科学家们发现,一种与焦虑和精神分裂症相关的神秘脑蛋白实际上比之前认为的要活跃得多。这一突破可能为精确微调大脑通信的药物铺平道路,从而改善心理健康和记忆力。
约翰霍普金斯医学的研究人员报告称,他们发现了一个有希望的药物靶点,可以让科学家增加或减少特定脑蛋白的活性。这一发现可能带来治疗焦虑症、精神分裂症等精神疾病以及影响运动和平衡的神经疾病的新疗法。这项工作得到了美国国立卫生研究院资金的支持。
研究的核心蛋白被称为δ型离子型谷氨酸受体(GluDs)。这些蛋白在神经元相互交流方面起着重要作用。研究人员表示,GluDs的突变与焦虑症和精神分裂症等精神疾病有关。尽管存在这种联系,科学家多年来一直难以确切了解这些蛋白的工作原理,使得设计能够调节其活性的治疗方法变得困难。
"长期以来,这类蛋白被认为在大脑中处于休眠状态,"约翰霍普金斯大学医学院生物物理学和生物物理化学助理教授爱德华·特威米(Edward Twomey)博士说,"我们的发现表明它们实际上非常活跃,并为开发新疗法提供了一个潜在渠道。"
描述这些发现的研究已发表在《自然》杂志上。
成像揭示GluDs如何发挥作用
为了更好地理解GluDs,特威米和他的团队使用了冷冻电子显微镜技术,这是一种先进的成像技术,可以让科学家详细观察蛋白质。他们的分析显示,GluDs中心包含一个离子通道。该通道容纳带电粒子,帮助蛋白质与神经递质(允许脑细胞相互交流的电信号)相互作用。
"这一过程对于突触的形成至关重要,突触是细胞通信的连接点,"特威米说。
对运动障碍和精神疾病的影响
这一发现可能有助于加速治疗小脑性共济失调药物的开发,这是一种影响运动和平衡的疾病。小脑性共济失调可能由中风、头部损伤、脑肿瘤或某些神经退行性疾病引起,也可能导致记忆问题。在这种疾病中,即使大脑没有电信号,GluDs也会变得"过度活跃"。特威米解释说,一种潜在的治疗方法是开发能够阻断这种过度活性的药物。
在精神分裂症中,情况似乎相反。GluDs的活性低于正常水平,特威米表示未来的药物可以旨在提高其活性。
与衰老和记忆丧失的潜在联系
这些发现也可能与衰老和记忆衰退有关。由于GluDs帮助调节突触,针对这些蛋白的药物可能有助于随时间维持突触功能。突触对于学习、记忆和思维形成至关重要。
"因为GluDs直接调节突触,我们可能能够为任何突触功能障碍的疾病开发靶向药物,"特威米说。
下一步和持续研究
展望未来,特威米表示他计划与制药公司合作,进一步开发这一治疗靶点。他的团队还在研究与精神分裂症、焦虑症和其他精神疾病直接相关的特定GluD突变。目标是更好地了解这些疾病的进展并设计更精确的治疗方法。
参与该研究的其他约翰霍普金斯科学家包括王浩波(Haobo Wang)、Fairine Ahmed、Jeffrey Khau和Anish Kumar Mondal。
约翰霍普金斯大学已为用于测量GluDs电流传导的技术申请了专利。
研究资金来自美国国立卫生研究院(R35GM154904)、Searle Scholars Program和Diana Helis Henry Medical Research Foundation。
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