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癫痫治疗面临挑战,研究人员开展 CRTC1 对癫痫中自噬和 GluA2 表达调控机制的研究。结果发现 CRTC1 间接影响相关蛋白和 GluA2 表达。该研究揭示新分子靶点,为癫痫治疗提供新思路。
在神经科学领域,癫痫一直是个令人头疼的难题。它就像大脑里的 “不定时炸弹”,全球约 7000 万人深受其扰。癫痫患者会反复出现癫痫发作,不仅严重降低了生活质量,还让家庭和社会承受着沉重的经济与心理负担。尽管医学不断进步,但由于癫痫发病机制复杂,涉及神经递质失衡、离子通道功能障碍等多个方面,治疗起来困难重重。
目前,寻找治疗癫痫的新分子靶点成为研究热点。cAMP 调节转录共激活因子 1(CRTC1)作为神经元活动和突触可塑性的关键调节因子,吸引了众多科研人员的目光。此前研究发现,癫痫发作后 GluA2 表达会下调,然而 CRTC1 在癫痫自噬过程中对自噬相关基因和 GluA2 表达的调控机制尚不明确。为了揭开这个谜团,西安交通大学健康科学中心等机构的研究人员展开了深入研究。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先通过培养小鼠海马神经元,构建了无镁癫痫细胞模型和癫痫持续状态动物模型;利用 RNA 干扰技术筛选 CRTC1 基因细胞干扰序列;运用蛋白质免疫印迹法(Western Blot)检测蛋白表达水平;借助免疫荧光技术直观观察细胞和组织中相关蛋白的表达与定位 。
在实验结果方面:
- 成功建立无镁癫痫细胞模型:经 NeuN 特异性标记,神经元阳性标记率超 90%,符合后续实验要求。通过单细胞膜片钳记录发现,含镁培养基培养的海马神经元无自发放电,而无镁细胞外液环境中的神经元出现高频自发放电,表明该模型可模拟癫痫异常放电。
- 雷帕霉素(Rapa)对相关蛋白表达的影响:Rapa 作为自噬激活剂,处理细胞后,经单因素方差分析发现,它能显著提高 LC3II表达,同时降低 PSD95 和 GluA2 表达。但 Rapa 干预后,pCRTC1 与总 CRTC1 的比值无明显变化,说明其不影响 CRTC1 去磷酸化激活。
- CRTC1 干扰筛选及对相关蛋白表达的影响:设计三种针对 CRTC1 的 siRNA 转染细胞,发现 siRNA - 808 干扰效率最高,后续实验选用该序列。干扰 CRTC1 表达后,CRTC1 和 LC3II表达显著降低,PSD95 表达升高,GluA2 表达得到恢复。
- 癫痫持续状态后相关蛋白表达变化:利用免疫荧光共聚焦显微镜三重标记技术观察大鼠海马组织,发现癫痫持续状态后,CA1 区 LC3 表达增强,GluA2 和 PSD95 表达减弱。
研究结论和讨论部分意义重大。无镁细胞外液成功模拟了癫痫神经元的高兴奋性状态,为研究提供了有效模型。CRTC1 在癫痫发作后,通过调节自噬对神经元起到双重作用,适度自噬可能减轻神经元损伤,过度激活则可能加重神经元死亡。CRTC1 调节的自噬对 GluA2 表达起负调控作用,影响神经元兴奋性,为癫痫治疗提供了新的潜在途径。此外,CRTC1 还在转录或翻译水平负调控 PSD95 表达,影响突触稳定性和功能。综合来看,CRTC1 是维持癫痫状态下突触功能和可塑性平衡的关键因素,调节其活性有望恢复癫痫患者的正常突触功能,改善癫痫发作和认知功能障碍。不过,该研究也存在一定局限性,如未深入研究抑制剂或增强剂对离子电流的影响,缺乏慢性复发性癫痫模型和未成年大鼠研究,未进行认知功能评估等,为后续研究指明了方向。该研究成果发表在《Molecular Neurobiology》,为癫痫的研究和治疗开辟了新的道路,让我们对癫痫的发病机制有了更深入的理解,也为开发新的治疗策略提供了重要依据。