功能性神经元电路的建立依赖于从出生后早期就开始的严格协调的突触发育和精细调整过程(Hensch, 2004; Tau and Peterson, 2010)。在这个关键时期,分子信号传导、神经元功能和突触连接的紊乱会损害网络结构的成熟,从而导致长期的变化,进而引发严重的神经发育障碍(Tau and Peterson, 2010)。癫痫是最常见的儿童神经系统疾病之一(Aaberg et al., 2017),通常发生在这些早期发育阶段,与突触结构和电路兴奋性的动态变化同时发生(Clement et al., 2013)。
越来越多的证据表明,经典补体级联反应的成分,特别是起始分子C1q,参与了神经电路的发育精细调整(Stevens et al., 2007)。C1q通常参与活动依赖性的突触修剪,即通过消除多余的或弱化的突触来提高电路效率。在生理条件下,C1q介导的突触修剪可以抑制过度兴奋并维持电路稳定性(Chu et al., 2010)。然而,在阿尔茨海默病(Dejanovic et al., 2022, Tenner, 2020)、亨廷顿病(Wilton et al., 2023)和精神分裂症(Yilmaz et al., 2021)等神经系统疾病中,同一途径的上调与病理性突触丢失(Carvalho et al., 2019, Dejanovic et al., 2022, Presumey et al., 2017)、神经炎症(Madeshiya et al., 2022, Wu et al., 2023)和进行性网络功能障碍(Stephan et al., 2013)有关。
在耐药性癫痫患者中,切除的脑组织中C1q的表达上调(Wyatt et al., 2017)。临床前模型也表明,包括C1q和C3在内的补体成分促进了电路的过度兴奋并促进了癫痫的发生(Aronica et al., 2007, Holden et al., 2021, Jeong et al., 2025, Schartz et al., 2018)。在小鼠创伤性脑损伤模型和获得性癫痫模型中,通过功能阻断抗体下调C1q表现出抗癫痫活性(Holden et al., 2021, Jeong et al., 2025)。另一方面,小鼠中C1qa的胚系删除会导致自发的类似失神的癫痫发作、皮层过度兴奋以及出生后早期兴奋性电路的过度分支(Chu et al., 2010, Ma et al., 2013)。补体失调的矛盾且可能双向的后果突显了需要阐明不同细胞类型和阶段特异性机制,以了解个别补体成分如何塑造电路发育并影响癫痫的发生。由于这些相反的结果,我们试图确定C1qa删除如何影响电路功能和电图中的癫痫样活动的出现。虽然增强的兴奋性突触输入已被认为与C1qa缺陷小鼠的过度兴奋有关(Chu et al., 2010),但尚不清楚这是否足以解释整个表型。补体级联的下调是否也会改变抑制性电路的成熟,从而导致持续的网络功能障碍和癫痫易感性增加?
中间神经元发育或抑制性突触整合的破坏——特别是表达小清蛋白(PV)和生长抑素(SST)的中间神经元——会损害锥体网络的抑制控制,导致皮层过度兴奋、同步性和癫痫发作(Righes Marafiga et al., 2021)。鉴于补体成分表达的时间及其在突触消除中的已知作用,GABA能网络的适当塑造失败可能导致持续的兴奋-抑制失衡(Chen et al., 2025)。了解C1qa缺乏如何影响抑制性突触可能揭示其他机制,这些机制通过改变网络稳态在C1qa敲除(KO)小鼠中引发类似失神的癫痫发作。
基于此,我们研究了C1qa的胚系删除是否会影响抑制性神经元的发育,从而导致持续的网络改变,这些改变不仅在早期生活中引发癫痫发生,还会在成年后破坏电路。以抑制性电路动态为中心,我们的发现表明生长抑素中间神经元是补体介导的神经电路破坏与持久神经行为功能障碍之间的关键纽带,而C1qa缺陷小鼠中的失神发作似乎源于抑制性功能障碍之外的网络级过程。