特定突觸類型如何調(diào)節(jié)焦慮樣行為

由于涉及的基因、蛋白質(zhì)和神經(jīng)元類型的數(shù)量眾多，神經(jīng)元突觸組織背后的機(jī)制仍不清楚。在最近的一項(xiàng)研究中，大邱慶北科技研究院的科學(xué)家們?cè)谵D(zhuǎn)基因小鼠身上進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn)，以闡明兩種蛋白質(zhì)在調(diào)節(jié)海馬抑制性突觸發(fā)育中的作用，在焦慮相關(guān)行為的背景下，鋪平了更好地了解大腦的方法。

我們大腦以及其他動(dòng)物的大腦的正常運(yùn)作取決于多種類型神經(jīng)元之間非常復(fù)雜的相互作用。這些相互作用是由大量突觸蛋白精心編排的。因此，確定它們的具體功能極具挑戰(zhàn)性。特別是，調(diào)節(jié)突觸可塑性的分子機(jī)制尚不完全清楚。

突觸可塑性對(duì)于動(dòng)物在行為層面正確反應(yīng)和適應(yīng)環(huán)境至關(guān)重要。在過(guò)去的十年中，一些研究集中在與 GABA 介導(dǎo)的突觸相關(guān)的兩種蛋白質(zhì)上，GABA 是哺乳動(dòng)物中最重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。Npas4 是兩者中的第一個(gè)，與抑制性突觸組織的形成密切相關(guān)，但它在不同的大腦區(qū)域中扮演著許多不同的角色。相反，第二種蛋白質(zhì) IQSEC3 僅存在于“GABA 能”突觸中，據(jù)信是 Npas4 的靶標(biāo)，盡管尚未在活體動(dòng)物中得到最終證明?，F(xiàn)在，在最近發(fā)表在Cell Reports 上的一項(xiàng)研究中來(lái)自韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)研究所 (DGIST) 的一組科學(xué)家報(bào)告了他們對(duì)小鼠的研究結(jié)果，這些結(jié)果揭示了 Npas4 和 IQSEC3 在特定大腦區(qū)域(稱為海馬體)中的特定功能。

首先，在神經(jīng)元細(xì)胞培養(yǎng)物和小鼠中，科學(xué)家們證明 Npas4 促進(jìn)了 IQSEC3 的表達(dá)，最重要的是，促進(jìn)了海馬神經(jīng)元特定突觸中 GABA 能突觸的組織。然后，通過(guò)行為實(shí)驗(yàn)和隨后應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因小鼠的化學(xué)遺傳學(xué)方法，科學(xué)家們觀察到由 Npas4 和 IQSEC3 組織的特定 GABA 能突觸與焦慮樣行為直接相關(guān)。更具體地說(shuō)，在通常會(huì)引起焦慮相關(guān)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景中，IQSEC3 表達(dá)失調(diào)的小鼠與對(duì)照小鼠的反應(yīng)不同。“我們的研究可以幫助我們了解焦慮樣行為的異常是如何發(fā)生的，并設(shè)計(jì)基于電路的治療方法來(lái)糾正它們，”

該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使用更復(fù)雜的遺傳方法繼續(xù)研究 IQSEC3 在不同類型的突觸和神經(jīng)回路中的作用。闡明大腦的分子機(jī)制必將為腦醫(yī)學(xué)的突破鋪平道路，正如 Um 博士解釋的那樣，“了解突觸有助于掌握神經(jīng)精神和神經(jīng)發(fā)育障礙的發(fā)病機(jī)制，因?yàn)榇祟惣膊?huì)發(fā)生各種形式的突觸功能障礙。因此。 ，毫無(wú)疑問(wèn)，基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)研究對(duì)于在這方面取得進(jìn)展至關(guān)重要。”

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