目前仍有1/3的癫痫患者对抗癫痫发作药物（Anti-seizure medications，ASMs）耐药，而ASMs只能缓解症状，无法彻底治愈，因此从癫痫的发病机制着手研发新型的ASMs成了现如今急需解决的社会问题。越来越多的研究证实神经炎症参与癫痫的发生和发展，转位蛋白分子18 kDa（Translocator protein 18 kDa，TSPO）也被认为是神经炎症的标志物，贯穿神经炎症反应的始终。目前TSPO在癫痫引发神经炎症中的作用机制众说纷纭，缺乏总结与概述。本文对TSPO在神经炎症及其在癫痫引发神经炎症作用的相关研究进展作一综述，旨在为寻找治疗癫痫的相关靶点与通路提供新思路。
引用本文： 刘宏利, 梁变变, 成晓婧, 张天丽, 张小冬, 郭锦琨. 转位蛋白18kDa在癫痫相关神经炎症中的研究进展. 癫痫杂志, 2024, 10(5): 435-439. doi: 10.7507/2096-0247.202407004 复制
根据最新的《全球癫痫负担报告》估计，目前世界上约有5 000万人患有癫痫，每年约有12.5万人因癫痫和癫痫相关并发症死亡，癫痫仍然是导致死亡的重要原因，与癫痫有关的死亡造成了巨大的社会负担[1]。尽管目前开发出多种抗癫痫药物并应用于临床，仍有1/3的癫痫患者药物治疗无效，因此认识癫痫发生发展的潜在机制并积极探索新的干预靶点具有重要意义[2-4]。
既往研究表明神经炎症在癫痫及癫痫诱发的脑损伤发病机制中的起了重要作用[5，6]，癫痫发作引起胶质细胞激活、转录因子及细胞因子的表达增加，这些转录因子和细胞因子又通过协调神经炎症反应，进一步促进癫痫发作[7]。在癫痫相关神经炎症发生发展过程中，转位蛋白分子18 kDa（Translocator protein 18 kDa，TSPO）已经被证实通过存在于活化的胶质细胞贯穿神经炎症反应的始终并在其中发挥独特作用，因此TSPO被认为是神经炎症的标志物[8]。针对生物靶标TSPO现已经研发出了多种正电子发射计算机断层显像（Positron emission tomography，PET）追踪技术用来对神经炎症进行量化[9]，但目前TSPO在中枢神经系统的定位分布及其在癫痫相关神经炎症中的作用机制众说纷纭，研究进展缺乏总结与概述。因此，本文对上述内容进行探讨，旨在为寻找治疗癫痫的相关靶点与通路提供新思路。
1 TSPO
转位蛋白分子18 kDa（Translocator protein 18 kDa，TSPO）是一种线粒体膜蛋白，过去曾称为外周型苯二氮卓受体（Peripheral-type benzodiazepine receptor，PBR）。它与中枢型苯二氮卓受体不同，是一个复合体，由第一亚单位、电压依赖性阴离子通道（Voltage dependent anion channel，VDAC）和腺苷酸转位子（Adenine nucleotide translocator，ANT）组成[10]。随着研究的深入，我们发现PBR这一称呼已不能完全描述TSPO的定位、生理特性和功能，因此将其更名为TSPO[11]。目前的研究发现，TSPO参与了胆固醇从细胞质转运到线粒体基质的过程，它还会影响线粒体和细胞功能参数，如生物能量学、Ca2+稳态、细胞增殖和分化、阴离子和卟啉转运、血红素合成、炎症反应以及细胞凋亡[12-16]。此外，TSPO是应激相关细胞功能的重要调节剂，例如活性氧（Reactive oxygen species，ROS）的产生和程序性细胞凋亡[16]。
TSPO广泛分布于全身各系统，已在心脏、肾脏和肝脏等组织中确认存在其配体结合位点，尤其是在富含类固醇的组织如睾丸、脂肪组织和肾上腺皮质中表达较为显著，而在中枢神经系统中表达则较少[17]。但最近研究结果表明，TSPO在神经元中表达也有其作用[11，18-20]。这一新的发现颠覆了我们对既往结论的认知，为研究神经炎症提供了新的研究方向。
已有证据表明，小胶质细胞是TSPO介导的突触可塑性和认知改变的效应器，被视作神经炎症的标志物，与多种神经系统疾病密切相关[21-23]。目前的证据表明在阿尔兹海默症[24，25]、多发性硬化[26，27]、脑缺血再灌注损伤[27]以及癫痫[28，29]等神经系统疾病中，TSPO的表达量明显升高。在阿尔兹海默症中，TSPO被视为重要的疾病活动指标[24，25]；在多发性硬化中，TSPO表达增加并非仅仅与活化的小胶质细胞有关：其不仅存在于促炎小胶质细胞，也存在于稳态或修复性小胶质细胞中。TSPO表达主要反映细胞密度，而不是激活表型[30]。在脑缺血再灌注损伤中，TSPO可能通过介导小胶质细胞产生ＲOS和炎性细胞因子从而加重损伤[31]。
2 TSPO与癫痫
2.1 TSPO在癫痫引发神经炎症时与胶质细胞的关系
Nguyen等[32]将TSPO作为神经炎症标志物利用TSPO PET成像技术对小鼠癫痫模型进行实验，从而对颞叶癫痫最佳治疗时间窗以及参与炎症的胶质细胞类型进行了探索。研究发现TSPO信号表达增加并非一直是来自活化的小胶质细胞，在癫痫发作后的不同时间段内TSPO表达的来源是不同的：其中，TSPO表达在第7天达到峰值，主要与小胶质细胞激活有关；而在第14天，反应性星形胶质细胞是表达TSPO的主要细胞，并且观察到的TSPO信号随着时间的推移而持续存在，在6个月后来自反应性星形胶质细胞。这一结论提示我们小胶质细胞可能参与了癫痫发作后早期的神经炎症，而慢性期的神经炎症可能与星形胶质细胞的关系更为密切；TSPO的表达，首先开始于小胶质细胞，随后不久开始于活化的星形胶质细胞，这可能表明，在癫痫发作的不同阶段，TSPO在不同的胶质细胞类型中表达具有不同的作用[32]。但在啮齿类动物研究中，得到的结果却与其相反，其结果表明TSPO表达在各时间点均显著升高，并在SE（癫痫持续状态）后2周达到峰值，在慢性期持续表达，与小胶质细胞活化相关，而非反应性星形胶质细胞[30，33]。针对上述研究的矛盾点提示我们在癫痫发作后神经炎症发生的慢性期星形胶质细胞的增殖与损伤和修复的关系可能为进一步的研究提供新的研究思路与方向。Bertoglio等[34]发现早期TSPO上调与癫痫发生有关，而慢性期TSPO过表达与癫痫发作频率有关，癫痫发作后的早期和慢性期TSPO上调似乎是由两个叠加的动态过程驱动的，这对疾病进展期间评估新的抗炎治疗策略具有重要意义。
2.2 TSPO在癫痫引发神经炎症的脑解剖区域分布研究
关于癫痫发作后神经炎症产生过程中TSPO在大脑解剖区域的分布也已经进行了大量的研究。Dedeurwaerdere等[35]通过小鼠癫痫模型研究发现重度癫痫持续状态（Status epilepticus，SE）动物在体外实验中，海马、杏仁核等相关脑区TSPO大量过表达，而轻度SE动物仅在杏仁核中TSPO少量升高。近期研究通过使用TSPO配体的放射自显影技术对啮齿动物大脑中TSPO表达进行了测量，研究显示，杏仁核、梨状皮质、海马腹侧、丘脑中背侧和皮质区中TSPO结合位点增加，这些结合位点的分布也在人体组织中得到证实[32，36]。Gershen等[37]也通过PET成像确定了颞叶癫痫（Temporal lobe epilepsy，TLE）患者存在广泛的TSPO过表达，他们通过研究发现TLE患者的TSPO增加扩展到了癫痫发作焦点之外，并累及了大脑双侧区域。综合上述TSPO在大脑解剖区域分布的相关研究，表明癫痫产生炎症的部位与癫痫疾病的严重程度存在相关性，癫痫产生的炎症是可扩散的，但炎症扩散的具体机制仍不明确，有待进一步研究。
2.3 TSPO在癫痫引发神经炎症中的相关机制探讨
动物研究以及来自耐药TLE患者的临床研究已经表明，神经炎症在癫痫的病理生理过程中起着关键作用。在癫痫的动物模型中，白细胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、caspase-1、核因子-κB（Nuclear factor-κB，Nf-κB）以及Toll样受体表达均增高，但与TSPO之间的关联途径尚不明确，目前尚在研究中[38-40]。有研究通过使用TSPO配体的PET成像技术对啮齿动物大脑中TSPO的表达进行了研究，研究显示中度SE和重度SE的TSPO结合率没有差异。生理上，这可能解释为:当癫痫发作时，脑兴奋毒性达到一定程度，TSPO表达不再进一步升高。同时该研究表明，SE后1周TSPO的大量增加并不伴随着大量细胞凋亡，TSPO表达可能比细胞凋亡更敏感，是癫痫发生的早期生物标志物[39]。Weidner等[18]研究发现内侧TLE患者乳腺癌耐药蛋白（Breast cancer resistance protein，BCRP）密度与TSPO密度显著相关，提示炎症标志物与外排转运体之间存在潜在关系；同时他们发现在同一时间段内COX-2与TSPO在小胶质细胞中的表达均增加，遗憾的是该项研究未证明两者之间的直接相关性；此外，该团队在大鼠自发性复发性癫痫发作时观察到的较高水平的TSPO可能源于小胶质细胞对致痫性损伤的较高M2极化。最近研究表明，在神经炎症中，TSPO是通过调节IL-4诱导的M2极化小胶质细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体（Peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR-γ）的激活这一通路来发挥作用的[41]。虽然目前这一途径尚未在癫痫引发神经炎症中进行研究，但却使TSPO在小胶质细胞M1/M2平衡中的作用成为控制癫痫发作的潜在治疗靶点。
3 TSPO作为标记物进行的抗癫痫药物研究
目前已有学者将TSPO作为标记物研究药物的抗癫痫作用。米诺环素被认为是小胶质细胞激活的抑制剂，用于减轻癫痫后神经炎症的研究。已经有研究表明在一个两次发作的SE小鼠模型中，在生命早期第一次SE 后，米诺环素治疗可消除生命后期对第二次SE增加的易感性，并降低小胶质细胞的激活，具体机制目前尚不清楚[42]。有研究通过利用转位蛋白TSPO的PET成像技术来量化两种啮齿动物癫痫模型潜伏期不同剂量的米诺环素的影响，结果发现：米诺环素在匹罗卡品诱导的大鼠模型中显著降低了TSPO的表达，但在海马内盐小鼠模型中TSPO并没有降低。这表明米诺环素具有物种依赖性[43]，在治疗癫痫的研究和应用中仍面临很大挑战。
还有研究通过TLE啮齿动物模型研究了美替拉酮对SE脑损伤的影响，并利用体外放射自显影技术将TSPO放射配体[18F]GE180作为活化小胶质细胞的标记物来进行测量。研究发现，在SE之前给药的美替拉酮有神经保护作用，而在SE之后则没有，该项研究说明了美替拉酮对于抗癫痫的作用在本质上是预防性的[12]，而癫痫发作的预测目前仍是一项挑战，如何预防性给药仍具争议。
Bloms-Funke等[44]研究了新型ASMs—GRT-X，证明了除了Kv7钾通道外，TSPO受体是GRT-X的唯一靶标。GRT-X除了激活Kv7通道外，作为TSPO受体的激活剂，通过增加异孕酮等神经类固醇的合成，发挥神经保护作用。
4 小结与展望
TSPO是神经炎症的标志物，与多种神经系统疾病密切相关。TSPO已经被证实在癫痫引发神经炎症过程中发挥重要作用，但具体作用机制仍在挖掘中，关于TSPO在调节IL-4诱导的M2极化小胶质细胞中PPAR-γ的激活这一通路的研究或许可以为治疗癫痫提供重要思路。未来的研究仍需揭示TSPO特定信号通路的分子变化，以及先进的成像技术是否可以在临床环境中检测到这些分子变化。
利益冲突声明 所有作者无利益冲突。
根据最新的《全球癫痫负担报告》估计，目前世界上约有5 000万人患有癫痫，每年约有12.5万人因癫痫和癫痫相关并发症死亡，癫痫仍然是导致死亡的重要原因，与癫痫有关的死亡造成了巨大的社会负担[1]。尽管目前开发出多种抗癫痫药物并应用于临床，仍有1/3的癫痫患者药物治疗无效，因此认识癫痫发生发展的潜在机制并积极探索新的干预靶点具有重要意义[2-4]。
既往研究表明神经炎症在癫痫及癫痫诱发的脑损伤发病机制中的起了重要作用[5，6]，癫痫发作引起胶质细胞激活、转录因子及细胞因子的表达增加，这些转录因子和细胞因子又通过协调神经炎症反应，进一步促进癫痫发作[7]。在癫痫相关神经炎症发生发展过程中，转位蛋白分子18 kDa（Translocator protein 18 kDa，TSPO）已经被证实通过存在于活化的胶质细胞贯穿神经炎症反应的始终并在其中发挥独特作用，因此TSPO被认为是神经炎症的标志物[8]。针对生物靶标TSPO现已经研发出了多种正电子发射计算机断层显像（Positron emission tomography，PET）追踪技术用来对神经炎症进行量化[9]，但目前TSPO在中枢神经系统的定位分布及其在癫痫相关神经炎症中的作用机制众说纷纭，研究进展缺乏总结与概述。因此，本文对上述内容进行探讨，旨在为寻找治疗癫痫的相关靶点与通路提供新思路。
1 TSPO
转位蛋白分子18 kDa（Translocator protein 18 kDa，TSPO）是一种线粒体膜蛋白，过去曾称为外周型苯二氮卓受体（Peripheral-type benzodiazepine receptor，PBR）。它与中枢型苯二氮卓受体不同，是一个复合体，由第一亚单位、电压依赖性阴离子通道（Voltage dependent anion channel，VDAC）和腺苷酸转位子（Adenine nucleotide translocator，ANT）组成[10]。随着研究的深入，我们发现PBR这一称呼已不能完全描述TSPO的定位、生理特性和功能，因此将其更名为TSPO[11]。目前的研究发现，TSPO参与了胆固醇从细胞质转运到线粒体基质的过程，它还会影响线粒体和细胞功能参数，如生物能量学、Ca2+稳态、细胞增殖和分化、阴离子和卟啉转运、血红素合成、炎症反应以及细胞凋亡[12-16]。此外，TSPO是应激相关细胞功能的重要调节剂，例如活性氧（Reactive oxygen species，ROS）的产生和程序性细胞凋亡[16]。
TSPO广泛分布于全身各系统，已在心脏、肾脏和肝脏等组织中确认存在其配体结合位点，尤其是在富含类固醇的组织如睾丸、脂肪组织和肾上腺皮质中表达较为显著，而在中枢神经系统中表达则较少[17]。但最近研究结果表明，TSPO在神经元中表达也有其作用[11，18-20]。这一新的发现颠覆了我们对既往结论的认知，为研究神经炎症提供了新的研究方向。
已有证据表明，小胶质细胞是TSPO介导的突触可塑性和认知改变的效应器，被视作神经炎症的标志物，与多种神经系统疾病密切相关[21-23]。目前的证据表明在阿尔兹海默症[24，25]、多发性硬化[26，27]、脑缺血再灌注损伤[27]以及癫痫[28，29]等神经系统疾病中，TSPO的表达量明显升高。在阿尔兹海默症中，TSPO被视为重要的疾病活动指标[24，25]；在多发性硬化中，TSPO表达增加并非仅仅与活化的小胶质细胞有关：其不仅存在于促炎小胶质细胞，也存在于稳态或修复性小胶质细胞中。TSPO表达主要反映细胞密度，而不是激活表型[30]。在脑缺血再灌注损伤中，TSPO可能通过介导小胶质细胞产生ＲOS和炎性细胞因子从而加重损伤[31]。
2 TSPO与癫痫
2.1 TSPO在癫痫引发神经炎症时与胶质细胞的关系
Nguyen等[32]将TSPO作为神经炎症标志物利用TSPO PET成像技术对小鼠癫痫模型进行实验，从而对颞叶癫痫最佳治疗时间窗以及参与炎症的胶质细胞类型进行了探索。研究发现TSPO信号表达增加并非一直是来自活化的小胶质细胞，在癫痫发作后的不同时间段内TSPO表达的来源是不同的：其中，TSPO表达在第7天达到峰值，主要与小胶质细胞激活有关；而在第14天，反应性星形胶质细胞是表达TSPO的主要细胞，并且观察到的TSPO信号随着时间的推移而持续存在，在6个月后来自反应性星形胶质细胞。这一结论提示我们小胶质细胞可能参与了癫痫发作后早期的神经炎症，而慢性期的神经炎症可能与星形胶质细胞的关系更为密切；TSPO的表达，首先开始于小胶质细胞，随后不久开始于活化的星形胶质细胞，这可能表明，在癫痫发作的不同阶段，TSPO在不同的胶质细胞类型中表达具有不同的作用[32]。但在啮齿类动物研究中，得到的结果却与其相反，其结果表明TSPO表达在各时间点均显著升高，并在SE（癫痫持续状态）后2周达到峰值，在慢性期持续表达，与小胶质细胞活化相关，而非反应性星形胶质细胞[30，33]。针对上述研究的矛盾点提示我们在癫痫发作后神经炎症发生的慢性期星形胶质细胞的增殖与损伤和修复的关系可能为进一步的研究提供新的研究思路与方向。Bertoglio等[34]发现早期TSPO上调与癫痫发生有关，而慢性期TSPO过表达与癫痫发作频率有关，癫痫发作后的早期和慢性期TSPO上调似乎是由两个叠加的动态过程驱动的，这对疾病进展期间评估新的抗炎治疗策略具有重要意义。
2.2 TSPO在癫痫引发神经炎症的脑解剖区域分布研究
关于癫痫发作后神经炎症产生过程中TSPO在大脑解剖区域的分布也已经进行了大量的研究。Dedeurwaerdere等[35]通过小鼠癫痫模型研究发现重度癫痫持续状态（Status epilepticus，SE）动物在体外实验中，海马、杏仁核等相关脑区TSPO大量过表达，而轻度SE动物仅在杏仁核中TSPO少量升高。近期研究通过使用TSPO配体的放射自显影技术对啮齿动物大脑中TSPO表达进行了测量，研究显示，杏仁核、梨状皮质、海马腹侧、丘脑中背侧和皮质区中TSPO结合位点增加，这些结合位点的分布也在人体组织中得到证实[32，36]。Gershen等[37]也通过PET成像确定了颞叶癫痫（Temporal lobe epilepsy，TLE）患者存在广泛的TSPO过表达，他们通过研究发现TLE患者的TSPO增加扩展到了癫痫发作焦点之外，并累及了大脑双侧区域。综合上述TSPO在大脑解剖区域分布的相关研究，表明癫痫产生炎症的部位与癫痫疾病的严重程度存在相关性，癫痫产生的炎症是可扩散的，但炎症扩散的具体机制仍不明确，有待进一步研究。
2.3 TSPO在癫痫引发神经炎症中的相关机制探讨
动物研究以及来自耐药TLE患者的临床研究已经表明，神经炎症在癫痫的病理生理过程中起着关键作用。在癫痫的动物模型中，白细胞介素-1β（Interleukin-1β，IL-1β）、肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、caspase-1、核因子-κB（Nuclear factor-κB，Nf-κB）以及Toll样受体表达均增高，但与TSPO之间的关联途径尚不明确，目前尚在研究中[38-40]。有研究通过使用TSPO配体的PET成像技术对啮齿动物大脑中TSPO的表达进行了研究，研究显示中度SE和重度SE的TSPO结合率没有差异。生理上，这可能解释为:当癫痫发作时，脑兴奋毒性达到一定程度，TSPO表达不再进一步升高。同时该研究表明，SE后1周TSPO的大量增加并不伴随着大量细胞凋亡，TSPO表达可能比细胞凋亡更敏感，是癫痫发生的早期生物标志物[39]。Weidner等[18]研究发现内侧TLE患者乳腺癌耐药蛋白（Breast cancer resistance protein，BCRP）密度与TSPO密度显著相关，提示炎症标志物与外排转运体之间存在潜在关系；同时他们发现在同一时间段内COX-2与TSPO在小胶质细胞中的表达均增加，遗憾的是该项研究未证明两者之间的直接相关性；此外，该团队在大鼠自发性复发性癫痫发作时观察到的较高水平的TSPO可能源于小胶质细胞对致痫性损伤的较高M2极化。最近研究表明，在神经炎症中，TSPO是通过调节IL-4诱导的M2极化小胶质细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体（Peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR-γ）的激活这一通路来发挥作用的[41]。虽然目前这一途径尚未在癫痫引发神经炎症中进行研究，但却使TSPO在小胶质细胞M1/M2平衡中的作用成为控制癫痫发作的潜在治疗靶点。
3 TSPO作为标记物进行的抗癫痫药物研究
目前已有学者将TSPO作为标记物研究药物的抗癫痫作用。米诺环素被认为是小胶质细胞激活的抑制剂，用于减轻癫痫后神经炎症的研究。已经有研究表明在一个两次发作的SE小鼠模型中，在生命早期第一次SE 后，米诺环素治疗可消除生命后期对第二次SE增加的易感性，并降低小胶质细胞的激活，具体机制目前尚不清楚[42]。有研究通过利用转位蛋白TSPO的PET成像技术来量化两种啮齿动物癫痫模型潜伏期不同剂量的米诺环素的影响，结果发现：米诺环素在匹罗卡品诱导的大鼠模型中显著降低了TSPO的表达，但在海马内盐小鼠模型中TSPO并没有降低。这表明米诺环素具有物种依赖性[43]，在治疗癫痫的研究和应用中仍面临很大挑战。
还有研究通过TLE啮齿动物模型研究了美替拉酮对SE脑损伤的影响，并利用体外放射自显影技术将TSPO放射配体[18F]GE180作为活化小胶质细胞的标记物来进行测量。研究发现，在SE之前给药的美替拉酮有神经保护作用，而在SE之后则没有，该项研究说明了美替拉酮对于抗癫痫的作用在本质上是预防性的[12]，而癫痫发作的预测目前仍是一项挑战，如何预防性给药仍具争议。
Bloms-Funke等[44]研究了新型ASMs—GRT-X，证明了除了Kv7钾通道外，TSPO受体是GRT-X的唯一靶标。GRT-X除了激活Kv7通道外，作为TSPO受体的激活剂，通过增加异孕酮等神经类固醇的合成，发挥神经保护作用。
4 小结与展望
TSPO是神经炎症的标志物，与多种神经系统疾病密切相关。TSPO已经被证实在癫痫引发神经炎症过程中发挥重要作用，但具体作用机制仍在挖掘中，关于TSPO在调节IL-4诱导的M2极化小胶质细胞中PPAR-γ的激活这一通路的研究或许可以为治疗癫痫提供重要思路。未来的研究仍需揭示TSPO特定信号通路的分子变化，以及先进的成像技术是否可以在临床环境中检测到这些分子变化。
利益冲突声明 所有作者无利益冲突。