补品可以治疗老鼠的精神分裂症，恢复健康的“舞蹈”和神经元结构

一种简单的膳食补充剂可以减少导致精神分裂症的基因突变小鼠的行为症状。在额外的实验，包括观察未成熟脑细胞的荧光染色跳舞边缘后，研究人员得出结论，这种补充物可能保护了构建神经元细胞骨架的蛋白质。

的补充甜菜碱最初是从甜菜中分离出来的，通常与甜味或鲜味有关。甜菜碱的健康水平来自外部食物来源和体内合成。甜菜碱补充剂已经用于临床治疗代谢疾病高胱氨酸尿症。

“如果没有医生的建议，我不鼓励任何人无缘无故地服用甜菜碱。但是，我们知道这种药物已经在临床上使用了，所以要重新利用它来治疗精神分裂症应该是安全的，”东京大学医学研究生院的项目教授Nobutaka Hirokawa说，他领导了最近的研究项目。自2004年以来，Hirokawa一直是日本科学院的成员，这是一个表彰科学成就的国家荣誉组织，并于2013年获得了日本政府颁发的文化功勋奖。

据估计，全球每100人中就有1人患有精神分裂症，它是全球15大致残原因之一。

他说:“精神分裂症有治疗方法，但是它们有副作用。不幸的是，至今还没有一种有效的药物可以用来从生物化学上解释它起作用的原因。”

对精神分裂症患者的遗传学研究发现，这种疾病可能与kif3b家族基因以及另一个参与身体内部合成甜菜碱的基因的变异有关。

Hirokawa和他的实验室成员已经将哺乳动物驱动蛋白超家族的45个成员分类，其中大多数编码在细胞内移动物质的运动蛋白。通常情况下，KIF3B蛋白与另一种驱动蛋白超家族蛋白连接在一起，通过在细胞骨架上上下移动将货物运输到整个神经元。

在最近的研究中使用的小鼠只有kif3b基因的一个功能副本，经常被用作精神分裂症的动物模型。这些老鼠避免社交活动，表现出和人类患者对精神分裂症患者进行了一项名为脉冲前抑制的测试，该测试测量他们在听到突然的、响亮的声音之后再听到较轻的声音时的震惊程度。

Kif3b突变小鼠在补充三倍于正常量的甜菜碱的饮食中饲养的孩子行为正常，这表明甜菜碱补充剂可以治疗精神分裂症症状。

为了弄清楚为什么甜菜碱会对老鼠产生这种影响，研究人员在实验室中培养了kif3b突变的神经细胞，并添加了荧光标记，以便观察细胞骨架的形成。

健康神经元的形状让人联想到树:一个被树枝(树突)包围的细胞体，依附在一个长长的树干(轴突)上。在实验室中生长的Kif3b突变神经元具有一种不寻常的、有太多树突的多分支结构。在精神分裂症患者捐赠的大脑样本中也可以看到类似的多分支神经元，不管他们生前接受过什么治疗或药物。

在健康的神经元发育过程中，细胞的主体充满了一种叫做微管蛋白的骨架成分。与此同时，由于另一种骨骼成分丝状肌动蛋白的运动，细胞的前端生长锥以一种尖状、不规则的舞蹈向外形成。在kif3b突变体中，这种被专家称为板椭圆动力学的舞蹈运动明显减少，微管蛋白和肌动蛋白之间的界限模糊。

神经元细胞骨架中的肌动蛋白部分由另一种名为CRMP2的蛋白质组装而成。对kif3b突变小鼠和人类精神分裂症患者大脑的化学分析显示，CRMP2受到显著的化学损伤，导致蛋白质聚集在一起。

众所周知，甜菜碱可以防止引起CRMP2功能障碍的羰基应激这类化学损伤。

“在精神分裂症患者死后的大脑中，CRMP2是大脑中羰基压力最大的蛋白质。甜菜碱可能消除了精神分裂症方程式中的羰基压力部分，”Hirokawa说。

通过保护CRMP2免受损害，甜菜碱处理允许kif3b突变的神经元构建适当的结构。有了一个结构健全的骨架来导航，KIF3B蛋白的剩余功能可以在细胞内穿梭货物。其他的试管实验表明，KIF3B和CRMP2可以结合在一起，但它们的确切关系尚不清楚。

Hirokawa说:“我们知道，精神分裂症患者大脑中的甜菜碱含量下降，所以这项研究强烈表明，甜菜碱至少可以治疗某些类型的精神分裂症。”

东京大学的研究团队正在计划未来与制药公司的合作，并对甜菜碱补充剂治疗精神分裂症进行临床研究。

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