癫痫治疗
快速导航
频道
女性
减肥
育儿
保健
美容
妇科
饮食
中医
肿瘤
资讯
男性
诊疗
呼吸科
心血管
肝病科
更多
服务
问医生
就医助手
药品通
疾病百科
名医在线
简单生活
热门疾病
高血压
阴道炎
肩周炎
脂肪肝
小儿咳嗽
糖尿病
健康科普
科普基地
关注39减肥健康运动

查看更多相关内容

取消关注
首页 > 神经科 > 癫痫治疗

如何对抗难治性癫痫?创新性治疗靶点相关研究带来重要突破!

举报/反馈
2018-12-29 00:00:04医学界

  癫痫是一种常见且严重的神经系统疾病,全世界约5000万人受其影响。尽管现在已有许多AEDs,但大约三分之一的患者对目前的治疗不应答而成为难治性癫痫,需要新型作用机制的创新性AEDs来解决。

  目前大多数AEDs通过抑制神经元活动来抑制癫痫发作,尚无药物能影响或改善癫痫发生(即癫痫的起病和进展)。由于癫痫会给患病家庭及社会带来沉重负担,所以寻找一种更有效、更安全的AEDs任重而道远。

  在Ohno Y等人的一篇综述(CNS & neurological disorders drug targets. 2017;16(4):463-471)中我们看到了突破传统型AEDs的治疗希望,此篇文章回顾了SV2A在调节癫痫发作中的病理生理功能,并讨论了SV2A在癫痫治疗中的作用。

  

  1 突触囊泡蛋白2(SV2)的分子结构

  SV2由三种不同的亚型组成:SV2A、SV2B和SV2C。在SV2亚型中,SV2A在大脑皮质、海马和小脑中高度表达,并调节动作电位依赖性神经递质的释放。尽管SV2A的病理生理功能尚需深度研究,但SV2A敲除小鼠表现出严重惊厥发作,可表明SV2A参与癫痫发作。

  编码SV2A的基因分别位于人类、大鼠和小鼠的染色体1(1q21.2),2(2q34)和3(3qF2.1)上,编码742个氨基酸。SV2A具有12个跨膜(TM)结构,在第6和第7 TM区之间有大细胞质环,在第7和第8 TM区之间有大腔内环[1-3]。

  据报道,N端中的Thr84参与了SV2A与突触囊泡膜蛋白1(Syt1)的C2B结构域之间的相互作用[4],大腔内环含有多个糖基化位点(N498、N548、N573),并可作为肉毒杆菌神经毒素的结合位点,抑制神经递质从轴突末端释放[5,6]。SV2A还是左乙拉西坦的特异性结合位点。

  2 SV2A在突触神经递质释放中的作用

  之前的研究报道[7],SV2A通过调节可溶性N-乙基马来酰亚胺敏感的融合蛋白附着蛋白受体(SNARE)复合物的形成,促进突触囊泡与轴突末端膜的对接。因此,SV2A的缺失会减少SNARE复合物的形成以及胞吐相关蛋白(例如Syt1)的水平,表明SV2影响突触囊泡融合状态的进展[7,8]。

  SV2A可能通过多种机制调控神经递质的突触释放,包括对胞外机制/调控蛋白水平的调控、对“待释放囊泡库(RRP)”融合和启动过程的调控以及与Syt1的相互作用。然而,SV2A调控突触神经递质释放的分子机制尚不清楚。

  3 SV2A在脑内的表达

  SV2A在脑内广泛表达,包括大脑皮层、海马和小脑[3]。在人脑中,SV2A广泛的分布在大脑皮层的所有细胞层中,且与突触素(一种突触前膜标记蛋白)共定位,证明SV2A在轴突末端特异性表达。

  在大鼠大脑皮层中,SV2A与谷氨酸能标记蛋白,即囊泡膜谷氨酸转运体1(VGLUT1)或VGLUT2共定位,约占所分析轴突末端的40%-80%,而其与γ-氨基丁酸(GABA)能标记蛋白,即囊泡GABA转运蛋白共定位的比率达到 95%或更高[9]。因此,SV2A似乎更倾向于调控GABA能系统中的突触释放,而不是谷氨酸能系统。

  在海马中,人和动物研究均显示SV2A免疫反应性(SV2A-IR)主要在齿状回门区、CA3区的透明层以及CA1-CA3区锥体神经元周围表达[10-12]。已证明大多数SV2A与GABA能标记物谷氨酸脱羧酶67(Gad1,GAD67)共表达,但在齿状回门区中没有与谷氨酸能标记物VGLUT1共表达,说明SV2A在门区GABA能中间神经元中特异性表达[13-14]。

  在大鼠小脑中,SV2A在浦肯野细胞,高尔基体和篮细胞(所有GABA能神经元)中表达[2,3]。然而,SV2A调控的神经递质系统的表达细胞类型和识别还需要进一步的分析。

  4 SV2A在调节癫痫发生中的可能机制

  SV2A在癫痫动物模型中的病理生理作用:

  癫痫动物模型的结果表明,SV2A在癫痫发作易感性中发挥关键性的负调节作用,这不仅包括诱导癫痫发作的过程,还包括癫痫发生过程(见表1)[12-21]。

  最近研发出了一种携带错义突变(L174Q)的新型大鼠模型[14],突变位点(L174Q)位于SV2A结构的第一个跨膜区,该位点是确保 SV2A结构和功能正常的重要位点[15]。

  研究证实[14,18],Sv2aL174Q大鼠对戊四唑(PTZ)反复给药或杏仁核刺激诱导的点燃发展高度敏感。Sv2aL174Q突变对SV2A的表达水平或分布无影响,但显著破坏了海马和杏仁核中去极化诱导的GABA释放,但并未改变这些区域中去极化诱导的谷氨酸释放。

  SV2A在海马与杏仁核GABA能神经元中的优先表达,证实了其调节GABA释放的特异性。此外,Sv2aL174Q突变对GABA释放的抑制与Syt1水平降低有关。结果显示了边缘结构的SV2A-GABA系统在调节点燃癫痫发生中的关键作用,暗示由于Sv2aL174Q错义突变导致的SV2A功能障碍可损害突触GABA释放,同时降低Syt1水平并促进点燃发展(见图2)。

  SV2A在人类癫痫中病理生理学变化:

  虽然信息非常有限,但有多项临床研究表明癫痫患者大脑中SV2A的表达减少,且大多数研究是从顽固性癫痫患者身上切除的脑样本进行的分析(见表2)。

  综上所述,难治性颞叶癫痫、局灶性皮质发育不良和结节性硬化症患者的临床研究表明,癫痫患者SV2A表达在大脑皮质和海马中下调,支持了SV2A与人类癫痫的发生密切相关的观点。

  SV2AR383Q的纯合错义突变可引起难治性癫痫、不自主运动、小头畸形和发育迟缓,表明SV2A基因的错义突变可能是人类癫痫的病因之一。

  总结

  一直以来,人们普遍认同SV2A与癫痫的发病机制和治疗有关,并且是癫痫创新性调节治疗中具有吸引力的潜在靶点。因此,刺激SV2A功能的新型AEDs或许可以有效对抗难治性癫痫。

  左乙拉西坦选择性地结合SV2A并且在点燃动物或遗传性癫痫模型中显示出有效的抗癫痫活性,表明左乙拉西坦不仅具有抗惊厥作用,而且还具有阻断癫痫发生的活性。医学进步需要突破,让我们共同期待未来更多新型AEDS研究的开展,为医师临床用药开创更多的可能。

  参考文献:

  [1] Bajjalieh SM, Peterson K, Shinghal R, et al. SV2, a brain synaptic vesicle protein homologous to bacterial transporters[J]. Science. 1992 Aug 28;257(5074):1271-3.

  [2] Bajjalieh SM, Peterson K, Linial M, et al. Brain contains two isoforms of synaptic vesicle protein 2[J]. Proc Natl Acad Sci USA. 1993 Mar 15;90(6):2150-4.

  [3] Bajjalieh SM, Frantz GD, Weimann JM, et al. Differential expression of synaptic vesicle protein 2 (SV2) isoforms[J]. J Neurosci. 1994 Sep;14(9):5223-35.

  [4] Zhang N, Gordon SL, Fritsch MJ, et al. Phosphorylation of synaptic vesicle protein 2A at Thr84 by casein kinase 1 family kinases controls the specific retrieval of synaptotagmin-1[J]. J Neurosci. 2015 Feb 11;35(6):2492-507.

  [5] Dong M, Yeh F, Tepp WH, et al. SV2 is the protein receptor for botulinum neurotoxin A[J]. Science. 2006 Apr 28;312(5773):592-6.

  [6] Dong M, Liu H, Tepp WH, et al. Glycosylated SV2A and SV2B mediate the entry of botulinum neurotoxin E into neurons[J]. Mol Biol Cell. 2008 Dec;19(12):5226-37.

  [7] Xu T, Bajjalieh SM. SV2 modulates the size of the readily releasable pool of secretory vesicles[J]. Nat Cell Biol. 2001 Aug;3(8):691-8.

  [8] Yao J, Nowack A, Kensel-Hammes P, et al. Cotrafficking of SV2 and synaptotagmin at the synapse[J]. J Neurosci. 2010 Apr 21;30(16):5569-78.

  [9] Bragina L, Fattorini G, Giovedí S, et al. Analysis of Synaptotagmin, SV2, and Rab3 Expression in Cortical Glutamatergic and GABAergic Axon Terminals[J]. Front Cell Neurosci. 2012 Jan 10;5:32.

  [10] Toering ST, Boer K, de Groot M, et al. Expression patterns of synaptic vesicle protein 2A in focal cortical dysplasia and TSC-cortical tubers[J]. Epilepsia. 2009 Jun;50(6):1409-18.

  [11] van Vliet EA, Aronica E, Redeker S,et al. Decreased expression of synaptic vesicle protein 2A, the binding site for levetiracetam, during epileptogenesis and chronic epilepsy[J]. Epilepsia. 2009 Mar;50(3):422-33.

  [12] Ohno Y1, Ishihara S, Terada R, et al. Preferential increase in the hippocampal synaptic vesicle protein 2A (SV2A) by pentylenetetrazole kindling[J]. Biochem Biophys Res Commun. 2009 Dec 18;390(3):415-20.

  [13] Ohno Y, Okumura T, Terada R, et al. Kindling-associated SV2A expression in hilar GABAergic interneurons of the mouse dentate gyrus[J]. Neurosci Lett. 2012 Feb 29;510(2):93-8.

  [14] Tokudome K, Okumura T, Shimizu S, et al. Synaptic vesicle glycoprotein 2A (SV2A) regulates kindling epileptogenesis via GABAergic neurotransmission[J]. Sci Rep. 2016 Jun 6;6:27420.

  [15] Crowder KM, Gunther JM, Jones TA, et al. Abnormal neurotransmission in mice lacking synaptic vesicle protein 2A (SV2A)[J]. Proc Natl Acad Sci USA. 1999 Dec 21;96(26):15268-73.

  [16] Janz R1, Goda Y, Geppert M, et al. SV2A and SV2B function as redundant Ca2+ regulators in neurotransmitter release[J]. Neuron. 1999 Dec;24(4):1003-16.

  [17] Kaminski RM, Gillard M, Leclercq K, et al. Proepileptic phenotype of SV2A-deflcient mice is associated with reduced anticonvulsant efficacy of levetiracetam[J]. Epilepsia. 2009; 50: 1729-40.

  [18] Tokudome K, Okumura T, Terada R, et al. A missense mutation of the gene encoding Synaptic Vesicle Glycoprotein 2A (SV2A) confers seizure susceptibility by disrupting amygdalar synaptic GABA release[J]. Front Pharmacol. 2016 Jul 14;7:210.

  [19] Hanaya R1, Hosoyama H, Sugata S, et al. Low distribution of synaptic vesicle protein 2A and synaptotagimin-1 in the cerebral cortex and hippocampus of spontaneously epileptic rats exhibiting both tonic convulsion and absence seizure[J]. Neuroscience. 2012 Sep 27;221:12-20.

  [20] Matveeva EA, Vanaman TC, Whiteheart SW, et al. Asymmetric accumulation of hippocampal 7S SNARE complexes occurs regardless of kindling paradigm[J]. Epilepsy Res. 2007; 73: 266-74.

  [21] Matveeva EA, Vanaman TC, Whiteheart SW, et al. Levetiracetam prevents kindling-induced asymmetric accumulation of hippocampal 7S SNARE complexes[J]. Epilepsia. 2008; 49: 1749-58.

  [22] Feng G, Xiao F, Lu Y, et al. Down-regulation synaptic vesicle protein 2A in the anterior temporal neocortex of patients with intractable epilepsy[J]. J Mol Neurosci 2009; 39: 354-9.

  [23] Serajee FJ, Huq AM. Homozygous Mutation in Synaptic Vesicle Glycoprotein 2A Gene Results in Intractable Epilepsy, Involuntary Movements, Microcephaly, and Developmental and Growth Retardation[J]. Pediatr Neurol. 2015; 52: 642-6.

39健康网专业医疗保健信息平台 优质健康资讯门户网站  
快速通道
相关推荐39精品39热文
自测
查看全部
推荐专家
查看更多
健康资讯推荐
推荐医院
查看更多