뇌에서 도파민 신호를 관리하는 세포 '안테나'의 역할
연구는 적절한 신호가 신경 섬모에 의존한다는 것을 보여주는 첫 번째 사례입니다.
날짜:
2022년 8월 9일
원천:
오하이오 주립대학교
요약:
인체의 거의 모든 유형의 세포에 존재하는 역사적으로 간과된 막대 모양의 투영이 마침내 과학적 근거를 얻었을 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 뇌의 뉴런에 있는 섬모라고 하는 이러한 부속기가 특정 도파민 수용체의 신호가 제대로 수신됩니다.
인체의 거의 모든 유형의 세포에 존재하는 역사적으로 간과된 막대 모양의 투영이 마침내 과학적 근거를 얻었을 수 있습니다. 새로운 연구에 따르면 뇌의 뉴런에 있는 섬모라고 하는 이러한 부속기가 특정 도파민 수용체의 신호가 제대로 수신됩니다.
이 연구는 Bardet-Biedl 증후군이라는 장애의 마우스 모델에서 수행되었으며 도파민 수용체 1이라고 하는 도파민 신호를 조절하는 5가지 단백질 중 하나에 적용됩니다. 뇌의 특정 영역에서 이 수용체는 " 동기 부여된 행동을 시작하는 스위치 - 기본적으로 목표 추구와 관련된 모든 행동.
연구에 따르면 수용체가 섬모에 붙어 있거나 이러한 세포 "안테나"에 국한될 기회가 전혀 없으면 신체가 움직이도록 지시하는 메시지가 감소합니다.
"적절한 신호 전달에 필요한 신경 섬모를 오가는 데 필요한 도파민 수용체 1이 있습니다."라고 오하이오 주립대학교 의과대학의 생물화학 및 약리학 부교수인 Kirk Mykytyn이 말했습니다. "이것은 섬모가 도파민 수용체 1 신호 전달에 중요하다는 첫 번째 증명입니다."
이 연구는 Journal of Neuroscience 에 게재되었습니다 .
Bardet-Biedl 증후군(BBS)은 다양한 세포 유형의 섬모 기능 장애로 인해 발생하는 섬모병(ciliopathies)이라고 하는 인간 질병의 일부이며, 다발성 장기 시스템 결함, 성인 실명, 비만 및 지적 장애를 특징으로 합니다.
증후군은 몸 전체의 섬모 기능 장애를 포함하지만 Mykytyn의 연구실은 BBS의 신경 구성 요소를 연구하여 뇌에서 일차 섬모의 역할을 결정합니다. 1차 섬모는 각 신경 세포체에서 돌출된 단일 부속기입니다. 그들은 많은 관심을 받지는 못하지만 일부 섬모 기능은 잘 알려져 있습니다. 후각 시스템의 일차 섬모는 인간에게 후각을 제공하고 변형된 일차 섬모인 광수용기의 외부 부분은 우리가 볼 수 있게 합니다.
"이러한 부속기는 인체의 거의 모든 세포 유형에 존재하며 뇌 전체에 편재되어 있습니다."라고 그는 말했습니다. "흥미롭게도, 우리는 이제 막 그들의 역할이 무엇인지 이해하기 시작했습니다."
Mykytyn은 이전에 Bardet-Biedl 증후군의 마우스 모델에서 BBS 단백질의 결실이 특정 유형의 수용체가 일차 섬모로/로부터 이동하는 것을 방해한다는 것을 발견했습니다. 의미는 광범위할 수 있습니다. 이 G 단백질 결합 수용체는 그룹으로서 포유동물에서 가장 큰 세포 표면 수용체 패밀리이며 약물의 표적이 되는 가장 일반적인 단백질 패밀리입니다.
"우리는 섬모로 또는 섬모에서 특정 G 단백질 결합 수용체의 인신매매를 방해할 수 있는 결과를 조사하기를 원했습니다."라고 그는 말했습니다.
도파민 수용체 1은 이러한 수용체 중 하나입니다.
이 연구에서 연구자들은 도파민 수용체 1을 발현하는 뉴런이 BBS 단백질이나 섬모를 발달시키는 데 필요한 기계가 부족한 쥐를 조작했습니다. 예상대로 누락된 BBS 단백질로 인해 수용체가 이 뉴런의 섬모에 축적되었고 놀랍게도 마우스는 비만이 되었습니다. 연구팀은 또한 섬모가 없는 쥐(수용체가 섬모에 대해 무엇이든 할 기회가 없음을 의미함)에서 동일한 결과를 얻었다는 것을 발견했습니다. 흥미롭게도 쥐는 과식하기 때문에 비만이 되지 않았습니다. 대신 비만과 관련이 있었습니다. 활동의 현저한 감소. 그들은 앉아 있었고 살이 쪘습니다. 이에 비해 대조군 마우스는 정상적으로 행동했으며 체중이 증가하지 않았습니다.
"더 적게 움직이고 비만이 되는 경향은 도파민 수용체 1 신호의 감소와 일치합니다"라고 Mykytyn은 말했습니다. "이러한 뉴런이 위치한 뇌 영역인 선조체는 동기 부여된 행동과 움직임에 관여하는 것으로 알려져 있습니다.
"우리는 BBS가 있는 동물이 비만이 된다는 것을 알고 있었고 이것이 과식 때문인 것으로 보였습니다. 하지만 여기서 우리가 발견한 것은 도파민 수용체 1을 발현하는 뉴런에서 BBS 단백질을 파괴했을 때 쥐가 과식 때문이 아니라 동기 부여된 행동이 크게 감소했습니다."라고 그는 말했습니다. "'이동' 신호가 예상만큼 높지 않고, 그렇게 많이 움직이지 않는 이 쥐를 얻게 됩니다."
공동 저자인 오하이오 주립 대학의 신경과학 부교수인 Candice Askwith의 전기생리학 연구실은 이 뉴런이 흥분성을 유지한다고 밝혔습니다. 이는 감소된 수용체 신호전달이 신경 회로를 손상시켜 쥐의 행동 결과를 초래하지 않는다는 추가 증거입니다.
"섬모가 도파민 의존성 신경 신호 및 동기 행동을 수정하는 새로운 표적이라는 아이디어는 매우 흥미진진합니다."라고 Askwith는 말했습니다.
Bardet-Biedl 증후군의 비만에 대한 잠재적 설명을 제공하는 것 외에도, 이번 연구 결과는 뇌의 일차 섬모가 운동 제어, 동기 부여, 보상 및 인지 기능을 조절하는 데 도움이 되는 도파민 시스템 내에서 적절한 신호 전달에 중요한 역할을 한다는 것을 시사합니다. 섬모와 수용체 신호 전달 사이의 연관성에 대한 추가 조사는 섬모병 및 일부 신경 장애에 대한 약물 개발을 발전시킬 수 있다고 Mykytyn은 말했습니다.
출처 : https://www.sciencedaily.com/