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神经元异常放电是癫痫的病变基础,而神经元异常放电其根本往往与基因的表达异常有关。而基因表达异常引起的线粒体、溶酶体代谢紊乱、突触功能异常、神经元凋亡、神经网络和环路的重组等导致异常突触形成,抗癫痫药物作用位点丧失且避开体内起抑制作用的生理屏障,因此患者反复痫性发作,并出现多种一线抗癫痫药作用无效。因此研究基因的异常表达对寻找难治性癫痫发病机制具有非常重要的意义。目的研究癫痫、难治性癫痫患者脑细胞线粒体功能相关基因线粒体苹果酸脱氢酶(mitochondrial malate dehydrogenase,mMDH )、NADH泛醌脱氢酶FC2 (NADH dehydrogenase ubiquinone FC2, NDUFC2);突触功能相关基因突触后密度(postsynaptic density, PSD)-93、N-甲基-D-天门冬氨酸受体亚单位2B(N-methyl-D-aspartate receptors subunit 2B,NR2B)以及溶酶体组织蛋白酶D(cathepsin D, Cath D)的表达,探索其在难治性癫痫发病机制中的作用。方法分别随机选取48例难治性癫痫、8例非难治性癫痫及8例对照组脑组织标本,提取其总RNA后,逆转录成cDNA,用基因芯片对其进行扫描,随后用荧光定量PCR (fluorescence quantitative polymerase chain reaction, FQ-PCR)技术验证mMDH、逆转录聚合酶链反应(reverse transcription polymerase chain reaction,RT-PCR)验证PSD-93、NR2B、Cath D的表达,并再次在脑库中随机抽取对照组标本,增加对照组的样本含量后,对Cath D进行免疫组化和免疫荧光检测。结果基因芯片发现mMDH、NDUFC2、Cath D在难治性癫痫中显著下调,其Cy5/Cy3*值分别为0.349、0.373、0.433,而PSD-93在难治性癫痫及癫痫中均表达上调Cy5/Cy3*值分别为2.124、5.550。mMDH的FQ-PCR及PSD-93、Cath D的RT-PCR结果与基因芯片一致(p<0.05),RT-PCR实验中NR2B在难治性癫痫及癫痫中表达均显著上调(p<0.05)。免疫组化测定发现难治性癫痫组海马和颞叶组织神经元可见极少量的棕褐色染色;正常对照组海马和颞叶组织神经元染色非常明显。免疫荧光示Cath D主要在神经元胞体表达,胶质细胞未见表达。免疫组织化学显示其在难治性癫痫颞叶和海马中的表达(0.0609±0.03550,0.0688±0.02500)显著低于对照组(0.1542±0.02234,0.1667±0.02082,P<0.01),免疫荧光结果趋势与之一致(P<0.05)。各组内颞叶与海马间Cath D表达无差异(P>0.05)。结论基因芯片在筛选癫痫及难治性癫痫相关基因的改变时,具有快速、高通量、高灵敏度等特点,但其假阳性和假阴性结果可能导致实验偏差,因此用其它方法进行验证具有必要性。能量代谢紊乱,离子通道的异常均与癫痫及难治性癫痫的发病机制密切相关。神经元坏死或凋亡,异常突触连接形成,神经网络重组及正常药物作用位点丧失,这些均可能导致难治性癫痫的形成。mMDH、NDUFC2的下调可能与线粒体能量代谢紊乱有关,而线粒体代谢紊乱,不仅可以导致多种神经递质代谢障碍,通过一系列级联反应引起痫性发作,而且还可引起神经元坏死或凋亡。PSD-93、NR2B的表达上调可能放大了突触的兴奋性效果,兴奋性递质释放增加,兴奋性递质受体过度活化,神经毒性加速。Cath D的下调可能致其脑保护作用降低而参与难治性癫痫的发病机制。上述基因与癫痫及难治性癫痫的密切相关,可能为进一步寻找癫痫及难治性癫痫的发病机制和开发新药提供新的理论依据。