Preview

Эпилепсия и пароксизмальные состояния

Расширенный поиск

Височная эпилепсия: вклад молекулярной генетики в механизмы эпилептогенеза

https://doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2025.265

Содержание

Перейти к:

Аннотация

Височная эпилепсия (ВЭ) – наиболее распространенная форма фокальной эпилепсии. Механизмы эпилептогенеза при ВЭ включают широкий спектр нейробиологических, биохимических, геномных, эпигеномных и транскриптомных изменений. В совокупности эти процессы приводят к морфофункциональной перестройке нейронных сетей и возникновению спонтанных приступов. Значительную роль в эпилептогенезе играют нейровоспаление (с активацией глии и выбросом цитокинов), ремоделирование нейронных сетей, нарушение передачи сигналов и потеря тормозных интернейронов. Транскриптомные исследования гиппокампа выявили широкий спектр вовлеченных генов, что подчеркивает важность взаимодействия генетической предрасположенности и приобретенных факторов в развитии этого заболевания. В обзоре представлены современные взгляды на нейробиологические и молекулярно-генетические основы эпилептогенеза при ВЭ.

Для цитирования:


Максимова М.Ю., Теплышова А.М. Височная эпилепсия: вклад молекулярной генетики в механизмы эпилептогенеза. Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2025;17(4):402-409. https://doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2025.265

For citation:


Maksimova M.Yu., Teplyshova A.M. Temporal epilepsy: contribution of molecular genetics to epileptogenesis mechanisms. Epilepsy and paroxysmal conditions. 2025;17(4):402-409. (In Russ.) https://doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2025.265

ВВЕДЕНИЕ / INTRODUCTION

Височная эпилепсия (ВЭ) – наиболее распространенная форма фокальной эпилепсии. Высокий уровень заболеваемости ВЭ объясняется повышенной уязвимостью структур височной доли к патологической реорганизации нейронных сетей, что приводит к формированию эпилептогенного очага.

Основными причинами ВЭ считаются структурные изменения головного мозга, вызванные черепно-мозговой травмой, инсультом, опухолями, врожденными аномалиями развития, а также инфекционными, иммунными и метаболическими поражениями. Однако в последние годы накапливается все больше данных, указывающих на значительный вклад генетических факторов [1][2]. На сегодняшний день идентифицировано более 350 генов, ассоциированных с развитием ВЭ [3].

В обзоре представлены современные взгляды на нейробиологические и молекулярно-генетические основы эпилептогенеза при ВЭ.

ОСНОВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ И ФАЗЫ ЭПИЛЕПТОГЕНЕЗА / KEY EPILEPTOGENESIS MECHANISMS AND PHASES

Эпилептогенез представляет собой сложный многоэтапный процесс, запускаемый комплексом нейробиологических, биохимических и молекулярных изменений (на уровне генома, эпигенома и транскриптома). Эти изменения вызывают морфофункциональную перестройку определенных нейронных цепей, результатом которой становится возникновение спонтанных эпилептических приступов [4].

ВЭ характеризуется каскадом патологических процессов, приводящих к структурной и функциональной реорганизации гиппокампа, миндалевидного тела и/или латерального неокортекса. Исследования последних десятилетий позволили идентифицировать ключевые молекулярные механизмы и биохимические сигнальные пути, лежащие в основе проэпилептической трансформации нейронных сетей. Среди них – окислительный стресс, апоптоз, нейровоспаление и нарушения нейротрофической регуляции [4].

Патогенез заболевания включает три основные фазы: возникновение приступов (иктогенез), формирование предрасположенности к развитию эпилепсии (инициация эпилептогенеза) и прогрессирование эпилептогенеза (хронификация процесса) [1].

НЕЙРОВОСПАЛЕНИЕ В ЭПИЛЕПТОГЕНЕЗЕ ПРИ ВЭ / NEUROINFLAMMATION IN TLE EPILEPTOGENESIS

Нейровоспаление играет ключевую роль в патофизиологии эпилептогенеза. Этот процесс характеризуется активацией глии и повышенной выработкой провоспалительных цитокинов, таких как интерлейкины (ИЛ) ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-18, а также фактор некроза опухоли альфа. Возникающий иммунный ответ и провоспалительный фон способствуют нарушению функции гематоэнцефалического барьера. Его повреждение, в свою очередь, облегчает проникновение в ткань мозга периферических иммунных клеток и цитокинов. Так, на примере пилокарпиновой и каинатной моделей эпилепсии было продемонстрировано, что миграция Т-лимфоцитов в гиппокамп способствует хронизации заболевания [5].

Ключевую роль в развитии нейровоспалительного ответа играет белок Adam10 (англ. A disintegrin and metalloproteinase domain-containing protein 10), относящийся к семейству белков, содержащих домены дизинтегрина и металлопротеиназы. Известно, что этот белок обладает нейропротекторной активностью, препятствуя гибели клеток, вызванной эпилептическими приступами. Исследование X. Zhu et al. (2018 г.) [6] выявило следующие закономерности. После индуцирования эпилептических приступов у мышей экспрессия Adam10 в гиппокампе прогрессивно снижалась в период с 14-го по 28‑й день. При этом уровень мРНК Adam10 был значительно снижен в слоях пирамидных клеток областей CA1 и CA3 гиппокампа уже через 24 ч после приступов. Установлено, что сверхэкспрессия Adam10 уменьшает частоту спонтанных приступов у мышей с ВЭ и подавляет вызванное ими нейровоспаление в гиппокампе. Обратный эффект наблюдался при нокдауне гена Adam10, который, напротив, усиливал нейровоспалительный процесс. Таким образом, модуляция активности Adam10 может влиять на развитие эпилепсии через регуляцию нейровоспаления в гиппокампе, что делает этот белок перспективной мишенью для разработки новых терапевтических стратегий [6].

Нейровоспаление инициируется провоспалительными сигналами, исходящими от нейронов, микроглии и астроцитов. Ключевым звеном этого процесса является астроглиоз, который признан неотъемлемым компонентом эпилептогенеза [7]. В ответ на повреждение мозга реактивные астроциты претерпевают функциональные изменения: они утрачивают нейропротекторные функции, такие как поддержание гематоэнцефалического барьера и внеклеточного гомеостаза, и начинают формировать провоспалительную среду [8]. Более того, хронический астроглиоз, вызванный определенными генетическими мутациями, может самостоятельно провоцировать судорожные приступы даже при отсутствии прямого повреждения мозга [9][10].

Важное подтверждение ведущей роли глии в прогрессировании заболевания получено в исследовании A. Ammothumkandy et al. (2022 г.), которое показало, что при увеличении длительности ВЭ нейрогенез подавляется, в то время как астрогенез остается активным. Эти данные свидетельствуют о том, что основную роль в прогрессировании ВЭ играют именно новообразованные астроциты, а не нейроны [7].

НЕЙРОННЫЕ СЕТИ, НЕЙРОТРАНСМИССИЯ, ИНТЕРНЕЙРОНЫ / NEURAL NETWORKS, NEUROTRANSMISSION, INTERNEURONS

Эпилептогенез характеризуется ремоделированием нейронных сетей и нарушением синаптической пластичности, что приводит к формированию гипервозбудимых нейронов и петель положительной обратной связи. Хотя наследственные или de novo моногенные мутации выявлены лишь у небольшой доли пациентов, известно, что большинство таких патогенных вариантов затрагивает гены, связанные с функциями ионных каналов, нейротрансмиттерных рецепторов, нейронального метаболизма и синаптических комплексов [11]. Эти гены играют ключевую роль в работе мозга, а нарушение основных механизмов нейротрансмиссии вносит существенный вклад в патогенез эпилепсии. Гибель нейронов при ВЭ возникает как вследствие повреждения мозга, так и в результате частых эпилептических приступов. Наиболее уязвимыми оказываются возбуждающие зернистые клетки зубчатой извилины и пирамидные нейроны в области СА1 гиппокампа. Одновременная потеря тормозных ГАМКергических1 интернейронов ослабляет контроль над возбуждением и приводит к нарушениям в обработке информации гиппокампом.

Потеря интернейронов, в особенности функционально специфических подтипов, является ключевым звеном патогенеза эпилепсии. Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что снижение количества ГАМКергических нейронов в слое зернистых клеток коррелирует с частотой возникновения приступов. При этом трансплантация клеток-предшественников ГАМКергических интернейронов в гиппокамп способствует снижению эпилептической активности [12][13].

Исследования демонстрируют, что избирательное подавление активности интернейронов, экспрессирующих парвальбумин (англ. parvalbumin, PV) или соматостатин (англ. somatostatin, SST) в зубчатой извилине, способно провоцировать спонтанные эпилептические приступы [14]. Кроме того, показано, что генетическое истощение сигнального пути NRG1/ErbB4 (англ. neuregulin 1, receptor tyrosine-protein kinase ErbB-4) в PV-интернейронах вызывает эпилептогенное прорастание моховидных волокон и приводит к развитию спонтанных приступов [15].

Более того, сохранившиеся интернейроны могут активно способствовать эпилептогенезу, принимая на себя возбуждающую и синхронизирующую роль. Это подтверждается тем, что, несмотря на общую потерю интернейронов, в некоторых моделях наблюдается увеличение количества ГАМКергических синапсов [16]. Вероятно, такие вновь образованные связи являются дисфункциональными и усиливают общий возбуждающий паттерн активности. Дополнительным фактором служит избирательное поражение на ранних стадиях эпилептогенеза различных типов интернейронов, в частности PV- и SST-позитивных. Возникающая вследствие этого десинхронизация в работе интернейронных сетей рассматривается как ключевой механизм, способствующий прогрессированию заболевания [17]. В совокупности эти данные подчеркивают сложную и значительную роль интернейронов в механизмах эпилептогенеза.

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ МОДУЛИРОВАНИЕ ЭПИЛЕПТОГЕНЕЗА ПРИ ВЭ / GENETIC MODULATION OF EPILEPTOGENESIS IN TLE

Транскриптомный анализ гиппокампа человека позволил значительно расширить перечень генов, связанных с развитием эпилепсии. В частности, при исследовании ткани мозга пациентов с медиальной височной эпилепсией (МВЭ) и склерозом гиппокампа были выявлены множественные нарушения в экспрессии генов, контролирующих развитие и дифференцировку нейронов, а также синаптическую передачу.

С помощью анализа молекулярных взаимодействий удалось идентифицировать ключевые гены-концентраторы, участвующие в этих процессах, включая ряд транскрипционных факторов. Исследование экспрессии генов, проведенное C. Kjær et al. (2019 г.), показало, что наиболее значительные изменения у пациентов с ВЭ и склерозом гиппокампа связаны с генами ионных каналов SCN1A, SCN1B и KCNS1 [18]. В свою очередь, W. Zhang et al. (2021 г.) обнаружили сотни генов с измененным паттерном метилирования у пациентов с ВЭ как со склерозом гиппокампа, так и без него [19].

Подобные исследования направлены на раскрытие молекулярных механизмов, лежащих в основе прогрессирования эпилепсии. Согласно современным представлениям повреждение головного мозга активирует специфические регуляторные пути, которые инициируют реорганизацию нейронных сетей гиппокампа. При этом изначальный дисбаланс в активности данных путей может являться фактором риска развития приобретенной эпилепсии.

ОСНОВНЫЕ СИГНАЛЬНЫЕ ПУТИ / MAJOR SIGNALING PATHWAYS

Сигнальный путь PI3K/Akt/mTOR – это внутриклеточная каскадная цепь, ключевыми компонентами которой являются ферменты фосфоинозитид-3-киназа (англ. phosphoinositide 3-kinase, PI3K), протеинкиназа B (Akt) и мишень рапамицина у млекопитающих (англ. mammalian target of rapamycin, mTOR). Данный путь регулирует основные клеточные процессы, такие как синтез белка, рост, пролиферация и выживаемость клеток. Нарушения в его работе, особенно в нейронах, могут влиять на синаптическую пластичность и повышать возбудимость нервных клеток, что способствует развитию эпилепсии. Долгое время этот путь изучали преимущественно в связи с генетическими формами эпилепсии, ассоциированными с туберозным склерозом, вызванным мутациями в генах TSC1 или TSC2, и синдромом, ассоциированным с мутацией в гене PTEN [20][21].

Комплекс туберозного склероза (КТС) и фокальная корковая дисплазия (ФКД) – это фокальные мальформации развития коры головного мозга, ассоциированные с фармакорезистентной эпилепсией. Оба заболевания относятся к группе mTOR-патий, в основе которых лежат патогенные варианты в генах сигнального пути mTOR, приводящие к его гиперактивации [21]. Исследования на мышиных моделях синдрома КТС и ФКД продемонстрировали корреляцию между степенью гиперактивности mTOR в нейронах и тяжестью эпилептических проявлений, а также сопутствующей патологии [21]. Более того, индукция гиперактивности mTOR, достигаемая делецией гена PTEN в гранулярных клетках зубчатой извилины взрослых мышей, достаточна для инициации эпилептогенеза [22][23].

В экспериментальном исследовании C.L. LaSarge et al. (2021 г.) [23] разработана модель, в которой ген – ингибитор пути mTOR PTEN удаляли из 0–40% гранулярных клеток зубчатой извилины гиппокампа. Установлено, что даже небольшое количество клеток с инактивированным геном PTEN может вызывать фокальные приступы, в то время как увеличение их доли приводит к генерализованным приступам. Эти результаты демонстрируют, что именно пропорция таких клеток является ключевым фактором, определяющим фенотип заболевания [23].

Сигнальные пути, включающие митоген-активируемые протеинкиназы (англ. mitogen-activated protein kinase, MAPK) – это группа мультифункциональных внутриклеточных сигнальных путей. Согласно исследованию S. Khoshkhoo et al. (2023 г.) [24] соматические мутации в пути Ras/Raf/MAPK, возникающие в височной доле, ассоциированы с повышенным риском развития фокальной эпилепсии. Анализ случаев ФКД и опухолей, связанных с длительной эпилепсией (англ. long-term epilepsia associated tumors, LEAT), показал, что соматические варианты в пути Ras/Raf/MAPK чаще связаны с поражением височной доли. В то же время мутации в пути PI3K/Akt/mTOR чаще выявляются при экстратемпоральной локализации. Эти данные подтверждают гипотезу о том, что риск развития фокальной эпилепсии зависит не только от типа соматической мутации, но и от ее локализации в мозге, причем путь Ras/Raf/MAPK играет особую роль в эпилептогенезе височной доли [24].

BDNF И ВЭ / BDNF AND TLE

Нейротрофический фактор головного мозга (англ. brain-derived neurotrophic factor, BDNF) и его рецептор – киназа тропомиозинового рецептора B (англ. tropomyosin receptor kinase B, TrkB), преимущественно экспрессируемые в гиппокампе, регулируют его активность, синаптическую передачу и нейрогенез. Однако активация сигнального пути BDNF/TrkB также может способствовать эпилептогенезу. Исследования на животных моделях показывают, что судорожные приступы при ВЭ сопровождаются резким повышением уровня BDNF и активацией рецептора TrkB в гиппокампе [25].

Повышенная активность сигнального пути BDNF/TrkB способствует возбуждающей нейротрансмиссии, увеличению судорожной восприимчивости и тяжести приступов. Эта связь подтверждается как экспериментальными данными (внутригиппокампальная инфузия BDNF и трансгенная сверхэкспрессия BDNF/TrkB), так и клиническими наблюдениями у пациентов с ВЭ [25–27].

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ДИНАМИКА MECP2, CDKL5 И BDNF В ГИППОКАМПЕ ПАЦИЕНТОВ С РЕФРАКТЕРНОЙ МВЭ / MOLECULAR DYNAMICS OF MECP2, CDKL5, AND BDNF IN THE HIPPOCAMPUS OF PATIENTS WITH REFRACTORY MEDIAL TLE

Метил-CpG-связывающий белок 2 (MeCp2) – это белок, сцепленный с Х-хромосомой, который действует как ключевой эпигенетический регулятор. Связываясь с метилированной ДНК, он регулирует экспрессию генов, воздействует на архитектуру хроматина и участвует в процессах сплайсинга РНК. Роль белка MeCp2 особенно важна в центральной нервной системе (ЦНС), где он обеспечивает нейрональное развитие, включая процессы созревания нейронов и образования синапсов [28].

Следствием нарушения регуляции белка MeCр2 являются задержка психомоторного развития и появление неврологических расстройств, в т.ч. эпилептических приступов [29]. Поскольку CDKL5 и MeCр2 демонстрируют функциональное взаимодействие в ходе синаптогенеза и созревания нейронов, было высказано предположение, что данные белки могут быть задействованы в общем молекулярном пути, регулирующем как физиологические, так и патологические процессы в ЦНС [30]. Кроме того, мутации в гене MECP2 изменяют экспрессию BDNF. Повышение экспрессии BDNF в мозге мышей с нокаутом этого гена снижает частоту эпилептиформных разрядов [31].

Изменения в экспрессии белка MeCр2 приводят к нарушению возбудимости нейронных сетей гиппокампа и синаптической пластичности. Эти нарушения, в свою очередь, вызывают эпилептиформную активность и приступы, что было продемонстрировано в исследованиях на животных [32]. Изменения экспрессии MeCp2 были обнаружены как в височной доле пациентов с медикаментозно-резистентной эпилепсией, так и в животных моделях ВЭ в гиппокампе [33]. По данным N. Meshkinkhood et al. (2025 г.), изменения в экспрессии MeCp2, CDKL5 и BDNF в гиппокампе могут способствовать эпилептогенезу при МВЭ. Эти молекулярные нарушения влияют на характеристики приступов, результаты хирургического лечения и эффективность противоэпилептических препаратов [34].

ЭПИЛЕПСИЯ И микроРНК / EPILEPSY AND microRNA

МикроРНК – это малые некодирующие молекулы РНК длиной от 18 до 25 нуклеотидов (в среднем 22), которые играют ключевую роль в регуляции экспрессии генов на посттранскрипционном уровне посредством механизма РНК-интерференции. Исследования показали, что определенные микроРНК участвуют в контроле ключевых клеточных процессов, связанных с развитием эпилепсии (эпилептогенезом), включая гибель нейронов и нейровоспаление [35].

Так, miR-92a регулирует экспрессию AMPA-рецепторов, в то время как другие микроРНК, такие как miR-128, miR-132 и miR-134, контролируют развитие дендритных отростков – основных структур для синаптических контактов и передачи возбуждения в ЦНС [36][37]. Отдельную группу составляют miR-21 и miR-146a, мишенями которых являются воспалительные компоненты иммунных реакций [38]. Индуцируемая воспалением повышенная экспрессия miR-21 нацелена на несколько провоспалительных факторов, включая интерлейкины [39].

Первой идентифицированной микроРНК, связанной с воспалением и эпилепсией, была miR-146a. Это наиболее стабильно повышенная микроРНК в исследованиях эпилептогенеза: ее уровень возрастает как в гиппокампе после экспериментально вызванных приступов, так и в удаленном гиппокампе пациентов с фармакорезистентной ВЭ [38][39]. Повышение уровня miR-146a, вероятно, индуцируется провоспалительным цитокином ИЛ-1β через активацию соответствующих транскрипционных факторов [39].

Данные исследований показывают, что при эпилепсии изменения затрагивают от 30% до 50% пула микроРНК [40], что подчеркивает глобальный характер нарушений регуляции некодирующих РНК при этом заболевании.

РОЛЬ ФАКТОРОВ ТРАНСКРИПЦИИ / THE ROLE OF TRANSCRIPTION FACTORS

Факторы транскрипции – это белки, которые регулируют синтез РНК на матрице ДНК (транскрипцию), связываясь со специфичными участками ДНК. Тем самым они контролируют процесс синтеза матричной РНК (мРНК), а также других видов РНК. Транскрипционные факторы выполняют свою функцию либо самостоятельно, либо в комплексе с другими белками. Будучи ключевыми узлами (генами-хабами) в генетических сетях, факторы транскрипции играют центральную роль в запуске и контроле основных клеточных процессов, таких как воспаление, метаболизм и пролиферация [41][42]. Они позволяют модулировать функции клеток на разных этапах эпилептогенеза.

У пациентов с ВЭ неконтролируемая нейрональная активность индуцирует экспрессию ряда генов, включая гены немедленного раннего ответа (англ. immediate early genes, IEG), такие как FOS и EGR1 [43]. Фактор ответа сыворотки (serum response factor, SRF), регулируемый нейрональной активностью, стимулирует не только экспрессию IEG, но и процесс разрастания нервных волокон. В исследованиях на мышах с дефицитом SRF отмечено более частое развитие спонтанных повторных судорожных приступов [43].

Важную роль играет и белок, связывающий элементы ответа циклического аденозинмонофосфата (англ. cyclic adenosine monophosphate response element-binding protein, CREB). Снижение его активности (как конституциональное, так и ситуационное) подавляет эпилептогенез [44]. Однако длительное ингибирование CREB может иметь негативные последствия, способствуя развитию нейродегенерации.

Другим ключевым регулятором транскрипции является белок, гомологичный белку, связывающему CCAAT-энхансер (англ. CCAAT/enhancer-binding protein homologous protein, CHOP), который активируется в ответ на повреждение ДНК и стресс эндоплазматического ретикулума и модулирует апоптоз. Исследование T. Engel et al. (2013 г.) [45] показало, что после продолжительных судорожных приступов уровни мРНК и белка CHOP возрастают в различных субполях гиппокампа. Более того, повышенная экспрессия CHOP также обнаружена у пациентов с фармакорезистентной эпилепсией, что подчеркивает его потенциальную роль в патогенезе заболевания.

Транскрипционный фактор 2, связанный с ядерным фактором эритроида 2 (англ. nuclear factor erythroid 2-related factor 2, Nrf2) и ядерный фактор каппа В (англ. nuclear factor kappa B, NF-κB) являются ключевыми регуляторами окислительного стресса и нейровоспаления [45]. Ряд исследований выявил увеличение активности NF-κB и уровня связанных с ним цитокинов после эпилептического статуса [46]. В отличие от ингибирования NF-κB, которое повышает восприимчивость к каинат-индуцированным приступам [47], активация Nrf2, напротив, оказывает нейропротекторный эффект [48].

Благодаря строго специфичной пространственно-временной экспрессии факторы транскрипции играют ключевую роль в организации развития нервной системы и поддержании синаптических связей. Это делает их одними из основных кандидатов на роль модуляторов эпилептогенеза. Их значение заключается не только в потенциальном использовании в качестве терапевтических мишеней, но и в том, что врожденные нарушения в их работе сами по себе могут предрасполагать к развитию эпилепсии.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬ ПРИ ВЭ / GENETIC PREDISPOSITION IN TLE

На протяжении длительного времени основные исследования в области ВЭ были сосредоточены на поиске новых терапевтических мишеней для эффективной модуляции эпилептогенеза или подавления иктогенеза. C развитием методов генетического секвенирования стало возможным выявление все большего числа генетических факторов риска. Полученные данные указывают на то, что генетический профиль пациента в значительной степени определяет его восприимчивость к развитию заболевания. В частности, семейный анамнез эпилепсии, особенно по материнской линии, ассоциирован с повышенным риском ее развития в раннем возрасте [49].

Однако классическое менделеевское наследование не является исчерпывающим объяснением для большинства семейных форм эпилепсии [50]. У большинства пациентов с эпилепсией отсутствуют родственники с этим заболеванием или идентифицируемые патогенные генетические варианты. Это указывает на то, что в развитии эпилепсии ключевую роль играет сложное взаимодействие генетической предрасположенности и факторов окружающей среды. Выявление такой предрасположенности в случае приобретенной (структурной) эпилепсии открывает возможность для вмешательства на этапе первичного повреждения мозга, т.е. до начала эпилептогенеза.

Сложившаяся парадигма, согласно которой ВЭ возникает преимущественно из-за структурных повреждений мозга, в настоящее время оспаривается. Так, в исследовании S. Khoshkhoo et al. (2023 г.) у пациентов с МВЭ, перенесших нейрохирургическое вмешательство, в ткани гиппокампа идентифицированы патогенные соматические варианты с мутациями в генах PTPN11, SOS1, KRAS, BRAF и NF1, большинство из которых активируют сигнальный путь Ras/Raf/MAPK, регулирующий клеточную пролиферацию [24]. Эти данные позволяют предположить, что индивидуальная предрасположенность к развитию ВЭ может быть обусловлена генетическими факторами.

В целом развитие и применение методов секвенирования позволяет выявлять все больше генетических вариантов, влияющих на риск развития эпилепсии. Вариации генов, ассоциированные с моно- и полигенными формами эпилепсии, могут предрасполагать к развитию заболевания, которое клинически проявляется при наличии определенных дополнительных факторов.

Полиморфизм одиночных нуклеотидов в гене SCN1A, кодирующем α1-субъединицу нейронального потенциал-зависимого натриевого канала, ассоциирован с повышенным риском развития фебрильных судорог и эпилепсии [51]. Потенциал-зависимый натриевый канал α1-типа играет важную роль в ЦНС. Его дисфункция приводит к снижению натриевого тока в ГАМКергических нейронах, что, в свою очередь, вызывает изменения мембранной возбудимости. По данным крупного метаанализа D. Kasperaviciute et al. (2013 г.) [52], МВЭ, ассоциированная со склерозом гиппокампа и фебрильными судорогами, значимо связана с вариантом rs7587026. Данный полиморфизм расположен в интроне гена SCN1A, входящего в кластер генов натриевых каналов на хромосоме 2q24.3 [52]. Таким образом, определенные генетические варианты гена SCN1A могут повышать предрасположенность к развитию МВЭ со склерозом гиппокампа у пациентов с предшествующими фебрильными судорогами.

Недавние крупномасштабные исследования по полногеномному поиску ассоциаций (англ. Genome-Wide Association Studies, GWAS) показали, что в основе фебрильных судорог лежат гены, регулирующие нейрональную возбудимость и реакцию организма на высокую температуру. В число новых локусов риска входят ген PTGER3, кодирующий рецептор простагландина E2, который играет ключевую роль в развитии лихорадки, и ген противовоспалительного цитокина ИЛ-10, варианты которого могут повышать восприимчивость за счет усиления лихорадочной реакции [53].

Помимо этого, в работе идентифицированы ассоциации с генами BSN, ERC2, GABRG2 (ген эпилепсии), MAP3K9 и HERC1, что подтверждает ключевую роль процессов синаптической организации, высвобождения нейромедиаторов и везикулярного транспорта в развитии заболевания. Исследование также реплицировало связь с ранее известными данными о SCN1A, SCN2A, ANO3 и 12q21.33, вновь подчеркнув значимость функции ионных каналов и нейрональной сигнализации [53].

Семейная МВЭ рассматривается преимущественно как генетический синдром со сложным типом наследования (полигенным или многофакторным) [54].

Имеются отдельные сообщения о семейных случаях менделеевского наследования, ассоциированных с патогенными вариантами в гене DEPDC5 [55]. Миссенс-мутации в гене RELN, кодирующем белок рилин, связаны с развитием аутосомно-доминантной латеральной ВЭ. Согласно классификации эпилептических синдромов Международной противоэпилептической лиги (англ. International League Against Epilepsy, ILAE) 2022 г., данное заболевание относится к фокальным эпилепсиям со слуховыми проявлениями [56]. В исследовании H. Yang et al. (2022 г.), посвященном роли митохондриального генома в прогрессировании МВЭ, были получены следующие результаты. У четверти пациентов (5 из 20) в ткани гиппокампа обнаружили мутации митохондриальной ДНК (одиночные или множественные делеции), которых не было в образцах периферической крови. При этом у 2 пациентов выявили патогенные мутации в гене RELN как в гиппокампе, так и в крови. Кроме того, у 2 других больных с множественными делециями митохондриальной ДНК в гиппокампе наблюдали соматическую патогенную мутацию гена DNA2, отсутствовавшую в крови. Эти данные указывают на сложное взаимодействие наследственных, генетических и приобретенных факторов в развитии МВЭ [57].

Генетические варианты в генах, кодирующих ионные каналы (SCN1A), белки кальциевой сигнализации (CALHM1) или рецепторы нейротрансмиттеров (GABBR1, 5-HTT), ассоциированы с различными формами эпилепсий, в т.ч. с ВЭ [58].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ / CONCLUSION

Результаты исследований подтверждают, что генетические вариации в генах и сигнальных путях, связанных с эпилептогенезом, являются факторами риска развития ВЭ негенетической этиологии. Современные данные свидетельствуют о многофакторной природе ВЭ, для манифестации которой часто необходимо сочетание генетической предрасположенности с внешними воздействиями (например, черепно-мозговой травмой). Углубленное изучение генетической составляющей ВЭ открывает перспективы для идентификации предикторов эпилептогенного риска и разработки таргетных терапевтических стратегий.

1. ГАМК – гамма-аминомасляная кислота.

Список литературы

1. Neumann A.M., Britsch S. Molecular genetics of acquired temporal lobe epilepsy. Biomolecules. 2024; 14 (6): 669. https://doi.org/10.3390/biom14060669.

2. Deleu B., Jeuris J., Van Paesschen W. The interacting etiologies of hippocampal sclerosis in epilepsy: a scoping review. Epilepsia. 2025; Oct 17. https://doi.org/10.1111/epi.18676.

3. Piñero J., Ramírez-Anguita J.M., Saüch-Pitarch J., et al. The DisGeNET knowledge platform for disease genomics: 2019 update. Nucleic Acids Res. 2020; 48 (D1): D845–55. https://doi.org/10.1093/nar/gkz1021.

4. Łukasiuk K., Lasoń W. Emerging molecular targets for antiepileptogenic and epilepsy modifying drugs. Int J Mol Sci. 2023; 24 (3): 2928. https://doi.org/10.3390/ijms24032928.

5. Zattoni M., Mura M.L., Deprez F., et al. Brain infiltration of leukocytes contributes to the pathophysiology of temporal lobe epilepsy. J Neurosci. 2011; 31 (11): 4037–50. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.6210-10.2011.

6. Zhu X., Li X., Zhu M., et al. Metalloprotease Adam10 suppresses epilepsy through repression of hippocampal neuroinflammation. J Neuroinflammation. 2018; 15 (1): 221. https://doi.org/10.1186/s12974-018-1260-z.

7. Ammothumkandy A., Ravina K., Wolseley V., et al. Altered adult neurogenesis and gliogenesis in patients with mesial temporal lobe epilepsy. Nat Neurosci. 2022; 25 (4): 493–503. https://doi.org/10.1038/s41593-022-01044-2.

8. Patel D.C., Tewari B.P., Chaunsali L., Sontheimer H. Neuron-glia interactions in the pathophysiology of epilepsy. Nat Rev Neurosci. 2019; 20 (5): 282–97. https://doi.org/10.1038/s41583-019-0126-4.

9. Robel S., Buckingham S.C., Boni J.L., et al. Reactive astrogliosis causes the development of spontaneous seizures. J Neurosci. 2015; 35 (8): 3330–45. https://doi.org/10.1523/jneurosci.1574-14.2015.

10. Liu X.X., Yang L., Shao L.X., et al. Endothelial Cdk5 deficit leads to the development of spontaneous epilepsy through CXCL1/CXCR2-mediated reactive astrogliosis. J Exp Med. 2020; 217 (1): e20180992. https://doi.org/10.1084/jem.20180992.

11. Zhang M.W., Liang X.Y., Wang J., et al. Epilepsy-associated genes: an update. Seizure. 2024; 116: 4–13. https://doi.org/10.1016/j.seizure.2023.09.021.

12. Buckmaster P.S., Abrams E., Wen X. Seizure frequency correlates with loss of dentate gyrus GABAergic neurons in a mouse model of temporal lobe epilepsy. J Comp Neurol. 2017; 525 (11): 2592–610. https://doi.org/10.1002/cne.24226.

13. Hunt R.F., Girskis K.M., Rubenstein J.L., et al. GABA progenitors grafted into the adult epileptic brain control seizures and abnormal behavior. Nat Neurosci. 2013; 16 (6): 692–7. https://doi.org/10.1038/nn.3392.

14. Drexel M., Romanov R.A., Wood J., et al. selective silencing of hippocampal parvalbumin interneurons induces development of recurrent spontaneous limbic seizures in mice. J Neurosci. 2017; 37 (34): 8166–79. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.3456-16.2017.

15. Tan G.H., Liu Y.Y., Hu X.L., et al. Neuregulin 1 represses limbic epileptogenesis through ErbB4 in parvalbumin-expressing interneurons. Nat Neurosci. 2011; 15 (2): 258–66. https://doi.org/10.1038/nn.3005.

16. Thind K.K., Yamawaki R., Phanwar I., et al. Initial loss but later excess of GABAergic synapses with dentate granule cells in a rat model of temporal lobe epilepsy. J Comp Neurol. 2010; 518 (5): 647–67. https://doi.org/10.1002/cne.22235.

17. Miri M.L., Vinck M., Pant R., Cardin J.A. Altered hippocampal interneuron activity precedes ictal onset. Elife. 2018; 7: e40750. https://doi.org/10.7554/eLife.40750.

18. Kjær C., Barzaghi G., Bak L.K., et al. Transcriptome analysis in patients with temporal lobe epilepsy. Brain. 2019; 142 (10): e55. https://doi.org/10.1093/brain/awz265.

19. Zhang W., Wang H., Liu B., et al. Differential DNA methylation profiles in patients with temporal lobe epilepsy and hippocampal sclerosis ILAE type I. J Mol Neurosci. 2021; 71 (9): 1951–66. https://doi.org/10.1007/s12031-020-01780-9.

20. Meng X.F., Yu J.T., Song J.H., et al. Role of the mTOR signaling pathway in epilepsy. J Neurol Sci. 2013; 332 (1-2): 4–15. https://doi.org/10.1016/j.jns.2013.05.029.

21. Nguyen L.H., Mahadeo T., Bordey A. mTOR hyperactivity levels influence the severity of epilepsy and associated neuropathology in an experimental model of tuberous sclerosis complex and focal cortical dysplasia. J Neurosci. 2019; 39 (14): 2762–73. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2260-18.2019.

22. Pun R.Y., Rolle I.J., Lasarge C.L., et al. Excessive activation of mTOR in postnatally generated granule cells is sufficient to cause epilepsy. Neuron. 2012; 75 (6): 1022–34. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2012.08.002.

23. LaSarge C.L., Pun R.Y.K., Gu Z., et al. mTOR-driven neural circuit changes initiate an epileptogenic cascade. Prog Neurobiol. 2021; 200: 101974. https://doi.org/10.1016/j.pneurobio.2020.101974.

24. Khoshkhoo S., Wang Y., Chahine Y., et al. Contribution of somatic Ras/Raf/mitogen-activated protein kinase variants in the hippocampus in drug-resistant mesial temporal lobe epilepsy. JAMA Neurol. 2023; 80 (6): 578–87. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2023.0473.

25. McNamara J.O., Scharfman H.E. Temporal lobe epilepsy and the BDNF receptor, TrkB. In: Noebels J.L., Avoli M., Rogawski M.A., et al. (Eds). Jasper's basic mechanisms of the epilepsies. 4th ed. New York: Oxford University Press; 2024: 1264 pp.

26. Lin T.W., Harward S.C., Huang Y.Z., McNamara J.O. Targeting BDNF/TrkB pathways forpreventing or suppressing epilepsy. Neuropharmacology. 2020; 167: 107734. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2019.107734.

27. Harward S.C., Huang Y.Z., McNamara J.O. BDNF/TrkB signaling and epileptogenesis. In: Noebels J.L., Avoli M., Rogawski M.A., et al. (Eds). Jasper's basic mechanisms of the epilepsies. 5th ed. New York: Oxford University Press; 2024: 1752 pp.

28. Marballi K., MacDonald J.L. Proteomic and transcriptional changes associated with MeCP2 dysfunction reveal nodes for therapeutic intervention in Rett syndrome. Neurochem Int. 2021; 148: 105076. https://doi.org/10.1016/j.neuint.2021.105076.

29. Collins B.E., Neul J.L. Rett syndrome and MECP2 duplication syndrome: disorders of MeCP2 dosage. Neuropsychiatr Dis Treat. 2022; 18: 2813–35. https://doi.org/10.2147/NDT.S371483.

30. Yi Z., Yang W., Ma Y., et al. Characterization of the relationship of CDKL5 with MeCP2 and Dnmt1 in primary rat cortical neurons. Braz Arch Biol Technol. 2016; 59. https://doi.org/10.1590/1678-4324-2016150510.

31. Ehinger Y., Bruyère J., Panayotis N., et al. Huntingtin phosphorylation governs BDNF homeostasis and improves the phenotype of Mecp2 knockout mice. EMBO Mol Med. 2020; 12 (2): e10889. https://doi.org/10.15252/emmm.201910889.

32. Zhang L., He J., Jugloff D.G., Eubanks J.H. The MeCP2-null mouse hippocampus displays altered basal inhibitory rhythms and is prone to hyperexcitability. Hippocampus. 2008; 18 (3): 294–309. https://doi.org/10.1002/hipo.20389.

33. Tao S., Yang X., Chen Y., et al. Up-regulated methyl CpG binding protein-2 in intractable temporal lobe epilepsy patients and a rat model. Neurochem Res. 2012; 37 (9): 1886–97. https://doi.org/10.1007/s11064-012-0804-3.

34. Meshkinkhood N., Barati Dowom P., Noorbakhsh F., et al. Unveiling molecular dynamics of MeCp2, CDKL5 and BDNF in the hippocampus of individuals with intractable mesial temporal lobe epilepsy. J Cell Mol Med. 2025; 29 (3): e70373. https://doi.org/10.1111/jcmm.70373.

35. Dogini D.B., Avansini S.H., Vieira A.S., Lopes-Cendes I. MicroRNA regulation and dysregulation in epilepsy. Front Cell Neurosci. 2013; 7: 172. https://doi.org/10.3389/fncel.2013.00172.

36. Siegel G., Saba R., Schratt G. MicroRNAs in neurons: manifold regulatory roles at the synapse. Curr Opin Genet Dev. 2011; 21 (4): 491–7. https://doi.org/10.1016/j.gde.2011.04.008.

37. Letellier M., Elramah S., Mondin M., et al. miR-92a regulates expression of synaptic GluA1-containing AMPA receptors during homeostatic scaling. Nat Neurosci. 2014; 17 (8): 1040–2. https://doi.org/10.1038/nn.3762.

38. Aronica E., Fluiter K., Iyer A., et al. Expression pattern of miR-146a, an inflammation-associated microRNA, in experimental and human temporal lobe epilepsy. Eur J Neurosci. 2010; 31 (6): 1100–7. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2010.07122.x.

39. Iyer A., Zurolo E., Prabowo A., et al. MicroRNA-146a: a key regulator of astrocyte-mediated inflammatory response. PLoS One. 2012; 7 (9): e44789. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0044789.

40. Reschke C.R., Henshall D.C. MicroRNA and epilepsy. Adv Exp Med Biol. 2015; 888: 41–70. https://doi.org/10.1007/978-3-319-22671-2_4.

41. Simon R., Wiegreffe C., Britsch S. Bcl11 transcription factors regulate cortical development and function. Front Mol Neurosci. 2020; 13: 51. https://doi.org/10.3389/fnmol.2020.00051.

42. Jain S., Zipursky S. Temporal control of neuronal wiring. Semin Cell Dev Biol. 2023; 142: 81–90. https://doi.org/10.1016/j.semcdb.2022.05.012.

43. Lösing P., Niturad C.E., Harrer M., et al. SRF modulates seizure occurrence, activity induced gene transcription and hippocampal circuit reorganization in the mouse pilocarpine epilepsy model. Mol Brain. 2017; 10 (1): 30. https://doi.org/10.1186/s13041-017-0310-2.

44. Zhu X., Dubey D., Bermudez C., Porter B.E. Suppressing cAMP response element-binding protein transcription shortens the duration of status epilepticus and decreases the number of spontaneous seizures in the pilocarpine model of epilepsy. Epilepsia. 2015; 56 (12): 1870–8. https://doi.org/10.1111/epi.13211.

45. Engel T., Sanz-Rodgriguez A., Jimenez-Mateos E.M., et al. CHOP regulates the p53-MDM2 axis and is required for neuronal survival after seizures. Brain. 2013; 136 (Pt 2): 577–92. https://doi.org/10.1093/brain/aws337.

46. Cai M., Lin W. Тhe function of NF-kappa B during epilepsy, a potential therapeutic target. Front Neurosci. 2022; 16: 851394. https://doi.org/10.3389/fnins.2022.851394.

47. Lubin F.D., Ren Y., Xu X., Anderson A.E. Nuclear factor-kappa B regulates seizure threshold and gene transcription following convulsant stimulation. J Neurochem. 2007; 103 (4): 1381–95. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2007.04863.x.

48. Mazzuferi M., Kumar G., van Eyll J., et al. Nrf2 defense pathway: experimental evidence for its protective role in epilepsy. Ann Neurol. 2013; 74 (4): 560–8. https://doi.org/10.1002/ana.23940.

49. Dreier J.W., Ellis C.A., Berkovic S.F., et al. Epilepsy risk in offspring of affected parents; a cohort study of the “maternal effect” in epilepsy. Ann Clin Transl Neurol. 2021; 8 (1): 153–62. https://doi.org/10.1002/acn3.51258.

50. Oliver K.L., Ellis C.A., Scheffer I.E., et al. Common risk variants for epilepsy are enriched in families previously targeted for rare monogenic variant discovery. EBioMedicine. 2022; 81: 104079. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2022.104079.

51. Silvennoinen K., Gawel K., Tsortouktzidis D., et al. SCN1A overexpression, associated with a genomic region marked by a risk variant for a common epilepsy, raises seizure susceptibility. Acta Neuropathol. 2022; 144 (1): 107–27. https://doi.org/10.1007/s00401-022-02429-0.

52. Kasperaviciute D., Catarino C.B., Matarin M., et al. Epilepsy, hippocampal sclerosis and febrile seizures linked by common genetic variation around SCN1A. Brain. 2013; 136 (Pt 10): 3140–50. https://doi.org/10.1093/brain/awt233.

53. Skotte L., Fadista J., Bybjerg-Grauholm J., et al. Genome-wide association study of febrile seizures implicates fever response and neuronal excitability genes. Brain. 2022; 145 (2): 555–68. https://doi.org/10.1093/brain/awab260.

54. Riney K., Bogacz A., Somerville E., et al. International League Against Epilepsy classification and definition of epilepsy syndromes with onset at a variable age: position statement by the ILAE Task Force on Nosology and Definitions. Epilepsia. 2022; 63 (6): 1443–74. https://doi.org/10.1111/epi.17240.

55. Striano P., Serioli E., Santulli L., et al. DEPDC5 mutations are not a frequent cause of familial temporal lobe epilepsy. Epilepsia. 2015; 56 (10): e168–71. https://doi.org/10.1111/epi.13094.

56. Dazzo E., Fanciulli M., Serioli E., et al. Heterozygous reelin mutations cause autosomal-dominant lateral temporal epilepsy. Am J Hum Genet. 2015; 96 (6): 992–1000. https://doi.org/10.1016/j.ajhg.2015.04.020.

57. Yang H., Yin F., Gan S., et al. The study of genetic susceptibility and mitochondrial dysfunction in mesial temporal lobe epilepsy. Mol Neurobiol. 2020; 57 (9): 3920–30. https://doi.org/10.1007/s12035-020-01993-4.

58. Thakran S., Guin D., Singh P., et al. Genetic landscape of common epilepsies: advancing towards precision in treatment. Int J Mol Sci. 2020; 21 (20): 7784. https://doi.org/10.3390/ijms21207784.


Об авторах

М. Ю. Максимова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский центр неврологии и нейронаук»
Россия

Максимова Марина Юрьевна, д.м.н., проф.

WoS ResearcherID: C-7408-2012

Scopus Author ID: 7003900736

Волоколамское ш., д. 80, Москва 125367



А. М. Теплышова
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Российский центр неврологии и нейронаук»
Россия

Теплышова Анна Михайловна, к.м.н. 

Волоколамское ш., д. 80, Москва 125367



Рецензия

Для цитирования:


Максимова М.Ю., Теплышова А.М. Височная эпилепсия: вклад молекулярной генетики в механизмы эпилептогенеза. Эпилепсия и пароксизмальные состояния. 2025;17(4):402-409. https://doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2025.265

For citation:


Maksimova M.Yu., Teplyshova A.M. Temporal epilepsy: contribution of molecular genetics to epileptogenesis mechanisms. Epilepsy and paroxysmal conditions. 2025;17(4):402-409. (In Russ.) https://doi.org/10.17749/2077-8333/epi.par.con.2025.265

Просмотров: 968

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.


ISSN 2077-8333 (Print)
ISSN 2311-4088 (Online)