髪の分析は統合失調症を診断できますか？
統合失調症の生物学的起源を調査するための新しいアプローチにより、脳内での硫化水素の過剰産生が要因として特定されました。
最近の EMBO分子医学 研究はまた、脳内で硫化水素を生成し、人間の髪の毛に痕跡を残すのを助ける酵素が統合失調症のサブタイプの発症前のバイオマーカーとして役立つ可能性があることを示唆しています。
研究者らは、この発見が統合失調症の新しいクラスの薬につながる可能性があると提案しています。脳のドーパミンとセロトニンシステムを対象とする現在の治療法は、常に効果的であるとは限らず、副作用を引き起こします。
「硫化水素の代謝経路を標的とすることは、新しい治療アプローチを提供します」と著者らは結論付けました。その調査には、遺伝子操作されたマウス、死後の人間の脳組織、統合失調症の有無にかかわらず人々が関わっていました。
日本の理化学研究所脳科学センターの分子精神医学チームを率いる上級研究著者の吉川猛夫博士は、製薬会社が統合失調症の新しい治療法の開発をやめたと述べています。
「新薬の開発には新しいパラダイムが必要です。現在、統合失調症患者の約30％がドーパミンD2受容体拮抗薬療法に耐性があります」と彼は述べています。
より信頼性の高いマーカーを求めて
一言で言えば、新しい研究は、より信頼性の高い、客観的な生化学的マーカーを特定するために、プレパルス抑制と呼ばれる統合失調症の行動マーカーの分子基盤を調査します。
ほとんどの人は驚愕で突然のノイズのバーストに反応します。ただし、直前に小さな短いバースト（またはプレパルス）が聞こえた場合、大きなバーストは驚愕しません。これは、プレパルスが驚愕反応を抑制するためです。
何十年もの間、科学者は統合失調症の多くの人々がより低いプレパルス抑制を持っていることを知っていました。突然の大きな音に対する驚愕反応は、プレパルスがあっても過度です。
吉川博士らは、調査の出発点としてプレパルス抑制を採用しました。
彼らは、プレパルス抑制のレベルが異なるマウスの系統を使用して、それらのレベルに一致する可能性のあるタンパク質発現のパターンを検索しました。
この検索により、酵素Mpstが特定されました。研究者らは、プレパルス抑制が低いマウスが、プレパルス抑制が高いマウスよりもはるかに高い脳レベルのMpstを持っていることを観察しました。
Mpst、硫化水素、および毛包
Mpstの機能の1つが化合物の硫化水素の生成を助けることであることを知って、チームは動物の脳をテストし、硫化水素レベルがプレパルス抑制が低い動物の方が高いことを発見しました。
「硫化水素と統合失調症の因果関係については誰も考えたことがありません」と吉川博士はコメントしています。
「これを発見したら、それがどのように起こるか、そしてマウスでのこれらの発見が統合失調症の人々に当てはまるかどうかを理解する必要がありました」と彼は付け加えます。
Mpstを彼らの主な容疑者として特定した後、研究者たちはさらなる証拠を探しに行きました。彼らは、Mpstを欠くマウスを操作し、通常のマウスよりも高いプレパルス抑制があることを示しました。
この結果は、Mpstを減らすことがプレパルス抑制を回復する方法である可能性があることを意味しました。
証拠収集の次の段階では、チームは統合失調症のある人とない人の死後の脳組織を比較しました。
比較により、統合失調症患者の脳組織におけるMpstをコードする遺伝子のより強い発現が明らかになりました。また、Mpstのレベルは、死亡前の統合失調症の症状の重症度と一致しているようでした。
別の一連のテストでは、研究者らは統合失調症のある149人と統合失調症のない166人の毛包を調べました。彼らは、統合失調症の人々の毛包のMpstをコードする遺伝子からの情報を転写するタンパク質のレベルが高いことを発見しました。
統合失調症のエピジェネティックな起源
統合失調症を発症する可能性には、遺伝子と環境の相互作用が含まれます。この相互作用の例は、DNA上の化学タグが遺伝子発現のオンとオフを切り替えるなど、遺伝子発現を変化させる可能性があるエピジェネティックな変化です。
マウスと死後の人間の脳組織でのテストは、より高いレベルのMpstが遺伝子発現に永続的な変化をもたらすDNAの変化と相関することを示しました。これを知って、チームはMpstの永続的な上昇を引き起こす可能性のある環境要因を探しました。
硫化水素はストレスによって引き起こされる炎症から保護することができるので、チームは初期の脳の発達中の炎症性ストレスが統合失調症の根本原因に寄与するのではないかと考えました。
「脳の発達中の酸化ストレスと神経炎症を補償する抗酸化マーカー（硫化水素の生成を含む）が統合失調症の人々の脳のMpstレベルと相関していることを発見しました」と吉川博士は述べています。
これが統合失調症の起源にとって何を意味するのかを推測して、彼は、エピジェネティックな変化が硫化水素の過剰産生に切り替わると、それは個人の残りの人生の間続くことを示唆しています。彼はこれを「硫化物ストレス」によって引き起こされる統合失調症と呼んでいます。
「私たちの結果は、ドラッグを設計するための新しい原理またはパラダイムを提供します。現在、硫化水素の合成を阻害することで統合失調症のマウスモデルの症状を緩和できるかどうかをテストしています。」
吉川猛夫博士
