《Neuropharmacology》:Targeting the purinergic P2X7 receptor in epilepsy: Cell types matter
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癫痫影响全球高达7000万人,使其成为全球最常见的慢性神经系统疾病之一,也是医疗系统的沉重负担。尽管目前临床上有超过30种抗癫痫药物(ASM)在使用,但药物难治性仍然是一个主要的临床挑战。此外,ASM常导致降低生活质量的副作用,且不能显著改变疾病的潜在病程。由
癫痫影响全球高达7000万人,使其成为全球最常见的慢性神经系统疾病之一,也是医疗系统的沉重负担。尽管目前临床上有超过30种抗癫痫药物(ASM)在使用,但药物难治性仍然是一个主要的临床挑战。此外,ASM常导致降低生活质量的副作用,且不能显著改变疾病的潜在病程。由细胞外ATP介导的嘌呤能信号传导作为癫痫发作和癫痫的促成因素已获得越来越多的关注,特别是通过离子型P2X7受体(P2X7R)的激活。累积的证据表明,P2X7R拮抗作用可调节急性癫痫发作并减少癫痫的发作负担。鉴于P2X7R在免疫细胞(如小胶质细胞)上的显著表达,P2X7R依赖性的癫痫发作效应主要归因于促炎信号级联反应的启动。与此一致,研究报道缺乏小胶质细胞P2X7R的小鼠癫痫发作严重程度降低,且P2X7R诱导的炎症反应与药物治疗抵抗有关。然而,P2X7R参与广泛的病理细胞过程,因此,将其对过度兴奋和癫痫的贡献仅局限于炎症可能是一种过度简化。在此主线上,新兴研究表明P2X7R信号传导发挥细胞类型特异性的效应,其具有促惊厥和抗惊厥功能,具体取决于细胞环境。本综述的主要目的是对P2X7R在癫痫中的作用进行批判性讨论,特别关注其潜在的细胞类型特异性贡献。
1. 引言
癫痫是一组异质性的脑部疾病,其特征是发生自发性癫痫发作,全球受影响人数高达7000万。尽管任何年龄均可发病,但其发病率呈双峰分布,婴幼儿和老年人是受影响最大的群体。除发作外,癫痫患者面临高达三倍的过早死亡风险,以及四到八倍的共病风险,通常为行为和认知性质,如抑郁和焦虑。此外,污名化和歧视很常见,会显著降低生活质量。因此,癫痫给患者、护理人员及医疗系统带来了沉重负担。癫痫的病因复杂且多因素,可由基因突变(特别是调节神经元兴奋性的基因)或脑损伤(如创伤性脑损伤TBI、感染、肿瘤或癫痫持续状态发作)引起。通常由诱发性脑损伤触发的癫痫发生(Epileptogenesis)是指健康大脑发展为复发性癫痫的过程,其特征包括持续的神经变性、异常神经发生和突触可塑性、血脑屏障(BBB)破坏和神经胶质增生。值得注意的是,癫痫发生并非限时过程,而是在首次癫痫发作后仍在继续。抗癫痫药物(ASM)是癫痫的一线治疗方法,尽管有多种非药物选择,但ASM仍是主流。然而,尽管有超过30种ASM在临床使用,药物难治率仍稳定在30%左右。此外,ASM具有若干缺点,如对疾病进展无显著影响、引起严重副作用(如疲劳、头晕)、导致不良反应(包括神经、代谢和皮肤反应以及药物失效),且在大多数情况下不解决共病问题。一个可能的解释是其作用机制相对狭窄,因为大多数ASM通过阻断Na+和/或Ca2+通道、增强GABA介导的抑制性神经传递或抑制谷氨酸信号传导来靶向突触传递。因此,迫切需要确定具有独特作用机制的新靶点。值得注意的是,颞叶癫痫(TLE)是成人最常见的癫痫形式,影响边缘系统,且易发展为药物难治性,也是嘌呤能信号系统研究最深入的癫痫类型。通过释放核苷(如腺苷)和核苷酸(如三磷酸腺苷ATP)进行的嘌呤能信号传导日益被认为是病理性脑过度兴奋和癫痫发作的重要促成因素。虽然腺苷的抗惊厥作用已确立,但核苷酸ATP正日益被视为癫痫发作和癫痫发展的驱动因素。现在有大量证据表明,ATP信号传导不仅与癫痫发作和癫痫发展有关,而且针对ATP信号通路各个组分的药物(从ATP释放机制、细胞外降解过程到其受体)可显著影响癫痫发作和癫痫进展。其中,ATP门控嘌呤能P2X7受体(P2X7R)引起了特别的关注。以下章节将简要介绍嘌呤能信号传导,特别关注P2X7R,随后概述将P2X7R作为癫痫发作控制和癫痫潜在药物靶点的发现,并详细讨论其细胞类型特异性效应及潜在的临床意义。
2. 脑内ATP能信号传导
细胞外释放的三磷酸腺苷(eATP)现被广泛认为是许多人类病理的促成因素,从癌症到心血管疾病和脑部疾病。ATP信号传导复杂,涉及特定的ATP释放和降解机制,以及分为两个主要亚家族的几种嘌呤能受体:代谢型P2Y受体(P2YR)和离子型P2X受体(P2XR),包括P2X7R。在生理条件下,细胞外ATP(eATP)保持在低水平,但在组织应激或损伤时急剧升高,充当损伤相关分子模式(DAMP)。ATP已被描述可从几乎所有脑细胞释放,包括神经元、少突胶质细胞、小胶质细胞和星形胶质细胞。ATP释放机制包括胞吐和非胞吐机制,如Cl?依赖性囊泡核苷酸转运体(VNUT)、钙稳态调节因子1(CALHM1)、电压依赖性阴离子通道、ATP结合盒转运蛋白以及连接蛋白和泛连接蛋白组成的半通道。值得注意的是,由于细胞内和细胞外区室之间存在巨大的浓度梯度,ATP也可通过受损的细胞膜被动释放。在癫痫中,已在易患癫痫小鼠的大脑和经高钾去极化的大鼠海马切片中报道了升高的eATP浓度。在癫痫持续状态和癫痫发作后也观察到了eATP水平的增加。这表明神经元和星形胶质细胞均有助于癫痫持续状态期间的ATP释放。关于ATP释放机制,迄今为止大多数工作集中在pannexin-1半通道上。值得注意的是,多项研究表明,阻断特定的ATP释放途径(如pannexin-1或CALHM1)可调节癫痫活动,表明ATP释放机制可能代表癫痫控制的潜在治疗靶点。然而,重要的是要记住,eATP半衰期短,并通过CD39(ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolase-1)和CD73(ecto-5′-nucleotidase)等外核苷酸酶迅速降解为各种分解产物,包括二磷酸腺苷(ADP)、一磷酸腺苷(AMP)和腺苷,它们各自都是信号分子。因此,虽然阻止ATP释放似乎是一种合理的策略,以减少其对某些通道的促惊厥作用,但ATP信号传导非常复杂,在癫痫发作期间改变脑内eATP水平的下游后果可能并不简单且难以预测。一旦释放,eATP及其分解产物会激活特定的嘌呤能受体,分为P1和P2受体两个主要亚型。P1受体也称为腺苷受体(AR),是G蛋白偶联受体,包括四种亚型:A1、A2A、A2B和A3。P2受体(核苷酸受体)进一步细分为两个家族:七个配体门控的P2X离子型受体(P2X1-7)和八个G蛋白偶联的P2Y代谢型受体(P2Y1,2,4,6,11,12,13,14)。P2YR可被ATP、ADP、尿苷-5'-三磷酸(UTP)、尿苷二磷酸(UDP)或UDP-葡萄糖激活,而ATP是P2XR的主要内源性配体。虽然在P2受体中,大多数注意力集中在P2X7R作为癫痫发作和癫痫的治疗靶点上,但新兴数据也表明其他P2受体亚型的作用。
3. 中枢神经系统中的P2X7R信号传导
P2X7R由P2rx7基因编码。P2X7R最初被称为P2Z受体,是由两个跨膜结构域(TM1, TM2)、包含三个ATP结合位点的细胞外环以及细胞内N端和C端结构域组成的595个氨基酸长的蛋白质。功能性P2X7R为三聚体,与其他P2X受体不同,它通常不与其他P2X家族成员形成异源三聚体(可能P2X4亚基除外)。几个特征将P2X7R与其他P2XR区分开来:较长的C末端允许与其他蛋白相互作用并激活下游信号通路(如细胞外信号调节激酶ERK通路和caspase-3,促进凋亡);较慢的脱敏动力学;细胞表面蛋白的胞外域脱落;形成膜孔的能力(现在被认为是P2X7R的内在特性,受体刺激后立即激活,允许分子量高达900 Da的分子非特异性通过);多种剪接异构体的表达;以及对eATP的低亲和力(需要高微摩尔至毫摩尔浓度才能激活,EC50?≥?100?μM,激活阈值:300-500?μM)。P2X7R需要高浓度eATP才能激活,通常仅在炎症、缺氧、癫痫/癫痫发作或TBI后的病理条件下达到,这表明P2X7R作为危险传感器在病理条件下被激活并促进脑部疾病的进展。这一特征引发了治疗上靶向P2X7R的特殊兴趣,希望基于P2X7R的治疗副作用更少。然而,虽然在生理条件下eATP浓度通常在纳摩尔到低微摩尔范围内,但P2X7R也可能在正常生理学中发挥作用,包括CNS发育、突触可塑性和记忆、神经发生、神经递质释放和免疫反应,正如在P2X7R敲除(KO)小鼠中观察到的那样。如下文详细讨论,P2X7R被认为在整个中枢神经系统的所有主要细胞类型中均有表达并具有功能,包括小胶质细胞、少突胶质细胞、星形胶质细胞、内皮细胞和神经元。小胶质细胞是驻留的巨噬细胞和大脑的主要免疫细胞,在健康和疾病中均起着至关重要的作用。小胶质细胞高度动态且具有可塑性,根据其基因表达谱可处于稳态或反应状态,执行促炎和抗炎功能。重要的是,小胶质细胞日益被认为通过其对神经炎症(如释放促炎介质如白细胞介素-1β IL-1β)或突触可塑性(如小胶质细胞介导的突触功能变化)的影响来促进病理性过度兴奋。然而,小胶质细胞在癫痫中的功能是高度依赖于环境和疾病阶段的,因为过度或慢性激活可促进过度兴奋,而完全耗竭小胶质细胞则会加重癫痫发作严重程度和神经元损伤,表明小胶质细胞也可以发挥抗兴奋和保护作用。P2X7R在小胶质细胞上高表达,并在响应eATP变化时调节小胶质细胞功能中起关键作用。与此一致,先前的研究表明,短暂的或中度的eATP/P2X7R激活促进混合的促炎和抗炎表型,而持续或高水平的小胶质细胞P2X7R激活则驱动促炎反应,损害吞噬作用和自噬,并诱导细胞死亡。这种慢性和持续的P2X7R激活被描述为神经炎症的关键驱动因素,促进小胶质细胞增殖和活化,并作为NLRP3(NOD-、LRR-和pyrin结构域含蛋白3)炎性体的上游调节剂,导致促炎和促惊厥细胞因子(如IL-1β)的释放。此外,小胶质细胞P2X7R的持续激活与活性氧(ROS)如过氧化氢的产生增加有关,这导致氧化应激和神经毒性,并且在癫痫发作后和癫痫中会增加。星形胶质细胞是脑内最丰富的胶质细胞,通过调节细胞外钾水平、谷氨酸摄取、间隙连接耦合和胶质递质释放来维持神经元稳态。重要的是,星形胶质细胞功能的失调(包括胶质传递、细胞代谢和免疫功能)已被证明有助于癫痫的发生和发展。星形胶质细胞也被认为表达功能性P2X7R,这使得它们与和小胶质细胞类似,能够通过激活NLRP3炎性体、促进IL-1β释放并向反应性表型转变来响应高浓度的eATP。这种P2X7R依赖性途径还介导细胞外囊泡的释放,这在P2X7R KO星形胶质细胞或药理学抑制下减少,突出了其中心作用。此外,星形胶质细胞P2X7R还被证明通过Ca2+依赖性和pannexin 1依赖性机制介导多种胶质递质(包括谷氨酸、γ-氨基丁酸GABA和D-丝氨酸)的释放,调节神经元活动、突触电流和星形胶质细胞间的通讯。少突胶质细胞通过形成髓鞘在支持和绝缘神经纤维中起着至关重要的作用。新兴证据表明少突胶质细胞参与多种神经系统疾病,包括癫痫。它们已被证明通过涉及突触功能、离子稳态、代谢和神经炎症反应的多种相互关联的机制导致癫痫,导致异常信号传导和癫痫发作易感性增加。表明P2X7R信号传导的作用,P2X7R已被证明参与少突胶质细胞损伤、生长、细胞内钙浓度变化以及少突胶质祖细胞的迁移和分化。尽管缺乏直接的癫痫研究,但这些发现表明少突胶质细胞上的功能性P2X7R可能导致神经元网络的适应性不良改变。就P2X7R表达而言,神经元可以说是最具争议的细胞类型,研究提供了相互矛盾的证据,既有缺乏功能性P2X7R的证据,也有存在的证据。支持神经元上存在功能性P2X7R的证据源于体外和体内研究。在多种永生化的鼠类(如神经母细胞瘤N2A细胞)和人类神经元样细胞系(如SH-SY5Y)以及原代神经元培养物中已报道功能性P2X7R。在这些模型中,药理学或遗传学调节P2X7R活性导致细胞内Ca2+水平、增殖、细胞存活和神经元形态的改变。功能性P2X7R也在胚胎干细胞(ESC)、神经元样人ESC衍生的神经祖细胞以及啮齿动物和人神经祖细胞(NPC)中被鉴定出来。值得注意的是,在腹腔注射(i.p.)毛果芸香碱诱导的大鼠癫痫持续状态后,NPC中的P2X7R功能显示出增加,表明P2X7R信号传导可能有助于癫痫持续状态诱导的神经发生变化。此外,在来自多个脑区(包括皮层和海马)的分离神经末梢以及癫痫患者的切除脑组织中也发现了功能性P2X7R。最近,在诱导多能干细胞(iPSC)衍生的神经元中也证明了功能性P2X7R。支持神经元中存在功能性P2X7R的体内证据源于一项使用Cre小鼠模型的研究,该模型表达了人P2X7R,且在海马CA3区的谷氨酸能锥体神经元上发现了转基因P2X7R表达。额外的证据(尽管很大程度上是间接的)来自研究显示P2X7R KO小鼠海马树突分支改变和神经递质释放变化,以及药理学研究显示P2X7R依赖性调节α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA)和N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体介导的兴奋性突触后电流。此外,如下一段所述,在对照和癫痫小鼠的脑切片中使用绿色荧光蛋白(GFP)引导的膜片钳记录(GFP在mDlx启动子下表达),揭示了GABA能中间神经元中增加的P2X7R依赖性电流。值得注意的是,这些电流仅在癫痫小鼠中检测到,而在对照组中未检测到,表明疾病环境特异性的表达或激活。然而,支持神经元P2X7R表达的证据因方法学限制而受到质疑,包括可用P2X7R抗体的特异性差,以及后来显示在CNS中表达P2X7R剪接变体的P2X7R KO小鼠系的使用,以及在P2X7R报告小鼠中缺乏可检测到的神经元P2X7R表达。总之,越来越多的证据表明存在功能性神经元P2X7R,但确凿的证据仍然缺失。P2X7R表达也见于CNS中的其他细胞类型,包括内皮细胞(EC)和免疫细胞,如淋巴细胞(例如T细胞)和单核细胞。内皮细胞构成CNS血管的内衬,是BBB结构和功能的关键贡献者。在癫痫中,BBB破坏是常见的发现,被认为有助于疾病进展。研究表明P2X7R激动剂eATP和下游靶点IL-1β破坏BBB完整性。更直接的证据来自研究显示P2X7R拮抗作用保护脑出血和低强度聚焦超声后的BBB破坏。P2X7R是否改变癫痫中的BBB通透性仍有待确定。外周免疫细胞(如T细胞、单核细胞、巨噬细胞)上的P2X7R表达和功能已得到很好确立,调节其增殖、迁移和存活。多项研究证明P2X7R通过促进钙内流、膜孔形成、炎性体激活和细胞因子释放,在免疫激活和炎症信号传导中起核心作用。值得注意的是,已知外周免疫细胞会浸润癫痫脑,在那里它们被证明有助于神经炎症和疾病病理学。Kim等人报道P2X7R拮抗作用减少了癫痫持续状态期间白细胞向脑内的浸润,表明P2X7R信号传导在免疫细胞募集和CNS进入中的作用。此外,据报道在IAKA后的小鼠和耐药性癫痫患者的血液中,单核细胞上的P2X7R上调。鉴于其在整个CNS的所有主要细胞类型中广泛表达,P2X7R参与多种病理过程(其中许多也是癫痫的特征)并不令人惊讶。这包括神经变性、改变的神经递质释放、异常的突触可塑性和神经发生、BBB通透性变化和神经炎症等。值得注意的是,且很可能是由于P2X7R涉及的病理途径众多,P2X7R信号传导也与癫痫常见的共病相关,如抑郁、焦虑和认知缺陷。
4. P2X7R作为癫痫及相关共病的治疗靶点
迄今为止,广泛共识是P2X7R表达在化学惊厥剂(如KA或毛果芸香碱)诱导的癫痫持续状态后以及啮齿动物模型和患者大脑的癫痫中在海马和皮层增加。然而,其细胞类型特异性分布仍未完全解决。癫痫持续状态和癫痫后小胶质细胞和少突胶质细胞中P2X7R的上调已确立,而其在星形胶质细胞(尤其是神经元)中的存在仍有争议。基于其在谷氨酸能末梢和毛果芸香碱处理大鼠的苔藓纤维上的检测,以及在对IAKA的反应中,提出了定位于神经元的P2X7R。然而,后者的发现因该报告品系中异常的P2X7R和改变的P2X4R表达而受到质疑。第二个带有P2X7R-EGFP融合的报告品系未证实神经元表达,但一致显示IAKA诱导的癫痫持续状态和癫痫后小胶质细胞和少突胶质细胞中P2X7R表达增加,但未检测到星形胶质细胞或神经元表达。值得注意的是,最近的一项研究显示癫痫患者切除脑组织样本中谷氨酸能和GABA能神经元群体中P2RX7mRNA水平增加。在同一研究中,作者报道了对IAKA的小鼠海马脑切片中GABA能中间神经元通过膜片钳电生理学记录的BzATP诱发的电流增加,并被选择性P2X7R拮抗剂A-438079阻断,证明了这些细胞类型在癫痫中存在功能性P2X7R。值得注意的是,在非癫痫对照小鼠中未观察到此类电流,这为为什么在生理条件下检测不到神经元P2X7R以及可能需要潜在的病理学(如癫痫发作)来激活或功能性上调提供了可能的解释。最后,最近的研究使用基于iPSC的癫痫模型显示了人星形胶质细胞和神经元中的功能性P2X7R,进一步支持了P2X7R在神经元和星形胶质细胞中的表达。关于癫痫发作和癫痫期间的P2X7R功能,多项研究证明了P2X7R阻断或缺失的抑癫痫作用。据报道,在几种小鼠模型中癫痫发作严重程度降低,包括IAKA模型、马桑内酯诱导的癫痫发作和6-Hz测试。然而,其他研究发现无效,包括失神癫痫的遗传模型(WAG/Rij大鼠)和最大电休克发作阈值测试以及皮下戊四唑(PTZ)发作阈值测试。另一方面,在小鼠全身毛果芸香碱诱导的癫痫持续状态中观察到了P2X7R拮抗/遗传缺失的促惊厥作用。然而,值得注意的是,每种癫痫发作模型都模拟了具有不同潜在病理学的疾病的不同方面,这可能会影响治疗结果。与急性癫痫模型的结果喜忧参半相比,P2X7R拮抗作用在癫痫中显示出更一致的效果。在小鼠IAKA诱导的癫痫中,P2X7R拮抗剂降低了癫痫发作频率,且停药后效果持续,表明疾病修饰。值得注意的是,IAKA小鼠模型对几种标准ASM具有耐药性。在其他模型中观察到额外的抗癫痫或抗癫痫发生效应,包括大鼠多次低剂量KA模型、小鼠PTZ点燃模型、通过P2rx7siRNA敲低P2X7R后的i.p.毛果芸香碱诱导的癫痫、新生儿缺氧诱导的癫痫小鼠模型以及小鼠皮质控制性撞击模型(创伤后癫痫模型)。除了作为单一疗法使用的P2X7R拮抗剂的抗癫痫潜力外,几项研究还证明了它们作为难治性癫痫持续状态和癫痫辅助治疗的潜力。这方面的证据来自研究表明P2X7R拮抗作用增强了IAKA小鼠模型中抗癫痫药物(ASM)劳拉西泮的效果,以及一项研究显示在小鼠最大电休克发作阈值测试(MES-T)中,当与P2X7R拮抗剂共同给药时,卡马西平的抗惊厥疗效增强。进一步的证据来自一项研究显示小鼠过表达P2X7R后对IAKA后的ASM反应性降低。除了癫痫发作,癫痫的特征还在于发生多种降低生活质量的共病。这些共病可能源于癫痫发作的直接影响、ASM和其他治疗的副作用或共同的致病机制。一个极具吸引力且日益得到支持的概念是,增加的神经元过度兴奋和不良的网络重组代表了慢性脑部疾病的普遍病理生理机制,由持续的胶质细胞激活驱动和维持。如前所述,P2X7R被描述为神经炎症的关键看门人,同时调节谷氨酸和GABA等神经递质的释放。因此,P2X7R信号传导可能作为胶质细胞驱动的促炎通路和神经元过度兴奋之间的分子联系,从而导致原发性疾病病理和相关共病。表明超越发作控制的效果,P2X7R拮抗作用已显示在大鼠PTZ诱导的点燃模型中恢复认知和运动功能,在i.p.毛果芸香碱大鼠模型中发挥抗抑郁和焦虑样作用,改善大鼠海马内KA癫痫模型的认知结果,减少i.p. KA诱导的癫痫持续状态后的认知障碍(但不影响抑郁样行为),并减轻创伤后癫痫小鼠模型的活动过度。总之,虽然靶向P2X7R在急性癫痫发作期间导致不同的结果,但P2X7R拮抗作用在癫痫中始终提供抑癫痫和抗癫痫发生的益处。这些发现表明P2X7R可能根据疾病进展执行环境依赖性的效应。在癫痫中,P2X7R信号传导似乎主要有助于促惊厥病理学,如慢性炎症,这可能超过了可能在急性癫痫发作期间更突出的潜在抗惊厥功能。值得注意的是,与癫痫发作类似,P2X7R对癫痫相关共病的影响也可能取决于激活P2X7R的细胞类型和疾病阶段背景。
5. P2X7R在癫痫中的细胞类型特异性功能
P2X7R信号传导影响癫痫发作和癫痫的分子机制尚不完全清楚,最可能的机制之一是P2X7R驱动神经炎症反应。P2X7R在小胶质细胞上高表达,其在癫痫持续状态和癫痫后表达增加。支持其在癫痫发作期间的促炎作用,阻断P2X7R降低了癫痫持续状态期间的海马IL-1β水平,并减少了癫痫中的小胶质细胞增生和星形胶质细胞增生。此外,在小胶质细胞过表达P2X7R的小鼠在癫痫持续状态期间表现出促炎表型,而P2X7R KO小鼠的小胶质细胞在新生儿小鼠 pups 缺氧诱导的癫痫发作后显示出抗炎表型,这与P2X7R通过驱动神经炎症导致脑过度兴奋相一致。此外,如前所述,表明P2X7R通过激活小胶质细胞导致药物难治性癫痫发作,在小胶质细胞上过表达P2X7R的小鼠对常用ASM具有耐药性。值得注意的是,在同一项研究中,作者显示通过遗传删除P2X7R或用P2X7R拮抗剂治疗克服了通过i.p.注射LPS诱导的炎症引起的药物难治性。与此一致,最近的一项研究证明,P2X7R拮抗作用减少了iPSC衍生神经元体外模型中的癫痫样活动,但仅在启动的炎症背景下。值得注意的是,P2X7R拮抗作用增强了ASM卡马西平的抗癫痫效果,进一步支持了P2X7R主要通过促进神经炎症信号传导导致癫痫发作的观点。然而,P2X7R涉及许多病理途径,因此P2X7R调节癫痫活动和癫痫发生的精确机制可能要复杂得多。除了在炎症和免疫反应中的作用外,P2X7R还参与脑中的多种病理过程,包括细胞死亡、异常突触可塑性、改变的神经营养发生、神经递质释放的变化、BBB完整性破坏和T细胞活化等。这种广泛的参与很可能归因于它们在多种细胞类型中的表达。大脑中不同的细胞类型执行专门的功能,例如电信号传导和免疫监视,这是由细胞类型特异性的蛋白质功能差异决定的。此外,蛋白质可能根据细胞类型以及发育或病理状态(即正常生理与疾病)发挥不同的作用。为了探索P2X7R在癫痫中潜在的细胞类型特异性功能,研究人员最近使用Cre-LoxP系统在微胶质细胞(P2rx7:Cx3cr1-Cre)和神经元(P2rx7:Thy-1-Cre)中条件性删除P2X7R。结果显示P2X7R在癫痫发作期间的作用比以前认为的更为复杂。小胶质细胞中P2X7R的敲除减少了急性癫痫发作(IAKA和i.p. PTZ)期间的癫痫发作严重程度,并导致较轻的癫痫表型,而神经元中的敲除增加了癫痫发作严重程度(IAKA和i.p. PTZ)并加剧了癫痫的发展。进一步的分析显示,小胶质细胞P2X7R的缺失促进了抗炎的小胶质细胞表型,增加了抗炎细胞因子如IL-10的释放,并减少了促炎细胞因子如IL-1β。这些发现支持了P2X7R通过小胶质细胞驱动神经炎症从而促进癫痫发作和癫痫的观点。与此一致,小胶质细胞P2X7R的缺失保护了小鼠免受TBI后的长期脑过度兴奋,表明P2X7R介导的炎症信号传导在不同模型中具有促癫痫发生作用。P2X7R诱导的神经炎症如何促进癫痫发作和癫痫发生仍有待确定。最可能的情况是P2X7R驱动促炎信号传导(例如通过促进IL-1β的释放)。P2X7R下游靶点IL-1β等促炎细胞因子是促进癫痫发作和癫痫的公认因素,很可能是通过其影响GABA能和谷氨酸能信号传导以及神经元兴奋性。P2X7R拮抗作用也可能将促炎组织环境转变为抗炎状态,例如通过增加IL-10水平,已知其增强GABA能信号传导,抵消IL-1β的作用,从而促进抗惊厥效应。然而,小胶质细胞也可以通过促进突触重塑和棘突形成直接改变神经元活动,或间接通过调节其他细胞类型(如星形胶质细胞)的活性。同一项研究的第二个主要发现是神经元P2X7R的缺失加剧了癫痫发作。如前所述,GABA能中间神经元中的GFP引导膜片钳实验显示实验性癫痫中P2X7R介导的电流强烈增加,而在对照小鼠中几乎不存在。这可以解释先前关于神经元P2X7R表达的争