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研究发现干细胞来源的神经元可以预测精神分裂症患者的精神病和认知缺陷

医学研究 2023-03-10 17:01:49

Credit:公共领域 研究人员首次利用来自人类干细胞的神经元来预测精神疾病的主要特征,如精神病和精神分裂症患者的认知缺陷,这一突破为精神疾病的早期诊断和更好的治疗带来了巨大希望

利伯大脑发育研究所/马尔茨研究实验室(LIBD)的科学家今天在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表的一项研究表明,精神分裂症患者的临床症状可以通过患者自身干细胞衍生的神经元活动来预测

这种联系——细胞的生理学与妄想、幻觉和认知改变等症状之间的联系——以前从未有过

也就是说,没有其他研究表明,源自患者干细胞的神经元模型与同一个人精神疾病的临床相关特征之间存在强有力的联系

布雷迪·J说:“这些令人兴奋的结果建立了我们对用患者来源的干细胞模拟精神分裂症的有用性的信心。”

马希尔博士

D

领导这项研究的利伯研究所研究员

“它们打开了个性化医疗的大门,打开了在一个人发展成精神分裂症之前预测症状有多严重的可能性——远在患者第一次精神病发作之前

" 仅在美国,大约有3个

500万人患有精神分裂症,这是一种使人衰弱的大脑疾病

精神分裂症患者经历妄想和幻觉

认知功能障碍——包括记忆力差和执行功能下降——也是这种疾病的核心特征

在所有精神疾病中,精神分裂症花费最大

S

281美元

根据精神分裂症和精神病行动联盟最近的一份报告,2020年为60亿

马希尔和他的团队克服了利用干细胞研究大脑疾病的研究人员面临的一个根本性挑战

科学家已经能够使用干细胞模型来模拟体内许多器官的活动和分子特征

这些模型可以在培养皿中重现这些器官是如何患病的

例如,在阿尔茨海默氏病中,细胞可以发展成神经纤维缠结的特征性病理

细胞也可以吸收异常的蛋白质沉积,称为路易体,与痴呆症和帕金森氏病有关

但是对于精神疾病,如精神分裂症或抑郁症,没有特定的生物学特征来区分健康的脑细胞和患病的脑细胞

丹尼尔·R说:“由于缺乏一种明显的异常来识别细胞来自精神分裂症患者,因此没有明显的途径来确认任何异常都是罪魁祸首。”

温伯格

D

李伯研究所的首席执行官兼主任,该研究的合著者

“已经有几份关于精神分裂症捐献者的异常干细胞来源神经元的报告,但无法知道这些异常是否解释了疾病的任何方面,或者它们是巧合还是无关

" 温伯格说,因此,LIBD团队做了一些独特的事情

他们确定了来自精神分裂症患者的神经元与神经典型个体的离子通道(调节大脑电活动的蛋白质)功能的差异

他们观察到这些通道异常打开和关闭,改变了电活动的时间——这些证据预示了精神分裂症的基本症状

该研究的主要作者斯蒂芬妮·佩奇解释说:“我们研究了干细胞衍生神经元的生理特征,并确定了哪些神经元可以预测实际患者(细胞的活体供体)中这种疾病的有意义的临床特征

我们发现了一种与捐赠者精神病程度相关的细胞活动模式

我们发现了另一种活动模式,它几乎绝对准确地预测了捐献者的认知障碍水平

这些临床特征、精神病症状和认知缺陷是精神分裂症的主要表现

" “当我们运行数据时,我们真的很惊讶地看到细胞生理学和精神分裂症症状之间的相关性,”马希尔说

“尽管我们相信干细胞衍生模型的翻译潜力,但我们无法想象这些细胞在培养皿中的活动会如此忠实地预测捐献者的复杂行为

" 这项研究的参与者主要是年轻的成年志愿者——13名既有精神分裂症的高基因组风险又有该疾病的临床诊断的个体,以及15名神经典型的低风险个体

受试者通过获取医学、精神病学和神经学病史、体格检查、发育史、核磁共振扫描和全基因组基因分型进行了广泛筛查

理查德·施特劳布博士

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处理临床和认知功能数据的LIBD高级研究科学家说,有两件事使这项研究与众不同

首先,细胞的选择是基于精神分裂症总体基因组风险的差异

这项研究的第二个独特之处是,研究人员可以获得的临床细节几乎是前所未有的——不仅仅是诊断信息和参与者在认知测试中的表现,还有其他所谓的“深层表型”,比如他们吸烟的量(吸烟在精神分裂症患者中非常常见)、他们服用了什么药物以及他们的症状模式

其他检查干细胞的精神分裂症研究只有关于他们样本的最基本的临床数据——一个人是否患有精神分裂症

但是丰富的数据赋予了LIBD研究人员独特的能力,在进行了广泛而严格的临床特征和认知能力测试后,他们能够清楚地辨别出患者的细胞系与他们的症状是如何匹配的

温伯格和他的同事们说,他们乐观地认为,他们独一无二的结果可能会为应对大脑疾病开辟新的途径,而大脑疾病的治疗进展已经停滞多年

虽然用于治疗精神分裂症的现有药物可以抑制妄想和幻觉,但它们不能解决认知问题或触及根本原因

温伯格说:“从活的受试者身上获得一个基本的实验室细胞模型,可以预测他们明显疾病的个体严重程度,这是寻找新治疗方法的机会的一个潜在的巨大变化。”

布雷迪说:“目前对精神分裂症的治疗只针对精神病的症状,如幻觉和妄想。”

“针对认知缺陷的治疗完全缺乏

我们的研究是开发精神分裂症认知疗法的第一步,这种疗法可以治疗这些负面症状

这将减轻这些病人及其家人的痛苦

它还可以帮助精神分裂症患者过上更有成效的生活

"

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