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Gastroenterology | 肠上皮血清素5-HT可作为治疗肠脑互作和情绪障碍的新靶点

Gastroenterology | 肠上皮血清素5-HT可作为治疗肠脑互作和情绪障碍的新靶点 何霖生物
2025-03-18
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焦虑和抑郁是常见的精神障碍,与胃肠道动力障碍相关的肠脑交互障碍(DGBI)密切相关。全球约有40%的人群受到情绪障碍和DGBI的双重影响。目前,选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs)是治疗焦虑、抑郁及共病DGBI的一线药物。然而,SSRIs的疗效并不理想,仅约一半患者能实现症状缓解。此外,SSRIs还会引发一系列不良反应,如胃肠道动力障碍等。孕期使用SSRIs时,药物会通过胎盘和血脑屏障,可能导致中枢和肠神经系统发生改变,进而影响后代的情绪、认知和胃肠道功能。

SSRIs通过抑制5-羟色胺转运体(SERT)发挥作用,SERT是清除5-羟色胺(5-HT)的关键蛋白,其抑制会增强5-HT信号。人体内大部分5-HT是在肠道上皮产生的,且该部位也含有SERT。因此,肠道上皮5-HT信号可能影响肠脑通信和情绪。然而,SSRIs是否通过作用于肠道上皮SERT来诱导有益或不良情绪效应,无论是通过孕期暴露还是成年后暴露,都尚未得到充分研究。

近日,纽约大学Kara Gross Margolis哥伦比亚大学Mark S. Ansorge团队在Gastroenterology (IF=26.3)期刊上发表了题为“Intestinal Epithelial Serotonin as a Novel Target for Treating Disorders of Gut-Brain Interaction and Mood”的文章,研究揭示了肠道上皮SERT与5-HT,通过迷走神经传入通路独立调控情绪行为的机制,证实肠道特异性SERT抑制,可产生抗焦虑/抑郁效应,且无胃肠动力障碍,为开发非中枢渗透的新型抗抑郁药物提供了关键靶点;临床队列研究首次揭示,妊娠期SSRI暴露显著增加婴儿功能性便秘风险,强调需权衡系统性SERT抑制的发育毒性,推动肠道靶向治疗策略的转化应用。

研究通过构建肠道上皮特异性SERT敲除小鼠模型及他莫昔芬诱导的成年敲除模型,结合行为学实验发现,终生敲除肠道上皮SERT的小鼠表现出显著抗焦虑与抗抑郁表型;而成年诱导敲除仅显示抗焦虑效应,提示抑郁调控可能依赖发育期SERT功能。

进一步免疫组化分析显示,肠道SERT敲除未改变中枢5-HT能神经投射密度,表明其行为效应独立于中枢神经重塑,且未引起胃肠动力异常,与全身性SERT敲除导致的胃肠功能障碍形成鲜明对比。

通过TPH1基因敲除(TPH1KO)小鼠及非吸收性TPH抑制剂LX1606阻断肠道5-HT合成,研究发现肠道5-HT缺失显著影响情绪行为:TPH1KO小鼠提示焦虑与抑郁样表型;而LX1606处理的野生型小鼠虽显示焦虑样行为,但未出现抑郁表型,表明发育期肠道5-HT对情绪调控更为关键

同时,TPH1KO小鼠的肠神经系统(ENS)中5-HT能神经元轴突投射减少,而中枢5-HT能神经分布无变化,进一步支持肠道局部5-HT合成通过外周-中枢交互调控行为,且与ENS发育相关。

为明确肠道5-HT信号传递路径,研究选择性损毁迷走神经传入神经元,结果显示,损毁完全逆转了肠道上皮特异性SERT敲除小鼠的抗焦虑效应,并降低蔗糖偏好,而迷走传出通路未受影响。此结果证实肠道5-HT通过迷走神经传入纤维向中枢传递信号,介导其情绪调控作用;此外,化学交感神经损毁实验表明,交感神经激活肠嗜铬细胞释放5-HT是SERT敲除抗焦虑效应的必要条件,提示肠道5-HT的生理释放依赖于交感-肠嗜铬细胞交互。

基于前瞻性出生队列研究(GETGAS),研究纳入了408对母婴(SSRI/SNRI暴露组103例,孕期抑郁未用药组70例,健康对照组228例),并评估婴儿1岁内功能性胃肠病(DGBI)发生率。结果显示,SSRI/SNRI暴露组婴儿功能性便秘发生率显著高于对照组,且独立于母亲抑郁严重程度;而其他DGBI无组间差异。

纵向模型进一步显示,SSRI暴露组便秘风险随时间持续升高,提示胎儿期系统性SERT抑制可能通过影响ENS发育导致胃肠动力障碍,与小鼠模型中全身性SERT敲除的表型一致。

综上所述,本研究首次揭示肠道上皮SERT与5-HT在情绪调控中的独立作用:与全身性SERT抑制不同,肠道特异性SERT敲除通过迷走神经传入通路介导抗焦虑/抑郁效应,且避免中枢重塑与胃肠副作用,为靶向肠道开发新型抗抑郁药提供了理论依据;同时,妊娠期SSRI暴露与婴儿功能性便秘的关联提示系统性SERT抑制的发育风险,而肠道特异性干预或可规避此类副作用。此外,TPH1抑制实验表明,肠道5-HT合成缺失导致焦虑表型,而SERT抑制增强5-HT信号则改善情绪,强调了精准调控肠道5-HT信号的重要性。迷走神经与交感神经的双重作用机制进一步阐明“肠-脑轴”的多层次交互,未来研究需进一步验证肠道5-HT信号在人类情绪与胃肠共病中的调控作用,并探索迷走神经介导的分子通路以优化治疗干预。

原文链接:https://doi.org/10.1053/j.gastro.2024.11.012

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