阿茲海默症、帕金森氏症和亨丁頓氏症等疾病會緩慢損害大腦，破壞神經元，也就是傳遞神經系統訊息的細胞。隨著這些細胞的流失，人們可能會出現記憶問題、認知能力下降和運動困難，這些症狀嚴重時常需要持續照護。
目前的藥物可以緩解部分症狀，近期針對阿茲海默症的療法，如 Lecanemab 和 Donanemab，可以減緩某些早期患者的病情惡化，但它們無法恢復失去的記憶或重建受損的大腦組織。這也是為何研究人員正在追求另一個雄心勃勃的想法：幫助大腦替換已流失的神經元。
一種更為人熟知的維生素 K 作用於血液與骨骼
維生素 K 最為人熟知的功用在於血液凝固和骨骼健康。然而，近年來，科學家也將其與大腦保護和神經元分化連結起來，神經元分化是指不成熟的神經細胞轉變為功能性神經元的过程。
維生素 K 的一種形式，視黃醇 4 (menaquinone 4, MK-4)，在人體內自然活躍。即便如此，其本身的效果可能不足以用於未來旨在治療神經退化性疾病的再生醫學。
在日本芝浦工業大學發表於 2025 年 7 月 3 日 ACS Chemical Neuroscience 線上期刊的研究中，來自日本芝浦工業大學的研究人員開發了旨在增強神經系統活性的維生素 K 類似物。該研究由生物科學與工程學系的 Yoshihisa Hirota 副教授和 Yoshitomo Suhara 教授領導。
Hirota 博士解釋說：「新合成的維生素 K 類似物在誘導神經前驅細胞分化為神經元方面的效力，約為天然維生素 K 的三倍。由於神經元流失是阿茲海默症等神經退化性疾病的標誌，這些類似物可能作為再生劑，幫助補充流失的神經元並恢復大腦功能。」
建構更強大的大腦活性化合物
為了增強維生素 K 的效力，該團隊合成了 12 種混合維生素 K 同源物。其中一些與視黃酸（維生素 A 的活性代謝物，已知可促進神經元分化）連結。其他則包含羧酸基團或甲基酯側鏈。研究人員接著比較了這些化合物誘導神經前驅細胞分化為神經元的強度。
維生素 K 和視黃酸透過不同的受體影響基因活性。維生素 K 透過類固醇與外源性物質受體 (SXR) 發揮作用，而視黃酸則透過視黃酸受體 (RAR) 發揮作用。當團隊在小鼠神經前驅細胞中測試這些化合物時，混合分子保留了維生素 K 和視黃酸的生物活性。
研究人員還測量了與神經元生長相關的標記物——微管相關蛋白 2 (Map2)。其中一種化合物表現突出。它結合了視黃酸結構與甲基酯側鏈，顯示出比對照組高三倍的神經元分化活性，且顯著強於天然維生素 K 化合物。研究人員稱之為新型維生素 K 類似物 (Novel vitamin K analog, Novel VK)。
該團隊接著探討維生素 K 可能如何產生這些神經保護作用。他們比較了用 MK-4（促進神經元分化）處理的神經幹細胞與使用抑制該過程的化合物處理的細胞的基因表現。
分析指向了代謝型麩胺酸受體 (mGluRs)，這些受體似乎透過下游的表觀遺傳和轉錄調控，幫助驅動維生素 K 誘導的神經元分化。MK-4 的作用特別與 mGluR1 相關。
這種關聯很重要，因為 mGluR1 已與突觸傳遞（神經元之間的溝通）相關聯。缺乏 mGluR1 的小鼠表現出運動和突觸問題，這些特徵與神經退化性疾病中所見的功能障礙重疊。
為了探討維生素 K 化合物是否能與 mGluR1 相互作用，研究人員使用了結構模擬和分子对接研究。結果顯示，Novel VK 對 mGluR1 的結合親和力比 MK-4 更強。
他們還測試了 Novel VK 進入細胞並轉化為生物活性 MK-4 的效率。在細胞內，MK-4 的水平呈濃度依賴性升高。Novel VK 也比天然維生素 K 更容易轉化為 MK-4。
小鼠實驗增加了另一項關鍵發現。Novel VK 表現出穩定的藥物動力學特性，能夠穿過血腦屏障，並在大腦中產生比對照組更高的 MK-4 濃度。
這項工作為超越症狀管理的療法提供了一條可能的途徑。透過促進神經前驅細胞分化為神經元，基於維生素 K 的化合物有一天可能為減緩、延遲或潛在逆轉神經退化部分病程的策略做出貢獻。
這仍然是一個長遠目標。這些發現是基於細胞研究和小鼠實驗，而非人體試驗。尚未有任何維生素 K 衍生的藥物被證明能修復阿茲海默症、帕金森氏症或亨丁頓氏症患者的大腦。儘管如此，這些結果為研究人員提供了更清晰的目標，特別是 mGluR1 路徑，用於開發未來的大腦修復療法。
更廣泛的阿茲海默症領域已經超越了純粹的症狀治療。FDA 核准的抗澱粉樣蛋白療法現在針對早期阿茲海默症的疾病生物學，儘管它們並非治癒方法，也無法恢復失去的記憶或認知功能。一種再生方法，如果最終被證明安全有效，將針對不同的挑戰：替換或修復受損的神經細胞。
Hirota 博士說：「我們的研究為治療神經退化性疾病提供了一種潛在的突破性方法。一種減緩阿茲海默症進展或改善其症狀的維生素 K 衍生藥物，不僅能提高患者及其家人的生活品質，還能顯著減輕日益增長的醫療保健支出和長期照護的社會負擔。」
希望這項研究最終能從有前景的實驗室結果，轉向對神經疾病患者具有臨床意義的治療方法。
