血清素如何调节行为的新见解
几十年来,世界各地的焦虑和抑郁比例一直在上升,这一趋势因COVID-19大流行而急剧加剧。博伊斯·汤普森研究所的弗兰克·施罗德领导的新研究可能最终导致新的治疗方法,帮助减轻这种全球精神健康负担。
最早发现于20世纪30年代,5 -羟色胺是许多动物体内产生的一种神经递质,调节各种行为,如进食、睡眠、情绪和认知。药物改变血清素水平是治疗焦虑、抑郁等心理疾病以及饮食失调的主要武器。
作为神经生物学研究的一个简单模型,显微镜下的蛔虫秀丽隐杆线虫已被广泛用于研究血清素在调节中的作用行为而且食物摄入量.多年来,研究人员一直认为秀丽隐杆线虫体内的血清素是通过一种特定的分子途径产生的,然后血清素迅速被降解。施罗德的团队和哥伦比亚大学的同事们现在证明,这两个假设都不完全正确。
施罗德说:“我们发现了第二种平行的生物合成途径,它约占我们的模型系统中产生的总血清素的一半。”
研究结果发表在自然化学生物学十月十日。
这项工作大约在三年前开始,当时研究人员意外地发现了一种能将血清素转化为衍生化合物的酶。
施罗德解释说:“该领域的大多数人认为血清素是产生后迅速分解的,但我们发现,相反,它被用作其他化合物的组成部分,这些化合物负责血清素的一些活动。”“所以,我们决定从头开始,看看血清素是如何产生的,一旦产生,它是如何转化成这些新分子的。”
施罗德实验室的研究生于景芳(音)是这篇论文的第一作者,她进一步证明了新的血清素衍生物会影响进食行为。
“当蠕虫缺乏内源性血清素时,它们倾向于快速穿过琼脂盘上的细菌食物区,很少回头探索食物,”Yu说。“我们发现,通过用血清素衍生物治疗蠕虫,这种行为可以得到缓解,这表明这些新发现的化合物有助于先前归因于血清素的效应。”
线虫是研究血清素的绝佳模型,因为该化合物的分子信号通路在物种间高度保守,包括人类。例如,研究人员表明,在秀丽隐杆线虫体内,有很大一部分血清素是在肠道中产生的,人类也是如此。
施罗德说,有迹象表明,人类血清素被转化为代谢物,类似于在秀丽隐杆线虫中发现的代谢物。
施罗德说:“这项研究为更多的人类研究途径打开了大门。”施罗德同时也是康奈尔大学文理学院化学与化学生物学系的教授。
“类似的代谢物在人类中重要吗?”一种制造途径相对于另一种的作用是什么?这些制造途径和代谢物对人类行为(如心理健康和进食行为)有何重要意义?”
研究人员目前正在探索新的血清素衍生物如何影响秀丽隐杆线虫的行为,以及人类是否存在类似的血清素代谢物。
进一步探索