米乐m6登录入口Nature:钟海宁团队发明大脑对运动负责的“刹车”机造为帕金森病疗养拓荒新路径

2022-11-12 00:18:46
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  米乐m6官网咱们存在中每一个看似方便的行动背后,都依赖于中枢神经运动编造的精准调控。正在人类和其他哺乳动物中,大脑里的纹状体(striatum)是限定运动的一个环节部位。长远以还,学术界以为纹状体的运动限定及其他功效依赖于多巴胺和其他神经调理递质对纹状体内神经环道的及时调理。正在帕金森病中,因为落空创修多巴胺的细胞而导致纹状体功效非常是一个公认的要紧病因。

  眼前的经典表面以为,纹状体的要紧的神经细胞类型棘状投射神经元分为两种。一种是“直接通道”神经元,煽动运动。另一种是“间接通道”神经元,压造运动。正在运动中,多巴胺通过正在这两种神经元上特异表达的差别多巴胺受体,对这两种神经元施以相反的功效调理。的确来说,多巴胺对煽动运动的“直接通道”神经元上调细胞内卵白激酶 A(protein kinase A;PKA)的活性,从而巩固这种神经元的信号传达功效并进一步煽动运动。同时,多巴胺对压造运动的“间接通道”神经元下调卵白激酶 A的生机,进而低落这种神经元的功效和低落它们对运动的压造,到达“负负得正”的效率。

  因而多巴胺正在这两类神经元中的效力都是煽动运动的,就像是一个车子的油门。运动这也是为什么正在帕金森病中多巴胺神经元受损,多巴胺开释淘汰后会激发显着的运动毛病。

  有油门就该当有刹车。但是,米乐m6官网登录入口绝民多半钻研都聚集正在多巴胺对运动的煽动效力。对正在纹状体中是否存正在和多巴胺抗衡的“刹车”机造,迄今知之甚少。

  该钻研揭示了新的大脑纹状体正在运动限定中的“刹车”机造,这一钻研效率大概为诊疗帕金森病和其他与纹状体干系的疾病诱导新途径。

  近期,钟海宁课题组和毛天怡课题组团结研发出来一种新型的卵白激酶A活性探针。这种探针团结双光子荧光寿命成像显微手艺(two-photon fluorescence lifetime imaging microscopy;2pFLIM),可能内作为流程中及时监测幼鼠大脑皮层神经元内的卵白激酶A活性(Ma et al,Neuron 2018)。

  正在最新这项钻研中,钟海宁团队的博士后马磊正在斯坦福大学丁军实践室的帮帮下,通过进一步团结像针相同轻细的“梯度折射率透镜”(gradient index lens),对纹状体的神经元中的卵白激酶A活性举行了单细胞秤谌上的衡量。钻研发掘,与经典表面相悖的是,正在运动中卵白激酶A的生机正在煽动和压造运动的两类纹状体神经元中都降低了。米乐m6官网登录入口

  进一步钻研评释,多巴胺确实正在煽动运动的“直接通道”神经元中上调了卵白激酶 A的活性。然而,出乎钻研职员意思,运动也会同时导致另一个神经递质腺苷(adenosine)的开释。腺苷正在压造运动的“间接通道”神经元中上调卵白激酶 A的生机,进而巩固这些神经元的功效和压造动物的运动。它的最终效力是巩固对运动的压造,起到一个拮抗多巴胺功效的效力。因而腺苷也即是和多巴胺这个“油门”相对应的“刹车”。就像正在车子中油门和刹车沿途供给对车运动的精准限定那样,多巴胺和腺苷可能沿途把煽动运动和压造运动的纹状体神经元们撑持正在一个相对平均的形态,联合对运动编造举行纠正确的限定。

  图:(左)实践示企图。(中)正在动物自立运动中,卵白激酶A(PKA)活性正在煽动(dSPN)和压造(iSPN)运动的纹状体棘状投射神经元中都升高了。(右)行使北大李毓龙课题组斥地的腺苷探针直接检测到了正在纹状体中运动导致腺苷(adenosine)秤谌升高。

  正如前面提到的那样,纹状体中两种神经元运动的失衡会导致种种运动型毛病疾病。纹状体也有调控研习和承受奖赏等其他首要功效,而它的功效失衡与稠密的心灵类疾病干系。过去简直全部的干系疾病药物钻研都聚集正在对多巴胺或者多巴胺的受体的调控上面。现正在这项钻研结果大概有帮于打算出通过调理腺苷或者腺苷受体来告终诊疗纹状体功效毛病的新战术。值得一提的是,腺苷的效力受体也是群多熟练的的一个要紧效力位点:压造腺苷受体的功效。喝咖啡也近似于权且袪除了腺苷施加的刹车。

  俄勒冈壮健与科学大学Vollum钻研所博士后马磊为论文第一作家,米乐m6官网登录入口钟海宁为论文通信作家。列入该做事的团结家又有秦茂臻,俄勒冈壮健与科学大学Vollum钻研所毛天怡团队的博士后Julian Day-Cooney、Michael A. Muniak,和斯坦福大学丁军团队的博士后Omar Jaidar Benavides。

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