TCF7L2通过转录调控C1QB加剧癫痫海马突触修剪依赖性神经元损伤的机制研究

《Brain Research Bulletin》:TCF7L2 Transcriptionally Regulates C1QB to Exacerbate Synaptic Pruning-Dependent Neuronal Injury in the Epileptic Hippocampus

【字体: 时间:2026年01月15日 来源:Brain Research Bulletin 3.7

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  本研究针对癫痫中补体C1QB异常表达及其转录调控机制不明的关键问题,揭示了转录因子TCF7L2可直接结合C1QB启动子区域并正向调控其表达。通过体内外实验证实,抑制Tcf7l2能有效逆转癫痫模型中海马区C1qb过表达,减轻小胶质细胞异常活化与突触吞噬,从而改善神经元损伤。该发现不仅阐明了TCF7L2-C1QB轴在癫痫致病过程中的新机制,更为靶向该通路的抗癫痫治疗策略提供了理论依据。

  
癫痫作为一种常见的慢性神经系统疾病,全球患者人数超过7000万,其特征为反复发作的无诱因痉挛。尽管现有20余种抗癫痫药物可用于症状控制,但约三分之一患者对药物治疗反应不佳,因此探寻新的治疗靶点迫在眉睫。近年研究发现,神经炎症反应在癫痫发生发展中起关键作用,其中小胶质细胞(中枢神经系统主要免疫细胞)的异常活化及其介导的突触修剪(synaptic pruning)过程尤为引人关注。补体系统(complement system)中的重要组分C1q(由A、B、C三条多肽链构成)被证实参与小胶质细胞的吞噬活性,在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中促进突触丢失。特别值得注意的是,C1q的B链由C1QB基因编码,在癫痫患者及动物模型的海马组织中呈现显著高表达,但其在癫痫中的具体作用机制尚未明确。
与此同时,经典Wnt信号通路中的关键转录因子TCF7L2(transcription factor 7-like 2)在神经发育、突触可塑性及胶质细胞功能调控中发挥重要作用。前期研究表明TCF7L2可促进小胶质细胞活化,但其是否参与癫痫病理过程,特别是与C1QB之间存在调控关系,仍有待探索。南京医科大学附属儿童医院团队在《Brain Research Bulletin》发表的研究,正是针对这一科学问题展开系统研究。
研究人员综合运用生物信息学分析、染色质免疫共沉淀(ChIP)、双荧光素酶报告基因检测、免疫荧光染色、蛋白质印迹(Western blot)、实时定量PCR、体外细胞模型(人小胶质细胞系HMC3)及体内动物模型(红藻氨酸诱导的C57BL/6J小鼠癫痫模型)等关键技术方法,其中动物实验均经南京医科大学动物伦理委员会批准(IACUC-2503056),细胞模型采用无镁细胞外液诱导的癫痫细胞模型。
研究结果首先通过免疫荧光共定位分析证实,在癫痫小鼠海马区,C1qb与Tcf7l2表达均显著上调,且与神经元标志物NeuN及小胶质细胞标志物IBA1共定位,提示二者在癫痫病理环境下被特异性激活。尼氏染色显示癫痫小鼠海马区神经元数量减少、尼氏体密度下降,伴随小胶质细胞形态活化(胞体面积增大、分支端点增多、总分支长度增加)。通过CD68(吞噬标志物)/PSD95(突触后密度蛋白95)/IBA1三重荧光染色及Western blot检测,发现癫痫组小胶质细胞吞噬活性增强,突触蛋白PSD95和突触素(SYN)表达降低,表明异常突触修剪参与癫痫神经元损伤。
机制探讨方面,研究人员通过JASPAR数据库预测并在实验验证发现,TCF7L2可直接结合C1QB启动子区域(-380 bp至-371 bp)。双荧光素酶报告基因实验显示,TCF7L2过表达可增强C1QB启动子活性,而突变结合位点或敲低TCF7L2则逆转此效应。在HMC3细胞中,TCF7L2的敲降或过表达分别导致C1QB mRNA和蛋白水平的相应变化,进一步证实TCF7L2对C1QB的转录正向调控。
体内功能验证中,研究人员通过腺相关病毒介导的Tcf7l2敲降(AAV-shTcf7l2)显著降低癫痫小鼠海马区C1qb表达,减轻小胶质细胞活化与突触吞噬,增加PSD95和SYN表达,改善神经元损伤及癫痫行为(Racine评分降低、发作次数减少)。
研究结论明确揭示TCF7L2通过直接转录上调C1QB表达,促进小胶质细胞异常活化与突触修剪,加剧癫痫海马神经元损伤。该研究首次建立TCF7L2-C1QB调控轴在癫痫中的致病作用,为理解癫痫发病机制提供新视角。讨论部分指出,尽管本研究在实验模型中获得重要发现,未来仍需在临床样本中验证该通路作用,并深入探究小胶质细胞对兴奋性/抑制性神经元突触的特异性吞噬模式。靶向TCF7L2-C1QB通路可能成为耐药性癫痫的潜在治疗策略,特别是针对神经炎症与突触失衡环节的干预具有重要转化意义。
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