在对早期诊断和更好地治疗精神疾病具有重大希望的突破中，研究人员首次使用源自人类干细胞的神经元来预测精神疾病的主要特征，例如精神分裂症患者的精神病和认知缺陷.
利伯脑发育研究所/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衍生的神经元的活动来预测。来自患者自身的干细胞。
这种联系——细胞生理学与妄想、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人的精神疾病的临床相关特征之间存在密切关联。
“这些令人兴奋的结果使我们对使用患者来源的干细胞模拟精神分裂症的有用性建立了信心，”领导该研究的利伯研究所研究员 Brady J. Maher 博士说。
“他们为个性化医疗打开了大门，让人们有可能在某人患上精神分裂症之前预测症状的严重程度——远在患者第一次精神病发作之前。”
仅在美国，就有大约 350 万人患有精神分裂症，这是一种使人衰弱的脑部疾病。精神分裂症患者会出现妄想和幻觉。认知功能障碍——包括记忆力差和执行功能下降——也是该疾病的核心特征。
根据精神分裂症与精神病行动联盟最近的一份报告，精神分裂症是所有精神疾病中成本最高的一种，2020 年的成本为 2816 亿美元。
Maher 和他的团队克服了使用干细胞研究脑部疾病的研究人员所面临的基本挑战。
科学家们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概括这些器官是如何患病的。
例如，对于阿尔茨海默病，可以使细胞产生神经原纤维缠结的特征性病理学。细胞也可以吸收异常的蛋白质沉积物，称为路易体，与痴呆和帕金森病有关。
但是对于精神分裂症或抑郁症等精神疾病，没有特定的生物学特征可以区分健康的脑细胞和患病的脑细胞。
利伯研究所首席执行官兼主任、医学博士 Daniel R. Weinberger 说：“由于缺乏将细胞识别为来自精神分裂症患者的明显异常，因此没有明显的途径可以确认任何异常都是罪魁祸首。”该研究的合著者。
“有几份关于精神分裂症供体的干细胞衍生神经元异常的报告，但无法知道这些异常是否与疾病的任何方面有关，或者它们是否是巧合或无关的。”
因此，LIBD 团队做了一些独特的事情，Weinberger 说。他们发现了精神分裂症患者神经元中离子通道（调节大脑电活动的蛋白质）的功能与神经典型个体相比的差异。他们观察到这些通道异常地打开和关闭，改变了电活动的时间——这是预测精神分裂症基本症状的证据。
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）的疾病的有意义的临床特征。
“我们发现了一种与捐赠者的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，几乎可以绝对准确地预测捐赠者的认知障碍水平。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相关性的强度，”马赫说。“尽管我们相信干细胞衍生模型的转化潜力，但我们无法想象培养皿中这些细胞的活动会如此忠实地预测捐赠者的复杂行为。”
该研究的参与者主要是年轻的成年志愿者——13 名具有精神分裂症高基因组风险和该疾病临床诊断的个体，以及 15 名低风险的神经典型个体。通过获得医学、精神病学和神经病学史、体格检查、发育史、MRI 扫描和全基因组基因分型，对受试者进行了广泛筛选。
处理临床和认知功能数据的 LIBD 高级研究科学家 Richard Straub 博士说，有两点使这项研究与众不同。首先是根据精神分裂症总体基因组风险的差异选择细胞。
该研究的第二个独特之处在于，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“深度表型”，比如他们的吸烟量等细节。吸烟在精神分裂症患者中很常见），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。但丰富的数据使 LIBD 研究人员具有独特的能力，在进行广泛而严格的临床表征和认知表现测试后，能够清楚地辨别患者的细胞系如何与他们的症状相匹配。
Weinberger 和他的同事们表示，他们很乐观地认为，他们独一无二的结果可以为对抗脑部疾病开辟新途径，而这种疾病的治疗进展已停滞多年。虽然用于治疗精神分裂症的可用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。
“拥有来自活体受试者的基本实验室细胞模型，可以预测他们个人明显疾病的严重程度，这可能是寻找新治疗方法的潜在巨变，”温伯格说。
“目前对精神分裂症的治疗只能解决精神病的症状，如幻觉和妄想，”布雷迪说。
“完全缺乏针对认知缺陷的治疗。我们的研究是开发可以治疗这些负面症状的精神分裂症认知疗法的第一步。这将为这些患者及其家人减轻很多痛苦。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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