Drobné cukry v mozku narušují emocionální obvody, pohánějí depresi

Deprese je vážná porucha, která narušuje každodenní život letargií, porušením spánku a sociálního stažení a také zvyšuje riziko sebevraždy. Počet pacientů s depresí se v průběhu let neustále zvyšuje a postihuje více než 280 milionů lidí na celém světě od roku 2025. Nyní vědci odhalili nový patologický mechanismus, který by mohl poskytnout stopy pro diagnostiku a léčbu deprese.

Výzkumný tým vedený C. Justinem Leeem a Leeem Boyoungem na Institutu pro základní vědu (IBS) identifikoval novou molekulární cestu v mozku, která přímo spojuje abnormální modifikace cukru v proteinech s depresivním chováním. Konkrétně Chronický stres narušuje cukrové řetězce (o-glykany) připojené k proteinám v Prefrontální kůračímž se spouští deprese.

Zjištění, Publikováno v Pokroky vědyotevřít nové možnosti cílených terapií pro Deprese rezistentní na léčbu.

Deprese vyplývá ze složité souhry psychologických, environmentálních a Genetické faktorya bylo hlášeno mnoho různých patologických mechanismů. Většina však Antidepresiva Při klinickém použití se zaměřuje na regulaci neurotransmiterů, zejména serotoninu.

Tyto léky však prospívají pouze asi polovině pacientů a často způsobují vedlejší účinky, jako jsou gastrointestinální problémy nebo zhoršující se úzkost. Toto omezení podtrhuje potřebu hledat nové molekulární dráhy v mozku za signalizaci neurotransmiteru.

Vědci se zaměřili na glykosylaci, proces, kterým se malé cukrové řetězce připevňují k proteiny a změnily jejich strukturu a funkci. Glykosylace byla rozpoznána jako důležitý mechanismus u různých onemocnění, včetně rakoviny, virových infekcí a neurodegenerativních poruch. Mezi jeho formami hraje O-glykosylace roli v buněčné signalizaci a udržování rovnováhy v nervové obvodyI když jeho zapojení do poruch mozku začalo být studováno teprve nedávno.

Pomocí vysoce výkonné hmotnostní spektrometrie tým nejprve analyzoval O-glykosylační vzorce v devíti oblastech mozku zdravých myší a zjistil, že každá oblast vykazovala zřetelné glykosylační rysy. Poté je porovnali s mozkem chronicky stresovaných myší a odhalili významné změny v O-glykosylaci v oblastech, jako je prefrontální kůra.

Zejména pozorovali snížení sialylace – přidání kyseliny sialové k koncům cukrových řetězců, které stabilizují proteiny – spolu se sníženou expresí enzymu ST3Gal1, která tuto modifikaci zprostředkovává.

Pro testování, zda je tento enzym přímo spojen s depresivním chováním, manipulovali vědci expresi ST3GAL1 v prefrontální kůře normálních i stresovaných myší. Potlačení ST3GAL1 u normálních myší způsobilo, že vykazovaly depresivní příznaky-desce motivace, zvýšená úzkost-i bez stresu. Naopak, zvýšení ST3Gal1 u stresovaných myší zmírnilo jejich depresivní chování. Tyto výsledky identifikují sníženou ST3Gal1 jako klíčový molekulární faktor, který přímo indukuje a reguluje depresivní příznaky.

Další proteinové analýzy a elektrofyziologické experimenty ukázaly, že redukce ST3Gal1 destabilizovala struktury cukrovaru řetězců synaptických molekul, včetně Neurexin 2 (NRXN2), synaptického adhezního proteinu a narušila funkci inhibičních neuronů, které zachovávají rovnováhu v mozkových obvodech. Jinými slovy, malé změny v Cukrové řetězy Současně narušilo jak spojení, tak stabilitu nervových obvodů, což nakonec zhroutilo mozkový systém emocí regulace.

„Tato studie ukazuje, že abnormální glykosylace v mozku je přímo spojena s nástupem deprese,“ řekl výzkumný kolega Boyoung Lee. „Poskytuje důležitou opora pro identifikaci nových diagnostických markerů a terapeutických cílů nad neurotransmitery.“

„Deprese ukládá hlavní sociální zátěž, přesto však současné ošetření zůstává omezeno,“ dodal režisér C. Justin Lee. „Tento úspěch by se mohl rozšířit nejen na depresivní terapii, ale také na jiné duševní choroby, jako je PTSD a schizofrenie, čímž se připravuje cestu pro širší terapeutické strategie.“