Olig2特异性功能缺失的Slc35a2会导致髓鞘形成减少（即髓鞘发育不全）和自发性癫痫发作

《Epilepsia》：Olig2-specific loss-of-function Slc35a2 results in hypomyelination and spontaneous seizures

研究构建Slc35a2条件性敲除小鼠模型，发现基因失活导致 oligodendrocyte功能障碍，表现为体重下降、运动障碍、寿命缩短及自发癫痫，性别差异显著，雄性症状更重。病理特征包括 corpus callosum髓鞘发育不良、胶质细胞增生及 oligodendrocyte数量减少，验证了胶质异常在癫痫发生中的作用。

　　本研究探讨了在寡突细胞中丧失功能的SLC35A2基因突变对大脑发育异常和癫痫的影响。SLC35A2是一种编码尿苷二磷酸-半乳糖转运蛋白的基因，该蛋白位于高尔基体和内质网膜上，参与N-连接糖基化过程中将半乳糖从细胞质转运至高尔基体。该基因的突变已被确认为某些罕见的先天性糖基化障碍（CDG）的遗传原因，而其在大脑局部区域的体细胞突变则可能与药物难治性癫痫（DRE）有关。特别地，一种被称为轻度大脑皮层发育异常伴寡突细胞增生和癫痫（MOGHE）的病理亚型，已被发现与SLC35A2的体细胞突变相关。MOGHE的特征包括异位神经元和寡突细胞增生，以及白质中的脱髓鞘病变。这种疾病在人类中通常表现为婴儿期的癫痫性脑病或青少年/成年早期的难治性局部癫痫，且无法通过抗癫痫药物改善。

为了进一步研究SLC35A2在寡突细胞中的作用，研究人员创建了一个基于Olig2特异性启动子的条件性基因敲除（cKO）小鼠模型。该模型的建立使得研究者能够精准地定位到寡突细胞，而不是其他类型的神经细胞。通过一系列行为测试、电生理评估和细胞/分子分析，研究者发现SLC35A2的丧失导致了小鼠体重减轻、运动功能障碍以及生存率下降。其中，雄性小鼠的表型更为严重，这可能与SLC35A2作为X染色体基因的特性有关，因为雄性是该基因的单倍体，而雌性则是杂合子。此外，研究者通过视频-EEG监测发现，SLC35A2 cKO小鼠在没有直接神经元基因异常的情况下仍会自发性癫痫发作，并伴有频繁的间期癫痫样放电。

在组织病理学和免疫组织化学分析中，研究者发现SLC35A2 cKO小鼠的胼胝体和白质区域出现了显著的脱髓鞘现象，以及反应性胶质增生。这些结果表明，寡突细胞的异常功能和脱髓鞘可能在癫痫的形成过程中起到关键作用。研究者还通过电生理分析发现，SLC35A2 cKO小鼠在没有PTZ（一种γ-氨基丁酸拮抗剂）刺激的情况下也表现出癫痫活动，说明这些小鼠的神经元在某种程度上处于一种高度易感的状态。这些发现挑战了传统的癫痫是单纯由神经元异常引起的观念，转而强调了胶质细胞在癫痫形成中的重要作用。

在行为测试中，研究者采用了一系列指标来评估小鼠的运动功能，包括神经评分、开放场测试和习惯化测试。结果显示，SLC35A2 cKO小鼠的运动能力显著下降，特别是在成年阶段。雄性小鼠表现出更严重的运动障碍，如共济失调和爬行困难，而雌性小鼠的运动障碍相对较轻。这种性别差异可能与X染色体基因的表达模式有关，即在雌性中由于基因杂合性，部分功能可能被保留。然而，研究者也发现，尽管雄性小鼠的运动障碍更为严重，雌性小鼠的某些病理特征与雄性小鼠相似，这可能表明SLC35A2在神经发育过程中对运动功能的影响具有一定的普遍性。

在电生理方面，研究者通过植入电极和进行连续视频-EEG记录，发现SLC35A2 cKO小鼠在多个时间点（如P90至P100）都表现出自发性癫痫发作和间期癫痫样放电。这说明SLC35A2的丧失不仅影响了神经元的结构和功能，还可能通过影响神经网络的稳定性导致癫痫的发生。研究者还发现，SLC35A2 cKO小鼠在没有PTZ刺激的情况下也表现出癫痫发作，这表明该基因的异常可能直接降低了癫痫的发作阈值。

在细胞和分子层面，研究者通过免疫组织化学分析发现，SLC35A2 cKO小鼠的寡突细胞数量显著减少，而神经元的结构保持完整。这种现象在雄性小鼠中更为明显，而雌性小鼠由于X染色体的基因杂合性，可能部分保留了SLC35A2的功能。研究者还通过Western blot分析了SLC35A2蛋白的表达水平，发现雄性cKO小鼠的蛋白水平显著低于雄性对照组，而雌性cKO小鼠的蛋白水平没有显著变化。这可能表明SLC35A2在雄性中的作用更为关键。

研究者还通过分析CNPase蛋白的表达，观察到SLC35A2 cKO小鼠在多个发育阶段（如P15、P21和P60）都表现出脱髓鞘现象。这种脱髓鞘模式在人类MOGHE组织中也有所体现，表明SLC35A2的丧失可能导致了大脑白质的异常。此外，研究者还发现，SLC35A2 cKO小鼠的神经网络中出现了反应性胶质增生，这可能与脱髓鞘和神经元异常有关。

在讨论部分，研究者指出，尽管SLC35A2的丧失主要影响了寡突细胞，但其对神经网络的广泛影响可能导致了运动功能障碍和癫痫的发生。研究者还提到，这种模式与人类MOGHE的病理特征有所不同，可能由于人类中的突变是体细胞的，而小鼠模型中的突变是全身性的。此外，研究者认为，寡突细胞的功能异常可能通过影响神经元的稳态，导致局部神经元的异常兴奋性，从而引发癫痫。

研究者还讨论了该研究的意义，认为通过创建SLC35A2 cKO小鼠模型，可以更好地理解寡突细胞在癫痫形成中的作用。该研究的结果表明，寡突细胞的异常功能和脱髓鞘可能在某些类型的癫痫中起到关键作用，而不仅仅是神经元的异常。研究者还指出，这种模式可能为未来的治疗策略提供新的方向，特别是在针对药物难治性癫痫的治疗中。

研究者还提到，该研究的独特之处在于建立了寡突细胞功能障碍与自发性癫痫发作之间的直接联系，填补了以往研究的空白。尽管神经元部分在该模型中保持完整，但研究者仍然观察到了癫痫发作，这表明寡突细胞的异常足以导致癫痫的发生。这种发现挑战了传统的癫痫是单纯由神经元异常引起的观念，支持了胶质细胞在癫痫形成中的重要作用。

最后，研究者总结了该研究的结论，认为SLC35A2的丧失在寡突细胞中导致了脱髓鞘和运动功能障碍，表明寡突细胞的异常可能对神经网络的稳定性产生重大影响。研究者还指出，未来的研究需要进一步探讨SLC35A2在不同神经元和胶质细胞亚型中的作用，以更全面地理解癫痫形成机制。此外，研究者认为，理解SLC35A2相关的糖基化途径如何影响神经网络的发展和功能，可能会揭示新的治疗靶点。总体而言，该研究的结果表明，寡突细胞的病理不仅仅是癫痫的伴随现象，而是癫痫发生的一个主动因素，这为未来针对胶质细胞的诊断、预后和治疗策略提供了新的思路。