Src激酶活化参与癫痫脑水肿的分子机制研究

Brain edema is the main cause of mortality and morbidity in status epilepticus. Our previous research indicated that Src kinase antagonist could significantly decreased brain edema and morbidity in epilepsy mouse. We also find that activated tyrosine kinase Src in endothelial cells could phosphorylate VE-cadherin, which is key protein of adherens junctions. We suppose that src kinase can phosphorylate key adherens junction protein，VE-cadherin， in endothelial cell, which will down regulate junction proteins, destroy junction of endothelial cells. Src kinase could elevate hypoxia-inducible factors, and regulate the expression of AQP4 in astrocyte foot process, which co-promote the progress of brain edema. In order to testify our hypothesis, we will analyze dynamic trends of src kinase and phosphorylate form of cell junction proteins, and their relationship to brain edema in animal epilepsy models. We will further investigate whether src kinase induce endothelial permeability via phosphorylate endothelial cells VE-cadherin as well as via astrocyte foot process APQ4 pathway in vitro BBB model. We will explore the underlying molecular pathway on src kinase antagonist diminish brain edema. Our study will help to provide potential target to treat and prevent brain edema in epilepsy.

脑水肿是癫痫持续状态致死和功能障碍的重要原因。我们的前期研究发现酪氨酸蛋白激酶Src拮抗剂可显著降低癫痫小鼠脑水肿程度及死亡率。我们又发现Src激酶可使内皮细胞黏附连接主要蛋白VE-cadherin磷酸化。我们推测Src激酶可通过磷酸化黏附连接主要蛋白VE-cadherin，下调紧密连接蛋白，破坏内皮细胞连接。Src激酶还可升高缺氧诱导因子，调控星型胶质细胞足突的水通道蛋白4(AQP4)表达，共同促使癫痫脑水肿的发生发展。本项目将在整体癫痫动物模型上研究癫痫发作后不同时间点Src激酶动态变化及与脑水肿、连接蛋白磷酸化、AQP4的相关性。在体外血脑屏障模型上，采用过表达及RNAi内皮细胞VE-cadherin/星型胶质细胞AQP4，研究Src激酶调控癫痫后脑水肿的分子途径；同时深入探讨Src激酶抑制剂减轻癫痫脑水肿的分子机制。本项研究有助于寻求预防或减轻癫痫发作导致脑损伤的新途径。

癫痫发作是神经科常见的急危重症。本项目探索Src激酶磷酸化，细胞焦亡相关星形胶质细胞变化，以及抑制性神经环路在癫痫发作中的作用及机制。.1.建立海人酸（Kainic acid, KA）诱导癫痫持续状态小鼠模型，分为癫痫造模组，PP1 抑制剂组，STB 抑制剂组以及假手术组。结果显示抑制 SRC 磷酸化激活能有效减轻模型组 24 小时急性期发作程度，并减少 7 到 14 天自发发作（SRS）次数及持续时间。抑制 SRC 磷酸化激活可减少神经元丢失，改善苔藓纤维出芽。在电点燃模型中，抑制 SRC 磷酸化激活可以增加小鼠对电点燃癫痫造模的耐受性，减少电点燃模型中痫样放电后放电时间。癫痫急性期SRC异常磷酸化激活，可能通过对 NR2B 磷酸化修饰并同时抑制 Calpain 对 NR2B 的切割来参与癫痫发作。.2.本项目发现KA诱导癫痫小鼠后7d 和21d，海马 CA1区星型胶质细胞突破折样改变，伴大量小胶质细胞增生。星形胶质细胞与细胞焦亡关键分子GSDMD共标。进一步研究发现KA致痫后小鼠海马组织 GSDMD、Caspase1、IL-1β mRNA 和蛋白表达水平均显著上调；GSDMD 活性形式 GSDMD-N 蛋白表达水平在 SE-7d 组明显高于其他组。采用富马酸二甲酯抑制 GSDMD-N 端的形成，减轻了海马 CA1 区星型胶质细胞损伤以及星型胶质细胞和小胶质细胞的增生，明显抑制海马炎症因子 IL-1β 和 IL-18 的表达；同时显著降低了KA致痫小鼠慢性期 SRS 发作次数。3.针对难治性癫痫的研究发现，GABA能中间神经元及突触传递在2型FCD模型动物中显著受损，与mTOR通路有关。.本项目组还发现新型促红细胞生成素异构体可以减轻癫痫小鼠的癫痫发作。NOTCH2NLC基因的GGC三核苷酸重复扩增通过上游读码框（uORF）机制翻译产生一种新型的多聚甘氨酸蛋白（N2NLCpolyG），干扰细胞核-细胞质运输过程，可能是引起神经细胞损伤的机制。