เซลล์: ท้าทายตำราเรียน! เปิดเผยกลไกการปล่อยโดปามีนในสมอง

หลังจากทศวรรษของการวิจัยเกี่ยวกับบทบาทสำคัญของสารสื่อประสาทโดปามีนในการควบคุมมอเตอร์และพฤติกรรมรางวัลมันได้กลายเป็นจุดสนใจของความพยายามนับไม่ถ้วนที่จะเข้าใจกิจกรรมของมันโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีการใช้ในโรคเช่นโรคพาร์คินสันและการติดยาเสพติด ใน.

แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะก้าวหน้าไปมาก แต่ไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับกลไกที่เซลล์โดปามีนที่มีสุขภาพดีปลดปล่อยสารสื่อประสาทนี้ ช่องว่างนี้ จำกัด นักวิทยาศาสตร์ 0010010 # 39; ความสามารถในการพัฒนาวิธีการรักษาโรคที่เกี่ยวข้องกับโดปามีน

ในการศึกษาใหม่นักวิจัยจากโรงเรียนแพทย์ฮาร์วาร์ดระบุกลไกระดับโมเลกุลที่รับผิดชอบการหลั่งโดปามีนที่แม่นยำในสมอง ผลการวิจัยที่เกี่ยวข้องได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Cell เมื่อวันที่ 8, 2018 และกระดาษที่มีชื่อว่า 0010010 quot; Dopamine หลั่งเป็นสื่อกลางโดย Sparse Active Zone เหมือนไซต์ {{4} }} quot ;.

รูปภาพมาจาก Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008

การศึกษานี้ระบุไซต์เฉพาะในเซลล์ประสาทที่ผลิตโดปามีนที่ปล่อยโดปามีนในลักษณะที่รวดเร็วและแม่นยำการค้นพบนี้สัมพันธ์กับวิธีที่สารสื่อประสาทนี้ส่งสัญญาณในสมองรูปแบบปัจจุบันขัดแย้งกัน

ผู้เขียนบทความที่เกี่ยวข้อง Pascal Kaeser ผู้ช่วยศาสตราจารย์วิชาชีววิทยาที่ Harvard Medical School กล่าวว่า 0010010 quot; ระบบโดปามีนนี้มีบทบาทสำคัญในโรคหลายอย่าง สารสื่อประสาทนี้ คำถามพื้นฐานเชิงคุณภาพ 0010010 quot; ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับโดปามีนในห้องปฏิบัติการอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความสามารถในการรักษาโรคที่สัญญาณโดปามีนไม่ตรงแนว

ในสมองประมาณ 0 01% ของเซลล์ประสาทมีหน้าที่ผลิตโดปามีน แต่พวกมันควบคุมกระบวนการสมองที่หลากหลายรวมถึงการควบคุมมอเตอร์ระบบการให้รางวัลการเรียนรู้และความจำ

Kaeser กล่าวว่าการวิจัยโดปามีนมุ่งเน้นไปที่ความผิดปกติและตัวรับโปรตีนที่เซลล์ประสาทใช้ในการรับโดปามีน แม้ว่าสารสื่อประสาทนี้มีบทบาทสำคัญภายใต้สถานการณ์ปกติการวิจัยเกี่ยวกับวิธีที่จะถูกปล่อยออกมาในสมองมี จำกัด

ไม่มีความยุ่งเหยิงอีกต่อไป

เพื่อระบุกลไกระดับโมเลกุลที่รับผิดชอบการหลั่งโดปามีน Kaeser และเพื่อนร่วมงานของเขามุ่งเน้นไปที่เซลล์ประสาทที่ผลิตโดปามีนในสมองส่วนกลางซึ่งเกี่ยวข้องกับวงจรประสาทที่กระตุ้นการเคลื่อนไหวและให้รางวัลพฤติกรรม

นักวิจัยเหล่านี้มองหาโซนที่ใช้งานอยู่เป็นครั้งแรกซึ่งเป็นเว็บไซต์ปล่อยสารสื่อประสาทที่เฉพาะเจาะจงที่ตั้งอยู่ในไซแนปส์ (เช่นที่เซลล์ประสาทหนึ่งติดต่อกับเซลล์ประสาทอื่น) การใช้กล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงเป็นส่วนภาพของสมองที่คาดการณ์โดยเซลล์ประสาทโดปามีนพวกเขาพบว่าเซลล์ประสาทโดพามีนนั้นมีโปรตีนที่ทำเครื่องหมายว่ามีส่วนที่เคลื่อนไหวอยู่

ภูมิภาคที่มีการเคลื่อนไหวเหล่านี้บ่งชี้ว่าเซลล์ประสาทอาจมีส่วนร่วมในการส่งสัญญาณ synaptic อย่างรวดเร็วซึ่งสัญญาณของสารสื่อประสาทนั้นจะถูกถ่ายโอนอย่างแม่นยำจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่งภายในอีกเสี้ยววินาที

นี่เป็นหลักฐานแรกของการมีอยู่ของโซนแอคทีฟอย่างรวดเร็วในโดปามีนเซลล์ประสาทและก่อนหน้านี้เซลล์ประสาทเหล่านี้ถูกพิจารณาว่าเกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณปริมาณ (การส่งผ่านระดับเสียง) นั่นคือสารสื่อประสาทนี้ในสัญญาณสมอง ส่งช้าและไม่เฉพาะเจาะจงในพื้นที่ที่ค่อนข้างใหญ่

ความหนาแน่นของพื้นที่ใช้งานที่พบในเซลล์ประสาทมีโดพามีนต่ำกว่าความหนาแน่นของพื้นที่ใช้งานที่พบในเซลล์ประสาทอื่นและการทดลองเพิ่มเติมเปิดเผยในรายละเอียดว่าสารสื่อประสาทนี้ถูกหลั่งและปล่อยอย่างรวดเร็ว Reabsorb

Kaeser กล่าวว่า 0010010 quot; ฉันคิดว่าการค้นพบของเราจะเปลี่ยนการรับรู้ของโดปามีน ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่าโดปามีนถูกปล่อยออกมาในสถานที่เฉพาะด้วยความแม่นยำและความเร็วเชิงพื้นที่อย่างไม่น่าเชื่อและก่อนหน้านั้นผู้คนคิดว่าโดปามีนถูกหลั่งช้าและไม่เป็นระเบียบ 0010010 quot;

ในการทดลองอีกชุดหนึ่งนักวิจัยใช้เครื่องมือทางพันธุกรรมเพื่อกำจัดโปรตีนในพื้นที่ที่ใช้งานอยู่ การกำจัดโปรตีนเฉพาะที่เรียกว่า RIM นั้นเพียงพอที่จะป้องกันการหลั่งโดปามีนอย่างสมบูรณ์ในหนู RIM มีความเกี่ยวข้องกับโรคหลายประเภทรวมถึงความผิดปกติของระบบประสาทและความผิดปกติของพัฒนาการ อย่างไรก็ตามการแยกโปรตีนโดพามีนออกฤทธิ์มีผลเพียงเล็กน้อยต่อการปลดปล่อยโดปามีนซึ่งบอกว่าการหลั่งโดปามีนนั้นขึ้นอยู่กับกลไกระดับโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์

Changliang Liu ผู้เขียนบทความคนแรกและนักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องทดลองของ Kaeser 0010010 # 39} 0010010 quot; งานวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าสัญญาณโดปามีนมีการจัดระเบียบมากกว่าเดิม . คิด 0010010 quot;

Liu กล่าวว่า 0010010 quot; เรายืนยันว่าพื้นที่ที่ใช้งานและ RIM ที่เกี่ยวข้องกับโรคต่าง ๆ เช่นโรคจิตเภทและโรคออทิซึมสเปกตรัมในการวิจัยทางพันธุกรรมของมนุษย์เป็นกุญแจสำคัญในการถ่ายทอดสัญญาณโดปามีน กลไกที่ระบุใหม่เหล่านี้อาจเกี่ยวข้องกับโรคเหล่านี้มันอาจนำไปสู่การพัฒนากลยุทธ์การรักษาใหม่ในอนาคต 0010010 quot;

นักวิจัยเหล่านี้กำลังศึกษารายละเอียดเพิ่มเติมในพื้นที่ที่มีการเคลื่อนไหวเพื่อให้เข้าใจถึงบทบาทของพวกเขาในการส่งสัญญาณโดปามีนและวิธีการจัดการกับมัน

Kaeser กล่าวว่า 0010010 quot; เราได้ลงทุนพลังงานจำนวนมากในการทำความเข้าใจกลไกการส่งสัญญาณโดปามีนทั้งหมด สำหรับตอนนี้การรักษาส่วนใหญ่ทำให้สมองมีสารโดปามีนมากเกินไปซึ่งจะกระตุ้นกระบวนการที่ไม่ควรเปิดใช้งานดังนั้นมันจะทำให้เกิดผลข้างเคียงมากมาย 0010010 quot;

เขากล่าวว่า 0010010 quot; ความหวังระยะยาวของเราคือการระบุโปรตีนที่เป็นสื่อกลางเฉพาะการหลั่งโดปามีน ลองจินตนาการว่าการจัดการโดปามีนที่ปล่อยออกมานั้นอาจทำให้เราสามารถสร้างสัญญาณปกติในสมองได้ดีขึ้น 0010010 nbsp;

แหล่งที่มา: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang และคณะ 0010010 nbsp;การหลั่งโดปามีนมีการไกล่เกลี่ยโดยไซต์การวางจำหน่ายที่เหมือนโซนแอ็คทีฟ. เซลล์, 8 กุมภาพันธ์ 2018, 172 ({3}}): 706 - 718, ดอย: 10. {{6} }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008