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5-羟色胺2A (5-HT2A)受体广泛分布于大脑，在感知、认知和精神疾病中发挥着关键作用。它也是药物产生迷幻效果的原因，如裸盖菇素(致幻蘑菇)和LSD。
精神分裂症是一种以知觉和认知障碍为特征的精神疾病。5-HT2A受体功能异常与包括精神分裂症在内的精神疾病有关。用于治疗精神分裂症的主要抗精神病药物以5-HT2A受体为靶点，以减少幻觉和认知障碍的症状。
事实上，许多研究已经发现，精神分裂症患者大脑中的5-HT2A受体减少。然而，调节5-HT2A受体表达的机制仍知之甚少。
研究概况
在这项研究中，结果发现，生理环境刺激，睡眠剥夺，在短短6-8小时内，就能使小鼠额叶皮层5-HT2受体水平显著上调(分别是mRNA和蛋白质)。这种诱导需要依赖于活性的即时早期基因转录因子早期生长反应3 (Egr3)，因为这种情况不会发生在Egr3缺陷(−/−)小鼠中。
利用染色质免疫沉淀，研究者发现EGR3蛋白在体内额叶皮质中与编码5-HT2A受体的基因Htr2a的启动子结合，并通过Htr2a启动子中的两个EGR3结合位点驱动体外报告基因构建物的表达。这些结果表明，在生理刺激下，EGR3直接调控额叶皮质中Htr2a的表达和5-HT2A受体的水平。
对公开可用的死后基因表达数据的分析显示，与对照组相比，精神分裂症患者的前额叶皮层中EGR3和HTR2A mRNA都减少了。
这些发现表明了一种机制，通过这种机制，环境刺激改变了大脑受体的水平，而这种受体可能会介导精神疾病的症状和治疗。
研究评述
亚利桑那大学医学和精神病学教授Gallitano领导的这项研究发现，在动物模型中，环境压力——睡眠不足，可在6-8小时内显著提高5-羟色胺2A神经递质受体的水平。对于精神分裂症患者来说，这些发现表明，环境压力可能会改变由抗精神病药物控制的大脑受体的平衡。
该实验室专注于研究环境压力和遗传易感性在精神疾病发展中的相互作用。现在他们认为他们知道了这一现象发生的机制：这是通过基因EGR3实现的。
信号机制
5-HT2A受体在控制人的信息理解和处理能力方面的作用已被广泛研究。然而，直到现在，人们对调节这种基因表达的信号传导过程仍知之甚少。
脑细胞表面的受体蛋白控制着大脑内部的通讯网络。当一个基因(DNA的一部分)被打开并产生指令(信使RNA)时（细胞就用这些指令来制造蛋白质），这些受体就产生了，在这种情况下就是5-HT2A受体。有多少受体被制造出来并存在细胞表面，决定了脑细胞对神经递质5-羟色胺的反应，以及对与受体结合的药物，如抗精神病药、LSD和裸盖菇素的反应。
5-HT2A受体从HTR2A基因接收编码指令。该研究显示，早期生长反应基因EGR3产生的蛋白质也需要5-HT2A受体的表达。EGR3的功能是与DNA结合，打开和关闭其他基因。研究结果表明，睡眠剥夺引起的刺激会触发EGR3与5-HT2A受体基因结合，并启动其mRNA指令的产生，以制造更多的蛋白质。这导致了在几个小时内大脑中会出现更多的5-HT2A受体。
对精神分裂症的影响
环境如何改变调节前额叶皮层功能的大脑受体表达，这项研究的结果增强了我们对这一问题的理解。大脑前额叶皮层区域的活动对空间推理和工作记忆至关重要。这一区域的功能障碍可能导致精神分裂症的认知缺陷。
精神分裂症是一种以知觉、思维和记忆异常为特征的精神疾病。这种疾病会扰乱认知、睡眠和记忆过程，导致患者产生幻觉并脱离现实。
在寻找治疗严重精神疾病症状的方法时，通过与5-HT2A受体结合而引发生理反应的药物正在重新出现。5-HT2A受体介导药物(如LSD和裸盖菇素)会有致幻作用，这一事实表明，该受体可能影响精神分裂症患者的幻觉和知觉障碍。
研究者说:“我们想了解基因在环境刺激下的表现，以及基因-环境的相互作用如何影响行为变化，从而导致精神疾病症状。”
参考文献
Xiuli Zhao et al, Acute sleep deprivation upregulates serotonin 2A receptors in the frontal cortex of mice via the immediate early gene Egr3, Molecular Psychiatry (2022). DOI: 10.1038/s41380-021-01390-w
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