2024年5月6日，索邦大學(xué)Stéphanie Baulac團(tuán)隊(duì)在Nature neuroscience發(fā)表“Targeting pathological cells with senolytic drugs reduces seizures in neurodevelopmental mTOR-related epilepsy”，揭示了用衰老藥物靶向病理細(xì)胞可減少神經(jīng)發(fā)育性mTOR相關(guān)癲癇發(fā)作。

皮質(zhì)畸形，如局灶性皮質(zhì)發(fā)育不良II型（FCDII）與兒童耐藥癲癇相關(guān)，需要進(jìn)行神經(jīng)外科手術(shù)。FCDII是由PI3K-AKT-mTOR通路基因合子后突變引起的體細(xì)胞嵌合體引起的，這種突變會(huì)在健康腦組織中產(chǎn)生一組畸形細(xì)胞。作者展示了從人類外科FCDII腦組織中獲得的急性皮質(zhì)切片中的癲癇樣活動(dòng)與畸形神經(jīng)元的密度之間的相關(guān)性。在這些病理細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了多種細(xì)胞衰老的特征，包括p53/p16的表達(dá)等。作者還發(fā)現(xiàn)在mTORS2215F FCDII臨床前小鼠模型中，使用抗衰老藥物（達(dá)沙替尼/槲皮素）可以減少衰老細(xì)胞的負(fù)荷，并降低癲癇發(fā)作頻率，表明衰老治療可能是控制癲癇發(fā)作的有效方法。

圖一   癲癇樣活性與DN密度相關(guān)

作者使用多電極陣列（MEAs）對(duì)來自手術(shù)FCDII皮質(zhì)回的四個(gè)相鄰的急性皮質(zhì)切片進(jìn)行了細(xì)胞外記錄。皮層切片顯示兩種主要類型的活動(dòng)：(1)具有單個(gè)尖峰和尖峰爆發(fā)的多單元活動(dòng)（MUA）和(2)發(fā)作間期樣放電（IILDs）。檢測(cè)到IILDs的電極MUA更高，表明IILD產(chǎn)生區(qū)與更高的神經(jīng)元興奮性相關(guān)。在大多數(shù)電極上均未檢測(cè)到自發(fā)活動(dòng)，包括灰質(zhì)和白質(zhì)區(qū)域。因此，MEA記錄劃分了一個(gè)以活動(dòng)梯度為特征的灰質(zhì)區(qū)域。對(duì)磷酸化的s6（pS6）蛋白（mTOR活性的標(biāo)準(zhǔn)讀數(shù)）和NeuN（神經(jīng)元標(biāo)記物）進(jìn)行免疫熒光染色，觀察到神經(jīng)元活性與巨細(xì)胞pS6+ DNs的存在之間的相關(guān)性。這些數(shù)據(jù)表明，巨細(xì)胞DNs（攜帶突變的神經(jīng)元）可能有助于癲癇樣活動(dòng)。

圖二  在mTORS2215F動(dòng)物中，DQ給藥后衰老細(xì)胞的清除

為了探索利用衰老藥物靶向衰老細(xì)胞的潛力：一種新型分子，可以選擇性地消除衰老細(xì)胞，以減輕癲癇表型，作者利用基于子宮內(nèi)電穿孔（IUE）的小鼠模型。該FCDII小鼠模型具有臨床相關(guān)性，因?yàn)樗爬岁P(guān)鍵的FCDII組織病理學(xué)特征，包括異常神經(jīng)元遷移和mTOR過度活躍的pS6+巨細(xì)胞神經(jīng)元，并表現(xiàn)出從6周齡到至少42周齡的復(fù)發(fā)性自發(fā)電臨床發(fā)作。在胚胎日(E) 14.5小鼠胚胎中對(duì)mTORS2215F結(jié)構(gòu)進(jìn)行電穿孔，靶向產(chǎn)生2/3皮質(zhì)層錐體神經(jīng)元的徑向膠質(zhì)細(xì)胞，以模擬體內(nèi)體細(xì)胞突變。在10周齡小鼠中觀察到含有mTOR過度活躍（pS6+）的電穿孔皮質(zhì)區(qū)的SAβGal反應(yīng)性，但在對(duì)側(cè)非電穿孔皮質(zhì)區(qū)沒有。因此，作者使用mTOR S2215F小鼠模型來測(cè)試抗衰老藥物對(duì)減少衰老細(xì)胞并最終控制癲癇發(fā)作的作用。DQ處理顯著減少了pS6+神經(jīng)元的數(shù)量，DQ并沒有降低mTOR活性。

為了進(jìn)一步證實(shí)pS6+ SAβGal+細(xì)胞的減少，在治療結(jié)束1周后顯微解剖了DQ處理mTORS2215F小鼠的GFP+電穿孔區(qū)域。使用western印跡法證實(shí)，DQ處理的動(dòng)物腦裂解液中pS6、p53和p19蛋白豐度下降了50%以上，與衰老mTOR過度活躍細(xì)胞的部分清除一致。在8個(gè)與mTOR相關(guān)的SASP分子中，與DQ處理的動(dòng)物相比，DQ處理的動(dòng)物中相同的6個(gè)分子（IL1b、IL6、CCL2、CXCL1、CXCL2和CXCL10）的產(chǎn)量減少。綜上所述，這些數(shù)據(jù)表明，DQ衰老治療導(dǎo)致mTORS2215F小鼠中mTOR過度活躍的細(xì)胞數(shù)量減少，降低細(xì)胞衰老標(biāo)志物的蛋白表達(dá)，并降低SASP分子的產(chǎn)生。

圖三  DQ給藥對(duì)mTORS2215F動(dòng)物癲癇發(fā)作的有益作用

隨后，作者研究了急性DQ衰老治療降低致病性細(xì)胞密度是否可以降低癲癇發(fā)作頻率。將mTORS2215F小鼠植入皮質(zhì)電極，從12周齡開始進(jìn)行視頻腦電圖（EEG）記錄。超過4周的視頻腦電圖記錄（>230小時(shí)）的平均癲癇發(fā)作頻率為每天1.2到7.6次癲癇發(fā)作。接下來，評(píng)估了DQ對(duì)癲癇發(fā)作頻率的影響。在同一組小鼠中，隨后給予DQ9天，并在治療結(jié)束時(shí)和1個(gè)月后評(píng)估癲癇發(fā)作頻率。在治療結(jié)束時(shí)，觀察到平均每日癲癇發(fā)作頻率顯著降低。DQ治療1個(gè)月后，所有mTORS2215F小鼠均無癲癇發(fā)作。綜上所述，DQ衰老治療可降低mTORS2215F小鼠體內(nèi)衰老腦細(xì)胞的負(fù)荷，降低癲癇發(fā)作的負(fù)擔(dān)。接下來使用戊四唑（PTZ）誘導(dǎo)的癲癇模型來評(píng)估DQ本身是否可以具有抗癲癇作用。兩組WT動(dòng)物給予DQ或給藥超過9天，然后注射PTZ。使用Racine量表評(píng)估的癲癇發(fā)作嚴(yán)重程度評(píng)分顯示，DQ組和對(duì)照組之間沒有明顯差異。這些結(jié)果表明，DQ通過特異性靶向衰老細(xì)胞來發(fā)揮其抗癲癇作用。

綜上所述，該研究證明mTOR相關(guān)的FCDII病理細(xì)胞中存在細(xì)胞衰老特征，這有助于在急性FCDII皮層切片中產(chǎn)生癲癇樣活動(dòng)。這些發(fā)現(xiàn)為選擇性靶向FCDII腦組織中突變衰老細(xì)胞的治療提供策略。

文章來源：https://doi.org/10.1038/s41593-024-01634-2