研究人员开发出超强维生素 K 来再生大脑神经元

日本芝浦工业大学的科学家们创造了增强型维生素 K 化合物，能够再生丢失的神经元并对抗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等神经退行性疾病。根据 2025 年 7 月发表在《ACS 化学神经科学》杂志上的一项研究，与天然维生素 K 相比，新类似物在将神经祖细胞转化为功能性神经元方面的活性增强了三倍。

该研究代表了脑再生医学的重大进步。虽然目前的药物只能缓解症状，但新方法旨在恢复受损的脑组织并替换丢失的神经元——这一目标以前被认为在神经退行性疾病的治疗中遥不可及。

维生素 K 除了凝血作用

维生素 K 传统上因其对血液凝固和骨骼健康的影响而闻名。然而，近年来，研究人员还将其与大脑保护和神经元分化联系起来——未成熟的神经细胞转变为功能齐全的神经元的生物过程。

体内维生素 K 的天然形式是甲基萘醌 4 (MK-4)。然而，其单独的作用对于未来在针对神经退行性疾病的再生医学中的应用来说还不够有效。这一限制激发了芝浦工业大学研究人员的工作热情。

Yoshihisa Hirota 副教授和 Yoshitomo Suhara 教授领导了该项目，合成了 12 种维生素 K 的混合类似物。该策略包括将维生素 K 与维生素 A 相关的成分（特别是视黄酸）结合起来，视黄酸是已知可促进神经元分化的物质。

具有三倍活性的杂化化合物

研究人员创造了保留维生素 K 和视黄酸生物活性的混合分子。在 12 种合成的化合物中，有一种化合物尤其脱颖而出：创新维生素 K 类似物 (Novel VK)，它将视黄酸主链与甲酯侧链结合在一起。

对小鼠神经祖细胞的测试显示出令人印象深刻的结果：

• 新型 VK 的神经元分化活性比天然对照高 3 倍
• 显着超越传统维生素 K 化合物的效果
• 神经元生长标记物（Map2 蛋白）大幅增加
• 在细胞内以更高的效率转化为生物活性 MK-4

研究人员还测量了微管相关蛋白 2 (Map2)，这是一种与神经元生长和发育直接相关的标记物。与天然化合物相比，新型 VK 在该参数上表现出明显更强的活性。

通过谷氨酸受体的作用机制

研究小组研究了负责神经保护作用的生化途径。神经干细胞中的基因表达分析指出了代谢型谷氨酸受体 (mGluR)，这种结构似乎通过表观遗传和转录调控从根本上促进维生素 K 诱导的神经元分化。

该效应与 mGluR1 特别相关。这一发现具有特别的相关性，因为科学文献中已经将 mGluR1 与突触传递（神经元之间的通信）联系起来。缺乏 mGluR1 的转基因小鼠表现出运动和突触问题，这些问题与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中出现的功能障碍类型重叠。

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分子对接研究表明，与天然 MK-4 相比，新的维生素 K 化合物对 mGluR1 表现出更高的结合亲和力，强化了其改进作用机制的假设。

跨越血脑屏障

脑部疾病药物的一个关键挑战是穿越血脑屏障的能力——血脑屏障是一种保护大脑但阻止许多物质通过的生物结构。大鼠实验表明，Novel VK：

• 有效穿过血脑屏障
• 大脑中产生的 MK-4 浓度高于对照组
• 在测试期间呈现稳定的药代动力学特征
• 比天然维生素 K 更容易转化为 MK-4

这些结果表明，该化合物不仅在体外更有效，而且可以以具有生物学意义的量到达大脑靶标——这是任何未来神经治疗的基本要求。

阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和亨廷顿氏症的前景

阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和亨廷顿氏症等神经退行性疾病会逐渐损害大脑，破坏神经元——负责在神经系统中传递信息的细胞。随着这些细胞的丢失，患者会出现记忆问题、认知能力下降和运动困难，这些问题往往会变得严重到需要持续护理。

目前批准的药物，包括抗淀粉样蛋白疗法lecanemab和donanemab（获得FDA认可），可以在早期阶段减缓患者的病情进展，但它们不能恢复丢失的记忆或重建受损的脑组织。 Nova VK 代表了一种范式转变：它不是简单地减缓退化，而是寻求诱导神经元的主动再生。

广田博士表示，这项研究提供了一种潜在的创新方法。从这种维生素 K 中提取的药物可以减缓阿尔茨海默病的进展或改善其症状，不仅可以改善患者和家庭的生活质量，还可以显着减轻公共和私营系统日益增长的健康负担和长期护理支出。

去诊所的路很长

值得注意的是，这些发现虽然很有希望，但却是基于细胞研究和小鼠实验，而不是人类临床试验。目前还没有任何维生素 K 衍生药物能够修复阿尔茨海默氏症、帕金森氏症或亨廷顿舞蹈症患者的大脑。

预计这方面的研究将逐渐从实验室结果发展为具有临床意义的治疗方法。这项研究中确定的 mGluR1 通路为研究人员开发未来的大脑修复疗法提供了明确的分子靶标——这是从基础发现到批准用于患者的药物这一漫长过程中的重要一步。