心靈拓荒者:蛋白質(zhì)組學(xué)助力抑郁癥治療

2023年中國科學(xué)院昆明動物研究所的賴仞研究員及其團隊在《Cell immunity》(IF=32.4)上在線發(fā)表了題為“Lipopolysaccharide-binding protein expression is increased by stress and inhibits monoamine synthesis to promote depressive symptoms”的最新研究成果[1]。研究發(fā)現(xiàn)脂多糖結(jié)合蛋白(LBP)在抑郁癥(MDD)形成中發(fā)揮重要作用缚俏。壓力應(yīng)激導(dǎo)致LBP表達(dá)上升,同時LBP抑制了多巴胺合成酶DBH和芳香族氨基酸脫羧酶DDC,促使抑郁癥狀雳灵。這一發(fā)現(xiàn)揭示了LBP在抑郁癥發(fā)生中的雙重調(diào)控機制哗脖。

研究思路解析

文獻(xiàn)解析

應(yīng)激壓力引發(fā)中樞去甲腎上腺素系統(tǒng)失調(diào)祈餐,與抑郁癥密切相關(guān)擂啥。傳統(tǒng)抗抑郁藥對單胺失活反應(yīng)受限,效果緩慢帆阳。炎癥假設(shè)指出壓力誘發(fā)炎癥哺壶,干擾神經(jīng)傳遞,致抑郁。當(dāng)前抗抑郁藥反應(yīng)遲緩山宾,急需更強至扰、更快的藥物以滿足治療需求。然而资锰,不同壓力刺激導(dǎo)致情緒惡化和抑郁的具體機制尚不清楚敢课,對于它們在單胺可用性上的相似或共享的調(diào)節(jié)機制仍需深入研究。

研究人員從抑郁癥小鼠模型構(gòu)建入題绷杜,發(fā)現(xiàn)存在共同地應(yīng)激依賴分子翎猛,調(diào)節(jié)外周循環(huán)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的單胺釋放。在5-HT接剩、DA和NE失活酶的表達(dá)和活性降低的同時,表達(dá)變化較小的酶DDC和DBH活性也下降萨咳。由于應(yīng)激下TH活性和表達(dá)增加懊缺,研究人員假設(shè)DDC和DBH活性的降低可能是5-HT、DA和NE水平降低的主要原因培他。因此鹃两,研究人員通過進一步研究了這兩種酶在抑郁癥個體中的血清濃度和活性,證實了假設(shè)舀凛。

圖1 社會應(yīng)激誘和炎癥誘導(dǎo)小鼠以及抑郁癥患者體內(nèi)除 TH 之外的單胺類降解和合成酶活性降低

為揭示DDC和DBH是否作為內(nèi)源抑制劑發(fā)揮作用俊扳,研究人員通過Co-IP LC-MS/MS檢測與DDC和DBH的相互作用蛋白脂多糖結(jié)合蛋白(LBP)。也采用了co-IP猛遍、SPR 和免疫熒光分析等實驗方法馋记,深入研究了體外和體內(nèi)的 LBP 與 DDC 或 DBH 之間的相互作用。

圖2 LBP在抑郁癥患者中升高,并作為DDC和DBH的抑制劑抑制5-HTDA和NE的產(chǎn)生

研究人員發(fā)現(xiàn)在單胺途徑酶中懊烤,LBP表現(xiàn)出與DDC和DBH特異性相互作用的高親和力梯醒。免疫熒光分析表明,外源性 LBP 在人類神經(jīng)母細(xì)胞瘤(SH-SY5Y)細(xì)胞中與 DDC 和 DBH 共定位良好腌紧。在小鼠 LC中茸习,LBP與DDC和DBH 也表現(xiàn)出良好的共定位,強化了LBP與DBH和DDC的生理相互作用壁肋『排撸總之,這一系列實驗證明了LBP與單胺途徑關(guān)鍵酶之間的緊密聯(lián)系浸遗,為深入解析其生理和病理作用提供基礎(chǔ)猫胁。

圖3 壓力應(yīng)激誘導(dǎo)LBP表達(dá)、LBP通過對DDC和DBH的活性抑制降低單胺合成從而促進抑郁發(fā)生[7]

總而言之跛锌,雖然不同的壓力刺激可能引發(fā)情緒惡化和抑郁杜漠,但它們對單胺可用性是否產(chǎn)生相似的影響或共享相似的調(diào)節(jié)機制目前尚不明確。研究人員為揭示應(yīng)激誘導(dǎo)的單胺功能不足和情緒惡化的分子機制,探討了社會應(yīng)激驾茴、脂多糖(LPS)和炎癥因子誘導(dǎo)的炎癥應(yīng)激以及調(diào)節(jié)激素對單胺途徑酶活性的影響盼樟。結(jié)果顯示,社會應(yīng)激和炎癥應(yīng)激顯著抑制了參與單胺生物合成的兩種關(guān)鍵酶(DBH和DDC)的活性锈至。此外晨缴,LBP的上調(diào)導(dǎo)致了這些酶的抑制,進一步證明其在單胺依賴性情緒調(diào)節(jié)中的重要作用峡捡。這一發(fā)現(xiàn)有望深化我們對抑郁癥發(fā)展機制的理解击碗,為新治療策略的探索提供了有力的支持。

MDD與蛋白質(zhì)組研究拓展

蛋白質(zhì)組學(xué)在抑郁癥研究中發(fā)揮著關(guān)鍵作用们拙,旨在識別潛在的生物標(biāo)志物并深入了解該疾病的潛在機制稍途。多項研究利用腦脊液(CSF)的蛋白質(zhì)組學(xué)分析,成功鑒定了與抑郁癥相關(guān)的失調(diào)蛋白[2][3]砚婆。這些研究揭示了與炎癥反應(yīng)械拍、代謝性疾病和生物體損傷相關(guān)的蛋白質(zhì)可能是抑郁癥的潛在誘因[4]。

圖4 腦脊液蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)部分展示[2]

此外装盯,還有蛋白質(zhì)組學(xué)分析顯示坷虑,參與糖皮質(zhì)激素受體信號傳導(dǎo)和壓力激素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)可能是速效抗抑郁藥的靶標(biāo)[5]。比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析還為焦慮和抑郁的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)提供了見解[6]埂奈。這些研究不僅發(fā)現(xiàn)了與抑郁和焦慮樣行為相關(guān)的差異表達(dá)蛋白迄损,同時為治療干預(yù)提供了潛在的候選蛋白靶標(biāo)。

綜合而言账磺,蛋白質(zhì)組學(xué)的廣泛應(yīng)用不僅有助于揭示抑郁癥的分子機制和生物標(biāo)志物芹敌,也為未來創(chuàng)新性的治療策略提供了深遠(yuǎn)的啟示,為緩解患者痛苦和改善生活質(zhì)量打開了更多新的可能性垮抗。

參考文獻(xiàn):

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