小鼠研究表明铅可能引发精神分裂症

纽约(2013年5月31日)——用人类精神分裂症基因改造的老鼠，在早期生活中暴露在铅下，表现出与精神分裂症一致的行为和大脑结构变化。哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院和约翰霍普金斯大学医学院的科学家们表示，他们的发现表明，铅暴露和遗传风险因素之间存在协同效应，这也为更好地理解基因与环境之间复杂的相互作用开辟了一条道路，正是这种相互作用使人们面临患上精神分裂症和其他精神障碍的风险。

结果显示在网上精神分裂症的公告．

追溯到2004年，梅尔曼学院(Mailman School)的科学家的工作表明，人类产前接触铅与日后患精神分裂症的风险增加之间存在联系。但一个大问题仍然存在:铅是如何引发这种疾病的?根据他自己的研究，Tomás R. Guilarte博士他认为，答案在于铅对n -甲基- d -天冬氨酸受体(NMDAR)的直接抑制作用，NMDAR是大脑发育、学习和记忆的重要突触连接点。他对啮齿动物的研究发现，接触铅会削弱NMDAR的功能。精神分裂症的谷氨酸假说假设谷氨酸神经传递的缺陷和NMDAR的低活性可以解释精神分裂症的功能障碍。

Guilarte博士在这项新的研究中,教授和部门的主席环境HealthSciences邮差学校,和他的同事们专注于携带突变的小鼠Disrupted-in-Schizophrenia-1 (DISC1),一个基因在人类疾病的一个危险因素。从出生前开始，一半突变DISC1小鼠被喂食含铅饮食，另一半喂食正常饮食。第二组不表达突变DISC1基因的正常小鼠也被分为两组喂食组。所有老鼠都接受了一系列行为测试，并用核磁共振成像检查了它们的大脑。

暴露在铅环境中并服用精神兴奋剂的突变小鼠表现出更高水平的过度活跃，在听到声音警告后，对大声噪音的反应抑制能力更弱。与其他老鼠相比，它们的大脑也有明显更大的侧脑室(含有脑脊液的空腔)。这些结果反映了人类精神分裂症的已知情况。

虽然基因在精神分裂症和精神疾病中的作用已被证实，但环境中有毒化学物质的影响才刚刚开始显现。这项研究的结果关注的是精神分裂症，但影响可能更广泛。

“我们只是触及了表面，”吉拉尔特博士说。“我们在这项研究中使用了铅，但还有其他环境毒素会破坏NMDAR的功能。”空气污染中的一种化学物质叫做多环芳烃(PAHs)。“类似地，任何数量的基因都可能起作用，”吉拉尔特博士补充道，并指出DISC1是许多与精神分裂症有关的基因之一。

未来的研究可能会揭示，精神分裂症在多大程度上是由环境因素和遗传因素或它们的相互作用决定的，以及在这两者的混合中可能有什么其他精神问题。吉拉尔特博士正在进行的一项研究是，是否铅单独暴露会导致一种特殊类型的神经元缺陷，这种神经元被称为parvalbuin -positive gaba - ergic interneuron，已知它会影响精神分裂症患者的大脑。科学家们也对确定暴露的关键窗口很感兴趣——无论是在子宫内还是产后，或者两者都有。

吉拉尔特博士说:“动物模型为回答精神分裂症背后的生理过程的重要问题提供了一条途径。”

该研究的第一作者是Bagrat Abazyan,医学博士,博士后研究员在行为神经生物学和神经免疫学实验室部门的约翰霍普金斯医学院的精神病学和行为科学,由米哈伊尔•Pletnikov医学博士、高级论文的合著者的主要开发者DISC1mouse模型。神经成像研究是由约翰霍普金斯大学放射科森进博士领导的。

这项研究的资金由美国国立卫生研究院的国家环境健康科学研究所(NIEHS)提供给Guilarte博士，他是#ES006189的首席研究员和#ES006189的转化/跨学科环境研究虚拟联盟(victor)的补充。

联系人:蒂莫西·s·保罗，梅尔曼公共卫生学院，212-305-2676，tp2111@columbia.edu,或斯蒂芬妮·伯杰,212-305-4372,sb2247@columbia.edu．

本文最初发表于梅尔曼公共卫生学院网站。