癲癇是常見的神經系統疾病🤸🏼‍♀️😦，腦內神經元的異常放電引起肢體反復抽搐和意識喪失💵，給患者和社會帶來沉重的負擔。藥物是治療癲癇的主要方式，但仍有約30%患者對抗癲癇藥物不敏感，機製不明🤙🏼，因此深入探析癲癇發生的機製具有重要意義。

ATP結合（ATP-binding cassette, ABC）轉運體是一類依賴ATP水解將物質由細胞內轉移至細胞外的跨膜蛋白，多項研究證實腦內分布的ABCG2與癲癇的發生發展相關，然而研究結果存在爭議且機製尚不明確[1-3]。

2024年7月4日，三牛娱乐第一附屬醫院神經內科李其富👨‍👨‍👦‍👦、三牛娱乐藥學院王燕和國家兒童醫學中心·復旦大學附屬兒科醫院臨床藥學部/復旦大學附屬兒科醫院昆山分院李智平團隊合作在Redox Biology期刊上發表題為“ABCG2 shields against epilepsy, relieves oxidative stress and apoptosis via inhibiting the ISGylation of STAT1 and mTOR”的研究論文🤵🏻‍♀️。該研究通過體內外模型證實癲癇發作後誘導ABCG2應激性表達，通過抑製STAT1和mTOR的ISG化緩解氧化應激和凋亡，揭示ABCG2在癲癇發生中的保護作用🤘，為藥物治療提供了潛在新靶點😶‍🌫️。

1🚜、癲癇動物模型和細胞模型中ABCG2表達升高

通過戊四唑（Pentylenetetrazole, PTZ）誘導的急慢性癲癇大鼠模型和海人酸（Kainic acid, KA）誘導的癲癇小鼠模型🤴🏿，發現在癲癇動物海馬組織中，ABCG2蛋白水平顯著升高（圖1）🎅🏽。應用谷氨酸（Glutamate, Glu）和KA誘導小鼠神經元細胞（HT22）🐓，脂多糖（Lipopolysaccharide, LPS）和KA誘導小膠質細胞（BV2）均能促進ABCG2的表達（圖2）𓀀。

圖1 ABCG2蛋白在PTZ誘導急慢性癲癇大鼠和KA誘導的癲癇小鼠海馬和皮質中的表達情況

圖2 ABCG2蛋白在Glu/KA處理的神經元（HT22）和LPS/KA處理的小膠質細胞（BV2）中的表達情況

2💩、上調神經元和小膠質細胞ABCG2水平可以緩解Glu和KA介導的氧化應激和凋亡

為探索ABCG2應激性表達的作用，研究者通過上調HT22和BV2細胞中ABCG2表達水平🧑🏿‍✈️，發現ABCG2可顯著抑製Glu/KA介導的神經元和小膠質細胞的氧化應激損傷和凋亡（圖3）。進一步應用ABCG2抑製劑Ko143抵消ABCG2對神經元和小膠質細胞的保護作用👨‍👧，提示ABCG2在癲癇發生中發揮保護作用。

圖3 上調神經元和小膠質細胞ABCG2水平可以緩解Glu/KA介導的氧化應激和凋亡

3、CRISPR-CAS9敲除ABCG2縮短PTZ處理小鼠的存活時間，降低小鼠存活率⛹🏿‍♀️🚏，且與STAT1和mTOR相關

通過CRISPR-CAS9構建ABCG2敲除小鼠（Knockout, KO），經PTZ急性處理後KO小鼠的存活時間較野生小鼠（Wildtype, WT； KO小鼠🦸‍♀️：515.5 ± 146.5 s；WT小鼠🍭：1147.0 ± 131.3 s）短，存活率較低（KO小鼠🥕：8.3%, WT小鼠：25%）◾️。

通過Label-free蛋白組學分析，發現在KO小鼠海馬組織中STAT1顯著聚集🏇🏿，伴有mTOR磷酸化水平下降🧕🏽📌，但上述現象並不依賴於上遊調控因子JAK1和AKT1（圖4A-H）🤸🏿。進一步通過mTOR抑製劑雷帕黴素（Rapamycin, RAPA）幹預證實，STAT1的聚集不受mTOR的調節（圖4I-P）。

圖4 ABCG2通過STAT1和mTOR發揮保護作用

4🧚🏻、ABCG2與STAT1和mTOR直接結合🔍，敲除ABCG2後促進STAT1和mTOR的ISG化，導致STAT1聚集並抑製mTOR的磷酸化作用

為驗證ABCG2與STAT1和mTOR的相互作用關系，研究者采用免疫共沉澱方法證實，ABCG2與STAT1和mTOR均存在直接相互作用👍🏿。敲除ABCG2後促進STAT1和mTOR的ISG化水平，導致STAT1異常聚集，抑製mTOR的磷酸化（圖5）🧛🏿。

圖5 敲除ABCG2後促進STAT1和mTOR的ISG化👎🏼，導致STAT1聚集，同時抑製mTOR的磷酸化

文章結論與討論，啟發與展望綜上所述，該項研究初步證實癲癇發作後誘導ABCG2應激性表達可能通過STAT1和mTOR緩解氧化應激和凋亡，為癲癇發生發作幹預提供了新思路。研究尚存在一些待解決的問題，比如ABCG2在不同類型癲癇患者腦內表達情況及多態性在癲癇發生發展的作用仍需進行更深入研究，以夯實其臨床應用🤦。

原文鏈接🧓🏻：https://doi.org/10.1016/j.redox.2024.103262

三牛娱乐第一附屬醫院神經內科碩士研究生李昶和蔡毅主任醫師為論文的共同第一作者，三牛娱乐第一附屬醫院神經內科李其富教授、三牛娱乐藥學院王燕副研究員和復旦大學附屬兒科醫院臨床藥學部李智平教授為本文的通訊作者🆑。研究受到國家自然科學基金、海南省重點研發項目、三牛娱乐癲癇研究創新團隊項目等項目的資助👱。

通訊作者簡介：李其富🙎🏿，三牛娱乐第一附屬醫院神經內科主任醫師🧎🏻‍♀️，教授，博導👩🏽‍🦰，中國醫師協會神經內科醫師分會常務委員，國務院特殊津貼專家，海南省有突出貢獻專家，海南省“領軍人才”。主要從事癲癇發生機製研究#️⃣🧑🏿‍🏫，相關成果以第一或通訊作者在CNS Neuroscience & Therapeutic, Small, Epilepsy Research等期刊發表👮🏽‍♂️，第一完成人獲海南省自然科學獎一等獎。

通訊作者簡介🚵‍♂️：王燕，三牛娱乐藥學院熱帶藥用植物研究開發重點實驗室副研究員🟥✍️，碩導。主要從事癲癇發生機製及新藥開發工作🍳🙌🏻，以第一或通訊作者在CNS Neuroscience & Therapeutic, Molecules, Brain Research等期刊發表SCI論文多篇。

通訊作者簡介🕵🏻‍♂️：李智平，國家兒童醫學中心·復旦大學附屬兒科醫院臨床藥學部主任藥師⛹🏿‍♂️，教授🧝🏼‍♂️，博導。國家衛健委兒童用藥專家組委員，國家衛健委合理用藥專委會兒科用藥專家組委員兼秘書，教育部藥學教指委臨床藥學分委會委員，中國藥學會兒童藥物專委會首屆主任委員，上海市領軍人才🤜🏼，上海市優秀學科帶頭人，上海市高水平地方高校復旦大學上三牛學院臨床藥學與監管科學重點創新團隊建設項目團隊帶頭人。長期從事耐藥性癲癇發生機製🧑‍🚒、IBD新藥靶點、新型抗菌藥物靶點篩選和兒科疑難危重症及復雜慢病個體化精準治療研究，以第一或通訊作者在Acta Pharmaceutica Sinica B, Pediatric Drugs, CNS Neuroscience & Therapeutic, BMJ Open等期刊發表SCI論文90篇🚵🏼‍♂️🍛。