皮质发育障碍(MCD)是儿童药物难治性癫痫的重要病因,已证实异构神经元是MCD的病理核心成分,但其发生机制尚不清楚。血管内皮生长因子-C(VEGF-C)是公认的淋巴系统发生调节因子,由于脑内淋巴系统缺如,既往少有研究关注VEGF-C在神经系统疾病中的作用。我们前期发现VEGF-C及其受体VEGFR-3特征性地高表达于异构神经元,结合脑室下区(SVZ)神经祖细胞不断迁移至MCD脑区这一现象以及VEGF-C在神经系统发挥重要生物学功能的新发现,我们推测①VEGF-C通路促进SVZ神经祖细胞增殖,并向MCD脑区迁移形成异构神经元;②异构神经元通过VEGF-C通路延缓细胞凋亡,增强生存能力。为此,本课题拟以异构神经元为切入点,利用临床MCD标本和动物模型,采用脑片培养、RNAi等技术,从细胞和分子水平探讨VEGF-C信号通路调控MCD病理发生的机制,为进一步深入揭示MCD的发病机制提供新的线索。
VEGF-C;MCD;malformed neurons;pathogenesis;epilepsy
皮质发育障碍(MCD)是儿童药物难治性癫痫的重要病因,已证实异构神经元是MCD 的病理核心成分,但其发生机制尚不清楚。本课题组前期发现脑发育晚期(围产期)室管膜下区神经前体细胞(SVZ-NPCs) 向大脑皮质迁移时发生迁移障碍,大量异常细胞(异构神经元)异位分布,最终形成大脑皮质发育障碍,揭示了SVZ-NPCs是MCD异构神经元重要的来源。结合VEGF-C 及其受体VEGFR-3 特征性地高表达于SVZ-NPCs及异构神经元的预实验结果,以及VEGF-C在神经系统发挥重要生物学功能的新进展,在青年基金项目中,我们提出“VEGF-C 通过促进SVZ-NPCs增殖,抑制异构神经元凋亡参与MCD病理发生”的假说。 按照课题研究计划,目前已证实①人及大鼠MCD组织中VEGF-C及其受体VEGFR-2,VEGFR-3表达显著上调,且特征性地高表达于异构神经元及反应型星型胶质细胞;②VEGF-C通路通过激活Akt-1、ERK信号诱导室管膜下区神经前体/祖细胞(SVZ-NPCs)原位增殖、迁移形成异构神经元;并激活Akt-1/Bad通路抑制异构神经元凋亡;③骨形成蛋白4(BMP-4) 及其受体mRNA 及蛋白水平在MCD中较CTX 表达明显减低。具体地,BMP-4强表达于GNs、DNs和反应性星形胶质细胞,而在形态正常的神经元上表达减弱;④IL-2及其受体在MCD中的表达显著上调,且与MCD病理程度密切相关;⑤MCD活体脑片结果表明MCD大鼠异构神经元可产生动作电位,但动作电位形态各异,峰率适应性降低或消失,提示其电生理功能发育不完善;异构神经元中可记录到evoked-EPSC,但电流形态明显发生改变,通道电流成分混杂,电流面积明显增加;MCD异构神经元中NMDA/AMPA受体介导电流的比率显著上调,表明异构神经元中NMDA受体功能上调。⑥VEGF-C对NMDA受体产生协同作用,主要是由VEGFR-2受体介导的;⑦建立MCD脑片体外培养模型,发现VEGF-C促进细胞增殖。 通过本项目基本阐明了VEGF-C在MCD病理发生中的作用,并初步探索了VEGF-C在MCD致痫性中的重要作用。目前本项目发表基金标注文章8篇,其中SCI论文7篇,2篇以杂志封面文章形式发表;培养研究生3名;依托本项目,课题组获得2013年度国家自然科学基金“青年-面上”连续资助。