อย่างมีนัยสำคัญ ผลจากการวิจัยกับเซลล์ประสาทที่มนุษย์สร้างขึ้นได้ตรวจสอบการทดลองก่อนหน้านี้และการทดลองใหม่ซึ่งพบว่าการปลดปล่อยสารสื่อประสาทลดลงและการส่งสัญญาณ synaptic ที่สำคัญเช่นเดียวกันในเซลล์ประสาทของมนุษย์ที่ดัดแปลงพันธุกรรมด้วยตัวแปรทางพันธุกรรมเดียวกัน นั่นคือการลบ neurexin 1 (NRXN1) NRXN1 เป็นยีนเข้ารหัสโปรตีนที่ไซแนปส์ ซึ่งเป็นจุดเชื่อมต่อของเซลล์ที่เชื่อมต่อเซลล์ประสาทสองเซลล์เพื่อสื่อสารอย่างมีประสิทธิภาพ

ทั้งการวิจัยด้วยเซลล์ประสาทของมนุษย์ที่มาจากมนุษย์และที่ได้รับการออกแบบทางวิศวกรรม ยังพบว่าระดับของ CASK เพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นโปรตีนที่จับกับ NRXN1 ซึ่งสัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของยีน

นักประสาทวิทยาระดับโมเลกุล ChangHui Pak ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีวเคมีและอณูชีววิทยาจาก University of Massachusetts Amherst กล่าวว่า "การสูญเสียยีน neurexin 1 ไปหนึ่งชุดทำให้เกิดสาเหตุหรือกลไกการเกิดโรคในผู้ป่วยโรคจิตเภทเหล่านี้" ในการดำเนินการของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ "มันทำให้เกิดการขาดดุลในการสื่อสารทางประสาท"

ปากกล่าวเสริมอย่างรวดเร็วว่าแม้ว่าการกลายพันธุ์ของยีนเดี่ยวนี้จะทำให้ผู้คนมีความเสี่ยงต่อโรคจิตเภท ออทิสติก กลุ่มอาการทูเร็ตต์ และความผิดปกติทางจิตเวชอื่นๆ "ในท้ายที่สุด เราไม่รู้ว่าอะไรเป็นสาเหตุของโรคจิตเภท ตัวแปรนี้ทำให้เราเข้าใจอย่างถ่องแท้ ว่าผู้ที่เป็นโรคจิตเภทจะรบกวนเส้นทางของเซลล์อย่างไรและนำไปสู่การศึกษาชีววิทยานี้ "

เมื่อเธอทำการวิจัยส่วนใหญ่ Pak กำลังทำงานอยู่ในห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดของ Thomas Südhof นักประสาทวิทยาผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ประจำปี 2013 เพื่อช่วยวางพื้นฐานระดับโมเลกุลสำหรับเคมีในสมอง รวมถึงการปลดปล่อยสารสื่อประสาท

ทีมวิจัยได้ตัวอย่างเซลล์จากผู้ป่วยโรคจิตเภทด้วยการลบ NRXN1 ซึ่งบริจาคตัวอย่างไปยังคลังชีวภาพระดับชาติสำหรับการศึกษาทางพันธุกรรมของความผิดปกติทางจิตเวช Pak และเพื่อนร่วมงานได้แปลงตัวอย่างจากผู้เข้าร่วมเป็นสเต็มเซลล์ จากนั้นจึงเปลี่ยนให้เป็นเซลล์ประสาทที่ใช้งานได้เพื่อศึกษา "เรากำลังกรอเซลล์เหล่านี้กลับมา เกือบจะเหมือนกับเครื่องย้อนเวลา สมองของผู้ป่วยเหล่านี้มีลักษณะอย่างไรในช่วงเริ่มต้น" Pak อธิบาย

ห้องทดลองที่ Stanford, Rutgers University และ FUJIFILM Cellular Dynamics มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างอิสระในการสร้างและวิเคราะห์เซลล์ประสาท สำหรับการเปรียบเทียบกับเซลล์ประสาทที่มนุษย์สร้างขึ้น Pak และทีมยังได้สร้างเซลล์ประสาทของมนุษย์จากเซลล์ต้นกำเนิดจากตัวอ่อน โดยวิศวกรรมให้มียีน NRXN1 น้อยกว่าหนึ่งสำเนา ด้วยเซลล์ประสาทของมนุษย์ที่ออกแบบมา ก่อนหน้านี้พวกเขาสังเกตเห็นความบกพร่องของสารสื่อประสาทและสนใจว่าพวกเขาจะมีการค้นพบแบบเดียวกันกับเซลล์ประสาทที่ได้รับจากผู้ป่วยหรือไม่

Pak กล่าว "เป็นการดีที่ได้เห็นการค้นพบทางชีววิทยาที่สอดคล้องกันว่าการลบ neurexin 1 ในผู้ป่วยเหล่านี้จริง ๆ แล้วทำให้การสื่อสารของเซลล์ประสาท synaptic ยุ่งเหยิง และประการที่สองสิ่งนี้สามารถทำซ้ำได้ในเว็บไซต์ต่างๆ ใครก็ตามที่ทำการทดลอง" Pak กล่าว

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิจัยไม่เห็นการลดลงของสารสื่อประสาทและผลกระทบอื่น ๆ ในเซลล์ประสาทของเมาส์ที่ออกแบบด้วยการลบ NRXN1 ที่คล้ายคลึงกัน "สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่ามีองค์ประกอบเฉพาะของมนุษย์ในฟีโนไทป์นี้ เซลล์ประสาทของมนุษย์มีความเสี่ยงเป็นพิเศษต่อการดูถูกทางพันธุกรรมนี้ เมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ซึ่งเพิ่มคุณค่าของการศึกษาการกลายพันธุ์ของมนุษย์ในระบบเซลล์ของมนุษย์" ปากกล่าว

ความสามารถในการทำซ้ำผลเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนายาที่สามารถรักษาโรคจิตเภทได้ดีขึ้น “ทุกอย่างทำอย่างสุ่มสี่สุ่มห้าและในสถานที่ต่างๆ เราไม่เพียงต้องการเรียนรู้เกี่ยวกับชีววิทยาเท่านั้น แต่ยังต้องอยู่ในอันดับต้น ๆ ของเกมของเราด้วยเพื่อให้แน่ใจว่าการค้นพบเหล่านี้มีความแม่นยำและทำซ้ำได้” Pak กล่าว "เราแสดงให้สนามเห็นว่าสามารถทำได้อย่างไร"

Pak และทีมของเธอกำลังดำเนินการวิจัยต่อใน Pak Lab ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากทุนสนับสนุนระยะเวลาห้าปีมูลค่า 2.25 ล้านเหรียญสหรัฐจากสถาบันสุขภาพจิตแห่งชาติ นักวิทยาศาสตร์กำลังใช้สเต็มเซลล์และวิธีการทางประสาทวิทยาล่าสุดเพื่อสำรวจพื้นฐานระดับโมเลกุลของความผิดปกติของซินแนปติกในโรคจิตเภทและความผิดปกติทางจิตเวชอื่น ๆบาคาร่า สมัครบาคาร่า