突觸囊泡蛋白2A在癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙中的作用機(jī)制研究進(jìn)展

葛義，王麗琨，伍國(guó)鋒

1 貴州醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院，貴陽(yáng) 5500002；2 貴州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科

突觸囊泡蛋白2A（SV2A）是一種存在于大腦神經(jīng)元中的跨膜蛋白，在突觸囊泡中特異性表達(dá)，其可調(diào)控突觸小泡膜上的信息傳遞，在調(diào)節(jié)動(dòng)作電位依賴的神經(jīng)遞質(zhì)的釋放中發(fā)揮重要作用［1］。SV2A 在抑制性和興奮性神經(jīng)遞質(zhì)末梢分布并優(yōu)先分布于抑制性神經(jīng)遞質(zhì)末梢，其蛋白上有許多與神經(jīng)遞質(zhì)釋放相關(guān)蛋白的結(jié)合位點(diǎn)［2］。當(dāng)SV2A 數(shù)量和功能改變時(shí)，可通過(guò)引起突觸結(jié)合蛋白1（Syt-1）數(shù)量減少，導(dǎo)致抑制性神經(jīng)遞質(zhì)及興奮性神經(jīng)遞質(zhì)釋放失衡，進(jìn)而誘發(fā)癲癇、阿爾茨海默病（AD）等相關(guān)神經(jīng)系統(tǒng)疾病癥狀［3］。認(rèn)知功能障礙是癲癇最常見(jiàn)也是最嚴(yán)重的并發(fā)癥，是影響癲癇預(yù)后的重要因素，且癲癇相關(guān)的認(rèn)知功能障礙與SV2A 存在聯(lián)系，但其機(jī)制尚不清楚。本文就SV2A 在癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙中的作用機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為癲癇及其相關(guān)認(rèn)知功能障礙的臨床治療提供理論依據(jù)。

1 SV2A 通過(guò)影響神經(jīng)遞質(zhì)釋放導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，最主要的抑制性中間神經(jīng)元為γ-氨基丁酸（GABA），其參與皮層、海馬活動(dòng)及回路的調(diào)節(jié)。GABA 減少可引發(fā)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)和興奮性神經(jīng)遞質(zhì)釋放不平衡，進(jìn)而造成記憶和學(xué)習(xí)功能障礙［4］。在癲癇中，SV2A 可誘導(dǎo) GABA 釋放減少，從而導(dǎo)致癲癇相關(guān)的認(rèn)知功能障礙。N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）是興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸的離子受體，與突觸可塑性及大腦的學(xué)習(xí)和記憶功能相關(guān)。SV2A的下降能夠影響谷氨酸的釋放，在引起癲癇的同時(shí)使NMDA 激活受到抑制，從而引發(fā)癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙［3］。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中，乙酰膽堿的釋放與大腦的學(xué)習(xí)和記憶功能相關(guān)。神經(jīng)末梢的突觸囊泡中含有乙酰膽堿受體，其能夠以非離子依賴的方式參與突觸囊泡的融合從而調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，參與癲癇發(fā)生［5］。當(dāng) SV2A 發(fā)生改變時(shí)，可以影響乙酰膽堿受體，從而影響乙酰膽堿的作用，致使癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙的發(fā)生，主要表現(xiàn)為學(xué)習(xí)和記憶障礙。

2 SV2A 通過(guò)影響能量代謝導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

神經(jīng)遞質(zhì)從突觸前膜釋放分為幾個(gè)階段，在起始階段，突觸小泡攝取神經(jīng)遞質(zhì)。這個(gè)階段依賴ATP 水解酶水解ATP 釋放能量，因此當(dāng)ATP 水解酶異常時(shí)，ATP水解異常，而ATP水解異常與癲癇及其相關(guān)認(rèn)知功能障礙密切相關(guān)［6］。SV2A 上有 ATP 結(jié)合位點(diǎn)，且與ATP 水解酶相關(guān)；當(dāng)SV2A 異常時(shí)，會(huì)導(dǎo)致ATP 及ATP 水解酶異常，進(jìn)而誘發(fā)或加重癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙。

3 SV2A通過(guò)影響Syt-1導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

研究顯示，Syt-1 表達(dá)減少可導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙，尤其是記憶及空間學(xué)習(xí)方面的障礙［3］。SV2A 下調(diào)可引起Syt-1表達(dá)下降，從而導(dǎo)致癲癇及癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙的發(fā)生。此外，細(xì)胞內(nèi)的Ca2+可以觸發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，促進(jìn)動(dòng)作電位，Ca2+信號(hào)對(duì)突觸可塑性具有重要作用，而突觸可塑性在海馬形成記憶中發(fā)揮重要作用［7］。Syt-1 是Ca2+內(nèi)流的傳感器，故SV2A 可以通過(guò)影響Syt-1 調(diào)控細(xì)胞內(nèi)Ca2+信號(hào)傳遞，從而導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙。

4 SV2A 通過(guò)與微小RNA（miRNA）雙向作用影響癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

miRNA 的主要作用為減少轉(zhuǎn)錄或者抑制翻譯，是應(yīng)激反應(yīng)、免疫反應(yīng)以及神經(jīng)元發(fā)育、可塑性的基因調(diào)節(jié)器，參與調(diào)節(jié)大腦認(rèn)知功能，與癲癇的發(fā)生相關(guān)［8］。其中，miR-485在控制穩(wěn)態(tài)和突觸可塑性方面起著至關(guān)重要的作用，主要通過(guò)作用于SV2A 來(lái)調(diào)節(jié)樹(shù)突棘的密度。當(dāng)miR-485 發(fā)生變化時(shí)，可以影響SV2A表達(dá)從而影響癲癇相關(guān)的認(rèn)知功能障礙。

5 SV2A 通過(guò)影響AD 相關(guān)病理學(xué)改變導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

淀粉樣蛋白的沉積和Tau 蛋白磷酸化是AD 的重要病理學(xué)改變，其中淀粉樣蛋白為淀粉樣前體蛋白裂解而來(lái)。淀粉樣前體蛋白的主要功能為細(xì)胞黏附、信號(hào)傳導(dǎo)、突起生長(zhǎng)和突觸形成，淀粉樣前體蛋白結(jié)合蛋白FE65可影響淀粉樣前體蛋白的核易位、亞核定位、轉(zhuǎn)錄活性，且是惟一可以調(diào)控淀粉樣前體轉(zhuǎn)錄的家族成員［10］。FE65的核表型依賴于SV2A的共轉(zhuǎn)染，且淀粉樣前體蛋白缺失降低突觸活動(dòng)區(qū)SV2A的豐度，因此SV2A可通過(guò)影響FE65的核表型調(diào)控淀粉樣蛋白的表達(dá)，從而導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙［11］。另有研究顯示，SV2A 下調(diào)對(duì) AD 中 Tau 蛋白的磷酸化也有影響，其可通過(guò)對(duì)Tau 蛋白磷酸化的調(diào)控影響AD 認(rèn)知功能障礙的發(fā)生［12］。在癲癇中也存在和AD 相似的病理改變，因此，癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙的發(fā)生機(jī)制可能與SV2A 變化影響Tau 蛋白磷酸化及淀粉樣蛋白沉積有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，突觸丟失存在于多種中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病中。在AD 研究中，突觸丟失與SV2A 的密度相關(guān)；而在癲癇的發(fā)病機(jī)制中，也發(fā)現(xiàn)存在突觸丟失。據(jù)此可推測(cè)，SV2A下調(diào)可能通過(guò)影響突觸丟失，導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙［13］。載脂蛋白E4（ApoE4）與許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)，是導(dǎo)致AD 的最強(qiáng)遺傳因素之一，可以影響AD 的脂質(zhì)代謝、突觸功能，致使AD 病理進(jìn)一步加重，引起認(rèn)知功能障礙［14］。ApoE4導(dǎo)致AD認(rèn)知功能障礙可能是通過(guò)影響22 碳6 烯酸（DHA）來(lái)完成的，DHA 在維持海馬體神經(jīng)元中起著重要的作用，而海馬結(jié)構(gòu)是大腦參與調(diào)控學(xué)習(xí)、記憶和認(rèn)知行為的中樞。富含DHA 的飲食可以增加人體中的ApoE4 和DHA，從而改善認(rèn)知功能障礙，這個(gè)過(guò)程與SV2A 密切相關(guān)［15］。CHOI等［16］在癲癇的研究中，發(fā)現(xiàn)ApoE4與癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙同樣具有協(xié)同作用。

6 SV2A通過(guò)影響海馬導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

YE 等［17］在顳葉癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙的研究中發(fā)現(xiàn)，癲癇大鼠海馬中存在大量神經(jīng)元細(xì)胞死亡，同時(shí)伴隨SV2A 的減少，但具體死亡機(jī)制尚不清楚，提示SV2A 在顳葉癲癇中可能通過(guò)影響海馬神經(jīng)元的死亡引起認(rèn)知功能障礙。AN 等［18］研究發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)傷性腦損傷患者可產(chǎn)生持久的認(rèn)知功能障礙并存在SV2A 下調(diào)，其機(jī)制與海馬損傷和突觸改變相關(guān)。癲癇與創(chuàng)傷性腦損傷存在相似的病理機(jī)制，也存在海馬損傷和突觸傳遞障礙，因此SV2A 可能通過(guò)影響海馬及突觸傳遞來(lái)引起或加重癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙。磷脂酰肌醇-3-激酶（PI3K）可激活細(xì)胞內(nèi)多條重要通路，這些通路的激活可抑制顳葉癲癇海馬神經(jīng)元的死亡，減輕氧化應(yīng)激，從而減輕癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙［19］。SV2A 可以激活PI3K，當(dāng)SV2A 下調(diào)時(shí)PI3K 通路受到抑制，從而引發(fā)相關(guān)認(rèn)知功能障礙。

7 SV2A 作為特異性靶點(diǎn)改善癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙

SV2A 是抗癲癇藥物左乙拉西坦的特異性結(jié)合位點(diǎn)，二者結(jié)合后可減少谷氨酸的釋放，增加GABA的釋放，起到抗癲癇作用的同時(shí)還可增強(qiáng)記憶和改善焦慮，從而改善認(rèn)知功能障礙［20］。環(huán)磷腺苷結(jié)合蛋白及其下游信號(hào)受損可導(dǎo)致神經(jīng)元中線粒體功能障礙，從而誘導(dǎo)癲癇患者產(chǎn)生嚴(yán)重的認(rèn)知功能障礙。在腦灌注不足導(dǎo)致的血管性癡呆研究中，研究者發(fā)現(xiàn)左乙拉西坦可以通過(guò)與星形膠質(zhì)細(xì)胞相互作用來(lái)維持SV2A 的表達(dá)，從而激活環(huán)磷腺苷結(jié)合蛋白，避免腦白質(zhì)受損，改善大腦的認(rèn)知功能。

綜上所述，SV2A 可通過(guò)影響神經(jīng)遞質(zhì)釋放、能量代謝、Syt-1、AD 相關(guān)病理學(xué)改變及與微小RNA 雙向作用導(dǎo)致癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙的發(fā)生發(fā)展，且抗癲癇藥物左乙拉西坦作用于SV2A 靶點(diǎn)可以改善癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙。本課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，癲癇患者中存在多聚ADP-核糖聚合酶依賴性細(xì)胞死亡，我們推測(cè)SV2A 可能通過(guò)影響多聚ADP-核糖聚合酶依賴性細(xì)胞死亡，參與調(diào)控海馬神經(jīng)元死亡，從而引起癲癇相關(guān)認(rèn)知功能障礙，這也是本課題組未來(lái)的研究方向。