肌营养不良蛋白缺失导致海马神经元过度兴奋的机制：IL-6与GABA能调控的关键作用

为解决Duchenne型肌营养不良症(DMD)患者认知缺陷和癫痫易感性问题，研究人员通过mdx小鼠模型探究了海马神经元中IL-6与GABAA受体信号交互作用。发现肌营养不良蛋白缺失导致GABA能信号紊乱，IL-6通过增强Ca2+反应加剧神经元超兴奋性，为认知障碍提供了新机制解释。

　　

研究背景
Duchenne型肌营养不良症(DMD)是一种由肌营养不良蛋白(dystrophin)缺失导致的致命性神经肌肉疾病，但鲜为人知的是，患者常伴随认知缺陷和癫痫发作。这种X连锁遗传病不仅损害肌肉功能，还因脑内特定亚型肌营养不良蛋白(如海马神经元表达的Dp427)缺失，影响突触结构和神经递质受体锚定。尤其引人关注的是，患者血液和mdx小鼠模型中持续升高的促炎因子白细胞介素-6(IL-6)，可能穿透血脑屏障异常的血脑屏障，与GABA能抑制系统产生复杂交互，但具体机制仍是未解之谜。

爱尔兰科克大学的研究团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次揭示了肌营养不良蛋白缺失如何通过IL-6与GABA能信号通路协同破坏海马神经元钙稳态。研究发现mdx小鼠海马神经元表现出自发性Ca²⁺振荡增强，而GABA_A受体激动剂和拮抗剂对IL-6诱导反应的差异性调节，为理解DMD神经病理提供了全新视角。

关键技术方法
研究采用mdx和野生型(WT)小鼠原代海马神经元培养模型，通过免疫荧光共定位分析突触蛋白分布，利用钙成像技术记录自发性和IL-6诱导的Ca²⁺信号动态。通过GABA_A受体激动剂muscimol、拮抗剂bicuculline以及GABA_B受体调节剂baclofen/phaclofen的干预，结合IL-6受体中和抗体处理，系统评估了不同基因型神经元的兴奋性差异。行为学实验则通过旷场试验和新物体识别测试评估mdx小鼠的认知功能。

研究结果

IL-6增加肌营养不良蛋白表达神经元的突触连接
免疫荧光显示肌营养不良蛋白与突触后标记物PSD-95共定位。IL-6处理使神经元突起中肌营养不良蛋白簇密度增加40%，IL-6受体(IL-6R)与突触前标记synaptophysin共定位的突触数量显著增多，提示IL-6促进突触形成。

肌营养不良蛋白缺失改变培养海马神经元的Ca²⁺动力学
mdx神经元自发Ca²⁺峰频率比WT高26%，46%的细胞出现大幅振荡（WT仅18%）。钠通道阻断剂TTX可抑制这种异常活动，高钾诱导的Ca²⁺反应幅度在mdx神经元中增加近3倍，证实其兴奋性增高源于突触传递异常。

营养不良海马培养物中神经元突起突触IL-6R表达增加
mdx神经元突起突触处IL-6R阳性簇密度比WT高52%，与IL-6处理的WT神经元表型相似，显示炎症信号通路被激活。

对IL-6的敏感性不受肌营养不良蛋白缺失影响
61.5% WT和67.5% mdx神经元对IL-6产生Ca²⁺响应，但IL-6R中和抗体仅能抑制mdx神经元的自发活动，表明IL-6信号在病理状态下作用更显著。

GABA_A受体激动剂muscimol调节mdx海马神经元的Ca²⁺动力学
muscimol抑制WT神经元活动频率，却在62%的mdx神经元中诱发大幅振荡。IL-6诱导的Ca²⁺响应在两种神经元中均被muscimol增强，但高钾反应在mdx神经元中被正常化，提示GABA_A受体功能紊乱。

GABA_A受体抑制剂bicuculline抑制WT而非mdx神经元中IL-6诱发的Ca²⁺反应
bicuculline使WT神经元IL-6响应降低89%，对mdx神经元无效，证实肌营养不良蛋白缺失导致GABA_A受体调控功能丧失。

GABA_B受体激动剂baclofen抑制mdx神经元中高K⁺诱发的Ca²⁺反应
baclofen使mdx神经元IL-6响应增强146%，并逆转其高钾反应亢进，显示GABA_B受体可能通过抑制电压门控钙通道发挥保护作用。

GABA_B受体拮抗剂phaclofen不影响IL-6诱发的Ca²⁺反应
但66%的mdx神经元出现大幅振荡，进一步证实抑制系统紊乱。

mdx小鼠表现出冻结行为特征
年轻mdx小鼠冻结行为增加33%，但焦虑相关行为（中央区域探索、排便）和认知功能（新物体识别）未受影响，提示细胞水平异常可能被代偿机制掩盖。

结论与意义
该研究首次阐明肌营养不良蛋白缺失通过双重机制破坏海马功能：一方面直接导致GABA_A受体突触锚定缺陷，另一方面通过升高IL-6水平加剧Ca²⁺稳态失衡。特别值得注意的是，GABA_A受体调节剂在mdx神经元中诱发异常振荡，而GABA_B受体激动剂能选择性纠正病理状态下的钙信号，这为开发靶向干预策略提供了新思路。

尽管年轻mdx小鼠行为学异常有限，但神经元水平的高度不稳定性提示，随着年龄增长或附加应激，代偿机制可能崩溃，这解释了DMD患者随病程进展出现的神经症状。研究不仅为理解DMD认知障碍提供了突触和炎症交叉调控的新框架，也为其他与GABA能系统紊乱相关的神经精神疾病（如癫痫、自闭症）研究提供了借鉴。未来研究可进一步探索靶向IL-6/GABA信号轴是否能改善DMD患者的神经功能预后。