Netrin1及其受體與顳葉癲癇海馬硬化的關系

王國兵 綜述，王東軍審校

(廣東醫學院第二臨床學院，廣東 東莞 523808)

Netrin1及其受體與顳葉癲癇海馬硬化的關系

王國兵 綜述，王東軍審校

(廣東醫學院第二臨床學院，廣東 東莞 523808)

神經軸突導向因子Netrin1及其受體在調節神經突觸重建及抗細胞凋亡過程中起重要作用，海馬硬化是顳葉癲癇中最常見的一種病理變化，神經突觸重建及神經元凋亡為其特征性病理變化。本文就Netrin1及其受體與顳葉癲癇海馬硬化的相關性予以綜述。

顳葉癲癇；海馬硬化；突觸重建；苔蘚纖維發芽；Netrin1；DCC；Unc5

癲癇是神經系統中的常見疾病，僅次于腦血管病，癲癇發作嚴重影響患者的認知、心理、神經生物學及社會功能，導致患者生活質量明顯下降。同時，長時間口服多種抗癲癇藥物不僅會危害患者的健康，同時也加重了家庭和社會的經濟負擔。

世界各地多項流行病學研究[1]結果顯示癲癇年發病率在30/10萬左右。目前我國大約有1 000萬癲癇患者，且每年有近40萬新發癲癇患者。這些癲癇患者中藥物難治性癲癇(Intractable epilepsy，IE)約占1/5～1/4,其中尤以顳葉癲癇(Temporal lobe epilepsy，TLE)最為常見，是成人中最常見的癲癇類型[2]，約占IE的3/5～4/5。TLE分外側顳葉癲癇(Lateral temporal lobe epilepsy，LTLE)和內側顳葉癲癇(Medial temporal lobe epilepsy，MTLE)，而MTLE大都屬于IE。目前對癲癇中特別是對藥物難治性癲癇的發病機制還不是十分明確，因此一直都被認為是對癲癇研究的重點，而海馬硬化(Hippocampal sclerosis，HS)作為MTLE特征性的病理變化，占到40%～70%。但海馬硬化的發生機制目前也不完全清楚，因此現階段對于TLE的研究主要體現在對HS的病理形成和分子發病機制方面。

內側顳葉癲癇HS特征為：齒狀回及海馬神經元數量的丟失、膠質細胞增生、神經突觸重建，而突觸重建主要表現為齒狀回顆粒細胞異常苔鮮纖維發芽(Mossy fiber sprouting，MFS)。神經軸突導向因子Netrin1及其受體在胚胎神經發育中具有調控軸突生長及決定細胞遷移方向的作用，而在成年中樞神經受損情況下，Netrin1亦具有抗細胞凋亡、調節軸突的定向生長和決定細胞遷移方向等作用，與神經發生及突觸重建MFS關系密切。近年研究表明軸突導向因子Netrin1及其受體在海馬硬化的突觸重建及MFS中起重要環節。本文擬就Netrin1及其受體與顳葉癲癇HS的突觸重建及MFS等神經發生的關系方面予以綜述。

1 顳葉癲癇與海馬硬化

1.1 顳葉癲癇與海馬硬化的關系 海馬硬化與顳葉癲癇的發作關系密切，但二者之間因果關系目前仍在爭議當中[3]。經統計大量研究得知約有80%的TLE來源于海馬且存在HS，于是得出這樣的假設：海馬硬化可能是癲癇的原因，癲癇動物模型和患者手術標本的病理學結果也證實存在HS。同時，在大量進行的動物癲癇模型試驗中，癲癇發作也可以引起顳葉內側海馬硬化。臨床調查發現，HS患者既往史大部分都有小兒熱性驚厥史尤其是反復抽搐發作病史[4]，以往報道的顳葉癲癇患者中提示海馬硬化患者有熱性驚厥病史的遠高于不伴海馬硬化的顳葉癲癇患者[5]，動物癲癇模型試驗中，可發現較長時間或頻繁的癲癇發作可導致神經網絡結構功能改變，并可引起海馬的硬化[6]。因此，目前傾向這樣的結論[7]：海馬硬化的形成是一動態演變過程，它既是造成癲癇演變為頻發和難治的原因，也是癲癇發作引起的結果，二者相互循環惡化。

1.2 海馬硬化的病理表現 HS主要表現為：齒狀回及海馬神經元數量的丟失、膠質細胞增生、神經突觸重建。海馬結構包括海馬(又稱Ammon角，分CA1～CA4四個區)和齒狀回(Dentate gyrus，DG)，而海馬四個亞區和齒狀回結構功能均不同，各區對缺血、缺氧易損的敏感性也不同，其中CA1、CA3和DG區最為敏感。而齒狀回顆粒細胞異常苔鮮纖維發芽(Mossy fiber sprouting，MFS)在突觸的重建中最為重要。

1.3 突觸重建苔蘚纖維發芽特征 MFS是指苔蘚纖維(Mossy fiber，MF)在CA3區下錐體層和齒狀回內分子層的非正常生長，屬神經再生現象，正常MF是由齒狀回顆粒細胞(Granular cells of dentate gyrus，DGCs)的軸突發出纖維與CA3區錐體細胞頂樹突形成突觸聯系，而這些突觸釋放谷氨酸可產生興奮性突觸后電位。關于MFS的發生機制，目前多認為外傷、癲癇、缺氧等損傷因素使海馬神經元丟失，致MF失去正常神經導向作用，MF表現為側枝出芽，出芽側枝與CA3區錐體細胞、自身或其他顆粒細胞樹突形成新突觸聯系，進而引起顆粒細胞興奮性增高[8]。這種新突觸的形成重新調整了神經元興奮性平衡狀態，可看作是誘發和終止TLE發作的重要結構基礎。電生理學研究證實，紅藻氨酸誘導的大鼠癲癇發作是由于海馬MFS重新建立的興奮性突觸聯系所致[9]。MFS及突觸重建通過改變神經興奮傳導路徑，形成異常興奮性突觸聯系，通過增加發作靈敏度而致癲癇形成。又有研究證明[10]MFS還可與GABA能神經元形成抑制性突觸，通過對抑制性神經元的興奮性傳入增加對顆粒細胞的側旁抑制。目前，大家對顳葉癲癇發作的機制較為一致的共識是由于海馬及齒狀回區異常神經環路的建立，打破了神經元興奮性和抑制性的平衡而導致[11]。在這種興奮和抑制互相發作過程中，平衡被打破，MFS形成的興奮性神經回路占主導作用[12]。MFS通過在顆粒細胞間突觸重建形成異常興奮性突觸路徑，進而導致顳葉癲癇發生[13]。

1.4 突觸形成機制 突觸形成不僅存在于發育中的中樞神經系統，也存在于成熟神經元軸突形成過程。在突觸形成的過程中，許多重要的因子參與了軸突的形成過程，其中軸突導向因子及其受體通過與軸突生長錐上的特定受體相結合，進而引導軸突與特定靶細胞相聯系。目前被發現有四種軸突導向分子及其受體在軸突形成過程中起著重要的作用。這四種分子為Netrin、Sema、Slit和Ephrin，其與受體結合在軸突形成過程中起誘導或排斥作用，而Netrins家族是這些導向分子最早被發現的，其中又對Netrin1的研究最為深入。

2 Netrin1及其受體

2.1 Netrin1的結構及其受體 Netrins家族為一類可溶性分泌蛋白，其家族成員主要包括：UNC6、NetrinA及B、Netrin1～4、NetrinG1及G2。Netrins分子在結構上各種屬間有顯著的保守性。Netrin1是最早被發現的軸突導向因子，也稱神經導向因子。Netrins被發現大量表達于體內多個部位，如神經系統的底板、側腦室腹側、內囊、小腦皮質等，在非神經系統亦有表達[14]。在中樞神經系統，Netrins不僅具有調控軸突生長及決定細胞遷移方向的作用，而且有誘導細胞遷移方向等作用[15]。Netrin1受體包括DCC和Unc5兩個家族，DCC家族包括DCC和Neogenin，Unc5家族包括Unc5A、Unc5B、Unc5C、Unc5D，在嚙齒動物中又稱 UNC5H1、UNC5H2、UNC5H3及UNC5H4。這些Netrin受體都是跨膜受體，由3個功能區組成，即胞外區、跨膜TM(Transmembrane)和胞內區。

2.2 Netrin1及其受體與突觸的關系 神經軸突導向因子Netrin1及其受體在胚胎神經發育中具有調控軸突生長及決定細胞遷移方向的作用，而在成年中樞神經受損情況下，Netrin1亦具有抗細胞凋亡、調節軸突的定向生長和決定細胞遷移方向等作用[16]，與神經發生及突觸重建關系密切。Netrin1的重要功能最早被發現是作為軸突生長的導向因子存在于許多脊椎和無脊椎動物，其通過與軸突生長錐上的特定受體相結合來吸引或排斥軸突的生長，進而影響神經發生。Pan等[17]研究發現Netrin-1在神經發育過程中引導神經軸突沿背側和腹側方向延伸，促使軸突與靶器官及上下級神經元之間形成正確突觸聯系。Netrin1發揮這些功能需要其受體DCC家族和Unc5家族的參與。研究表明，Netrin1通過與DCC結合產生吸引作用，而與Unc5結合產生排斥作用。當UNC5和DCC同時與Netrin1結合時，由DCC產生的吸引作用可轉換為排斥作用。在周圍神經系統損傷后，Netrin-1表達升高并與受體Unc5結合促使軸突細胞的生長，從而發揮損傷后再生的作用[18]。UNC5和DCC的這種功能作用的即時轉換，避免了軸突在生長過程中吸引和排斥信號同時作用導致的生長混亂。

3 Netrin1及其受體與顳葉癲癇海馬硬化的關系

Netrin1及其受體DCC和Unc5B在神經系統的生長發育和再生過程中的神經導向作用已經被確認，即Netrin1與DCC結合后發揮軸突吸引作用，而與Unc5B結合后卻發揮排斥作用，它們在突觸的重建過程中共同作用。MFS作為HS中的一種成年神經再生現象，其通過建立的興奮性突觸聯系增加了發作敏感性并促進癲癇的形成。Netrin1及其受體與MFS突觸形成密切相關，其通過抗細胞凋亡、調節軸突的定向生長和決定細胞遷移方向等作用參與海馬硬化的形成進而影響顳葉癲癇。

4 展望

綜上所述，Netrin1及其受體與顳葉癲癇海馬硬化的關系密切，Netrin1及其受體的研究在治療癲癇等中樞神經系統相關性疾病方面具有潛在的廣闊前景。但Netrin1及其受體與其他細胞內信號傳遞過程存在交叉關系，Netrin1及其受體與其他調控海馬硬化的信號轉導通路存在怎樣的聯系，如何共同作用于海馬硬化突觸重建過程，對這些問題深入研究可能是探究TLE形成機制的一個新的方向，并有可能為進一步研究控制顳葉難治性癲癇的新方法提供理論上的指導。

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1003—6350（2015）13—1943—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0700

2014-10-07)

王東軍。E-mail：wdjywwys@163.com