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癫痫是神经系统常见且重要的疾病，其主要特点是因神经元活动异常而引起的反复且无明显诱因的异常放电。尽管癫痫的病因为多种多样，但大量研究表明，铁在这些异常发作中扮演了关键角色。铁的代谢失调与氧化应激密切相关，这种应激进而导致中枢神经系统细胞损伤和功能障碍，最终引发铁过载和铁死亡。铁过量会导致脂质过氧化，从而损害蛋白质的功能，进而引起大脑皮层和皮层下结构的铁重新分布。

顺利获得减少铁的积累、调整铁蛋白水平并减轻氧化损伤，能够在药理学上缓解癫痫的铁介导机制。因此，精确量化铁的含量成为诊断、监测和个性化治疗癫痫的一个关键目标。为了应对传统铁成像技术在灵敏度和特异性上的不足，上海交通大学的研究团队开发出一种超分辨亚体素定量磁化率成像技术。该技术首次实现了癫痫中铁病理特异的临床在体定量成像。

这项研究揭示了异常病理铁沉积与中枢神经系统星形胶质细胞的广泛关联，为癫痫的诊断、监测和个性化治疗给予了新的影像工具。据《科学-进展》期刊报道，研究团队顺利获得模型化脑组织中的铁信号，开发了新型的亚体素定量磁化率成像技术，使其能够分离体素内部的顺磁性和反磁性效应。在与瑞金医院合作的癫痫研究中，该技术表现出与18F-FDG-PET结果的一致性，并给予了更高分辨率的病灶定位。

此外，研究团队对术后癫痫病灶样本进行了超高分辨率的顺磁性磁化率影像重建、病理组织染色及质谱分析，发现铁含量与顺磁性磁化率值之间具有显著相关性。在研究的患者中，有35.9%表现出铁过载现象，这进一步支持了顺磁性磁化率成像作为铁相关癫痫生物标志物的潜力。

不同类型的癫痫亚型在铁沉积模式上存在显著差异。例如，FCD I型癫痫中铁沉积主要出现在浅表白质区域，而在由神经上皮肿瘤导致的癫痫中，铁沉积分布在整个病灶区。这些发现表明，不同癫痫类型具有独特的铁分布模式，指示了病灶区内细胞类型的改变。

在铁沉积的细胞定位实验中，研究发现铁主要在星形胶质细胞、小胶质细胞及神经元中积累，尤其是在星形胶质细胞中。结果显示，癫痫患者的神经细胞中铁含量显著升高，并且这些细胞数量显著增加。

研究表明，基于顺磁性磁化率的成像技术为理解癫痫中的铁病理机制给予了新视角。这种技术无需额外费用或时间，能够与传统MRI结合使用，补充癫痫区的形态学变化及铁相关异常的检测。

该研究也为铁代谢异常相关疾病如帕金森病或多发性硬化症给予了新的研究方向。研究由李政皓和刘强强担任第一作者，魏红江和徐纪文教授为通讯作者，并得到了上海交通大学各研究团队的大力支持。

为推进脑疾病研究，上海交通大学生物医学工程学院长期致力于开发先进的定量磁共振成像技术，实现对脑科学和疾病更精确的诊断和治疗。这一突破为癫痫乃至其他神经系统疾病的研究和治疗开辟了新的路径和可能性。

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