摘要：精神分裂癥的臨床癥狀，例如精神病和認知缺陷，可以通過源自患者干細胞的神經(jīng)元的活動來預(yù)測。

資料來源： LIBD

研究人員首次利用人類干細胞衍生的神經(jīng)元來預(yù)測精神疾病的主要特征，例如精神分裂癥患者的精神病和認知缺陷，這是一項為精神疾病的早期診斷和更好的治療帶來重大希望的突破。

干細胞衍生的神經(jīng)元可預(yù)測精神分裂癥患者的精神病和認知缺陷

利伯大腦發(fā)育研究所/馬爾茨研究實驗室 (LIBD) 的科學家今天在《美國國家科學院院刊》??(?PNAS?)上發(fā)表的一項研究?表明，精神分裂癥患者的臨床癥狀可以通過源自神經(jīng)元的活動來預(yù)測來自患者自身的干細胞。

細胞生理學與妄想、幻覺和認知改變等癥狀之間的這種聯(lián)系以前從未出現(xiàn)過。也就是說，沒有其他研究證明源自患者干細胞的神經(jīng)元模型與同一人的精神疾病的臨床相關(guān)特征之間存在強有力的關(guān)聯(lián)。

領(lǐng)導(dǎo)這項研究的利伯研究所研究員Brady J. Maher博士說：“這些令人興奮的結(jié)果讓我們對利用患者來源的干細胞模擬精神分裂癥的有效性充滿信心。”

“它們打開了個性化醫(yī)療的大門，讓人們有可能在某人患上精神分裂癥之前預(yù)測癥狀的嚴重程度——早在患者第一次精神病發(fā)作之前。”

僅在美國，就有大約350萬人患有精神分裂癥，這是一種使人衰弱的大腦疾病。精神分裂癥患者會出現(xiàn)妄想思維和幻覺。認知功能障礙——包括記憶力差和執(zhí)行功能下降——也是該疾病的核心特征。

根據(jù)精神分裂癥與精神病行動聯(lián)盟最近的一份報告，精神分裂癥是所有精神疾病中代價最高的一種，2020 年造成的損失達2816億美元。

馬赫和他的團隊克服了使用干細胞研究大腦疾病的研究人員面臨的基本挑戰(zhàn)。

科學家已經(jīng)能夠使用干細胞模型來模擬體內(nèi)許多器官的活動和分子特征。這些模型可以在培養(yǎng)皿中重現(xiàn)這些器官如何患病。

例如，對于阿爾茨海默病，細胞可以產(chǎn)生神經(jīng)原纖維纏結(jié)的特征性病理學。細胞還可以吸收異常蛋白質(zhì)沉積物，稱為路易體，與癡呆和帕金森病有關(guān)。

但對于精神分裂癥或抑郁癥等精神疾病，沒有特定的生物學特征可以區(qū)分健康的腦細胞和患病的腦細胞。

利伯研究所首席執(zhí)行官兼所長Daniel R. Weinberger醫(yī)學博士說：“由于缺乏明顯的異常來識別細胞是否來自精神分裂癥患者，因此沒有明顯的途徑來確認任何異常是否是罪魁禍首。”該研究的共同作者。

“有幾份報告稱，來自精神分裂癥捐獻者的干細胞衍生神經(jīng)元異常，但我們無法知道這些異常是否導(dǎo)致了疾病的任何方面，或者它們是巧合還是無關(guān)。”

因此，LIBD團隊做了一些獨特的事情，Weinberger說。他們發(fā)現(xiàn)精神分裂癥患者的神經(jīng)元與神經(jīng)正常個體的離子通道（調(diào)節(jié)大腦電活動的蛋白質(zhì)）功能存在差異。他們觀察到這些通道異常打開和關(guān)閉，從而改變了電活動的時間——這些證據(jù)預(yù)測了精神分裂癥的基本癥狀。

該研究的主要作者Stephanie Page解釋說：“我們研究了干細胞來源的神經(jīng)元的生理特征，并確定哪些神經(jīng)元可以預(yù)測實際患者（細胞的活體捐贈者）的疾病的有意義的臨床特征。

“我們發(fā)現(xiàn)了一種與捐獻者的精神病程度相關(guān)的細胞活動模式。我們發(fā)現(xiàn)了另一種活動模式，可以幾乎絕對準確地預(yù)測捐贈者的認知障礙程度。這些臨床特征、精神病癥狀和認知缺陷是精神分裂癥的主要表現(xiàn)。”

馬赫說：“當我們運行這些數(shù)據(jù)時，我們真的很驚訝地發(fā)現(xiàn)細胞生理學和精神分裂癥癥狀之間的相關(guān)性如此之強。” “盡管我們相信干細胞衍生模型的轉(zhuǎn)化潛力，但我們無法想象培養(yǎng)皿中這些細胞的活動能夠如此忠實地預(yù)測捐贈者的復(fù)雜行為。”

該研究的參與者主要是年輕的成年志愿者——13名具有精神分裂癥基因組高風險且臨床診斷為該疾病的個體，以及15名具有低風險的神經(jīng)典型個體。通過獲取醫(yī)學、精神病學和神經(jīng)病學病史、體格檢查、發(fā)育史、核磁共振掃描和全基因組基因分型，對受試者進行了廣泛的篩查。

負責臨床和認知功能數(shù)據(jù)的LIBD高級研究科學家理查德-斯特勞博博士說，有兩點使這項研究與其他研究不同。首先，細胞是根據(jù)精神分裂癥整體基因組風險的差異選擇的。

這項研究的第二個獨特之處在于，研究人員所能獲得的臨床細節(jié)幾乎是前所未有的–不僅包括診斷信息和參與者在認知測試中的表現(xiàn)，還包括其他所謂的 “深層表型”，如吸煙量（吸煙在精神分裂癥患者中非常普遍）、服用的藥物和癥狀模式等細節(jié)。

其他研究干細胞的精神分裂癥研究只掌握了樣本最基本的臨床數(shù)據(jù)–一個人是否患有精神分裂癥。但是，豐富的數(shù)據(jù)使LIBD的研究人員有獨特的能力，在進行廣泛而嚴格的臨床特征描述和認知能力測試后，清楚地辨別出患者的細胞系與他們的癥狀是如何匹配的。

溫伯格和他的同事們說，他們樂觀地認為，他們的獨一無二的研究成果可能會為應(yīng)對這種腦部疾病開辟新的途徑，多年來，這種疾病的治療進展一直停滯不前。雖然現(xiàn)有的治療精神分裂癥的藥物可以抑制妄想和幻覺，但它們并不能解決認知問題或觸及根本原因。

“溫伯格說：”擁有一個來自活體受試者的基礎(chǔ)實驗室細胞模型，可以預(yù)測他們各自疾病的嚴重程度，這對尋找新的治療方法是一個潛在的巨大改變。

“布雷迪說：”目前治療精神分裂癥的方法只針對精神病的癥狀，如幻覺和妄想。

“針對認知缺陷的治療方法完全缺乏。我們的研究為開發(fā)能夠治療這些陰性癥狀的精神分裂癥認知療法邁出了第一步。這將減輕這些患者及其家人的痛苦。它還能幫助精神分裂癥患者過上更有成效的生活。

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