新的研究表明某些抗抑郁药是如何起作用的,为用于治疗抑郁症、焦虑症和注意力缺陷障碍的新型改良药物铺平了道路。
本周发表在《科学》和《自然》杂志上的两项独立研究,揭示了三环类抗抑郁药(如氯米帕明和去甲丙咪嗪)如何通过附着在神经细胞外膜的一部分蛋白质上(延伸到大脑突触(细胞之间的空间)中)来提供治疗缓解。这些所谓的转运蛋白之所以得名,是因为它们将分子携带到神经细胞内部,吞噬邻近细胞发送的神经递质(化学信使,如去甲肾上腺素、血清素和多巴胺)。这些神经递质从突触中的流失——讽刺的是,这是由于发送神经元刚刚分泌的化学物质的再摄取造成的——与焦虑症有关;三环类抗抑郁药增强了这些神经递质在突触中的活性。但科学家们一直不确定这是如何实现的。
两组研究人员都使用一种名为亮氨酸转运蛋白的模型蛋白(来自水生栖热菌,结构与人类突触转运蛋白相似),确定该药物通过阻止蛋白质从突触中吸取过多神经递质来发挥作用。但研究小组对这种机制是否也发生在人类形式的蛋白质中存在分歧,因为人类形式的蛋白质太不稳定而无法合成。
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两组研究人员使用不同的微生物学方法,都能够准确地观察到蛋白质如何响应三环类抗抑郁药分子。《科学》研究的共同作者、纽约大学医学院心理学和药理学教授 Maarten Reith 说,这些蛋白质上 V 形(像鳄鱼的嘴)的结合位点捕获突触中的分子。一旦它抓住了一个合适的分子,离子驱动的门就会将捕获的物质锁定在蛋白质中,稍后蛋白质另一端的类似结构会打开并将其射入神经元体内。“这有点像品酒,”《自然》论文的共同作者、俄勒冈健康与科学大学 Vollum 研究所的神经科学家 Eric Gouaux 说。“你喝一口酒,把它含在嘴里。如果你觉得好,你[可能]会吞下去,如果不好,你就吐出来。”
研究人员指出,抗抑郁药并不能紧密地嵌入蛋白质用于捕获神经递质的位点;相反,这些分子粘附在 Gouaux 所说的“油腻前庭”上,该前庭位于神经递质结合位点正上方。从这个接触点,药物可以阻止亮氨酸转运蛋白接收化学信使。因此,像去甲肾上腺素这样的神经递质将保留在突触中,其水平升高通常会缓解抑郁样症状。
“现在人们可以观察那个环境,他们知道所有不与三环类抗抑郁药相互作用的[蛋白质]氨基酸(或构建块),”Reith 说,他的团队还包括结构生物学家 Da-Neng Weng。“一种结合力更强的药物可能值得开发”,作为更有效地缓解症状的一种方法。
Gouaux 并没有那么乐观——至少目前还没有。他认为亮氨酸转运蛋白是人类转运蛋白的合理模型,但不认为两者行为方式完全相同。他说,他将继续从亮氨酸转运蛋白中收集“一般机制特征”,并继续研究人类转运蛋白——这一步骤可以立即为药物发现的新努力提供信息。