CX3CL1-FoxO3a通路在癫痫发病机制中的作用

Epilepsy is a common disease, and brings huge pressure to the society. Over the past 10 years an increasing body of clinical and experimental evidence has provided strong support to the hypothesis that inflammatory processes within the brain might contribute to the pathophysiology of epilepsy. Inflammatory factors play an important role in epilepsy. Our study found that CX3CL1 is significantly up-regulated after epilepsy, the neuronal loss is apparent in epileptic patients and rats. Consistent with neuronal death, TRAIL is significantly increased in both patients and animal model. Norbin promotes neurite extension. Our study found that Norbin expression was downregulated in temporal neocortex of TLE patients. In a rat model of epilepsy, Norbin is downregulation after epilepsy. TRAIL and Norbin are major direct targets of transcription factor FoxO3a. Using vector activate or silent the CX3CL1/FoxO3a gene in vivo and in vitro, observe the epileptic etiology, electroencephalography, patch clamp, and morphology. Using real time PCR and Western Blot, we test the expression of FoxO3a, TRAIL, Norbin in epileptic hippocampal tissue and neurons. In vitro, using the epileptic hippocampal neurons model, activate or silent the CX3CL1 gene, and PI3K/Akt inhibitors, using real time PCR and Western Blot, we test the expression of CX3CL1, FoxO3a, to understand the CX3CL1 if can regulation FoxO3a by the PI3K/Akt signal. The aim of the study is to understand the anti-epilepsy and neuroprotective role of CX3CL1-FoxO3a pathway in epilepsy. This study can improve our understanding the mechanism of epilepsy, and help us much improvement to treatment of epilepsy.

癫痫造成了巨大的社会及经济压力，炎症因子在癫痫发病中起着重要的作用。前期研究发现趋化因子CX3CL1 (C-X3-C motif ligand 1)在癫痫中表达上调，伴随着肿瘤坏死因子相关凋亡诱导配体(TRAIL)的表达上调和神经元死亡。FoxO3a在癫痫中表达改变。Norbin促进神经轴突生长，前期研究发现在癫痫组织中表达下调。TRAIL、Norbin是FoxO3a的直接下游信号蛋白。体内外激活或沉默CX3CL1/FoxO3a基因，观察癫痫行为学，电生理学指标；采用荧光定量PCR、Western Blot检测下游指标在癫痫标本中的含量变化，了解其变化规律；观察形态学；然后以离体癫痫神经元模型，检测CX3CL1是否通过PI3K/Akt通路调节FoxO3a。揭示CX3CL1-FoxO3a通路在癫痫发病机制中的作用，明确该通路的抗癫痫作用和神经保护作用，为癫痫发病机制提供新通路和潜在治疗靶点。

癫痫(Epilepsy, EP)是一种常见的慢性脑部疾病，以反复出现的不可预知的痫性发作，对痫性发作具有持久的易感性，伴有情感和认知功能障碍为特点。癫痫是一个经济负担重且复杂的公共卫生问题，具有较高的致残率和致死率，严重危害患者身心健康，也给家庭和社会带来了沉重的精神心理和经济负担。促炎症因子在癫痫的发病机制中起着重要的作用，神经元死亡和苔藓纤维芽生，是癫痫重要的病理改变。脑内的炎症过程可能是痫性发作和癫痫的病理生理学中是一个常见的决定性的机制。CX3CL1 (chemokine C-X3-C motif ligand)/fractalkine (FKN)是炎症趋化因子，其受体为CX3CR1。CX3CL1有膜结合型和分泌型2种形式，起着抗炎、神经保护的作用。. 首先对CX3CL1的下游信号蛋白norbin及其相关的蛋白mGluR5(代谢型谷氨酸受体5)，p-CaMKII（磷酸化-钙调蛋白激酶II）在癫痫患者及癫痫大鼠模型中的表达进行了确认研究。通过大鼠海马注射腺相关病毒载体即AAV-norbin过表达norbin，过表达norbin可减轻癫痫发作级别，在AAV-norbin转染组，从注射药物起达到痫性发作4-5级的时间为107.5±35.7min，在AAV-empty转染组，从注射药物起达到痫性发作4-5级的时间为62.0±39.3min，差异有统计学意义。过表达norbin可以减少造模所用药物，延缓癫痫进展，影响癫痫进程，具有抗癫痫作用，过表达norbin对苔藓纤维芽生及神经元死亡的影响。进一步研究了norbin与mGluR5(代谢型谷氨酸受体5)，p-CaMKII（磷酸化-钙调蛋白激酶II）在癫痫组织中的关系。Norbin在癫痫与mGluR5在癫痫组织中神经元同一部位表达，p-CaMKII与nobrin成负相关，norbin在癫痫表达中下调，p-CaMKII在癫痫中急性期表达下调，在慢性期表达上调。在体外细胞实验中，在原带海马神经元中通过质粒转染上调和下调CX3CL1，运用Western Blot方法验证了下游信号蛋白FoxO3a、TRAIL、norbin的蛋白表达水平。明确 CX3CL1-FoxO3a 通路的抗癫痫作用和神经保护作用，明确CX3CL1，noribn的在癫痫中的抗癫痫作用和神经保护作用，为有效抗癫痫和抑制癫痫后神经元坏死提供新的靶点及治疗。