本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
當我看到所有關於這篇論文的頭條新聞時,我就知道我必須看看。哎,有時候 Twitter 比我的 Pubmed 提醒還快! “慢性壓力、情緒障礙與大鼠新研究相關”、“壓力阻斷保護大腦免受抑鬱的基因”
實際上,壓力、下丘腦-垂體-腎上腺軸失調以及動物的抑鬱樣症狀和人類的抑鬱症之間的聯絡是眾所周知的。我們可以放下我們“壓力與抑鬱有關”的頭條新聞了。事實上,來自與本文同一實驗室的其他論文已經多次證明了壓力與抑鬱症之間的聯絡。我們知道壓力與抑鬱症相關,並且壓力會在動物身上產生抑鬱樣症狀。
但是這篇論文呢?這篇論文非常新穎,而且非常酷!不是因為它顯示了壓力和抑鬱症之間的聯絡。這項新發現,基因 neuritin,加入了一組將壓力和抑鬱症聯絡起來的事物,包括 BDNF、糖皮質激素受體、血清素 1A 受體等等。這不是壓力和抑鬱症之間的第一個聯絡,也不會是最後一個。但這確實是一個很酷的發現。因為它為我們提供了一個新的抗抑鬱靶點,而我們總是可以用到新的靶點。
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Son 等人。“Neuritin 產生抗抑鬱作用,並阻斷慢性壓力引起的神經元和行為缺陷” PNAS,2012。
目前市場上所有臨床抗抑鬱藥都透過一種特定的機制發揮作用:它們增加大腦中某些神經遞質的水平。長期增加血清素或去甲腎上腺素的水平可以緩解抑鬱症狀。當然,這些藥物在如何提高血清素或去甲腎上腺素水平方面略有不同。有些抑制這些化學物質的再迴圈(SSRIs 和 SNRIs),有些抑制它們的分解,但兩者都會增加神經元之間空間中神經遞質的濃度。長期服用這些藥物可以幫助緩解抑鬱症。
但這並不能幫助所有人。只有約 1/3 的患者從他們嘗試的第一種藥物中獲得症狀緩解,並且即使在嘗試多種藥物後,也只有約 2/3 的患者能夠成功治療。在這些人中,許多人僅獲得輕微的症狀緩解。這些數字並不好。因此,科學家們一直在尋找新的藥物靶點,希望開發出對更多患者更有效的新藥。
這就是我們談到機制的地方。我們仍然不確定抗抑鬱藥是如何發揮作用的(當它們起作用時)。我們知道僅僅增加血清素水平並不能緩解抑鬱症,並且僅憑低水平的血清素或去甲腎上腺素無法解釋所有的臨床症狀。因此,出現了其他關於抑鬱症病因的理論,其中一些與血清素和去甲腎上腺素有關,但通常更復雜一些。其中一個與神經元的誕生和生長有關,我們稱之為神經發生(誕生),以及神經元可塑性,即神經元如何改變、加強或失去彼此之間的連線。這在海馬體中尤其重要,海馬體是大腦中人們通常認為與學習和記憶有關的區域,但也對抑鬱症等情緒障礙極為重要。
這就是 neuritin 的作用所在。Neuritin 是一種來自基因的蛋白質,該基因參與神經元可塑性,幫助神經元成熟和樹突生長。患有重度抑鬱症(或動物的抑鬱樣症狀)的人(和動物模型)通常表現出海馬體問題,海馬體尺寸縮小和神經發生減少,以及樹突分支減少(這指的是神經元的樹突如何在生長以連線到其他神經元時展開,如果分支聽起來像樹,那是因為它應該是這樣的,它看起來很像)。因此,這項研究的作者想研究 neuritin,看看這種與神經元成熟和樹突生長相關的特定候選物質是否可能是抑鬱症的介質。
這就是壓力的作用所在。我們知道,如果我們給小鼠施加壓力,例如,你會看到神經發生的顯著減少、被認為是“抑鬱樣”的行為變化以及樹突分支的減少。Neuritin 能否在其中發揮作用?如果它確實發揮作用,這意味著什麼?
為了研究這一點,這項研究的作者在老鼠身上使用了慢性不可預測的壓力。這包括確保老鼠長期處於壓力之下,給它們提供諸如大聲的音樂、夜間開燈、不舒適的溫度或潮溼的床上用品等事物,以每天多次變化的隨機、連續輪換方式進行(有時人們認為,不斷的變化對研究人員的壓力與對老鼠的壓力一樣大!)。在老鼠經歷了這種模式一段時間後,作者給其中一些老鼠使用了氟西汀(百憂解,一種 SSRI 抗抑鬱藥)治療,並觀察了它們海馬體中 neuritin 的表達。
您可以在上面看到,與對照組(灰色條)相比,接受慢性壓力治療的動物(紅色條)在海馬體的所有區域都顯示出 neuritin 減少。氟西汀治療(藍色條)逆轉了這種減少,單獨使用氟西汀(綠色條)也增加了 neuritin 的表達(我有點討厭這種顏色方案,但你不能否認這些條形圖很容易區分是什麼!)。
您還可以在這裡看到,neuritin 對老鼠大腦中的樹突產生了顯著影響。與對照組相比,給予 neuritin 的動物突觸密度增加。
所以現在我們知道 neuritin 可以增加樹突生長,並且它隨著抗抑鬱治療而增加,隨著壓力而減少。但它能否預防壓力的影響?為了找到答案,作者使用了一種含有 neuritin DNA 的病毒載體,將其放入老鼠的大腦中以增加 neuritin 的表達。
那些 neuritin 表達增加的老鼠沒有表現出慢性壓力帶來的蔗糖偏好降低(綠色條),也沒有表現出慢性壓力帶來的樹突棘密度降低(也是綠色條)。Neuritin 阻止了壓力對這些動物的影響。不僅如此,當他們使用另一種病毒載體來敲低 neuritin 時,動物在強迫游泳測試中表現出更多的抑鬱樣行為。
Neuritin 甚至增加了海馬體依賴性記憶(紅色和綠色條),這是海馬體樹突分支的另一個重要方面。
因此,看起來 neuritin 可能是抑鬱症研究中的一個新且重要的靶點。雖然這並不意味著,例如,neuritin 減少會導致抑鬱症(我們沒有任何人類證據證明這一點),但這確實意味著透過某種機制增加 neuritin 可能能夠提高抗抑鬱藥的療效,甚至可能製造出一種新的抗抑鬱藥,儘管在這種情況發生之前還需要進行更多、更多的研究。例如,我們目前沒有任何藥物可以增加動物或人類體內 neuritin 的水平。雖然 neuritin 本身(例如,透過突變或表觀遺傳變化)也可能在人類的抑鬱症狀中發揮作用,但我們尚不清楚。但 neuritin 代表了壓力和抑鬱症遊戲中一個有趣的新參與者,並且可能成為人類和動物研究以及最終可能用於開發新的和更好的抗抑鬱藥的一個有趣的新靶點。
Son H, Banasr M, Choi M, Chae SY, Licznerski P, Lee B, Voleti B, Li N, Lepack A, Fournier NM, Lee KR, Lee IY, Kim J, Kim JH, Kim YH, Jung SJ, & Duman RS (2012)。Neuritin 產生抗抑鬱作用,並阻斷慢性壓力引起的神經元和行為缺陷。《美國國家科學院院刊》 PMID:22733766