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癫痫是常见神经疾病，机制不明。研究人员用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和空间转录组学（ST）研究癫痫患者颞中回（MTG）。发现细胞簇、基因表达模式改变，NPY、GFAP 等关键基因空间变化显著，为治疗提供靶点。
在神秘的大脑世界里，癫痫就像一场不定期爆发的 “风暴”，无情地冲击着人们的认知功能和生活质量。全球约有 5000 万人深受其害，然而，尽管科研人员一直在努力探索，癫痫背后精确的细胞和分子机制却依旧迷雾重重。颞中回（MTG）作为大脑中参与多种认知过程的关键区域，在癫痫的发生发展中扮演着重要角色，可其中的空间和细胞变化却始终没有被完全阐明。
为了揭开这些谜团，来自未知研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们综合运用单细胞 RNA 测序（scRNA-seq）和空间转录组学（ST）技术，对癫痫患者的颞中回进行深入探究。最终，他们发现了癫痫患者颞中回中独特的细胞簇和层特异性基因表达模式变化，还确定了与癫痫相关的关键基因和细胞亚型，这一成果对于理解癫痫的发病机制、寻找潜在治疗靶点意义重大，相关论文发表在《Brain Research》上。
研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法包括：获取癫痫患者颞叶癫痫（TLE）的 scRNA-seq 数据（来自 EGA 的 EGAS00001002882 ）和 MTG 的 ST 数据（来自基因表达综合数据库 GEO 的 GSE220442），然后对数据进行质量控制，使用的工具包括 Omicverse 的‘pp.qc’函数和‘scrublet’等。
下面来看具体的研究结果：
- 癫痫患者的批量和单细胞图谱：通过对 scRNA-seq 数据进行无监督聚类和降维分析，研究人员揭示了 MTG 中不同的细胞群体。UMAP 可视化展示出多种主要神经元，这初步呈现了癫痫患者 MTG 的细胞景观。
- 空间稳态的破坏：研究发现，癫痫患者 MTG 中关键标记基因（如 NPY 和 GFAP）的空间分布区域发生了显著改变，尤其是在 L5_6 层。这表明癫痫会引起 MTG 中关键基因空间稳态的破坏。
- 神经元群体的空间动态和多稳定性：利用空间转换张量（STT）算法，研究人员对神经元群体的空间动态和多稳定性进行了特征描述，识别出空间稳定和不稳定的区域。进一步确定了 NPY 和 GFAP 是与空间稳态破坏相关的关键基因，同时发现特定的 L5_6 细胞亚型（如表达 TMSB10 和 RPS23 的细胞）在癫痫中也存在显著的空间稳态破坏。
研究结论和讨论部分指出，该研究全面分析了癫痫患者 MTG 的细胞和空间变化。通过整合 scRNA-seq 和 ST 技术，绘制出 MTG 的细胞景观和空间组织图，揭示了癫痫患者在细胞组成和空间稳态方面的显著改变。这些发现为深入理解癫痫的分子和细胞基础提供了重要依据，有助于寻找恢复癫痫大脑空间稳定性和神经元功能的潜在治疗靶点，对于推动癫痫治疗领域的发展具有重要意义。
