研究人员开发出一种新型荧光探针，能够精确检测血清素，这是诊断和治疗抑郁症的关键因素。

该探针可以区分血清素和类似的分子，并揭示其在细胞内的存在，为抑郁症的机制提供了新的见解。

血清素成像

血清素在抑郁症的诊断、治疗及药物研发中起着至关重要的作用。中国的一个科学家团队开发了一种高度敏感和选择性的荧光探针，用于血清素成像。他们的初步研究结果发表在《德国应用化学》杂志上，其中包括细胞和动物模型的研究结果。

抑郁症是全球主要的公共卫生问题。目前的治疗方法往往不足，主要是因为抑郁症的潜在机制仍难以捉摸。最近的研究表明，抑郁症不仅仅涉及血清素水平的降低。

血清素荧光探针技术的进展

为了研究血清素在抑郁症中的作用，广西大学（中国）的林伟英领导的研究团队希望开发一种高度选择性的分子荧光探针。然而，问题在于血清素的结构和化学性质与其他生物分子（如褪黑素和色氨酸）非常相似。但是，通过精确分析，研究人员发现这些分子在反应活性上存在细微差异。研究团队设计了一种特殊的反应基团（3-巯基丙酸），这种基团可以通过级联反应与血清素发生非常选择性的反应。随后，他们将该反应基团与荧光染料（二氰亚甲基苯并吡喃衍生物）结合。

新型血清素探针的机理

“附属物”的附着最初会使探针“关闭”。如果遇到血清素，一个部分会首先反应（反应性构建块的SH基团与血清素中的双键结合，发生硫醇-烯点击反应）。随后，由于相互接近，形成第二个键（血清素中的氨基与反应性构建块中的羰基之间的亲核反应）。因此，构建块从荧光染料中脱离，其荧光被“打开”。该探针能够选择性和灵敏地指示血清素的存在，即使在细胞内也能做到。

细胞和动物模型的观察结果

研究团队使用探针成像了一种神经元细胞系，通过注射皮质酮可将其制成抑郁症模型。结果表明，正常细胞和“抑郁”细胞中的血清素水平几乎同样高。然而，抑郁细胞在受到刺激时能够排出的血清素明显较少。服用当前抗抑郁药物（血清素再摄取抑制剂）后，血清素的释放量略有增加。

对抑郁症治疗的启示

根据一项假设，mTOR（一种在许多细胞信号通路中起作用的生物分子）可能与血清素释放能力下降有关。研究小组观察到，在使用mTOR激活剂的情况下，抑郁细胞中血清素的释放显著增加，而mTOR抑制剂则减少了正常细胞中血清素的释放。所有结果均可在神经元和小鼠模型中得到证实。

这些成像研究表明，抑郁模型中血清素水平并不是主要因素。神经元释放血清素的能力似乎更为关键。这种能力与mTOR的活性密切相关，这可能为抑郁症的治疗指明了方向。

参考：由乐立洲、黄华伟和林伟英撰写的《基于硫醇-烯点击亲核级联反应开发高选择性荧光探针以探究抑郁症中血清素的作用机制》，发表于2024年7月12日的《德国应用化学国际版》。DOI: 10.1002/anie.202407308