LY2365109 hydrochloride ถูกนำมาใช้ในการวิจัยทางการแพทย์เพื่อศึกษาประสิทธิภาพและความปลอดภัยในการรักษาโรคทางระบบประสาท เช่น โรคซึมเศร้าและโรควิตกกังวล เนื่องจากมีฤทธิ์ในการปรับสมดุลของสารสื่อประสาทในสมอง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาถึงความเป็นไปได้ในการใช้เพื่อรักษาโรคทางจิตเวชอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของระบบเซโรโทนิน ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทสำคัญที่มีบทบาทในการควบคุมอารมณ์และพฤติกรรม