Ketamine, 俗稱 K 他命，在醫療中被用作麻醉藥，之前看麻醉風暴還是哪部台劇，醫院裡好像稱之為克他明。之前在 UBC 拿老鼠課程的時候(實驗要用到老鼠的話一定要上這堂課才可以進老鼠房)，也是用 ketamine 麻醉老鼠，被麻醉的老鼠會出現漏尿的現象。除了用於麻醉外，ketamine 也有研究被用來治療重度憂鬱症(major depression disorder, MDD)，因為效果比目前用來治療憂鬱症的 SSRI 作用還要快，也比較持久。SSRI 通常要一、兩週後才有效果，但想自殺的人可能就在一念之間，ketamine 則是幾個小時內就可以有效果。現代越來越多人有憂鬱症，尤其是在已開發國家，但是自 1987 年 Eli Lilly 的抗憂鬱藥物 Prozac (Fluoxetine, 百憂解)後，在抗憂鬱症藥物的研發上並沒有重大發展。J&J 的鼻噴劑藥物 SPRAVATO® (esketamine) 在 2020 年時候得到美國 FDA 核准用於治療重度憂鬱症和有自殺念頭的患者，是第一個 ketamine 抗憂鬱症藥物。
註：Prozac 為 SSRI (selective serotonin reuptake inhibitor)藥物
相關文章：K他命在治療憂鬱症上的突破
之前我待的 UBC 實驗室也有研究這一塊，測試 ketamine 是否可以治療老鼠的憂鬱症，測試方式則是用 forced swim test (FST)，也就是把老鼠放在水中，測試他們的求生意志，在水中的時間愈久，求生意志會越來越弱，出現不動(immobility)的情況，施打了 ketamine 的老鼠求生意志會比較強，不動的時間會相對的短。不過雖然 ketamine 的效果很好，但最大的問題就是會成癮，2016 年時有篇刊在 Nature 研究顯示 ketamine 的一個代謝物 HNKet 的抗憂鬱效果不減，但沒成癮的副作用。同時也有不少研究是關於 ketamine 的作用機制，了解機制有助於研發出安全的藥物。
相關文章：Ketamine 抗憂鬱的可能機制
今年七月 Neuron 上有篇關於 ketamine 機制的研究，他們幫老鼠打了一劑 ketamine 的兩天後，透過 single-cell 的技術分析了老鼠腦部海馬迴裡的基因表現，看看哪些細胞的哪些基因表現被影響，結果發現腹側海馬迴(ventral hippocampus)的麩胺酸神經元(glutamatergic neurons)裡的基因表現變化最多，尤其是 Kcnq2 的表現顯著增加，Kcnq2 表現的蛋白是 K+ ion channel (KCNQ)。他們也做了體外試驗，在給培養的老鼠海馬迴神經細胞 ketamine 或者 HNket 兩小時至兩天後，Kcnq2 的表現也顯著增加。
為了確認 ketamine 對 Kcnq2 的影響，他們 knockdown 老鼠海馬迴裡 Kcnq2 50% 的表現，然後做 FST 測試。正常的老鼠在游泳測試裡，活動力會隨著時間下降，開始出現不動的情況，施打了 ketamine 的老鼠不動的時間則相較較短，但是在 Kcnq2 K/D 的老鼠身上，ketamine 並沒有增加牠們的求生意志。另外，當他們給老鼠壓力，讓他們出現憂鬱的症狀後，分析海馬迴神經細胞裡 Kcnq2 的表現，發現其表現量降低。但是，當他們給有憂鬱症狀的老鼠 ketamine 後，他們在游泳測試中的求生意志又上升了，而且 Kcnq2 的表現也上升回到 baseline。
他們也測試了癲癇藥物 retigabine 和 ketamine 合用的效用，因為 retigabine 可以活化腦部的 K+ channel，結果發現一劑的 retigabine 就可以放大和延長 ketamine 在老鼠身上的抗憂鬱效果，一劑的 ketamine 可以在老鼠身上維持五天，但和 retigabine 合併使用可以維持七天，而且當把 ketamine 降了一半的話，和 retigabine 合併使用也同樣可以維持五天，因此兩者合用的話，降低 ketamine 劑量也許可以也降低其副作用。由於兩個藥物皆已得到 FDA 核准，因此可以在人類身上實驗其合併的效果。
Article:
Changing the Channel: Study Sheds New Light on a Promising Antidepressant
原論文：JP Lopez et al, Ketamine exerts its sustained antidepressant effects via cell-type-specific regulation of Kcnq2 (Neuron, 2022)
Conference:
2022年9月23日 星期五
2020年12月30日 星期三
Ketamine 抗憂鬱的可能機制
抗憂鬱藥(antidepressant)一直以來有個缺點，就是藥效作用很慢，至少要一個禮拜以上才會產生效果，而且有約 30% 的患者對常用的抗憂鬱藥，也就是 SSRIs (selective serotonin reuptake inhibitors) 沒反應，因此近期對於 SSRIs 到底有沒有用起了很多問號和不少爭議。
相關文章：抗憂鬱藥真的沒效嗎？
相較於 SSRIs，ketamine (K他命)的作用很快，因此近年來有不少研究是關於怎麼用 ketamine 來治療重度憂鬱症(major depression disorder, MDD)。
Ketamine 在 1960 年代便已出現，最初是當鎮定劑使用，現在則是用來麻醉動物。由於 SSRIs 作用很慢而且需要持續施藥，病人需要幾週至上月才會對 SSRIs 產生反應，但重度憂鬱症的人可能等不到藥物反應就自殺了。相對的，Ketamine 的作用則很快，只要幾個小時就能改善心情，而且一劑藥就可以維持一週，不過它的副作用就是會上癮和產生 dissociative effect (感覺和周遭環境和自身脫離)，所以目前很多用 ketamine 做研究，希望能找出它的作用機制，然後研發出和它作用相同但沒有副作用的藥物，只是到目前都還無法確定 ketamine 是如何作用的。
相關文章：K他命在治療憂鬱症上的突破
目前認為 ketamine 的機制是抑制神經傳導物質接受器 NMDAR (antagonist)，之前有篇研究引起很大的關注，那篇研究發現 ketamine 的抗憂鬱效果不在於它本身，而是它的其中一個代謝物 -- (2S,6S;2R,6R)-HNK，而這個代謝物是作用在另一個神經傳導接受器 AMPAR 上面[註]，最重要的是它沒有上癮的副作用。之前有研究顯示，在老鼠實驗中，(2R,6R)-HNK 的抗憂鬱作用需要激活 mTORC1 kinase，而 mTORC1 signalling pathway 控制著許多神經細胞內的活動，例如脂肪生成、葡萄糖代謝、mRNA 轉譯和蛋白質生成。
註：NMDAR 和 AMPAR 皆是神經元細胞(neurons)上的受體，和海馬迴的記憶功能有關。
Figure / mTORC1 signalling pathway. (A) When mTORC1 is inactive, 4E-BP binds to eIF4E and subsequently inhibits mRNA translation. (B) When mTORC1 is active, it phosphorylates 4E-BP. Phosphorylated 4E-BP dissociates from eIF4E and allows formation of eIF4F complex, which subsequently recruits ribosomes for mRNA translation and protein synthesis.
這期的 Nature 有篇研究是關於 ketamine 作用的機制，加拿大的研究團隊發現 eIFs (eukaryotic initiation factors) 中的 4E-BPs (4E-binding proteins) 在其中扮演了重要的角色，主要是影響 mTORC1 控制的蛋白質生成。哺乳類動物有三個 4E-BPs 基因，在老鼠腦部，4E-BP1 和 4E-BP2 表現在其 PFC (prefrontal cortex) 和海馬迴(hippocampus, HPC)，海馬迴的神經元細胞只表現 4E-BP2，而在 PFC，4E-BP1 和 4E-BP2 接表現在 excitatory (CAMK2α+) 和 inhibitory (GAD67+, GABAergic) neurons。
當老鼠神經元細胞裡的 4E-BPs 基因被拿掉後，ketamine 無法在腦部細胞發揮抗憂鬱效用，因為 ketamine 的抗憂鬱作用在 excitatory neurons 裡是透過 4E-BP2，在 inhibitory neurons 裡是透過 4E-BP1 和 4E-BP2。憂鬱症的老鼠實驗是把老鼠放進沒有落腳處的水裡逼迫牠們游泳(forced swim test, FST)，然後觀察他們的求生意志，有憂鬱症狀況的老鼠會較快放棄游泳求生，呈現不動的狀態(immobility)。
Forced Swim Test (FST): "The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental manipulations that are aimed at rendering or preventing depressive-like states. Mice are placed in an inescapable transparent tank that is filled with water and their escape related mobility behavior is measured." (A Can et al, J Vis Exp 2012)
Figure / Mouse forced swim test (Danish 3R-Center)
正常的老鼠，在打了 ketamine 後放進水裡一個小時後，不動的比例是 67.9%。他們也試了 (2R,6R)-HNK，效果和 ketamine 差不多，不動的比例是 61.1%。另外，ketamine 的效力可以維持多天，老鼠在打了高劑量的 ketamine 六天後，在游泳實驗裡，仍可以降低 80.6% 的不動比例。失去 4E-BP1 或 4E-BP2 基因的老鼠，在游泳實驗裡，即便打了高劑量的 ketamine 或 (2R,6R)-HNK，不動的比例也沒有降低，跟只打生理食鹽水的比例一樣，而其海馬迴裡可被 ketamine 激發的 excitatory neuromission 也被抑制。
他們也做 cell-specific deletion，也就是只有特定的神經細胞裡的 4E-BPs 基因被刪除，他們試驗了兩種細胞：excitatory neurons 和 inhibitory neurons。當 excitatory neurons 的 4E-BPs 基因被刪除後，ketamine 和其代謝物 (2R,6R)-HNK 便失去了抗憂鬱的效用，顯示在 ketamine 的作用中4E-BPs 是必要的。有趣的是當 inhibitory neurons 裡的 4E-BP2 基因被刪除的話，也會降低游泳實驗時老鼠不動的比例。他們也發現，當老鼠的 inhibitory neurons 缺少 4E-BP2 的時候，他們的 GABAergic synaptic transmission 增加了。而事實上 GABAergic neurons 也被認為和憂鬱症有關，神經傳導物質 GABA (gamma aminobutyric scid)有鎮定的效用。
【 題外話 】之前 UBC 的實驗室就有位博士生是研究用 ketamine 治療 MDD，用的老鼠株是 Wister Kyoto (WKY)，每次他把 Kyoto 唸成 ki-o-to 的時候都很想糾正他是 kyo-to，不是 ki-o-to。XD
Articles:
TN / How Does Ketamine Combat Depression?
Paper:
A Aguilar-Valles et al, Antidepressant actions of ketamine engage cell-specific translation via eIF4E. Nature (2020)
相關文章：抗憂鬱藥真的沒效嗎？
相較於 SSRIs，ketamine (K他命)的作用很快，因此近年來有不少研究是關於怎麼用 ketamine 來治療重度憂鬱症(major depression disorder, MDD)。
Ketamine 在 1960 年代便已出現，最初是當鎮定劑使用，現在則是用來麻醉動物。由於 SSRIs 作用很慢而且需要持續施藥，病人需要幾週至上月才會對 SSRIs 產生反應，但重度憂鬱症的人可能等不到藥物反應就自殺了。相對的，Ketamine 的作用則很快，只要幾個小時就能改善心情，而且一劑藥就可以維持一週，不過它的副作用就是會上癮和產生 dissociative effect (感覺和周遭環境和自身脫離)，所以目前很多用 ketamine 做研究，希望能找出它的作用機制，然後研發出和它作用相同但沒有副作用的藥物，只是到目前都還無法確定 ketamine 是如何作用的。
相關文章：K他命在治療憂鬱症上的突破
目前認為 ketamine 的機制是抑制神經傳導物質接受器 NMDAR (antagonist)，之前有篇研究引起很大的關注，那篇研究發現 ketamine 的抗憂鬱效果不在於它本身，而是它的其中一個代謝物 -- (2S,6S;2R,6R)-HNK，而這個代謝物是作用在另一個神經傳導接受器 AMPAR 上面[註]，最重要的是它沒有上癮的副作用。之前有研究顯示，在老鼠實驗中，(2R,6R)-HNK 的抗憂鬱作用需要激活 mTORC1 kinase，而 mTORC1 signalling pathway 控制著許多神經細胞內的活動，例如脂肪生成、葡萄糖代謝、mRNA 轉譯和蛋白質生成。
註：NMDAR 和 AMPAR 皆是神經元細胞(neurons)上的受體，和海馬迴的記憶功能有關。
Figure / mTORC1 signalling pathway. (A) When mTORC1 is inactive, 4E-BP binds to eIF4E and subsequently inhibits mRNA translation. (B) When mTORC1 is active, it phosphorylates 4E-BP. Phosphorylated 4E-BP dissociates from eIF4E and allows formation of eIF4F complex, which subsequently recruits ribosomes for mRNA translation and protein synthesis.
這期的 Nature 有篇研究是關於 ketamine 作用的機制，加拿大的研究團隊發現 eIFs (eukaryotic initiation factors) 中的 4E-BPs (4E-binding proteins) 在其中扮演了重要的角色，主要是影響 mTORC1 控制的蛋白質生成。哺乳類動物有三個 4E-BPs 基因，在老鼠腦部，4E-BP1 和 4E-BP2 表現在其 PFC (prefrontal cortex) 和海馬迴(hippocampus, HPC)，海馬迴的神經元細胞只表現 4E-BP2，而在 PFC，4E-BP1 和 4E-BP2 接表現在 excitatory (CAMK2α+) 和 inhibitory (GAD67+, GABAergic) neurons。
當老鼠神經元細胞裡的 4E-BPs 基因被拿掉後，ketamine 無法在腦部細胞發揮抗憂鬱效用，因為 ketamine 的抗憂鬱作用在 excitatory neurons 裡是透過 4E-BP2，在 inhibitory neurons 裡是透過 4E-BP1 和 4E-BP2。憂鬱症的老鼠實驗是把老鼠放進沒有落腳處的水裡逼迫牠們游泳(forced swim test, FST)，然後觀察他們的求生意志，有憂鬱症狀況的老鼠會較快放棄游泳求生，呈現不動的狀態(immobility)。
Forced Swim Test (FST): "The forced swim test is a rodent behavioral test used for evaluation of antidepressant drugs, antidepressant efficacy of new compounds, and experimental manipulations that are aimed at rendering or preventing depressive-like states. Mice are placed in an inescapable transparent tank that is filled with water and their escape related mobility behavior is measured." (A Can et al, J Vis Exp 2012)
Figure / Mouse forced swim test (Danish 3R-Center)
正常的老鼠，在打了 ketamine 後放進水裡一個小時後，不動的比例是 67.9%。他們也試了 (2R,6R)-HNK，效果和 ketamine 差不多，不動的比例是 61.1%。另外，ketamine 的效力可以維持多天，老鼠在打了高劑量的 ketamine 六天後，在游泳實驗裡，仍可以降低 80.6% 的不動比例。失去 4E-BP1 或 4E-BP2 基因的老鼠，在游泳實驗裡，即便打了高劑量的 ketamine 或 (2R,6R)-HNK，不動的比例也沒有降低，跟只打生理食鹽水的比例一樣，而其海馬迴裡可被 ketamine 激發的 excitatory neuromission 也被抑制。
他們也做 cell-specific deletion，也就是只有特定的神經細胞裡的 4E-BPs 基因被刪除，他們試驗了兩種細胞：excitatory neurons 和 inhibitory neurons。當 excitatory neurons 的 4E-BPs 基因被刪除後，ketamine 和其代謝物 (2R,6R)-HNK 便失去了抗憂鬱的效用，顯示在 ketamine 的作用中4E-BPs 是必要的。有趣的是當 inhibitory neurons 裡的 4E-BP2 基因被刪除的話，也會降低游泳實驗時老鼠不動的比例。他們也發現，當老鼠的 inhibitory neurons 缺少 4E-BP2 的時候，他們的 GABAergic synaptic transmission 增加了。而事實上 GABAergic neurons 也被認為和憂鬱症有關，神經傳導物質 GABA (gamma aminobutyric scid)有鎮定的效用。
【 題外話 】之前 UBC 的實驗室就有位博士生是研究用 ketamine 治療 MDD，用的老鼠株是 Wister Kyoto (WKY)，每次他把 Kyoto 唸成 ki-o-to 的時候都很想糾正他是 kyo-to，不是 ki-o-to。XD
Articles:
TN / How Does Ketamine Combat Depression?
Paper:
A Aguilar-Valles et al, Antidepressant actions of ketamine engage cell-specific translation via eIF4E. Nature (2020)
2016年5月8日 星期日
K他命在治療憂鬱症上的突破 (update)
Ketamine (K他命)的大新聞，這篇研究在上禮拜三刊在 Nature 後隔天，連兩天我們實驗室都在討論。Ketamine 是什麼大家都知道，它在 1960 年代便已出現，最初是當鎮定劑使用，現在則是用來麻醉動物[註1]，但是它其實在治療憂鬱症上很有效，目前的憂鬱症藥物主要是 SSRIs，作用很慢而且需要持續施藥，病人需要幾週至上月才會對 SSRIs 產生反應，但重度憂鬱症的人可能等不到藥物反應就自殺了。Ketamine 的作用則很快，只要幾個小時就能改善心情，而且一劑藥就可以維持一週，不過它的副作用就是會上癮和產生 dissociative effect (感覺和周遭環境和自身脫離)，所以目前很多用 ketamine 做研究，希望能找出它的作用機制，然後研發出和它作用相同但沒有副作用的藥物，只是到目前都還無法確定 ketamine 是如何作用的，研發中的藥物(同樣是 NMDAR antagonists)效果也沒K他命好。
這篇研究的重點是產生抗憂鬱效用的並不是 ketamine 本身，而是它的其中一個代謝產物(metabolite)。目前都認為 ketamine 的機制是抑制神經傳導物質接受器 NDMAR (antagonist)，然後 (S)-ketamine 的效用比 (R)-ketamine 好，因為它對 NDMAR 的抑制效果是 (R)-ketamine 的三到四倍，但是這個研究用了幾個抗憂鬱指標的行為測試[註2]後發現 (R)-ketamine 在抗憂鬱的效果比較好。
Ketamine 進到身體以後會產生代謝物(metabolite)，包括有 norketamine, hydroxyketamines, dehydronorketamine 和 HNKs ((2S,6S;2R,6R)-hydroxynorketamine)。Ketamine 和其中一個代謝物 N-demethylated (R,S)-norketamine 是有活性的(active)，其他的代謝物因為沒有麻醉效果所以被認為沒活性(inactive)。在施打 ketamine 後，(2S,6S;2R,6R)-HNK 是老鼠腦中和血液中，還有人類血液中的主要代謝物。有趣的是 ketamine 的抗憂鬱效用在母鼠比在公鼠好，於是他們研究了老鼠腦中 ketamine 和其代謝物的量，發現 ketamine 和 norketamine 在公鼠和母鼠腦中的量是一樣的，但是 (2S,6S;2R,6R)-HNK 在母鼠腦中的量卻是公鼠的三倍。
為了確認是 (2S,6S;2R,6R)-HNK 的作用，他們做了無法代謝的 ketamine, (R,S)-d2-KET，但是同樣可以抑制 NMDAR，施打了 (R,S)-d2-KET 老鼠的腦部裡的 ketmaine 含量不變，但是無法代謝為 HNKs，而且也無法讓老鼠在 FST 和 learned helplessness test 中產生抗憂鬱行為，表示 ketamine 的抗憂鬱效用是 (2S,6S;2R,6R)-HNK 所引起的。他們也為老鼠分別施打 (2S,6S)-HNK 或 (2R,6R)-HNK，跟 (R,S)-ketamine 同樣，(2R,6R)-HNK 的效用比 (2S,6S)-HNK 的效用好，而且同樣一劑就能產生作用，可以維持三天以上。
和 ketamine 不同的是它不是作用在 NMDAR，而是作用在另一個接受器 AMPAR 上面，老鼠的海馬旋(hippocampus)在施打 (2R,6R)-HNK 二十四小時後，AMPAR 的表現量增加了，這可能是它的抗憂鬱效用能夠持久的原因。
最後要看的就是副作用了，他們的實驗顯示即使用了會有麻醉效果的高劑量，它在老鼠身上沒有產生施打 ketamine 後會出現的副作用，不會影響老鼠的行動，也沒有上癮的症狀。如果 (2R,6R)-HNK 的效用在人類身樣同樣好，也同樣沒有副作用，那真是抗憂鬱藥物研究的突破啊，同時對憂鬱症病患也是一大福音，憂鬱症的人有救了。
註：
1. 動物實驗會用 ketamine 來麻醉老鼠
2. 此研究用的行為測試包括 forced-swim test (FST, 在水中找平台), novelty-suppressed feeding test (NSF, 測老鼠的食慾)和 learned helplessness test (測老鼠是否會避開電擊)，以上都是用來測老鼠的求生意志。
--
這篇研究在我們實驗室引起了不小的討論，其他研究 ketmaine 和憂鬱症的實驗室也在討論，這麼大突破的研究竟然沒上普通新聞？我覺得這很值得報導啊。（難道是因為政治不正確？XD）
--
July 2017 Update:
這個月有一篇發表在 Nature 的短篇是關於 Zanos et al 這篇的。Zanos 的這篇表示 (2R,6R)-HNK 是作用在 AMPAR 上面，而不是跟 ketamine 同樣作用在 NMDAR 上面，原因是 ketamine 的機制被認為是抑制 NMDAR 和 eEF2K，降低 eEF2 phosphorylation，但是當他們加了抑制 NMDAR 的藥物 AP5 後，(2R,6R)-HNK 仍能夠引發大量的 AMPAR 電流(AMPAR-mediated fEPSPs & EPSCs)。而在施打 ketamine 或 (2R,6R)-HNK 之前給予老鼠抑制 AMPAR 的藥物 NBQX 的話，那老鼠便不會出現抗憂鬱的行為，表示 (2R,6R)-HNK 並不是作用在 NMDAR，而是在 AMPR。
這個月 Suzuki et al 的這篇做了類似的實驗，但是他們用了兩種藥量，一個是 Zanos 他們用的 10μM，一個是較高劑量的 50μM，然後測試 (2R,6R)-HNK 是否真的不會作用在 NMDAR 上面，結果顯示 10μM 的確是和 Zanos 他們做出來的一樣，對 NMDAR 沒影響，但是較高劑量的 50μM 則是會抑制 NMDAR 的電流(mEPSC)，所以 Suzuki 他們認為 (2R,6R)-HNK 跟 ketamine 同樣是作用在 AMPAR 上面。
對於此，Zanos 這方回應說，既然 (2R,6R)-HNK 在低劑量的時候就可以出現抗憂鬱效果，且不會影響 NMDAR 的電流，表示其抗憂鬱的效用和 ketamine 並不一樣，並非作用在 NMDAR，甚至用比 10uM 低的劑量都同樣有抗憂鬱的效果。在這麼低劑量的情況下並無法抑制 NMDAR，表示 (2R,6R)-HNK 抗憂鬱的效果並非是因為抑制 NMDAR 而造成的。
--
Articles:
H Ledford, How club drug ketamine fights depression. Nature (2016)
L Sanders, A breakdown product, not ketamine, may ease depression. ScienceNews (2016)
Paper:
P Zanos et al, NMDAR inhibition-independentantidepressant actions of ketaminemetabolites. Nature (2016)
K Suzuki et al, Effects of a ketamine metabolite on synaptic NMDAR function. Nature (2017) (includes reply from Zanos et al)
這篇研究的重點是產生抗憂鬱效用的並不是 ketamine 本身，而是它的其中一個代謝產物(metabolite)。目前都認為 ketamine 的機制是抑制神經傳導物質接受器 NDMAR (antagonist)，然後 (S)-ketamine 的效用比 (R)-ketamine 好，因為它對 NDMAR 的抑制效果是 (R)-ketamine 的三到四倍，但是這個研究用了幾個抗憂鬱指標的行為測試[註2]後發現 (R)-ketamine 在抗憂鬱的效果比較好。
Ketamine 進到身體以後會產生代謝物(metabolite)，包括有 norketamine, hydroxyketamines, dehydronorketamine 和 HNKs ((2S,6S;2R,6R)-hydroxynorketamine)。Ketamine 和其中一個代謝物 N-demethylated (R,S)-norketamine 是有活性的(active)，其他的代謝物因為沒有麻醉效果所以被認為沒活性(inactive)。在施打 ketamine 後，(2S,6S;2R,6R)-HNK 是老鼠腦中和血液中，還有人類血液中的主要代謝物。有趣的是 ketamine 的抗憂鬱效用在母鼠比在公鼠好，於是他們研究了老鼠腦中 ketamine 和其代謝物的量，發現 ketamine 和 norketamine 在公鼠和母鼠腦中的量是一樣的，但是 (2S,6S;2R,6R)-HNK 在母鼠腦中的量卻是公鼠的三倍。
為了確認是 (2S,6S;2R,6R)-HNK 的作用，他們做了無法代謝的 ketamine, (R,S)-d2-KET，但是同樣可以抑制 NMDAR，施打了 (R,S)-d2-KET 老鼠的腦部裡的 ketmaine 含量不變，但是無法代謝為 HNKs，而且也無法讓老鼠在 FST 和 learned helplessness test 中產生抗憂鬱行為，表示 ketamine 的抗憂鬱效用是 (2S,6S;2R,6R)-HNK 所引起的。他們也為老鼠分別施打 (2S,6S)-HNK 或 (2R,6R)-HNK，跟 (R,S)-ketamine 同樣，(2R,6R)-HNK 的效用比 (2S,6S)-HNK 的效用好，而且同樣一劑就能產生作用，可以維持三天以上。
和 ketamine 不同的是它不是作用在 NMDAR，而是作用在另一個接受器 AMPAR 上面，老鼠的海馬旋(hippocampus)在施打 (2R,6R)-HNK 二十四小時後，AMPAR 的表現量增加了，這可能是它的抗憂鬱效用能夠持久的原因。
最後要看的就是副作用了，他們的實驗顯示即使用了會有麻醉效果的高劑量，它在老鼠身上沒有產生施打 ketamine 後會出現的副作用，不會影響老鼠的行動，也沒有上癮的症狀。如果 (2R,6R)-HNK 的效用在人類身樣同樣好，也同樣沒有副作用，那真是抗憂鬱藥物研究的突破啊，同時對憂鬱症病患也是一大福音，憂鬱症的人有救了。
註：
1. 動物實驗會用 ketamine 來麻醉老鼠
2. 此研究用的行為測試包括 forced-swim test (FST, 在水中找平台), novelty-suppressed feeding test (NSF, 測老鼠的食慾)和 learned helplessness test (測老鼠是否會避開電擊)，以上都是用來測老鼠的求生意志。
--
這篇研究在我們實驗室引起了不小的討論，其他研究 ketmaine 和憂鬱症的實驗室也在討論，這麼大突破的研究竟然沒上普通新聞？我覺得這很值得報導啊。（難道是因為政治不正確？XD）
--
July 2017 Update:
這個月有一篇發表在 Nature 的短篇是關於 Zanos et al 這篇的。Zanos 的這篇表示 (2R,6R)-HNK 是作用在 AMPAR 上面，而不是跟 ketamine 同樣作用在 NMDAR 上面，原因是 ketamine 的機制被認為是抑制 NMDAR 和 eEF2K，降低 eEF2 phosphorylation，但是當他們加了抑制 NMDAR 的藥物 AP5 後，(2R,6R)-HNK 仍能夠引發大量的 AMPAR 電流(AMPAR-mediated fEPSPs & EPSCs)。而在施打 ketamine 或 (2R,6R)-HNK 之前給予老鼠抑制 AMPAR 的藥物 NBQX 的話，那老鼠便不會出現抗憂鬱的行為，表示 (2R,6R)-HNK 並不是作用在 NMDAR，而是在 AMPR。
這個月 Suzuki et al 的這篇做了類似的實驗，但是他們用了兩種藥量，一個是 Zanos 他們用的 10μM，一個是較高劑量的 50μM，然後測試 (2R,6R)-HNK 是否真的不會作用在 NMDAR 上面，結果顯示 10μM 的確是和 Zanos 他們做出來的一樣，對 NMDAR 沒影響，但是較高劑量的 50μM 則是會抑制 NMDAR 的電流(mEPSC)，所以 Suzuki 他們認為 (2R,6R)-HNK 跟 ketamine 同樣是作用在 AMPAR 上面。
對於此，Zanos 這方回應說，既然 (2R,6R)-HNK 在低劑量的時候就可以出現抗憂鬱效果，且不會影響 NMDAR 的電流，表示其抗憂鬱的效用和 ketamine 並不一樣，並非作用在 NMDAR，甚至用比 10uM 低的劑量都同樣有抗憂鬱的效果。在這麼低劑量的情況下並無法抑制 NMDAR，表示 (2R,6R)-HNK 抗憂鬱的效果並非是因為抑制 NMDAR 而造成的。
--
Articles:
H Ledford, How club drug ketamine fights depression. Nature (2016)
L Sanders, A breakdown product, not ketamine, may ease depression. ScienceNews (2016)
Paper:
P Zanos et al, NMDAR inhibition-independentantidepressant actions of ketaminemetabolites. Nature (2016)
K Suzuki et al, Effects of a ketamine metabolite on synaptic NMDAR function. Nature (2017) (includes reply from Zanos et al)
訂閱：
文章 (Atom)