RAGE/S100B axis在癫痫发生中的作用及机制研究

Proinflammatory factors (such as IL-1β) play a prominent role in the etiology of epilepsy development. Our previous studies indicated that receptor for advanced glycation end products (RAGE) binding to its ligands (such as S100B) significantly stimulates the expression of IL-1β in microglia. Simultaneously, the expression of RAGE and S100B was found highly upregulated in the brain tissues of intractable temporal lobe epilepsy (TLE) patients. These lines of evidence suggest a role for the RAGE/S100B axis in developing of TLE. Based on above findings, the present study was aimed to further determine the role of RAGE/S100B axis in epileptogenesis using kainic acid-induced mice models, and the therapeutic effect exerted by blocking the RAGE/S100B signaling using the decoy receptor (sRAGE). In addition, we will further explore whether the RAGE p.82G>S functional mutation has an effect on RAGE/S100B signaling, epilepsy activity and serum IL-1β expression. The findings of this research will not only further our understanding on the pathogenesis of TLE, but also provide novel therapeutic targets for TLE treatment.

促炎性因子（例如IL-1β）在癫痫发生发展的病理过程中发挥极重要作用。在前期工作中申请人发现晚期糖基化终末产物受体（RAGE）与其配体（如S100B）结合后可以刺激小胶质细胞大量表达IL-1β；同时我们还在难治性颞叶癫痫患者脑内发现RAGE和S100B呈现高度表达的现象。这些证据提示了RAGE/S100B axis可能参与了癫痫的发生发展过程。以此为基础，在本研究项目中我们一方面采用海人酸诱导的癫痫模型深入研究RAGE/S100B axis在癫痫发生中的作用和机制，以及使用RAGE诱饵受体（sRAGE）阻断这条通路的治疗效果；另一方面我们将使用细胞模型和颞叶癫痫病例深入研究RAGE基因 p.82G>S功能性突变对RAGE/S100B信号通路的放大功能以及该突变对癫痫活动和血清IL-1β表达的影响。本项研究不仅可以使我们对癫痫的发病机制有更深刻的理解，同时也可以为癫痫的治疗提供新的药物靶点。

炎症反应在癫痫的发病机制中扮演着非常重要的角色,我们发现促炎性因子（例如IL-1β等）在癫痫发生发展的病理过程中发挥极重要作用，而晚期糖基化终末产物受体（Receptor for advanced glycation end products，RAGE）与其配体（如S100B等）结合后可以刺激小胶质细胞大量表达IL-1β；同时我们还在难治性颞叶癫痫患者脑内发现RAGE和S100B呈高度表达的现象。这些提示了RAGE/S100B axis可能参与了癫痫的发生发展过程。以此为基础，我们采用海人酸建立了癫痫模型以及BV-2 体外小胶质细胞模型，通过比较动物模型脑内注射RAGE的诱饵受体（decoy receptor）—sRAGE后相关炎症因子的表达量，以及细胞模型中暴露于S100B下的野生型BV-2 细胞（BV-2/WT 正常表达RAGE受体）、稳定转染人RAGE cDNA的BV-2 细胞（BV-2/RAGE 细胞，可以大量表达RAGE受体）、转染缺乏细胞内信号传导结构域的突变体RAGE cDNA的BV-2 细胞（BV-2/RAGEΔcyto 细胞，虽然表达RAGE受体但是不能传导信号），以及转染空载体的BV-2 细胞（mock BV-2 细胞）炎症相关基因表达等指标，我们发现S100B对 IL-1β表达的有刺激作用，但此作用依赖于RAGE受体。我们还通过构建表达82G和82S等位基因的CHO细胞，从中纯化出82G和82S型RAGE受体蛋白，采用表面等离子共振技术（Surface plasmon resonance assay，SPR）技术研究二种RAGE异构体与RAGE配体S100B的亲和能力差异，发现82S等位基因编码的RAGE受体与S100B的亲和力强于82G等位基因编码的RAGE受体蛋白，说明RAGE p.82G>S突变可以显著放大RAGE/S100B axis介导的细胞内信号传导途径 （例如p38 MAPK、JNK、NF-κB），从而使一些个体中出现加重的炎症反应（更大量的IL-1β分泌）导致癫痫活动加重，这为我们寻找癫痫药物提供了新的靶点。