DEPDC5通过调控USP46介导的AMPA受体去泛素化调节兴奋性突触传递强度

本研究针对DEPDC5缺失导致mTORC1过度激活引发癫痫的机制，揭示了DEPDC5通过直接结合去泛素化酶USP46，负向调控GluA1-AMPA受体的去泛素化过程，从而维持兴奋性突触传递稳态。研究人员利用条件性基因敲除小鼠模型，结合电生理、蛋白质组学和免疫共沉淀技术，发现mTORC1/USP46双重通路异常导致突触AMPA受体膜定位增加，为癫痫治疗提供了新靶点。

　　

癫痫作为常见的神经系统疾病，其发病机制与突触传递失衡密切相关。近年来，DEPDC5基因的功能缺失突变被确认为局灶性癫痫伴皮质发育不良（FCDII）的主要遗传病因，但其具体致病机制尚未阐明。更关键的是，尽管已知DEPDC5作为GATOR1复合物的组成部分能抑制mTORC1信号通路，但mTORC1过度激活如何导致兴奋性/抑制性（E/I）失衡仍存在知识空白。这项由法国团队主导的研究发表在《Neurobiology of Disease》，通过创新性地构建双标签Flag-HA-Depdc5条件性敲除（cKO）小鼠模型，首次揭示了DEPDC5-USP46-AMPA受体轴在突触稳态调控中的核心作用。

研究采用多学科技术手段：通过Cre/loxP系统实现神经元特异性Depdc5敲除；运用串联亲和纯化-质谱（TAP-MS）解析DEPDC5相互作用组；结合全细胞膜片钳记录分析微型兴奋性突触后电流（mEPSC）；采用表面生物素化技术定量AMPA受体亚基膜定位；并通过邻近连接实验（PLA）验证蛋白互作。

研究结果部分，3.1章节证实Depdc5 cKO诱导mTORC1过度激活：Cre转导的皮层神经元显示S6蛋白磷酸化水平显著升高，神经元胞体增大，且雷帕霉素处理可逆转该表型。3.2章节发现选择性增强的兴奋性传递：mEPSC振幅和频率均加倍，而抑制性突触电流（mIPSC）无变化。3.3章节揭示结构基础：vGLUT1/Homer1标记的兴奋性突触密度增加，且突触后致密区GluA1-AMPA受体亚基表达量显著升高。

3.4章节通过谷氨酸微电泳实验证实：Depdc5缺失神经元对外源性谷氨酸的反应增强，表面生物素化显示GluA1从胞内库向质膜转移。3.5章节的突破性发现来自TAP-MS筛选：鉴定出USP46-WDR48-WDR20去泛素化复合体为DEPDC5新型相互作用伙伴，免疫共沉淀和PLA实验验证了该互作。后续实验（3.6-3.8章节）构建完整机制链条：Depdc5缺失导致USP46表达上调→GluA1泛素化水平降低→AMPA受体膜定位增加；而USP46敲除或雷帕霉素处理均可挽救mEPSC振幅异常，但仅雷帕霉素能同时逆转突触密度增加。

这项研究的重要意义在于：首次阐明DEPDC5通过物理性结合USP46，构成抑制性调控模块来限制AMPA受体去泛素化，维持正常突触强度。该发现扩展了对mTORopathies发病机制的认知，证明除经典的mTORC1通路外，DEPDC5-USP46直接互作构成独立于mTORC1的突触调控途径。更重要的是，研究指出USP46抑制剂可能成为治疗DEPDC5相关癫痫的精准靶向药物，为临床转化提供新思路。此外，建立的Flag-HA-Depdc5 cKO模型为后续研究GATOR1复合物的非经典功能提供了重要工具。这些发现对理解神经发育疾病中E/I失衡的分子基础具有深远影响。