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癫痫和猝死与坏基因有关

在癫痫的突然死亡中,人们无缘无故地停止呼吸并死亡。现在,一群康涅狄格大学的神经科学家在eLife杂志上报道了为什么会这样做。

“患有癫痫症的人死亡率很高,但这很神秘,”康涅康大学生理学和神经生物学系的神经科学家Dan Mulkey说。每1000名癫痫患者中就有一人死于癫痫突然意外死亡(SUDEP)。没有人知道为什么。

通常给出的解释是患者癫痫发作会使他们死亡。但癫痫发作发生在皮质,大脑的顶部,以及呼吸等生命维持过程完全被控制在其他地方:脑干,大脑的最底部连接到脊髓。大脑的两个部分彼此相距很远。“就像癫痫发作在纽约,脑干在旧金山,”Mulkey说。

许多神经科医生认为,特别严重的癫痫发作可以通过大脑从皮层到脑干向下传导,导致呼吸或心跳功能失常,这就是SUDEP的杀戮。但是Mulkey没有买它。人们死于SUDEP而没有明显的癫痫发作,癫痫患者在没有癫痫发作的情况下会出现呼吸问题。

相反,Mulkey和他的同事,研究生Ku-Shan Kuo和Colin Clearly想知道是否存在SUDEP的遗传基础。也许引起癫痫发作的相同基因突变也会扰乱脑干中控制呼吸的细胞。

Kuo用一种叫做Dravet综合症的严重癫痫症的人类突变引起了小鼠。Dravet综合征是由基因突变引起的,该基因形成了钠通过其进出大脑细胞的通道。如果钠通道不能正常工作,细胞就会过度兴奋。一个细胞的过度兴奋可以通过拥挤的体育场像歇斯底里一样穿过大脑,踩到癫痫发作。

Dravet综合征中突变的基因称为钠通道基因1a或Scn1a。它被认为是癫痫的罪魁祸首,已发现超过1,200种不同的Scn1a突变。由Scn1a引起的癫痫的严重程度取决于突变是否导致钠通道功能的部分或完全丧失。Dravet突变正处于严重的末端。患有Dravet综合征的人往往会出现剧烈的癫痫发作,并且因炎热的天气而加剧,并且使用抗癫痫药物很难控制该综合征。对于患有Dravet综合征的人而言,SUDEP很可能是一种常见的方法。

Dravet综合症也有一些矛盾的部分:这种Scn1a突变使钠通道活性降低,而不是更多。它不会使细胞过度活跃,而是使它们缺乏活力。但是有一个问题。这种突变主要影响抑制细胞 - 即负责使大脑平静下来的细胞。他们是体育场保镖,可以这么说。如果保镖在工作中睡着了,那么过度兴奋的神经元就会不受约束地踩踏。

为了理解这可能导致SUDEP如何,Kuo想要测试两件事:首先,具有Dravet综合征突变的小鼠是否显示出呼吸问题并且过早地死于SUDEP,其次,是否小鼠的脑干中的细胞是否控制呼吸是正常的或以某种方式被突变扰乱。

第一个问题得到了迅速回答:患有Dravet综合症的老鼠癫痫发作不好,当老鼠发烫时变得更加严重,就像患有Dravet综合症的人一样。他们倾向于非常年轻,以类似于SUDEP的方式;没有人过三个星期。

第二个问题需要更长的时间才能回答,但早期的线索表明Kuo和Mulkey正在做些什么。患有Dravet综合征的小鼠呼吸紊乱。他们有时会因为没有明显的原因而过度通气(呼吸太少)。其他时候,他们会有长时间的呼吸暂停,或呼吸间歇。并且这些老鼠对空气中的高二氧化碳水平没有更多的呼吸,就像人类和正常老鼠那样。

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