《Neurobiology of Disease》：Astrocyte-specific deletion of LRRC8A causes neurological dysfunction but not chronic white matter edema
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本研究针对白质脑病MLC的发病机制，通过构建星形胶质细胞特异性LRRC8A基因敲除小鼠模型，探究了体积调节性阴离子通道(VRAC)关键组分在脑水肿形成中的作用。研究发现星形胶质细胞LRRC8A缺失虽引起轻度共济失调和癫痫易感性增加，但未导致典型MLC慢性白质水肿特征，提示VRAC功能异常并非MLC病理的唯一决定因素，为理解脑水肿机制提供了新视角。
大脑作为人体最精密的器官，其功能正常发挥依赖于稳定的内部环境。颅骨这一坚固容器虽然为大脑提供了物理保护，但也限制了脑组织肿胀的空间。在这一密闭空间中，星形胶质细胞扮演着“水利工程师”的关键角色，通过精确调节离子和水分平衡来维持脑体积稳定。当神经元活跃时，细胞外钾离子(K+)和谷氨酸浓度升高，星形胶质细胞会吸收这些物质，同时伴随水分流入导致细胞肿胀。为应对这种体积变化，细胞通过体积调节性减少(RVD)机制排出离子和有机渗透物，其中体积调节性阴离子通道(VRAC)被认为发挥核心作用。
megalencephalic leukoencephalopathy with subcortical cysts（MLC，伴皮层下囊肿的巨脑性白质脑病）是一种罕见的遗传性脑白质病，患者表现为慢性白质水肿、髓鞘空泡化和进行性神经功能衰退。已知MLC1、GlialCAM、AQP4和GPRC5B等蛋白的基因突变均可导致MLC，这些蛋白均与星形胶质细胞体积调节相关，且研究发现MLC患者来源的细胞存在VRAC功能异常。LRRC8A作为VRAC通道的必需亚基，其在MLC病理中的作用尚不明确。研究人员假设星形胶质细胞特异性缺失LRRC8A会重现MLC的典型病理特征。
为验证这一假说，阿姆斯特丹大学医学中心儿童神经科的研究团队在《Neurobiology of Disease》发表了最新研究成果。他们通过交叉育种策略构建了星形胶质细胞特异性Lrrc8a条件性敲除（cKO）小鼠模型，采用Western blot、免疫荧光、脑组织水含量测定、行为学测试、离体脑片双光子成像等技术，系统评估了LRRC8A缺失对脑水肿形成、星形胶质细胞体积调节及神经功能的影响。
主要技术方法
研究使用GFAP-cre工具鼠与Lrrc8aF/F小鼠交配获得星形胶质细胞特异性Lrrc8a cKO小鼠。通过脑组织水含量测定评估水肿程度，免疫组化分析白质空泡化和星形胶质细胞形态，CatWalk XT系统定量分析运动功能，离体脑片双光子成像记录星形胶质细胞体积变化和氯离子动力学，并观察海人藻酸诱导的癫痫发作严重程度。
3.1. 星形胶质细胞特异性Lrrc8a敲除小鼠的构建
研究人员成功构建了星形胶质细胞特异性Lrrc8a条件性敲除（cKO）小鼠。Western blot结果显示cKO小鼠脑组织中LRRC8A蛋白表达显著降低，免疫荧光染色证实LRRC8A在GFAP阳性星形胶质细胞中的特异性缺失。
3.2. Lrrc8a cKO小鼠未见慢性白质水肿
与MLC小鼠模型不同，Lrrc8a cKO小鼠在3周至12月龄期间脑组织水含量正常，未见白质空泡化，血管周围星形胶质细胞突厚度也无异常。这表明单纯星形胶质细胞LRRC8A缺失不足以诱发慢性白质水肿。
3.3. Lrrc8a cKO小鼠中MLC相关蛋白表达正常
免疫荧光分析显示，cKO小鼠中MLC1、GlialCAM、AQP4、ClC-2和caveolin-1等MLC相关蛋白的表达和分布与野生型小鼠无差异，表明LRRC8A缺失未影响这些蛋白的定位。
3.4. Lrrc8a cKO小鼠晚年出现轻度共济失调
行为学测试发现，12月龄cKO小鼠出现轻度共济失调表现，复合共济失调评分(CAS)显著升高，但握力和平衡木测试结果正常，表明运动功能整体保持完整。
3.5. 成年Lrrc8a cKO小鼠步态异常
CatWalk步态分析显示，12月龄cKO小鼠四足支撑时间比例、前爪最大接触面积、平均接触强度和占空比均显著增加，提示动物行走时需要更多支撑，存在轻微运动协调障碍。
3.6. Lrrc8a cKO小鼠海人藻酸诱导癫痫发作更严重
cKO小鼠在注射海人藻酸后癫痫发作的Racine评分更高，表明星形胶质细胞LRRC8A缺失增加了脑对诱发癫痫的敏感性。
3.7. Lrrc8a cKO星形胶质细胞在高钾诱导肿胀后体积恢复和氯动力学正常
离体脑片实验中，6mM K+诱导的星形胶质细胞肿胀和后续的体积调节在cKO与野生型中无差异。SuperClomeleon氯传感器检测显示细胞内氯离子([Cl-]i)动力学也正常，表明在体情况下LRRC8A并非星形胶质细胞体积调节的必需因素。
研究结论与意义
该研究首次在体证实星形胶质细胞LRRC8A缺失虽导致轻度神经功能障碍，但不会引发MLC典型慢性白质水肿。这一发现挑战了VRAC功能缺陷是MLC水肿核心机制的传统观点，提示白质水肿的发生可能源于多个离子和水稳态蛋白组成的复杂网络功能失调，而非单一通道缺陷。研究还揭示了LRRC8A在癫痫易感性中的新作用，为理解脑水肿机制和开发相关治疗策略提供了重要理论依据。
