Аминокислота, передающая мозгу сигнал «замедлить ход», может способствовать развитию серьезной депрессии

Aug 21, 2023

Модель показывает, как молекулы глицина (бирюзовый) взаимодействуют с рецепторами клеток головного мозга под названием GPR158, оказывая влияние на нервную систему. Пунктирные линии показывают водородные связи и притяжения слабого электрического поля, которые запускают сигнал. [С разрешения лаборатории Мартемьянова в Вертхаймском институте Скриппса.]

Результаты исследования, проведенного учеными из Института биомедицинских инноваций и технологий им. Герберта Вертхайма, Университета Ф. Скриппса, показывают, что аминокислота глицин может подавать в мозг сигнал «замедления», что, вероятно, способствует развитию серьезной депрессии, тревоги и других расстройств настроения у некоторых людей. люди.

Их исследование in vitro, которое идентифицировало новый — ранее бесхозный — рецептор глицина, может дать новое понимание биологических причин большой депрессии и может ускорить усилия по разработке новых, более быстродействующих лекарств для таких трудно поддающихся лечению расстройств настроения. - сказал нейробиолог Кирилл Мартемьянов, доктор философии, автор исследования команды в журнале Science. «Существует ограниченное количество лекарств для людей с депрессией», — сказал Мартемьянов, заведующий кафедрой нейробиологии в институте. «Большинству из них требуются недели, прежде чем они начнут действовать, если вообще начнут действовать. Действительно необходимы новые и лучшие варианты».

Мартемьянов и его коллеги сообщили о своих выводах в статье под названием «Сиротский рецептор GPR158 служит метаботропным рецептором глицина: mGlyR».

Большая депрессия является одной из самых неотложных проблем здравоохранения в мире. В последние годы число пострадавших резко возросло, особенно среди молодежи. А поскольку расходы, связанные с инвалидностью, числом самоубийств и медицинскими расходами, связанными с депрессией, выросли, исследование Центров по контролю и профилактике заболеваний США в 2021 году показало, что ее экономическое бремя в США составляет 326 миллиардов долларов в год.

Недавно опубликованное исследование является результатом многолетней работы, которая не была специально разработана для поиска причины или лечения депрессии. Скорее, команда Мартемьянова задала вопрос: «Как сенсоры на клетках мозга получают и передают сигналы в клетки, а затем меняют активность клеток?» Именно ответ на этот вопрос может дать их результаты, которые могут стать ключом к пониманию зрения, боли, памяти, поведения и, возможно, многого другого.

Глицин — простейшая аминокислота, которая «повсеместно присутствует во всех тканях млекопитающих», отмечают авторы. Глицин действует как основной нейромедиатор, который участвует в нескольких фундаментальных процессах и может оказывать как тормозящее, так и возбуждающее действие. «Глицин служит тормозным нейромедиатором, но может возбуждать развивающиеся нейроны». Однако далее команда отметила: «Идентичность метаботропного рецептора, опосредующего медленные нейромодулирующие эффекты глицина, неизвестна. Интересно, что они прокомментировали: «Глицин оказывает выраженное воздействие на нервные цепи, а глицинергическая передача участвует в патологических состояниях, включая депрессию».

Рецепторы, связанные с G-белком (GPCR), играют «важную роль в физиологии и патологии нейронов и представляют собой мишени для разработки лекарств», поясняют авторы. «Однако у многих GPCR до сих пор не идентифицированы эндогенные лиганды. Сиротские GPCR могут иметь потенциал для понимания физиологии и разработки лекарств». В 2018 году команда Мартемьянова обнаружила новый рецептор, отвечающий за депрессию, вызванную стрессом. Их исследования показали, что если у мышей отсутствовал ген рецептора под названием GPR158, они оказались удивительно устойчивыми к хроническому стрессу. «Генетическое подавление GPR158 у мышей приводит к выраженному антидепрессивному фенотипу и устойчивости к стрессу, что делает GPR158 привлекательной мишенью для разработки новых антидепрессантов», — заявили они в своей недавно опубликованной статье.

Это предоставило убедительные доказательства того, что GPR158 может быть терапевтической мишенью, но что послужило сигналом? На тот момент природный лиганд GPR158 оставался неизвестным. Прорыв произошел в 2021 году, когда исследователи раскрыли структуру GPR158. То, что они увидели, удивило их. Рецептор GPR158 выглядел как микроскопический зажим с отсеком, больше похожий на то, что они видели у бактерий, а не у клеток человека. И то, что они увидели, привело их к выдвижению гипотезы о том, что рецептор может иметь аминокислотный лиганд.