蛋白质迷幻之旅:LSD 精神活性的关键被发现?

关于LSD如何改变蛋白质结构的发现,或许可以解释为什么这种药物如此强大,以及为什么它的迷幻旅程如此漫长而奇异

一滴LSD就能抹去你所有的存在感,直到数小时的漫长等待后,你才一点点地重拾你的身份认同。除了这一点和标志性的万花筒视觉效果之外,麦角酸二乙酰胺据说还激发了革命性的想法。它被著名地(且有争议地)认为部分促成了iPhone聚合酶链式反应(用于克隆DNA的工具)的诞生。

而这一切只需要100微克的这种药物,大约相当于两根半睫毛的重量。相比之下,二甲基色胺 (DMT) 的常用剂量是 20,000 到 40,000 微克,DMT 是日益普及且据称具有治疗功效的植物冲剂死藤水中的主要致幻成分。是什么机制使得一小片、透明的、带有酸斑的纸张对大脑和行为产生如此强大的影响,并且持续如此之久,这一机制才刚刚开始被揭示。

一项本周发表在《细胞》杂志上的新研究,考察了 LSD 与大脑受体蛋白结合的独特方式,这可能是解开该药物内部运作机制的关键一步。“人们一直对它持续的时间以及它为何如此有效感到困惑,”加州大学圣地亚哥分校的药理学家亚当·哈伯斯塔特说,他没有参与这项新研究。“所以这非常令人印象深刻。”


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LSD和其他精神活性药物通过与神经细胞表面的特殊蛋白质(称为受体)结合而发挥作用。受体蛋白上有一个雕刻的“口袋”,形状合适的分子可以嵌入其中,从而粘附到细胞上,并在大脑中引发变化。但是不同的物质通常可以嵌入相同的受体。例如,许多与LSD和DMT结合的受体也适合天然的化学信使血清素,血清素在体内产生并有助于调节情绪。弄清楚每种药物如何以不同的方式与相同的受体相互作用,是理解为什么LSD的迷幻旅程会持续一整天,而DMT提取物的体验通常在15分钟或更短时间内结束的关键。

通过将与单个脑细胞受体结合的LSD分子冷冻成实验室中的晶体,研究人员能够获得药物和蛋白质锁定在一起的3D X射线图像。“我的实验室自1990年代初以来一直在尝试这样做,”北卡罗来纳大学教堂山分校的药理学家、该论文的资深作者布莱恩·罗斯说。“我记得丹·瓦克[也是北卡大学的共同作者]展示这张图片的情景。基本上是一片寂静。我开始强忍着感激的泪水,我们终于成功了。”罗斯说,这是第一张迷幻剂与大脑受体结合的3D图像。

图像向罗斯和他的合著者展示了LSD嵌入该受体的方式存在一些奇怪之处。药物通常像进出港口的船只一样,在受体蛋白中来来往往。但是当LSD分子落在受体上时,该分子会抓住蛋白质的一部分并在分子与受体结合时将其自身折叠起来。“有一个盖子盖住了分子。它看起来像将LSD困在了受体中,”罗斯说。“这立即向我们暗示了为什么LSD会持续如此之久。”

罗斯说,LSD似乎在被蛋白质“盖子”困住的整个过程中都在刺激受体。蛋白质处于不断运动的状态,所以他认为盖子最终会翻开,使药物飞出,效果消失。但是该团队运行的计算机模型表明,这可能需要数小时才能发生。在那之前,迷幻旅程仍在继续。

罗斯的实验还表明,LSD刺激受体的时间越长,效果就越强。“我们在论文中展示的是,LSD在[几个小时后]变得强大一百倍到一千倍,”罗斯说。“它开始解释为什么标准的娱乐剂量会产生如此深远的影响,以及为什么微剂量(约10微克LSD)可能会产生影响。”

所谓的微剂量是指微量的LSD,通常比典型的娱乐剂量小10倍左右。LSD在世界各地被禁止,并且在美国属于一类药物(与海洛因和摇头丸归为一类)。但是,微剂量在硅谷科技工作者中作为一种提高创造力的“智能药物”获得了一些吸引力。自从心理学家詹姆斯·法迪曼在2011年出版的《迷幻探索者指南》中写到它以来,这种做法变得越来越受欢迎。

科学家们认为,LSD可能对诸如临床上的焦虑成瘾等疾病具有广泛的用途,并且有早期证据表明它可以治疗丛集性头痛。然而,罗斯说,所有这些应用都需要进行更多的研究。“就微剂量而言,我们真正需要的是受控的临床试验,而我们现在还没有,”他解释说。一些微剂量使用者声称这种做法可以提高生产力、注意力和情绪。最近出版了《美好的一天:微剂量如何为我的情绪、婚姻和生活带来巨大改变》一书的艾耶莱特·瓦尔德曼声称,LSD的微剂量帮助她克服了抑郁症和躁郁症。“我曾经想自杀,而现在我没有死,”瓦尔德曼说。

罗斯说,他最初认为微剂量的效果,使用者说这种效果几乎难以察觉,可能是由安慰剂现象引起的。“以前,我以为这些只是‘顺势疗法’剂量,没有任何作用,”他说。但是,“这些低剂量,现在很明显,确实可以在这些受体上产生显著的影响。”

哈伯斯塔特认为这个想法很有趣。“这可能是LSD如此有效的原因,”他说。“如果它具有非常长的解离率,那将放大即使是非常小浓度药物的效果。”

但是,一旦与LSD结合,这些受体蛋白如何继续产生LSD的特定、通常是奇异的效果,例如经常报道的自我意识丧失,或者无法控制地陷入一个人最深层、最个人的记忆和情感,目前尚不清楚。威斯康星大学麦迪逊分校的药理学家尼古拉斯·科齐说,这项工作仅研究了LSD在大脑中触及的40个已知受体中的两个,他没有参与这项研究。

这些受体的任何组合协同工作,以及LSD与每个受体相互作用的不同方式,都可能有助于人们将与宇宙合而为一的感觉、转变的现实或通常由该药物引起的提升的情绪。“这就像由音符组成的和弦,”科齐说。

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