一个科学小组所示那就是神经递质在大脑患者是否受损精神分裂症谁有罕见的，单-基因突变会让人患上一系列神经发育障碍。
值得注意的是，这项研究的结果来源于人类神经元验证了先前和新的实验，这些实验发现，在具有相同遗传变异的基因工程人类神经元中，神经递质释放和突触信号传递也有同样的主要减少——神经素1 (NRXN1)的缺失。NRXN1是突触上的蛋白质编码基因，突触是连接两个神经细胞以有效交流的细胞连接点。
对人类衍生和工程改造的人类神经元的研究也发现了CASK水平的增加，这是一种nrxn1结合蛋白，与基因表达的变化有关。
马萨诸塞大学阿默斯特分校(University of Massachusetts Amherst)生物化学和分子生物学助理教授、该项研究的主要作者、分子神经科学家白昌辉(ChangHui Pak，音)说:“失去这种neurexin 1基因的一个副本在某种程度上有助于这些精神分裂症患者的病因或疾病机制。美国国家科学院院刊．“它会导致神经交流的缺陷。”
帕克很快补充说，尽管这种单基因突变会让人们有患精神分裂症的风险，自闭症，图雷特综合症“归根结底，我们不知道是什么导致了精神分裂症。这种变异让我们了解到精神分裂症患者的细胞通路会受到干扰，并引导我们研究这种生物学。”
当她进行大部分研究时，Pak正在斯坦福大学Thomas Südhof的实验室工作。Thomas Südhof是一名神经科学家，他因帮助奠定脑化学(包括神经递质释放)的分子基础而获得2013年诺贝尔生理学或医学奖。
研究小组从具有NRXN1缺失的精神分裂症患者中获得了细胞标本，这些患者将样本捐赠给国家生物库，用于精神疾病的遗传研究。Pak和同事们将参与者的标本转化为干细胞然后把它们变成功能神经元进行研究。“我们将这些细胞倒带回去，几乎就像一台时光机——这些患者的大脑早期是什么样子的，”Pak解释道。
斯坦福大学、罗格斯大学和富士细胞动力学的实验室独立参与了神经元的生成和分析。为了与人类来源的神经元进行比较，Pak和他的团队还从胚胎干细胞中创造了人类神经元，使它们少了一个NRXN1基因副本。对于经过工程改造的人类神经元，他们之前注意到神经递质受损，并对是否会在患者来源的神经元上有相同的发现感兴趣。
帕克说:“很高兴看到一致的生物学发现，这些患者的neurexin 1缺失确实会扰乱他们的神经元突触通信，其次，无论谁做实验，这在不同的部位都是可重复的。”
值得注意的是，研究人员在NRXN1缺失的转基因小鼠神经元中没有看到同样的神经递质释放减少和其他影响。“这表明，这种表现型有人类特有的成分。与其他生物相比，人类神经元特别容易受到这种基因侮辱，这增加了研究人类细胞系统中的人类突变的价值，”Pak说。
能够重现这一结果是开发更好地治疗精神分裂症药物的关键。“一切都是盲目的，在不同的地点进行的。我们不仅想了解生物学，还想在我们的游戏中处于领先地位，以确保这些发现的严谨性和可重复性，”Pak说。“我们向这个领域展示了如何做到这一点。”
Pak和她的团队现在在Pak实验室继续研究，由美国国家心理健康研究所提供了为期五年的225万美元的资助。科学家们正在使用最新的干细胞和神经科学方法来探索精神分裂症和其他神经精神疾病中突触功能障碍的分子基础。
