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癫痫治疗面临难题，如药物副作用与耐药性。为探寻新诊疗靶点，研究人员对癫痫与非癫痫患者脑组织进行转录组和蛋白质组分析。结果发现关键差异基因和蛋白，如 PCSK1、TPPP3和 DPYSL3 。这为癫痫诊疗提供新方向。
在神经系统疾病的研究领域，癫痫一直是个备受关注的 “顽固分子”。全球约有 7000 万人深受其扰，大脑神经元的异常放电，如同一场场突如其来的 “电风暴”，导致患者反复癫痫发作。当前，癫痫的治疗主要依赖抗癫痫药物（ASMs），可长期服用不仅会带来认知障碍、情绪波动等副作用，还可能使部分患者产生耐药性，让治疗陷入困境。因此，寻找新的治疗靶点和生物标志物迫在眉睫，就像在黑暗中寻找那一丝能指引方向的曙光。
为了解开癫痫的神秘面纱，徐州医科大学附属医院的研究人员勇敢地踏上了探索之路。他们开展了一项极具意义的研究，对癫痫患者和非癫痫患者的脑组织进行转录组和蛋白质组分析，试图从分子层面挖掘癫痫的发病机制，找到潜在的诊疗靶点。最终，研究取得了重要成果，相关论文发表在《Scientific Reports》上。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样本采集，他们从徐州医科大学附属医院选取了 5 例癫痫患者手术切除的癫痫病灶组织，以及 5 例非癫痫患者（脑肿瘤手术时）切除的正常脑组织。接着，采用 RNA 测序技术进行转录组分析，利用 iTRAQ - 基于的蛋白质组分析技术开展蛋白质组研究，还运用了定量逆转录聚合酶链反应（qPCR）、蛋白质免疫印迹法（WB）和免疫组织化学（IHC）染色等技术对关键基因和蛋白进行验证。
下面来看看具体的研究结果：
- 转录组分析：通过 RNA 测序分析，研究人员发现癫痫组（EP）和非癫痫组（NEP）在基因表达上存在显著差异。主成分分析（PCA）显示两组间有明显的转录差异，共鉴定出 1604 个差异表达基因（DEGs），其中 584 个上调，1020 个下调 。进一步的功能注释和通路富集分析表明，这些 DEGs 主要参与转化生长因子 - β（TGF - β）信号通路、晚期糖基化终末产物及其受体（AGE - RAGE）信号通路等多个重要的生物学过程和信号通路。
- 蛋白质组分析：蛋白质组学技术揭示了两组在蛋白质表达上的显著差异，PCA 结果显示两组具有明显的方向性。研究共鉴定出 694 个差异表达蛋白（DEPs），331 个上调，363 个下调。GO 注释和 KEGG 通路富集分析发现，这些 DEPs 主要与蛋白质 - DNA 复合物组装、核小体组装等生物学过程，以及突触囊泡循环、代谢途径等信号通路相关。
- 转录组与蛋白质组的相关性：通过对 DEGs 和 DEPs 的相关性分析，发现有 89 个分子在 mRNA 和蛋白质水平均存在差异表达 。进一步分析发现，部分分子在转录组和蛋白质组数据之间呈现强正相关或强负相关。同时，显著的 DEGs/DEPs 在 D - 天冬氨酸转运、跨膜运输等功能类别以及多个生物学通路中显著富集。研究还发现了 3 个在脑组织或神经系统中高表达且可能与癫痫相关的基因：PCSK1、TPPP3和 DPYSL3。
- 关键基因的验证：为了进一步确认这些基因的生物学意义，研究人员选择 PCSK1、TPPP3和 DPYSL3进行验证。运用 qPCR、WB 和 IHC 染色技术，结果证实了这些基因在转录组和蛋白质组数据中的表达趋势。
在研究结论和讨论部分，研究人员通过整合转录组和蛋白质组数据，确定了 89 个显著的 DEGs/DEPs，这些基因和蛋白质参与多种生物学功能和信号通路，对癫痫的病理机制有重要影响。例如，D - 天冬氨酸转运、跨膜运输等过程可能通过调节神经递质水平影响癫痫发作时的神经活动；细胞连接和囊泡运输影响神经元的连接和功能；代谢途径的改变表明能量代谢在癫痫发病中起着关键作用 。此外，研究还发现 DEGs/DEPs 参与了炎症和免疫相关通路，提示炎症和免疫反应可能在癫痫发病机制中发挥重要作用。
而对于 PCSK1、TPPP3和 DPYSL3这三个关键基因，虽然目前尚无直接证据表明它们与癫痫有联系，但它们在神经系统过程中起着至关重要的作用。PCSK1参与神经内分泌转化和神经肽加工，其在癫痫组中的显著上调可能影响神经系统功能；TPPP3对神经再生至关重要，在癫痫组中表达显著降低，可能参与癫痫的病理生理过程；DPYSL3在神经发生中不可或缺，其在癫痫组中的低表达可能影响神经元的兴奋性和癫痫易感性。
总的来说，这项研究为癫痫的病理生理机制提供了新的见解，发现的 PCSK1、TPPP3和 DPYSL3等基因有望成为癫痫诊断的生物标志物和治疗靶点，为未来癫痫的精准诊疗带来新的希望。后续若能通过癫痫动物模型进一步验证这些基因与癫痫发作的关联，将更深入地揭示癫痫的发病机制，推动癫痫治疗领域的发展。
