Обнаружены различные подтипы нейронов, продуцирующих серотонин: ученые начали понимать, что различия в нейронах, продуцирующих серотонин, скорее всего, влияют на заболевание.

Эти клетки мозга производят нейромедиатор серотонин, который помогает регулировать настроение, аппетит, частоту дыхания, температуру тела и многое другое.Однако недавно ученые начали узнавать, что эти нейроны отличаются друг от друга и что различия, вероятно, имеют значение для дисфункции и заболевания.В прошлом году группа под руководством профессора генетики Гарвардской медицинской школы Сьюзан Димеки определила подгруппу серотонинергических нейронов у мышей, показав, что именно эти клетки, среди всех серотонинергических нейронов, несут ответственность за увеличение частоты дыхания, когда в организме накапливается слишком много углекислого газа. тело.

Теперь Даймеки и его коллеги предприняли первую попытку систематически охарактеризовать серотонинергические нейроны на молекулярном уровне и определить полный набор подтипов, снова у мышей.Исследователи сообщают в Neuron, что серотонинергические нейроны бывают по крайней мере шести основных молекулярных подтипов, определяемых различными паттернами экспрессии сотен генов. Во многих случаях подтипы модулируют различное поведение в организме.Проведя серию междисциплинарных экспериментов, исследователи обнаружили, что подтипы также различаются по линии развития, анатомическому распределению, комбинациям рецепторов на поверхности клетки и свойствам электрического возбуждения.

«Эта работа показывает, насколько разнообразны серотониновые нейроны на молекулярном уровне, что может помочь объяснить, как все вместе они способны выполнять так много разных функций», — сказал Бенджамин Окати, постдокторский исследователь лаборатории Димеки и соавтор. бумаги.«Наличие списка молекулярных игроков, которые делают каждый из этих подтипов отличным друг от друга, дает нам важную возможность узнать больше о том, что делает этот тип клеток и как мы можем манипулировать только этим подтипом», — сказал Димеки. «Он обладает огромным терапевтическим потенциалом».

«Это древняя нейротрансмиттерная система, которая участвует во многих различных заболеваниях, и она начинает взламываться», — сказал Морган Фререт, аспирант лаборатории Димеки и соавтор статьи. «Теперь мы можем более систематически задавать вопросы о том, какие серотонинергические клетки и молекулы важны, например, при боли, апноэ во сне или тревоге».Важно отметить, что команда также показала, что экспрессия и функция гена серотонинергического нейрона зависят не только от его местоположения в стволе мозга взрослого человека, но и от его клеточного предка в развивающемся мозге.

«Более ранняя работа показала, что можно исследовать взаимосвязь между зрелой нейронной системой и различными линиями развития, которые ее породили, но мы понятия не имели, имеет ли это значение», — сказал Димеки. «Мы показываем, что молекулярные фенотипы этих нейронов довольно тесно связаны с их происхождением в процессе развития, а анатомия также вносит некоторый интересный вклад».Хотя работа проводилась на мышах, Димеки оптимистично надеется, что она будет воспроизведена на людях, потому что серотонинергическая нейронная система находится в высококонсервативной области мозга, а это означает, что она имеет тенденцию оставаться неизменной для всех видов позвоночных.Благодаря этому исследователи могут искать одни и те же молекулярные сигнатуры в тканях человека и начать выяснять, вовлечены ли определенные подтипы серотонинергических нейронов в такие состояния, как синдром внезапной детской смерти (СВДС) или аутизм.Такие исследования могут в конечном итоге выявить ранее неизвестный вклад серотонинергической нейрональной системы в заболевание, дать информацию о разработке биомаркеров или привести к более целенаправленным методам лечения.

Выводы команды также могут быть полезны для исследований стволовых клеток. «Какой подтип серотонинергических нейронов мы получаем, когда используем современные протоколы стволовых клеток?» — спросил Димецкий. «Можем ли мы стимулировать развитие различных подтипов? Можем ли мы наблюдать, как паттерны экспрессии генов меняются с течением времени во время разработки для каждого подтипа?»Наконец, в исследовании приводится пример высокоинтегративного подхода к пониманию функции мозга на разных уровнях, «связывая гены и генные сети со свойствами отдельных нейронов и популяциями подтипов нейронов, вплоть до уровня поведения животных», — сказал Окатий. «Я думаю, что это полезный шаблон в будущем.

Представьте, что мы узнали бы, применив этот подход ко всем системам нейротрансмиттеров в мозгу».

Портал обо всем