Appearance
本报告由 MaltSci•麦伴科研 基于最新文献和研究成果撰写
精神分裂症的神经生物学机制是什么？
摘要
精神分裂症是一种复杂的精神障碍，其病因至今尚未完全阐明，涉及遗传、环境和神经生物学等多种因素的相互作用。随着神经科学技术的进步，研究者们对精神分裂症的神经生物学基础有了更深入的理解，尤其是在遗传易感性、神经递质失衡、脑结构异常和神经网络功能障碍等方面的研究取得了显著进展。神经递质失调，尤其是多巴胺和谷氨酸系统的异常，被认为是精神分裂症的核心机制之一。近年来，神经炎症、氧化应激及神经胶质细胞的功能障碍也被认为与该疾病的发病机制密切相关。此外，基因组关联研究（GWAS）已识别出超过180个与精神分裂症相关的风险位点，这些位点的功能研究为理解该疾病的遗传基础提供了重要线索。脑影像学研究揭示了精神分裂症患者脑结构和功能的异常变化，这些变化与其临床表现密切相关。综上所述，精神分裂症的神经生物学机制是一个多因素相互作用的复杂网络，深入理解这些机制将为未来的治疗和干预策略提供新的思路。
大纲
本报告将涉及如下问题的讨论。
- 1 引言
- 2 精神分裂症的定义与临床特征
- 2.1 精神分裂症的历史背景
- 2.2 精神分裂症的主要症状
- 3 遗传因素与精神分裂症
- 3.1 遗传易感性研究
- 3.2 基因组关联研究
- 4 神经递质与生化机制
- 4.1 多巴胺假说
- 4.2 其他神经递质的角色
- 5 脑结构与功能的异常
- 5.1 脑影像学研究
- 5.2 结构与功能的关系
- 6 神经网络功能障碍
- 6.1 神经网络模型
- 6.2 网络功能的改变
- 7 总结
1 引言
精神分裂症是一种复杂的精神障碍，其特征包括妄想、幻觉、情感淡漠和认知缺陷等症状。该疾病的病因至今尚未完全阐明，涉及遗传、环境和神经生物学等多种因素的相互作用。随着神经科学技术的进步，研究者们对精神分裂症的神经生物学基础有了更深入的理解，尤其是在遗传易感性、神经递质失衡、脑结构异常和神经网络功能障碍等方面的研究取得了显著进展[1][2]。这些研究不仅有助于揭示精神分裂症的病因和发病机制，也为新疗法的开发提供了理论基础。
研究精神分裂症的神经生物学机制具有重要的临床意义。尽管现有的药物治疗主要针对多巴胺和谷氨酸系统，但这些治疗在缓解认知和负性症状方面的效果有限，突显了对该疾病更深层次的分子机制理解的必要性[3][4]。近年来，越来越多的研究开始关注神经炎症、氧化应激和神经胶质细胞的作用，这些因素被认为与精神分裂症的发病机制密切相关[5][6]。因此，全面理解精神分裂症的神经生物学机制，不仅可以帮助改善现有治疗方案，还可能为未来的预防和干预策略提供新的思路。
目前，关于精神分裂症的研究现状显示，该疾病的发病机制是多因素的，涉及基因组学、神经生物学和环境因素的复杂交互作用[7][8]。例如，基因组关联研究（GWAS）已识别出超过180个与精神分裂症相关的风险位点，这些位点的功能研究为理解该疾病的遗传基础提供了重要线索[9]。同时，神经影像学研究揭示了精神分裂症患者脑结构和功能的异常变化，这些变化与其临床表现密切相关[10]。
本报告将首先介绍精神分裂症的定义及其临床特征，包括该疾病的历史背景和主要症状。接下来，将深入分析与精神分裂症相关的遗传因素，探讨遗传易感性和基因组关联研究的最新进展。随后，报告将讨论神经递质与生化机制，特别是多巴胺假说及其他神经递质在精神分裂症中的角色。此外，脑结构与功能的异常以及神经网络功能障碍也将作为重点讨论内容，涵盖脑影像学研究和结构与功能的关系。
最后，报告将总结当前的研究现状及未来的研究方向，强调多学科合作在揭示精神分裂症神经生物学机制中的重要性。通过整合不同领域的研究成果，我们希望为精神分裂症的理解和治疗提供新的视角，促进更有效的干预策略的开发。
2 精神分裂症的定义与临床特征
2.1 精神分裂症的历史背景
精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其神经生物学机制尚未完全阐明，但研究表明，多个相互关联的生物学过程在其发病机制中发挥着重要作用。这些机制包括神经递质系统的失调、神经炎症反应、氧化应激引起的神经元功能障碍等。
首先，神经递质失调是精神分裂症的一个核心机制。多巴胺假说是最为广泛接受的理论之一，认为多巴胺的异常活动与精神分裂症的症状密切相关。近年来，谷氨酸系统的失调也被认为是该疾病的重要因素。研究表明，N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体的低功能可能在精神分裂症的发病中起到关键作用，这种受体的功能障碍可能导致神经生物过程的改变，进而影响认知和行为结果[3]。
其次，神经炎症在精神分裂症的病理生理中也扮演着重要角色。许多研究指出，免疫系统的异常可能导致神经炎症的发生，从而影响大脑的发育和功能。细胞因子在这一过程中起着关键作用，异常的细胞因子表达与精神分裂症的症状相关联[2]。例如，母体感染和围产期并发症可能通过激活炎症途径影响胎儿大脑的发育，从而增加后期患病的风险[11]。
此外，氧化应激被认为是导致神经元损伤的重要因素之一。研究显示，精神分裂症患者中存在氧化应激的证据，这可能会导致突触功能障碍和神经元损伤，进一步加重认知和负性症状[1]。神经血管单元功能障碍和血脑屏障的高通透性也被认为是精神分裂症的病理机制之一，这些异常可能导致脑内和外周免疫系统的相互作用，从而加剧神经炎症反应[5]。
在基因和环境因素的交互作用方面，越来越多的证据表明，遗传易感性与环境因素（如早期生活压力、毒素暴露等）共同作用于精神分裂症的发生[9]。例如，早期铅暴露被认为与精神分裂症的发生有潜在联系，相关研究指出，这种环境因素可能通过影响NMDA受体的功能，改变神经生物过程，从而增加患病风险[3]。
综上所述，精神分裂症的神经生物学机制涉及多个层面，包括神经递质系统的失调、神经炎症、氧化应激及基因与环境的交互作用等。这些机制的深入研究不仅有助于理解精神分裂症的病因，还为未来的治疗策略提供了潜在的靶点。
2.2 精神分裂症的主要症状
精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其病理机制涉及多种生物学因素。根据相关文献，精神分裂症的神经生物学机制主要包括以下几个方面：
首先，精神分裂症的病理生理学与神经递质系统的失调密切相关。多巴胺假说是当前主流的理论之一，认为精神分裂症的症状与多巴胺活动的异常有关，尤其是在多巴胺能通路的过度活跃与认知、情感症状之间存在关联（Tost et al. 2010）[12]。此外，谷氨酸系统的功能障碍，特别是N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体的低活性，也被认为与精神分裂症的发病机制有关，这可能影响神经发育、突触可塑性及认知功能（Guilarte et al. 2012）[3]。
其次，神经炎症在精神分裂症的病理中也扮演着重要角色。越来越多的研究表明，免疫系统的异常，特别是神经炎症反应，可能是导致精神分裂症症状的重要因素。细胞因子，如IL-1、IL-6等在精神分裂症患者的外周血和脑组织中异常表达，这些因子可能通过影响血脑屏障的功能和神经细胞的发育，进而导致认知和情感症状的加重（Watanabe et al. 2010）[2]。研究还发现，神经炎症和氧化应激的交互作用可能加剧神经元损伤，从而影响认知功能（Najjar et al. 2017）[5]。
此外，基因与环境的相互作用在精神分裂症的发病中也不可忽视。基因组关联研究已识别出多个与精神分裂症相关的遗传位点，这些遗传变异可能与环境因素（如孕期感染、早期铅暴露等）共同作用，影响个体的神经发育及后续的精神健康（Guilarte et al. 2012）[3]。环境因素可能通过改变基因表达和影响神经生物学过程，进而影响精神分裂症的风险（Cariaga-Martinez et al. 2016）[13]。
最后，神经胶质细胞的功能异常也在精神分裂症中起着重要作用。研究表明，微胶质细胞和星形胶质细胞的功能失调可能导致神经炎症、突触功能障碍以及脑内微环境的改变，从而影响精神分裂症的病理（Rawani et al. 2024）[6]。这些细胞在维持神经元健康、调节突触可塑性及神经发育方面具有重要的生理功能。
综上所述，精神分裂症的神经生物学机制是多方面的，涉及神经递质系统失调、神经炎症、基因与环境的相互作用以及神经胶质细胞的功能异常等多个层面。这些研究为精神分裂症的治疗提供了新的思路和潜在的干预目标。
3 遗传因素与精神分裂症
3.1 遗传易感性研究
精神分裂症是一种复杂的精神疾病，其发病机制涉及多种遗传和环境因素的相互作用。遗传因素在精神分裂症的易感性中扮演着重要角色，研究表明，超过180个与精神分裂症相关的风险基因位点已通过多项全基因组关联研究（GWAS）被识别。这些基因变异可能通过影响基因表达、神经发育及其相关的生物途径，导致精神分裂症的发生[9]。
在遗传易感性研究中，研究者们发现特定的基因突变与精神分裂症的发病相关。例如，Dysbindin-1（DTNBP1）和脑源性神经营养因子（BDNF）被认为是与精神分裂症相关的重要遗传因素。DTNBP1在突触形成和维持、受体运输以及神经递质释放中发挥着重要作用，其缺失的小鼠表现出与精神分裂症患者相似的行为缺陷[14]。
此外，环境因素也在精神分裂症的发病中起着关键作用。研究表明，基因与环境的交互作用可能是导致精神分裂症的一个重要机制。例如，母体感染、妊娠期的免疫激活、早期生活压力等环境因素均可能通过影响胎儿大脑发育而增加后代罹患精神分裂症的风险[11]。在这方面，母体免疫激活模型（MIA模型）已成为研究胎儿大脑发育和神经发育障碍（如精神分裂症）之间因果关系的一个重要工具[11]。
从神经生物学的角度来看，精神分裂症的发病机制涉及神经递质系统的失调，特别是多巴胺、谷氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）等神经递质的异常活动[12]。研究表明，多巴胺系统的失调与精神分裂症的阳性症状（如幻觉和妄想）密切相关，而谷氨酸系统的功能异常则可能与认知缺陷和阴性症状（如情感平淡、社交退缩）相关[2]。
此外，近年来的研究还强调了神经炎症在精神分裂症中的作用。免疫系统被认为在神经系统功能和病理中发挥重要作用，通过调节神经元和胶质细胞的发育、突触可塑性和行为来影响精神分裂症的病理过程[15]。神经炎症与氧化应激的结合可能导致神经元损伤，从而加重精神分裂症的认知和负性症状[1]。
总之，精神分裂症的遗传易感性研究揭示了遗传和环境因素之间复杂的相互作用，这些因素共同影响大脑的发育和功能，从而导致精神分裂症的发生。对这些机制的深入理解将为开发更有效的治疗策略提供基础。
3.2 基因组关联研究
精神分裂症的神经生物学机制涉及复杂的遗传和环境因素的相互作用。近年来的基因组关联研究（GWAS）揭示了超过180个与精神分裂症相关的风险基因位点，这些研究为理解精神分裂症的遗传基础提供了重要线索[9]。这些风险基因通常与大脑的发育、功能及其对环境因素的反应密切相关。
具体而言，基因组研究表明，单核苷酸多态性（SNPs）和拷贝数变异（CNVs）在精神分裂症的发病机制中起着关键作用。这些遗传变异可能导致特定基因的表达失调，从而影响神经发育和突触功能。例如，某些转录因子的结合位点的破坏可能与精神分裂症的发病相关，这些转录因子负责调控与大脑发育和功能相关的基因表达[9]。
此外，环境因素与遗传易感性之间的相互作用也被认为是精神分裂症发病的重要机制。诸如孕期感染、早期压力和环境毒素暴露等因素均可能通过影响基因表达和神经发育，增加个体患精神分裂症的风险[11]。例如，母体免疫激活模型（MIA）表明，孕期的免疫环境变化可能对胎儿大脑的发育产生持久影响，进而提高后代发展精神分裂症的风险[11]。
在神经生物学层面，精神分裂症与多种神经递质系统的失调有关，尤其是多巴胺、谷氨酸和GABA等系统。这些系统的异常活动被认为与精神分裂症的阳性和阴性症状密切相关[12]。例如，NMDA受体的功能障碍与精神分裂症的认知缺陷和阳性症状的出现有关，这一机制也在早期的铅暴露研究中得到了支持[3]。
总之，精神分裂症的神经生物学机制是一个多因素相互作用的复杂网络，涵盖了遗传易感性、环境影响以及神经递质系统的失调等多个方面。随着基因组研究和神经科学技术的进步，未来有望更深入地理解这些机制，并为精神分裂症的治疗提供新的靶点和策略。
4 神经递质与生化机制
4.1 多巴胺假说
精神分裂症的神经生物学机制复杂，涉及多种神经递质和生化过程。尽管多巴胺假说长期以来主导了精神分裂症的研究，但近年来的证据表明，其他神经递质系统和生化途径同样在该疾病的发病机制中扮演重要角色。
多巴胺假说认为，精神分裂症的症状主要源于多巴胺系统的失调，尤其是多巴胺D2受体的过度活跃。早期的抗精神病药物通过拮抗多巴胺受体来减轻阳性症状，如幻觉和妄想。然而，现有的研究表明，单纯依赖多巴胺的解释无法充分解释精神分裂症的所有症状，特别是负性症状和认知缺陷[16]。
近年来，研究者们开始关注谷氨酸能系统，特别是N-甲基-D-天冬氨酸（NMDAR）受体的功能减退。研究显示，NMDAR的低功能与精神分裂症的负性和认知症状密切相关，这一发现促使学术界提出了新的理论框架，将多巴胺与谷氨酸的失调联系起来，形成了更为综合的病理生理模型[16]。
此外，神经炎症在精神分裂症的发病机制中也越来越受到重视。研究发现，神经炎症过程，包括小胶质细胞的异常激活和促炎细胞因子的升高（如IL-6和TNF-α），可能会导致神经元功能障碍，从而加剧精神分裂症的症状[17]。神经炎症与氧化应激的相互作用也被认为是精神分裂症的一个重要机制，这些因素可能通过破坏血脑屏障和影响神经网络的稳定性来影响疾病的进程[5]。
在生化层面，研究还发现了神经生长因子（如BDNF）在精神分裂症中的作用，其表达水平的异常与患者的认知功能障碍相关[16]。此外，微小RNA（miRNA）在调控谷氨酸和多巴胺信号通路中也扮演着重要角色，miRNA的失调可能影响神经递质的传递和功能，进一步促进精神分裂症的发生[18]。
综上所述，精神分裂症的神经生物学机制不仅仅局限于多巴胺系统的失调，而是涉及多种神经递质的相互作用，包括谷氨酸、神经炎症和生化途径的复杂网络。这些发现为开发更有效的治疗策略提供了新的视角，强调了多靶点干预的潜力。
4.2 其他神经递质的角色
精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其神经生物学机制涉及多种神经递质和生化过程的相互作用。尽管多巴胺系统的失调是当前大多数精神分裂症研究的核心，但近年来越来越多的研究表明，其他神经递质和生化机制同样在精神分裂症的发病机制中发挥重要作用。
首先，谷氨酸作为主要的兴奋性神经递质，在精神分裂症中也扮演着关键角色。研究表明，N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体的功能障碍与精神分裂症的认知缺陷和负性症状密切相关。具体而言，NMDA受体的低活性可能导致神经元的可塑性受损，从而影响认知功能[3]。此外，NMDA受体的缺陷可能与发育过程中暴露于环境毒素（如铅）有关，这种暴露被认为与精神分裂症的发生存在关联[3]。
其次，神经炎症在精神分裂症的发病机制中也受到越来越多的关注。免疫系统在神经系统的功能和病理中发挥着重要作用，异常的免疫反应可能导致神经元和胶质细胞的功能失调。研究表明，神经炎症可能通过影响神经递质的释放、突触可塑性和神经元的生存，进而导致精神分裂症的症状[4][15]。例如，某些细胞因子的异常表达（如白细胞介素和表皮生长因子）与精神分裂症患者的临床表现密切相关[2]。
此外，脑源性神经营养因子（BDNF）在精神分裂症中也显示出重要的作用。BDNF对神经元的生存、发育和突触可塑性至关重要，其功能障碍可能与精神分裂症的病理机制相关[14]。研究发现，Dysbindin-1（DTNBP1）与BDNF的相互作用可能影响GABA能传递的平衡，而这种失衡被认为是精神分裂症的重要病理机制之一[14]。
最后，神经胶质细胞的功能障碍也被认为在精神分裂症的病理中起到重要作用。胶质细胞不仅支持神经元的生存和功能，还参与神经炎症和突触的调节。研究表明，微胶质细胞和星形胶质细胞的异常活动可能与精神分裂症的症状和病程相关[6]。例如，胶质细胞在神经递质的调节、氧化应激和突触功能中起着重要作用，这些过程都可能影响精神分裂症的发展和表现[6]。
综上所述，精神分裂症的神经生物学机制是多方面的，涉及多种神经递质（如多巴胺、谷氨酸、GABA、BDNF等）及其相互作用，以及免疫和炎症反应的影响。这些机制的复杂性提示我们需要更加深入的研究，以期为精神分裂症的治疗提供新的靶点和策略。
5 脑结构与功能的异常
5.1 脑影像学研究
精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其病理机制涉及多种脑结构和功能的异常，脑影像学研究为理解这些机制提供了重要的视角。近年来的研究表明，精神分裂症患者的脑结构和功能存在显著的异常，这些异常可能与遗传因素、环境因素及其相互作用密切相关。
首先，脑影像学研究揭示了精神分裂症患者在脑结构上的多种异常。根据Cannon（1996）的研究，活体成像和尸检病理学研究发现，精神分裂症患者的脑功能和结构存在多种异常，尤其是前额叶和内侧颞叶结构的缺陷，这些缺陷在广泛的脑功能障碍背景下尤为突出。家族和双胞胎研究表明，某些神经病理变化在精神分裂症患者的未受影响的生物亲属中也存在，表明这些变化部分是由遗传易感性介导的[19]。
其次，Kraguljac和Lahti（2021）指出，精神分裂症的病理机制包括广泛的灰质和白质结构受损、功能性失调以及神经代谢的异常。这些异常不仅影响患者的认知功能，也与精神病的发作和临床预后密切相关。研究显示，某些脑回路在精神分裂症中受到优先影响，早期发作的患者中已可见细微的结构异常[20]。
此外，De Peri等人（2021）强调，结构性神经影像技术在精神分裂症研究中的应用已提供了关于该疾病病理生理的重要信息。多项研究显示，精神分裂症与大脑灰质和白质体积及结构的多种微小异常相关，这些异常的发生时间和纵向变化支持了精神分裂症的神经发育成分和渐进性病程的观点[21]。
此外，Meyer-Lindenberg（2010）提到，功能和结构性脑影像学的结合可以识别与精神分裂症相关的神经和神经递质系统，这些系统与认知和行为障碍（如精神病）相关联。然而，单靠影像学的异常无法全面捕捉精神分裂症的强烈神经发育成分，因此，当前的研究策略已转向疾病风险机制的探讨，利用影像遗传学技术来定义介导遗传风险的神经系统[22]。
最后，精神分裂症的病理机制不仅限于脑部异常，越来越多的证据表明，脑与多脏器系统之间的相互作用也在该疾病的发展中发挥重要作用。Lin等人（2025）总结了精神分裂症患者脑与多个器官系统之间的关系，强调这些相互作用可能影响疾病的发作、病程及管理[7]。
综上所述，精神分裂症的神经生物学机制涉及复杂的脑结构和功能异常，这些异常不仅影响认知和情感功能，还可能与遗传和环境因素的相互作用密切相关。脑影像学研究为揭示这些机制提供了重要的工具，未来的研究需要整合更多的生物标志物，以更全面地理解这一疾病的病理生理特征。
5.2 结构与功能的关系
精神分裂症是一种复杂的精神疾病，其神经生物学机制涉及脑结构与功能的多重异常。研究表明，精神分裂症患者的脑部结构和功能均存在显著的异常，这些异常可能与疾病的病理生理机制密切相关。
首先，脑部影像学研究揭示了精神分裂症患者在神经结构方面的改变，例如脑室扩大和皮层萎缩。这些变化在早期疾病阶段就已存在，并且在表现出负性症状和较差预后的患者中尤为明显[23]。此外，定量神经病理学研究初步显示特定脑区的体积减少、神经元丧失以及边缘系统、基底节和额叶皮层的其他变化[23]。这些结构性改变与患者的临床症状和功能结果有直接关联。
其次，神经功能方面的异常也得到了广泛的关注。功能性磁共振成像（fMRI）研究显示，精神分裂症患者在处理情绪刺激时，杏仁核的反应明显减弱，这表明情感脑系统的功能失调可能是理解该疾病的重要因素[24]。这种情感系统的功能异常与认知功能的障碍相互作用，形成了精神分裂症的核心特征[24]。
此外，近年来的研究还强调了神经连接的发育性中断在精神分裂症病理生理中的作用。随着神经影像技术的进步，研究人员能够更好地探讨精神分裂症患者在发育过程中神经连接的变化，这些变化可能与遗传易感性基因有关[25]。这些研究表明，精神分裂症不仅仅是一个神经功能障碍，更是一个涉及神经发育的复杂疾病，其神经结构和功能的异常可能源于发育过程中的多种影响因素。
此外，精神分裂症的病理生理机制还涉及神经递质的失调，尤其是多巴胺系统的异常被广泛认为是该疾病的关键因素。研究表明，精神分裂症患者的多巴胺D2受体数量增加，这可能与其精神病症状的出现密切相关[23]。虽然多巴胺被认为是主要的神经递质，但最近的研究也指出，其他神经递质系统（如血清素和去甲肾上腺素）在精神分裂症的发病机制中同样重要[23]。
总之，精神分裂症的神经生物学机制复杂，涉及到脑结构和功能的异常以及神经递质的失调。这些机制的相互作用不仅影响了疾病的表现和进程，也为未来的治疗策略提供了新的视角。针对这些神经生物学异常的治疗干预可能为改善患者的临床结果提供新的机会。
6 神经网络功能障碍
6.1 神经网络模型
精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其神经生物学机制尚未完全明确。现有研究表明，精神分裂症的发病机制涉及多种相互关联的生物学过程，包括神经递质系统的失调、神经炎症反应、氧化应激引起的神经元功能障碍等。
首先，神经递质系统的失调被认为是精神分裂症的重要机制之一。多巴胺假说指出，精神分裂症的症状与多巴胺系统的异常活动密切相关，这一理论在20世纪50年代首次通过有效抗精神病药物的发现得到了支持。近年来，现代神经影像技术的应用扩展了我们对基因易感性与临床表型之间关键介导回路的理解[12]。
其次，神经炎症在精神分裂症的发病机制中也起着重要作用。研究表明，外周和中枢神经系统中的免疫机制异常与精神分裂症的病理生理密切相关。炎症过程的初步兴趣源于流行病学数据，表明感染和应激引发的炎症反应可能对精神分裂症的发病产生影响[4]。具体而言，细胞因子在神经发育和免疫反应中发挥调节作用，其异常表达可能影响大脑的结构和功能，从而导致精神分裂症的症状[2]。
此外，神经血管单元功能障碍和血脑屏障（BBB）通透性增加也被认为与精神分裂症相关。越来越多的临床和实验证据表明，精神分裂症患者存在神经血管内皮功能障碍和BBB破坏，这可能通过降低脑部灌注和影响脑微环境的稳态过程来加剧认知和行为症状[5]。这种现象可能与外周免疫系统与中枢神经系统之间的相互作用有关，从而促进有害的神经免疫信号和毒性神经炎症反应的持续存在[5]。
最后，神经胶质细胞的作用也不容忽视。研究表明，神经胶质细胞在精神分裂症的病理机制中扮演着重要角色，包括在神经递质失调、神经炎症、氧化应激、突触功能等方面的交互作用。胶质细胞的功能异常可能会显著影响精神分裂症的症状表现[6]。
综上所述，精神分裂症的神经生物学机制是多方面的，涉及神经递质失调、神经炎症、神经血管功能障碍及神经胶质细胞的相互作用等多种因素。理解这些机制对于开发更有效的治疗策略至关重要。
6.2 网络功能的改变
精神分裂症是一种复杂的神经精神疾病，其神经生物学机制涉及多种相互关联的因素，包括神经递质系统的失调、神经炎症反应、氧化应激引起的神经元功能障碍等。这些机制导致突触和神经元的损伤，最终表现为患者所观察到的临床症状。
首先，神经递质系统的失调在精神分裂症的病理生理中扮演着核心角色。尽管目前的药物治疗主要针对多巴胺和谷氨酸系统，但它们在缓解认知和负性症状方面的有效性有限，这表明需要对精神分裂症的分子机制进行更深入的理解（Aastha Datta et al., 2025）[1]。
其次，神经炎症被认为是精神分裂症的重要机制之一。研究表明，炎症途径如NF-κB、MAPK/ERK和NLRP3炎症小体的激活与氧化应激、突触功能障碍和神经元损伤密切相关，这些因素加重了与精神分裂症相关的认知和负性症状（Yuichiro Watanabe et al., 2010）[2]。此外，外周免疫信号通过发育中的血脑屏障影响大脑的结构和表型发展，异常的细胞因子表达在精神分裂症患者的脑组织和外周血中均有发现（Tomás R Guilarte et al., 2012）[3]。
在神经网络功能方面，精神分裂症患者常常表现出神经网络的功能障碍。研究显示，神经血管单元的功能障碍和血脑屏障的高通透性与精神分裂症的神经生物学密切相关。这些异常可能通过减少脑部灌注和影响大脑微环境的稳态过程来加剧认知和行为症状（Souhel Najjar et al., 2017）[5]。此外，神经胶质细胞在精神分裂症中的作用也日益受到重视，研究表明小胶质细胞和星形胶质细胞的功能异常可能会影响神经递质的调节、神经炎症和突触功能（Neha S Rawani et al., 2024）[6]。
总的来说，精神分裂症的神经生物学机制是一个复杂的网络，涉及基因与环境的相互作用、神经递质系统的失调、神经炎症的激活及神经网络功能的改变。对这些机制的深入理解将为更有效的治疗策略的开发提供重要的基础。
7 总结
精神分裂症的研究揭示了该疾病的神经生物学机制是多因素相互作用的复杂网络，涉及遗传、环境和神经生物学等多种因素。主要发现包括神经递质系统的失调、神经炎症、氧化应激、神经胶质细胞功能异常以及基因与环境的交互作用等。这些机制不仅影响了精神分裂症的临床表现，也为新治疗策略的开发提供了潜在的靶点。尽管现有的治疗方法在缓解阳性症状方面取得了一定效果，但在改善认知和负性症状方面仍存在不足。因此，未来的研究应着重于揭示神经生物学机制的更深层次的细节，探索多靶点干预的可能性，并加强多学科合作，以期为精神分裂症的理解和治疗提供新的视角。通过整合遗传学、神经科学和心理社会因素的研究成果，未来可能会发现更有效的预防和干预策略，从而改善患者的生活质量和临床预后。
参考文献
- [1] Aastha Datta;Himani Rana;Shareen Singh;Thakur Gurjeet Singh. Targeting neurochemical and immune dysregulation in schizophrenia: From molecular mechanisms to emerging therapeutic strategies.. Progress in neuro-psychopharmacology & biological psychiatry(IF=3.9). 2025. PMID:41138899. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2025.111535.
- [2] Yuichiro Watanabe;Toshiyuki Someya;Hiroyuki Nawa. Cytokine hypothesis of schizophrenia pathogenesis: evidence from human studies and animal models.. Psychiatry and clinical neurosciences(IF=6.2). 2010. PMID:20602722. DOI: 10.1111/j.1440-1819.2010.02094.x.
- [3] Tomás R Guilarte;Mark Opler;Mikhail Pletnikov. Is lead exposure in early life an environmental risk factor for Schizophrenia? Neurobiological connections and testable hypotheses.. Neurotoxicology(IF=3.9). 2012. PMID:22178136. DOI: 10.1016/j.neuro.2011.11.008.
- [4] Crystal C Watkins;Sarah Ramsay Andrews. Clinical studies of neuroinflammatory mechanisms in schizophrenia.. Schizophrenia research(IF=3.5). 2016. PMID:26235751. DOI: 10.1016/j.schres.2015.07.018.
- [5] Souhel Najjar;Silky Pahlajani;Virginia De Sanctis;Joel N H Stern;Amanda Najjar;Derek Chong. Neurovascular Unit Dysfunction and Blood-Brain Barrier Hyperpermeability Contribute to Schizophrenia Neurobiology: A Theoretical Integration of Clinical and Experimental Evidence.. Frontiers in psychiatry(IF=3.2). 2017. PMID:28588507. DOI: 10.3389/fpsyt.2017.00083.
- [6] Neha S Rawani;Allen W Chan;Kathryn G Todd;Glen B Baker;Serdar M Dursun. The Role of Neuroglia in the Development and Progression of Schizophrenia.. Biomolecules(IF=4.8). 2024. PMID:39858403. DOI: 10.3390/biom15010010.
- [7] Jin Lin;Si-Tong Feng;Zi-Yao Wu;Lin-Rui Dong;Dong-Qing Yin;Hong Zhu;Hong-Xiao Jia;Yan-Zhe Ning. Interaction between the brain and multiple organ systems in schizophrenia.. World journal of psychiatry(IF=3.4). 2025. PMID:40837794. DOI: 10.5498/wjp.v15.i8.107696.
- [8] Kiran Girdhar;Samir Rahman;Pengfei Dong;John F Fullard;Panos Roussos. The Neuroepigenome: Implications of Chemical and Physical Modifications of Genomic DNA in Schizophrenia.. Biological psychiatry(IF=9.0). 2022. PMID:35750513. DOI: 10.1016/j.biopsych.2022.04.018.
- [9] Rachana R;Harshit Devtalla;Karishma Rana;Siva Prasad Panda;Arushi Agrawal;Shreya Kadyan;Divya Jindal;Pranav Pancham;Deepshikha Yadav;Niraj Kumar Jha;Saurabh Kumar Jha;Vivek Gupta;Manisha Singh. A comprehensive update on genetic inheritance, epigenetic factors, associated pathology, and recent therapeutic intervention by gene therapy in schizophrenia.. Chemical biology & drug design(IF=3.3). 2024. PMID:37994213. DOI: 10.1111/cbdd.14374.
- [10] Yue-Wen Gu;Jing-Wen Fan;Hóngyi Zhào;Shu-Wan Zhao;Xiao-Fan Liu;Renqiang Yu;Lei Ren;Xinjiang Wang;Hong Yin;Long-Biao Cui. Imaging Transcriptomics of the Brain for Schizophrenia.. Alpha psychiatry(IF=3.5). 2024. PMID:38799487. DOI: 10.5152/alphapsychiatry.2024.231369.
- [11] Melissa D Bauman;Judy Van de Water. Translational opportunities in the prenatal immune environment: Promises and limitations of the maternal immune activation model.. Neurobiology of disease(IF=5.6). 2020. PMID:32278881. DOI: 10.1016/j.nbd.2020.104864.
- [12] Heike Tost;Tajvar Alam;Andreas Meyer-Lindenberg. Dopamine and psychosis: theory, pathomechanisms and intermediate phenotypes.. Neuroscience and biobehavioral reviews(IF=7.9). 2010. PMID:19559045. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2009.06.005.
- [13] Ariel Cariaga-Martinez;Jerónimo Saiz-Ruiz;Raúl Alelú-Paz. From Linkage Studies to Epigenetics: What We Know and What We Need to Know in the Neurobiology of Schizophrenia.. Frontiers in neuroscience(IF=3.2). 2016. PMID:27242407. DOI: 10.3389/fnins.2016.00202.
- [14] Rachel Jun;Wen Zhang;Nicholas J Beacher;Yan Zhang;Yun Li;Da-Ting Lin. Dysbindin-1, BDNF, and GABAergic Transmission in Schizophrenia.. Frontiers in psychiatry(IF=3.2). 2022. PMID:35815020. DOI: 10.3389/fpsyt.2022.876749.
- [15] Ashley L Comer;Micaël Carrier;Marie-Ève Tremblay;Alberto Cruz-Martín. The Inflamed Brain in Schizophrenia: The Convergence of Genetic and Environmental Risk Factors That Lead to Uncontrolled Neuroinflammation.. Frontiers in cellular neuroscience(IF=4.0). 2020. PMID:33061891. DOI: 10.3389/fncel.2020.00274.
- [16] Acharya Balkrishna;Sumit Kumar Singh;Sonam Verma;Pratha Bora;Vidhi Dobhal;Vedpriya Arya. Schizophrenia Pathophysiology: Neurotransmitter Dysfunctions and Biomarker Frontiers.. Current topics in medicinal chemistry(IF=3.3). 2025. PMID:41163275. DOI: 10.2174/0115680266389476250818112814.
- [17] Hao Huang;Zijie Luo;Jieshu Min;Wenjie Luo;Xujia Zhou;Changxu Wang. Targeting Neuroinflammation in Schizophrenia: A comprehensive review of mechanisms and pharmacological interventions.. International immunopharmacology(IF=4.7). 2025. PMID:40424655. DOI: 10.1016/j.intimp.2025.114910.
- [18] Parya Alizadeh Khosroshahi;Mohammad Ghanbari. MicroRNA dysregulation in glutamate and dopamine pathways of schizophrenia: From molecular pathways to diagnostic and therapeutic approaches.. Progress in neuro-psychopharmacology & biological psychiatry(IF=3.9). 2024. PMID:39002925. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2024.111081.
- [19] T D Cannon. Abnormalities of brain structure and function in schizophrenia: implications for aetiology and pathophysiology.. Annals of medicine(IF=4.3). 1996. PMID:9017112. DOI: 10.3109/07853899608999117.
- [20] Nina Vanessa Kraguljac;Adrienne Carol Lahti. Neuroimaging as a Window Into the Pathophysiological Mechanisms of Schizophrenia.. Frontiers in psychiatry(IF=3.2). 2021. PMID:33776813. DOI: 10.3389/fpsyt.2021.613764.
- [21] Luca De Peri;Giacomo Deste;Antonio Vita. Strucutural brain imaging at the onset of schizophrenia:What have we learned and what have we missed.. Psychiatry research(IF=3.9). 2021. PMID:33945963. DOI: 10.1016/j.psychres.2021.113962.
- [22] Andreas Meyer-Lindenberg. From maps to mechanisms through neuroimaging of schizophrenia.. Nature(IF=48.5). 2010. PMID:21068827. DOI: 10.1038/nature09569.
- [23] H Y Meltzer. Biological studies in schizophrenia.. Schizophrenia bulletin(IF=4.8). 1987. PMID:3602940. DOI: 10.1093/schbul/13.1.77.
- [24] André Aleman;René S Kahn. Strange feelings: do amygdala abnormalities dysregulate the emotional brain in schizophrenia?. Progress in neurobiology(IF=6.1). 2005. PMID:16352388. DOI: 10.1016/j.pneurobio.2005.11.005.
- [25] Katherine H Karlsgodt;Daqiang Sun;Amy M Jimenez;Evan S Lutkenhoff;Rachael Willhite;Theo G M van Erp;Tyrone D Cannon. Developmental disruptions in neural connectivity in the pathophysiology of schizophrenia.. Development and psychopathology(IF=3.7). 2008. PMID:18838043. DOI: 10.1017/S095457940800062X.
麦伴智能科研服务
在麦伴科研 (maltsci.com) 搜索更多文献
精神分裂症 · 神经生物学机制 · 遗传易感性 · 神经递质失调 · 神经炎症
© 2025 MaltSci 麦伴科研