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炎症诱导的组胺可能是抑郁症的关键因素

一项新的研究增加了越来越多的将炎症与抑郁症联系起来的证据。研究人员发现,组胺分子通过附着在小鼠血清素神经元的抑制受体上,直接抑制大脑中血清素的释放。

帝国理工学院官网8月17日消息

伦敦帝国理工学院(Imperial College London)和南卡罗莱纳大学(University of South Carolina)的研究人员的发现进一步证明,炎症和伴随而来的组织胺分子的释放会影响大脑中负责情绪的关键分子——血清素(Serotonin)。研究近日发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上。

研究于2021年7月28日发表在《Journal of Neuroscience》(最新影响因子:6.167)杂志上

如果在人类身上复制,这一发现——将组胺确定为抑郁症的“新的兴趣分子”——可能会为治疗抑郁症开辟新的途径,抑郁症是世界上最常见的心理健康问题。

炎症——描述免疫反应的总称——会触发体内组胺的释放。这会增加流向受感染区域的血液流量,使免疫细胞充满这些区域。

组胺在炎症过程中释放

虽然这些作用有助于身体对抗感染,但长期和急性炎症与抑郁症的联系日益密切。炎症伴随着感染,但也可能由压力、过敏反应和一系列慢性疾病(如糖尿病、肥胖、癌症和神经退行性疾病)引起。

来自帝国理工学院生物工程系的首席作者Parastoo Hashemi博士说:“炎症可能在抑郁症中发挥巨大作用,已经有强有力的证据表明,同时患抑郁症和严重炎症的患者最有可能对抗抑郁药没有反应。”

“我们的研究聚焦于组胺是抑郁症的潜在关键因素。这一点,以及它与‘感觉良好的分子’血清素的相互作用,可能因此成为改善基于血清素的抑郁症治疗的重要新途径。”

Parastoo Hashemi博士

化学信使

血清素,通常被称为“感觉良好的分子”,是治疗抑郁症药物的关键靶点。通常选择性5-羟色胺再吸收抑制剂(抗抑郁药,简称:SSRIs)的处方可以抑制大脑中5-羟色胺的再吸收,使其循环更长时间,改善情绪。

然而,尽管SSRIs给许多服用者带来了缓解,但越来越多的人对其效果产生了抵抗。研究人员认为,其中一个原因可能在于包括血清素和组胺在内的化学信使或神经递质之间的特定相互作用。

考虑到这一点,研究人员开始调查组胺、血清素和SSRIs之间的关系。

他们制造了能测量血清素的微电极,并将其放入活小鼠大脑的海马体中,海马体是调节情绪的区域。这项被称为快速扫描循环伏安法(FSCV)的技术允许他们在不伤害大脑的情况下实时测量大脑血清素水平,因为它们具有生物相容性,而且只有5微米宽。

微电极测量炎症对大脑血清素水平的影响

在放置微电极后,他们给一半的小鼠注射了脂多糖(LPS),一种在某些细菌中发现的引起炎症的毒素,给另一半小鼠注射了盐水作为对照。

在注射LPS后的几分钟内,大脑血清素水平下降,而对照组小鼠的血清素水平保持不变,这表明体内的炎症反应转化到大脑并影响血清素的速度有多快。LPS不能穿过具有保护作用的血脑屏障,因此不能直接导致血脑屏障的下降。

在进一步的研究中,他们发现大脑中的组胺是由炎症反应触发的,并通过依附在血清素神经元上的抑制受体而直接抑制血清素的释放。这些抑制受体也存在于人类血清素神经元上,所以这种效应可能会转化到人类身上。

为了解决这一问题,研究人员给小鼠注射了SSRIs,但它们提高血清素水平的能力远不如对照组小鼠。他们推测,这是因为SSRIs直接增加了大脑中组胺的数量,抵消了血清素促进作用。

然后,研究人员在注射SSRIs的同时使用减少组胺药物,以对抗组胺的抑制作用,结果发现血清素水平回升到控制水平。这似乎证实了组胺直接抑制小鼠大脑中血清素释放的理论。这些减少组胺的药物会导致全身组胺的减少,这与用于过敏的抗组胺药不同,后者会阻止组胺对神经元的作用。

一个新的兴趣分子

研究人员说,如果他们的研究成果应用到人类身上,就可以帮助我们通过测量人类大脑中的血清素和组胺等化学物质来最终诊断抑郁症。

“我们需要研究更复杂的小鼠和人类抑郁症行为模型,以更全面地了解组胺和血清素在抑郁症中的作用,” Parastoo Hashemi博士说。

他们还表示,这一发现为研究组胺作为抑郁症诱因开辟了新途径,包括可能开发减少大脑中组胺的新药物。

因为这项研究是在动物身上进行的,还需要更多的研究才能知道这些概念是否适用于人类。然而,使用微电极在人类大脑中进行类似的测量目前还不可行,因此研究人员现在正在寻找其他方法,通过观察其他使用血清素和组胺的器官,如肠道,来获取大脑的快照。

伴随炎症而来的疼痛也会改变神经递质水平——但之前的研究表明,在类似的模型中,这些变化只持续几分钟,而在这项研究中显示的血清素下降持续的时间更长,排除了疼痛是血清素下降的原因。

Hashemi博士补充说:“炎症是一种全身反应,因此非常复杂。抑郁症也很复杂,其中的化学物质受到遗传和环境因素的多种影响。因此,我们需要研究更复杂的小鼠和人类抑郁症行为模型,以更全面地了解组胺和血清素在抑郁症中的作用。”

创办于1907年的帝国理工学院

参考文献

Source:Imperial College London

Histamine could be a key player in depression, according to study in mice

Reference:

Melinda Hersey, Srimal Samaranayake, Shane N. Berger, Navid Tavakoli, Sergio Mena, H. Frederik Nijhout, Michael C. Reed, Janet Best, Randy D. Blakely, Lawrence P. Reagan, Parastoo Hashemi. Inflammation-Induced Histamine Impairs the Capacity of Escitalopram to Increase Hippocampal Extracellular Serotonin. The Journal of Neuroscience, 2021; 41 (30): 6564 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.2618-20.2021

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