综述:基于单细胞转录组学的癫痫免疫炎症微环境特征分析

《Journal of Inflammation Research》:Analysis of the Immunoinflammatory Microenvironment Characteristics of Epilepsy Based on Single-Cell Transcriptomics

【字体: 时间:2026年01月18日 来源:Journal of Inflammation Research 4.1

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  本综述系统探讨了单细胞RNA测序(scRNA-seq)技术在解析癫痫神经炎症机制中的突破性应用。文章聚焦小胶质细胞、星形胶质细胞与神经元在癫痫中的分化轨迹、差异表达基因(DEGs)及细胞间相互作用网络,揭示了C3补体系统、CX3CL1/CX3CR1通路、P2Y12受体等关键靶点在神经炎症级联放大中的作用,为开发靶向免疫微环境的抗癫痫新策略提供了理论依据。

  
发育分化与差异表达基因
单细胞转录组学揭示了癫痫模型中胶质细胞的动态分化过程。研究发现小胶质细胞广泛表达白细胞介素-1β(IL-1β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等促炎因子,其中Spp1、Lyz2等基因显著上调,而Tle4等神经发育相关基因下调。星形胶质细胞可划分为8个功能亚群,其中SNHG14基因具有抑炎作用,而FOS基因参与氧化应激反应。值得注意的是,M1/A1型促炎表型与M2/A2型抗炎表型的平衡失调是推动癫痫进展的关键因素。
小胶质细胞-星形胶质细胞相互作用
两者通过C3补体系统形成正反馈环路:活化小胶质细胞释放IL-1α、TNF-α和C1q诱导星形胶质细胞表达补体C3,其裂解产物C3a通过C3aR受体反向激活小胶质细胞。此外,Sema4D/PLXNB2信号通路和Ephrin-B3/Ephrin-B3受体通路在细胞间通讯中显著增强,共同放大神经炎症反应。
胶质细胞-神经元相互作用
神经元释放的CX3CL1通过其受体CX3CR1激活小胶质细胞,但癫痫患者中该受体表达下调会削弱微细突触聚集(MPC)的保护作用。星形胶质细胞通过四种机制促进癫痫发生:谷氨酸转运失衡导致细胞外谷氨酸累积;GABA能信号抑制;钾离子缓冲功能受损;以及钙离子波动触发的谷氨酸大量释放。ATP/腺苷代谢紊乱进一步加剧神经元超兴奋性,其中腺苷激酶(ADK)上调加速腺苷分解,削弱其抗惊厥效果。
免疫细胞与血脑屏障
P2Y12受体下调的小胶质细胞集群丧失对血脑屏障(BBB)的保护功能,而CCL2/CCR2信号轴介导的单核细胞浸润直接破坏BBB完整性。浸润的T细胞(尤其是CD4+和CD8+亚群)通过表达CCL4、TNF等细胞因子与微glia形成双模态细胞集群,放大炎症级联反应。
结论展望
单细胞技术精准描绘了癫痫炎症微环境中细胞分化轨迹和相互作用网络,为靶向C3aR、P2Y12R等关键分子干预疾病进程提供新思路。然而该技术仍面临低丰度转录本检测灵敏度不足、人类样本异质性等挑战,需结合空间转录组学与功能验证深化机制研究。
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