关注头顶大事!头发中可以检测出精神分裂的生物标志物
2019/10/30
头发中隐藏了很多秘密,日本研究学者表示可以通过头发来判断一个人是否患有精神分裂。

近日,日本RIKEN脑科学中心传来好消息!研究人员在人的头发中检测到精神分裂的生物标志物。( 精分的小编头皮一紧 真的是太兴奋了)这意味着在未来可以通过对头发样本进行简单的分析来确定是否患有精神分裂症。

头发中隐藏的秘密

人类的毛发中隐藏了许多的秘密,像是结核病、肠胃病、贫血以及动脉粥样硬化等疾病都能够通过头发窥看一二。那么精神分裂跟头发会有什么关系呢?对精神分裂症的研究已经有了30多年历史,我们知道它与异常的惊吓反应有关。难道是吓得炸毛了所以头发中留下一些精神分裂症的蛛丝马迹?


日本RIKEN脑科学中心的科学家们在对小鼠和人类死后的大脑组织样本进行检测,研究发现精神分裂的一种亚型与大脑中异常高水平的硫化氢有关,而大脑中的硫化氢水平可以反映在头发中。

实验表明,这种异常可能是由于在整个生命过程中持续发生的DNA修饰反应引起的。这一研究发现除了为药物治疗提供了新的方向外,还未检测精神分裂症提供了新的生物标志物:产生异常硫化氢的酶。

PPI与精神分裂

在我们突然接收到外界刺激(如声、光等)的时候,我们会产生震惊反应,产生全身肌肉屈曲拉直的反射,也就是人们所说的惊吓。当多个刺激信号分先后出现时,中枢神经系统优先处理先出现的刺激信号,即使后出现的信号强度较大也会得到抑制,这就是所谓的前脉冲抑制(prepulse inhibition, PPI)现象。

但是在精神分裂症患者中,PPI降低,这意味着他们的惊吓反应没有得到抑制,因此对外界刺激变得格外敏感。可以说PPI测试是检测精神分裂症的不错指标。

于是,研究小组开始寻找表现出极低或极高PPI小鼠在蛋白质表达的方面的差异。最终,他们发现酶Mpst在低PPI的小鼠中的表达要比在高PPI的中更高。此前有研究表明:Mpst酶有助于产生硫化氢。


研究员竹川俊夫表示:“没有人想到过硫化氢和精神分裂症之间的因果关系,一旦发现这一点,我们就必须弄清楚它是如何发生的,以及这些发现是否对患有精神分裂症的人正确。”

硫化氢是精神分裂的元凶

首先,为了验证Mpst酶是造成神经分裂的罪魁祸首,研究人员创建了Mpst基因敲除版本的低PPI小鼠。接着,研究人员对精神分裂症患者死后的大脑进行研究发现,精神分裂患者的MPST基因表达确实高于未患病者的死后大脑。他们大脑中的MPST蛋白水平也与死前症状的严重程度密切相关。

可以证明MPST基因足以成为精神分裂症的生物标志物。于是研究人员检查了150多名患有精神分裂症的人的毛囊,发现MPST mRNA的表达要比没有精神分裂症的人高得多。头发中的MPST水平可能是精神分裂症的良好生物标志物,而其他症状并未出现。

在进一步的研究中,科学家发现:高MPST水平与DNA的变化有关,从而导致基因表达的永久改变。因此,下一步是团队寻找可能导致MPST产量永久增加的环境因素。


由于硫化氢实际上可以抵御炎症应激,该小组假设早期发育过程中的炎症应激可能是根本原因。研究者吉川说:“我们发现抗氧化标记物(包括硫化氢的产生)可以补偿大脑发育过程中的氧化应激和神经炎症,这与精神分裂症患者大脑中的MPST水平相关。”

一旦引发过量的硫化氢产生,DNA便会发生永久性的表观遗传变化,它会在整个生命中持续存在,从而导致“硫化物压力”引起的精神分裂症。

目前,精神分裂症的治疗集中在脑中的多巴胺和5-羟色胺系统。由于这些药物不是很有效并且有副作用,很多制药公司已经放弃了新药的开发。开发新药需要新的范例。目前,大约30%的精神分裂症患者对多巴胺D2受体拮抗剂治疗有抵抗力。该结果为设计药物提供了新的原理或范式。

参考资料:

[1] Biomarker for schizophrenia can be detected in human hair

[2] Excess hydrogen sulfide and polysulfides production underlies a schizophrenia pathophysiology


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