幾十年來，全球人群的焦慮癥和抑郁癥的發(fā)病率一直在不斷上升，這一趨勢因COVID-19的大流行而急劇惡化。

近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Chemical Biology上題為“Parallel pathways for serotonin biosynthesis and metabolism in C. elegans”的研究報(bào)告中，來自Boyce Thompson研究所等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究有望開發(fā)出一種新型療法來幫助緩解這一全球人群心理健康負(fù)擔(dān)。

早在20世紀(jì)30年代，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)很多動物機(jī)體中都會產(chǎn)生一種名為血清素的神經(jīng)遞質(zhì)，其主要會介導(dǎo)機(jī)體無數(shù)的行為，比如進(jìn)食、睡眠、情緒和認(rèn)知行為等，改變血清素水平的藥物就是治療諸如焦慮癥和抑郁癥等心理疾病以及飲食障礙的主要療法。作為神經(jīng)生物學(xué)研究的一個(gè)簡單模型，秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）已經(jīng)被廣泛用于研究血清素在調(diào)節(jié)機(jī)體行為和食物攝入上的角色，很多年以來，科學(xué)家們認(rèn)為，秀麗隱桿線蟲體內(nèi)的血清素是由一種特殊的分子通路所制造的，而且血清素隨后會很快被降解，如今研究人員發(fā)現(xiàn)，這些假設(shè)或許都并不太正確。

研究者Schroeder說道，我們發(fā)現(xiàn)了第二條平行的生物合成通路，其或許占到了我們所開發(fā)的模擬系統(tǒng)中所產(chǎn)生的總血清素水平的一半左右。這項(xiàng)研究大約開始于3年以前，當(dāng)時(shí)研究人員意外地發(fā)現(xiàn)了一種能將血清素轉(zhuǎn)化為衍生化合物的特殊酶類。這一研究領(lǐng)域的很多科學(xué)家認(rèn)為，血清素能被制造然后迅速分解，但本文研究結(jié)果卻發(fā)現(xiàn)，其能用作其它化合物的基本組件，而這些化合物主要負(fù)責(zé)某些血清素的一些活性；因此，研究人員決定重新開始研究血清素是如何被制造的，以及其一旦被制造出來后如何被轉(zhuǎn)化為新型分子。

揭示血清素調(diào)節(jié)機(jī)體多種行為的分子機(jī)制。

圖片來源：Nature Chemical Biology (2022). DOI:10.1038/s41589-022-01148-7

進(jìn)一步研究后，研究者發(fā)現(xiàn)，新的血清素衍生物或許能影響機(jī)體的進(jìn)食行為；研究者Yu指出，當(dāng)線蟲缺乏內(nèi)源性的血清素時(shí)，其就傾向于在瓊脂平板上的細(xì)菌食物上快速移動并且會不經(jīng)常地轉(zhuǎn)身去探索食物，利用血清素衍生物來治療線蟲或許就能減緩這種行為，這或許就表明，這些新識別出的化合物有助于此前歸因于血清素的效果。秀麗隱桿線蟲是研究血清素的優(yōu)秀模型，因?yàn)檫@種化合物的分子信號通路在不同物種之間高度保守，包括在人類機(jī)體中；在秀麗隱桿線蟲中，很大一部分血清素都是在腸道中被制造的，而且在人類機(jī)體中也是如此。

研究者Schroeder表示，有研究跡象表明，人類機(jī)體的血清素能被轉(zhuǎn)化為與秀麗隱桿線蟲機(jī)體中所識別出的血清素非常相似的代謝產(chǎn)物，這一研究或許就為研究人員后期研究開啟了一扇大門。那么類似的代謝產(chǎn)物在人類機(jī)體中真的非常重要嗎？一種制造途徑與另一種制造途徑的作用又是什么呢？這些制造途徑和代謝產(chǎn)物對于人類行為到底有多重要？比如心理健康和喂食行為等。目前研究人員正在進(jìn)一步探索這種新型的血清素衍生物到底是如何影響秀麗隱桿線蟲的行為，以及是否類似的血清素代謝產(chǎn)物在人類機(jī)體中存在？

綜上，本文研究結(jié)果揭示了非神經(jīng)元細(xì)胞類型中血清素生物合成的平行途徑，并進(jìn)一步表明，血清素所衍生的代謝產(chǎn)物或許具有不同的信號功能，其會促進(jìn)此前所描述的血清素依賴性的表型。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

Yu, J., Vogt, M.C., Fox, B.W. et al. Parallel pathways for serotonin biosynthesis and metabolism in C. elegans. Nat Chem Biol (2022). doi：10.1038/s41589-022-01148-7