婴儿痉挛(IS)是一种严重的婴儿癫痫综合征，占婴儿1岁期间发生的所有癫痫病例的50%。目前对这种疾病的治疗选择有限，大多数受影响的婴儿长大后会出现发育迟缓、智力残疾和其他类型的严重癫痫。一项开创性的研究是在约翰·斯万博士的实验室进行的，他是戈登和玛丽·凯恩儿童神经学研究基金会实验室的主任，德克萨斯儿童医院简和丹·邓肯神经学研究所的研究员，贝勒医学院的教授，发现在IS患者和动物模型的大脑中胰岛素生长因子-1 (IGF-1)及其下游信号传导水平降低。此外，他们发现对IS动物模型使用IGF-1类似物成功地消除了痉挛和异常的大脑活动。这项激动人心的研究发表在《神经病学年鉴》上，有可能改变婴儿痉挛的治疗前景。

斯万博士是癫痫研究的领先专家，几年前，他的团队的开创性发现导致了fda批准的治疗结节性硬化症患者严重癫痫的疗法。他和他的团队在研究婴儿痉挛方面有着长期的兴趣和经验。在美国，每年大约有2500名婴儿被诊断为癫痫病。

早期脑损伤降低IGF-1水平，损害IGF-1信号通路

斯万说:“以前有报道说，患有大脑异常的IS患者的脑脊液中IGF-1水平较低。基于这项研究，我们感兴趣的是调查IS动物和患者大脑中IGF-1水平是否发生了改变。”

在他们的研究中，研究小组使用了一种成熟的方法在啮齿动物中诱发自发性癫痫痉挛。这种方法，在2008年由Swann实验室开发，涉及慢性输注河豚毒素(TTX)到幼鼠大脑皮层，这导致输注部位的损伤，并导致痉挛，几乎与在IS患者中看到的相同。

“正如预期的那样，在脑损伤后，我们发现TTX注入部位的非神经元支持细胞(又名胶质细胞)中IGF-1水平增加。然而，我们最感兴趣的是，在靠近或远离TTX注射部位的大脑皮层神经元中，IGF-1表达显著和广泛的下降，这一现象以前从未报道过，”Swann说。

接下来，研究小组研究了切除的IS患者的皮质组织，这些患者之前有围产期中风，并接受了手术来控制他们的顽固性癫痫发作。结果与他们在IS动物身上所看到的非常相似。

“更重要的是，我们发现，在IS动物模型中，皮质中IGF-1水平的降低具有显著的后果，因为它抑制了IGF-1分子信号通路的整体活性，该通路调节了许多涉及早期大脑发育和神经元功能的重要生物过程。”斯旺实验室的博士后助理、该研究的第一作者卡洛斯·巴莱斯特-罗萨多博士说。

IGF-1类似物可以消除动物的婴儿痉挛

为了确定增加IS动物皮质中的IGF-1水平是否可以改善痉挛，研究小组使用了一种更小版本的IGF-1，它可以比全长激素更容易通过血脑屏障。他们测试的IGF-1三肽是IGF-1分解的自然副产品，通常在大脑中发现。此外，这种类似物已被证明可以成功地逆转其他神经发育障碍动物模型的行为缺陷，如Rett综合征和Phelan-McDermid综合征。

“通过一系列的证据，我们首先确认了这种IGF-1三肽能够在小鼠中激活IGF-1信号级联，”Swann说。“然后我们惊奇地发现，在大多数IS动物中，IGF-1的应用成功地消除了痉挛和IS特有的称为心律失常的混乱大脑活动模式。我们很兴奋，因为这些发现提出了一种诱人的可能性，这种IGF-1类似物可以在未来用于治疗IS患者。”