Zelle: Fordern Sie das Lehrbuch heraus! Zeigen Sie den Mechanismus der Dopaminfreisetzung im Gehirn auf

Nach jahrzehntelanger Forschung über die Schlüsselrolle des Neurotransmitters Dopamin bei der motorischen Kontrolle und dem Belohnungsverhalten ist es zum Mittelpunkt unzähliger Bemühungen geworden, seine Aktivität zu verstehen, insbesondere wenn es bei Krankheiten wie Parkinson und Sucht eingesetzt wird, wenn eine Abweichung auftritt im.

Obwohl Wissenschaftler erhebliche Fortschritte erzielt haben, ist wenig über den Mechanismus bekannt, durch den gesunde Dopaminzellen diesen Neurotransmitter freisetzen. Diese Lücke begrenzt die Wissenschaftler 0010010 # 39; Fähigkeit, Behandlungen für eine Reihe von Dopamin-bedingten Krankheiten zu entwickeln.

In einer neuen Studie identifizierten Forscher der Harvard Medical School den molekularen Mechanismus, der für die genaue Sekretion von Dopamin im Gehirn verantwortlich ist. Die relevanten Forschungsergebnisse wurden am 8, 2018 im Cell Journal veröffentlicht, und das Papier mit dem Titel 0010010 "Dopaminsekretion wird durch spärliche aktive zonenähnliche Freisetzungsstellen {{4 vermittelt" }} quot;.

Das Bild stammt von Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Diese Studie identifizierte spezifische Stellen in Dopamin-produzierenden Neuronen, die Dopamin schnell und räumlich präzise freisetzen. Dieser Befund hängt damit zusammen, wie dieser Neurotransmitter Signale im Gehirn überträgt. Das aktuelle Modell widerspricht.

Der entsprechende Autor des Papiers, Pascal Kaeser, Assistenzprofessor für Neurobiologie an der Harvard Medical School, sagte: 0010010 quot; Dieses Dopaminsystem spielt bei vielen Krankheiten eine wichtige Rolle, aber nur wenige Studien haben gezeigt, wie gesunde Dopamin-Neuronen freigesetzt werden dieser Neurotransmitter. Qualitative Grundfragen. 0010010 quot; Ein besseres Verständnis von Dopamin im Labor kann einen großen Einfluss auf die Fähigkeit zur Behandlung von Krankheiten haben, bei denen das Dopaminsignal falsch ausgerichtet ist.

Im Gehirn sind etwa 0, 01% der Neuronen für die Produktion von Dopamin verantwortlich, steuern jedoch eine Vielzahl von Gehirnprozessen, einschließlich Motorik, Belohnungssystemen, Lernen und Gedächtnis.

Kaeser sagte, dass sich die Dopaminforschung auf ihre Funktionsstörung und die Proteinrezeptoren konzentriert, die Neuronen verwenden, um Dopamin zu erhalten. Obwohl dieser Neurotransmitter unter normalen Umständen eine wichtige Rolle spielt, ist die Forschung darüber, wie er im Gehirn freigesetzt wird, begrenzt.

Keine Unordnung mehr

Um den molekularen Mechanismus zu identifizieren, der für die Dopaminsekretion verantwortlich ist, konzentrierten sich Kaeser und seine Kollegen auf Dopamin-produzierende Neuronen im Mittelhirn, die an den neuronalen Schaltkreisen beteiligt sind, die Bewegung auslösen und Verhalten belohnen.

Diese Forscher suchten zuerst nach der aktiven Zone, einer spezifischen Neurotransmitter-Freisetzungsstelle in der Synapse (dh wo ein Neuron ein anderes Neuron kontaktiert). Mithilfe der hochauflösenden Mikroskopie zur Abbildung von Teilen des Gehirns, die von Dopamin-Neuronen projiziert wurden, stellten sie fest, dass die Dopamin-Neuronen Proteine ​​enthielten, die das Vorhandensein aktiver Regionen markierten.

Diese aktiven Regionen weisen darauf hin, dass Neuronen an einer schnellen synaptischen Übertragung teilnehmen können, bei der Neurotransmittersignale innerhalb von Millisekunden genau von einem Neuron auf ein anderes übertragen werden.

Dies ist der erste Beweis für die Existenz schnell aktiver Zonen in Dopamin-Neuronen, und zuvor wurde angenommen, dass diese Neuronen nur an der sogenannten Volumenübertragung (Volumenübertragung) beteiligt sind, dh an diesem Neurotransmitter im Gehirn langsam und unspezifisch in relativ großen Gebieten gesendet.

Die Dichte der aktiven Bereiche in Dopamin-Neuronen ist geringer als die Dichte der aktiven Bereiche in anderen Neuronen, und weitere Experimente zeigen im Detail, wie dieser Neurotransmitter sekretiert und schnell freigesetzt wird. Reabsorbieren.

Kaeser sagte: 0010010 quot; Ich denke, unsere Ergebnisse werden unsere Wahrnehmung von Dopamin verändern. Unsere Daten legen nahe, dass Dopamin an einem bestimmten Ort mit unglaublicher räumlicher Genauigkeit und Geschwindigkeit freigesetzt wird, und zuvor dachten die Leute, dass Dopamin langsam und ungeordnet ausgeschieden wird. 0010010 quot;

In einer anderen Reihe von Experimenten verwendeten die Forscher genetische Werkzeuge, um mehrere Proteine ​​der aktiven Region zu eliminieren. Die Eliminierung eines spezifischen Proteins namens RIM reicht fast aus, um die Dopaminsekretion bei Mäusen vollständig zu verhindern. RIM ist mit einer Reihe von Krankheiten verbunden, einschließlich neuropsychiatrischer Störungen und Entwicklungsstörungen. Der Ausschluss eines anderen Proteins der aktiven Domäne hatte jedoch nur geringe Auswirkungen auf die Dopaminfreisetzung, was darauf hindeutet, dass die Dopaminsekretion von einem einzigartigen molekularen Mechanismus abhängt.

Changliang Liu, der Erstautor des Papiers und Postdoktorand im Labor von Kaeser 0010010 # 39, sagte: 0010010 quot; Unsere Forschung zeigt, dass Dopaminsignale besser organisiert sind als zuvor dachte. 0010010 quot;

Liu sagte: 0010010 quot; Wir haben bestätigt, dass die aktive Region und das RIM, die mit Krankheiten wie Schizophrenie und Autismus-Spektrum-Störungen in der Humangenetikforschung verbunden sind, der Schlüssel zur Dopamin-Signalübertragung sind. Diese neu identifizierten Mechanismen können mit diesen Krankheiten zusammenhängen. Dies könnte in Zukunft zur Entwicklung neuer Behandlungsstrategien führen. 0010010 quot;

Diese Forscher untersuchen diese aktiven Regionen genauer, um ein tieferes Verständnis ihrer Rolle bei der Dopaminsignalübertragung und ihrer Manipulation zu erlangen.

Kaeser sagte: 0010010 quot; Wir haben viel Energie in das Verständnis des gesamten Dopamin-Signalmechanismus investiert. Derzeit versorgen die meisten Behandlungen das Gehirn mit übermäßigem Dopamin, wodurch Prozesse aktiviert werden, die nicht aktiviert werden sollten, sodass viele Nebenwirkungen auftreten. 0010010 quot;

Er sagte: 0010010 quot; Unsere langfristige Hoffnung ist es, Proteine ​​zu identifizieren, die nur die Dopaminsekretion vermitteln. Stellen Sie sich vor, dass wir durch Manipulation der Dopaminfreisetzung möglicherweise normale Signale im Gehirn besser rekonstruieren können. 0010010 nbsp;

Quelle: Changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang et al. 0010010 nbsp;Die Dopaminsekretion wird durch spärliche aktive zonenähnliche Freisetzungsstellen vermittelt. Zelle, 8 Februar 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.