Cell: Izzivajte učbenik! Odkrijte mehanizem sproščanja dopamina v možganih

Po desetletjih raziskav o ključni vlogi nevrotransmiterja dopamina v nadzoru motorja in vedenju nagrajevanja je postalo žarišče neštetih prizadevanj za razumevanje njegove dejavnosti, zlasti kadar se uporablja pri boleznih, kot sta Parkinsonova bolezen in odvisnost. Ko pride do odstopanja v.

Čeprav so znanstveniki dosegli velik napredek, je malo znanega o mehanizmu, s katerim zdrave celice dopamina sproščajo ta nevrotransmiter. Ta vrzel omejuje znanstvenike 0010010 # 39; sposobnost razviti zdravljenja za vrsto bolezni, povezanih z dopaminom.

Zdaj so v novi raziskavi raziskovalci z medicinske šole Harvard opredelili molekularni mehanizem, ki je odgovoren za natančno izločanje dopamina v možganih. Ustrezni rezultati raziskav so bili objavljeni v dnevniku Cell 8, 2018 in prispevek z naslovom 0010010 "Izločanje dopamina posredujejo redki aktivni območji za sproščanje v obliki cone {{4 }} quot ;.

Slika je iz Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Ta študija je določila specifična mesta v nevronih, ki proizvajajo dopamin, ki sproščajo dopamin na hiter, prostorsko natančen način - ta ugotovitev je povezana s tem, kako ta nevrotransmiter oddaja možgane v možganih.

Ustrezni avtor prispevka Pascal Kaeser, docent za nevrobiologijo na Harvard Medical School, je dejal, 0010010 "Ta dopaminski sistem ima ključno vlogo pri številnih boleznih, vendar le malo raziskav nakazuje, kako zdravi dopaminski nevroni sproščajo ta nevrotransmiter. Kakovostna osnovna vprašanja. 0010010 "Boljše razumevanje dopamina v laboratoriju ima lahko velik vpliv na sposobnost zdravljenja bolezni, pri katerih signal dopamina ni usklajen.

V možganih je približno 0 01% nevronov odgovornih za proizvodnjo dopamina, vendar nadzorujejo najrazličnejše možganske procese, vključno z motoričnim nadzorom, sistemi nagrajevanja, učenjem in spominom.

Kaeser je dejal, da se raziskave dopamina osredotočajo na njegovo disfunkcijo in na beljakovinske receptorje, ki jih nevroni uporabljajo za sprejem dopamina. Čeprav ima ta nevrotransmiter pomembno vlogo, so v normalnih okoliščinah raziskave, kako se sprošča v možganih, omejene.

Ni več nereda

Za prepoznavanje molekularnega mehanizma, odgovornega za izločanje dopamina, sta se Kaeser in njegovi sodelavci osredotočila na nevrone, ki proizvajajo dopamin v srednjem možganu, ki sodelujejo v nevronskih vezjih, ki sprožijo gibanje in vedenje.

Ti raziskovalci so najprej iskali aktivno cono, specifično mesto sproščanja nevrotransmiterja, ki se nahaja v sinapsi (tj. Kjer en nevron stika z drugim nevronom). S pomočjo mikroskopije v super ločljivosti za prikaz delov možganov, ki so jih projicirali dopaminski nevroni, so ugotovili, da dopaminski nevroni vsebujejo beljakovine, ki označujejo prisotnost aktivnih regij.

Te aktivne regije kažejo, da lahko nevroni sodelujejo v hitrem sinaptičnem prenosu, v katerem se nevrotransmitorski signali natančno prenašajo iz enega nevrona v drugega v milisekundah.

To je prvi dokaz o obstoju hitrih aktivnih con v dopaminskih nevronih, pred tem pa se je štelo, da so ti nevroni vključeni le v tako imenovani volumski prenos (volumenski prenos), torej da je ta nevrotransmiter v možganskih signalih oz. pošiljajo počasi in nespecifično na relativno velikih območjih.

Gostota aktivnih območij, ki jih najdemo v dopaminskih nevronih, je nižja od gostote aktivnih območij, ki jih najdemo v drugih nevronih, nadaljnji poskusi pa podrobno razkrivajo, kako se ta nevrotransmiter izloča in sprošča Reabsorb.

Kaeser je rekel, 0010010 `, mislim, da bodo naše ugotovitve spremenile naše dojemanje dopamina. Naši podatki kažejo, da se dopamin sprošča na točno določeni lokaciji, z neverjetno prostorsko natančnostjo in hitrostjo, pred tem pa so ljudje mislili, da se dopamin izloča počasi in neurejeno. 0010010 quot;

V drugem sklopu poskusov so raziskovalci uporabili genetska orodja za odstranjevanje več aktivnih beljakovin regije. Izločanje specifičnega proteina, imenovanega RIM, je skoraj dovolj za popolno preprečevanje izločanja dopamina pri miših. RIM je povezan z vrsto bolezni, vključno z nevropsihiatričnimi motnjami in motnjami v razvoju. Vendar pa je izključitev drugega proteina v aktivni domeni slabo vplivala na sproščanje dopamina, kar kaže, da je izločanje dopamina odvisno od edinstvenega molekularnega mehanizma.

Changliang Liu, prvi avtor prispevka in podoktorski raziskovalec v laboratoriju Kaeser 0010010 # 39; 0010010 quot;

Liu je dejal, 0010010 "; Potrdili smo, da sta aktivna regija in RIM, povezana z boleznimi, kot so shizofrenija in motnje avtističnega spektra, pri človeških genetskih raziskavah ključnega pomena za prenos signala dopamina. Ti na novo prepoznani mehanizmi so lahko povezani s temi boleznimi. V prihodnosti lahko razvijejo nove strategije zdravljenja. 0010010 ";

Ti raziskovalci podrobneje preučujejo te aktivne regije, da bi globlje razumeli njihovo vlogo pri prenašanju signala dopamina in kako z njimi manipulirati.

Kaeser je dejal: 0010010 `Vložili smo veliko energije v razumevanje celotnega dopaminskega signalnega mehanizma. Za zdaj večina zdravljenja daje možganom prekomerno dopamin, ki aktivira procese, ki jih ne bi smeli aktivirati, zato bo prinesel številne neželene učinke. 0010010 quot;

Rekel je: 0010010 `Naše dolgoročno upanje je, da bomo identificirali beljakovine, ki posredujejo le pri izločanju dopamina. Predstavljajte si, da bomo z manipulacijo sproščanja dopamina morda bolje rekonstruirali normalne signale v možganih. 0010010 nbsp;

vir: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang idr. 0010010 nbsp;Izločanje dopamina posredujejo redke strani za sproščanje v obliki aktivne cone. Celica, 8 februar 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.