皮层生长抑素神经元通过MINAR1/Gαs–cAMP信号通路调控癫痫易感性的机制研究

《Advanced Science》：Cortical Somatostatin Neurons Regulate Seizure Susceptibility via MINAR1/Gαs–cAMP Signaling

本文揭示了MINAR1在皮层SST+抑制性神经元中通过稳定Gαs蛋白、维持cAMP信号通路，从而调控神经元兴奋性及癫痫易感性的新机制。研究发现MINAR1缺失会选择性降低SST+神经元兴奋性，破坏皮层兴奋/抑制（E/I）平衡，为靶向癫痫治疗提供了潜在分子靶点。

　　

3.1 MINAR1^Nestin条件性敲除小鼠的构建

通过CRISPR-Cas9技术构建MINAR1^flox/flox小鼠，并与Nestin-Cre小鼠交配获得脑组织特异性MINAR1条件性敲除（CKO）小鼠。RT-qPCR和荧光原位杂交（FISH）结果证实MINAR1 mRNA在CKO小鼠皮层中显著降低，表明敲除效率良好。

3.2 MINAR1缺失对大脑结构的影响

MINAR1^NestinCKO小鼠在出生后早期发育正常，但成年后体重显著下降。组织学分析显示，其大脑整体形态、皮层分层结构及标志物（如CUX1、CTIP2、TLE4）表达均与对照组无差异，表明MINAR1缺失不影响大脑基本结构发育。

3.3 MINAR1在皮层中的细胞定位

利用MINAR1-flox小鼠中连接的EGFP报告基因，发现MINAR1主要表达于皮层抑制性神经元，且不与兴奋性神经元标记SATB2共标。进一步通过免疫荧光和FISH证实，MINAR1在SST⁺神经元中的表达强度约为PV⁺神经元的3倍，但两类神经元数量在CKO小鼠中无显著变化。

3.4 MINAR1缺失增加癫痫易感性

腹腔注射戊四氮（PTZ）或青霉素诱导癫痫实验显示，MINAR1^NestinCKO小鼠癫痫发作程度显著加重。局部场电位（LFP）记录发现CKO小鼠在PTZ注射后低频波段（δ、θ）能量升高，发作间期棘波和癫痫样放电频率与持续时间均增加。在VGAT-Cre和SST-Cre介导的CKO小鼠中同样观察到癫痫易感性增强，表明抑制性神经元（尤其是SST⁺神经元）功能受损是表型关键。

3.5 SST⁺神经元兴奋性选择性降低

膜片钳记录显示，MINAR1^NestinCKO小鼠的SST⁺神经元动作电位发放频率降低、兴奋阈值升高，而PV⁺神经元和锥体神经元（PYR）电生理特性无变化。光遗传学刺激诱导的抑制性突触后电流（eIPSCs）未受影响，但自发性抑制性突触后电流（sIPSCs）频率显著降低，提示SST⁺神经元自身兴奋性下降是其抑制功能减弱的主因。

3.6 MINAR1缺失破坏Gαs–cAMP信号通路

蛋白质组学分析发现MINAR1敲低（KD）的SH-SY5Y细胞中Gαs（GNAS）蛋白水平显著下降，Western blot和ELISA进一步验证其下游cAMP含量降低。免疫共沉淀实验证实MINAR1与Gαs存在直接相互作用。加入腺苷酸环化酶激活剂Forskolin可逆转CKO小鼠中sIPSCs频率的下降，表明Gαs–cAMP通路功能受损是SST⁺神经元兴奋性降低的核心机制。

3.7 MINAR1通过抑制泛素化降解稳定Gαs蛋白

蛋白酶体抑制剂MG132或E1泛素激活酶抑制剂PYR41处理可恢复MINAR1 KD细胞中Gαs蛋白水平，证明MINAR1通过抑制泛素-蛋白酶体途径降解Gαs，维持其稳定性。

4 讨论

本研究首次揭示MINAR1通过调控Gαs–cAMP信号通路特异性维持SST⁺神经元兴奋性，其缺失导致树突抑制功能减弱、皮层E/I平衡失调，进而增加癫痫易感性。MINAR1在SST⁺神经元中的高表达及其对Gαs的特异性稳定作用，为理解癫痫的分子机制提供了新视角，也为靶向干预GABA能系统功能障碍相关疾病（如自闭症、精神分裂症）提供了潜在策略。