自1949年以来，锂一直是治疗双相情感障碍（Bipolar Disorder，BD）的主要药物。双相情感障碍（BD）是一种以极端情绪波动为主要特征的心理健康疾病。然而，科学家至今仍不清楚这种药物的作用机制，也不清楚为何有部分患者的反应要好于其他人。

2021年11月，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校 Lu Yi 团队在 ACS Central Science 期刊发表了题为：DNAzyme-Based Lithium-Selective Imaging Reveals Higher Lithium Accumulation in Bipolar Disorder Patient-Derived Neurons 的研究论文。

该研究开发了一种在活细胞中进行锂成像的方法，由此发现双相情感障碍患者的神经元所积累的锂量高于健康对照组。

据美国国立卫生研究院（NIH）的数据显示，美国成年人中，有4.4%在一生中某个阶段经历过 BD 症状。研究表明，基于锂的药物有助于稳定 BD 患者的情绪，降低自杀的风险。

遗憾的是，只有约三分之一的 BD 患者对锂药物反应良好，其他患者要么疗效一般，要么完全无效。该药物治疗浓度范围极其狭窄或是原因之一。血清锂浓度低于特定水平时，大多数患者都不会有反应。而一旦锂浓度稍有上升，患者就会出现严重的副作用。若能够直接测量患者神经元中的锂浓度，则有助于科研人员了解锂作为药物的工作机制，并能够根据这些知识对药物剂量进行优化。因此，Lu Yi 团队希望开发一种能够在治疗级浓度下对活细胞中的锂进行检测和测量的方法。

研究人员利用体外选择法，找到一种DNA酶（DNAzyme）。这种酶能够刺激 RNA 探针释放荧光分子，从而释放一种仅于存在锂的情况下才能产生的信号。DNA 酶对锂的选择性是其他金属离子的100倍，并且非常灵敏，能够检测到浓度处于治疗范围内的锂。

为了进行概念验证，研究人员从 BD 患者和健康捐赠者身上收集了皮肤细胞，并将其重新编程为干细胞，最后分化为神经元。研究团队利用 DNA 酶传感器和治疗剂量的锂对神经元进行了治疗。借助荧光显微技术，他们发现 BD 患者和健康对照组未成熟神经元积累的锂量相当，而 BD 患者成熟神经元所积累的锂量则高于对照组的成熟神经元。研究人员表示，这种新型锂传感器是进一步了解锂BD治疗效果的强大工具。

论文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.1c00843

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