颞叶癫痫结构网络渐进性改变的分子机制：基于纵向DTI与转录组学的多组学整合分析

本研究针对颞叶癫痫（TLE）患者白质结构网络的动态演变及其分子机制尚不明确的问题，通过结合纵向扩散张量成像（DTI）与空间转录组学分析，揭示了TLE患者在基线和随访期间结构网络拓扑属性的变化规律及其与基因表达的关联。研究发现，TLE患者存在广泛的网络拓扑异常，且其动态演变与细胞代谢、RNA剪接、免疫炎症等分子通路密切相关。该研究为理解TLE的进展机制提供了新的多组学视角，并为精准治疗策略的开发提供了潜在靶点。

　　

颞叶癫痫（Temporal Lobe Epilepsy, TLE）是最常见的药物难治性癫痫类型之一，患者常伴有认知功能障碍和精神共病，严重影响生活质量。长期以来，癫痫被认为是一种进行性疾病，但其在白质结构网络层面的动态演变及其背后的分子机制仍不明确。尤其是反复癫痫发作是否导致白质网络的逐步恶化，以及这一过程是否受到特定基因表达的调控，是当前研究的重点和难点。

为解决上述问题，来自广西医科大学第一附属医院神经内科的研究团队开展了一项结合纵向神经影像与空间转录组学的创新性研究。该研究近期发表在《Neurobiology of Disease》上，首次从多组学角度揭示了TLE患者白质结构网络的渐进性改变及其潜在的分子基础。

研究团队采用了多项关键技术方法：首先，他们招募了28例单侧TLE患者和28名健康对照（Healthy Controls, HC），在基线和平均30.5个月的随访期进行了DTI扫描和神经精神评估；其次，利用图论分析（Graph Theoretical Analysis）量化了结构网络的全局和节点拓扑属性；接着，通过艾伦人脑图谱（Allen Human Brain Atlas, AHBA）获取了人脑基因表达数据；最后，采用偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression, PLS）分析了网络改变与基因表达的空间关联，并通过富集分析揭示了关键生物学通路。

研究结果主要包括以下几方面：

3.1. 临床特征

TLE患者在基线时表现出显著的认知功能下降（MoCA评分降低）以及焦虑、抑郁症状加重（HAMA和HAMD24评分升高），但在随访期间这些神经精神评分未进一步恶化。

3.2. 结构网络的拓扑改变

基线时，TLE患者的全局网络效率降低，路径长度和小世界参数增加，表明白质网络的信息整合能力受损。节点效率（Nodal Efficiency, NE）在多个脑区下降，包括双侧额枕叶、左岛叶、右楔叶等。随访时，右侧杏仁核的NE进一步下降，提示网络损害在疾病进展中动态演变。

3.3. 相关性分析

基线时右侧楔叶的NE下降与认知功能障碍显著相关，表明该脑区的网络损害可能是TLE患者认知缺陷的结构基础。

3.4. 转录-神经影像关联分析

PLS回归显示，TLE患者在基线和随访期的NE改变与特定基因表达模式显著相关。基线时，PLS2和PLS3成分分别解释了17.29%和14.99%的方差；随访时，PLS3成分解释了15.91%的方差。

3.5. 基因集富集分析

基线时，上调基因富集于离子稳态、线粒体基质、氧化还原酶活性等代谢相关通路；下调基因富集于RNA剪接和mRNA加工。随访时，上调基因与细胞分解代谢（如自噬、活性氧代谢调控）和神经元投射发育相关；下调基因则与免疫过程（Toll样受体信号通路、MHC Ib类抗原呈递）和炎症介质（如肿瘤坏死因子响应）相关。

讨论与结论：

本研究首次从纵向角度揭示了TLE患者白质结构网络的动态演变规律，并通过多组学整合分析阐明了其潜在的分子机制。研究发现，TLE患者在基线时已存在广泛的网络拓扑异常，且这些异常与细胞代谢障碍和RNA处理功能失调密切相关；随着疾病进展，网络损害进一步累及边缘系统关键节点（如杏仁核），其分子基础逐渐转向分解代谢和免疫炎症通路的激活。这些发现不仅强化了“TLE是一种进行性网络障碍”的观点，还为未来开发针对特定分子通路的精准治疗策略（如调节锌离子稳态、靶向自噬或免疫炎症反应）提供了重要依据。尽管样本量较小和基因数据来自健康人群等局限性存在，本研究仍为理解TLE的神经生物学机制提供了开创性的多组学视角。