خلية: تحدي الكتاب المدرسي! تكشف آلية إطلاق الدوبامين في الدماغ

بعد عقود من البحث حول الدور الرئيسي للناقل العصبي الدوبامين في التحكم الحركي وسلوك المكافأة ، أصبح محور جهود لا حصر لها لفهم نشاطه ، خاصة عندما يتم استخدامه في أمراض مثل مرض باركنسون والإدمان عند حدوث انحراف في.

على الرغم من أن العلماء قد حققوا تقدمًا كبيرًا ، إلا أنه لا يُعرف إلا القليل عن الآلية التي تطلق بها خلايا الدوبامين السليمة هذا الناقل العصبي. تحدد هذه الفجوة العلماء 0010010 # 39 ؛ القدرة على تطوير علاجات لمجموعة من الأمراض المتعلقة بالدوبامين.

الآن ، في دراسة جديدة ، حدد باحثون من كلية الطب بجامعة هارفارد الآلية الجزيئية المسؤولة عن الإفراز الدقيق للدوبامين في الدماغ. تم نشر نتائج البحث ذات الصلة في "جورنال جورنال" في شباط (فبراير) 8 ، 2018 ، والورقة التي تحمل عنوان 0010010 quot ؛ يتم إفراز الدوبامين بواسطة مواقع الإصدار الشبيه بالمنطقة المتفرقة {{4} }} quot ؛.

الصورة من سيل ، دوي: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

حددت هذه الدراسة مواقع محددة في الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين التي تطلق الدوبامين بطريقة سريعة ودقيقة مكانيًا - ترتبط هذه النتيجة بكيفية نقل هذا الناقل العصبي للإشارات في الدماغ يتعارض النموذج الحالي.

قال مؤلف الورقة المقابلة ، باسكال كايسر ، الأستاذ المساعد في علم الأعصاب في كلية الطب بجامعة هارفارد ، 0010010 quot ؛ يلعب نظام الدوبامين هذا دورًا حيويًا في العديد من الأمراض ، لكن القليل من الدراسات اقترحت كيفية إطلاق الخلايا العصبية للدوبامين الصحية هذا الناقل العصبي. الأسئلة الأساسية النوعية. 0010010 quot ؛ قد يكون للفهم الأفضل للدوبامين في المختبر تأثير كبير على القدرة على علاج الأمراض التي تكون فيها إشارة الدوبامين غير متوازنة.

في الدماغ ، حوالي 0. ​​01٪ من الخلايا العصبية مسؤولة عن إنتاج الدوبامين ، لكنها تتحكم في مجموعة متنوعة من عمليات الدماغ ، بما في ذلك التحكم في المحركات ، وأنظمة المكافآت ، والتعلم ، والذاكرة.

قال Kaeser أن بحث الدوبامين يركز على ضعفه ومستقبلات البروتين التي تستخدمها الخلايا العصبية لتلقي الدوبامين. على الرغم من أن هذا الناقل العصبي يلعب دورًا مهمًا ، إلا أنه في ظل الظروف العادية ، فإن البحث عن كيفية إطلاقه في الدماغ محدود.

لا مزيد من الفوضى

لتحديد الآلية الجزيئية المسؤولة عن إفراز الدوبامين ، ركز كايسر وزملاؤه على الخلايا العصبية المنتجة للدوبامين في الدماغ المتوسط ​​، والتي تشارك في الدوائر العصبية التي تحفز الحركة ومكافأة السلوك.

بحث هؤلاء الباحثون أولاً عن المنطقة النشطة ، وهو موقع إطلاق ناقل عصبي محدد يقع في المشبك (أي ، حيث يتصل أحد الخلايا العصبية بخلايا عصبية أخرى). باستخدام الفحص المجهري فائق الدقة لتصوير أجزاء من الدماغ التي توقعتها الخلايا العصبية للدوبامين ، وجدوا أن الخلايا العصبية للدوبامين تحتوي على بروتينات تميز وجود مناطق نشطة.

تشير هذه المناطق النشطة إلى أن الخلايا العصبية قد تشارك في انتقال متشابك سريع ، حيث يتم نقل إشارات الناقل العصبي بدقة من خلية عصبية إلى أخرى خلال مللي ثانية.

هذا هو أول دليل على وجود مناطق نشطة سريعة في الخلايا العصبية للدوبامين ، وقبل ذلك ، كانت هذه الخلايا العصبية تعتبر متورطة فقط في ما يسمى انتقال الحجم (انتقال الحجم) ، أي أن هذا الناقل العصبي في الدماغ إشارات يتم إرسالها ببطء وبشكل غير محدد في مناطق كبيرة نسبيًا.

كثافة المناطق النشطة الموجودة في الخلايا العصبية الدوبامين أقل من كثافة المناطق النشطة الموجودة في الخلايا العصبية الأخرى ، وتكشف المزيد من التجارب بالتفصيل كيف يتم إفراز هذا الناقل العصبي وإطلاقه بسرعة.

قال Kaeser ، 0010010 quot ؛ أعتقد أن النتائج التي توصلنا إليها ستغير تصورنا للدوبامين. تشير بياناتنا إلى أن الدوبامين يتم إطلاقه في موقع محدد بدقة مكانية وسرعة مذهلة ، وقبل ذلك اعتقد الناس أن الدوبامين يتم إفرازه ببطء وبشكل غير منظم. 0010010 quot؛

في مجموعة أخرى من التجارب ، استخدم الباحثون أدوات جينية للقضاء على العديد من بروتينات المنطقة النشطة. يكاد يكون القضاء على بروتين معين يسمى RIM كافًا تمامًا لمنع إفراز الدوبامين في الفئران. ترتبط RIM بمجموعة من الأمراض بما في ذلك الاضطرابات النفسية العصبية واضطرابات النمو. ومع ذلك ، فإن استبعاد بروتين مجال نشط آخر كان له تأثير ضئيل على إطلاق الدوبامين ، مما يشير إلى أن إفراز الدوبامين يعتمد على آلية جزيئية فريدة.

قال Changliang Liu ، المؤلف الأول للورقة وباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر Kaeser 0010010 # 39 ، 0010010 quot ؛ يظهر بحثنا أن إشارات الدوبامين أكثر تنظيمًا من ذي قبل فكر. 0010010 quot؛

قال ليو ، 0010010 quot ؛ لقد أكدنا أن المنطقة النشطة و RIM المرتبط بأمراض مثل الفصام واضطرابات طيف التوحد في البحث الجيني البشري هي المفتاح لانتقال إشارة الدوبامين. قد ترتبط هذه الآليات التي تم تحديدها حديثًا بهذه الأمراض وقد تؤدي إلى تطوير استراتيجيات علاجية جديدة في المستقبل. 0010010 quot؛

يدرس هؤلاء الباحثون هذه المناطق النشطة بمزيد من التفصيل من أجل الحصول على فهم أعمق لدورهم في تنبيغ إشارة الدوبامين وكيفية معالجتها.

قال Kaeser ، 0010010 quot ؛ لقد استثمرنا الكثير من الطاقة في فهم آلية إشارات الدوبامين بأكملها. في الوقت الحالي ، تزود معظم العلاجات الدماغ بفرط إفراز الدوبامين ، الذي ينشط العمليات التي لا يجب تنشيطها ، لذلك سيجلب العديد من الآثار الجانبية. 0010010 quot؛

قال ، 0010010 quot ؛ أملنا طويل المدى هو تحديد البروتينات التي تتوسط فقط في إفراز الدوبامين. تخيل أنه من خلال معالجة إطلاق الدوبامين ، قد نتمكن من إعادة بناء الإشارات الطبيعية بشكل أفضل في الدماغ. 0010010 نبسب ؛

المصدر: changliang Liu، Lauren Kershberg، Jiexin Wang et al. 0010010 nbsp؛يتوسط إفراز الدوبامين من خلال مواقع الإفراج الشبيهة بالمنطقة النشطة المتناثرة. سيل ، 8 فبراير 2018 ، 172 (4): 706 - 718 ، دوى: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.