城大發現一種小分子有效阻截負面記憶形成 為抑鬱症提供潛在治療新靶點

 

抑鬱症是全球最常見的精神疾病之一,但目前的抗抑鬱藥物未能應對不同患者的需要。香港城市大學(城大)的神經科學家近日透過小鼠實驗,發現一種小分子可在較低劑量下,仍有效抑制負面記憶形成,緩解小鼠因壓力誘發的抑鬱症狀,為日後研發抗抑鬱藥物提供新方向。

城大黃俊康講座教授(轉化神經科學)賀菊方教授說:「抑鬱症影響著全球數以百萬計的患者,有必要尋求有效的治療方案。現有的傳統治療方法,無論是延遲起效的藥物治療或心理治療都有著一定局限性,無法滿足不同患者的需要。因此,我們迫切需要在抑鬱症治療方面取得開創性的進展。」

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過往有研究發現,壓力會導致大腦內「情感效價編碼系統」的神經可塑性出現變化,而這些變化與 抑鬱症、創傷後遺症及焦慮症都有密切關係。(圖片來源:香港城市大學)

過往的研究發現,壓力會導致大腦內「情感效價編碼系統」(valence-coding systems,情感效價意指事物令人愉悅或厭惡的程度)的神經可塑性(neural plasticity)出現變化,而這些變化與抑鬱症、創傷後遺症及焦慮症都有密切關係。同時,部分研究指出抑鬱症與過度活躍的大腦杏仁體(amygdala)有關。「不過,學界對杏仁體內可調控抑鬱症狀的神經機制仍所知甚微。」賀教授說。

賀教授的研究團隊多年來專注於記憶形成、記憶編碼等研究。團隊早年已發現一種神經調節物質——「膽囊收縮素」(cholecystokinin, CCK),對於引發神經元之間的通訊強度持續增加——即神經可塑性,以形成記憶,具有關鍵性的作用。團隊亦發現CCK和CCK-B受體(簡稱CCKBR,是中樞神經系統中三種已知的CCK受體之一),不但可調節神經可塑性,亦可影響大腦視覺皮層內由視像和聲音所組成之記憶,以及追溯在杏仁體內有關恐懼的記憶。另有研究指出,CCKBR拮抗劑(CCKBR antagonist,阻隔CCK與CCK-B受體結合,因而對抗或取消結合後帶來的作用)在小鼠實驗中具有抗抑鬱的作用。

賀教授的研究團隊因而假設CCK可於腦內的基底外側杏仁體(basolateral amygdala, BLA),通過觸發LTP來促進負面記憶的形成,從而助長抑鬱症狀的發展;而BLA正是大腦內一個處理情緒記憶的區域,被認為是因其功能失調,而導致抑鬱症狀。

在今次研究當中,團隊透過不同實驗包括體外電生理記錄、光遺傳學操作(optogenetic manipulation)、藥物操作和小鼠行為分析等方法,以了解CCK及CCKBR在抑鬱症中的關鍵性。他們發現一種名為YM022的CCKBR拮抗劑,可以截斷神經網絡的可塑性所引起的負面記憶形式,從而對小鼠產生抗抑鬱藥般的效用。

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當具有攻擊性的小鼠被放置透明膠箱時,經YM022治療的實驗小鼠(圖A右起第二排)於社交互動區域(綠色方格圍繞部分)的逗留時間,明顯較對照組、即未經治療的小鼠逗留更長時間。這結果顯示經治療的小鼠展現較少的社交迴避行徑,以及因被攻擊所誘發的抑鬱行為。(圖片來源:Zhang, X. et al., source: https://www.nature.com/articles/s41380-023-02127-7

根據於基底外側杏仁體進行的體外記錄,團隊發現YM022顯著地抑制了神經網絡的可塑性。當中,經YM022治療可塑性僅為10.2%,而未經治療的可塑性則72.3%)。

同時,研究團隊也透過一系列小鼠行為測試,以確定YM022作為CCKBR拮抗劑的效用。團隊的研究顯示,經拮抗劑治療的小鼠減少了抑鬱相關的行為症狀。

賀教授補充說:「值得一提的是,YM022的使用劑量僅為每公斤(體重)3微克,便能展現其抗抑鬱的作用,較現有抗抑鬱藥物所需劑量低約3,000倍。今次研究顯示,CCKBR可成為抑鬱症治療的潛在目標;而YM022這種拮抗劑,可在極少劑量下達到相應效果,令它可成為很好的抗抑鬱候選藥物,並為研發針對基底外側杏仁體異常情況的新藥鋪路。」

下一步,團隊將會專注研究CCKBR拮抗劑的運作機制和潛在副作用,並會為相關的臨床測試應用做好準備工作。

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賀教授(左)與兩位共同第一作者方瑋小姐(中)及Muhammad Asim博士(右)。(圖片來源:香港城市大學)

上述研究成果已於科學期刊《Molecular Psychiatry》上發表,題為〈Cholecystokinin B Receptor Antagonists for the Treatment of Depression via Blocking Long-term Potentiation in the Basolateral Amygdala〉。

本研究的通訊作者賀教授也是城大神經科學講座教授;共同第一作者為張緒博士Muhammad Asim博士方瑋小姐,他們均是賀教授實驗室的博士生及博士畢業生。

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贺教授(中)与他的研究团队,左起为Kim Kyuhee小姐、方玮小姐及Muhammad Asim博士;右起为高倩倩小姐、赖元樱小姐及王华杰先生。(图片来源:香港城市大学)

今次研究獲得香港研究資助局、創新及科技基金、醫療衞生研究基金及以下慈善基金——黃俊康講座教授席、李俊駒慈善基金及方樹福堂基金的支持。

 

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