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JAM4(Junctional adhesion molecule 4)是免疫球蛋白中的亚家族的成员,它包含两个细胞外免疫球蛋白样结构域,一个单跨膜部分和一个以PDZ结合序列终止的胞质尾部。既往报道多种富含PDZ结构域的蛋白质可与神经递质受体反应参与神经元兴奋性的调节。因此,我们猜测JAM4可能通过与含有PDZ结构域的蛋白质反应而参与神经递质受体的募集和转运,从而导致神经元兴奋性的改变。为证实这种假说的科学性,在当前的研究中,我们收集了20例癫痫患者脑组织标本,来自难治性颞叶癫痫患者(TLE)手术切除颞叶新皮质的致痫区作为癫痫组;10例组织学正常的患者脑组织来自颅脑外伤后减压手术切除的颞叶组织,用作对照组。通过免疫荧光法和蛋白印记法检测两组脑组织中JAM4是否在脑中有表达及其表达量。结果发现,在两组颞叶皮质组织中,JAM4与神经元标志物MAP2共表达与神经胶质细胞标志物GFAP无共表达,且TLE患者脑组织中JAM4表达量明显高于对照组(0.5883±0.04031 vs.0.4359±0.04199,t=2.364,df=28,p=0.0252)。为了排除TLE患者中JAM4表达增加是因服用抗癫痫药(AEDs)所引起的可能性,我们用相同的方法在两种动物模型——戊四氮(PTZ)慢性点燃癫痫模型和海人酸(KA)诱导癫痫模型中另行检测。结果发现,在动物模型中,JAM4的表达在神经细胞上,而胶质细胞上无表达。PTZ小鼠的皮质和海马区,癫痫组JAM4表达水平明显高于非癫痫组(皮质:0.7091±0.06921 vs.0.3773±0.05692,每组n=8,t=3.703,df=14,p=0.0024;海马区:0.9150±0.07843 vs.0.4691±0.08683,每组n=8 for each group,t=3.811,df=14,p=0.0019)。这一结果与人脑组织的研究一致,此外,同样的结果也出现在KA小鼠皮质和海马区蛋白检测中(皮质:1.110±0.1578 vs.0.5747±0.04265,每组n=8,t=3.272,df=14,p=0.0056;海马区:0.9667±0.08769 vs.0.5539±0.05823,每组n=8,t=3.922,df=14,p=0.0015)。为了证明JAM4表达量的改变是否对癫痫行为产生影响,我们通过慢病毒注射,敲低或过表达JAM4在小鼠脑中的表达量,并比较JAM4-敲低小鼠、JAM4-过表达小鼠分别和空病毒小鼠在两种慢性癫痫模型中的行为的改变。在PTZ模型中,JAM4-敲低小鼠表现出较低的发作级别,而JAM4-过表达小鼠则出现较高的发作级别(重复测量方差分析:F=39.54,df=2,p=4.15-10;注射次数因素:F=86.80,df=7.97,p=1.79×10-74;注射次数×组间:F=2.45,df=3.20,p=0.002;多重比较:JAM4-敲低小鼠vs.空病毒小鼠,p<0.005,JAM4-过表达小鼠分别vs.空病毒小鼠,p<0.005)。KA模型中,与空病毒小鼠相比,JAM4敲低致海人酸小鼠自发性反复发作(SRSs)频率较低(22.56±2.34vs.31.40±2.84,敲低组n=9,空病毒组n=10,t=2.37,df=17,p=0.0297);另一方面,JAM4过表达产生较高SRSs频率(42.73±2.32 vs.31.40±2.84,过表达组n=11,空病毒组n=10,t=3.12,df=19,p=0.0057)。为了使我们的结果更具说服力,我们对三组海人酸癫痫模型小鼠进行脑电监测,记录并对比其30分钟内海马区局部场电位(LFPs)的改变。和空病毒组对比,敲低组的癫痫样放电次数(SLEs)减少(4.33±0.95 vs.9.20±1.44,敲低组n=6,空病毒组n=10,t=2.41,df=14,p=0.0306),过表达组SLEs增多(16.50±3.04 vs.9.20±1.44,过表达组n=6,空病毒组n=10,t=2.45,df=14,p=0.0279),这一结果与行为学改变一致。因此,我们认为JAM4表达减少导致抗癫痫作用,而其过度表达具有相反的作用。这些数据可能有助于了解JAM4如何参与癫痫发生并提供新的干预措施。