背景:全面性强直阵挛发作（Generalized Tonic-Clonic Seizures,GTCS）是全面性发作中常见的类型之一,也是癫痫发作中最危险的发作形式,因其可能给癫痫患者带来致残甚至致死性的伤害而备受关注。癫痫患者易合并有精神疾病,其中合并有抑郁的GTCS患者其癫痫发作频率及自杀倾向明显增加并伴随着生活质量明显降低。既往研究表明5-羟色胺/血清素（5-hydroxtryptamine/serotonin,5-HT）能系统可能是癫痫合并抑郁障碍的机制之一,但对于GTCS合并抑郁的发病机制是否与5-HT能有关目前并不是很清楚。中缝核是大脑中5-HT能神经元的主要聚集地,且中缝核又可进一步细分为中缝背核（Dorsal raphe nuclei,DRN）和中缝正中核（Median raphe nuclei,MRN）,两者可能具有不同的生理功能。过去对于癫痫合并抑郁的研究多集中于整个中缝核,而没有细化中缝核亚区在共病中可能存在的功能异质性。目的:探索GTCS合并抑郁症状患者的中缝核各亚区（DRN和MRN）与其他脑区之间的功能连接（Functional connectivity,FC）情况;然后通过动物实验来验证GTCS合并抑郁样行为大鼠中缝核亚区到相关脑区的解剖联系情况并确定中缝核亚区的神经元类型;最后测定共病模型大鼠中缝核亚区5-HT及5-羟色胺转运体（Serotonin transporter,SERT）的表达水平。方法:（1）研究一:本研究共招募57名患者,包括抑郁症患者21名及发作形式表现为GTCS的特发性全面性癫痫（Idiopathic generalized epilepsy,IGE）患者36名,其中表现为GTCS的癫痫患者又分为不伴有抑郁症状的单纯癫痫患者22名和伴有抑郁症状的共病患者14名,并招募26名健康被试作为对照。收集四组被试的基本临床信息及静息态功能磁共振（resting-state functional Magnetic Resonance Imaging,rs-f MRI）数据,通过静息态功能连接（resting-state Functional Connectivity,rs FC）方法分析四组被试中缝核亚区（DRN与MRN）的功能连接差异。采用17项汉密尔顿抑郁量表（Hamilton Depression Rating Scale-17,HAMD-17）以及贝克抑郁量表第二版（Beck Depression Inventory-II,BDI-II）来评估四组被试的抑郁严重程度。并通过皮尔逊相关分析来探讨患者的FC值与临床特征和抑郁量表的相关性。（2）研究二:利用慢性不可预见性温和刺激（Chronic unpredictable mild stress,CUMS）结合孤养法来建立抑郁样行为大鼠模型,通过腹腔注射氯化锂-匹罗卡品（Li Cl-Pilo）诱导GTCS发作,并通过强迫游泳试验（Forced swimming test,FST）筛选出GTCS不伴有抑郁样行为的癫痫大鼠模型以及GTCS合并有抑郁样行为的共病大鼠模型。检测各组大鼠的行为学变化,包括FST和糖水偏好试验（Sucrose preference test,SPT）,以及脑电监测和血清5-HT浓度来验证相关模型的可行性。（3）研究三:通过HE染色、尼氏染色来观察各组大鼠中缝核亚区（DRN和MRN）和左右侧丘脑前核（the anterior nucleus of thalamus,ANT）脑区的神经元形态、尼氏体变化情况,通过透射电镜、TUNEL染色观察各组大鼠DRN和MRN脑区的神经元超微结构变化情况和细胞凋亡情况。（4）研究四:分别从各模型大鼠左右侧ANT微量注射神经纤维逆向示踪剂荧光金（Fluorgold,FG）,5天后灌注取材行免疫荧光染色,计数中缝核亚区（DRN和MRN）的FG数量,以及FG与5-HT及SERT共染神经元相对水平;另外采用酶联免疫吸附剂测定（Enzyme-Linked Immunosorbent Assay,ELISA）及蛋白质免疫印迹（Western blotting,WB）技术分别测定各组大鼠DRN、MRN及ANT脑区的5-HT及SERT蛋白表达水平。结果:（1）研究一:研究发现四组被试MRN与左侧丘脑、右侧丘脑以及左侧小脑后叶（Left cerebellar posterior lobe,L.CPL）之间的功能连接差异有统计学意义（P0.05）,余两组之间差异具有统计学意义（P<0.05）。抑郁组MRN与左、右侧丘脑间的FC值以及癫痫组MRN与左侧丘脑及L.CPL间的FC值与HAMD-17量表得分存在相关趋势（P<0.05）,但均无法通过Bonferroni校正。（2）研究二:各组大鼠体重随时间不断增加（F=675.946,P0.05）,但抑郁组和共病组随着时间IMT明显增加,差异具有统计学意义（P<0.05）,抑郁组和共病组的IMT明显高于对照组和癫痫组（P0.05）;对于SPT试验,四组大鼠间的糖水消耗率（Sucrose consumption rate,SCR）无显著差异（F=0.995,P=0.400）。脑电结果显示右半球四组大鼠间痫样放电次数有统计学差异（χ~2=11.464,P=0.009）,其中癫痫组及共病组可见左右两半球出现大致同步的连续性棘波发放,且共病组痫样放电时长以及棘波数量明显增加。四组大鼠血清中的5-HT浓度具有显著性的统计学差异（F=11.495,P<0.001）,其中抑郁组和共病组血清中5-HT浓度明显低于对照组和癫痫组（P0.05）。（3）研究三:HE染色显示对照组可见中缝核亚区（DRN和MRN）及左右侧ANT典型的神经细胞,核大而圆;抑郁组及癫痫组可见多数神经细胞肿胀变圆,胞质呈苍白均质状;共病组可见部分神经细胞体积缩小,胞膜与周围间隙增宽,胞质深染,胞核固缩。尼氏染色显示相对对照组而言,抑郁组、癫痫组以及共病组尼氏体数量相对减少。透射电镜显示对照组DRN及MRN区神经细胞结构正常,细胞核大而圆,核膜光滑完整无凹陷,细胞器及突触结构未见明显损伤;抑郁组及癫痫组可见细胞核膜不同程度的皱缩凹陷,核周间隙增宽,线粒体及突触肿胀,粗面内质网膜上的核糖体脱落并解聚;共病组可见核膜皱缩凹陷崩解,核周溶酶体明显增多,线粒体固缩,突触肿胀。TUNEL染色显示MRN区四组大鼠间的凋亡指数（Apoptotic index,AI）具有统计学差异（F=3.520,P=0.028）,其中癫痫组和共病组的AI明显高于对照组,具有统计学差异（P0.05）。（4）研究四:研究发现示踪剂FG可从左右侧ANT沿轴突末端下行逆向运输到DRN和MRN脑区的神经元胞体;且无论从左侧还是右侧ANT注射FG,MRN脑区的FG数量均多于DRN脑区,差异具有统计学意义（P<0.001）,且四组间存在统计学差异（P<0.001）,其中对照组和癫痫组的FG数量多于抑郁组和共病组;且从R.ANT传递到MRN脑区的FG数量高于从L.ANT传递到MRN脑区的FG数量。对中缝核亚区表达FG的阳性神经元进行免疫荧光染色,发现无论在DRN还是MRN脑区,FG与SERT共标的神经元明显多于FG与5-HT共标的神经元,差异具有统计学意义（P0.05）。四组大鼠在DRN及MRN脑区中的5-HT浓度具有统计学差异（F=4.056,P=0.021;F=3.151,P=0.048）;而5-HT浓度在L.ANT及R.ANT脑区中并无统计学差异（F=0.802,P=0.507;F=0.883,P=0.467）;具体来说,在DRN脑区,抑郁组的5-HT浓度最高,共病组的5-HT浓度最低,两者之间具有统计学差异（P<0.05）;在MRN脑区,对照组的5-HT浓度最高,共病组的5-HT浓度最低,抑郁组和癫痫组居中,其中对照组与共病组两者之间的5-HT浓度差异具有统计学意义（P0.05）。WB结果显示DRN和MRN脑区的SERT蛋白表达的相对水平在四组大鼠间均具有统计学差异（F=33.624,P<0.001;F=31.456,P<0.001;F=27.356,P<0.001;F=35.055,P0.05）,其余各组间SERT蛋白表达的相对水平均有统计学差异（P<0.05）。结论:影像学研究结果表明GTCS合并抑郁症状的患者其MRN-丘脑间的功能连接异常,但DRN未发现异常连接脑区;动物研究表明GTCS合并抑郁样行为的共病大鼠其中缝核亚区（DRN和MRN）的病理损伤更明显;其ANT脑区主要接受来自MRN脑区SERT阳性神经元的上行神经纤维投射,且MRN-ANT间的突触联系减弱,并伴随着中缝核亚区5-HT能系统（5-HT和SERT）蛋白表达水平异常。总的来说,本课题通过影像学及基础实验揭示了MRN-ANT神经通路以及中缝核5-HT能系统在GTCS合并抑郁中的重要性。