胶质瘤是最具侵袭性的恶性原发性脑肿瘤之一。胶质瘤的一个共同特征是存在局部间歇性癫痫发作，称为胶质瘤相关性癫痫，已知其会促进肿瘤生长。然而，分子水平上涉及的机制尚不清楚。

由贝勒医学院的研究人员领导的一个研究小组在《神经元》杂志上报告说，癫痫患者的肿瘤会干扰周围神经元处理钾的能力，钾是神经元通讯中的重要离子。这种正常神经功能的破坏驱动癫痫发作，这有利于疾病的进展。

“我们的研究涉及人类患者和动物模型。我们通过分析从人类患者那里收集的数据开始我们的调查，然后我们对我们在动物模型中发现的东西进行建模，最后我们回到人类患者身上。与贝勒大学Marc J. Shapiro教授兼神经外科Ganesh Rao博士合作，我们应用单细胞RNA测序来确定肿瘤基因表达，并分析了人类胶质瘤脑活动的术中记录，以及其他技术，“第一作者Rachel Naomi Curry说，他是贝勒Benjamin Deneen博士实验室的研究生。

研究小组发现，癫痫发作的患者参与神经元连接或突触形成的基因表达增加。当他们在动物模型中更详细地研究这些基因时，研究人员确定了其中一个基因IGSF3作为介导胶质瘤癫痫发作的驱动因素。

“与Cullen Trust for Health Care Endowed神经遗传学兼贝勒蓝鸟圈发育神经遗传学实验室主任Jeff Noebels博士合作，我们深入研究了导致癫痫发作的机制。我们发现IGSF3破坏了肿瘤细胞处理钾的能力，“Curry说。

“通常，神经元放电后，星形胶质细胞在周围环境中吸收钾。但是IGSF3抑制了这些细胞摄取钾的能力，这导致其积累，然后癫痫发作。

“当我们观察处理钾的其他基因时，我们发现癫痫发作患者的肿瘤细胞中这些基因大量丢失。这对癫痫发作患者来说非常具体，“Deneen说，Russell J.和Marian K. Blattner神经外科兼贝勒癌症神经科学中心主任。他也是该作品的通讯作者。

此外，研究人员还搜索了癫痫发作在大脑中开始的位置。他们发现，在有癫痫发作的动物模型中，肿瘤细胞比没有癫痫发作的模型更接近，更多地嵌入神经元。“神经元和肿瘤增殖细胞之间的密切相互作用触发癫痫发作，”Curry说。

“对癫痫发作患者的大脑记录的分析表明，他们从肿瘤细胞靠近并与神经元相互作用的地方开始，证实了动物模型中的发现，”Deneen说。“我们的研究表明，肿瘤进展和癫痫发作是由钾处理的中断引发的。这些发现支持进一步研究控制癫痫发作和肿瘤生长的新策略。