研究揭示了大脑焦虑的分子特征
马萨诸塞州波士顿-美国近4000万人患有焦虑症。尽管存在多种治疗选择,但治疗成功的方式各不相同,许多人直到开始服用抗抑郁药数周或数月后才对治疗产生反应。其他药物,例如苯二氮卓类药物,可以迅速缓解症状,但可能有副作用和风险,尤其是长期服用时。需要更好的治疗方法,但数十年来,寻找新疗法的努力滞后,部分原因是临床前模型的局限性。布莱根妇女医院的研究人员采用了一种新的搜索方法,为焦虑的临床前研究开发了一种合理的,受计算机启发的方法。该小组的工作取得了丰硕的成果,发现了超过209个基因,这些基因的活性随焦虑症的种类而变化,以及药物开发的新目标。结果发布在转化精神病学。
共同通讯的作者伊拉娜·布劳恩(Ilana Braun)表示:“在过去的50年中,治疗瞬间焦虑症的进展不大,部分原因是在临床前模型和培养皿中重现人类焦虑的挑战。”博士,布里格姆(Brigham)精神病学系心理社会肿瘤学服务主任。“动物模型具有夸大的症状,这限制了我们研究焦虑症及其神经化学的能力。”
为了改善对焦虑症的研究,Braun与Brigham的医学工程学系副生物工程师Aaron Goldman博士合作。使用计算模型研究癌症的高盛(Goldman)看到了将其研究领域的工具用于应对焦虑症研究挑战的机会。
共同通讯作者戈德曼说:“在癌症中,我们使用计算模型。我们采用数学建模和计算方法,并将它们与基因表达RNA测序或蛋白质分析结合起来。”“我们意识到我们可以在实验室中使用这些工具,并将其应用于焦虑症,从而开发出一种更合理的方式来应对挑战并确定焦虑症的内在特征。”
Braun,Goldman及其同事通过首先研究遗传和发育正常小鼠来发展他们的方法。小鼠进行了一系列行为测试,研究人员选择了性能差异最大的小鼠品系。然后,他们以独特的方式将计算模型和RNA测序一起用于根据动物的社交和行为选择对动物进行分层,从而将小鼠分为低,中和高焦虑症。
研究小组在小鼠的杏仁核中发现了很大程度的分子变异,共有超过209个基因在三类焦虑症中具有不同的活性水平。这些包括与突触可塑性(学习和记忆)相关的基因变化,以及与激素(如雌二醇(最强的雌激素形式)和催乳素(与妊娠和母乳喂养有关的激素))表达相关的基因。研究小组还发现了与G蛋白偶联受体有关的变化,包括与血管形成有关但从未与焦虑状态有关的受体。该团队进行了进一步的分析,以评估高度相关的基因集和潜在的药物性焦虑目标。
布劳恩说:“这种计算方法的美丽之处在于它是多方面的。许多测试只是捕获了焦虑的一个方面。但是在这里,我们可以测试探索性和社交性,并获取有关气质的信息。”“结果是基因和途径的宝库。我们的下一步将是进一步研究可药物化的感兴趣基因。”