神经递质的转运循环 (作者供图)

“阐明单胺类神经递质转运机制及相关精神疾病药物调控机理”成果，入选了由国家自然科学基金委员会今年公布的“中国科学十大进展”。

血清素水平的下降会导致情绪低落和焦虑，去甲肾上腺素的缺乏会影响觉醒和注意力，让人感到精力不足;多巴胺在奖赏和动机调节中发挥关键作用，它的减少会导致快感缺失……这都离不开神经递质这一大脑信号分子。

它们不仅维系着大脑的功能，也牵动着人们内心深处的种种微妙感受。精神疾病的发生与神经递质系统的紊乱也往往是密切相关的。

大脑信号传递的“快递员”

神经递质在大脑信号传递过程中发挥关键作用还要从神经信号传达的“快递员”——神经递质转运蛋白说起。

作为自然界最复杂的生物信息处理系统，人脑由近860亿个神经元组成。神经元通过轴突将神经冲动信号传向远端。轴突末端膨大会形成突触小体，与其他神经元的胞体或树突紧密接触，构成神经信号传递的关键节点——突触。据统计，大脑内的突触总数达到1015量级，一个神经元可与数千个其他神经元通过突触建立连接。

当神经元的轴突延伸至远方时，它们会像细流分支，逐渐在末端膨大成如水滴般的突触小体。突触小体可以与多个神经元的细胞体或树突相互接触，同时彼此间保持着一定的距离，即突触间隙。

在神经信号的传递中，这个“间隙”起到了重要的作用。神经信号沿着轴突穿梭，抵达突触小体。突触小体中的囊泡便会与突触前膜融合，将携带的神经递质释放到突触间隙。在突触间隙中一些名为转运蛋白的小小“快递员”便开启了它们的工作。

定位在突触前膜的神经递质转运蛋白，能够特异性识别各自负责运输的神经递质，将其回收到突触前神经元，以终止突触间的信号传递，确保信息传递的时间分辨率;定位在突触囊泡上的神经递质转运蛋白，将神经递质填充进囊泡，准备下一次的释放，最终完成神经递质的循环。

这些“快递员”是如何保持充沛的精力，以维持高效又精准的工作呢?目前，科学界对这其中的机制尚不清楚。团队利用冷冻电镜技术，解析了这些蛋白的高分辨率结构，系统阐明了神经递质转运蛋白的转运过程，描绘了神经递质被神经元回收、再填充至突触小泡、准备迎接后续神经冲动到来的完整图景。

推动新型精神疾病药物开发

维持神经递质浓度的动态平衡对于正常的情绪、认知功能和肢体行动都至关重要。临床上，通过抑制转运蛋白调控相应神经递质水平，是治疗抑郁症、注意缺陷多动障碍等精神疾病的核心策略之一。

在过去的半个世纪里，研究人员一直尝试通过抑制特定神经递质转运蛋白的功能，来调节神经系统的平衡，从而治疗相关神经精神疾病。然而，这类药物在临床使用中常常伴随着各种副作用。例如，常见的抗抑郁药通过抑制血清素转运体发挥作用，但可能引发性功能障碍和胃肠道不适。

在这一背景下，深入揭示现有的药物分子作用于神经递质转运蛋白的机制，对于优化药物设计和开发新型靶向治疗策略至关重要。

基于此，团队解析了与抑郁症、精神分裂症、药物成瘾和注意缺陷多动障碍等疾病有关的转运蛋白，以及多种相关药物分子的复合物结构，并结合功能实验的验证，阐释了这些药物分子的结合模式及选择性作用机制。这些为相关的药物设计和开发提供了全新的视角。

万里长征，我们只迈出了第一步。我们相信，随着对转运蛋白研究的不断深入，未来有望在精神疾病的治疗中实现更精确的靶向调控，推动更多药效更好、毒副作用更小、成瘾性更低的创新药物的诞生，也期待着它们为精神疾病患者带来曙光。

(作者系中国科学院生物物理研究所研究员)

http://www.kepu.gov.cn/news/2025-05/13/content_338641.html

(编辑：萧鼎 作者：益申合)