日本芝浦工业大学的研究人员设计并合成了一系列与视黄酸结合的新型维生素K类似物,这些化合物展现出强大的神经元分化诱导活性。研究揭示了维生素K及其衍生物发挥神经保护作用的独特机制,为开发治疗神经退行性疾病的创新疗法奠定了基础。
维生素K是一种脂溶性维生素,已知在血液凝固和骨骼代谢中发挥作用。最新研究发现,维生素K及其类似物还能促进神经元分化和神经保护。然而,天然维生素K化合物(如甲基萘醌-4)的治疗活性可能不足以应用于神经退行性疾病的再生医学。
这项发表在《ACS化学神经科学》的研究中,由芝浦工业大学生物科学与工程系副教授广田佳久和须原义友教授领导的团队,开发出具有增强神经活性的维生素K类似物,并揭示了其诱导神经元分化的独特作用机制。
研究人员将视黄酸(维生素A的活性代谢物)、羧酸基团或甲基酯侧链与维生素K结合,合成了12种新型维生素K杂化同系物。实验显示,同时含有视黄酸结合结构和甲基酯侧链的化合物(Novel VK)的神经元分化活性是天然维生素K的三倍。这种增强效果对神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)中神经元流失的再生治疗具有重要意义。
通过转录组分析,研究团队发现代谢型谷氨酸受体(mGluRs)通过表观遗传和转录调控介导维生素K诱导的神经元分化,其中mGluR1受体起关键作用。结构模拟和分子对接研究证实,Novel VK与mGluR1具有更强的结合亲和力。动物实验显示该化合物能有效穿过血脑屏障,在脑部达到更高浓度。
"这项研究为治疗神经退行性疾病提供了突破性方法。维生素K衍生药物有望延缓或改善阿尔茨海默病的进展,不仅能提高患者及家庭的生活质量,更能减轻社会医疗和长期护理的负担。"广田副教授总结道。
本研究获得日本学术振兴会等10余项基金支持,部分成果已申请专利。研究团队将持续推进该类化合物的临床转化研究,为神经系统疾病患者带来新的治疗希望。
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