横滨市立大学的研究人员开发了一种基于 PET 的方法来可视化 AMPA 受体，为了解精神疾病的生物学基础提供了见解，并可能为更有效的诊断和治疗铺平道路。
研究人员正在使用一种突破性的技术来观察患有各种精神疾病的患者体内参与神经传递的关键分子。
精神分裂症、躁郁症和自闭症谱系障碍(ASD) 等精神疾病比较常见，但诊断和治疗仍然很复杂。尽管临床医生可以识别与这些疾病相关的临床症状，但我们对其生物学特性和潜在生理原因的了解仍然有限。
专家们一致认为，突触问题（即神经元之间进行通讯的连接）可能是许多精神疾病的典型特征。理论上，如果我们能够分析精神疾病患者的突触特征，就有可能了解其生物学基础。然而，到目前为止，观察活体人类的突触一直很困难，该领域的进展有限。
幸运的是，横滨市立大学 (YCU)和日本其他机构的研究人员一直在积极努力解决这一问题。
2024 年 10 月 15 日发表在《分子精神病学》上的一篇论文中，由 YCU 的 Takuya Takahashi 教授领导的研究小组报告了一种新技术，该技术使用正电子发射断层扫描 (PET) 和一种名为 [ 11 C]K-2的特殊化学示踪剂可视化 α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸(AMPA) 受体。由于 AMPA 受体是神经传递中最重要的分子之一，这种方法可能会让我们学到很多有关精神疾病机制的知识。
精神疾病的 PET 成像研究在这项研究中，Takahashi 及其同事对 149 名患有精神疾病的患者的大脑进行了 PET 扫描。他们使用 [ 11 C]K-2 示踪剂可视化了大脑不同区域的 AMPA 受体密度，并探索了其与 ASD、抑郁症、精神分裂症和躁郁症的疾病严重程度的关系。除此之外，该团队还比较了患有这些疾病的患者和健康受试者之间的 AMPA 受体密度。Takahashi 强调说：“识别具有改变的 AMPA 受体密度的独特和共同的大脑区域为精神疾病的生物学机制提供了新的见解。”
在这项研究中，研究人员利用正电子发射断层扫描和一种特殊的示踪剂来研究一种重要的神经元受体 (AMPA) 的分布与不同精神疾病的发生和严重程度之间的关系。图片来源：横滨市立大学的 Takuya Takahashi
他们的分析表明，AMPA 受体的总体减少和/或分布不均衡可能是各种精神疾病的根源。它还揭示了每种疾病的有趣特征。例如，在精神分裂症中，与阳性症状（如幻觉）相关的区域并不总是与与阴性症状（如缺乏动力和情绪表达减少）相关的区域重叠。
这表明常见脑区和症状特异性脑区之间的相互作用调节着不同症状的表达。同时，在 ASD 中，症状严重程度与大部分皮质中 AMPA 密度的显著增加有很大关系。这种突触活动增多可能导致感觉知觉过程被破坏，这可能是 ASD 患者经常经历的外部感觉信息溢出的原因。
疾病特异性 AMPA 受体模式除抑郁症外，其他三种精神疾病都会导致大脑不同区域的 AMPA 受体密度与健康受试者存在明显差异。虽然这些受影响的区域在不同的疾病中是相同的，但每种疾病都表现出 AMPA 受体的整体独特分布。
有趣的是，AMPA 受体密度与疾病严重程度相关的区域（状态区域）与健康和患病受试者之间存在差异的区域（特征区域）之间几乎没有重叠。虽然原因尚不清楚，但研究人员推测，特征区域可能首先出现，并且是特定疾病的被动指标，而状态区域可能稍后出现，并且更直接地负责症状的表现及其严重程度。当然，这一理论值得在动物模型和人类中进一步研究，以收集更多实质性证据。
总体而言，这项研究的结果展示了所开发的技术在可视化重要突触受体和在生物学层面上描述精神疾病方面的强大功能。“这些发现可能对医疗保健和制药行业产生重大影响，因为它们提供了一种通过 AMPA 受体成像诊断和了解精神疾病的新方法，”Takahashi 乐观地总结道：“它可能带来基于突触功能的新型靶向疗法和诊断方法，从而提高治疗的精确度和疗效。”
幸运的是，这种新方法带来的准确诊断和有效治疗将为精神疾病患者提高生活质量铺平道路。
项目资助：日本文部科学省、日本医疗研究开发机构、日本学术振兴会、武田科学基金会、日本学术振兴会、庆应义塾下一代研究项目计划、SENSHIN 医学研究基金会与日本临床药理学研究基金会。
参考资料：“利用 AMPA 受体正电子发射断层扫描对主要精神疾病患者进行表征”，作者：Mai Hatano、Waki Nakajima、Hideaki Tani、Hiroyuki Uchida、Tomoyuki Miyazaki、Tetsu Arisawa、Yuuki Takada、Sakiko Tsukawa、Akane Sano、Kotaro Nakano、Tsuyoshi Eiro 、阿部裕树、须田晃、麻美武、桥本明丰、永井信宏、小泉辉树、中岛真一郎、黑川俊也、大谷洋平、高桥纪惠、菊地悠平、弥富大辅、本田诗织、神崎正宏、平野洋司、三泷亮、俊介田村、马场真吾、东高修、小坂宏隆、冈泽英彦、木村佑一、 Masaru Mimura 和 Takuya Takahashi，2024 年 10 月 15 日，分子精神病学。DOI：10.1038/s41380-024-02785-1
来源： 横滨市立大学
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