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FCDII 是耐药性癫痫的主要病因，现有 mTOR 突变理论无法完全解释其发病机制。研究人员对 FCDIIb 患者脑病变及邻近区域进行分子分析，发现血管畸形和 “Firework cells”，这为 FCDIIb 发病机制提供新见解，也为治疗提供潜在途径。
在大脑这个神秘的 “宇宙” 中，癫痫就像一颗时不时爆发的 “小星球”，扰乱着人体正常的 “星系秩序”。局灶性皮质发育不良（FCD）是引发癫痫的重要 “幕后黑手”，其中 FCDII 型更是导致耐药性癫痫的关键因素。
目前，虽然知道 FCDII 的发病与 mTOR 通路的体细胞变异有关，但这个理论就像一把有漏洞的 “伞”，无法完全解释 FCDII 的所有发病特征。例如，FCDII 的病变细胞来源多样，而且在大脑中的分布区域广泛，可现有理论只能解释不到 50% 的 FCDII 病例发病机制 。这就好比拼图缺了很多块，我们无法看清 FCDII 发病的完整 “画面”。所以，深入了解 FCDII 的发病机制迫在眉睫，这不仅能让我们更清楚疾病的来龙去脉，还可能为癫痫的治疗找到新的 “钥匙”。
为了攻克这个难题，同济大学附属杨浦医院临床研究与转化医学中心、复旦大学附属儿科医院等国内多家研究机构的研究人员携手合作。他们就像一群勇敢的 “探险家”，深入大脑的 “神秘领域”，对 FCDIIb 展开了一场全面的研究。最终，他们的研究成果发表在《Nature Communications》上，为我们揭示了 FCDIIb 发病机制的新奥秘。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先，他们收集了 15 例 FCDIIb 患者的大脑病变及邻近区域的样本（这些样本来自经过严格临床评估、确定为 FCDIIb 患者并接受手术治疗的病例） 。然后，使用单细胞核 RNA 测序（snRNA-seq）技术，就像给细胞做了一次精细的 “基因扫描”，分析了超过 217,506 个单细胞核的转录谱。此外，还通过免疫荧光染色（IF）技术，对细胞和组织中的特定蛋白进行 “标记” 观察，以及利用斑马鱼模型模拟人类疾病状态进行研究 。
研究结果
- FCDIIb 中的转录组和细胞变化：研究人员对 15 对病变和邻近的新皮质脑组织样本进行 snRNA-seq 分析，经过严格的质量控制，最终获得 217,506 个单细胞核转录谱 。通过参考相关数据集对细胞进行注释分类，发现细胞主要分为 24 个大的集群，包括神经元、神经胶质细胞和血管细胞等。对比病变和邻近新皮质的细胞类型丰度，发现平滑肌细胞（SMCs）、内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞存在显著差异 。进一步分析表明，星形胶质细胞和 SMCs 的转录组变化最为明显，这为理解 FCDIIb 的发病机制提供了重要线索。
- FCDIIb 病变中新皮质的血管异常：为了探究潜在混杂因素的影响，研究人员进行了多维缩放（MDS）分析，发现新皮质区域和年龄等因素的影响较小 。接着通过差异状态（DS）分析，发现神经胶质细胞和血管细胞（如星形胶质细胞和 SMCs）在 FCDIIb 临床条件下存在显著异常 。功能富集分析显示，SMCs 的异常与细胞迁移等有关，星形胶质细胞的异常则涉及血管发育等通路 。基因集变异分析（GSVA）也表明，血管细胞和星形胶质细胞与癫痫等疾病相关，并且在 FCDIIb 病变的新皮质中存在多种血管异常，这在组织学染色和蛋白表达分析中也得到了证实。
- Firework 细胞：FCDIIb 病变中的异常 SMCs：snRNA-seq 和组织学染色结果都显示，血管畸形是 FCDIIb 的突出病理特征，尤其是在 SMCs 中 。研究人员通过免疫荧光染色发现了一种异常的 SMCs，因其具有类似烟花的形态，故命名为 Firework 细胞（FCs） 。FCs 从血管迁移到脑实质，与正常 SMCs 在形态、位置和功能上都有明显差异 。进一步研究发现，FCs 的出现会导致血管功能受损，可能造成局部缺氧环境，这也是 FCDIIb 的一个重要特征。
- 局部缺血缺氧：血管畸形的致病作用：基于前面的研究结果，研究人员推测 FCDIIb 患者病变脑区可能存在局部缺血缺氧（I/H）微环境 。通过对大量 FCDIIb 患者的临床成像分析，发现病变脑区血流减少、代谢降低，符合脑缺血的特征 。免疫荧光染色也证实了 I/H 微环境的存在，并且发现这种微环境会影响星形胶质细胞的活性和分布，导致神经元数量减少 。这表明血管畸形导致的 I/H 微环境可能是 FCDIIb 发病和进展的关键病理机制。
- 血管畸形对癫痫发病的影响：以往研究发现病变新皮质中的投射神经元存在 mTOR 通路相关的体细胞变异，但本研究发现该通路在多种细胞中都有广泛改变 。通过免疫荧光染色和蛋白质印迹分析，研究人员发现血管畸形与 mTOR 活性密切相关 。此外，通过对斑马鱼模型的实验，发现抑制血管生成会加重癫痫表型 。这一系列结果表明，血管畸形在 FCDIIb 癫痫发病中起到了重要作用。
研究结论与讨论
这项研究揭示了 FCDIIb 患者大脑中血管系统紊乱导致的缺氧和 mTOR 激活可能是其重要的病理机制 。研究发现的血管畸形和 FCs 是 FCDIIb 的重要特征和潜在风险因素，这为治疗这种脑部发育障碍疾病提供了新的方向 。以往针对 FCD 的治疗主要聚焦于 mTOR 通路，但效果并不理想 。而本研究从血管系统的角度出发，为 FCDIIb 的治疗开辟了新的研究方向，未来或许可以针对血管异常和相关细胞变化开发更有效的治疗方法 。同时，这也提醒我们，在研究 FCD 等复杂脑部疾病时，需要综合考虑多种因素，不能仅仅局限于单一的基因或通路。本研究就像在黑暗中点亮了一盏灯，为后续深入研究 FCDIIb 的发病机制和治疗策略提供了重要的参考和指引。
