一项研究发现环境压力,睡眠不足,可显著提高 2A (5-HT2A)神经递质受体的水平。对于精神分裂症患者来说，这些发现表明，环境压力可能会改变由抗精神病药物控制的大脑受体的平衡。
加里塔诺说:“我们的研究表明，环境刺激有可能在几个小时内改变大脑中发挥重要作用的受体的水平。”加里塔诺的实验室专注于研究环境压力和遗传易感性在精神疾病发展中的相互作用。“现在我们认为我们知道了这一现象发生的机制;是通过基因EGR3。
信号机制
5-HT2A受体在控制人的信息理解和处理能力方面的作用已被广泛研究。然而，直到现在，人们对调节这种基因表达的信号传导过程仍知之甚少。
脑细胞表面的受体蛋白控制着大脑内部的通讯网络。当一个基因(DNA的一部分)被打开并产生指令(信使RNA)时，这些受体就产生了，细胞就用这些指令来制造蛋白质，在这个例子中就是5-HT2A受体。有多少受体被制造出来并出现在细胞表面，决定了脑细胞对神经递质血清素的反应，以及对与受体结合的药物，如抗精神病药、LSD和裸盖菇素的反应。
5-HT2A受体从HTR2A基因接收编码指令。该研究显示，早期生长反应基因EGR3产生的蛋白也需要5-HT2A受体的表达。
EGR3的功能是与DNA结合，打开和关闭其他基因。研究结果表明，睡眠剥夺引起的刺激会触发EGR3与5-HT2A受体基因结合，并启动其mRNA指令的产生，以制造更多的蛋白质。这导致了更多的5-HT2A受体在几小时内出现在大脑中。
对精神分裂症的影响
这项研究的结果增强了对环境如何改变调节前额叶皮层功能的大脑受体表达的理解。大脑前额叶皮层区域的活动对空间推理和工作记忆至关重要。这一区域的功能障碍可能导致精神分裂症的认知缺陷。
精神分裂症是一种以知觉、思维和记忆异常为特征的精神疾病。这种疾病会扰乱认知、睡眠和记忆过程，导致患者产生幻觉和脱离现实。
在寻找治疗严重精神疾病症状的方法时，通过与5-HT2A受体结合而引发生理反应的药物正在复苏。5-HT2A受体介导药物(如LSD和裸盖菇素)的致幻作用，这一事实表明，这种受体可能影响精神分裂症患者的幻觉和知觉障碍。
加里塔诺说:“我们想了解基因在环境刺激下的表现，以及基因-环境的相互作用如何影响行为变化，从而导致精神疾病症状。”
这项研究是由美国国立卫生研究院资助的R01 MH097803和R21 mhh113154 - 01a1授予加利塔诺。研究结果发表在《分子精神病学》杂志上。
Journal Reference:
Xiuli Zhao, Annika B. Ozols, Kimberly T. Meyers, Janet Campbell, Andrew McBride, Ketan K. Marballi, Amanda M. Maple, Carren Raskin, Abhinav Mishra, Serena M. Noss, Kelsey L. Beck, Rami Khoshaba, Amulya Bhaskara, Meghna N. Godbole, James R. Lish, Paul Kang, Chengcheng Hu, Mikael Palner, Agnete Overgaard, Gitte M. Knudsen, Amelia L. Gallitano. Acute sleep deprivation upregulates serotonin 2A receptors in the frontal cortex of mice via the immediate early gene Egr3. Molecular Psychiatry, 2022; DOI: 10.1038/s41380-021-01390-w.htm (accessed January 11, 2022).
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