精神分裂症中皮质下铁含量降低、白质髓鞘及少突胶质细胞的作用：定量磁化率成像与扩散张量成像研究

本研究通过定量磁化率成像（QSM）和扩散张量成像（DTI）技术，揭示了精神分裂症患者皮质下铁含量降低与白质髓鞘异常的关联。研究人员发现患者基底节区磁化率（χ）显著降低，同时白质磁化率各向异性（δχ）下降，提示少突胶质细胞功能障碍可能是疾病病理机制的关键。该成果发表于《Molecular Psychiatry》，为精神分裂症的神经生物学基础提供了新见解。

　　

精神分裂症是一种以幻觉、妄想和认知障碍为特征的重性精神疾病，其病理机制至今未明。长期以来，多巴胺系统异常被认为是核心病因，但越来越多的证据表明，脑内铁代谢紊乱和髓鞘异常也可能参与其中。铁是大脑中最丰富的磁性物质，不仅参与多巴胺合成，还是髓鞘形成的关键因子。然而，关于精神分裂症患者脑内铁含量的研究结果却相互矛盾——有的报告铁含量升高，有的则显示降低。这种不一致可能源于传统技术无法区分铁和髓鞘对磁信号的贡献。

为解决这一难题，由Luke J. Vano和Oliver D. Howes领衔的国际研究团队在《Molecular Psychiatry》发表了一项突破性研究。他们创新性地结合定量磁化率成像（QSM）和扩散张量成像(DTI)技术，首次在活体水平揭示了精神分裂症患者皮质下铁含量与白质完整性的变化特征。研究纳入85例精神分裂症患者和86名健康对照，通过多模态MRI扫描获取磁化率（χ）、平均扩散率等参数，并结合艾伦人脑图谱的基因表达数据进行系统分析。

关键技术包括：1）使用3T MRI采集QSM和DTI数据，通过磁化率映射量化组织铁含量；2）计算白质磁化率各向异性（δχ）作为髓鞘特异性标记；3）将影像结果与来自6例尸检脑组织的15,633个基因表达谱进行关联分析。

主要结果

1. 1.

   皮质下铁含量普遍降低：精神分裂症组整体皮质下χ显著低于对照（d=-0.36），尤其在苍白球（d=-0.57）、尾状核（d=-0.37）和壳核（d=-0.36）最为明显。

1. 1.

   髓鞘完整性受损：患者白质δχ显著降低（d=-0.37），同时皮质下平均扩散率升高（d=0.44），表明白质和灰质髓鞘均存在异常。

2. 2.

   基因表达特征：低χ脑区显著富集少突胶质细胞相关基因（p<0.001），而高χ区域则与抑制性神经元、兴奋性神经元基因相关。

讨论与意义

这项研究首次证实精神分裂症患者同时存在皮质下铁缺乏和髓鞘合成障碍。少突胶质细胞——这个大脑中含铁最丰富的细胞类型，其功能障碍可能是连接这两个异常的关键环节。这些发现为理解疾病发生机制提供了新视角：

1. 1.

   病理机制：少突胶质细胞铁代谢紊乱可能导致其髓鞘合成能力下降，进而影响神经传导效率。这与既往尸检发现的少突胶质细胞密度降低、髓鞘相关基因表达异常高度一致。

2. 2.

   临床价值：磁化率成像有望成为评估疾病进展的客观标志物。研究还发现χ与年龄呈正相关，提示铁积累异常可能随病程动态变化。

3. 3.

   治疗靶点：靶向少突胶质细胞铁代谢或髓鞘修复通路可能成为新的干预方向。

该研究通过创新性的多模态影像-基因组学方法，确立了少突胶质细胞功能障碍在精神分裂症中的核心地位，为开发新型诊疗策略奠定了重要基础。未来需要扩大样本验证这些发现在慢性患者中的普适性，并探索铁补充等干预措施的潜在价值。