KCNT1基因变异相关癫痫的大鼠模型功能评估：揭示神经兴奋性异常与转录组特征

本研究针对KCNT1基因变异相关癫痫的耐药机制难题，通过构建Kcnt1-269（p.G269S）基因敲入大鼠模型，结合电生理记录与转录组分析，首次揭示该变异通过增强CA1锥体神经元兴奋性（如降低动作电位阈值、增加放电频率）及改变皮质基因表达谱（如神经肽信号通路异常）导致癫痫易感性。研究为KCNT1变异致痫机制提供新靶点，发表于《Epilepsy Research》。

　　

KCNT1基因变异相关癫痫的机制探索
癫痫是困扰全球的神经系统疾病，其中KCNT1基因编码的钠激活钾通道（K_Na）变异与多种难治性癫痫综合征密切相关，如婴儿游走性局灶性癫痫（EIMFS）和常染色体显性夜间额叶癫痫（ADNFLE）。尽管既往研究发现KCNT1变异导致通道功能增益（GOF），但变异如何影响神经元网络活动及基因调控网络仍不明确。更棘手的是，这类患者对传统抗癫痫药物普遍耐药，临床亟需揭示其分子机制以开发新疗法。

北京大学第一医院的研究团队针对这一科学难题，构建了携带人类KCNT1-G288S同源变异（大鼠Kcnt1-269）的Sprague-Dawley大鼠模型，通过多尺度实验首次系统解析了该变异的致痫机制。研究结合全细胞膜片钳记录、微电极阵列技术和RNA测序，发现变异神经元呈现异常放电特征，并绘制了皮质转录组图谱，成果发表于《Epilepsy Research》。

关键技术方法
研究采用CRISPR-Cas9构建Kcnt1-269敲入大鼠模型，通过全细胞膜片钳记录海马CA1锥体神经元电生理特性，利用戊四唑（PTZ）诱导癫痫模型评估发作阈值，并对大鼠大脑皮质进行RNA测序及生物信息学分析（包括GO和KEGG富集）。

研究结果
1. 海马CA1锥体神经元过度兴奋
电生理数据显示，纯合变异神经元动作电位振幅增加（野生型vs纯合变异：82.3±2.1 mV vs 91.5±3.4 mV），阈值降低（-45.2±1.8 mV vs -51.6±2.3 mV），阶梯电流刺激下放电频率显著升高（p<0.01）。杂合变异神经元也表现出类似但程度较轻的异常。

2. 癫痫易感性增强
纯合变异大鼠PTZ诱导癫痫的累积剂量较野生型减少37%（p<0.001），且发作潜伏期缩短，证实该变异显著降低癫痫发作阈值。

3. 皮质转录组特征
RNA测序发现杂合变异大鼠皮质存在339个差异表达基因（190个上调，149个下调）。功能分析显示"核仁""神经肽信号通路"和"树突发育"显著富集，KEGG通路中"神经活性配体-受体相互作用"（如促肾上腺皮质激素释放激素受体信号）异常活跃。

结论与意义
该研究首次在哺乳动物模型中证实Kcnt1-269变异通过双重机制致痫：电生理层面增强神经元兴奋性（表现为动作电位参数改变），分子层面扰乱神经肽等关键通路。发现的差异基因如SST（生长抑素）和PV（小白蛋白）可能解释抑制性神经元功能受损，而K_Na电流增加与既往爪蟾卵母细胞研究一致。研究不仅为KCNT1变异相关癫痫提供新型动物模型，其揭示的转录组特征（如CRHR1信号通路）为开发靶向治疗策略指明方向，对破解耐药性癫痫难题具有重要转化价值。