现有作用于神经元的数十种抗癫痫药物仅能控制癫痫发作症状，且近 1/3 的癫痫患者使用后无效。课题组前期研究发现，在颞叶癫痫患者和匹罗卡品诱导的癫痫小鼠脑内calponin-3显著升高，并主要定位于星形胶质细胞。研究表明，星形胶质细胞内的多效生长因子（pleiotrophin，PTN）激活后通过调节兴奋性神经元上蛋白酪氨酸磷酸酶Z1型受体（protein tyrosine phosphatase receptor type Z1，PTPRZ1）影响神经元的兴奋性。然而，星形胶质细胞中calponin-3对癫痫发生发展的影响目前尚不清楚。因此，本研究拟采用特异性敲除星形胶质细胞内calponin-3的转基因鼠，通过视频脑电图监测小鼠癫痫发作情况，并通过单核细胞测序探究其影响癫痫发生发展的机制。

通过“Cre-floxP系统”构建基因敲除鼠，筛选出基因型为Cre（+）/floxP（+）（+）（cKO组）和Cre（+）/floxP（-）（-）（WT组）进行实验。通过Western blot和免疫荧光检测特异性敲除效果（每组4只）。在小鼠海马注射海人藻酸（kainic acid，KA）构建癫痫小鼠模型，通过脑电图监测小鼠放电频率的变化（每组3只）。随后选择WT鼠，WT+KA鼠和cKO-KA鼠（每组3只）通过单核细胞测序比较不同组别星形胶质细胞与神经元之间的细胞通讯情况，并分析其相关机制。

在cKO小鼠中，Western Blot结果显示calponin-3的蛋白表达水平显著下调（p <0.001）。免疫荧光结果显示DG区calponin-3与GFAP无共定位细胞，而与神经元标记蛋白微管相关蛋白2 (Microtubule-associated protein 2, MAP2)和NeuN存在少量共定位细胞，表明特异性敲除星形胶质细胞内calponin-3小鼠构建成功。在KA诱导后，通过行为学观察到cKO小鼠癫痫发作潜伏期为无显著变化，癫痫发作次数（p <0.05）和天数明显减少（p <0.01）。癫痫后4周，脑电图监测表明GFAP-CNN3-KO小鼠放电频率减少（p < 0.001），平均振幅和平均能量也显著降低（p < 0.05）。根据星形胶质细胞标记物（GFAP, AQP4 和 ALDH1L1），兴奋性神经元标记物（SYN3, RBFOX3 和 CAMK2A），抑制性神经元标记物（ERBB4, NXPH1 和GAD2），小胶质细胞标记物（CX3CR1、P2RY12、TMEM119和CSF1R），少突胶质细胞标记物（Plp1, mbp和Cldn11），少突胶质细胞前体细胞（Vcan,0ligl,Cspg4）和内皮细胞（Cldn5）将细胞分为七类。相较于cKO-KA组和WT组， WT-KA组在兴奋性神经元中上调的基因有1048个，在星形胶质细胞中上调的基因有67个，这些差异基因经GO分析后主要与突触间信号传递相关。通过细胞通讯分析发现，相较于WT-KA组，cKO-KA组细胞通讯数目和强度显著减少。具体地，星形胶质细胞与兴奋性和抑制性神经元之间的通讯都显著减弱，比较二者之间的总体通讯概率发现cKO-KA组有17条通路活跃，而有38条信号通路活性显著降低，其中包括与神经调节相关的经典通路PTN。对传入传出信号模式进行分析后同样发现PTN信号通路在cKO-KA组显著减弱。进一步地，对PTN信号通路进行特异性分析发现，PTN信号通路介导的星形胶质细胞与兴奋性神经元之间的通讯在WT-KA组显著激活，而cKO-KA组的细胞通讯则与WT组相似。对PTN及其配体PTPRZ1的表达量进行分析后发现，在星形胶质细胞中，PTN在cKO-KA组表达较WT-KA组显著下调（p <0.05），兴奋性神经元中PTPRZ1在cKO-KA的表达也较WT-KA组显著降低（p <0.05）。

calponin3通过介导PTN-PTPRZ1信号影响星形胶质细胞与兴奋性神经元通讯，调控神经元的兴奋性进而影响癫痫的发生发展进程，可能是癫痫治疗的潜在靶点。