研究人員開發出超強維生素 K 來再生大腦神經元

日本芝浦工業大學的科學家們創造了增強型維生素 K 化合物，能夠再生失去的神經元並對抗阿茲海默症和帕金森氏症等神經退化性疾病。根據 2025 年 7 月發表在《ACS 化學神經科學》雜誌上的一項研究，與天然維生素 K 相比，新類似物在將神經祖細胞轉化為功能性神經元方面的活性增強了三倍。

該研究代表了腦再生醫學的重大進步。雖然目前的藥物只能緩解症狀，但新方法旨在恢復受損的腦組織並替換丟失的神經元——這一目標以前被認為在神經退化性疾病的治療中遙不可及。

維生素 K 除了凝血作用

維生素 K 傳統上因其對血液凝固和骨骼健康的影響而聞名。然而，近年來，研究人員也將其與大腦保護和神經元分化聯繫起來——未成熟的神經細胞轉變為功能齊全的神經元的生物過程。

體內維生素 K 的天然形式是甲基萘醌 4 (MK-4)。然而，其單獨的作用對於未來在針對神經退化性疾病的再生醫學中的應用來說還不夠有效。這項限制激發了芝浦工業大學研究人員的工作熱情。

Yoshihisa Hirota 副教授和 Yoshitomo Suhara 教授領導了該項目，合成了 12 種維生素 K 的混合類似物。此策略包括將維生素 K 與維生素 A 相關的成分（特別是視黃酸）結合起來，視黃酸是已知可促進神經元分化的物質。

具有三倍活性的雜化化合物

研究人員創造了保留維生素 K 和視黃酸生物活性的混合分子。在 12 種合成的化合物中，有一種化合物尤其脫穎而出：創新維生素 K 類似物 (Novel VK)，它將視黃酸主鏈與甲酯側鏈結合在一起。

對小鼠神經祖細胞的測試顯示出令人印象深刻的結果：

• 新型 VK 的神經元分化活性比天然對照高 3 倍
• 顯著超越傳統維生素 K 化合物的效果
• 神經元生長標記物（Map2 蛋白）大幅增加
• 在細胞內以更高的效率轉化為生物活性 MK-4

研究人員還測量了微管相關蛋白 2 (Map2)，這是一種與神經元生長和發育直接相關的標記物。與天然化合物相比，新型 VK 在該參數上表現出明顯更強的活性。

透過麩胺酸受體的作用機制

研究小組研究了負責神經保護作用的生化途徑。神經幹細胞中的基因表現分析指出了代謝型谷氨酸受體 (mGluR)，這種結構似乎透過表觀遺傳和轉錄調控從根本上促進維生素 K 誘導的神經元分化。

該效應與 mGluR1 特別相關。這項發現具有特別的相關性，因為科學文獻中已經將 mGluR1 與突觸傳遞（神經元之間的通信）聯繫起來。缺乏 mGluR1 的基因轉殖小鼠表現出運動和突觸問題，這些問題與阿茲海默症和帕金森氏症等神經退化性疾病中出現的功能障礙類型重疊。

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分子對接研究表明，與天然 MK-4 相比，新的維生素 K 化合物對 mGluR1 表現出更高的結合親和力，強化了其改進作用機制的假設。

跨越血腦屏障

腦部疾病藥物的一個關鍵挑戰是穿越血腦屏障的能力——血腦屏障是一種保護大腦但阻止許多物質通過的生物結構。大鼠實驗表明，Novel VK：

• 有效穿過血腦屏障
• 大腦中產生的 MK-4 濃度高於對照組
• 在測試期間呈現穩定的藥物動力學特徵
• 比天然維生素 K 更容易轉化為 MK-4

這些結果表明，該化合物不僅在體外更有效，而且可以以具有生物學意義的量到達大腦標靶——這是任何未來神經治療的基本要求。

阿茲海默症、帕金森氏症和亨廷頓氏症的前景

阿茲海默症、帕金森氏症和亨廷頓氏症等神經退化性疾病會逐漸損害大腦，破壞神經元——負責在神經系統中傳遞訊息的細胞。隨著這些細胞的流失，患者會出現記憶問題、認知能力下降和運動困難，這些問題往往會變得嚴重到需要持續照護。

目前核准的藥物，包括抗澱粉樣蛋白療法lecanemab和donanemab（獲得FDA認可），可以在早期階段減緩患者的病情進展，但它們不能恢復失去的記憶或重建受損的腦組織。 Nova VK 代表了一種範式轉變：它不是簡單地減緩退化，而是尋求誘導神經元的主動再生。

廣田博士表示，這項研究提供了潛在的創新方法。從這種維生素 K 中提取的藥物可以減緩阿茲海默症的進展或改善其症狀，不僅可以改善患者和家庭的生活質量，還可以顯著減輕公共和私營系統日益增長的健康負擔和長期護理支出。

去診所的路很長

值得注意的是，這些發現雖然很有希望，但卻是基於細胞研究和小鼠實驗，而不是人體臨床試驗。目前還沒有任何維生素 K 衍生藥物能夠修復阿茲海默症、帕金森氏症或亨廷頓舞蹈症患者的大腦。

預計這方面的研究將逐漸從實驗室結果發展為具有臨床意義的治療方法。這項研究中確定的 mGluR1 路徑為研究人員開發未來的大腦修復療法提供了明確的分子標靶——這是從基礎發現到批准用於患者的藥物這一漫長過程中的重要一步。