神经元中钾水平的改变可能导致双相情感障碍的情绪波动「研究速递 」

双相情感障碍患者的情绪会发生剧烈变化，在躁狂和抑郁之间摇摆不定。尽管三分之一的双相情感障碍患者可以通过锂盐成功治疗，但大多数患者很难找到有效的治疗方案。

现在，Salk研究人员进行的一系列新发现揭示了此前未知的细节，从而解释了为什么双相情感障碍患者的一些神经元会在过度兴奋和兴奋不足之间摇摆。

在2020年2月和2019年10月发表在《生物精神病学》杂志上的两篇论文中，Salk研究人员通过实验和计算技术描述了双相情感障碍患者脑细胞中钾和钠电流的变化，这可能有助于进一步解释为什么有些患者对锂有反应，而有些人则没有反应。

在了解导致双相情感障碍的细胞机制方面，这是一个令人兴奋的进展。这也使我们离开发治疗这种疾病的新疗法更近了一步。

2015年，Gage和他的同事首次发现，对锂盐有反应的患者和没有反应的患者的脑细胞之间存在差异。与没有双相情感障碍的人相比，这两种情况下来自大脑齿状回(DG)区域的神经元都是过度兴奋的，更容易受到刺激。但当暴露于锂时，只有锂反应者的细胞才能被药物镇静下来。

在这项新的研究中，Gage的团队想探究，以上结果是否在不同的大脑区域都适用。他们进行了类似的实验，但使用了比以前更深入的探针和不同类型的神经元。他们从六名双相情感障碍患者身上培育出了名为CA3锥体神经的神经细胞，其中三名患者对锂有反应。

在以前的研究中，双相患者的DG神经元都是过度兴奋的，而在新的研究中，只有锂反应者的CA3神经元一直是过度兴奋的。

两篇论文的第一作者Shani Stern表示：“反应者和非反应者的神经元有很大差异。这就好像是两种不同的疾病。”

研究人员对锂反应者的CA3神经元进行了更深入的研究，发现这些细胞中钾离子通道的数量比通常要多，而且通过这些离子通道的钾电流更强。科学家们表示，钾电流的增加导致了CA3神经元的亢奋：当他们将细胞暴露在钾离子通道阻滞剂中时，这种过度活跃就消失了。有趣的是，当他们把细胞暴露在锂离子中时，这种药物不仅逆转了细胞的过度活跃，同时还降低了钾离子的电流。

此外，研究小组最初观察到锂无反应者的CA3神经元具有正常的兴奋性。但是，随着时间的推移，当他们更仔细地观察单个细胞时，他们发现了一个不同的故事。

Stern说:“有时我测量这些细胞，发现整个组都是超兴奋的，而有时则是低兴奋的。”“有时细胞会分裂；有些细胞非常容易兴奋，有些细胞则不容易兴奋。”

为了更好地理解造成这些波动的原因，研究人员设计了CA3神经元活性的计算模拟。模拟显示，钠电流的急剧减少和钾电流振幅的增加，可能导致CA3神经元中相同类型神经元的不稳定性，这可以解释过度兴奋和兴奋性减退。当研究人员将无反应者的CA3神经元暴露于钾离子通道阻滞剂时，其兴奋性更接近对照水平。

这些发现进一步证明了钾电流在双相情感障碍中起作用的观点，并能帮助研究人员了解如何更好地靶向药物。

研究小组正计划对大型神经元网络进行更多的研究，以了解当它们在过度兴奋和低兴奋交替时所发生的情况，以了解这些变化是否会驱动双相情感障碍的躁狂和抑郁情绪。

参考文献

Shani Stern et al, Mechanisms Underlying the Hyperexcitability of CA3 and Dentate Gyrus Hippocampal Neurons Derived From Patients With Bipolar Disorder, Biological Psychiatry (2019).DOI:10.1016/j.biopsych.2019.09.018

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