神经元钾水平的改变可能会导致躁郁症患者的情绪波动

患有双相情感障碍的人会经历情绪的剧烈变化，经常在躁狂症和抑郁症之间摇摆。虽然三分之一的双相情感障碍患者可以通过药物锂成功治疗，但大多数患者难以找到有效的治疗方案。

现在，索尔克研究人员的一系列新发现揭示了之前未知的细节，解释了一些原因神经元躁郁症患者在过度兴奋和过度兴奋之间摇摆。在杂志上发表的两篇论文中生物精神病学在2020年2月和2019年10月，索尔克的研究人员使用实验和计算技术来描述患有糖尿病的人脑细胞中钾和钠电流的变化双相情感障碍可能有助于进一步解释为什么一些患者对锂有反应，而另一些患者没有反应。

索尔克大学教授拉什蒂·盖奇是这项研究的资深作者，也是该研究所的主席，他说:“这是在理解导致双相情感障碍的细胞机制方面取得的令人兴奋的进展。”“这也让我们离开发治疗这种疾病的新疗法更近了一步。”

2015年，盖奇和他的同事们首次发现了对锂有反应的患者和没有反应的患者脑细胞之间的初始差异。在这两种情况下，来自大脑齿状回(DG)区域的神经元都是极度兴奋的——与没有躁郁症的人的DG神经元相比，更容易被刺激。但当暴露在锂中时，只有已知的锂反应细胞被药物平静下来。

在新的研究中，盖奇的团队——好奇这些结果是否适用于不同的大脑区域——进行了类似的实验，但采用了更深入的探测，并使用了与以前不同类型的神经元。他们从6名双相情感障碍患者身上培养了这种被称为CA3锥体神经元，其中3人对锂有反应。

在之前的研究中，来自所有双相情感障碍患者的DG神经元都是高度兴奋的，而在新的研究中，只有来自锂反应者的CA3神经元一直是高度兴奋的。

两篇论文的第一作者、索尔克研究助理沙尼·斯特恩说:“反应者和非反应者的神经元非常不同。”“这就好像是两种不同的疾病。”

研究小组更仔细地研究了锂反应者的CA3神经元，发现这些细胞具有高于正常数量的钾通道，以及通过这些通道的更强的钾电流。科学家们发现，增加的钾电流是导致CA3神经元过度活跃的原因:当他们将细胞暴露于钾通道阻滞剂时，过度活跃消失了。有趣的是，当他们将细胞暴露在锂中时，这种药物不仅逆转了多动症，同时还减少了钾电流。

此外，研究小组最初观察到来自锂无反应的CA3神经元，平均而言，具有正常的兴奋性。但当他们随着时间的推移更仔细地观察单个细胞时，他们发现了一个不同的故事。

斯特恩说:“有时我测量细胞，整个小组都是过度兴奋的，而其他日子他们都是低兴奋的。”“有时细胞会分裂;有些人会极度兴奋，而另一些人则非常不兴奋。”

为了更好地理解是什么导致了这些波动，研究人员设计了CA3神经元活动的计算模拟。计算机模拟显示，钠电流的急剧减少和钾电流振幅的增加可能导致CA3神经元的相同类型的神经元不稳定——解释了过度兴奋性和低兴奋性。当研究人员将无反应的CA3神经元暴露于钾通道阻滞剂时，它们的兴奋性变得接近对照水平。研究结果进一步证明了钾电流在双相情感障碍中发挥着作用——无论是锂反应者还是非反应者——可以帮助研究人员了解如何更好地靶向药物。

研究小组正在计划进行更多的研究，以了解当神经元在过度兴奋和低兴奋阶段之间交替时，大型神经元网络会发生什么变化，以了解这些变化是否可能导致双相情感障碍中出现的躁狂和抑郁情绪。