课题组主要成员近年来对癫痫的发病机制、癫痫病灶的定位诊断、难治性癫痫治疗方法进行了相关的基础和临床研究。本团队为攻克TLE,进行了一系列新的治疗靶点的研究,并借助新的分子影像诊断技术探索精准的定位手段。申请人以第一作者或通讯作者发表SCI论文21篇,中文核心期刊论著50余篇,学术成果被ADVANCED FUNCTION ALMATERIALS、APPL PHYS REV等国际知名刊物引用。本课题组前期已经得出结果:SphKl在TLE大鼠海马和难治性TLE患者颢叶皮质中的表达升高,S1PR2在TLE大鼠海马和难治性TLE患者颞叶皮质中的表达减少。SphKl和SIPR2在TLE大鼠海马AST中表达,SphKl和S1PR2在难治性TLE患者颞叶皮质 AST和神经元中表达,且将S1P及其受体的国内外最新相关研究形成综述,进一步明确了SphK1和S1PR2蛋白在神经元细胞及星形胶质细胞中的定位,为S1PR2/Rac1信号通路在癫痫中的治疗提供了新的思路。
其他研究成果如下:(1)已结题的国家自然科学基金《螯合IL-1β单克隆抗体的顺磁性纳米粒子在癫痫诊治中的价值》,已成功应用螯合α-甲基色氨酸(AMT)的MNP功能MRI方法进行癫痫灶定位,实现了螯合IL-1βmAb的MNP对癫痫的靶向治疗,并证实在AMT的主动靶向定位下IL-1βmAb能更好的透过血脑屏障对癫痫病灶进行靶向治疗。(2)山东省自然科学基金《TRPM2-GSK3β-IL-1β信号调控在难治性癫痫中的作用及机制研究》,免疫荧光提示TRPM2主要在在海马神经元高度表达。证实了癫痫发生后可能会导致TRPM2、GSK-3β表达升高,GSK-3β在Ser9位点抑制及Y216位点磷酸化之后活性加强,而干预TRPM2后可逆转癫痫引发的表达变化,可能为DRE提供了新的治疗靶点。(3)筛选了与癫痫发作相关的基因突变的新位点,如ALDH3A2基因的复合杂合突变引起的以癫痫起病的枫糖尿病的姊妹,CNKSR2新发突变引起的X-连锁癫痫失语综合征,SPAST基因新发突变导致家族性遗传性痉挛性截瘫,ADSL基因新发突变导致的腺苷酸琥珀酸裂解酶缺乏症引起的癫痫发作等,首次发现IGSF3是显著上调的蛋白之一,积极构建癫痫动物模型,运用多种分子生物学技术等进一步明确IGSF3参与癫痫发病的具体机制。(4)我们关注到突触传递在癫痫发病机制及癫痫共患病中的重要作用,积极寻找影响癫痫发作中突触功能的关键分子,以SHANK3及SAPAP3为代表进行重点研究。(5)同时关注到癫痫患者的安全性保护方面,发现PF-2545920作为PDE10A的特异性抑制剂,可能诱发癫痫发作,在癫痫及癫痫易感性人群中应避免使用。
【与本项目相关的研究积累】
关于S1PR2在TLE中的作用,我们运用氯化锂-匹罗卡品诱导TLE大鼠模型和收集临床难治性TLE患者手术切除的颞叶皮质,研究SphK1和S1PR2在TLE大鼠海马组织和TLE患者手术切除颞叶皮质中的表达变化及在星形胶质细胞和神经元中的表达情况。部分实验结果如下:
1.SphK1和S1PR2在大鼠海马中的表达情况
1.1 Western blot检测大鼠海马中SphK1和S1PR2的动态表达
Western blot曝光条带如图2A,与对照组相比,SphK1的表达在氯化锂-匹罗卡品诱导TLE后E6h、E1d无明显变化(P>0.05),在急性期(E3d)、潜伏期(E7d)和慢性期(E30d、E56d)海马中表达升高(P<0.05)(图2B);S1PR2在TLE大鼠海马中的表达下降,其中在急性期(E3d)、潜伏期(E7d)和慢性期(E30d,E56d)海马中的表达较对照组下降明显,差异有统计学意义(P<0.05)(图2C)。
图2. SphK1和S1PR2在大鼠海马中的动态表达注:A:Western blot条带曝光;B:SphK1的相对表达水平;C:S1PR2的相对表达水平;与对照组比较,*P<0.05
1.2 TLE大鼠海马星形胶质细胞活化增生的情况
免疫荧光染色结果显示AST的特异性标志物GFAP呈绿色荧光,DAPI所染细胞核为蓝色荧光,GFAP在TLE大鼠(E7d)海马区高表达,细胞数目较正常大鼠明显增多(P<0.05),GFAP荧光强度明显增强,AST多处于活化状态,正常大鼠AST胞体小、突起纤细,而TLE大鼠(E7d)AST胞体肥大,突起增多且增粗、伸长,呈放射状(如图3)。
图3. TLE大鼠海马AST活化增生的情况(200×)注:A:大鼠海马区AST的形态;B:大鼠海马区AST的数目比较,与对照组相比,*P<0.05
1.3 SphK1和S1PR2在大鼠海马星形胶质细胞中的表达
免疫荧光染色结果发现SphK1和S1PR2在正常和TLE大鼠(E7d)海马AST中表达(图4)。共聚焦显微镜下观察到SphK1呈红色荧光,GFAP呈绿色荧光,DAPI所染细胞核呈蓝色荧光,合成后可见SphK1在正常大鼠和TLE大鼠海马AST的细胞核中表达(图4A,4B);S1PR2呈红色荧光,GFAP呈绿色荧光,DAPI所染细胞核呈蓝色荧光,合成后可以发现S1PR2在正常大鼠海马AST的细胞核和细胞质中表达(图4C),在TLE大鼠海马AST的细胞质中表达(图4D)。
图4. 免疫荧光染色检测SphK1和S1PR2在大鼠海马AST中的表达(400×)注:A和C:对照组;B和D:癫痫组
2.SphK1和S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮质中的表达情况
2.1 SphK1和S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮质中的表达变化
免疫组化结果发现SphK1正常和TLE患者颞叶皮层中表达(图5)。在颞叶皮质组织中SphK1阳性细胞呈棕黄色或棕褐色,细胞形态多为圆形和椭圆形,染色均匀(图5A)。与对照组相比,TLE患者颞叶皮层中SphK1阳性细胞数明显增多(图5C),差异有统计学意义(P<0.05)。S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮层中表达,主要在细胞质中表达,S1PR2阳性细胞呈棕黄色,细胞形态为椭圆形、圆形或三角形,染色均匀(图5B)。与正常对照组相比,TLE患者颞叶皮层S1PR2阳性细胞数明显减少,差异有统计学意义(P<0.05)。
图5. SphK1和S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮质中的表达变化注:A:SphK1在颞叶皮质中的表达(200×);B:S1PR2在颞叶皮质中的表达(100×);C:SphK1阳性细胞数目比较;D:S1PR2阳性细胞数目比较,与对照组相比,*P<0.05
2.2 TLE患者颞叶皮质中星形胶质细胞活化增生情况
免疫荧光染色可观察到GFAP呈绿色荧光,DAPI所染细胞核为蓝色荧光。在正常颞叶皮质中AST突起纤细、分叉较少,GFAP荧光强度较弱;在TLE患者颞叶皮质中,AST突起粗大,分叉多,GFAP荧光强度增强,AST为活化状态。与对照组比较,在TLE患者颞叶皮质中AST数目明显增多,差异有统计学意义(P<0.05)。
图6.TLE患者颞叶皮层AST活化增生情况(200×)注:A:对照组和TLE组颞叶皮质中AST的形态;B:颞叶皮质AST数目比较,与对照组相比,*P<0.05
2.3 SphK1在正常和TLE患者颞叶皮质星形胶质细胞和神经元中的表达
激光共聚焦显微镜下可观察到SphK1在正常和TLE患者颞叶皮质AST和神经元中表达(图7),SphK1呈绿色荧光,GFAP(图7A、6B)和Neun(图7C、6D)呈绿色荧光,DAPI所染细胞核为蓝色荧光。图7A和6B可见SphK1在正常和TLE患者颞叶皮质AST中表达,主要是在胞质中;图7C和6D可见S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮质神经元中表达,主要是在胞质中表达。
图7. SphK1在颞叶皮质AST和神经元中的表达注:A和B:SphK1在AST中的表达(400×);C和D:SphK1在神经元中的表达(200×);A和C:对照组;B和D:癫痫组
2.4 S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮质星形胶质细胞和神经元中的表达
激光共聚焦显微镜下可观察到S1PR2呈红色荧光,GFAP(图7A、7B)和Neun(图7C、7D)呈绿色荧光,DAPI所染细胞核为蓝色荧光,合成后可见S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮层AST和神经元中表达(图8)。图8A和8B可见S1PR2主要在正常颞叶皮质AST的细胞质中表达,而在TLE患者颞叶皮质中,S1PR2主要在AST的细胞核中表达;图8C和8D可见S1PR2在正常和TLE患者颞叶皮质神经元的细胞质中表达。
图8. S1PR2在颞叶皮质AST和神经元中的表达(200×)注:A和B:S1PR2在AST中的表达;C和D:S1PR2在神经元中的表达;A和C:对照组;B和D:癫痫组