为什么禁食能减少癫痫发作?

长期以来，热量限制一直与减少癫痫发作有关。波士顿儿童医院的一项新研究有助于解释禁食是如何影响大脑神经元的，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日的杂志上细胞的报道．

“这项研究是了解癫痫饮食疗法如何起作用的第一步，”第一作者克里斯托弗·j·尤斯凯蒂斯(Christopher J. Yuskaitis)医学博士说，他是波士顿儿童医院癫痫中心和癫痫遗传学项目的神经学家。“到目前为止，其机制还完全不为人所知。”

DEPDC5, mTOR和禁食

为了将饮食和癫痫发作之间的联系联系起来，研究人员从现有的知识开始。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的易感性。其他人的研究表明，急性禁食会抑制mTORC的活动，尽管这些研究没有观察大脑。

最后，Yuskaitis和同事们知道，一种名为DEPDC5的蛋白质发出的信号可以抑制mTOR通路。这很有趣，因为最近在许多癫痫患者身上发现了DEPDC5基因突变。DEPDC5突变与局灶性癫痫、婴儿痉挛和儿童猝死有关。

当我们用an动物模型我们发现，我们可以通过使用mTOR抑制剂来减少癫痫发作，”尤斯凯蒂斯说。“这让我们有了探索DEPDC5、mTOR和禁食之间联系的想法。”

氨基酸传感

在这项新研究中，他们在小鼠癫痫发作模型中显示，禁食后大脑中的mTOR信号减弱。对培养皿中培养的大鼠神经元的进一步研究表明，这种禁食效应主要是由三种氨基酸(亮氨酸、精氨酸和谷氨酰胺)的缺乏所驱动的。

研究小组进一步证明，这些营养物质的存在是由DEPDC5蛋白感知的。当他们敲除大脑中的DEPDC5时，mTOR活动并没有减少，禁食不再保护小鼠免受癫痫发作。

“氨基酸感知似乎对禁食对癫痫发作的有益影响至关重要，”Yuskaitis说。“这表明，患有DEPDC5突变的患者无法感知氨基酸的损失，可能不会从饮食控制中受益。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，这可以通过降低这三种氨基酸含量的饮食，或阻断这些氨基酸吸收的药物或补充剂来实现。

下一步:生酮饮食

这项研究只是第一步。Yuskaitis和他的同事们现在想在动物模型中尝试消除特异性的饮食氨基酸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、高脂肪的饮食会起作用。

“我们希望这能让我们发现其他基于饮食的疗法生酮饮食由于副作用，有时很难长期遵循，”尤斯凯蒂斯说。

这项工作也可能为研究神经系统疾病提供一个新的视角。

“利用这些罕见的遗传疾病，我们开始从根本上了解营养物质在疾病中的作用大脑功能波士顿儿童医院Rosamund Stone Zander转化神经科学中心常务董事、高级研究员Mustafa Sahin医学博士说。“这些罕见疾病的发现可能会为更好的癫痫治疗打开大门。”