Cell: sfida il libro di testo! Rivela il meccanismo del rilascio di dopamina nel cervello

Dopo decenni di ricerche sul ruolo chiave del neurotrasmettitore dopamina nel controllo motorio e nel comportamento premiante, è diventato al centro di innumerevoli sforzi per comprendere la sua attività, specialmente quando viene utilizzato in malattie come il morbo di Parkinson e la dipendenza Quando si verifica una deviazione in.

Sebbene gli scienziati abbiano compiuto notevoli progressi, si sa poco sul meccanismo mediante il quale le cellule sane della dopamina rilasciano questo neurotrasmettitore. Questo divario limita gli scienziati 0010010 # 39; capacità di sviluppare trattamenti per una serie di malattie correlate alla dopamina.

Ora, in un nuovo studio, i ricercatori della Harvard Medical School hanno identificato il meccanismo molecolare responsabile della secrezione precisa di dopamina nel cervello. I risultati della ricerca pertinenti sono stati pubblicati sulla rivista Cell il 8, 2018 di febbraio e l'articolo intitolato 0010010 quot; La secrezione di dopamina è mediata da siti di rilascio simili a zone sparse attive {{4 }} quot ;.

L'immagine è di Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Questo studio ha identificato siti specifici nei neuroni produttori di dopamina che rilasciano dopamina in modo rapido e spazialmente preciso: questa scoperta è correlata al modo in cui questo neurotrasmettitore trasmette segnali nel cervello. Il modello attuale è in conflitto.

L'autore corrispondente dell'articolo, Pascal Kaeser, un assistente professore di neurobiologia presso la Harvard Medical School, ha detto, 0010010 quot; Questo sistema di dopamina svolge un ruolo vitale in molte malattie, ma pochi studi hanno suggerito come rilasciano neuroni della dopamina sani questo neurotrasmettitore. Domande di base qualitative. 0010010 quot; Una migliore comprensione della dopamina in laboratorio può avere un impatto enorme sulla capacità di trattare malattie in cui il segnale della dopamina è disallineato.

Nel cervello, circa lo 01% dei neuroni è responsabile della produzione di dopamina, ma controlla un'ampia varietà di processi cerebrali, tra cui controllo motorio, sistemi di ricompensa, apprendimento e memoria.

Kaeser ha affermato che la ricerca sulla dopamina si concentra sulla sua disfunzione e sui recettori proteici che i neuroni usano per ricevere la dopamina. Sebbene questo neurotrasmettitore svolga un ruolo importante, in circostanze normali, la ricerca su come viene rilasciato nel cervello è limitata.

Niente più disordine

Per identificare il meccanismo molecolare responsabile della secrezione di dopamina, Kaeser e i suoi colleghi si sono concentrati sui neuroni che producono dopamina nel mesencefalo, che sono coinvolti nei circuiti neurali che innescano il movimento e premiano il comportamento.

Questi ricercatori hanno prima cercato la zona attiva, uno specifico sito di rilascio di neurotrasmettitori situato nella sinapsi (cioè, dove un neurone contatta un altro neurone). Usando la microscopia a super risoluzione per rappresentare parti del cervello proiettate dai neuroni della dopamina, hanno scoperto che i neuroni della dopamina contenevano proteine ​​che marcavano la presenza di regioni attive.

Queste regioni attive indicano che i neuroni possono partecipare alla rapida trasmissione sinaptica, in cui i segnali dei neurotrasmettitori vengono accuratamente trasferiti da un neurone all'altro entro millisecondi.

Questa è la prima prova dell'esistenza di zone attive veloci nei neuroni della dopamina, e prima di questo, questi neuroni erano considerati coinvolti solo nella cosiddetta trasmissione del volume (trasmissione del volume), cioè questo neurotrasmettitore nel cervello I segnali sono inviato lentamente e in modo non specifico in aree relativamente grandi.

La densità delle aree attive trovate nei neuroni della dopamina è inferiore alla densità delle aree attive trovate in altri neuroni e ulteriori esperimenti rivelano in dettaglio come questo neurotrasmettitore viene secreto e rilasciato rapidamente Reabsorb.

Kaeser ha detto, 0010010 quot; Penso che i nostri risultati cambieranno la nostra percezione della dopamina. I nostri dati suggeriscono che la dopamina viene rilasciata in un luogo specifico, con un'accuratezza e una velocità spaziali incredibili, e prima che la gente pensasse che la dopamina fosse secreta lentamente e in modo disordinato. 0010010 quot;

In un'altra serie di esperimenti, i ricercatori hanno utilizzato strumenti genetici per eliminare diverse proteine ​​della regione attiva. L'eliminazione di una proteina specifica chiamata RIM è quasi sufficiente per prevenire completamente la secrezione di dopamina nei topi. Il RIM è associato a una serie di malattie tra cui disturbi neuropsichiatrici e disturbi dello sviluppo. Tuttavia, l'esclusione di un'altra proteina di dominio attivo ha avuto scarso effetto sul rilascio di dopamina, suggerendo che la secrezione di dopamina dipende da un meccanismo molecolare unico.

Changliang Liu, il primo autore dell'articolo e un ricercatore post dottorato nel laboratorio di Kaeser 0010010 # 39; s, ha detto, 0010010 quot; La nostra ricerca mostra che i segnali della dopamina sono più organizzati di prima . pensiero 0010010 quot;

Liu ha detto, 0010010 quot; Abbiamo confermato che la regione attiva e il RIM associati a malattie come la schizofrenia e i disturbi dello spettro autistico nella ricerca genetica umana sono fondamentali per la trasduzione del segnale della dopamina. Questi meccanismi recentemente identificati potrebbero essere correlati a queste malattie. Potrebbe portare allo sviluppo di nuove strategie terapeutiche in futuro. 0010010 quot;

Questi ricercatori stanno studiando queste regioni attive in modo più dettagliato al fine di ottenere una comprensione più profonda del loro ruolo nella trasduzione del segnale della dopamina e come manipolarle.

Kaeser ha dichiarato: 0010010 quot; Abbiamo investito molta energia nella comprensione dell'intero meccanismo di segnalazione della dopamina. Per ora, la maggior parte dei trattamenti fornisce al cervello un'eccessiva dopamina, che attiva processi che non dovrebbero essere attivati, quindi porterà molti effetti collaterali. 0010010 quot;

Ha detto, 0010010 quot; La nostra speranza a lungo termine è identificare proteine ​​che mediano solo la secrezione di dopamina. Immagina che manipolando il rilascio di dopamina, potremmo essere in grado di ricostruire meglio i segnali normali nel cervello. 0010010 nbsp;

fonte: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang et al. 0010010 nbsp;La secrezione di dopamina è mediata da siti di rilascio simili a zone attive sparse. Cell, 8 febbraio 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.