Cell: Kihívás a tankönyvre! Feltárja a dopamin felszabadulásának mechanizmusát az agyban

A dopamin neurotranszmitter kulcsfontosságú szerepének motoros szabályozásban és jutalom viselkedésében végzett kutatásainak évtizede után számtalan erőfeszítés középpontjába került tevékenységének megértése, különösen akkor, ha olyan betegségekben alkalmazzák, mint például Parkinson-kór és függőség, ha eltérés jelentkezik. ban ben.

Noha a tudósok jelentős előrelépést értek el, keveset tudunk arról a mechanizmusról, amellyel az egészséges dopamin sejtek felszabadítják ezt a neurotranszmittert. Ez a rés korlátozza a 0010010 # 39 tudósokat; képesség a dopaminnal összefüggő betegségek kezelésére.

Most egy új tanulmányban a Harvard Medical School kutatói azonosították azt a molekuláris mechanizmust, amely felelős a dopamin pontos kiválasztásáért az agyban. A vonatkozó kutatási eredményeket a Cell naplóban, 8, 2018 februárban tették közzé, és a 0010010 quot: A dopamin szekréciót ritka, aktív zónához hasonló kibocsátási helyek közvetítik {{4 }} quot ;.

A kép a Celltól származik, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Ez a tanulmány a dopamint termelő idegsejtekben olyan specifikus helyeket azonosított, amelyek gyors, térbeli pontosságú módon szabadítják fel a dopamint - ez a megállapítás összefügg azzal, hogy ez a neurotranszmitter hogyan továbbítja a jeleket az agyban. A jelenlegi modell ütközik.

A cikk megfelelő szerzője, Pascal Kaeser, a Harvardi Orvostudományi Neurobiológiai Egyetemi docens, elmondta: 0010010 quot: Ez a dopamin rendszer létfontosságú szerepet játszik sok betegségben, de kevés tanulmány javasolta, hogy az egészséges dopamin neuronok hogyan engedik fel ez a neurotranszmitter. Minőségi alapkérdések. 0010010 quot: A dopamin laboratóriumi jobb megértése óriási hatással lehet a betegségek kezelésének képességére, ahol a dopamin szignál eltér.

Az agyban a neuronok körülbelül 0. 01% -a felelős a dopamin előállításáért, ám az agy sokféle folyamatát irányítják, ideértve a motoros vezérlést, a jutalmazási rendszereket, a tanulást és a memóriát.

Kaeser elmondta, hogy a dopamin-kutatás a diszfunkciókra és a fehérjereceptorokra összpontosít, amelyeket az idegsejtek használnak a dopamin befogadására. Noha ez a neurotranszmitter fontos szerepet játszik, normál körülmények között korlátozott az agy felszabadulásának kutatása.

Nincs több rendetlenség

A dopamin szekrécióért felelős molekuláris mechanizmus azonosítása érdekében Kaeser és munkatársai a középső agy dopamint termelő neuronjaira összpontosítottak, amelyek részt vesznek a mozgást és jutalmazást okozó neurális áramkörökben.

Ezek a kutatók először az aktív zónát, egy speciális neurotranszmitter-felszabadulási helyet kerestek a szinapszában (azaz ahol az egyik neuron kapcsolatba lép egy másik neuronnal). A szuper felbontású mikroszkóp segítségével a dopamin idegsejtek által kivetített agyrészek felvételéhez azt találták, hogy a dopamin neuronok olyan fehérjéket tartalmaznak, amelyek jelzik az aktív régiók jelenlétét.

Ezek az aktív régiók jelzik, hogy az idegsejtek részt vehetnek a gyors szinaptikus transzmisszióban, amelyben a neurotranszmitter jelei milliszekundumon belül pontosan átkerülnek az egyik neuronból a másikba.

Ez az első bizonyíték a gyorsan aktív zónák létezésére a dopamin idegsejtekben, és ezt megelőzően ezeket az idegsejteket csak az úgynevezett térfogatátvitelben (térfogatátvitelben) vették részt, azaz ez az agyi jelátviteli neurotranszmitter lassan és nem specifikusan, viszonylag nagy területeken.

A dopamin idegsejtekben található aktív területek sűrűsége alacsonyabb, mint a többi idegsejtekben található aktív területek sűrűsége, és további kísérletek részletesen feltárják, hogy ez a neurotranszmitter hogyan választódik ki és gyorsan szabadul fel a Reabsorbból.

Kaeser azt mondta: 0010010 quot; Azt hiszem, hogy felfedezéseink megváltoztatják a dopamin felfogásunkat. Adataink azt sugallják, hogy a dopamin egy meghatározott helyen szabadul fel hihetetlen térbeli pontossággal és sebességgel, és ezt megelőzően az emberek azt gondolták, hogy a dopamin lassan és rendellenesen szekretálódik. 0010010 quot;

Egy másik kísérleti sorozatban a kutatók genetikai eszközöket alkalmaztak több aktív régió fehérje eltávolítására. Szinte elegendő egy specifikus RIM nevű protein eltávolítása az egerekben a dopamin szekréció teljes megakadályozására. A RIM számos betegséggel társul, ideértve a neuropszichiátriai rendellenességeket és a fejlődési rendellenességeket. Ugyanakkor egy másik aktív domén protein kizárása kevés hatással volt a dopamin felszabadulására, ami arra utal, hogy a dopamin szekréció egyedülálló molekuláris mechanizmustól függ.

Changliang Liu, a cikk első szerzője és posztdoktori kutató a Kaeser 0010010 # 39 laboratóriumában azt mondta: 0010010 quot; Kutatásaink azt mutatják, hogy a dopamin szignálok jobban szerveződtek, mint korábban. gondolat. 0010010 quot;

Liu elmondta: 0010010 quot; Megerősítettük, hogy az emberi genetikai kutatásokban az olyan betegségekkel, mint például a skizofrénia és az autizmus spektrum rendellenességeivel járó aktív régió és a RIM kulcsfontosságú a dopamin szignál transzdukciójában. Ezek az újonnan azonosított mechanizmusok összefügghetnek ezekkel a betegségekkel. Ez a jövőben új kezelési stratégiák kidolgozásához vezethet. 0010010 quot;

Ezek a kutatók részletesebben tanulmányozzák ezeket az aktív régiókat annak érdekében, hogy mélyebben megismerjék szerepüket a dopamin szignál transzdukcióban, és hogyan lehet ezeket manipulálni.

Kaeser mondta: 0010010 quot; Nagyon sok energiát fektetettünk a dopamin jelzés teljes mechanizmusának megértéséhez. Egyelőre a legtöbb kezelés túlzott dopaminnal biztosítja az agyat, amely aktiválja azokat a folyamatokat, amelyeket nem szabad aktiválni, tehát sok mellékhatást idéz elő. 0010010 quot;

Azt mondta: 0010010 quot; Hosszú távú reményünk az, hogy azonosítsuk azokat a fehérjéket, amelyek csak a dopamin szekréciót közvetítik. Képzelje el, hogy a dopamin felszabadulásának manipulálásával jobban rekonstruálhatjuk az agy normál jeleit. 0010010 nbsp;

forrás: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang és társai. 0010010 nbsp;A dopamin szekréciót ritka, aktív zónához hasonló felszabadító helyek közvetítik. Cell, 8 február 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / J. Cell. 2018. 01. 008.