線粒體疾病是最常見的遺傳性疾病之一。四分之一的線粒體疾病患者患有癲癇,這種癲癇症狀通常十分嚴重的並且對常規抗癲癇藥物具有抗性。盡管如此,目前還沒有動物模型能夠提供對病情內在機製的理解。
迄今為止,星形膠質細胞,即腦和脊髓中發現的特征性星形神經膠質細胞,被視為“支持細胞”,在大腦中起著很大程度上被動的輔助作用。然而,該研究表明,它們實際上在驅動線粒體癲癇發作中起著重要作用。
研究人員通過應用星形膠質細胞特異性烏頭酸酶抑製劑,氟檸檬酸鹽,伴隨線粒體呼吸抑製劑,魚藤酮和氰化鉀,重建了一種新的腦切片模型。
然後,研究小組使用該模型評估星形膠質細胞在癲癇發作中的作用,並證明了GABA-穀氨酸 - 穀氨酰胺循環的參與,該循環調節化學發射器如何從神經元釋放,然後被星形膠質細胞吸收。
值得注意的是,穀氨酰胺似乎是GABA能抑製基調調節中神經元和星形細胞區室之間的重要中間分子。
最後,研究小組發現穀氨酰胺合成酶缺乏是腦切片模型和人類神經病理學研究中癲癇發作的致病過程的重要組成部分。
詮釋研究的重要性,Ellen Mayston Bates三位一體癲癇神經生理學教授馬克坎寧安說:“我們相信這是一項重要且新穎的研究,因為它首次產生了線粒體癲癇模型,該模型捕獲了觀察到的特征。該模型提供了機製見解,證明了星形膠質細胞在這種病理活動中的作用。“
Cunningham教授認為:“我們相信這項工作對於為這種疾病提供更好的治療方法提供新的途徑非常重要。未來的工作對此模型進行進一步開發,以便能夠用於為被診斷患有線粒體疾病並表現出癲癇症狀的患者量身定製的新型抗癲癇藥物。