精神的健康、薬物乱用の薬物療法を支援するための科学的進歩

コロンビア大学メディカルセンターとウェイルコーネルメディカルカレッジの科学者たちは、膜輸送の分子メカニズムについて概説しています。この研究では、あるニューロンから別のニューロンへのシナプスギャップを介した脳のメッセージの伝達を制御するために、タンパク質がその形状を変換して物質を細胞膜を横切って輸送する方法を示しています。

うつ病に広く使用されている薬物療法は、トランスポーターに結合することによってこの輸送プロセスを調節するため、新しい発見は、薬物療法がどのように機能するか、およびコカインやアンフェタミンなどの刺激剤がその効果を生み出す方法を説明するのに役立ちます。この新しい理解は、不安症、うつ病、統合失調症、薬物乱用に対するより的を絞った薬物療法の開発にも役立つはずです。

SSRIは、それらがどのように機能するかについての真の理解なしに開発され、現在、研究者たちは、それらがトランスポーターにどのように結合して影響を与えるかを理解し始めています。 「これらの薬物療法はうつ病、強迫性障害、パニック障害などの多くの精神疾患の治療に効果的であり、これらの障害は脳内のセロトニンレベルと何らかの関係があることを示唆しています。私たちの研究は、SSRIが機構レベルでどのように機能するか、なぜSSRIが一部の人では機能しないのかを理解するための出発点です」と研究共著者でありマックスウェルM.アップソン生理学および生物物理学教授であるHaral Weinstein博士は述べた。 Weill Cornell Medical CollegeのComputtional Biomedicine（ICB）研究所の所長。

研究者らは、神経伝達の適切な機能に不可欠な再取り込みと呼ばれるプロセスでシナプスから神経伝達物質を除去するNa +共輸送体のファミリーのトランスポータータンパク質を調べました。選択的セロトニン再取り込み阻害剤（SSRI）であるプロザックやゾロフトなどの抗うつ薬とコカインは、再取り込みメカニズムを妨害し、細胞間の通常の交換プロセスを変更します。

新しい調査結果を説明する論文は、5月13日号に掲載されました。 自然 また、ジャーナルの「ニュースとビュー」セクションで、輸送サイクルのダイナミクスの理解への重要な貢献として賞賛されました。レビュアーは、これまで生物学者は単一分子の詳細でトランスポーターを見ることができなかったが、新しい研究は「カーテンを持ち上げ、膜輸送のいくつかの振り付けにスポットライトを当てている」と指摘しています。このスポットライトでは、新しい研究は輸送された分子の経路を明らかにし、研究者がゲートの開閉に似た方法で通路を形成することにより、トランスポータータンパク質が膜を通してイオンと分子をエスコートする方法を明らかにします。

「膜輸送タンパク質とそれらをコードする遺伝子の研究は、疾患プロセスの多くの側面を調査する機会を提供します。トランスポーターの「ゲート」の開閉は、個々のタンパク質の動きを解決できなかった以前のアプローチでは決定できなかった方法で、輸送された物質の結合と阻害薬によって調整されます。精神医学と薬理学の部門で実験的治療学のリーバー教授であり、コロンビア大学医療センターの分子認識センターでもあるジョナサンハビッチ。

ゲートがどのように開閉するか、そしてその理由はまだ完全には理解されていません。ただし、この研究の結果は、その方向への重要なステップです。現在の研究では、研究者らはLeuTトランスポーターを研究しました。彼らは、個々の分子の変化を監視することができ、ゲート機構の開状態と閉状態について報告していると信じている2つの異なる状態を観察することを報告しました。

「酵素の機能は運動に依存するため、分子の動きを理解することは重要です」と、新しい研究の別の上級著者であるスコットブランチャード博士は言います。 「分子を観察するために、単一分子スケールで直接測定できるフルオロフォアと呼ばれるレポーター分子を取り付けます。そうすることで、それらがリンクされているタンパク質に関する運動情報を得ることができます。」