Nat Mental Health:大脑里的“过敏分子”,组胺影响情绪、睡眠与精神健康


很多人知道组胺,是因为过敏时打喷嚏、皮肤发痒,但近日,一篇发表在国际杂志Nature Mental Health上题为“Mapping histamine pathway networks in the human brain across cognition and psychiatric disorders”的研究报告中,来自英国伦敦国王学院等机构的科学家们通过研究发现,这种分子在大脑中还有另一重身份—神经递质,长期以来,多巴胺、血清素是神经科学关注的焦点,组胺在脑内的作用却被严重低估,这项研究中,研究人员首次从基因、分子、脑影像到认知行为和精神疾病,绘制出一张多尺度的组胺系统脑图谱。

全球数亿人受精神疾病困扰,仅抑郁症患者就超过3亿,注意力缺陷多动障碍(ADHD)在儿童和青少年中的患病率约为5-7%,精神分裂症虽相对少见,但致残率高。这些疾病的现有治疗大多围绕多巴胺、血清素系统,约三分之一的患者对现有药物反应欠佳。组胺系统是否参与其中?新的图谱给出了明确线索。

文章中,研究人员首先整合了人类脑组织的转录组数据与脑解剖图谱,发现核心组胺相关基因的表达可以被一个潜在成分解释,占总方差的41.1%。额叶和边缘叶区域表达较高,而枕叶皮层表达较低。在单细胞水平上,组胺受体H1和H2富集于兴奋性神经元,而H3受体则偏好表达于抑制性神经元,这意味着组胺可能在维持大脑兴奋与抑制的平衡中扮演关键角色,这是健康脑功能的基础属性。

基于艾伦人脑细胞图谱的人脑组胺相关基因细胞mRNA表达

这些分子层面的发现随后在三类独立数据中得到验证,正电子发射断层扫描显示,基因预测的组胺受体分布与实际活体人脑中的H3受体结合度高度一致。功能影像数据库进一步揭示,组胺高表达区域与情绪调节、应激与恐惧反应、冲动控制、奖赏、睡眠及记忆等认知过程密切相关。同时,这些脑区与ADHD、重性抑郁障碍、精神分裂症和神经性厌食症的已知结构改变模式显著重叠,提示组胺信号可能参与了上述疾病的区域脑脆弱性。

从发育轨迹看,组氨酸脱羧酶(负责合成组胺的关键酶)的表达在早期即达到峰值,而H3受体表达则随年龄增长持续增加直至成年,这一动态变化暗示组胺系统在不同生命阶段可能扮演不同角色,也为儿童青少年精神疾病的时间窗口提供了新的生物学视角。Daniel Martins博士指出,目前精神科药物主要靶向血清素和多巴胺,但组胺与这些系统密切交互。通过提供精细的组胺通路脑图,这项研究为开发针对该系统的治疗策略开辟了新机会,尤其是针对认知功能障碍、疲劳和动机缺乏等症状。不过他也强调,这些发现提示相关性而非直接因果,精神疾病更应被理解为多个脑系统交互的失调,而非单纯的单一化学物质失衡。

Steve Williams教授提醒道,结果是基于大规模数据集的模式分析,属于假说生成性质,而非直接机制,下一步还需要在活体人中通过药物干预或纵向影像手段测试组胺信号的变化;研究者表示,类似的研究已在亨廷顿舞蹈病患者中进行,通过正电子发射断层扫描追踪H3受体在不同脑区和时间点上的变化并与冷漠、抑郁、焦虑等症状关联。

这项图谱研究并未声称破解了精神疾病的病因,也没有提出立即可用的新疗法。它的价值在于,把一个长期被忽视的化学系统从背景中拉到了前台,提供了可检验的靶点和可落地的工具。对于基础研究者,它展示了如何从基因到行为跨尺度整合数据;对于临床医生,它解释了为何部分患者对传统治疗不敏感;对于受精神疾病困扰的个体和家庭,其释放了一个信号—科学仍在不断拆解大脑这台复杂机器中那些尚未被充分理解的零件,每一块零件都可能通向未来的新方案。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Martins, D., Veronese, M., van Wamelen, D. et al. Mapping histamine pathway networks in the human brain across cognition and psychiatric disorders. Nat. Mental Health (2026).doi:10.1038/s44220-026-00637-1


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