目的:癫痫是由大脑神经元异常放电引起的神经系统疾病,发病过程中神经网络处于兴奋-抑制失衡的状态。癫痫病因有很多,遗传因素为原发性癫痫的主因,脑出血、脑肿瘤、脑外伤、炎症、感染等是导致继发性癫痫发生的常见原因。现已有许多有研究报道CNTNAP2基因的异常与癫痫的发生有关,其编码的蛋白Caspr2参与了中枢神经网络兴奋性的调节过程。我们在临床癫痫病例中亦发现了一个新的突变CNTNAP2(R777G),我们推测Caspr2很可能参与调节神经系统兴奋-抑制平衡系统,而当发生基因突变时,神经网络兴奋传导异常,很有可能会引起癫痫发生。因此,本研究初步探究Caspr2对神经元形态结构与兴奋性功能的影响,给癫痫发病机制的研究提供理论基础。方法:我们构建了带绿色荧光的人源野生型CNTNAP2基因与突变人源CNTNAP2(R777G)基因的质粒,分别转染至细胞系HEK293T、SH-SY5Y和小鼠原代培养神经元中,通过Western blot与荧光定量PCR检测人源野生型Caspr2与突变蛋白Caspr2(R777G)的表达情况;通过荧光显微镜观察小鼠原代培养神经元过表达野生型Caspr2或突变蛋白Caspr2(R777G)时自身形态结构的变化;通过电生理膜片钳技术全细胞记录培养神经元自发性突触后电流sEPSC、sIPSC的幅度与频率变化;记录神经元AP的诱导发放情况,检测对比分别过表达了野生型Caspr2与突变蛋白Caspr2(R777G)的原代培养神经元兴奋状态。结果:我们成功构建了带人源野生型CNTNAP2基因的质粒pEGFP-N1-CNTNAP2与带突变基因的质粒pEGFP-N1-CNTNAP2(R777G),将这两种质粒分别转染至细胞系中,发现转染效率极低,通过Western blot检测不到蛋白表达,通过定量PCR能检测到mRNA水平增加。将这两种质粒分别转染至小鼠原代培养神经元中,在荧光显微镜下观察发现,过表达Caspr2蛋白可能会轻微影响神经元形态变化,而过表达Caspr2(R777G)蛋白则改变了神经元结构形态,使其树突数目减少,树突棘形态异常;而电生理全细胞膜片钳记录亦表明,过表达Caspr2蛋白的小鼠原代培养神经元sEPSC、sIPSC的幅度与频率均比其他两组高,AP数目以及增加趋势也较其他两组高;过表达突变蛋白Caspr2(R777G)的原代培养神经元兴奋性与对照组无明显差异,但总体趋势是下降的。结论:Caspr2在细胞兴奋-抑制平衡中发挥了重要作用,我们的实验结果表明Caspr2参与维持神经元的结构与形态,具有促进神经元兴奋的作用。而突变蛋白Caspr2(R777G)可使神经元的形态结构改变,树突数量减少,树突棘形态异常,神经元的兴奋性虽然没有降低,但是趋势较对照组低。我们推测,当Caspr2结构与功能发生了改变时,很可能是通过提高神经的异常兴奋性或通过这参与神经元形态与结构形成的作用,直接或间接地影响了神经系统的E/I平衡机制,导致了癫痫发生。