Harvardo pelių tyrimas gali padėti paaiškinti Parkinsono galvosūkį
Ekspertai teigia, kad jų išvados gali padėti geriau suprasti daugelį smegenų sutrikimų, pradedant priklausomybe nuo narkotikų ir baigiant depresija.
Tyrėjai naudojo pelių modelius, kad ištirtų striatume esančius dopamino neuronus - smegenų regioną, susijusį tiek su judėjimu, tiek su mokymusi.
Žmonėms šie neuronai išskiria dopaminą - neuromediatorių, leidžiantį mums atlikti tokias užduotis kaip vaikščiojimas, kalbėjimas ir net spausdinimas klaviatūra.
Kai žmogus serga Parkinsono liga, dopamino ląstelės miršta ir prarandamas gebėjimas lengvai pradėti judėjimą. Dabartiniai Parkinsono vaistai yra dopamino pirmtakai, kuriuos vėliau smegenų ląstelės paverčia dopaminu.
Kita vertus, hiperaktyvumas dėl dopamino yra susijęs su narkotikų ieškojimu, nes heroinas, kokainas ir amfetaminai atgaivina ar imituoja dopamino neuronus, galiausiai sustiprindami išmoktą atlygį už narkotikų vartojimą. Tokios būklės kaip obsesinis-kompulsinis sutrikimas, Tourette sindromas ir net šizofrenija taip pat gali būti susijusios su neteisingu dopamino reguliavimu.
Dabartiniame leidinyje Gamta, Bernardo Sabatini ir bendraautoriai Nicolas Tritschas ir Junas Dingas praneša, kad smegenų dopamino neuronai išskiria ne tik dopaminą, bet ir kitą neuromediatorių, vadinamą GABA, kuris mažina neuronų aktyvumą.
Šis netikėtas GABA buvimas gali paaiškinti, kodėl atkurus tik dopaminą, pirminis Parkinsono ligos pagerėjimas galiausiai gali sumažėti, sako mokslininkai. Ir jei GABA gamina tos pačios ląstelės, kurios gamina kitus neurotransmiterius, pvz., Su depresija susietą serotoniną, panašūs vienos židinio gydymo būdai gali būti ne tokie sėkmingi dėl tos pačios priežasties.
"Jei tai, ką radome pelėje, tinka ir žmogui, tada dopaminas yra tik pusė istorijos", - sakė Sabatini.
Stebina GABA istorija prasidėjo „Sabatini“ laboratorijoje atlikus eksperimentų seriją, skirtą sužinoti, kas nutinka, kai ląstelės išskiria dopaminą.
Mokslininkai naudojo optogenetiką - galingą metodą, kuris remiasi genetinėmis manipuliacijomis, kad selektyviai įjautrintų ląsteles šviesai. Laboratoriniuose induose tyrėjai ištyrė pelių smegenų audinius, sukurtus siekiant parodyti aktyvumą dopamino neuronuose.
Paprastai atliekant tokius eksperimentus, kiti neuromediatoriai būtų užblokuoti, kad būtų galima išryškinti dopaminą, tačiau Tritschas, Sabatini laboratorijos mokslų daktaras, nusprendė išlaikyti ląstelę kuo natūralesnėje būsenoje.
Kai Tritschas suaktyvino dopamino neuronus ir ištyrė jų poveikį striato neuronams, jis natūraliai tikėjosi stebėti dopamino išsiskyrimo poveikį.
Vietoj to, jis matė greitą striato neuronų slopinimą, aiškiai parodydamas, kad veikia kitas neuromediatorius, kuris pasirodė esąs greitai veikiantis GABA.
Tai buvo taip neįprasta, kad komanda pradėjo eksperimentų seriją, kuri patvirtino, kad GABA tiesiogiai išleidžia šie dopamino neuronai.
Tuomet mokslininkai išbandė kitus transporterius, nustatydami vieną baltymą, perkeliantį dopaminą, ir įvairius kitus neurotransmiterius. Dėl priežasčių, kurių jie dar nesupranta, šis baltymas - vezikulinis monoamino transporteris - taip pat perneša GABA.
„Tai dabar svarbu tai, kad kiekviena manipuliacija, nukreipta į dopaminą, nukreipiant į vezikulinį monoamino transporterį, taip pat pakeitė GABA. Ir niekas nekreipė į tai jokio dėmesio “, - sakė Sabatini.
„Kiekvienas mūsų sukurtas Parkinsono modelis, kurio metu netekome dopamino, taip pat prarado GABA. Taigi dabar turime grįžti atgal ir pagalvoti: kuris iš šių reiškinių atsiranda dėl GABA praradimo, o kuris dėl dopamino praradimo? “
Tyrime nedalyvavęs San Francisko Gladstone'o neurologinių ligų instituto tyrėjo padėjėjas Anatolis Kreitzeris išvadas pavadino nepaprastomis.
"Tai buvo visiškai netikėta", - sakė Kreiceris, kuris taip pat yra fiziologijos ir neurologijos profesoriaus asistentas Kalifornijos universitete, San Franciske.
„Molekuliniu lygmeniu niekas tikrai nesitikėjo, kad dopamino neuronai išskirs reikšmingą kiekį GABA. Funkciniu lygiu stebina tai, kad šis pagrindinis smegenų plastiškumo moduliatorius, kuris yra labai svarbus Parkinsono ligai, mokymuisi ir atlygiui bei kitoms psichinėms ligoms, taip pat gali išlaisvinti GABA. Tai kelia klausimą, kokį vaidmenį vaidina GABA “.
GABA gali labai greitai pakeisti elektrinę ląstelių būseną, slopindamas jų aktyvumą, padarydamas jas mažiau sužadinamas. Sabatini susimąsto, ar GABA praradimas dopamino neuronuose galėtų paaiškinti, kodėl hiperaktyvumas kartais pastebimas po lėtinio šių neuronų praradimo.
Kitas iššūkis bus ištirti, ar kiti neuronai, kurie ekspresuoja vezikulinį monoamino transporterį, be neurotransmiterių, tokių kaip serotoninas ir noradrenalinas, taip pat išskiria GABA.
Tyrėjai teigia, kad išvada rodo vis dar infantilias smegenų fiziologijos žinias.
"Šios išvados parodo, kiek mažai mes iš tikrųjų žinome apie pagrindinius ląstelių tapatumo smegenyse bruožus", - sakė Sabatini.
Tritschas sakė, kad tai, kas prasidėjo kaip paprastas dopamino supratimo projektas, greitai pakeitė kryptį, kur buvo daugybė startų ir sustojimų, siekiant naujų įdomių atradimų.
"Gali būti malonu sugalvoti hipotezę, ją patikrinti, patikrinti ir viską sutvarkyti", - sakė jis. "Tačiau biologija taip veikia retai."
Šaltinis: Harvardo universitetas
