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焦虑和抑郁的比例在全球范围内不断上升，这一趋势因COVID-19大流行而急剧加剧。博伊斯·汤普森研究所研究人员发现了一种新的血清素生物合成途径，以及新的生物活性血清素衍生物。研究结果为血清素研究提供了新的方向，最终可能导致新的治疗方法，帮助减轻这种全球心理健康负担，并治疗肥胖等相关疾病。
图片:博伊斯汤普森研究所的Frank Schroeder 和Jingfang Yu 在BTI的先进质谱分析中心(CAMS)。
Credit: Image credit: Boyce Thompson Institute
几十年来，世界各地焦虑和抑郁的比例一直在上升，2019冠状病毒病疫情进一步加剧了这一趋势。博伊斯·汤普森研究所的Frank Schroeder领导的新研究可能最终导致新的治疗方法，帮助减轻这种全球精神健康负担。
血清素在20世纪30年代首次被发现，是许多动物体内产生的一种神经递质，可以调节各种行为，如进食、睡眠、情绪和认知。改变血清素水平的药物是治疗焦虑、抑郁等心理疾病以及饮食失调的主要武器。
作为神经生物学研究的一个简单模型，微观秀丽隐杆线虫已经被广泛用于研究血清素在调节行为和食物摄入中的作用。多年来，研究人员认为血清素是在秀丽隐杆线虫通过一个特定的分子途径，然后血清素迅速被降解。施罗德的团队和哥伦比亚大学的同事们现在证明，这两个假设都不完全正确。
Schroeder说:“我们发现了第二种平行的生物合成途径，它约占我们的模型系统中产生的总血清素的一半。”这项工作大约在三年前开始，当时研究人员意外地发现了一种能将血清素转化为衍生化合物的酶。
Schroeder解释说:“该领域的大多数人认为血清素是产生后迅速分解的，但我们发现，相反，它被用作其他化合物的组成部分，这些化合物负责血清素的一些活动。所以，我们决定从头开始，看看血清素是如何产生的，一旦产生，它是如何转化成这些新分子的。”
Schroeder实验室的研究生Jingfang Yu是这篇论文的第一作者，她进一步证明了新的血清素衍生物会影响进食行为。
“当线虫缺乏内源性血清素时，它们倾向于快速穿过琼脂盘上的细菌食物区，很少回头探索食物，”Yu说。“我们发现，通过用血清素衍生物处理线虫，这种行为可以得到缓解，这表明这些新发现的化合物有助于先前归因于血清素的效应。”
秀丽隐杆线虫是研究血清素的极好模型，因为该化合物的分子信号通路在物种间高度保守，包括人类。例如，研究人员在秀丽隐杆线虫血清素的很大一部分是在肠道中产生的，人类也是如此。
Schroeder说，有迹象表明，人类血清素可以转化为代谢物，类似于在秀丽隐杆线虫．Schroeder说:“这项研究为更多的人类研究途径打开了大门。”
“类似的代谢物在人类中重要吗?”一种制造途径相对于另一种的作用是什么?这些制造途径和代谢物对人类行为(如心理健康和进食行为)有多重要?”他问道。研究人员目前正在探索新的血清素衍生物如何影响人的行为秀丽隐杆线虫以及人类体内是否存在类似的血清素代谢物。
Parallel pathways for serotonin biosynthesis and metabolism in C. elegans
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