线粒体相关HSDL2调节星形细胞脂质代谢并可作为颞叶癫痫生物标志物

【作者】 杨夏鑫； 张建航； 赵秀鹤； 徐硕；

【机构】 山东大学齐鲁医院(齐鲁医院)；

【摘要】 目的颞叶癫痫(Temporal Lobe Epilepsy, TLE)是成人最常见的局灶性癫痫类型,因此寻找和验证TLE生物标志物对于提高疾病诊断准确性和治疗效果具有重要意义。尽管生物信息学分析手段已成功在动物模型中鉴定出多种TLE相关生物标志物,但针对TLE患者临床样本的类似研究仍相对匮乏。方法本研究对人类TLE标本转录组数据集GSE205661、GSE190451和GSE186334进行了整合分析,并与线粒体相关基因数据集取交集从而筛选差异表达基因(Mito-DEGs),并进一步通过蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)网络和最小绝对收缩与选择算子(LASSO)回归分析关键基因并验证其预测价值。利用GSE127871和GSE255223数据集评估关键基因与海马硬化和癫痫发作频率的相关性。为研究关键基因的生物学意义,本研究随后进行了单细胞RNA分析及亚群分析、体外功能研究和临床样本检测。为弥补TLE组织难以获取的不足,本研究还探索了外周血HSDL2在GSE143272数据集和山东大学齐鲁医院TLE患者队列中的表达情况。结果本研究通过对多个人类TLE标本转录组数据集进行整合分析得到TLE组织中线粒体相关差异表达基因,并进一步应用PPI网络和LASSO回归分析鉴定出关键基因HSDL2。HSDL2与海马硬化和癫痫发作频率的正相关性在GSE127871和GSE255223数据集中得到明确。单细胞RNA分析及亚群分析、体外功能研究和临床样本检测均证实,HSDL2在TLE患者中的表达显著上调且主要富集于星形胶质细胞,其上调可作为代偿手段拮抗细胞脂质代谢异常,从而具有潜在抗癫痫的治疗价值。进一步的临床验证表明,外周血HSDL2水平在不同癫痫患者队列中亦具有较高的诊断效率。结论本研究首次揭示了HSDL2作为TLE潜在生物标志物的可能性,并通过多层次的验证证实了其在临床诊断中的应用价值。此外,研究还为TLE的治疗提供了新的视角,即通过调节星形胶质细胞的脂质代谢来控制癫痫发作。这一发现不仅有助于提高TLE的诊断准确性,还可能为开发新的治疗策略提供理论基础。总之,本研究为TLE的生物标志物研究和临床应用开辟了新思路,具有重要的转化医学潜力。更多还原