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髮絲藏有秘密,擁有檢測思覺失調症的生物標記

日本RIKEN腦科學中心(RIKEN CBS)的研究人員利用模式研究小鼠、去世者的大腦及思覺失調症患者,發現思覺失調症亞型和異常高濃度的硫化氫出現在大腦有關。實驗顯示硫化氫的濃度異常,可能是因為發展過程中DNA修飾反應異常而造成終生影響。

這項發現不僅提供藥物開發的新方向,異常高濃度的硫化氫製造酶(hydrogen sulfide-producing enzyme)還可以當做檢測此類型思覺失調症的生物標記。

只要找到可靠和客觀的生物標記,診斷思考形態障礙就會變得容易。在研究思覺失調症的這30多年來,人們已經知道此症與異常的驚嚇反應有關。

一般來說,如果在被驚嚇刺激前先給幅度較小的刺激(prepulse),那麼遇到大刺激的驚嚇反應便會減少,因為提早出現的小型脈衝抑制了隨後出現的大脈衝驚嚇反應,前述現象稱為前脈衝抑制作用(prepulse inhibition,PPI)。思覺失調症的患者對PPI的反應較小,也即有小幅度刺激預先出現在,仍然不能減少他們對隨後大刺激出現的驚嚇反應。

PPI測試是很好的行為檢測指標,雖然無法直接幫助我們了解思覺失調症的生物機制,但是現今發現思覺失調症的起點。

RIKEN CBS研究人員起初試圖在對PPI有極高或極低反應的不同品種小鼠,尋找蛋白質表現量不同處。最終他們發現在極低PPI反應的小鼠中,Mpst酵素表現量比極高PPI反應的小鼠高出許多。研究團隊已知道Mpst酵素作用為合成硫化氫,於是他們測量硫化氫的濃度,發現低PPI反應的小鼠硫化氫濃度比較高。

團隊負責人Takeo Yoshikawa博士說:「以前沒有人思考過硫化氫和思覺失調症之間的關係。」

首先,研究人員為了確定Mpst是否為罪魁禍首,於是創造剔除Mpst基因的低PPI反應小鼠,隨後發現它們的PPI反應高於基因型正常的低PPI反應小鼠,說明減少Mpst的表現量有助於小鼠正常表現。接著,研究人員發現在生前患有思覺失調症的大體大腦海中,MPST基因表現量高於非患者的大腦,MPST蛋白質含量也與患者生前思覺失調症的嚴重程度有密切相關。

為設計藥物提供了新方向

現在研究團隊擁有足夠證據可以將MPST表現量當作思覺失調症的生物標記。他們檢查150多名思覺失調症患者的毛囊,發現MPST mRNA的表現量比非患者的人高出許多。儘管硫化物壓力並不適用於所有思覺失調症病例,因此結果並不完美,但在其他癥狀還沒出現之前,頭髮中的MPST含量可能是思覺失調症的良好生物標記。

一個人是否會患思覺失調症與他們的基因和生活環境有關。檢測小鼠和去世者的大腦均發現高濃度的MPST與DNA變化有關,進而永久改變基因表達。因此研究團隊下一步是尋找可能導致MPST表現量永久增加的環境因素。

已知硫化氫可抵抗發炎作用,因此研究團隊假設發炎刺激可能是早期病程發展的根本因素。Yoshikawa博士說:「我們發現包含硫化氫在內的抗氧化標記物,都會補償大腦在發育過程遇到的抗氧化壓力和神經性發炎反應,同時和思覺失調症患者大腦的MPST濃度有關。」一旦引發過量的硫化氫產生,便會造成DNA在表觀遺傳的永久改變,進而導致由硫化物壓力引起的思覺失調症。

目前治療思覺失調症的藥物主要針對大腦海中的多巴胺(dopamine)和血清素(serotonin)系統,但這些藥物並不是很有效且有副作用。Yoshikawa博士表示許多製藥公司已經放棄開發新葯,目前約有30%思覺失調症患者對第二型多巴胺受體拮抗劑(dopamine D2-receptor antagonist)療法產生排斥。

新的研究結果為設計藥物提供了新方向,科學家正在測試抑制硫化氫的合成是否可以降低思覺失調症小鼠的癥狀。

(首圖來源:pixabay)

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