近日，中国科大何晓松研究员联合首都医科大学宣武医院赵国光教授团队，在柳叶刀子刊《eBioMedicine》（实时影响因子：14.9）上发表了题为“The alteration of cortical microstructure similarity in drug-resistant epilepsy correlated with mTOR pathway genes”的研究论文，该研究首次描绘了难治性癫痫（DRE）重要致病机制皮质发育异常相关的全脑分层组织特性改变图谱，并通过影像-基因组学联合分析方法发现mTOR信号通路异常等疾病经典分子病理学机制与异常脑图谱具有映射关系，为未来发展DRE精准无创评估工具提供了可能路径。宣武医院神经外科曹航医师及魏鹏虎副教授为共同第一作者，首都医科大学宣武医院赵国光教授、中国科学技术大学心理学系何晓松研究员、宣武医院神经外科单永治教授为文章共同通讯作者。
内容介绍
Content introduction
皮质发育异常是难治性癫痫（DRE）的重要致病机制之一，但目前对其的无创评估方法尚不完善。特别是对于磁共振检查未发现病灶患者，准确定位异常脑区以实现病理学取样和诊断仍具有挑战性。形态相似性网络（MSN）是一种新近报道的脑网络评估工具，可通过计算脑区间多模态磁共振复合特征的相似性展示个体水平的脑皮质分层组织特性。既往报道证实DRE中可以观察到直接的分层发育异常及分层依赖性异常神经元分布，故理论上DRE可能具有疾病特异性脑皮质分层组织改变，但目前仍缺乏相关探索。
图 ：经形态相似性网络表征的难治性癫痫脑皮质分层组织特征改变模式（上）及其潜在机制（下）
赵国光教授、何晓松研究员团队长期致力于探索癫痫等脑网络疾病的致病机制评估方法。本研究中，团队通过对60名DRE患者及23名健康对照的高分辨磁共振T1结构像及弥散谱成像数据提取的8种皮质微结构形态学特征建立可表征分层组织特征的跨脑区相似性网络（MSN），发现由颞叶内侧癫痫及颞外癫痫等组成的混合DRE队列较对照存在多种分层组织改变模式并具有与磁共振及核素显像检查结果相关性，支持MSN对DRE病理改变状态的表征价值。通过影像-基因组学联合分析获得主要模式异常脑图谱映射的差异表达基因列表后，发现模式间存在mTOR、ROS及激活素A信号转导等已证实的DRE相关通路富集和分层特异性神经元反卷积丰度差异，提示多种DRE病理生理学机制驱动MSN改变模式。团队进一步展示了子队列代表性患者的具体PET成像、磁共振结构像及同源病理标本H-E染色及NeuN免疫组化染色全切片图像，分析表明DRE中MSN模式具有一定稳健性。
该研究得到了国家自然科学基金（82030037, 81801288, 81871009 and 82271491）及科技部2030-“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0201801）和北京市卫健委脑网络性疾病干预和临床应用项目（11000022T000000444685）资助支持，研究团队衷心感谢所有参与项目的癫痫患者及志愿者的无私帮助与付出。
（心理学系）