生物传感器促进药物发现

许多精神科药物针对神经元中的5-羟色胺2A受体(5-HT2AR)。这些药物包括迷幻药，如麦角酸二乙胺(LSD)，抗精神病药，以及某些促进神经网络生长和重组的药物。有证据表明，迷幻药可能有助于治疗抑郁症、创伤后应激障碍和物质使用障碍。但这些药物也有致幻作用。目前尚不清楚它们的治疗效果能否与致幻效果分开。

与5-HT2AR结合的化合物通过改变受体的形状来发挥作用。不同的变化带来了不同的影响。博士领导的研究人员。加州大学戴维斯分校的林田(Lin Tian)和大卫·奥尔森(David Olson)开发了一种名为psychLight的发光型受体，可以帮助实时检测生物体中的这些变化。

psychLight的开发部分由美国国立卫生研究院资助大脑活动国家综合医学科学研究所(NIGMS)和国家精神卫生研究所(NIMH)。这项工作在细胞2021年4月28日。

为了创建psychLight，研究人员将绿色荧光蛋白的代码插入到人类5-HT2AR基因的副本中。当在人类肾细胞中产生时，这种蛋白质的荧光在迷幻药物的存在下变得更亮。研究人员还用类似致幻剂的非致幻剂化合物测试了psychLight。一个例子是利脲，一种用于治疗帕金森氏症的药物。Lisuride类似于LSD，与5-HT2AR结合，但不会引起幻觉。利脲和其他任何非致幻化合物都没有增加迷幻光荧光。这表明psychLight可以区分致幻药物和非致幻药物。PsychLight对药物的敏感性与药物诱导人类产生幻觉的能力相关。

然后，研究人员使用psychLight筛选了一组潜在的5- ht2ar结合化合物，这些化合物的致幻潜力未知。为了验证结果，他们也给老鼠服用了药物。与5-HT2AR结合的致幻药物在小鼠中产生快速的左右头部运动。被psychLight鉴定为致幻剂的化合物也会产生这种头部抽搐反应。被鉴定为非致幻剂的化合物则没有。研究人员发现的一种非致幻化合物AAZ-A-154以前从未被研究过。研究人员发现，它在小鼠身上产生了快速而持久的抗抑郁作用。

接下来，研究小组用光纤测量了活老鼠大脑中的psychLight荧光。5-HT2AR的天然结合伙伴是神经递质血清素(5-羟色胺)。通过这种设置，他们能够检测到自由活动的活老鼠血清素水平的快速、短暂的变化。

这些发现为未来的研究提供了几种可能性。田说:“当动物学习或受到压力时，这个传感器使我们能够实时成像血清素的动态，并实时可视化感兴趣的化合物和受体之间的相互作用。”这可以帮助科学家更好地理解血清素在大脑功能中的作用。

PsychLight可以帮助识别滥用的致幻设计药物，也可以帮助识别针对5-HT2AR而没有致幻作用的治疗药物。奥尔森说:“迷幻疗法的一个问题是，它们需要医疗团队的密切指导和监督。”“一种不会引起幻觉的药物可以在家服用。”