2009年5月18日

钾通道与精神分裂症有关

功能MRI数据叠加在大脑的3D MRI重建图像上 健康对照对象在思考任务期间,前额叶皮层(右)和海马(左)中的活动有所不同,具体取决于他们是否具有KCNH2钾通道基因的风险版本。 镍氢电池

科学家已经连接了一个调节精神分裂症细胞钾离子流入和流出的基因。该发现提供了新的潜在治疗靶标。

精神分裂症是一生的终生性脑部疾病,影响全世界1%的成年人。症状始于青春期晚期或成年初期,包括妄想症,例如听见声音和看到幻觉,妄想症和抑郁症。精神分裂症会影响注意力,记忆力和组织。

目前尚不清楚是什么原因导致精神分裂症。研究表明,该疾病源于多个基因与环境因素之间的复杂相互作用。最近有几种候选基因与该疾病有统计学联系。美国国立卫生研究院国家心理健康研究所(NIMH),美国国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)的科学家及其欧洲同事着手使用数百个家庭的5个大型临床数据集来追踪这些线索。研究小组分析了称为单核苷酸多态性(SNP)的微小变异,这些变异在先前的研究中已经与精神分裂症相关。

在2009年5月的 自然医学 ,研究人员报告说,他们的分析指出了一个名为KCNH2的基因的一个小区域的4个变异。 KCNH2基因编码钾离子通道,钾离子通道是一种调节钾离子流入或流出细胞的蛋白质。 KCNH2以其在心肌中的作用而闻名,在该过程中,KCNH2将钾离子运出细胞,在每次心跳后为肌肉充电,以保持规律的节奏。

在大脑中,已知KCNH2主要在前额叶皮层和海马中活跃。这些区域对于注意和记忆很重要。在神经元中,钾通道有助于控制细胞何时发射信号以向邻近的神经元发出信号。该过程部分受化学信使多巴胺的调节,多巴胺是目前用于治疗精神分裂症的抗精神病药物的主要靶标。

研究人员发现,携带SNP的健康人在智商和智力加工方面的表现明显较差。 MRI扫描显示,他们的大脑在执行任务时活动过度,这种现象以前与精神分裂症有关。具有SNP的健康人的海马体也较小,这也与精神分裂症有关。

通过对10位精神分裂症患者的KCNH2基因进行更紧密的遗传分析,研究人员发现了一种新形式的KCNH2,称为Isoform 3.1。在健康对照中,海马中的Isoform 3.1和KCNH2的水平大致相同。但是,精神分裂症患者的Isoform 3.1与KCNH2的比例被证明高出2.5。

研究人员使用培养的大鼠神经元来揭示Isoform 3.1导致神经元放电过度。研究人员推测,在大脑中,这可能会异常地引起神经元和大脑回路活动,从而导致精神分裂症的症状。

研究人员说,针对Isoform 3.1的治疗可能会改善精神分裂症患者大脑中的信息处理,同时避免心脏相关的副作用。

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