东方时讯网长期以来，卡路里限制与癫痫发作的减少有关。波士顿儿童医院的新研究有助于解释禁食如何影响大脑中的神经元，并可能为避免禁食或限制性饮食的新方法开辟道路。研究结果发表在8月30日的《细胞报告》杂志上。
“这项研究是了解癫痫饮食疗法如何发挥作用的第一步，”第一作者、波士顿儿童医院癫痫中心和癫痫遗传学项目的神经学家ChristopherJ.Yuskaitis博士说。“到目前为止，这些机制完全未知。”
DEPDC5、mTOR和禁食
为了将饮食和癫痫发作联系起来，研究人员从现有知识开始。他们知道众所周知的mTOR细胞通路与许多神经系统疾病有关，并且之前已经表明，神经元中该通路的过度激活会增加癫痫发作的易感性。其他人的研究表明，急性禁食会抑制mTORC活性，尽管这些研究没有关注大脑。
最后，Yuskaitis及其同事知道，一种名为DEPDC5的蛋白质发出的信号可以作为mTOR通路的制动器。这很有趣，因为最近在许多癫痫患者中发现了DEPDC5基因的突变。DEPDC5突变与儿童局灶性癫痫、婴儿痉挛和猝死有关。
“当我们使用一种专门在大脑中敲除DEPDC5的动物模型时，我们发现我们可以通过使用mTOR抑制剂来减少癫痫发作，”Yuskaitis说。“这给了我们探索DEPDC5、mTOR和禁食之间联系的想法。”
氨基酸传感
在这项新研究中，他们在小鼠癫痫模型中显示，禁食后大脑中的mTOR信号传导减少。对培养皿中培养的大鼠神经元的其他研究表明，这种禁食效应主要是由于缺乏三种氨基酸(亮氨酸、精氨酸和谷氨酰胺)所致。
更进一步，该团队证明了这些营养素的存在是由DEPDC5蛋白感知的。当他们敲除大脑中的DEPDC5时，mTOR活性并未降低，并且禁食不再保护小鼠免受癫痫发作。
“氨基酸感应似乎对禁食对癫痫发作的有益影响至关重要，”Yuskaitis说。“这表明具有DEPDC5突变的患者无法感知氨基酸的损失，并且可能无法从饮食控制中受益。但没有DEPDC5突变的患者可能会受益于有针对性的饮食策略。”
他补充说，这可以采取三种氨基酸含量较低的饮食形式，或者是阻止这些氨基酸吸收的药物或补充剂。
下一步：生酮饮食
这项研究只是第一步。Yuskaitis及其同事现在想在动物模型中尝试消除特定氨基酸的饮食并观察对癫痫发作的影响。他们还想探索生酮饮食(一种治疗癫痫的流行方法)如何帮助抑制癫痫发作。目前没有人知道为什么这种低碳水化合物、高脂肪的饮食有效。
“我们希望这将希望我们发现除生酮饮食之外的其他基于饮食的疗法，生酮饮食有时由于副作用而难以长期遵循，”Yuskaitis说。
这样的工作也可能为整体神经系统疾病提供一个新的视角。
波士顿儿童医院RosamundStoneZander转化神经科学中心常务董事、高级研究员MustafaSahin医学博士说：“利用这些罕见的遗传疾病，我们开始对营养素在大脑功能中的作用有了基本的认识。”.“这些罕见疾病的发现可能为更好地治疗一般癫痫打开大门。”