近日，中國科大何曉松研究員聯合首都醫科大學宣武醫院趙國光教授團隊，在柳葉刀子刊《eBioMedicine》（實時影響因子：14.9）上發表了題為“The alteration of cortical microstructure similarity in drug-resistant epilepsy correlated with mTOR pathway genes”的研究論文，該研究首次描繪了難治性癲癇（DRE）重要致病機制皮質發育異常相關的全腦分層組織特性改變圖譜，并通過影像-基因組學聯合分析方法發現mTOR信號通路異常等疾病經典分子病理學機制與異常腦圖譜具有映射關系，為未來發展DRE精準無創評估工具提供了可能路徑。宣武醫院神經外科曹航醫師及魏鵬虎副教授為共同第一作者，首都醫科大學宣武醫院趙國光教授、中國科學技術大學心理學系何曉松研究員、宣武醫院神經外科單永治教授為文章共同通訊作者。
內容介紹
Content introduction
皮質發育異常是難治性癲癇（DRE）的重要致病機制之一，但目前對其的無創評估方法尚不完善。特別是對于磁共振檢查未發現病灶患者，準確定位異常腦區以實現病理學取樣和診斷仍具有挑戰性。形態相似性網絡（MSN）是一種新近報道的腦網絡評估工具，可通過計算腦區間多模態磁共振復合特征的相似性展示個體水平的腦皮質分層組織特性。既往報道證實DRE中可以觀察到直接的分層發育異常及分層依賴性異常神經元分布，故理論上DRE可能具有疾病特異性腦皮質分層組織改變，但目前仍缺乏相關探索。
圖 ：經形態相似性網絡表征的難治性癲癇腦皮質分層組織特征改變模式（上）及其潛在機制（下）
趙國光教授、何曉松研究員團隊長期致力于探索癲癇等腦網絡疾病的致病機制評估方法。本研究中，團隊通過對60名DRE患者及23名健康對照的高分辨磁共振T1結構像及彌散譜成像數據提取的8種皮質微結構形態學特征建立可表征分層組織特征的跨腦區相似性網絡（MSN），發現由顳葉內側癲癇及顳外癲癇等組成的混合DRE隊列較對照存在多種分層組織改變模式并具有與磁共振及核素顯像檢查結果相關性，支持MSN對DRE病理改變狀態的表征價值。通過影像-基因組學聯合分析獲得主要模式異常腦圖譜映射的差異表達基因列表后，發現模式間存在mTOR、ROS及激活素A信號轉導等已證實的DRE相關通路富集和分層特異性神經元反卷積豐度差異，提示多種DRE病理生理學機制驅動MSN改變模式。團隊進一步展示了子隊列代表性患者的具體PET成像、磁共振結構像及同源病理標本H-E染色及NeuN免疫組化染色全切片圖像，分析表明DRE中MSN模式具有一定穩健性。
該研究得到了國家自然科學基金（82030037, 81801288, 81871009 and 82271491）及科技部2030-“腦科學與類腦研究”重大項目（2021ZD0201801）和北京市衛健委腦網絡性疾病干預和臨床應用項目（11000022T000000444685）資助支持，研究團隊衷心感謝所有參與項目的癲癇患者及志愿者的無私幫助與付出。
（心理學系）
