珊瑚源神经肽TpNPY通过调控NPY-Y1R通路抑制癫痫发作并改善认知记忆缺陷的机制研究

本研究针对耐药性癫痫治疗难题，从珊瑚来源的神经肽Y类似肽TpNPY入手，通过体内外实验证实其能通过结合NPY-Y1R受体，显著抑制PTZ诱导的癫痫发作，减轻神经炎症和氧化应激，并激活BDNF/TrkB和Nrf2/HO-1通路促进神经发生和突触可塑性，为海洋源抗癫痫肽类药物开发提供了新策略。

　　

癫痫作为一种常见的慢性神经系统疾病，全球约7000万人受其影响，其特征是大脑异常同步放电引起的反复性、自发性发作。尽管现有抗癫痫药物（AEDs）可控制部分患者症状，但约30%患者发展为耐药性癫痫，且现有药物多针对症状控制而非疾病修饰，常伴随认知障碍和代谢紊乱等副作用。因此，开发针对癫痫发生机制的新型治疗策略迫在眉睫。神经肽Y（NPY）信号系统因其在调节癫痫活动中的重要作用成为潜在靶点。近年来，从海洋生物中挖掘活性肽类成为药物开发的新方向，珊瑚作为传统中药成分，在抗癫痫治疗中具有悠久历史，但其活性成分及机制尚未完全明确。

本研究团队前期从石珊瑚Turbinaria peltata中发现一种NPY样肽TpNPY，并证明其可缓解脂多糖（LPS）诱导的星形胶质细胞炎症。基于TpNPY调控NPY信号和神经炎症的潜力，本研究进一步探讨了其对癫痫的治疗效果及机制。

研究人员综合运用了分子动力学模拟、表面等离子共振（SPR）技术、PTZ诱导的斑马鱼和小鼠癫痫模型、谷氨酸诱导的HT22小鼠海马细胞兴奋毒性模型、行为学测试（旷场实验、水迷宫、新物体识别）、免疫荧光、Western blot、ELISA检测、氧化应激指标测定以及细胞活力检测等技术方法。其中斑马鱼实验经澳门大学动物研究伦理委员会批准（UMARE-021b-2020），小鼠实验遵循中国科学院昆明动物研究所伦理规范（IACUC-RE-2022-12-005），细胞实验采用HT22小鼠海马细胞系。

TpNPY exhibits direct binding capability to NPY-Y1R, as verified by SPR analysis

通过SPR分析证实TpNPY与NPY-Y1R直接结合，平衡解离常数（K_D）为1.98μM。分子动力学模拟显示TpNPY三维结构稳定，RMSD波动低于0.8 nm。

TpNPY attenuated the hyperactivity, the upregulation of seizure-associated immediate-early genes and ROS overproduction in PTZ-elicited zebrafish larvae

在PTZ诱导的斑马鱼癫痫模型中，TpNPY（0.75-6μM）显著改善癫痫样游泳行为，降低即刻早期基因c-fos和npas4a的表达，并抑制活性氧（ROS）过度产生。

TpNPY suppressed seizure-like behavior, reduced the levels of inflammatory cytokines and ameliorated abnormal glial activation in the PTZ kindling epileptic

在PTZ点燃小鼠模型中，TpNPY（0.25-1 mg/kg）剂量依赖性地降低癫痫发作评分、延长发作潜伏期、缩短发作持续时间，并降低海马区炎症因子IL-6、IL-1β和TNF-α水平，抑制星形胶质细胞（GFAP）和小胶质细胞（Iba-1）异常激活。

TpNPY attenuates PTZ-induced anxiety-like behaviors and promotes the impaired learning and spatial memory abilities in mice

行为学测试表明，TpNPY逆转PTZ诱导的焦虑样行为（旷场实验），改善识别记忆缺陷（新物体识别实验）和空间记忆损伤（水迷宫实验）。

The effects of TpNPY on neurogenesis, neural synaptic plasticity and BDNF/TrkB signaling pathway

TpNPY促进海马齿状回（DG）神经发生（BrdU⁺细胞增加），增强突触可塑性（树突棘密度增加），并上调BDNF和TrkB蛋白表达，表明其通过BDNF/TrkB信号通路发挥神经保护作用。

TpNPY restored cell damage in glutamate-elicited HT22 cells

在谷氨酸诱导的HT22细胞兴奋毒性模型中，TpNPY（1.56-50μM）减轻细胞损伤，降低乳酸脱氢酶（LDH）释放，调节Bcl-2/Bax比例抑制细胞凋亡。

TpNPY attenuated oxidative stress indicators and intracellular calcium ion overaccumulation of HT22 cells challenged with glutamate via Nrf2/HO-1 signaling pathway

TpNPY逆转谷氨酸引起的氧化应激指标变化（恢复SOD活性、GSH/GSSG比值、降低MDA水平），抑制细胞内钙超载和ROS积累，并激活Nrf2/HO-1通路促进Nrf2核转位。

本研究系统阐述了珊瑚源神经肽TpNPY通过靶向NPY-Y1R受体，双向调控抗炎和抗氧化通路，显著抑制癫痫发作并改善认知功能的分子机制。其在斑马鱼、小鼠和细胞模型中的一致有效性，凸显了海洋活性肽在神经系统疾病治疗中的巨大潜力。TpNPY不仅通过抑制神经炎症和兴奋毒性直接抗癫痫，还通过BDNF/TrkB和Nrf2/HO-1通路促进神经发生和突触可塑性，实现疾病修饰效果。该研究为开发源于海洋生物的抗癫痫肽类药物提供了坚实的临床前证据，也为针对癫痫发生机制的创新疗法开辟了新方向。