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推翻预测!Cell首揭多巴胺分泌的细节

2018/02/05 来源:生物探索
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导读
作为一种神经递质,多巴胺(dopamine)是大脑内信号传递的重要物质。2月1日,《Cell》期刊发表的一篇文章揭示了多巴胺分泌的细节:神经元以快速、精准的方式分泌。这一机制推翻了我们曾经的预测。


图片来源:网络

在我们的机体中,大脑约0.01%的神经元负责多巴胺的生产,参与多种生理过程,包括运动、记忆、学习和奖励系统。近年来,多巴胺被认为与药物上瘾、帕金森、神经分裂等疾病存在很大的关联性。然而,我们对于神经细胞分泌多巴胺的具体机制却知之甚少,这一空白限制了应用它的可能。

现在,哈佛医学院的科学家们第一次明确神经元会在特定的位点,快速、精确地释放多巴胺。而这一发现与目前已知的神经递质在大脑中的传递模式相悖。


多巴胺分子结构(图片来源:网络)

新发现

研究中,哈佛医学院神经生物学助理教授Pascal Kaeser和团队利用超分辨率显微镜发现,分泌多巴胺的神经元表面同样存在活跃区域——突触上特定的神经递质释放位点。这些位点意味着,多巴胺的分泌、传递过程是快速且精准的。

这一发现改变了过去的关于“多巴胺传递缓慢且非特异”的观点。而且,与其他神经元相比,分泌多巴胺的神经元表面的活跃区域密度相对较低。


多巴胺神经元(紫色)存在活跃位点(绿色)。图片来源:Kaeser lab

核心蛋白

在另一组试验中,研究人员利用基因工程工具删除活跃区域的蛋白。结果显示,当剔除RIM蛋白时,几乎完全阻断了小鼠多巴胺的分泌。RIM被认为与多种精神类疾病、发育障碍症有关联。

然而,当抑制另一种蛋白时,对多巴胺分泌活动影响却很小。这意味着,多巴胺的分泌依赖于特定的机制。


图片来源:Cell(DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.01.008)

“这些结果表明,多巴胺信号比我们之前所认为的更为特殊。”文章一作、博士后Changliang Liu表示,“我们发现,活跃区域和RIM蛋白是多巴胺信号传递的关键。这些新机制的挖掘有助于开发新的治疗策略。”

目前,研究团队正在深入探索这些活动区域,以便解析它们在多巴胺分泌、传递过程中发挥的作用,从而找到操纵他们的方法。

参考资料:

Study in mice identifies the molecular machinery responsible for dopamine release in the brain

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