日本RIKEN腦科學中心的研究人員通過對小鼠模型、死後的人類大腦和精神分裂症患者的研究發現，精神分裂症的一種亞型與大腦中異常高水平的硫化氫有關。實驗表明，這種異常可能是在整個生命過程中持續發生的DNA修飾反應引起的。除了為藥物療法的研究提供新的方向外，產生硫化氫的酶高於正常水平，這還可以作為這類精神分裂症的生物標誌物。
如果能找到可靠而客觀的標誌物，診斷思維障礙就容易多了。就精神分裂症而言，30多年來我們都知道它與異常的驚嚇反應有關。通常情況下，如果一個較小的脈衝——稱為前脈衝——來得稍早一點，我們就不會被一陣噪聲嚇到。這種現象被稱為前脈衝抑制(PPI)，因為早期的脈衝會抑制驚嚇反應。在精神分裂症患者中，PPI較低，這意味著他們的驚嚇反應沒有在預脈衝之後受到應有的抑制。
PPI測試是一個很好的行為指標，雖然它不能直接幫助我們理解精神分裂症背後的生物學原理，但卻是新發現的一個起點。
RIKEN CBS的研究人員首先尋找蛋白質表達的差異，這些差異存在於表現出極低或極高PPI的小鼠品系之間。最終，他們發現酶Mpst在低PPI的小鼠大腦中的表達量遠遠高於高PPI小鼠。知道這種酶有助於產生硫化氫後，研究小組測量了硫化氫水平，發現低PPI小鼠體內的硫化氫水平更高。
「沒有人想過硫化氫和精神分裂症之間的因果關係，」研究小組組長Takeo Toshikawa說。「一旦發現了這一點，我們就必須弄清楚它是如何發生的，以及這些在老鼠身上的發現是否適用於精神分裂症患者。」
首先，為了確定Mpst是罪魁禍首，研究人員創造了一個Mpst基因敲除的低PPI小鼠，並證明它們的PPI高於正常的低PPI小鼠。因此，減少Mpst的量有助於小鼠恢復正常。接下來，他們發現在精神分裂症患者死後的大腦中，MPST基因的表達確實高於未患病者。這些大腦中的MPST蛋白水平也與死前症狀的嚴重程度密切相關。
現在研究小組有了足夠的信息，可以將MPST的表達作為精神分裂症的生物標誌物。他們對150多名精神分裂症患者的毛囊進行了檢測，發現MPST mRNA的表達水平遠遠高於非精神分裂症患者。即使結果並不完美——硫化物應激並不能解釋所有的精神分裂症病例——頭髮中的MPST水平可能是精神分裂症的一個很好的生物標誌物。
一個人是否發展為精神分裂症，與他們的遺傳和環境有關。對小鼠和死後大腦的測試表明，高MPST水平與導致基因表達永久改變的DNA變化有關。因此，研究小組的下一步是尋找可能導致MPST水平永久增加的環境因素。
由於硫化氫實際上可以保護人體免受炎症應激的影響，研究小組推測，早期發育階段的炎症應激可能是根本原因。Yoshikawa說：「我們發現，抗氧化標記物（包括硫化氫的產生）可以補償大腦發育過程中的氧化應激和神經炎症，並與精神分裂症患者大腦中的MPST水平相關。一旦產生過量的硫化氫，由於DNA的永久表觀遺傳變化，它將在整個生命中持續存在，從而導致「硫化氫應激」誘發的精神分裂症。
目前對精神分裂症的治療主要集中在大腦中的多巴胺和5-羥色胺系統。由於這些藥物不是很有效，而且有副作用，有些製藥公司已經放棄了新藥的開發。開發新藥需要一個新的範式。
目前，約有30%的精神分裂症患者對多巴胺D2受體拮抗劑治療產生了耐藥性。該研究結果為設計藥物提供了一個新的原理或範式，研究者目前正在測試抑制硫化氫的合成是否可以緩解小鼠模型中的精神分裂症症狀。」