前额叶TRPM8受体通过PKA/CREB信号通路调控小鼠癫痫发作的新机制

《CNS Neuroscience & Therapeutics》：Prefrontal TRPM8 Receptor Modulates Epileptic Seizures via PKA/CREB Signaling Pathway in Mice

本研究发现前额叶皮层中的TRPM8受体在PTZ诱导的急性癫痫发作模型中表达上调，通过药理学抑制和基因敲除TRPM8均可显著延长小鼠癫痫发作潜伏期并降低发作等级。研究进一步揭示TRPM8通过调控PKA/CREB信号通路影响神经元凋亡，为癫痫治疗提供了新的潜在靶点。专业编辑推荐此研究为深入理解离子通道在癫痫发病机制中的作用提供了重要证据。

　　

引言

癫痫作为一种常见的神经系统疾病，全球约有5000万患者，其特征是反复发作的神经系统功能紊乱，常伴随精神和认知障碍。目前抗癫痫药物治疗存在副作用、不良反应和耐药性等问题，因此探索新的治疗靶点至关重要。瞬时受体电位M8（TRPM8）作为非选择性Ca²⁺通道，在周围神经系统中作为冷觉感受器发挥重要作用。近年研究发现TRPM8在PTZ诱导的急性癫痫模型中具有显著作用，但其在前额叶皮层中的具体功能和机制尚不清楚。

材料与方法

研究采用戊四氮（PTZ）建立小鼠急性癫痫模型，观察分析TRPM8通道阻断小鼠和正常小鼠的癫痫发作行为。通过脑立体定位注射技术特异性阻断特定脑区的TRPM8通道，分析PTZ诱导急性癫痫后前额叶皮层（PFC）中TRPM8下游信号分子的表达及神经细胞凋亡情况。

TRPM8抑制缓解癫痫发作进程

实验结果显示，TRPM8抑制剂AMTB能有效延长PTZ诱导的小鼠癫痫发作潜伏期，并降低发作等级。在雄性小鼠中，AMTB处理组的平均发作等级显著降低（4.13±0.22 vs. 3.42±0.26），全身性发作潜伏期明显延长（99.07±9.24秒 vs. 186.42±27.66秒）。在雌性小鼠中也观察到类似现象，表明TRPM8抑制对癫痫发作具有保护作用。

TRPM8基因敲除的改善效应

为进一步验证TRPM8的作用，研究在TRPM8基因敲除（TRPM8^-/-）小鼠中建立PTZ诱导的急性癫痫模型。与野生型小鼠相比，TRPM8^-/-小鼠表现出更低的发作等级和更长的发作潜伏期，这一现象在雌雄小鼠中均得到证实，充分说明TRPM8在癫痫发作过程中起着关键调节作用。

癫痫小鼠PFC中TRPM8、p-CREB和p-PKA表达上调

分子水平检测发现，癫痫发作后小鼠前额叶皮层中TRPM8 mRNA表达在第1天和第3天显著上调。Western blot结果显示TRPM8、磷酸化PKA（p-PKA）和磷酸化CREB（p-CREB）蛋白表达在癫痫发作后明显增加，表明PKA/CREB信号通路参与癫痫的发病过程。

细胞模型中TRPM8信号通路的验证

在PTZ诱导的人神经母细胞瘤SH-SY5Y细胞癫痫模型中，TRPM8、p-PKA和p-CREB表达同样显著升高。值得注意的是，TRPM8抑制剂AMTB处理可逆转PTZ引起的p-PKA和p-CREB表达增加，进一步证实TRPM8通过PKA/CREB通路参与癫痫调控的分子机制。

TRPM8通过PKA/CREB通路调控癫痫

为验证TRPM8/PKA/CREB信号通路在癫痫中的作用，研究通过立体定位注射PKA激动剂6-BNZ-cAMP到前额叶皮层。行为学实验显示，PKA激动剂可显著抵消TRPM8抑制剂AMTB延长癫痫发作潜伏期和降低发作等级的效果，这一现象在雌雄小鼠中均得到证实，明确表明TRPM8通过PKA/CREB通路参与癫痫调控。

TRPM8敲除减轻癫痫诱导的神经元凋亡

TUNEL染色结果显示，抑制或敲除TRPM8可显著降低癫痫小鼠前额叶皮层神经细胞的凋亡比例。在TRPM8抑制的小鼠中，前额叶皮层PKA激活后，凋亡细胞数量恢复至正常小鼠水平，表明TRPM8可能通过调控神经元凋亡参与癫痫进程。

讨论

本研究系统阐明了前额叶TRPM8受体在PTZ诱导的急性癫痫模型中的重要作用及其分子机制。TRPM8作为钙离子通道，其激活引起Ca²⁺内流，直接促进腺苷酸环化酶（AC）活化，导致细胞内cAMP水平升高，进而激活蛋白激酶A（PKA）。活化的PKA催化亚基转移至细胞核，磷酸化CREB的Ser¹³³位点，最终调控靶基因转录，参与癫痫发病过程。

研究首次发现TRPM8特异性拮抗剂AMTB在PTZ诱导的急性癫痫模型中具有抗癫痫作用，为抗癫痫药物研发提供了新思路。前额叶皮层作为控制学习、记忆、情绪等高级认知功能的关键脑区，在癫痫患者中常出现多发性萎缩，与整体认知功能损害密切相关。本研究证实前额叶TRPM8通过PKA/CREB信号通路调控癫痫发作，不仅深化了对离子通道在癫痫中作用机制的理解，也为开发针对TRPM8的癫痫治疗策略奠定了理论基础。

值得注意的是，研究在严格控制实验条件下证实了TRPM8介导的癫痫调控机制在雌雄小鼠中具有保守性，这为开发普适性抗癫痫疗法提供了重要依据。然而，PTZ诱导的急性癫痫模型主要模拟全身性强直-阵挛发作，无法复制慢性癫痫的神经病理特征，未来研究需要利用慢性癫痫模型进一步验证TRPM8的治疗潜力。