《Neurobiology of Disease》：When tau goes electric: The first report of a positive correlation between tau burden and
ex vivo hyperexcitability in human epileptic hippocampal slices
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本研究报告了在19例药物难治性内侧颞叶癫痫伴海马硬化患者的87块海马脑片中检测到电活动，并在这些脑片中鉴定出过度磷酸化tau蛋白（p-tau）沉积。这是首次在人海马脑片中报道p-tau与神经元网络超兴奋性之间存在正相关性。研究中未发现显著的性别差异。因此，p-
本研究报告了在19例药物难治性内侧颞叶癫痫伴海马硬化患者的87块海马脑片中检测到电活动，并在这些脑片中鉴定出过度磷酸化tau蛋白（p-tau）沉积。这是首次在人海马脑片中报道p-tau与神经元网络超兴奋性之间存在正相关性。研究中未发现显著的性别差异。因此，p-tau应被视为癫痫新型治疗方案的潜在候选靶点。
一、研究背景与研究目的
颞叶癫痫与阿尔茨海默病之间存在密切联系，阿尔茨海默病早期即表现出神经元网络兴奋性增高（超兴奋性），这种超兴奋性被认为是加速认知衰退的因素而非神经退行性变的后果。动物实验证据表明，阿尔茨海默病的核心病理特征——淀粉样蛋白-β（amyloid-β）和过度磷酸化tau蛋白（p-tau）的累积可能是癫痫发作的潜在原因，但阿尔茨海默病中超兴奋性的确切机制尚不清楚。既往研究虽在药物难治性癫痫患者切除的脑组织或通过正电子发射断层扫描（PET）体内检测到了p-tau和/或amyloid-β沉积，并探讨了神经元电活动与认知衰退的关系，但结论不一，且尚无研究利用人脑样本的离体电生理记录直接探究神经退行性相关蛋白（NAPs）累积与神经元电活动之间的相关性。此外，动物研究观察到癫痫活动的性别差异，经期癫痫在女性中也是已知现象，但在人脑片层面缺乏相关研究。基于此，研究人员假设：在药物难治性内侧颞叶癫痫伴海马硬化（MTLE/HS）患者的海马脑片中，NAPs累积与离体神经元网络超兴奋性可能存在正相关，且性别可能影响这一关系。本研究旨在验证这些假设，从而阐明p-tau在MTLE/HS发病机制中的作用及其作为新治疗靶点的潜力。
二、主要关键技术方法
研究人员前瞻性招募了26例确诊为药物难治性MTLE/HS并计划接受前内侧颞叶切除术（AMTR）的患者（来自布尔诺圣安妮大学医院布尔诺癫痫中心）。采用多电极阵列（MEA）技术记录离体海马脑片的电活动，并使用4-氨基吡啶（4AP）进行药理学刺激。通过免疫组化法半定量检测p-tau等NAPs的负荷，采用Tai等人改良的tau评分进行评估。利用立体脑电图（SEEG）获取部分患者的体内电活动数据。统计分析使用Spearman秩相关、Mann-Whitney检验、Kruskal-Wallis检验及多元线性回归等方法。
三、研究结果
3.1 患者的临床特征
研究队列包括26例MTLE/HS患者（16名女性），癫痫病程中位数为17年，手术年龄中位数为36.5岁。所有患者均有局灶性意识受损发作（FIAS）和局灶进展为双侧强直-阵挛发作（FBTCS）病史。多数患者服用多种抗癫痫药物（ASM）。术后一年根据国际抗癫痫联盟（ILAE）分类评估手术预后。海马硬化（HS）分型以1型为主。
3.2 人海马脑片离体电活动记录
在26例患者中的19例（73%）成功记录了自发离体电活动。共收集87块活性脑片，其中女性样本58块，男性样本29块。不同患者样本间在活性电极数量和全局同步指数（GSI）上存在显著差异，但在锋电位频率上无显著差异。在所有分析参数（活性电极数、锋电位频率、峰间期变异系数ISIcv、锋电位幅度、GSI）中均未观察到显著的性别差异。应用4AP后，雌性和雄性样本的活性电极数和GSI均显著增加，但锋电位频率仅在女性样本中显著增加。爆发活动在部分脑片中被检测到，4AP使爆发持续时间缩短、爆发内锋电位频率增加。电活动的解剖学定位主要位于CA4/齿状回区域。神经元丢失程度（Wyler分级）与是否存在可测量电活动之间无显著关联。临床参数与MEA锋电位参数之间无显著相关性。
3.3 离体与体内电活动的比较
在7例同时有SEEG数据的患者中，SEEG事件频率与FIAS数量呈不显著的正相关趋势，但与癫痫病程呈显著的负相关。重要的是，SEEG事件频率与MEA活性电极数量呈显著正相关，表明离体电活动在一定程度上反映了体内的病理状态。
3.4 人海马脑片中神经退行性蛋白的检测
在92%的患者中检测到p-tau聚集，主要以tau评分1和2为主，未检测到amyloid-β、α-突触核蛋白或磷酸化TDP-43的表达。tau评分在男性和女性之间无显著差异，且与患者手术年龄无相关性。tau评分与所选临床参数（癫痫病程、FIAS、FBTCS）之间亦无显著相关性。
3.5 离体电活动与tau蛋白累积的相关性
这是本研究的核心发现。多元线性回归分析显示，tau评分与4AP诱导下的锋电位频率以及4AP反应性（即4AP诱导与自发锋电位频率之差）呈显著正相关，而与活性电极数或GSI无相关性。这表明p-tau负荷越高，脑片在受到刺激时的超兴奋性越强，对4AP的敏感性也越高。性别对这一关系的影响微弱，但由于男性样本量较少，无法得出明确结论。
四、讨论与结论
本研究首次将人体内的颅内脑电图（SEEG）记录、离体海马脑片电生理记录与术后半定量免疫组化相结合，阐明了p-tau在颞叶癫痫中的作用。核心结论是：在MTLE/HS患者的海马脑片中，p-tau累积与4AP诱导的锋电位频率呈正相关，提示p-tau负荷与神经元网络超兴奋性之间存在因果关系，p-tau可能在颞叶癫痫的发病机制中扮演重要角色。尽管神经元丢失严重，功能性网络活动在结构受损的组织中仍可被检测到，且主要源自CA4/齿状回区域。4AP能有效增强病理人海马样本的电活动。研究未发现离体电活动存在显著性别差异。p-tau在大多数病例中呈低水平表达，且缺乏其他常见神经退行性蛋白的共同沉积，支持了癫痫相关tau蛋白病的概念。体内与离体电活动的相关性验证了离体人脑片作为模型的可靠性。研究人员认为，p-tau应被视为开发癫痫新疗法的潜在候选靶点。
