IF=10.7）上發表了題為“An integrated&外什nbsp;in vitro human iP得民SCs-derived neuron and&n日算bsp;in vivo animal車熱 approach for preclinical s體子creening of anti-seizure compounds”的鐘嗎研究論文，建立了整合體(tǐ)外(wài)人源誘導性會機多能幹細胞（induced pluripotent ste厭少m cells, iPSCs）誘導神經元和體(tǐ要雨)内動物(wù)模型進行抗癫痫藥物(wù)開(kāi)發的新方法，該方法具有保木她留人類基因遺傳背景和高通量篩選的優勢，打破了傳統抗紅家癫痫藥物(wù)開(kāi)發過程中(zhōng)的物(wù)種討煙影響和成本禁锢，有望提高藥物(wù)的篩選效率和成功率，通過該方法，研究者購自從14種天然化合物(wù)中(zhōng)鑒定出多種具有抗癫痫間拍效果的化合物(wù)。南(nán)昌大(dà)學藥學院張春波教授妹門和Monash University神經舞票科學系Patrick Kwan教授為論文共同通訊作者，南(n老她án)昌大(dà)學藥學院博士研究生(shē這器ng)趙春芳和Monash University神經科學系研究員我影(yuán)Ben Rollo博士為論文共同第一(yī)作者。

研究者首先通過神經轉錄因子Neurogen和人in2，NGN2）将iPSCs誘導為神經元，并通過大坐免疫熒光染色和多電(diàn)極陣列（Multielectrode arr下河ay，MEA）體(tǐ)外(wài)電(diàn)生(shēng)理愛電檢測确認神經元特征，然後用促驚厥藥4-氨基吡啶（4-aminopyridin為妹e，4-AP）建立了iPSCs誘導神經元癫痫模型（圖1）。

圖1 iPSCs誘導神經元癫痫模型的構建舞多

研究者利用一(yī)線抗癫痫藥物(wù)卡馬西平（carbama東外zepine, CBZ）和苯妥英鈉（phenytoin sodium，PHT街朋）和已報道過具有抗癫痫潛力的天然化合物(wù)α-細辛腦（α-asarone做也，ASA）和姜黃素（curcumin，CUR）在24孔MEA闆驗證我子了iPSCs誘導神經元癫痫模型識别抗癫痫化制大合物(wù)的适用性 (圖2)。

圖2 卡馬西平、苯妥英鈉、α-細辛腦、姜煙上黃素在iPSCs誘導神經癫痫模型的抗癫痫效果驗證

研究者在96孔MEA闆測試了另外(wài)12種天然化合物(wù就討)，即長春西汀（vinpocetine， 男朋;VIN），厚樸酚（magnolol，MAG），川芎嗪（ligu間紙strazine，LIG），蛇床子素（Osthole，OST)司人，丹參酮ⅱA（Tanshinone ⅱA，TAN），胡人男椒堿（Piperine， PIP）放兒，天麻素（gastrodin，GAS），槲皮素（quercetin，Q短愛UE），小(xiǎo)檗堿（Berber好林ine，BER），白(bái)楊素（chrysin，CHR很城），五味子甲素（Schizandrin A， SCH）和白(b子離ái)藜蘆醇（resveratrol，RES）。五了就味子甲素、厚樸酚和長春西汀在10µM和100µM時均可降低4-AP線暗誘導的神經元放(fàng)電(diàn)率，小(xiǎo)檗堿愛去、蛇床子素和胡椒堿在100µM時完全抑制4-AP服務誘導的神經元放(fàng)電(diàn)(圖3)。

為了驗證iPSCs誘導神經細胞模型的可靠性，研究者評估了化合物(綠公wù)對PTZ誘導的斑馬魚癫痫模型的作用。結果顯示，卡馬西平在50µg/m朋如L和100µg/mL時呈劑量依賴性抑制PTZ誘導的癫痫發作，綠可α-細辛腦、胡椒堿和蛇床子素在10µg/mL、50µg/mL和100µg/喝工mL時顯著降低PTZ誘導的癫痫活動，厚樸酚在5µg/mL、10µg/m明放L和20µg/mL時顯著降低PTZ誘導的癫痫活動，長春西汀和小(x你書iǎo)檗堿在100µg/mL和200µg/mL下(xià)也有抗癫公見痫作用（圖4）。

為了進一(yī)步比較體(tǐ)内和體(tǐ)外(wài)模志光型的一(yī)緻性，研究者在PTZ誘導小(小相xiǎo)鼠癫痫模型中(zhōng)，測試了在iPSCs誘導神經元站鐵中(zhōng)表現出抗癫痫作用的8種天然化合物(我湖wù)的抗癫痫能力。200mg/kg 卡馬西平降低了小(xiǎ新月o)鼠的全面強直陣攣發作頻(pín)率；10來用0mg/kg厚樸酚顯著降低了癫痫發作頻(pín)率，并延長了首次癫痫發作下街的潛伏期；胡椒堿在100 mg/kg、200 mg/kg和300 m報冷g/kg劑量下(xià)顯著抑制癫痫發作次數，并有明确的劑相看量依賴性反應；α-細辛腦在120 mg/k爸女g和150 mg/kg時具有顯著抑制作用；相制蛇床子素在300 mg/kg時具有顯著的東民抑制癫痫作用；300 mg/kg和1 g/kg劑量的姜黃素延長了癫痫發亮計作的潛伏期，但對癫痫發作次數無顯著影響，提示有輕度抑制作用(用機圖5)。研究者還在小(xiǎo)鼠急性發作模型中媽人(zhōng)評估了在iPSCs誘導神經元和斑馬魚中(zhōng)篩嗎路選出的6種陰性化合物(wù)，即白(bái)楊素，天麻素，白(bá們老i)藜蘆醇，槲皮素，川芎嗪和丹參酮ⅱa，結果顯示這些化還快合物(wù)均未降低癫痫發作頻(pín)率，也未延長首次癫痫發作潛伏短照期。

最後，研究者比較分(fēn)析了用于化合物對西(wù)篩選的iPSCs誘導神經元、斑馬計關魚和小(xiǎo)鼠模型的一(yī)緻性。8種天然化離師合物(wù)（胡椒堿，厚樸酚，α-細辛腦請外，蛇床子素，姜黃素，長春西汀，小(xiǎo)筆南檗堿，五味子甲素）抑制了iPSCs誘導神經元的癫痫樣活動行喝，在這8種化合物(wù)中(zhōng)，有6種（胡椒堿、厚樸酚、章市α-細辛腦、蛇床子素、長春西汀、小(xiǎo)檗堿）在斑馬東件魚PTZ模型中(zhōng)表現出抗癫痫作用，5種（胡椒器鐵堿、厚樸酚、α-細辛腦、蛇床子素、姜黃素朋來）在小(xiǎo)鼠PTZ模型中(zhō機草ng)表現出強的抗癫痫作用(圖6）。值得注意的是，在iPSC快少s誘導神經元模型中(zhōng)無效的化合物(wù)生照在斑馬魚或小(xiǎo)鼠模型中(zhōng)均未顯示出抗癫痫作用。