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项目名称:快速抗抑郁的脑机制研究

申报单位:医学院   负责人:胡海岚

 

  

项目简介

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项目研究背景和研究团队简介:WHO定量评价,截止2017年抑郁症致残率已超过癌症和心脏病,成为健康的头号杀手。目前的单胺假说认为,抑郁症是由于大脑内单胺递质水平失衡所导致。但这一理论存在的主要的问题在于,病人服药后大脑中单胺类递质水平会在几小时内恢复正常,但情绪改善往往要几周之后。这说明传统抗抑郁药物还未触及抑郁症核心机制。在抑郁症相关环路中,我们关注一个叫外侧缰核的核团,近年来发现它能介导一系列负面情绪,被称为大脑的反奖赏中心,它通过一个抑制性的中转核团,从而抑制奖赏中心单胺能脑区。脑成像实验中发现,在抑郁病人以及多种抑郁动物模型中,缰核是唯一代谢活动显著增高的脑区。
本项目的特色:该研究首次发现外侧缰核簇状放电介导抑郁症发生,提出外侧缰核星形胶质细胞通过包绕神经元胞体调节簇状放电而调控抑郁。首次揭示氯胺酮通过阻断外侧缰核簇状放电实现快速抗抑郁效果。该研究颠覆了以往对抑郁症核心机制的单胺假说,揭示阻断外侧缰核簇状放电实现快速抗抑郁的全新机制,为抑郁症治疗提供了新的思路,为开发快速抗抑郁药物提供了新的分子靶点,并为实现临床抑郁症的精准诊断提供基础。
本项目的创新点:阐明了氯胺酮快速抗抑郁的全新脑机制:氯胺酮通过阻断外侧缰核中,NMDART-VSCC依赖的簇状放电,进而释放对下游单胺类奖赏脑区的过度抑制,最终产生快速抗抑郁效果。阐明了外侧缰核簇状放电的细胞分子机制:发现外侧缰核星形胶质细胞中的Kir4.1以包绕神经元胞体的方式表达,并调控神经元的膜电位和簇状放电。该研究发现了大脑中神经元和星形胶质细胞全新的交互方式及其在调节抑郁症中的作用,为抗抑郁治疗提供了新的分子靶标。
本项目的标志性成果:本项目的研究成果以2篇研究长文的形式同期发表于2018Nature杂志。并申请4项中国发明专利(已受理)和2PCT国际申请(已受理)。详细信息如下:
发表论文:
1.       Yang Y#, Cui Y#, Sang K#, Dong Y#, Ni Z, Ma S, Hu H* (2018). Ketamine blocks bursting in the lateral habenula to rapidly relieve depression. Nature 554, 317-322.
2.       Cui Y, Yang Y, Ni Z, Dong Y, Cai G, Foncelle A, Ma S, Sang K, Tang S, Li Y, Shen Y, Berry H, Wu S, Hu H* (2018). Astroglial Kir4.1 in the lateral habenula drives neuronal bursts in depression. Nature 554, 323-327.
中国发明专利4项(已受理):
1.       治疗抑郁症的方法和药物组合物 (申请号:201710322647.X),发明人:胡海岚,杨艳,崔一卉。
2.       NMDAR抑制剂和T型钙通道抑制剂的组合对抑郁症的治疗和药物 (申请号:201810432836.7),发明人:胡海岚,崔一卉,杨艳。
3.       T型钙离子通道抑制剂对抑郁症的调节和用途 (申请号:201810432837.1),发明人:胡海岚,杨艳,崔一卉。
4.       钾离子通道抑制剂治疗抑郁症的用途和药物组合物 (申请号201810432839.0)发明人:胡海岚,崔一卉,杨艳。
PCT国际申请2
1. 钾离子通道抑制剂治疗抑郁症的用途和药物组合物(申请号:PCT/CN2018/086021,发明人:胡海岚,崔一卉,杨艳
2. 治疗抑郁症的方法和药物组合物(申请号:PCT/CN2018/086043),发明人:胡海岚,杨艳,崔一卉
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科学解读

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抑郁症严重地损害了患者的身心健康,是现代社会中自杀问题的重要诱因,给社会和家庭带来巨大的损失,在全球疾病总负担的排名中已跃居首位。然而传统抗抑郁药物起效缓慢(68周以上),并且只在30%左右的病人中起效。这提示传统的药物可能只是间接地起作用,我们目前对抑郁症机制的了解还没有触及其核心。近年来在临床上意外发现麻醉剂氯胺酮在低剂量下具有快速(1小时内)、高效(在70%难治型病人中起效)的抗抑郁作用,被认为是精神疾病领域近半个世纪最重要的发现。然而,氯胺酮具有成瘾性,副作用大,无法长期使用。因此,理解氯胺酮快速抗抑郁的机制已成为抑郁症研究领域的圣杯,因为它将提示抑郁症的核心脑机制,并为研发快速、高效、无毒的抗抑郁药物提供科学依据。
2018年,浙江大学医学院胡海岚研究组在这一领域的研究取得了突破性的进展。在抑郁症的神经环路研究中,该课题组发现大脑中反奖赏中心——外侧缰核中的神经元活动是抑郁情绪的来源。这一区域的神经元细胞通过其特殊的高频密集的“簇状放电” 方式, 抑制大脑中产生愉悦感的“奖赏中心”的活动。通过光遗传的技术手段,她们直接证明缰核区的簇状放电是诱发动物产生绝望和快感缺失等行为表现的充分条件。针对抑郁的分子机制,该课题组发现这样的簇状放电方式是由NMDAR型谷氨酸受体介导,作为NMDAR的阻断剂,氯胺酮的药理作用机制正是通过抑制缰核神经元的簇状放电,高速高效地解除其对下游“奖赏中心”的抑制,从而达到在极短时间内改善情绪的功效(Nature [554(7692):317–322])。
同时,该课题组对产生簇状放电的细胞及分子机制做出了更深入的阐释。通过高通量的定量蛋白质谱技术,她们发现抑郁的形成伴随着胶质细胞中的钾离子通道Kir4.1的过量表达。而Kir4.1通道对抑郁的调控植根于缰核组织中胶质细胞对神经元的致密包绕这一组织学基础。在神经元-胶质细胞相互作用的狭小界面中,Kir4.1在胶质细胞上的过表达引发神经元胞外的钾离子降低,从而诱发神经元细胞的超极化、T-VSCC钙通道活化,最终导致NMDAR介导的簇状放电(Nature [554(7692): 323–327])。
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项目团队

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项目研究背景和研究团队简介:WHO定量评价,截止2017年抑郁症致残率已超过癌症和心脏病,成为健康的头号杀手。目前的单胺假说认为,抑郁症是由于大脑内单胺递质水平失衡所导致。但这一理论存在的主要的问题在于,病人服药后大脑中单胺类递质水平会在几小时内恢复正常,但情绪改善往往要几周之后。这说明传统抗抑郁药物还未触及抑郁症核心机制。在抑郁症相关环路中,我们关注一个叫外侧缰核的核团,近年来发现它能介导一系列负面情绪,被称为大脑的反奖赏中心,它通过一个抑制性的中转核团,从而抑制奖赏中心单胺能脑区。脑成像实验中发现,在抑郁病人以及多种抑郁动物模型中,缰核是唯一代谢活动显著增高的脑区。
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