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5-羥色胺可以調節神經元內的基因表達

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-12-07瀏覽次數:1026

根據西奈山伊坎醫學院神經科學家進行的一項研究,腦血清素是一種神經遞質,長期以來以其意想不到的方式在大腦神經元之間傳遞信號的作用而聞名。調節神經元內基因的表達。 3月13日在“自然”雜志上發表。這一發現可能有助于科學家更好地了解各種腦部疾病,包括情緒障礙,藥物濫用/成癮和神經退行性疾病。

“我們的研究結果與目前的教條有很大不同,后者基于神經遞質,如血清素和多巴胺,只能通過激活大腦中的膜受體來調節腦細胞活性,”Say助理Ian Maze博士說。該論文的高級作者,西奈山伊坎醫學院神經科學和藥理學教授。 “我們發現這些大腦化學物質的作用不依賴于神經傳遞,但對其整體信號傳導至關重要,這表明我們目前對這些分子的理解是不完整的,需要進一步研究。”

該研究圍繞DNA及其如何形成每個人的個體生物圖譜。身體中的每個細胞都含有兩米長的DNA,是體內所有細胞功能的藍圖。這種DNA被纏繞在組蛋白的線軸中(蛋白質在細胞核中包裝DNA,并且很容易被化學修飾以幫助調節基因表達)到稱為核小體的結構中。當編碼特定基因的DNA被緊密地包裝到線軸中時,該基因不太可能被表達。當基因沒有緊密纏結時,它更可能被表達。這可能會影響給定單元格的許多功能。

5-羥色胺是一種在大腦神經元之間傳遞信號的化學物質,參與調節情緒。選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑,稱為SSRIs,改變大腦中血清素的水平并改變情緒。當從神經元釋放小的5-羥色胺時,所產生的信號在大腦的不同部分之間的通信中建立鏈式反應。

研究小組發現,一種名為組織轉谷氨酰胺酶2的蛋白質可直接將血清素分子附著于組蛋白(這一過程稱為組蛋白血清素化),從而使血管松弛。使基因表達更強大。具體而言,他們發現一些松散的5-羥色胺卷軸附近的基因更容易在嚙齒動物的大腦和人類神經元中表達。他們還表明,特異性結合復合物可以實現這一過程。

“偶爾,5-羥色胺可以化學連接到細胞核中的組蛋白,以調節基因表達,這引起了許多令人興奮的問題,其中大部分問題尚未得到解決,”Maze博士說。 “雖然這一新發現導致了一系列需要通過更多研究來回答的新問題,但很明顯,這項工作有望從根本上改變該領域解釋血清素和其他單胺生物活性的方式。現象可能對我們對人類疾病的理解做出重大貢獻,并為治療的新目標提供信息。“

一些令人興奮的問題包括:除5-羥色胺神經傳遞外,基因表達的5-羥色胺調節是否也在情緒調節中發揮作用?這種新知識可以用來開發更好的藥物來治療抑郁癥或其他情緒嗎?障礙是什么?它如何影響大腦?像物質使用障礙中起重要作用的多巴胺這樣的相關神經遞質是否也能附著在組蛋白上以調節大腦中的基因表達?

目前正在研究這些問題以及組蛋白和非組蛋白血清素化(以及更廣泛的蛋白質單酰胺化,其他單胺類神經遞質如多巴胺,組胺等的化學附著)的許多其他功能性后果。相關問題。在Maze博士的實驗室,以及他在這個已發表項目上的合作者實驗室。這項工作已經開始闡明這些新的化學“標記物”在調節正常大腦發育和與精神疾病相關的病理狀態的沉積中的各種和關鍵活動

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