日本科学家开发出突破性维生素K衍生物,有望帮助大脑自我修复

B站影视 内地电影 2025-10-15 18:38 1

摘要:日本芝浦工业大学的科学家们开发出一种新型维生素K类似物,其促进神经元再生的能力是天然维生素K的三倍,为阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的治疗带来了革命性突破。这项发表在《ACS Chemical Neuroscience》期刊上的研究成果,首次揭示了维生

信息来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251014014312.htm

日本芝浦工业大学的科学家们开发出一种新型维生素K类似物,其促进神经元再生的能力是天然维生素K的三倍,为阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的治疗带来了革命性突破。这项发表在《ACS Chemical Neuroscience》期刊上的研究成果,首次揭示了维生素K促进神经元分化的分子机制,并成功设计出能够穿越血脑屏障的强化版本。

神经再生的新希望

神经退行性疾病影响全球数千万患者,其共同特征是神经元的逐渐死亡和功能丧失。目前的治疗方法主要集中在症状管理上,而非根本性的神经修复。芝浦工业大学生物科学与工程系的广田义久副教授和须原义智教授领导的研究团队,将目光投向了一个出人意料的候选者——维生素K。

维生素K长期以来因其在血液凝固和骨骼健康中的作用而广为人知,但近年来科学家们发现它在神经系统中也扮演着重要角色。天然形式的维生素K,特别是甲萘醌4(MK-4),已被证实能够促进神经元分化,但其效力有限。研究团队决定通过分子工程技术来增强这一特性。

通过将维生素K与维甲酸(维生素A的活性代谢物)结合,研究人员创造出12种不同的杂交维生素K同系物。在这些化合物中,一种结合了维甲酸和甲酯侧链的新型维生素K类似物(Novel VK)表现出最为突出的神经保护效果。实验数据显示,这种增强版维生素K能够使神经元分化增加三倍,远超天然维生素K的效果。

揭示神经保护的分子机制

日本芝浦工业大学的科学家们开发了强大的新型维生素 K 类似物,显示出再生阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等疾病中丢失的神经元的巨大潜力。图片来源:Shutterstock

更为重要的是,该研究首次阐明了维生素K促进神经再生的详细分子机制。通过转录组学分析,研究团队发现维生素K诱导的神经元分化是通过代谢型谷氨酸受体(mGluR)介导的,特别是mGluR1受体。这一发现具有重要意义,因为先前研究已经表明,缺乏mGluR1受体的实验小鼠会出现类似神经退行性疾病的运动和突触损伤症状。

分子对接研究进一步证实,Novel VK与mGluR1受体具有比天然维生素K更强的结合亲和力。这种增强的结合能力解释了为什么新型维生素K类似物在促进神经元分化方面表现更加优异。同时,维生素K和维甲酸分别通过类固醇和异生素受体(SXR)以及视黄酸受体(RAR)影响基因转录,杂交分子保持了两个亲本分子的生物学功能,实现了协同效应。

药物开发的关键优势

对于任何潜在的神经系统药物而言,能否有效穿越血脑屏障是决定其临床应用价值的关键因素。血脑屏障是大脑的天然保护屏障,能够阻止大多数化合物进入脑组织,这也是许多神经系统疾病治疗面临的主要挑战之一。

令人振奋的是,体内实验证明Novel VK不仅能够成功穿越血脑屏障,还表现出稳定的药代动力学特征。更重要的是,这种新型化合物比天然维生素K更容易转化为生物活性形式的MK-4,并在大脑中实现了更高的有效浓度。这些特性为其未来的临床应用奠定了坚实基础。

研究人员还观察到,细胞对Novel VK的摄取能力显著增强,细胞内MK-4浓度呈现明显的剂量依赖性增加。这种改善的生物利用度意味着相同剂量下能够产生更强的治疗效果,或者使用更低的剂量就能达到预期的治疗目标,这对于减少潜在副作用具有重要意义。

临床应用前景与社会影响

广田义久博士在谈到这项研究的长远影响时表示:"我们的研究为治疗神经退行性疾病提供了一种潜在的突破性方法。一种维生素K衍生的药物如果能够减缓阿尔茨海默病的进展或改善其症状,不仅可以显著改善患者及其家人的生活质量,还可以大幅减轻日益增长的医疗支出和长期护理的社会负担。"

目前全球约有5500万人患有痴呆症,其中阿尔茨海默病占60-70%。随着人口老龄化趋势加剧,这一数字预计将在2050年达到1.39亿。帕金森病同样影响着全球超过1000万患者。这些疾病不仅给患者带来巨大痛苦,也给家庭和社会造成沉重负担。根据世界卫生组织估算,全球痴呆症相关费用每年超过1.3万亿美元。

Novel VK的开发成功代表着神经退行性疾病治疗策略的根本性转变——从被动的症状管理转向主动的神经再生。这种再生医学方法有望不仅延缓疾病进展,甚至可能逆转已经发生的神经损伤,为患者带来真正的康复希望。

尽管这项研究成果令人振奋,但从实验室到临床应用仍需要经过严格的安全性和有效性评估。研究团队目前正在进行更大规模的动物实验,并计划在获得监管部门批准后启动人体临床试验。考虑到维生素K良好的安全性记录,这种新型类似物有望在临床试验中表现出较好的耐受性。

这项突破性研究不仅为神经退行性疾病患者带来了新的治疗希望,也为神经再生医学领域开辟了全新的研究方向。随着对维生素K神经保护机制理解的不断深入,科学家们有望开发出更多基于这一原理的创新疗法,最终实现对神经退行性疾病的有效防治。

来源:人工智能学家

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