在一項新的研究中,哈佛大學醫(yī)學院神經(jīng)生物學教授Bernardo Sabatini領導的一個研究小組利用模式動物來研究紋狀體(striatum)---參與運動和學習的大腦區(qū)域---中的多巴胺能神經(jīng)元。這些神經(jīng)元能夠釋放多巴胺。多巴胺是一種允許我們行走、說話和甚至敲打鍵盤的神經(jīng)遞質。當這些細胞死亡時,就像帕金森病患者體內(nèi)發(fā)生的那樣,他們逐漸喪失了運動能力。當前治療帕金森病的藥物是多巴胺前體。這種前體隨后被在大腦中的細胞轉化為多巴胺。
多巴胺缺乏的另一方面是多巴胺功能亢進。海洛因、可卡因和安非他明提高或模擬多巴胺能神經(jīng)元的活性,最終強化因吸毒而產(chǎn)生的獲得性獎賞。其他的疾病,如強迫性精神障礙(obsessive-compulsive disorder)、妥瑞氏癥(Tourette syndrome)和甚至精神分裂癥,可能也與多巴胺失調相關聯(lián)。
在當前的研究中,Sabatini教授和同事們報道,中腦多巴胺能神經(jīng)元不僅釋放多巴胺,而且也釋放另一種被稱作GABA(gamma-amino butyric acid, γ-氨基丁酸)的神經(jīng)遞質。這可能解釋著為什么只恢復多巴胺能夠導致帕金森病患者初步改善,但是最終失去效果。
在Sabatini實驗室里,研究人員開展了一系列實驗以便觀察當細胞釋放多巴胺時會發(fā)生什么。他們使用一種強大的技術,即光遺傳學(optogenetics),該技術依賴于基因操縱來選擇性地讓細胞對光線敏感。在實驗室盤碟中,研究人員測試了小鼠的大腦組織。通常在這樣的實驗中,其他的神經(jīng)遞質被阻斷以便著重研究多巴胺,但是來自Sabatini實驗室的一名博士后研究員Nicolas Tritsch決定讓這種細胞盡可能地保持自然狀態(tài)。
當Tritsch激活多巴胺能神經(jīng)元并研究由此產(chǎn)生的影響時,他自然期待觀察到多巴胺釋放的影響。然而,相反的是,他觀察到這些神經(jīng)元快速地受到抑制,并且明確地發(fā)現(xiàn)另一種神經(jīng)遞質GABA快速地發(fā)生作用。這是如此不同尋常以至于他們發(fā)起一系列實驗來證實GABA是由這些多巴胺能神經(jīng)元直接釋放的。
檢測GABA的標準方法就是研究囊泡GABA 轉運體(vesicular GABA transporter, VGAT),即一種包裝和攜帶GABA到神經(jīng)遞質囊泡中的蛋白。研究人員在小鼠體內(nèi)沉默編碼VGAT的基因表達,結果發(fā)現(xiàn)即便在VGAT不存在時,多巴胺能神經(jīng)元也釋放GABA。
研究人員然后測試了其他的轉運體,并且著重研究了一種運輸多巴胺和多種其他神經(jīng)遞質的轉運體。他們發(fā)現(xiàn)這種被稱作囊泡單胺轉運體(vesicular monoamine transporter)的蛋白也能夠轉運GABA,不過它的轉運機制尚不清楚。
Sabatini說,“如今,重要的是,通過靶向囊泡單胺轉運體來靶向多巴胺的任何基因操作也能夠改變GABA。但是沒有人注意到這一點。在每只帕金森病模式小鼠中,我們讓它們?nèi)笔Ф喟桶返耐瑫r也讓它們?nèi)笔ABA。因此,如今我們不得不回過頭來思考:這些影響是由于GABA缺失還是由于多巴胺缺失導致的?
這些研究發(fā)現(xiàn)的意義是顯著性的。在分子水平上,沒有人真正地期待過多巴胺能神經(jīng)元釋放大量GABA。在功能性水平上,調節(jié)大腦可塑性的多巴胺能神經(jīng)元在帕金森病患者中發(fā)揮著非常重要的作用,對學習和獎賞是至關重要的,同時在其他的精神疾病中也發(fā)揮著極其重要的作用,而且令人吃驚的是,這些多巴胺能神經(jīng)元也能夠釋放GABA。
GABA能夠快速地改變細胞的電活性狀態(tài):通過讓它們更不容易變得興奮來抑制它們的活性。Sabatini想知道多巴胺能神經(jīng)元中的GABA缺失是否能夠解釋著在這些神經(jīng)元的長期缺失之后為何有時觀察到一些人患上多動癥。
2015年5月19日,由澳大利亞藥理學會和英國藥理學會主辦的澳-英聯(lián)合藥理...[詳細]
2月28日,GW制藥宣布美國FDA授予該公司用于治療兒童Lennox-Ga...[詳細]