蛋白質迷幻之旅:LSD 精神活性的關鍵被發現?

關於LSD如何改變蛋白質結構的發現,或許可以解釋為什麼這種藥物如此強大,以及為什麼它的迷幻旅程如此漫長而奇異

一滴LSD就能抹去你所有的存在感,直到數小時的漫長等待後,你才一點點地重拾你的身份認同。除了這一點和標誌性的萬花筒視覺效果之外,麥角酸二乙醯胺據說還激發了革命性的想法。它被著名地(且有爭議地)認為部分促成了iPhone聚合酶鏈式反應(用於克隆DNA的工具)的誕生。

而這一切只需要100微克的這種藥物,大約相當於兩根半睫毛的重量。相比之下,二甲基色胺 (DMT) 的常用劑量是 20,000 到 40,000 微克,DMT 是日益普及且據稱具有治療功效的植物沖劑死藤水中的主要致幻成分。是什麼機制使得一小片、透明的、帶有酸斑的紙張對大腦和行為產生如此強大的影響,並且持續如此之久,這一機制才剛剛開始被揭示。

一項本週發表在《細胞》雜誌上的新研究,考察了 LSD 與大腦受體蛋白結合的獨特方式,這可能是解開該藥物內部運作機制的關鍵一步。“人們一直對它持續的時間以及它為何如此有效感到困惑,”加州大學聖地亞哥分校的藥理學家亞當·哈伯斯塔特說,他沒有參與這項新研究。“所以這非常令人印象深刻。”


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LSD和其他精神活性藥物透過與神經細胞表面的特殊蛋白質(稱為受體)結合而發揮作用。受體蛋白上有一個雕刻的“口袋”,形狀合適的分子可以嵌入其中,從而粘附到細胞上,並在大腦中引發變化。但是不同的物質通常可以嵌入相同的受體。例如,許多與LSD和DMT結合的受體也適合天然的化學信使血清素,血清素在體內產生並有助於調節情緒。弄清楚每種藥物如何以不同的方式與相同的受體相互作用,是理解為什麼LSD的迷幻旅程會持續一整天,而DMT提取物的體驗通常在15分鐘或更短時間內結束的關鍵。

透過將與單個腦細胞受體結合的LSD分子冷凍成實驗室中的晶體,研究人員能夠獲得藥物和蛋白質鎖定在一起的3D X射線影像。“我的實驗室自1990年代初以來一直在嘗試這樣做,”北卡羅來納大學教堂山分校的藥理學家、該論文的資深作者布萊恩·羅斯說。“我記得丹·瓦克[也是北卡大學的共同作者]展示這張圖片的情景。基本上是一片寂靜。我開始強忍著感激的淚水,我們終於成功了。”羅斯說,這是第一張迷幻劑與大腦受體結合的3D影像。

影像向羅斯和他的合著者展示了LSD嵌入該受體的方式存在一些奇怪之處。藥物通常像進出港口的船隻一樣,在受體蛋白中來來往往。但是當LSD分子落在受體上時,該分子會抓住蛋白質的一部分並在分子與受體結合時將其自身摺疊起來。“有一個蓋子蓋住了分子。它看起來像將LSD困在了受體中,”羅斯說。“這立即向我們暗示了為什麼LSD會持續如此之久。”

羅斯說,LSD似乎在被蛋白質“蓋子”困住的整個過程中都在刺激受體。蛋白質處於不斷運動的狀態,所以他認為蓋子最終會翻開,使藥物飛出,效果消失。但是該團隊執行的計算機模型表明,這可能需要數小時才能發生。在那之前,迷幻旅程仍在繼續。

羅斯的實驗還表明,LSD刺激受體的時間越長,效果就越強。“我們在論文中展示的是,LSD在[幾個小時後]變得強大一百倍到一千倍,”羅斯說。“它開始解釋為什麼標準的娛樂劑量會產生如此深遠的影響,以及為什麼微劑量(約10微克LSD)可能會產生影響。”

所謂的微劑量是指微量的LSD,通常比典型的娛樂劑量小10倍左右。LSD在世界各地被禁止,並且在美國屬於一類藥物(與海洛因和搖頭丸歸為一類)。但是,微劑量在矽谷科技工作者中作為一種提高創造力的“智慧藥物”獲得了一些吸引力。自從心理學家詹姆斯·法迪曼在2011年出版的《迷幻探索者指南》中寫到它以來,這種做法變得越來越受歡迎。

科學家們認為,LSD可能對諸如臨床上的焦慮成癮等疾病具有廣泛的用途,並且有早期證據表明它可以治療叢集性頭痛。然而,羅斯說,所有這些應用都需要進行更多的研究。“就微劑量而言,我們真正需要的是受控的臨床試驗,而我們現在還沒有,”他解釋說。一些微劑量使用者聲稱這種做法可以提高生產力、注意力和情緒。最近出版了《美好的一天:微劑量如何為我的情緒、婚姻和生活帶來巨大改變》一書的艾耶萊特·瓦爾德曼聲稱,LSD的微劑量幫助她克服了抑鬱症和躁鬱症。“我曾經想自殺,而現在我沒有死,”瓦爾德曼說。

羅斯說,他最初認為微劑量的效果,使用者說這種效果幾乎難以察覺,可能是由安慰劑現象引起的。“以前,我以為這些只是‘順勢療法’劑量,沒有任何作用,”他說。但是,“這些低劑量,現在很明顯,確實可以在這些受體上產生顯著的影響。”

哈伯斯塔特認為這個想法很有趣。“這可能是LSD如此有效的原因,”他說。“如果它具有非常長的解離率,那將放大即使是非常小濃度藥物的效果。”

但是,一旦與LSD結合,這些受體蛋白如何繼續產生LSD的特定、通常是奇異的效果,例如經常報道的自我意識喪失,或者無法控制地陷入一個人最深層、最個人的記憶和情感,目前尚不清楚。威斯康星大學麥迪遜分校的藥理學家尼古拉斯·科齊說,這項工作僅研究了LSD在大腦中觸及的40個已知受體中的兩個,他沒有參與這項研究。

這些受體的任何組合協同工作,以及LSD與每個受體相互作用的不同方式,都可能有助於人們將與宇宙合而為一的感覺、轉變的現實或通常由該藥物引起的提升的情緒。“這就像由音符組成的和絃,”科齊說。

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