miRNA在癫痫发病机制中的研究进展

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中国实验诊断学2018年10月 第22卷第1O期 

文章编号:1007—4287(2018)10~1851—03 

miRNA在癫痫发病机制中的研究进展 一1851一 

陈爱玲 ,刁丽梅 。 

(1.广西中医药大学研究生院,广西南宁530001;2.广西中医药大学第一附属医院,广西南宁530023) 

癫痫是一组由大脑神经元异常高度同步放电所 

导致的脑功能短暂异常的结果,临床表现主要以反 复发作的抽搐及意识改变为主,严重的影响人们的 

工作、日常活动及身心健康。目前据统计全球约有 5×10 例癫痫患者,其中约有80 在发展中国家, 

我国约有900万例癫痫患者,每年仍有4.5×10 例 癫痫患者新发_1]。近年来通过研究发现,癫痫发作 

的患者脑组织中存在多种细胞蛋白代谢,这些结果 的表现与多种基因模式的改变有关。近年来基因芯 

片的出现,为进一步探索miRNA与癫痫的发生发 展关系、癫痫的治疗及预后方面提供了有利的帮助。 

这些miRNA主要在癫痫的发作过程参与了神经系 统中的炎症反应、神经元坏死、神经细胞凋亡、树突 

生长、突触重塑、胶质细胞增生、癫痫网络形成、神经 递质及其受体功能受损等过程。综上所描述的一系 列神经系统的各种病理改变,最终形成了海马内回 

返兴奋性环路,导致了癫痫的发生和发展。以下将 几种miRNA与癫痫的发生发展关系进行综述。 

1 与癫痫发生发展相关的miRNA 

1.1 miRNA-134 目前研究认为有多种miRNA主要通过调控及 修饰蛋白质等形式影响突触重塑,从而诱导癫痫发 

作瞳]。树突棘作为突触的主要组成部分,其异常生 长是突触重塑的重要标志[引。miRNA-134在脑组 

织的海马神经元上分布广泛,主要通过参与海马神 经元结构的调控来影响神经元树突棘的结构,影响 癫痫的发生l4]。Gaughwin[ 等观察到,通过抑制 

miR一134可以减少体内Dcx蛋白的表达量,而Dcx 

蛋白的主要作用是通过调节神经元迁移影响突触形 成,因而可诱导癫痫的发生发展。I imkl作为与癫 

痫发作相关的miR-134的靶基因,主要以调控肌动 蛋白影响树突棘的整体结构,以此与癫痫产生相关 性。Schratt等_6 研究结果显示miR一134参与了调 

基金项目:国家自然科学基金(81760809) *通讯作者 控树突棘形态的过程。CREB作为神经元可塑性的 

调控因子,可通过磷酸化活性形式影响树突生长和 

结构。而miR一134通过转录调节CREB蛋白的表 达来影响癫痫的发生与发展 ]。以上研究结果表 

明,miRNA一134可以通过调控相关miRNA的靶基 因参与突触重塑来诱导癫痫发作。 

1.2 miRNA-146a miR一146a被发现是通过参与炎症反应与癫痫 发生相关性_8],而炎症反应主要是通过调控不同的 

炎性因子来影响癫痫发生。Vezzani等_9 通过对一 

些啮齿目的动物进行癫痫造模,发现在动物癫痫发 

作区炎症因子的表达量增多,表明炎症反应与癫痫 

有相关性。Toll样受体4(Toll—like receptor 4, TLR4)作为一个重要的免疫受体,有研究发现它主 

要通过调节NF—JcB、INF一0【、II 一6、IL一1等炎性因子 的表达水平参与炎症反应,从而与癫痫形成相关 性l1 。Omran等 在幼年大鼠颞叶癫痫海马组织 

中,发现当IL-1表达水平升高时,miR一146a的表达 水平下降,相反miR-146a的表达水平升高,表明 

miR-146a在癫痫发作过程中发挥着“保护”作用。 神经胶质细胞通过参与神经元的物质代谢,主要表 

现为谷氨酸代谢的紊乱,而谷氨酸作为脑组织内的 兴奋性氨基酸,可诱导癫痫发作口引。Iyer等l】。 在异 

常的神经胶质细胞中发现miR一146a的表达量是升 

高的,主要发生机制表现为miR一146a可以促进神经 胶质细胞增生,造成神经胶质细胞功能异常,从而影 

响癫痫发作。 

1.3 miRNA-184 研究显示,癫痫的反复发作可以引起神经细胞 

凋亡,而细胞凋亡又可引起细胞间突触重塑,诱发癫 痫的反复发作 ]。有研究报道,机体主要通过调控 

不同作用的miRNA来影响神经元细胞凋亡,从而 影响癫痫的发生发展ll引。miR一184也是一种细胞 

凋亡调控因子l1。]。McKierman等 发现miR一184 

在癫痫模型中的表达是下调的,具有抗凋亡作用。 另有文献研究报道,在脑组织的海马CA3区和CA1

 区内的椎体神经元中miRNA一184是高表达的,可 能通过抑制AKT2的表达水平以减少神经元细胞 凋亡数目,从而起到保护神经作用n 。研究发现大 

多数miR 184存在于肿瘤细胞中,所以关于miR一 184在癫痫中的发生机制,需要进一步探究。 

1.4 miRNA一187 炎症反应作为癫痫发生发展机制中常见的原因 

之一,参与炎症反应的相关炎性因子一方面可通过 破坏血脑屏障加重神经系统的损害;另一方面通过 

增强神经元细胞的兴奋性影响癫痫的发生。walid 等 通过匹罗卡品诱导颞叶癫痫模型,观察到 

miR一187与炎症反应有相关性,同时发现IL-10是 抗炎因子,可以预防癫痫的发生发展。II 一1O与 

miR一187在颞叶癫痫发生的各个阶段中表达水平相 反。从以上描述中可以发现,II 一10、miR一187在癫 痫的发生发展中扮演着重要的角色,同时也为研究 颞叶癫痫及其相关治疗与预后提供了新的理论依据 

与研究方向。 

1.5 miRNA-132 I agos—Quintana等最先在神经组织中观察到 miR一132的丰富表达,同时也验证了其结果 。。。根 

据统计,miR一132主要通过影响突触的结构和功能 

来诱发癫痫,主要通过以下两种方式影响突触的结 构和功能:一方面可通过调节树突棘与轴突的生长 

发育等来影响突触发育和结构变化;另一种方式是 

通过调节递质的传递效能及可塑性相关蛋白质的合 成影响突触功能可塑性 。有研究报道,CREB作 为miR一1 32基因的一种重要的转录因子可通过发 生磷酸化,影响miR一132的表达 。同时研究发 

现,在自发性发作的小鼠癫痫模型中的观察到 

CREB表达量明显升高,而通过减少CREB的表达 则会抑制小鼠癫痫的发作。 。MeCP2作为一种多 功能的核蛋白,通过调节树突棘形态、介导突触传 

递、神经传递和突触重塑在中枢神经系统中发挥作 用。有结果显示MeCP2通过与活性靶点的启动子 相结合来调节并转录激活因子CREB1,从而影响 

miR一132的表达 。BDNP是第一个在最高等脊 

椎动物被发现的MeCP2的目标基因,在培养的神 经元细胞中发现,MeCP2通过结合BDNF启动子 

III来抑制BDNF的转录。而BNDF已被证实作为 

一种神经生长因子参与了苔藓纤维出芽生长、突触 重塑、神经元成熟及神经发生的过程 。】。 

1.6 miRNA一34a 癫痫持续状态后神经组织可出现多种形式的病 理改变,而细胞凋亡是神经元病理损伤常见的形式 

之一,主要通过内源性与外源性信号导致细胞死亡。 而细胞的死亡意昧着细胞数目的减少,进一步的使 

细胞问的突触重组,形成异常兴奋性突触环路,导致 癫痫的进一步发生、发展。前面提到的miR一184作 

为下调抗凋亡miRNA,而miR一34a则是上调抗凋亡 

miRNA。据文献报道,miRNA一34a可通过调控上 百种蛋白表达上调 ],直接诱导神经元细胞凋亡并 

终止细胞周期。曾有研究者发现,在造模成功的癫 

痫大鼠的海马区miRNA表达谱发生明显地改变, 其中主要表现有上调和下调,其中miR-134的上调 

幅度最显著 。Duan W|2 等在人类肺癌组织中发 

现了miR一34a的表达下调,同时国内研究人员在体 

外细胞实验中通过运用生物信息学Key Tar分析 法进行预分析,检测到BC1 一2基因的miRNA可能 

是miR一34a的靶基因之一。在另一个试验中,Farlie 

等 进一步发现BCI 一2可能参与了神经元凋亡。 Gregan等 发现P53会引起小脑颗粒神经元的凋 

亡,在神经凋亡中发现有含半胱氨酸的天冬氨酸蛋 

白水解物酶3(caspase一3)的激活。而Hu等 在大 鼠癫痫模型中发现miRNA一34a可以激活caspase一 

3,使细胞凋亡数目增加,而通过抑制miRNA一34a 

的表达,可以影响miRNA一34 a—bcl一2--caspase一3 表达通路,观察到海马CA1区和CA3区神经细胞 

凋亡数目明显减少。此外,Aranha等 在研究中 

观察到,与神经细胞凋亡相关的miRNA一34a不但 

具有促进凋亡的作用,而且与神经元的分化过程密 有关。 2总结与展望 

综上所述,miRNA的出现为我们对癫痫的认 识及其癫痫的治疗有了一个全新的认识,加深了我 

们对于癫痫发生机制的理解,但是这些认识还只处 于初级阶段。大部分关于miRNA在细胞和动物中 

的作用和机制的研究还处于离体水平,仍需要进一 步对miRNA潜在的靶点及其对癫痫的诊断和治疗 

进行探讨。对于癫痫不同的发病机制,涉及到不同 

的基因,不同的基因又有着不同的靶基因,这些对于 癫痫的研究有着巨大的潜力。同时,为癫痫发病机 制及治疗的研究提供更多的依据。 

作者简介:陈爱玲(1991一),女,甘肃,在读研究生,研究方向: 癫痫的基础与临床;刁丽梅(1 972.12.21),女,山东,主任医 师,博士学位,研究生导师,研究方向:癫痫的基础与临床。 参考文献: [1]洪 震.癫痫流行病学研究fJ].中国现代神经疾病杂 怎,201 4,1 4

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