难治性癫发病与突触机制紧密相关的生物分子研究

吴孟娇 杨改清 刘 举 胥丽霞 李晓昶

郑州市中心医院 郑州 450007

1 难治性癫发病中的突触机制

2 难治性癫发病中突与触机制紧密相关的生物分子

2.1 Syt－Ⅰ 突触结合蛋白－Ⅰ（synaptotagmin－Ⅰ，Syt－Ⅰ）属于突触前囊泡蛋白，广泛分布于大脑皮质和海马，是Syt家族中含量最为丰富的亚型之一。Syt－Ⅰ是神经递质释放过程中的关键蛋白，对快速同步信息传递尤为重要［3］。Syt－Ⅰ与突触囊泡转运有关的的重要的膜蛋白，主要参与内吞作用和胞吐作用。当突触兴奋时，钙离子通道开放，大量的钙离子内流引起细胞内钙离子水平急剧升高，激活低亲和力的钙离子感受蛋白—Syt－Ⅰ，Syt－Ⅰ的C2B结构域与突触囊泡解离、二聚化，促进膜融合，引起突触囊泡递质的快速释放。Nishiki等报道将大鼠的Syt－Ⅰ基因或网格蛋白基因敲除，神经递质的传递将严重受损［4］。Li等报道突触囊泡转运蛋白的缺失有增加性发作的倾向［5］。Zeng等［6］和 Xiao等［7］在研究难治性癫发病机制时均发现在点燃的难治性癫模型的大鼠海马组织和难治性癫患者前部颞叶新皮质中Syt－Ⅰ表达增加。Syt－Ⅰ可能参与了难治性癫的发生，但其在难治性癫的发生、发展中扮演何种角色需进一步的实验证明，也许这个发现会为难治性癫新药研发提供线索。

2.2 PSD－93 突触后密度蛋白－93（PSD－93）又称chapsyn－110，是突触后致密物中一种膜相关鸟苷酸激酶（MAGUKs），在其N末端有3个串联的PDZ结构域，1个SH3及1个C末端的鸟苷酸激酶结合域（GK）［8］。PSD－93在应激状态下被释放，到达突触后膜，第1个PDZ结构域与N－甲基－D－天门冬氨酸受体（NMDARs）的亚单位NR2结合，从而NMDARs介导的突触后电压及电位兴奋性增高。已有研究报道切除NR2使突触兴奋性受损。此外，PSD－93与NR2结合还可引起大量的钙离子内流，钙离子与钙调素结合激活nNOS，使L－精氨酸变成胍氨酸，并产生过量的NO，最终导致神经毒性及细胞死亡，诱导癫发 作［9－10］。一 些 学者报道过量的NO能够使癫大鼠的齿状回细胞的增生，这为神经网络学说提供了依据［11］。Liu等通过研究48位难治性癫患者发现，难治性癫患者脑组织中的PSD－93mRNA明显增加，与对照组相比差异具有统计学意义，提示PSD－93可能在难治性癫的发病机制占有一席之位［12］。

2.3 laminin 细胞外基质基质可介导神经元－基质之间黏附，引导并促进轴突生长。层粘连蛋白（laminin）是细胞外基质重要的功能成分，与轴突异常生长密切相关，是苔藓纤维发芽过程中的重要因素［13］。Gagnoux等研究发现lamininα链羧基末端由19个氨基酸残基组成的多肽片段可以与神经轴突前端的生长锥上相关受体结合，通过相关衔接蛋白，调节生长锥的形态和细胞骨架，促进中枢神经系统轴突生长［14］。我们在难治性癫患者血清及海马组织中发现laminin高表达［15－16］。Laminin高表达后可能使神经轴突生长，苔藓纤维发芽，兴奋性神经回路形成，这只是推测，深入的研究需要进行。

2.4 Mical－1 Mical－1是新发现的参与纤维状肌动蛋白（F－actin）解体的生物分子。F－actin是树突的主要的细胞骨架成分之一，参与协调神经兴奋性回路的重建、轴突导向。Yang等研究发现F－actin与性发作有关［17］。从新生儿到成人，Mical－1在神经系统中的表达明显增加，Pasterkamp等认为Mical－1可能在神经发展和重塑方面起着重要作用［18］。Luo等用免疫荧光、免疫组化、蛋白印迹方法对Mical－1在难治性癫患者及匹罗卡品点燃的大鼠模型的海马组织中的表达进行了分析，结果发现 Mical－1表达在性发作6h达到最高，随后下调，在性发作14d下降到最低，慢性期（性发作后30～60d）维持在稍低于正常水平状态。研究证实，苔藓纤维芽生可在颞叶癫大鼠模型和癫患者海马组织出现。近来研究发现海马重塑发生在性发作15d左右，海马重塑可导致癫自发地反复发作。因此减少潜伏期（7～14d）至慢性期Mical－1蛋白的表达可能促使兴奋性神经网络形成，导致癫反复发作，形成难治性癫。

2.5 netrin－g2 netrin－g2是分布于轴突以外在神经发育过程中引导轴突选择正确途径以到达靶区的轴突导向分子netrins家族中的一员。人类netrin－g2位于9号染色体q34，编码530个氨基酸，分子量约60KD，具有3个保守的上皮细胞生长因子 （epidermal growth factor，EGF）样序列和多个半胱氨酸残基，其N端与1aminin的Ⅴ和Ⅵ结构域同。netrin－g2主要在脑组织中的突触前膜表达，在神经系统发育中促进生长锥的生长，使轴突延长，诱导生长锥的迁移，引导轴突定向生长［19－20］。Pan等通过研究手术治疗的难治性癫的颞叶皮质，发现膜结合的netrin－g2在神经元的细胞膜和胞浆中表达增加，与此一致的是难治性癫的大鼠模型点燃6小时后netrin－g2也出现表达增加，2dnetrin－g2表达达到高峰，维持30d左右，在点燃后60dnetrin－g2表达恢复到正常水平，同时还观察到免疫细胞周围许多神经轴突及免疫反应神经元簇生，从而表明其参与了突触的异常发展及神经元的迁移，进一步证实了神经网络假说［21］。

2.6 slit2 slits是四大类轴突导向分子之一，是类排斥性导向分子，一种胶质细胞分泌的细胞外基质蛋白。slit2是slits家族中的一员，通过与其配体Robo结合，能够调控轴突的生长导向、神经迁移。研究证实，人的slit2能排斥内嗅皮层和海马的轴突，并能使生长锥发生塌陷。与上述结果一致的是Shu等发现slit2基因敲出的小鼠的轴突生长受限。以上研究结果说明slit2可能参与了突触重塑。Fang等对45位颞叶癫患者和15位正常人的颞叶组织进行了分析发现，slit2在颞叶癫患者中高表达，并且主要在神经元和星形胶质细胞中表达，而正常人中slit2主要在神经元中表达。Fang等还进行了相关动物研究，结果与人是一致的，由此提示slit2可能在颞叶癫的发病中起着重要作用［22］。

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