对脑细胞的设计改变可以减少猴子的焦虑,给人类带来希望

大脑
资料来源:Unsplash/CC0 Public Domain

运用这一技术,能指出一种新的方式来帮助人们有严重的焦虑和其他难治性精神疾病,威斯康星-麦迪逊大学的研究人员成功地拨了焦虑的猴子的活跃应对潜在威胁通过安装一个定制的化学开关在他们的脑细胞。

大约30%的焦虑和情绪障碍患者没有在药物和心理疗法等现有治疗方法中找到足够的缓解,这导致许多人生活在严重的、慢性的焦虑和抑郁症状中,并有很大的自杀风险。他们中的一些人得到了侵入性治疗的帮助,包括在这个装置中,小电极被植入大脑深处。

威斯康星大学麦迪逊分校精神病学系主任、长期从事临床医生和焦虑症研究的内德·卡林(Ned Kalin)说:“DBS等治疗方法并不常用,但在某些情况下使用会非常有用。”“一些患者和他们的治疗医生决定进行诸如将电极植入大脑的手术,这表明他们的痛苦程度和病情有多严重。”

该杂志最近发表的一项研究分子治疗, Kalin和他的同事们描述了一种新方法,它可以改变大脑回路中与焦虑和其他类型精神疾病有关的特定细胞的功能,从而产生新的、侵入性更小的治疗方法。

研究人员使用了一种被称为dreadd的方法,即专为设计药物激活的设计受体。该方法依靠基因治疗技术,通过对目标细胞中的基因进行微小的改变来改变细胞的行为。在这种情况下,想法是哄骗被称为神经元的细胞在细胞膜上产生一种独特的叫做受体的蛋白质。细胞膜受体接收调节细胞功能的化学信号,并影响细胞之间的通讯方式。

与大脑中其他对自然产生的化学信号有反应的受体不同,dreadd只对一种非自然存在的化学物质有反应——与设计受体匹配的“设计”药物——它能激活受体,而对身体几乎没有其他影响。

“这可能是一种你可以注射甚至口服的药物,”卡林实验室的资深科学家、这项新研究的主要作者帕特里克·罗斯布姆(Patrick Roseboom)说。“当这种药物与dreadd相互作用时,你就有可能‘微调’表达这种受体的脑细胞的功能。”

在这项新的研究中,Kalin的研究小组使用了低剂量的氯氮平(氯氮平是一种经批准用于治疗精神分裂症相关症状的药物)来激活大脑杏仁核部分细胞中的dreadd。

“当这些dreadd被激活时,会导致表达它们的神经元受到抑制,”Kalin实验室的研究生、该研究的另一位主要作者Sascha Mueller说。“如果正如我们和其他人所假设的那样,杏仁核中神经元的过度活动是导致焦虑的原因之一,那么我们使用dreadd的方法应该会降低这种异常高水平的活动。”

研究人员向五只表现出高度焦虑水平的猴子的杏仁核中注射了一种不能自我复制的病毒,但这种病毒携带了dreadd基因。

这些猴子是在轻度压力环境下进行测试的,类似于评估儿童焦虑水平的方法。每只猴子都被暴露在一个不熟悉的人面前,此人一动不动地站在猴子旁边,以侧影的形式出现,避免眼神接触,这增加了猴子对环境的不确定性。不确定性对于那些与焦虑作斗争的人来说尤其困难。

Kalin说:“在儿童和小猴子身上都有各种各样的反应,一些个体反应强烈,表现出与焦虑相关的行为,而其他个体似乎相对没有受到影响。”

在年幼的猴子和儿童中,研究人员通过观察行为和应激激素水平来评估焦虑。最焦虑的人在不熟悉的人面前表现得非常安静。

在压力环境之前给予低剂量的氯氮平,导致了使用了dreadd的焦虑猴子的冷冻行为显著减少,而另一组焦虑猴子也服用了氯氮平,但没有服用dreadd,在轻度压力下没有表现出行为的改变。

在证明与焦虑相关的行为减少后进行了正电子发射断层扫描(PET),使用放射性示踪剂和大脑成像,以验证杏仁核中存在的dreadd。

Kalin在非人类灵长类动物和儿童身上的研究主要集中在理解为什么有些人在生命早期就会出现病理性焦虑。这项工作的最终目标,得到了国家心理健康研究所35年的支持,是开发新的治疗方法以及其他与压力相关的疾病。在非人类灵长类动物身上的新发现证明了基因疗法和dreadd等方法最终可以用于人类治疗严重和耐治疗的精神疾病。

“我们认为,因为在结构和功能之间这些研究可能为未来人类治疗的发展提供新的途径,”Kalin说。“虽然还需要做大量的工作,这需要时间,但这些发现可能对长期患有糖尿病的人有帮助。可能还有其他精神疾病。”


进一步探索

促肾上腺皮质激素释放因子的过度表达增加了灵长类动物的焦虑

更多信息:Patrick H. Roseboom等人。灵长类动物的证据支持使用化学遗传学治疗人类难治性神经精神疾病,分子治疗(2021)。DOI: 10.1016 / j.ymthe.2021.04.021
期刊信息: 分子治疗

引用:对脑细胞进行设计者改造可以减少猴子的焦虑,为人类带来希望
此文件受版权保护。除作私人学习或研究之公平交易外,未经书面许可,任何部分不得转载。本内容仅供参考之用。
22股票

反馈给编辑

用户评论