ハーバードマウスの研究は、パーキンソンのパズルを説明するのに役立つかもしれません
専門家は、彼らの発見が薬物中毒から鬱病まで多くの脳障害のより良い理解につながるかもしれないと言います。
研究者らはマウスモデルを使用して、運動と学習の両方に関与する脳の領域である線条体のドーパミンニューロンを研究しました。
人では、これらのニューロンがドーパミンを放出します。ドーパミンは、歩行、会話、キーボードでの入力などのタスクを実行できるようにする神経伝達物質です。
パーキンソン病になると、ドーパミン細胞が死に、動きを簡単に開始する能力が失われます。現在のパーキンソン病の薬はドーパミンの前駆体で、脳の細胞によってドーパミンに変換されます。
一方、ドーパミンの活動亢進は、ヘロイン、コカイン、アンフェタミンがドーパミンニューロンを活性化または模倣し、最終的に薬物摂取の学習報酬を強化するため、薬物探索行動に関連付けられます。強迫性障害、トゥレット症候群、さらには統合失調症などの状態も、ドーパミンの誤調節に関連している可能性があります。
の現在の問題で 自然、Bernardo Sabatiniと共著者のNicolas TritschとJun Dingは、中脳ドーパミンニューロンがドーパミンだけでなく、ニューロン活動を低下させるGABAと呼ばれる別の神経伝達物質も放出すると報告しています。
研究者によると、GABAのこの疑いのない存在は、ドーパミンのみを回復するとパーキンソン病患者の初期の改善が最終的に衰退する理由を説明できる可能性があります。また、GABAがうつ病に関連するセロトニンなどの他の神経伝達物質を産生する細胞と同じ細胞で作られている場合、同様の単焦点治療は同じ理由で成功率が低くなる可能性があります。
「マウスで見つけたものが人間に当てはまる場合、ドーパミンは話の半分だけです」とサバティーニは言いました。
驚くべきGABAの話は、細胞がドーパミンを放出したときに何が起こるかを確認するために設計された一連の実験でサバティーニラボで始まりました。
科学者たちは、遺伝子操作に依存して細胞を光に選択的に感作させる強力な技術である光遺伝学を使用しました。研究室の料理では、ドーパミンニューロンの活動を示すように設計されたマウスの脳組織をテストしました。
通常、このような実験では、ドーパミンを強調するために他の神経伝達物質が遮断されますが、Sabatini研究室の博士研究員であるTritschは、代わりに細胞をできるだけ自然な状態に保つことを決定しました。
Tritschがドーパミンニューロンを活性化して線条体ニューロンへの影響を調べたとき、彼はドーパミン放出の影響を観察することを当然期待していました。
代わりに、彼は線条体ニューロンの急速な抑制を見て、速効性GABAであることが判明した別の神経伝達物質が働いていたことを明らかにしました。
これは非常に珍しいことで、チームは一連の実験を開始し、GABAがこれらのドーパミンニューロンによって直接放出されていることを確認しました。
次に、研究者たちは他のトランスポーターをテストし、ドーパミンと他のさまざまな神経伝達物質を運ぶ1つのタンパク質に注目しました。彼らがまだ理解していない理由により、このタンパク質（小胞モノアミン輸送体）もGABAをシャトルします。
「これが今重要なのは、小胞モノアミン輸送体を標的にすることによってドーパミンを標的としたすべての操作が、GABAも変更したことです。そして誰もそれに注意を払っていない」とサバティーニは言った。
「私たちがドーパミンを失ったパーキンソン病モデルはすべて、実際にGABAも失っています。それで、私たちは本当に今戻って考えなければなりません：これらの効果のどれがGABAの損失が原因で、どれがドーパミンの損失が原因ですか？」
研究に関与しなかったサンフランシスコのグラッドストーン神経疾患研究所の研究助手であるアナトール・クライツァーは、この発見を注目に値すると述べた。
「それは全く予想外でした」とカリフォルニア大学サンフランシスコ校の生理学および神経学の助教授でもあるクレイツァーは言いました。
「分子レベルでは、ドーパミンニューロンがかなりの量のGABAを放出することを実際に誰も予想していませんでした。機能レベルでは、パーキンソン病、学習や報酬、その他の精神疾患にとって非常に重要である脳の可塑性のこの主要な調節因子がGABAを放出することも驚くべきことです。これにより、GABAの役割について疑問が生じます。」
GABAは細胞の電気的状態を非常に迅速に変化させ、興奮を抑えて細胞の活動を抑制します。 Sabatiniは、ドーパミンニューロンでのGABAの損失が、これらのニューロンの慢性的な損失の後に活動亢進が時々見られる理由を説明できるかどうか疑問に思います。
次の課題は、小胞モノアミン輸送体を発現する他のニューロンが、セロトニンやノルアドレナリンなどの神経伝達物質に加えて、GABAも放出するかどうかを調べることです。
研究者たちは、この発見が私たちのまだ幼児期の脳生理学の知識を実証していると言います。
「これらの調査結果は、脳内の細胞アイデンティティの最も基本的な特徴について実際にほとんど知らないことを強調しています」とSabatiniは言いました。
Tritsch氏は、ドーパミンを理解する簡単なプロジェクトとして始まったものはすぐに方向を変え、いくつかの刺激的な新しい発見への道のりで多くのスタートとストップがあったと語った。
「仮説を立て、それをテストし、検証し、すべてを適切な場所に置くのは良いことです」と彼は言った。 「しかし、生物学がそのように機能することはめったにありません。」
出典：ハーバード大学
