补充治疗小鼠的精神分裂症，恢复健康的“舞蹈”和神经元结构

简单的膳食补充剂减少了小鼠的行为症状，遗传突变导致精神分裂症。在额外的实验之后，包括可视化未成熟脑细胞的荧光染色的舞蹈边缘，研究人员得出结论，补充剂可能保护构建神经元细胞骨骼的蛋白质。

补充甜菜碱首先是从甜菜中分离出来，通常与甜味或鲜香味有关。Betaine的健康水平来自外部食物来源和身体内部合成。甜菜碱补充剂已经在临床上使用，以治疗代谢疾病的同性恋疾病。

“如果医生没有推荐，我不鼓励任何人都没有理由服用甜菜碱。但是，我们知道这种药物已经在临床上使用了，因此将其重新调整为治疗精神分裂症should be safe," said Project Professor Nobutaka Hirokawa, M.D., Ph.D., from the University of Tokyo Graduate School of Medicine who led the recent research project. Hirokawa has been a member of the Japan Academy, a national honorary organization recognizing scientific achievement, since 2004 and received a Person of Cultural Merit award from the Japanese government in 2013.

精神分裂症估计为全球化的100人中大约1人，是全球残疾前15个主要原因之一。

“对精神分裂症有治疗，但是他们有副作用，遗憾的是，患者仍然没有有效的药物，以便我们可以解释为什么它的工作原理，”Hirokawa解释道。

被诊断出精神分裂症的人的遗传研究发现，疾病与Kinesin家族3B（KIF3B）基因的变化以及参与身体内部合成甜菜碱的另一个基因之间可能的联系。

Hirokawa和他的实验室成员已经将所有45个成员分类为哺乳动物中的所有45个成员，其中大多数是在整个细胞中编码移动材料的电机蛋白质。通常，KIF3B蛋白质与另一个Kinesin超家族蛋白联系在一起，通过上下细胞的骨架行驶，在整个神经元中运输货物。

在最近的研究中使用的小鼠只有一种kif3b基因的功能拷贝，并且通常用作精神分裂症的动物模型。这些小鼠避免了社交互动，并表现出与人类患者患有精神分裂症的考验中称为预浸禁止，这衡量了它们是多么突然，响亮的声音突然出现的令人震惊的声音。

kif3b.突变小鼠在补充有三次正常的甜菜碱具有正常行为的饮食中提出，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对小鼠产生这种影响，研究人员在实验室中使用KIF3B突变来增加神经细胞，并添加荧光标记，因此它们可以观察细胞骨架。

健康神经元的形状是一种树木：由树枝围绕的细胞体，树枝状管，连接到长躯干，轴突。在实验室中生长的KIF3B突变体神经元有一个不寻常的超支结构，树突过多。无论他们活着的时候服用了什么治疗或药物，也可以看到类似的超支化神经元。

在健康神经元发育期间，细胞的主体填充骨骼组分，称为管蛋白。同时，由于另一种称为丝状肌动蛋白的另一个骨架组分的运动，细胞的前部增长锥在尖峰，不稳定的舞蹈中建造出来。在KIF3B突变体中，这种舞蹈运动，专家称为层层动态，明显减少，模子蛋白和肌动蛋白之间的分裂是模糊的。

神经元细胞骨架中的肌动蛋白部分由称为CRMP2的另一蛋白质组装。KIF3B突变小鼠和人精神分裂症患者的化学分析显示对CRMP2的显着化学损伤，这导致蛋白质聚集在一起。

已知甜菜碱可防止化学损伤，羰基胁迫，导致该CRMP2功能障碍。

“在精神分裂症患者的后期大脑中，CRMP2是大脑中的蛋白质，具有最多的羰基胁迫。甜菜碱可能消除精神分裂症方程的羰基应力部分，”Hirokawa说。

通过保护CRMP2免受损伤，甜菜碱治疗允许KIF3B突变神经元构建适当的结构。通过结构骨骼骨架导航，剩余的功能性KIF3B蛋白可以在细胞周围穿梭货物。其他试管实验表明，KIF3B和CRMP2可以结合在一起，但它们的确切关系仍然不清楚。

Hirokawa说:“我们知道，甜菜碱在精神分裂症患者大脑中的含量会降低，所以这项研究有力地表明，甜菜碱至少可以治疗某些类型的精神分裂症。”

宇洛义研究团队规划未来与制药公司的合作和甜菜碱补充剂的临床研究作为精神分裂症的治疗方法。