LXRβ下调在脑皮质发育障碍病理发生中的作用及机制研究

Malformations of cortical development (MCD) represent a well-recognized cause of intractable epilepsy. It has been documented that the cortical architectural abnormalities and malformed neurons are the pathological features of MCD. Radial glial cells (RGCs) are important neural progenitor cells in cortical development and its abnormal transformation participate in pathogenesis of MCD. However, the detailed mechanism regarding transformation of RGCs is unclear. We found previously that liver X receptor beta (LXRβ) was down-regulated in MCD and was specially colocalized with RGCs marker in malformed neurons. Because of evidence that LXRβ involve in maintaining RGCs morphology and associating with cortical development, we speculated that down-regulated LXRβ could cause RGCs transformation and affect pathogenesis of MCD. To address these concerns, in the present project, we employed both MCD clinical specimens and LXRβ knock-out animal model, using a range of morphology, video electroencephalograph and patch clamp, to investigate the putative molecular mechanism of the down-regulated effect of LXRβ on RGCs transformation in pathogenesis of MCD. The results may provide new clues for the pathogenesis and epileptogenesis of MCD.

大脑皮质发育障碍（MCD）是药物难治性癫痫的重要病因。皮质板层状结构紊乱以及异构神经元形成是MCD典型的病理学特征。放射状胶质细胞（RGCs）作为重要的神经组细胞，其异常的转化参与MCD病理改变的发生，然而针对RGCs转化的调控机制尚不明确。我们前期发现，肝X受体β(LXRβ)在MCD临床标本表达下调，且特征性的与RGCs标记物共表达于异构神经元。鉴于最新发现LXRβ在RGCs形态维持及大脑皮质发育中的重要作用，我们推测：下调的LXRβ通过调控RGCs转化而引起MCD病理改变的发生。为此，本课题拟通过MCD临床标本和LXRβ敲基因动物模型，以“LXRβ调控RGCs转化”为切入点，采用形态学、视频脑电监测及膜片钳等技术，从整体和分子水平探讨LXRβ调控RGCs转化在MCD病理发生中的作用和机制，为进一步揭示MCD病理发生提供新线索，也为解析MCD致痫机制提供理论依据。

异构神经元是皮质发育障碍（MCDs）发展为难治性癫痫的重要诱因，而神经祖细胞（NPCs）异常迁移是异构神经元形成的关键。本项目组率先发现LXRβ在MCDs病灶中表达降低，并且主要表达于异构神经元，这提示LXRβ可能参与了NPCs迁移的调控过程，继而诱发 MCDs病灶产生。据此本研究综合运用形态学、分子生物学、电生理学等技术，研究LXRβ在MCDs临床标本和动物模型中的表达和组织学定位。项目组利用Nestin-GFP动物构建大脑局部皮层冰冻损伤模型，该模型可在皮层局部形成微脑回畸形，从而建立神经祖细胞向皮层病灶迁移的极佳观测平台。利用该动物模型进行实验发现，动物模型皮层微脑回畸形中的LXRβ在不同时间节点较假手术组对应皮层区域表达显著降低，而模型组海马中的LXRβ在发育早期的表达较假手术组显著增高，发育晚期则无明显差异。动物模型给予LXRβ激动剂后，模型中发生迁移的神经祖细胞数量明显增多但变得相对弥散，未分化细胞相对增多；而在对照组，迁移到微脑回区域的细胞数量较实验组明显减少。分别用模型组和对照组所得冰冻切片进行免疫荧光实验，我们发现模型组中LXRβ(+)/GFP(+)以及BLBP(+)/GFP(+)的细胞较对照组明显增多，由此说明LXRβ的激活对发育过程的神经祖细胞迁移具有显著影响。通过动物在体脑电图实验，我们发现激活LXRβ可显著降低病灶侧皮层的脑电活动，从而提示LXRβ可能参与了MCD致痫过程。上述研究初步为“LXRβ参与MCD的发生发展过程”的推测提供了形态学及电生理学实验证据。