日本科學家研製出增強型維生素 K，可以通過產生新的神經元幫助大腦自我修複。
這些由維生素 K 與視黃酸結合而產生的重新設計的分子，與天然維生素 K 相比，將幹細胞轉化為神經元的能力提高了三倍。
神經元丟失和再生探索
阿爾茨海默病、帕金森病和亨廷頓病等神經退行性疾病是由於大腦中的神經元逐漸退化並死亡而發生的。神經細胞的逐漸喪失會導致記憶力喪失、認知能力下降和運動障礙等症狀。隨著時間的推移，這些疾病會嚴重影響生活質量，並常常使患者依賴持續護理。雖然目前的藥物可以緩解症狀，但無法阻止或逆轉疾病，這凸顯了對新治療策略的迫切需求。一個有希望的方向是促進大腦通過稱為神經元分化的過程產生新的神經元，這可以替代受損細胞，並有可能減緩或逆轉退行性變。
維生素K是一種脂溶性營養素，以其在血液凝固和骨骼健康中的作用而聞名，近年來，人們發現它與大腦保護和神經元形成有關。然而，天然存在的維生素K化合物，例如甲萘醌4（MK-4），可能不足以有效治療神經退行性疾病。
設計下一代維生素 K 類似物
在一項發表於《ACS 化學神經科學》雜誌的開創性研究中，日本芝浦工業大學生物科學與工程係的研究人員在副教授廣田芳久和教授須原芳智的帶領下，開發出對腦細胞具有更強作用的新型維生素 K。該團隊不僅增強了維生素 K 的神經活性，還發現了一種此前未知的促進神經元形成的機製。
Hirota 博士在解釋這一發現時表示：“與天然維生素 K 相比，新合成的維生素 K 類似物在誘導神經祖細胞分化為神經元方麵表現出約三倍的效力。由於神經元丟失是阿爾茨海默病等神經退行性疾病的標誌，這些類似物可以作為再生劑，幫助補充丟失的神經元並恢複大腦功能。”
維生素K類似物或將改變神經退行性疾病的治療
芝浦工業大學的研究人員設計並合成了新型維生素K類似物與視黃酸的結合物，該類化合物表現出強大的神經元分化誘導活性。他們的研究結果揭示了維生素K及其類似物神經保護作用的獨特機製，為開發有效的神經退行性疾病治療方法鋪平了道路。
化學工程：增強維生素 K 的效力
為了提高維生素 K 的效力，研究人員合成了 12 種維生素 K 混合同源物，並將其與視黃酸（一種已知可促進神經元分化的維生素 A 活性代謝物）、羧酸部分或甲酯側鏈結合，並比較了混合同源物的神經元分化誘導活性。
維生素K和視黃酸分別通過類固醇和外源性物質受體（SXR）和視黃酸受體（RAR）調節轉錄活性。研究人員評估了用新合成化合物處理的小鼠神經祖細胞中SXR和RAR的轉錄活性。值得注意的是，維生素K和視黃酸的生物活性在混合同源物中得以保留。此外，研究人員通過量化微管相關蛋白2（Map2）的表達來檢測用同源物處理的神經幹細胞的分化情況，Map2是神經元表達的神經生長標誌物。
一種同時具有視黃酸和甲酯側鏈的共軛結構的化合物，其神經元分化活性比對照高出三倍，且明顯高於天然維生素K化合物的活性，以下稱為新型維生素K類似物（Novel VK）。
揭開神經保護背後的機製
為了更好地了解維生素K如何保護神經細胞，研究人員比較了用MK-4（一種已知可促進神經元發育的化合物）處理的神經幹細胞與暴露於另一種抑製該過程的物質處理的神經幹細胞的基因活性。他們的分析表明，代謝型穀氨酸受體（mGluR）在維生素K通過影響基因表達和表觀遺傳調控來觸發神經元分化的過程中發揮著關鍵作用。具體而言，研究發現MK-4的作用依賴於受體mGluR1。這一發現意義重大，因為已知mGluR1參與神經細胞間的通訊，而缺乏這種受體的動物通常表現出運動和神經信號傳導方麵的問題——這兩者都是神經退行性疾病的標誌。
研究團隊隨後進行了基於計算機的結構建模和分子對接實驗，以確定維生素 K 類似物是否與 mGluR1 直接相互作用。結果證實了新型 VK 化合物與 mGluR1 之間存在強結合關係，表明其具有增強的生物學效應。研究人員接下來在細胞培養物和小鼠體內檢測了新型 VK 被細胞吸收並轉化為活性形式 MK-4 的情況。他們觀察到，細胞內 MK-4 水平與新型 VK 濃度成正比，並且這種新化合物轉化為 MK-4 的效率高於天然維生素 K。動物試驗進一步表明，新型 VK 保持了穩定的藥代動力學特征，成功穿過血腦屏障，並且在大腦中產生的 MK-4 水平高於標準形式的維生素 K。
ACS 化學神經科學封麵 2025 年 8 月
封麵圖片展示了新型維生素K類似物與視黃酸結合，展現出神經保護作用的研究。圖片來源：ACS Chemical Neuroscience
基於維生素K的神經退行性疾病療法
總體而言，該研究揭示了維生素 K 及其結構類似物發揮神經保護作用的機製，為開發可延緩或逆轉神經退行性疾病的新型治療劑鋪平了道路。
Hirota博士總結了他們研究的長期影響：“我們的研究為治療神經退行性疾病提供了一種潛在的突破性方法。一種能夠減緩阿爾茨海默病進展或改善其症狀的維生素K衍生藥物，不僅可以改善患者及其家屬的生活質量，還可以顯著減輕日益增長的醫療支出和長期護理的社會負擔。”
https://scitechdaily.com/breakthrough-vitamin-k-compounds-may-reverse-alzheimers-damage/
