JUPITER, Fla.— Распространенная аминокислота, глицин, может подавать сильный сигнал в мозг, вероятно, помогая облегчить глубокую депрессию, тревогу и другие расстройства настроения у некоторых людей, сообщают ученые из Института биомедицинских инноваций и технологий имени Герберта Вертхайма У. Ф. Скриппса. онлайн в журнале Science Today.
Это открытие улучшает понимание биологических причин большой депрессии и может ускорить усилия по разработке новых, более быстродействующих лекарств для таких трудноизлечимых расстройств настроения, заявил нейробиолог Kirill Martemyanov, Ph.D., автор исследования, появившийся в пресс-релизе. в пятничном выпуске.
«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».
Большая депрессия является одной из самых неотложных проблем здравоохранения в мире. В последние годы статистика этого заболевания резко возросла, особенно среди молодежи. По причине роста случаев инвалидности из-за депрессии, количества самоубийств и роста медицинских расходов экономическое бремя депрессии в Соединенных Штатах составляет 326 миллиардов долларов в год, как показало исследование Центра по контролю и профилактике заболеваний США в 2021 году.
Мартемьянов сказал, что он и его команда студентов и постдокторантов потратили много лет на работу над этим открытием.
Они не ставили перед собой задачу найти причину, а тем более возможный путь лечения депрессии. Вместо этого они задались основной вопрос: как датчики на клетках мозга получают и передают сигналы в клетки, а затем изменяют активность клеток? В этом и заключается ключ к пониманию механизмов работы зрения, боли, памяти, поведения и, возможно, многого другого, предположил Мартемьянов.
«Удивительно, как развиваются фундаментальные науки». Пятнадцать лет назад мы обнаружили механизм связывания интересующих нас белков/a binding partner for proteins/, что привело нас к этому новому рецептору», — сказал Мартемьянов. «Мы распутывали этот механизм все это время».
Kirill Martemyanov, Ph.D.
В 2018 году команда Мартемьянова обнаружила, что новый рецептор участвует в депрессии, вызванной стрессом Если у мышей отсутствовал ген рецептора под названием GPR158, они оказались удивительно устойчивыми к хроническому стрессу.
Это убедительно доказывает, что GPR158 может быть терапевтической мишенью, сказал он. Но что послужило сигналом?
Прорыв произошел в 2021 году, когда его команда раскрыла структуру GPR158. То, что они увидели, удивило их. Рецептор GPR158 выглядел как микроскопический зажим с отсеком — похоже на то, что они видели у бактерий, а не в клетках человека.
«Мы шли по ложному следу, прежде чем мы увидели структуру», — сказал Мартемьянов. «Мы сказали: «Ух ты, ведь это аминокислотный рецептор». Их всего 20, поэтому мы их сразу отсканировали и только один подошёл идеально. Вот и все. Это был глицин».
Это была не единственная странность. Сигнальная молекула была не активатором в клетках, а ингибитором. Рабочая часть GPR158 связана с партнерской молекулой, которая при связывании с глицином нажимает на тормоза, а не на газ.
«Обычно рецепторы, такие как GPR158, известные как рецепторы, связанные с G-белком, связывают G-белки. Этот рецептор связывал белок RGS, который вызывает эффект, противоположный активации», — сказал Thibaut Laboute, Ph.D., постдокторант из группы Мартемьянова и первый автор исследования.
Ученые десятилетиями каталогизировали роль клеточных рецепторов и их сигнальных партнеров. Те, у которых до сих пор нет известных сигналистов, таких как GPR158, получили название «сиротские рецепторы».
Это открытие означает, что GPR158 больше не является рецептором-сиротой, сказал Лабуте. Вместо этого команда переименовала его в mGlyR, что означает «метаботропный глициновый рецептор».
«Сиротский рецептор — это вызов. Вы хотите понять, как он работает», — сказал Лабуте. «Что меня очень радует в этом открытии, так это то, что оно может иметь важное значение для жизни людей. Это то, что заставляет меня вставать по утрам».
Сам глицин продается как пищевая добавка, улучшающая настроение. Это основной строительный блок белков, который влияет на множество различных типов клеток, иногда сложным образом. В некоторых клетках он посылает сигналы замедления, а в других типах клеток — возбуждающие сигналы.
Некоторые исследования демонстрируют статистическую ассоциацию приема глицинас ростом инвазивного рака простаты.
По его словам, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как организм поддерживает правильный баланс рецепторов mGlyR и как это влияет на активность клеток мозга.
По его словам, необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как организм поддерживает правильный баланс рецепторов mGlyR и как это влияет на активность клеток мозга. Он намерен продолжать эту работу.
«Мы отчаянно нуждаемся в новых методах лечения депрессии», — сказал Мартемьянов. «Если мы сможем направить это исследование на что-то конкретное, имеет смысл, так как это может помочь. Мы сейчас над этим работаем».
The study, “Orphan receptor GPR158 serves as a metabotropic glycine receptor: mGlyR,” appears Friday, March 31, in the journal Science.
In addition to Laboute and Martemyanov, the authors are Dipak Patil, Ph.D., formerly a staff scientist in Martemyanov lab, now with Eli Lilly and Company; Staff Scientist Stefano Zucca, Ph.D.; graduate student Brittany Wheatley; and Assistant Research Professor Raktim Roy, Ph.D., all of The Wertheim UF Scripps Institute. Other contributors are Associate Professor Stefano Forli, Ph.D., postdoctoral researcher Matthew Holcomb, Ph.D.; and graduate student Chris Garza, all of Scripps Research in La Jolla, California.
The research was supported by the National Institute of Mental Health and National Institute of General Medical Sciences of the National Institutes of Health under award numbers R01MH105482 and R01GM069832. The content is solely the responsibility of the authors and does not necessarily represent the official views of the National Institutes of Health.
Competing interests: Laboute and Martemyanov are listed as inventors on a patent application describing methods to study GPR158 activity. Martemyanov is a co-founder of Blueshield Therapeutics, a startup company pursuing GPR158 as a drug target.
