转谷氨酰胺酶-2通过抑制ABCA1泛素化促进小胶质细胞突触吞噬并改善癫痫发作

背景：癫痫是一种常见的慢性神经系统疾病，其病理生理机制复杂，小胶质细胞吞噬对突触重塑和癫痫发生至关重要。转谷氨酰胺酶-2在调节小胶质细胞功能和认知突触可塑性中发挥关键作用；然而，TGM2影响突触修剪和癫痫发生的精确机制仍不清楚。目的：本研究旨在探讨TGM2在慢性癫痫模型中对癫痫易感性的作用及其对小胶质细胞介导的突触吞噬的调节作用。为此，设定了以下目标：阐明TGM2在正常和癫痫脑组织中的荧光定位和蛋白表达特征；分析TGM2对癫痫行为表型的影响；并利用癫痫小鼠模型研究其调节小胶质细胞活化和突触吞噬功能的分子机制。方法：体内实验使用通过海马内注射海人藻酸建立的海人藻酸诱导的慢性癫痫小鼠模型。采用Western blot和免疫荧光分析检测海人藻酸处理小鼠海马中TGM2的表达和定位。使用腺相关病毒载体在海马中实现TGM2过表达或敲低，随后通过视频监测的行为学实验和体内场电位记录评估癫痫潜伏期、频率和严重程度。使用高尔基-考克斯染色、Western blot和免疫荧光评估海马CA1区树突棘密度、小胶质细胞极化（M1/M2表型）和吞噬活性。体外研究在BV2小胶质细胞中，利用靶向ATP结合盒转运蛋白A1的泛素化实验探索TGM2的分子作用机制。结果：在海人藻酸诱导的癫痫小鼠海马中，TGM2表达显著上调，延长了自发性复发性癫痫发作的潜伏期并降低了自发性复发性癫痫发作频率。相反，TGM2敲低加剧了癫痫发作严重程度，表现为潜伏期缩短和自发性复发性癫痫发作频率增加。高尔基-考克斯染色显示，TGM2过表达降低了CA1区树突棘密度，而TGM2敲低则产生相反效果，表明其在突触重塑中的作用。功能分析显示，TGM2促进小胶质细胞向抗炎M2表型极化，增强吞噬活性，并上调补体系统成分及吞噬相关蛋白。相反，TGM2缺失促进促炎M1表型，降低吞噬能力，并下调补体系统成分及吞噬相关蛋白。机制上，TGM2过表达通过抑制ABCA1泛素化增加其蛋白稳定性，而TGM2敲低则促进ABCA1泛素化和降解。免疫荧光分析显示TGM2在小胶质细胞内的共定位增强。结论：本研究揭示TGM2通过抑制ABCA1泛素化增强小胶质细胞突触吞噬，从而调节海马突触重塑，抑制癫痫发生。这些发现建立了TGM2介导的小胶质细胞功能与癫痫发生之间的关键分子联系，为靶向癫痫神经炎症和突触可塑性的治疗策略提供了新见解。