修剪过度免疫突触的神经细胞来自患者精神分裂症

马萨诸塞州总医院(MGH)领导的研究人员发现证据表明突触修剪的过程,一个正常的大脑发育在青春期的一部分,在精神分裂症患者过度。尽管先前的研究已经发现在精神分裂症患者的大脑结构异常表明异常突触修剪的作用,这个研究发表在自然神经科学——第一次直接观察突触修剪过度使用细胞从精神分裂症患者。

“这种方法允许我们模型至少一个精神分裂症的异常在培养皿中,”罗伊说玻璃市,医学博士,硕士,MGH部门的基因组中心的精神病学和医学报告的资深作者。“这是第一个迹象之一细胞是什么导致异常患者的修剪被怀疑。我们希望利用这些细胞筛选新的治疗方法可能最终解决异常。”

近年来研究表明小胶质细胞,在先天免疫细胞活跃中枢神经系统在大脑发育中发挥重要作用,去除不必要的synapses-points之间的通信大脑细胞——其他神经结构。这个过程尤其活跃在青春期和成年早期,生命的时间当精神分裂症和其他精神疾病的症状通常第一次出现。

玻璃市的团队开发的一个新系统已成为可能,首次研究突触修剪patient-derived人类细胞。在早期研究中,调查人员描述创建诱导microglia-like (iMG)细胞单核细胞来源于血液样本在特殊条件下培养。然后他们开发了一种方法来测量突触修剪通过观察这些细胞吞噬突触结构称为突触体分离培养的神经元。在当前的研究中,他们使用iMG细胞和突触体获得男性精神分裂症和健康控制参与者确定病人和控制模型的差异突触修剪。此外,他们验证他们的发现的小胶质细胞和神经元一起成长,直接测量吸收小胶质细胞的突触标记神经元。

实验表明,吞没和消除由iMG细胞突触时最快速和广泛的小胶质细胞和突触都源自男性精神分裂症。小胶质细胞来自更广泛的精神分裂症患者修剪突触病人或控制,同时控制小胶质细胞摄入最少的突触。结果表明小胶质细胞和神经元的贡献因素在精神分裂症患者增加突触修剪。

几个基因变异与精神分裂症的风险增加有关,和最密切相关的一个有关补充系统,导致免疫细胞的能力去除微生物和细胞死亡。调查人员发现,增加神经元的表达一个特定的补充蛋白质变异与由iMG细胞突触吸收增加,尽管这变种小胶质吸收的增加并不是唯一的因素。

自临床前研究表明,二甲胺四环素抗生素药物可能对神经退行性疾病有好处,尽管机制尚不清楚,调查人员进行预处理小胶质细胞培养与一系列二甲胺四环素剂量之前应用神经元细胞来源于精神分裂症患者和控制。最高剂量的二甲胺四环素几乎完全消除突触吞没。

调查是否二甲胺四环素,通常用来治疗粉刺的,人类也可能降低精神分裂症的风险减少突触修剪青春期,研究人员分析了10年的电子健康记录的数据来自两个学术医疗中心。规定至少有一个超过22000人的年龄在10到18岁的五种常用抗生素,随后203年被诊断出患有精神障碍。超过3800人用二甲胺四环素治疗或相关的强力霉素抗生素至少90天的风险显著降低后续的精神障碍诊断比那些接受其他抗生素。

“鼓励我们这些初步结果,它们代表第一步,“玻璃市说,哈佛医学院的精神病学教授。“尽管我们研究细胞更多的病人比以往的研究我们知道,我们需要更大的数字来更好地了解不同患者的细胞精神分裂症。有理由希望,我们开始了解导致这种毁灭性疾病发展战略的第一步,以防止,不仅治疗它。但还有更多的工作要做。”