Нейробиологи нашли в мозге мышей короткие последовательности аминокислот, нейропептиды, ответственные за передачу в мозге сигналов ужаса и ответы на опасности. До этого считалось, что за это отвечают обычные молекулы-передатчики сигналов — нейромедиаторы. И именно на них нацелили лечение таких расстройств, как посттравматическое стрессовое расстройство. Открытие позволит разработать более эффективные методы терапии подобных расстройств. Результаты исследования опубликовали в журнале Cell.
Зачем разрабатывать сенсор для исследования нейропептидов?
Решающее значение для понимания функций мозга и связанных с ними расстройств имеет исследование того, как в мозге распространяются сигналы между нейронами. Однако до сих пор большинство исследований сосредотачивалось на изучении классических нейромедиаторов, таких как ацетилхолин или глутамат, которые имеют широкий спектр действия, не всегда описывающий передачу сигналов отдельных эмоций – страха, удовлетворения и т.д.
В то же время сейчас известно около сотни нейропептидов, которые могут регулировать передачу сигнала в разных случаях, например во время восприятия угрозы и возникновения ощущения страха. Изучать их сложнее, чем классические нейромедиаторы, ведь не хватает сенсоров, которые могли бы их распознавать, а ученые соответственно связывать с разными процессами в мозге. Именно поэтому команда американских и южнокорейских ученых принялась разрабатывать сенсор, который будет фиксировать разрыв везикул, в которых находятся нейропептиды.
Что удалось узнать о передаче сигналов страха?
Ученые использовали в исследовании особый вариант зелёного флуоресцентного белка, который выступал в качестве сенсора благодаря способности реагировать на изменения рН, что приводит к высвобождению нейропептидов. Его присоединили к цитохрому b 561 — белка на поверхности везикул с нейропептидами, так что когда нейропептиды высвобождались из везикул, сенсор начинал флуоресцировать, то есть светился, что и фиксировали ученые.
Далее с помощью этого сенсора принялись исследовать ответ мышей на стрессовые ситуации. Для этого у мышей подвергали действию безвредных уровней электрического тока, чтобы вызвать у них страх. Во время этого у них наблюдалась флуоресценция в нейронах, что свидетельствует об освобождении нейропептидов.
Чтобы определить, какие именно пептиды задействованы в передаче сигналов страха, ученые добавляли блокаторы этих нейропептидов, а также нейромедиатора глутамата, который считают ключевым в передаче сигналов, связанных со страхом, к миндалине. Таким мышам включали звуки электрошокера, чтобы проверить, вызовет ли это страх.
Как оказалось, блокирование глутамата вызвало замирание мышей, то есть реакцию страха, тогда как трех нейропептидов (CGRP, PACAP и субстанция P) нет. То есть именно эти нейропептиды ответственны за замирание и без них сигналы страха в мозгу не передавались.
Зачем изучать страх у мышей?
Ранее считалось, что нейропептиды только регулируют передачу сигнала нейромедиаторами, которые действуют быстрее. Однако, поскольку удалось выявить их ключевую роль в передаче сигналов, связанных со страхом, это может помочь лечить посттравматическое стрессовое расстройство, тревожность, а также боль, которая возникает из-за чрезмерной активации нейронов. Кроме того, сенсор, разработанный учеными, может помочь исследовать нейропептиды, вовлеченные в передачу других важных сигналов, например, связанных с движением и памятью, в мозге.
#Медицина #Страх #Тревожность #Нейромедиатор #нейропептид