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出生后寨卡病毒感染通过破坏皮层GABA能中间神经元定位增加小鼠癫痫易感性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月05日 来源:Neuroscience 2.8
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本研究针对寨卡病毒(ZIKV)感染导致神经发育障碍的机制,通过建立围产期感染小鼠模型,首次揭示了ZIKV会破坏大脑皮层GABA能中间神经元(CB+/PV+)的定位分布,导致皮层抑制功能受损并增加高热惊厥风险。研究采用免疫荧光、HE染色和热诱导癫痫实验等技术,为理解ZIKV相关癫痫的发病机制提供了新视角。
寨卡病毒(ZIKV)作为蚊媒传播的病原体,近年来因其对胎儿神经系统的严重危害引发全球关注。孕期感染可导致小头畸形、皮层发育异常等先天性缺陷,而幸存患儿常伴随顽固性癫痫等神经功能障碍。尽管已有研究证实ZIKV会攻击神经前体细胞,但关于其对抑制性神经元网络的影响仍属空白。这正是Michele Ramos Louren?o团队在《Neuroscience》发表的重要研究要解决的核心问题。
研究团队创新性地采用围产期感染模型,通过脑室注射(i.c.v.)和腹腔注射(i.p.)两种方式接种巴西ZIKV毒株。关键技术包括:1) 高热惊厥实验评估癫痫易感性;2) HE染色分析皮层组织结构;3) c-Fos免疫标记检测神经元活性;4) 钙结合蛋白(CB)和小清蛋白(PV)免疫荧光追踪GABA能中间神经元分布。实验对象为瑞士小鼠,样本来自至少3窝幼崽。
围产期ZIKV感染增加新生小鼠高热惊厥易感性
通过P0感染P10测试的热诱导癫痫模型发现,感染组惊厥潜伏期显著缩短(p<0.0001),发作阈值温度降低。这首次证明ZIKV感染会降低神经系统对高热刺激的抵抗能力。
ZIKV感染导致皮层结构紊乱和兴奋性增高
HE染色显示感染组皮层厚度减少、分层紊乱,并出现异常增大的畸形细胞(可能为气球细胞或肥大神经元)。伴随CA3/CA4区锥体神经元丢失,c-Fos阳性细胞数增加,提示皮层存在持续性过度兴奋状态。
中间神经元定位在发育过程中被破坏
通过P0腹腔感染P60分析的长期模型显示,虽然CB+和PV+细胞总数未变,但其皮层分布出现显著异常:CB+细胞在II/III层(bin2)占比降低,PV+细胞在深层(bin8)减少而向中层(bin5)聚集。这种空间错位可能破坏抑制性微环路的功能整合。
讨论部分深刻指出,该发现为理解ZIKV相关癫痫提供了新的病理机制:皮层结构紊乱与中间神经元定位异常共同导致兴奋/抑制(E/I)失衡。特别值得注意的是,PV+中间神经元作为抑制系统的主力军,其异常分布可能直接影响神经网络同步化。研究还建立了ZIKV感染与局灶性皮层发育不良(FCD)的关联,后者是药物难治性癫痫的重要病因。
这项研究的重要意义在于:首次系统阐明了ZIKV对抑制性神经网络的发育影响,为早期干预提供了潜在靶点。发现的皮层结构异常与临床报道的患儿脑影像特征高度吻合,而中间神经元分布模式异常则为解释迟发性癫痫症状提供了实验依据。未来研究可进一步探索炎症因子对神经元迁移的影响,以及靶向干预GABA能系统的治疗潜力。
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