增强版维生素K化合物可能帮助大脑自我重建并对抗神经退行性衰退。日本科学家已开发出增强版维生素K，可通过生成新神经元帮助大脑自我修复。
神经元损失与再生探索
阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病等神经退行性疾病，源于大脑神经元逐步退化和死亡。这种进行性神经细胞损失导致记忆力衰退、认知功能下降及运动障碍等症状，严重损害患者生活质量并使其长期依赖照护。当前药物仅能缓解症状，无法阻止或逆转疾病进程，亟需开发新疗法。一个 promising 方向聚焦于促进大脑通过神经元分化过程生成新神经元，以替代受损细胞并潜在延缓或逆转退化。
维生素K作为脂溶性营养素，虽以凝血和骨骼健康功能著称，但近期研究发现其与大脑保护及神经元形成相关。然而，天然维生素K化合物（如甲萘醌-4）效力可能不足以有效治疗神经退行性疾病。
设计下一代维生素K类似物
在《ACS化学神经科学》期刊发表的突破性研究中，日本芝浦工业大学生物科学与工程系广田义久副教授和须原义朋教授领导的团队，开发出对脑细胞作用更强的新形态维生素K。该团队不仅增强了维生素K的神经活性特性，还揭示了其促进神经元形成的全新机制。
广田副教授解释道：“新合成的维生素K类似物在诱导神经祖细胞分化为神经元方面的效力，比天然维生素K高出约三倍。鉴于神经元损失是阿尔茨海默病等神经退行性疾病的标志，这些类似物可作为再生剂帮助补充损失神经元并恢复脑功能。”
化学工程：提升维生素K效力
为增强维生素K效力，研究人员合成了12种维生素K杂交同系物——将其与维甲酸（一种已知促进神经元分化的维生素A活性代谢物）、羧酸基团或甲酯侧链结合，并比较其神经元分化诱导活性。
维生素K和维甲酸分别通过类固醇与异物受体（SXR）和维甲酸受体（RAR）调节转录活性。研究者评估了小鼠神经祖细胞经新化合物处理后的SXR和RAR转录活性，发现杂交同系物保留了两种物质的生物活性。通过量化神经元表达的微管相关蛋白2（Map2）——神经生长标志物，进一步验证了神经干细胞的分化效果。
其中同时具备维甲酸共轭结构和甲酯侧链的化合物，神经元分化活性较对照组高出三倍，且显著优于天然维生素K化合物，被命名为新型维生素K类似物（Novel VK）。
揭示神经保护机制
为阐明维生素K保护神经细胞的机制，研究者比较了经MK-4（一种已知促进神经元发育的化合物）处理的神经干细胞与经抑制剂处理的细胞的基因活性。分析显示，代谢型谷氨酸受体（mGluRs）通过影响基因表达和表观遗传调控，在维生素K触发神经元分化过程中起关键作用。特别是MK-4的作用依赖于mGluR1受体——该受体已知参与神经细胞间通信，缺失该受体的动物常出现运动和神经信号问题，这正是神经退行性疾病的典型特征。
团队通过计算机结构建模和分子对接实验证实，新型VK化合物与mGluR1存在强结合关系，暗示其生物效应增强。研究者进一步检测了新型VK在细胞培养和小鼠体内的细胞吸收效率及其向活性形式MK-4的转化情况。结果显示，细胞内MK-4水平随新型VK浓度同比上升，且新化合物转化为MK-4的效率高于天然维生素K。动物实验进一步证明，新型VK保持稳定的药代动力学特征，成功穿越血脑屏障，并在脑内产生高于标准维生素K的MK-4水平。
迈向基于维生素K的神经退行性疾病疗法
总体而言，该研究阐明了维生素K及其结构类似物发挥神经保护作用的机制，为开发可延缓或逆转神经退行性疾病的新型治疗药物铺平道路。
广田副教授总结长期影响时表示：“我们的研究为治疗神经退行性疾病提供了潜在突破性方法。源自维生素K的药物若能减缓阿尔茨海默病进展或改善症状，不仅能提升患者及其家庭的生活质量，还将显著减轻日益增长的医疗支出和社会长期照护负担。”
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