内皮祖细胞通过调控lncRNAs改善戊四氮诱导的大鼠癫痫发作:神经保护与自噬通路的新机制

【字体: 时间:2025年08月31日 来源:Journal of Zhejiang University-SCIENCE B 4.9

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  本研究针对癫痫治疗中药物可及性差和疗效有限的临床难题,创新性地探索了内皮祖细胞(EPCs)通过调控长链非编码RNA(lncRNAs)改善癫痫发作的分子机制。研究人员通过戊四氮(PTZ)诱导的大鼠癫痫模型,发现EPCs能显著降低癫痫发作程度,改善认知功能障碍,并上调Evf2、Pnky等关键lncRNAs表达。该研究为癫痫的干细胞治疗提供了新靶点,发表于《Journal of Zhejiang University-SCIENCE B》,具有重要转化医学价值。

  

癫痫作为一种常见的神经系统疾病,全球约有5000万患者,其中近三分之一对现有抗癫痫药物(AEDs)反应不佳。更令人担忧的是,在发展中国家,由于药物可及性和经济负担等问题,治疗缺口高达75%。这种现状促使科学家们不断探索新的治疗策略。近年来,干细胞疗法因其独特的再生修复能力成为研究热点,而内皮祖细胞(EPCs)因其能穿越血脑屏障(BBB)并分泌神经营养因子的特性备受关注。与此同时,长链非编码RNA(lncRNAs)作为基因表达的"暗物质",在神经系统发育和自噬调控中扮演关键角色,但其在癫痫中的作用尚不明确。Shimaa O. ALI团队正是基于这些科学问题,开展了一项创新性研究。

研究人员采用的主要技术方法包括:通过密度梯度离心法从大鼠骨髓中分离培养EPCs并用PKH26荧光标记;建立PTZ诱导的大鼠癫痫模型(35 mg/kg,每周3次,共9次);采用Y迷宫和旷场实验(OFT)评估认知功能;通过ELISA检测血浆中S100B、NEFH等神经损伤标志物;利用RT-qPCR分析Evf2、Pnky等lncRNAs表达;采用免疫组化检测海马区VEGF表达。

研究结果部分显示:

  1. 1.

    癫痫行为学改变:EPCs治疗组从第4次PTZ注射开始,癫痫发作严重程度评分显著低于PTZ组和丙戊酸(VPA)治疗组。在Y迷宫测试中,EPCs使自发交替百分比(SAP)提高2.3倍,同臂返回(SAR)减少58%,表明其能显著改善工作记忆障碍。

  2. 2.

    神经损伤标志物变化:EPCs使血浆S100B水平降低59%,神经丝重链蛋白(NEFH)降低52%,热休克蛋白70(HSP70)降低40%,泛素羧基末端水解酶L1(UCH-L1)降低34%,效果均优于传统药物VPA。

  3. 3.

    lncRNAs表达调控:EPCs显著上调了癫痫大鼠中受抑制的lncRNAs,包括Evf2(6倍)、Pnky(42倍)、Dlx1(9倍)、APF(28倍)、HOTAIR(19倍)和FLJ11812(2倍)。这些lncRNAs与神经发育和自噬调控密切相关。

  4. 4.

    血管新生作用:免疫组化显示EPCs使海马区VEGF表达增加232%,显著改善了PTZ引起的血管新生抑制。相关性分析发现VEGF与HOTAIR、Pnky呈显著负相关。

这项研究得出三个重要结论:首先,EPCs通过调控特定lncRNAs的表达网络,在PTZ诱导的癫痫模型中表现出优于传统药物VPA的治疗效果;其次,EPCs可能通过外泌体递送机制,影响受体细胞的基因表达模式;最后,该研究首次揭示了EPCs-lncRNAs-自噬通路在癫痫中的调控网络,为开发新型抗癫痫疗法提供了理论依据。

讨论部分强调了几个关键科学意义:在机制层面,EPCs可能通过"旁分泌-外泌体"双重作用机制,同时改善BBB完整性和神经元自噬功能;在转化医学层面,针对lncRNAs(如Evf2/Pnky)的干预策略可能成为药物研发新方向;在临床价值层面,这种基于干细胞的治疗方法有望解决当前AEDs存在的耐药性和可及性问题。值得注意的是,研究还发现EPCs对认知功能的改善作用独立于其抗癫痫效果,这为治疗癫痫共病认知障碍提供了新思路。

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