《Neuron》胶质瘤相关癫痫驱动因素的新见解

胶质瘤是最具侵略性的恶性脑肿瘤之一，它干扰周围脑细胞处理神经元通信的能力，神经元通信导致癫痫发作，已知有利于疾病的进展。

　　

胶质瘤是最具侵袭性的恶性原发性脑肿瘤之一。胶质瘤的一个共同特征是存在局部间歇性癫痫发作，称为胶质瘤相关癫痫，这是已知的促进肿瘤生长。但分子水平上的作用机制尚不清楚。由贝勒医学院的研究人员领导的研究小组在《Neuron》杂志上报告说，癫痫患者的肿瘤可以干扰周围神经元处理钾的能力，钾是神经元交流中的一种重要离子。这种正常神经功能的破坏会导致癫痫发作，这有利于疾病的发展。

这项研究涉及人类患者和动物模型。通过分析从人类患者收集的数据开始调查，然后模拟了我们在动物模型中发现的数据，最后我们回到了人类患者应用单细胞RNA测序来确定肿瘤基因表达，并分析术中人类胶质瘤大脑活动的记录。

研究小组发现，癫痫患者参与神经元连接或突触形成的基因表达增加。当他们在动物模型中更详细地研究这些基因时，研究人员确定了其中一个基因IGSF3是介导胶质瘤癫痫发作的驱动因素。

“我们发现IGSF3破坏了肿瘤细胞处理钾的能力，”贝勒Benjamin Deneen博士实验室的研究生第一作者Rachel Naomi Curry说。“正常情况下，神经元激活后，星形胶质细胞会吸收周围环境中的钾。但IGSF3抑制了这些细胞吸收钾的能力，导致钾的积累，然后导致癫痫发作。”

“当我们观察其他处理钾的基因时，我们发现癫痫患者的肿瘤细胞中这些基因的损失很大。这对癫痫患者来说是非常特殊的，”该著作的通讯作者Deneen教授说。

此外，研究人员还在大脑中寻找癫痫发作开始的位置。他们发现，在有癫痫发作的动物模型中，肿瘤细胞比没有癫痫发作的模型更接近神经元，更深入神经元。“神经元和肿瘤增殖细胞之间的密切相互作用引发了癫痫发作，”Curry说。

Deneen说:“对癫痫患者大脑记录的分析表明，癫痫发作始于肿瘤细胞靠近神经元的地方，并与神经元相互作用，这证实了动物模型中的发现。我们的研究表明，肿瘤进展和癫痫发作是由钾处理中断引发的。这一发现支持进一步研究控制癫痫发作和肿瘤生长的新策略。”

Glioma epileptiform activity and progression are driven by IGSF3-mediated potassium dysregulation