Sel: Tantang buku teks! Mengungkapkan mekanisme pelepasan dopamin di otak

Setelah beberapa dekade penelitian tentang peran kunci neurotransmitter dopamin dalam kontrol motorik dan perilaku penghargaan, telah menjadi fokus upaya yang tak terhitung jumlahnya untuk memahami aktivitasnya, terutama ketika digunakan pada penyakit seperti penyakit Parkinson dan kecanduan Ketika terjadi penyimpangan. di.

Meskipun para ilmuwan telah membuat kemajuan besar, sedikit yang diketahui tentang mekanisme di mana sel-sel dopamin yang sehat melepaskan neurotransmitter ini. Kesenjangan ini membatasi para ilmuwan 0010010 # 39; kemampuan untuk mengembangkan perawatan untuk berbagai penyakit terkait dopamin.

Sekarang, dalam sebuah studi baru, para peneliti dari Harvard Medical School mengidentifikasi mekanisme molekuler yang bertanggung jawab atas sekresi dopamin yang tepat di otak. Hasil penelitian yang relevan diterbitkan dalam jurnal Cell pada Februari 8, 2018, dan makalah berjudul 0010010 quot; Sekresi Dopamin Dimediasi oleh Situs Rilis Seperi Zona Aktif seperti {{4 }} quot ;.

Gambar itu dari Cell, doi: 10. 1016 / j.cell. 2018. 01. 008.

Studi ini mengidentifikasi situs spesifik dalam neuron penghasil dopamin yang melepaskan dopamin dengan cepat, tepat secara spasial — temuan ini terkait dengan bagaimana neurotransmitter ini mentransmisikan sinyal di otak. Model saat ini bertentangan.

Penulis makalah yang sesuai, Pascal Kaeser, asisten profesor neurobiologi di Harvard Medical School, mengatakan, 0010010 quot; Sistem dopamin ini memainkan peran penting dalam banyak penyakit, tetapi beberapa penelitian telah menyarankan seberapa sehat pelepasan neuron dopamin. neurotransmitter ini. Pertanyaan dasar kualitatif. 0010010 quot; Pemahaman yang lebih baik tentang dopamin di laboratorium mungkin memiliki dampak besar pada kemampuan untuk mengobati penyakit di mana sinyal dopamin tidak selaras.

Di otak, sekitar 0. 01% neuron bertanggung jawab untuk memproduksi dopamin, tetapi mereka mengendalikan berbagai proses otak, termasuk kontrol motorik, sistem penghargaan, pembelajaran, dan memori.

Kaeser mengatakan bahwa penelitian dopamin berfokus pada disfungsi dan reseptor protein yang digunakan neuron untuk menerima dopamin. Meskipun neurotransmitter ini memainkan peran penting, dalam keadaan normal, penelitian tentang bagaimana ia dilepaskan di otak terbatas.

Tidak ada lagi kekacauan

Untuk mengidentifikasi mekanisme molekuler yang bertanggung jawab untuk sekresi dopamin, Kaeser dan rekan-rekannya fokus pada neuron penghasil dopamin di otak tengah, yang terlibat dalam sirkuit saraf yang memicu gerakan dan perilaku penghargaan.

Para peneliti ini pertama-tama mencari zona aktif, tempat pelepasan neurotransmitter spesifik yang terletak di sinaps (yaitu, di mana satu neuron menghubungi neuron lain). Menggunakan mikroskop super-resolusi untuk menggambarkan bagian-bagian otak yang diproyeksikan oleh neuron dopamin, mereka menemukan bahwa neuron dopamin mengandung protein yang menandai keberadaan daerah aktif.

Daerah aktif ini menunjukkan bahwa neuron dapat berpartisipasi dalam transmisi sinaptik yang cepat, di mana sinyal neurotransmitter secara akurat ditransfer dari satu neuron ke neuron lain dalam milidetik.

Ini adalah bukti pertama dari keberadaan zona aktif cepat di neuron dopamin, dan sebelum ini, neuron ini dianggap hanya terlibat dalam apa yang disebut transmisi volume (transmisi volume), yaitu neurotransmitter di otak. dikirim lambat dan tidak khusus di daerah yang relatif besar.

Kepadatan area aktif yang ditemukan dalam neuron dopamin lebih rendah daripada densitas area aktif yang ditemukan di neuron lain, dan percobaan lebih lanjut mengungkapkan secara rinci bagaimana neurotransmitter ini disekresikan dan dilepaskan dengan cepat Reabsorb.

Kaeser berkata, 0010010 quot; Saya pikir temuan kami akan mengubah persepsi kita tentang dopamin. Data kami menunjukkan bahwa dopamin dilepaskan di lokasi tertentu, dengan akurasi dan kecepatan spasial yang luar biasa, dan sebelum itu orang mengira Dopamin disekresikan perlahan dan tidak teratur. 0010010 quot;

Dalam serangkaian percobaan lain, para peneliti menggunakan alat genetik untuk menghilangkan beberapa protein daerah aktif. Menghilangkan protein spesifik yang disebut RIM hampir cukup untuk sepenuhnya mencegah sekresi dopamin pada tikus. RIM dikaitkan dengan berbagai penyakit termasuk gangguan neuropsikiatri dan gangguan perkembangan. Namun, tidak termasuk protein domain aktif lainnya memiliki sedikit efek pada pelepasan dopamin, menunjukkan bahwa sekresi dopamin tergantung pada mekanisme molekuler yang unik.

Changliang Liu, penulis makalah pertama dan seorang peneliti postdoctoral di Kaeser 0010010 # 39; s laboratorium, kata, 0010010 quot; Penelitian kami menunjukkan bahwa sinyal dopamin lebih terorganisir daripada sebelumnya pikir. 0010010 quot;

Liu berkata, 0010010 quot; Kami mengkonfirmasi bahwa wilayah aktif dan RIM yang terkait dengan penyakit seperti skizofrenia dan gangguan spektrum autisme dalam penelitian genetik manusia adalah kunci transduksi sinyal dopamin. Mekanisme-mekanisme yang baru diidentifikasi ini mungkin terkait dengan penyakit-penyakit ini. Ini dapat mengarah pada pengembangan strategi pengobatan baru di masa depan. 0010010 quot;

Para peneliti ini mempelajari wilayah aktif ini secara lebih rinci untuk mendapatkan pemahaman yang lebih dalam tentang peran mereka dalam transduksi sinyal dopamin dan cara memanipulasi mereka.

Kaeser berkata, 0010010 quot; Kami telah menginvestasikan banyak energi untuk memahami seluruh mekanisme pensinyalan dopamin. Untuk saat ini, sebagian besar perawatan memberikan otak dengan dopamin yang berlebihan, yang mengaktifkan proses yang seharusnya tidak diaktifkan, sehingga akan membawa banyak efek samping. 0010010 quot;

Dia berkata, 0010010 quot; Harapan jangka panjang kami adalah untuk mengidentifikasi protein yang hanya memediasi sekresi dopamin. Bayangkan bahwa dengan memanipulasi pelepasan dopamin, kita mungkin dapat merekonstruksi sinyal normal dengan lebih baik di otak. 0010010 nbsp;

sumber: changliang Liu, Lauren Kershberg, Jiexin Wang et al. 0010010 nbsp;Sekresi Dopamin Dimediasi oleh Situs Rilis yang mirip Zona Aktif. Cell, 8 Februari 2018, 172 (4): 706 - 718, doi: 10. {{6 }} 16 / j.cell. 2018. 01. 008.