对老鼠的研究识别分子机械负责大脑中多巴胺的释放

几十年来研究的关键作用在运动控制和刺激,神经递质多巴胺被无数的努力,了解其活动的焦点,特别是当它出错在疾病如帕金森氏症和上瘾。

虽然研究人员已经取得了很大的进步,健康的多巴胺细胞的机制所知甚少使用释放神经递质,差距,限制了科学家的能力开发治疗一系列的多巴胺的条件。

现在,来自哈佛医学院的研究人员首次发现的分子机械负责精确的多巴胺的分泌大脑。

他们的工作发表在细胞2月1日标识制造多巴胺的专业网站神经元空间释放多巴胺的一种快速、精确的方式呈现发现违背当前模型如何在大脑中神经递质传递信号。

“多巴胺系统在许多疾病中扮演着重要的角色,但是更少的研究问的基本问题如何健康的多巴胺神经元释放神经递质,“Pascal Kaeser高级研究作者说哈佛医学院神经生物学助理教授。

“如果你的车坏了,你想要固定,你希望你的机修工知道一辆车是如何工作的,”他补充道。”同样,更好地了解多巴胺在实验室可能产生巨大影响的治疗疾病的能力多巴胺信号长期出错。”

在大脑中,大约0.01%的多巴胺神经元负责生产,但他们控制广泛而多样化的大脑处理,包括运动控制、奖励制度,学习和记忆。

多巴胺的研究主要集中在其功能障碍和蛋白质受体神经元用于接收多巴胺,空说。尽管神经传递素的重要性,研究它是如何在大脑中释放在正常情况下已经有限,他补充说。

不再乱交

识别分子机械负责多巴胺分泌,空和他的同事们专注于中脑制造多巴胺的神经细胞,参与运动背后的神经回路和奖励。

他们首先寻找活跃区专业位于突触神经递质释放的网站,一个神经元连接到另一个的连接。利用超分辨率显微图像部分的大脑多巴胺神经元项目中,研究小组发现,多巴胺神经元含有蛋白质标记的存在活跃的区域。

这些区域表明神经元可能参与突触传递快,神经递质信号的精确毫秒内从一个神经元转移到另一个。

这是第一个快速活跃区多巴胺神经元的证据,以前认为只从事所谓的体积transmission-a过程中神经递质信号缓慢和是非相对较大的大脑区域。

活跃的区域被发现在低密度多巴胺神经元比其他神经元,额外的详细实验显示如何神经递质在这些网站迅速分泌和重吸收。

“我认为,我们的研究结果将会改变我们如何看待多巴胺,“空说。“我们的数据表明,多巴胺释放在非常特殊的位置,以令人难以置信的空间精度和速度,而之前认为多巴胺是缓慢而杂乱地分泌。”

在另一组实验中,研究人员利用基因工具删除几个活跃区蛋白质。删除一个特定的蛋白质,RIM,足以几乎完全废除老鼠体内的多巴胺分泌。RIM已经涉及到一系列的疾病,包括神经精神发育障碍。

然而,删除另一个活跃区蛋白质有很少或没有影响多巴胺的释放,这表明多巴胺分泌依靠独特的专业机械,作者说。

“我们的研究表明,多巴胺信号比此前认为的更有组织,”研究论文的第一作者Changliang刘,爱丽丝和约瑟夫·布鲁克斯博士后和戈登研究员Kaeser实验室。

“我们显示活跃的区域和边缘,这是相关的疾病,如精神分裂症和孤独症谱系障碍在人类遗传研究中,多巴胺信号是关键,”刘说。“这些新发现的机制可能与这些疾病有关,可能导致未来的新的治疗策略。”

团队目前正在调查这些活跃的区域进行更详细的构建一个更深的理解他们的角色在多巴胺信号以及如何处理它们。

“我们非常投入学习整个多巴胺信号的机器。现在,大多数治疗供应大脑多巴胺过量,会带来很多副作用,因为它激活过程不应该活跃,”Kaeser说。

“我们的长期希望是识别蛋白质,只有调解多巴胺分泌,”他说。“可以想象,通过操纵的释放多巴胺,我们或许能更好地重建正常大脑的信号。”