酮体的作用不仅仅是提供能量；它们还作为强有力的信号分子，显著影响大脑中的蛋白组和蛋白质质量的维持。最近的研究使用阿尔茨海默病和衰老的鼠模型以及秀丽隐杆线虫（C. elegans）进行表明，酮体β-羟基丁酸与错误折叠的蛋白质直接相互作用。这种相互作用改变了这些蛋白质的溶解性和结构，促进了它们通过自噬从大脑中的排除。这些发现表明酮体作为一种全面治疗选择的激动人心的潜力，可以帮助维持蛋白组的完整性，从而解决衰老的关键方面。
酮体是身体在禁食时产生的，会影响细胞功能和衰老过程，不仅仅是能量供应。来自巴克研究所的研究表明，酮体应被视为对大脑健康产生影响的有影响力的信号代谢物，尤其是在衰老和阿尔茨海默病中。最近的一项研究揭示，酮体和类似的代谢物显著影响大脑中的蛋白组和蛋白质质量管理。发表在《细胞化学生物学》上的研究结果表明，酮体β-羟基丁酸直接与错误折叠的蛋白质相互作用，改变它们的溶解性和结构，从而使它们能够通过自噬从大脑中被清除。
之前的研究表明，通过饮食、运动和补充剂增加酮体水平有利于啮齿动物和人类的脑健康和认知。巴克研究所的助理教授约翰·纽曼博士（John Newman, MD, PhD）表示，有人推测与酮体相关的改善源于提供脑部能量增加或炎症减少。像小鼠模型中淀粉样斑块减少这样的观察到的好处被认为是副作用。“现在我们明白，这并不是全部，”他说。“酮体直接与受损和错误折叠的蛋白质相互作用，使其变得不溶，有助于它们从细胞中被去除和回收。”
虽然承认能量供给等其他因素在促进大脑健康方面的重要性，纽曼将这一发现描述为生物学理解的一项突破。“正建立起整体代谢、酮体与衰老之间的新联系，”他评论道。“将细胞代谢状态的变化与蛋白组的变化相联系的前景非常令人兴奋。”他还指出，酮体在研究和治疗方面易于操作，建议道：“这可能为有效清除受损蛋白质开辟强大的途径。我们才刚刚开始探索这些见解如何影响大脑衰老和神经退行性疾病。”
作为研究的一部分，通过体外实验和涉及接受酮酯处理的小鼠的体内研究确认了对蛋白质溶解性和结构的影响。对小鼠的处理导致了不溶性蛋白质的清除，而不是其有害的积累。
这项研究还展示了巴克研究所的协作力量。施林实验室创建了来自体外和小鼠实验的全面蛋白组溶解性图谱。为了验证酮体诱导的溶解性变化是否可以对抗病理聚集，利斯戈实验室向转基因的微型线虫施用酮体，这些小线虫表达与淀粉样斑块相关的人类淀粉样β蛋白。“淀粉样β会影响肌肉功能，导致线虫失去运动能力，”博士研究生和该研究的首席作者西达特·马达范（Sidharth Madhavan）解释道。“经过酮体处理后，这些线虫恢复了游泳能力。在活生物体中观察到如此显著的变化令人激动。”
马达范目前正在调查酮体及其相关代谢物在大脑以外的区域，如肠道，是否也有类似的影响。他指出，下一步重要的工作将是探索这种新的蛋白质质量控制机制在人类中的应用，以确定如何在治疗背景中应用。
纽曼强调，这项研究引入了一个新的范式，说明代谢如何调节蛋白质质量控制。“这不仅仅是关于酮体，”他指出。“我们在实验中也检查了相关的代谢物，其中许多显示出相似的效果。事实上，一些表现优于β-羟基丁酸。想想代谢变化如何协调多种分子共同作用以增强大脑功能是令人着迷的。”
