Κελί: Προκαλέστε το βιβλίο! Αποκαλύψτε τον μηχανισμό απελευθέρωσης ντοπαμίνης στον εγκέφαλο

Μετά από δεκαετίες έρευνας σχετικά με τον βασικό ρόλο της νευροδιαβιβαστής ντοπαμίνης στον έλεγχο του κινητήρα και τη συμπεριφορά ανταμοιβής, έχει γίνει το επίκεντρο των αμέτρητων προσπαθειών για την κατανόηση της δραστηριότητάς της, ειδικά όταν χρησιμοποιείται σε ασθένειες όπως η νόσος του Πάρκινσον και ο εθισμός Όταν συμβαίνει μια απόκλιση σε.

Αν και οι επιστήμονες έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο, λίγα είναι γνωστά για τον μηχανισμό με τον οποίο τα υγιή κύτταρα ντοπαμίνης απελευθερώνουν αυτόν τον νευροδιαβιβαστή. Αυτό το κενό περιορίζει τους επιστήμονες 0010010 # 39. ικανότητα ανάπτυξης θεραπειών για μια σειρά ασθενειών που σχετίζονται με ντοπαμίνη.

Τώρα, σε μια νέα μελέτη, ερευνητές από την Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ εντόπισαν τον μοριακό μηχανισμό που είναι υπεύθυνος για την ακριβή έκκριση της ντοπαμίνης στον εγκέφαλο. Τα σχετικά ερευνητικά αποτελέσματα δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό Cell στις Φεβρουαρίου 8, 2018 και στο άρθρο με τίτλο 0010010 "Το Dopamine Secretion is Mediated by Sparse Active Zone-like Sites Sites {{4 }} quot ;.

Η εικόνα είναι από το Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Αυτή η μελέτη εντόπισε συγκεκριμένες τοποθεσίες σε νευρώνες που παράγουν ντοπαμίνη που απελευθερώνουν ντοπαμίνη με γρήγορο, χωρικά ακριβή τρόπο - αυτό το εύρημα σχετίζεται με τον τρόπο με τον οποίο αυτός ο νευροδιαβιβαστής μεταδίδει σήματα στον εγκέφαλο Το τρέχον μοντέλο συγκρούεται.

Ο αντίστοιχος συγγραφέας της εφημερίδας, Pascal Kaeser, επίκουρος καθηγητής νευροβιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Χάρβαρντ, δήλωσε: 0010010 «Αυτό το σύστημα ντοπαμίνης παίζει ζωτικό ρόλο σε πολλές ασθένειες, αλλά λίγες μελέτες έχουν δείξει πώς απελευθερώνουν υγιείς νευρώνες ντοπαμίνης αυτός ο νευροδιαβιβαστής. Ποιοτικές βασικές ερωτήσεις. 0010010 quot; Η καλύτερη κατανόηση της ντοπαμίνης στο εργαστήριο μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο στην ικανότητα θεραπείας ασθενειών όπου το σήμα της ντοπαμίνης είναι λανθασμένη.

Στον εγκέφαλο, περίπου το 0. 01% των νευρώνων είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή ντοπαμίνης, αλλά ελέγχουν μια μεγάλη ποικιλία εγκεφαλικών διεργασιών, όπως έλεγχος κινητήρα, συστήματα ανταμοιβής, μάθηση και μνήμη.

Ο Kaeser είπε ότι η έρευνα της ντοπαμίνης εστιάζει στη δυσλειτουργία της και στους υποδοχείς πρωτεϊνών που χρησιμοποιούν οι νευρώνες για να λαμβάνουν ντοπαμίνη. Αν και αυτός ο νευροδιαβιβαστής παίζει σημαντικό ρόλο, υπό κανονικές συνθήκες, η έρευνα σχετικά με το πώς απελευθερώνεται στον εγκέφαλο είναι περιορισμένη.

Όχι άλλο ακαταστασία

Για τον εντοπισμό του μοριακού μηχανισμού που είναι υπεύθυνος για την έκκριση ντοπαμίνης, ο Kaeser και οι συνάδελφοί του εστίασαν στους νευρώνες που παράγουν ντοπαμίνη στον μεσαίο εγκέφαλο, οι οποίοι εμπλέκονται στα νευρικά κυκλώματα που προκαλούν κίνηση και ανταμοιβή συμπεριφοράς.

Αυτοί οι ερευνητές έψαξαν για πρώτη φορά την ενεργή ζώνη, μια συγκεκριμένη τοποθεσία απελευθέρωσης νευροδιαβιβαστών που βρίσκεται στη σύναψη (δηλαδή, όπου ένας νευρώνας έρχεται σε επαφή με έναν άλλο νευρώνα). Χρησιμοποιώντας μικροσκόπηση υψηλής ανάλυσης για την απεικόνιση τμημάτων του εγκεφάλου που προβάλλονται από νευρώνες ντοπαμίνης, διαπίστωσαν ότι οι νευρώνες ντοπαμίνης περιείχαν πρωτεΐνες που σηματοδότησαν την παρουσία ενεργών περιοχών.

Αυτές οι δραστικές περιοχές υποδεικνύουν ότι οι νευρώνες μπορούν να συμμετέχουν σε ταχεία συναπτική μετάδοση, στην οποία τα σήματα νευροδιαβιβαστών μεταφέρονται με ακρίβεια από τον ένα νευρώνα στον άλλο εντός χιλιοστών του δευτερολέπτου.

Αυτή είναι η πρώτη απόδειξη της ύπαρξης γρήγορων ενεργών ζωνών στους νευρώνες της ντοπαμίνης, και πριν από αυτό, οι νευρώνες αυτοί θεωρήθηκαν ότι εμπλέκονται μόνο στη λεγόμενη μετάδοση όγκου (μετάδοση όγκου), δηλαδή, αυτός ο νευροδιαβιβαστής στα εγκεφαλικά σήματα είναι αποστέλλονται αργά και μη ειδικά σε σχετικά μεγάλες περιοχές.

Η πυκνότητα των δραστικών περιοχών που βρίσκονται στους νευρώνες της ντοπαμίνης είναι χαμηλότερη από την πυκνότητα των δραστικών περιοχών που βρίσκονται σε άλλους νευρώνες και περαιτέρω πειράματα αποκαλύπτουν λεπτομερώς πώς αυτός ο νευροδιαβιβαστής εκκρίνεται και απελευθερώνεται γρήγορα Reabsorb.

Ο Kaeser είπε, 0010010 quot; Νομίζω ότι τα ευρήματά μας θα αλλάξουν την αντίληψή μας για τη ντοπαμίνη. Τα δεδομένα μας υποδηλώνουν ότι η ντοπαμίνη απελευθερώνεται σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία, με απίστευτη χωρική ακρίβεια και ταχύτητα και πριν από αυτό οι άνθρωποι πίστευαν ότι η ντοπαμίνη εκκρίνεται αργά και αταξία. 0010010 quot;

Σε ένα άλλο σύνολο πειραμάτων, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν γενετικά εργαλεία για την εξάλειψη πολλών ενεργών περιοχών πρωτεϊνών. Η εξάλειψη μιας συγκεκριμένης πρωτεΐνης που ονομάζεται RIM είναι σχεδόν αρκετή για να αποτρέψει εντελώς την έκκριση ντοπαμίνης σε ποντίκια. Το RIM σχετίζεται με μια σειρά ασθενειών, συμπεριλαμβανομένων των νευροψυχιατρικών διαταραχών και των αναπτυξιακών διαταραχών. Ωστόσο, η εξαίρεση μιας άλλης δραστικής πρωτεΐνης τομέα είχε μικρή επίδραση στην απελευθέρωση ντοπαμίνης, γεγονός που υποδηλώνει ότι η έκκριση ντοπαμίνης εξαρτάται από έναν μοναδικό μοριακό μηχανισμό.

Ο Changliang Liu, ο πρώτος συγγραφέας της εφημερίδας και μεταδιδακτορικός ερευνητής στο εργαστήριο Kaeser 0010010 # 39, είπε, 0010010 quot; Η έρευνά μας δείχνει ότι τα σήματα ντοπαμίνης είναι πιο οργανωμένα από ό, τι στο παρελθόν σκέφτηκε. 0010010 quot;

Ο Liu είπε, 0010010 quot; Επιβεβαιώσαμε ότι η ενεργός περιοχή και το RIM που σχετίζονται με ασθένειες όπως η σχιζοφρένεια και οι διαταραχές του φάσματος του αυτισμού στη γενετική έρευνα στον άνθρωπο είναι βασικές για τη μεταγωγή σήματος ντοπαμίνης. Αυτοί οι πρόσφατα αναγνωρισμένοι μηχανισμοί μπορεί να σχετίζονται με αυτές τις ασθένειες. Μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών θεραπείας στο μέλλον. 0010010 quot;

Αυτοί οι ερευνητές μελετούν αυτές τις δραστικές περιοχές με περισσότερες λεπτομέρειες προκειμένου να αποκτήσουν μια βαθύτερη κατανόηση του ρόλου τους στη μεταφορά σήματος ντοπαμίνης και πώς να τις χειριστούν.

Ο Kaeser είπε, 0010010 quot: Έχουμε επενδύσει πολλή ενέργεια στην κατανόηση ολόκληρου του μηχανισμού σηματοδότησης ντοπαμίνης. Προς το παρόν, οι περισσότερες θεραπείες παρέχουν στον εγκέφαλο υπερβολική ντοπαμίνη, η οποία ενεργοποιεί διαδικασίες που δεν πρέπει να ενεργοποιούνται, επομένως θα έχει πολλές παρενέργειες. 0010010 quot;

Είπε, 0010010 quot; Η μακροπρόθεσμη ελπίδα μας είναι να εντοπίσουμε πρωτεΐνες που μεσολαβούν μόνο στην έκκριση ντοπαμίνης. Φανταστείτε ότι με το χειρισμό της απελευθέρωσης ντοπαμίνης, ενδέχεται να είμαστε σε θέση να ανακατασκευάσουμε καλύτερα τα φυσιολογικά σήματα στον εγκέφαλο. 0010010 nbsp;

πηγή: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang et al. 0010010 nbsp;Η έκκριση ντοπαμίνης διαμεσολαβείται από ιστότοπους απελευθέρωσης τύπου Sparse Active Zone. Κελί, 8 Φεβρουάριος 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.