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。

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。

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。

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，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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