Vroeger was genoeg om een ​​serotonerge neuron neuronale serotonine noemen zijn. Deze hersencellen maken van de neurotransmitter serotonine, die helpt bij het reguleren stemming, eetlust, ademhalingsfrequentie, lichaamstemperatuur, en nog veel meer.

Onlangs echter wetenschappers begonnen te ontdekken dat deze neuronen van elkaar verschillen, en dat de verschillen in mogelijke disfunctie en ziekte.



Vorig jaar, een team onder leiding van de Harvard Medical School genetica professor Susan Dymecki gedefinieerd een subset van serotonerge neuronen in muizen, waaruit blijkt dat deze cellen specifiek, tussen alle serotonerge neuronen, waren verantwoordelijk voor het verhoogde tarief van de ademhaling wanneer teveel kooldioxide kooldioxide zich ophoopt in het lichaam.

Nu, Dymecki en collega's nam een ​​eerste poging om systematisch serotonerge neuronen karakteriseren op moleculair niveau en de definitie van een complete set van subtypes, weer in muizen.

Zes grote subtypen

De onderzoekers melden dat de serotonerge neuronen in ten minste zes belangrijke moleculaire subtypes bepaald door verschillende expressiepatronen van honderden genen. In veel gevallen, de subtypen moduleren verschillende gedragingen in het lichaam.

Het uitvoeren van een reeks interdisciplinaire experimenten, de onderzoekers gevonden dat de subtypen verschillen in hun afstamming ontwikkeling anatomische verdeling, combinaties van receptoren op het celoppervlak en de eigenschappen van elektrisch koken.

Benjamin Okaty, een postdoctoraal onderzoeker in het lab Dymecki en co-auteur van het papier, zei:

"Dit werk toont hoe de verschillende serotonine-neuronen op moleculair niveau, dat kan helpen verklaren hoe samen kunnen vele verschillende functies."

Een enorme therapeutische mogelijkheden

"Om de lijst van spelers die deel uitmaken van elk van deze moleculaire subtypes verschillend van elkaar geeft ons een handvat belangrijk om meer over wat voor soort cel doet en hoe je kunt alleen subtype manipuleren leren. Het houdt een enorme therapeutische mogelijkheden," sdded Dymecki .

Zei Morgan Freret, een afgestudeerde student in het laboratorium Dymecki en co-auteur van het papier:

'Het is een oud systeem neurotransmitter die betrokken is bij vele ziekten en begint te splitsen.

Nu kunnen we vragen in een meer systematische wijze waarop cellen en serotonine moleculen zijn belangrijk, bijvoorbeeld, pijn, slaapapneu of angst te vragen. "

Kortom, het team bleek ook dat de genexpressie van neuronale serotonine en functie hangt niet alleen van de locatie in de hersenstam voor volwassenen, maar ook haar oudercel in de hersenen ontwikkelen.

"Het werk dat Hij had eerder aangetoond dat de relatie tussen een volwassen neuronale systeem en de verschillende lijnen van de ontwikkeling die aanleiding gaf om het te kunnen verkennen, maar we hadden geen idee of het was belangrijk," zei Dymecki. "We hebben aangetoond dat de moleculaire fenotype van deze neuronen spoor voet hun evolutionaire oorsprong, de anatomie doen sommige interessante geschreven."

Terwijl het werk werd uitgevoerd in muizen, Dymecki optimistisch dat het zal worden gerepliceerd bij de mens, omdat de serotonerge neuronen systeem is een sterk geconserveerd gebied van de hersenen, hetgeen betekent dat het meestal constant blijft bij gewervelde dieren.

Hierdoor kunnen onderzoekers zoeken naar dezelfde moleculaire signaturen in menselijk weefsel en beginnen uiteen plagen of bepaalde subtypes van serotonerge neuronen zijn betrokken bij aandoeningen zoals wiegendood of autisme.

Zeer integratieve benadering

Dergelijk onderzoek kan uiteindelijk onthullen voorheen onbekende bijdrage van serotonerge neuronale systeem ziekte, om de ontwikkeling van biomarkers te informeren, of leiden tot meer gerichte therapieën.

De bevindingen van het team kan ook stamcelonderzoek informeren.

"Wat subtype serotonerge neuron krijgen we wanneer we protocollen stamcellen te gaan?" Kerken Dymecki. "We kunnen de ontwikkeling van verschillende subtypes rijden? We kunnen zien hoe de patronen van genexpressie tijdens de ontwikkeling van de tijd veranderen voor elk subtype?"

Tenslotte, de studie geeft een voorbeeld van een sterk geïntegreerde benadering voor het begrijpen van de hersenfunctie op meerdere schalen,

"Wat verbindt de genen en netwerken van genen voor de eigenschappen van individuele neuronen en populaties van neuronale subtypes, helemaal tot aan het niveau van het gedrag van dieren," zei Okaty. "Ik denk dat het een bruikbaar model voor de toekomst. Stel je voor wat we leren door het toepassen van deze benadering van alle neurotransmitter systemen in de hersenen."

Benjamin W. Okaty, Morgan E. Freret, Benjamin D. Rood, Rachael D. Brust, Morgan L. Hennessy, Danielle deBairos, juni Chul Kim, Melloni N. Cook, Susan M. Dymecki
Multi-schaal moleculaire deconstructie van het serotonine systeem Neuron
Neuron, 2015;

Afbeelding: toont de werking van neurotransmitters in de synaptische ruimte voor en na de toevoeging van een selectieve remmer van de heropname klasse van geneesmiddelen als SSRI of anNRI. Arran Lewis, Wellcome Images