10月8日消息,英国萨里大学(University of Surrey)量子生物学研究为锂盐治疗双相情感障碍的机制提供新线索:锂的两个稳定同位素——锂-6与锂-7——虽化学性质几乎完全相同,但其原子核量子自旋不同,可能通过影响特定化学反应进而产生不同的生物学效应。研究发表于PLOS ONE。

锂盐作为双相情感障碍长期治疗的一线用药已有70余年历史,但其治疗机制至今未明。研究团队以「核自旋」为切入点——这一量子属性使原子核如同微小磁体,可影响附近电子并改变化学反应结果。既往动物实验已发现锂-6与锂-7生物学效应不同,包括降低大鼠多动性的能力存在差异。

团队用量子模拟研究了两种同位素对一个涉及黄素(维生素B2衍生的电子传递分子)与维生素C自由基反应的影响:维C在神经元中含量丰富、帮助抵御氧化应激,其自由基的自旋态可维持较长时间,为量子效应介入反应留出时间窗口。模拟结果显示,锂-6与锂-7因核自旋差异对反应的影响确实不同,且预测的同位素效应量与既往动物实验的行为学差异幅度相当。第一作者、萨里大学博士生Amina Mouhamed表示,两种化学上几乎相同的锂形态可能因核量子属性不同而以不同方式影响生物学。

该研究属于新兴的量子生物学领域,若经实验验证,将改写「同位素化学等价、生物效应必然相同」的传统假设,也可能为锂盐药物的同位素选择性设计打开空间。 (来源:AZoM)