Früher war es genug, um eine serotonerge Neuronen der neuronalen Serotonin nennen. Diese Gehirnzellen machen den Neurotransmitter Serotonin, die zu regulieren Stimmung, Appetit, Atemfrequenz, Körpertemperatur, und mehr hilft.

Vor kurzem haben Wissenschaftler jedoch begonnen, zu entdecken, dass diese Neuronen sich voneinander unterscheiden, und dass die Unterschiede in der wahrscheinlichen Dysfunktion und Erkrankungen.



Im vergangenen Jahr, ein Team von der Harvard Medical School Genetik-Professor Susan Dymecki führte definiert eine Untergruppe von serotonergen Neuronen bei Mäusen, die zeigen, dass diese Zellen insbesondere zwischen allen serotonergen Neuronen, waren für die erhöhte Atemfrequenz verantwortlich, wenn zu viel Kohlendioxid Kohlendioxid im Körper ansammelt.

Nun Dymecki und Kollegen nahm ein erster Versuch, systematisch serotonergen Neuronen auf molekularer Ebene und die Definition von einem kompletten Satz von Subtypen bei Mäusen zu charakterisieren, noch einmal.

Sechs große Subtypen

Die Forscher berichten, dass die serotonerge Neuronen sind in mindestens sechs großen molekularen Subtypen von verschiedenen Expressionsmuster von Hunderten von Genen definiert, zur Verfügung. In vielen Fällen sind die Subtypen modulieren unterschiedliche Verhaltensweisen in den Körper.

Durchführung einer Reihe von interdisziplinären Experimenten fanden die Forscher heraus, dass die Unterarten unterscheiden sich in ihrer Linie der Entwicklung, anatomische Verteilung, Kombinationen von Rezeptoren auf der Zelloberfläche und die Eigenschaften des elektrischen Koch.

Benjamin Okaty, ein Postdoc-Forscher im Labor Dymecki und Co-Autor des Papiers, sagte:

"Diese Arbeit zeigt, wie verschiedene Serotonin-Neuronen sind auf molekularer Ebene, die helfen können, zu erklären, wie zusammen, sind in der Lage, viele verschiedene Funktionen durchzuführen."

Eine große therapeutische Potential

"Um die Liste der Spieler, die jede dieser molekularen Subtypen voneinander verschieden gibt uns einen Griff wichtig, mehr über welche Art von Zelle und funktioniert, wie Sie nur Subtyp manipulieren lernen zu machen. Es birgt ein enormes therapeutisches Potenzial", sdded Dymecki .

Sagte Morgan Freret, ein Doktorand im Labor Dymecki und Co-Autor des Papiers:

"Es ist ein altes System Neurotransmitter, der in vielen verschiedenen Erkrankungen beteiligt ist, und fängt an, aufgeteilt werden.

Jetzt können wir Fragen stellen systematischer Weise, in der Zellen und Serotonin-Moleküle von Bedeutung sind, zum Beispiel, Schmerzen, Schlaf-Apnoe oder Angst. "

Grundsätzlich ist die Gruppe zeigte auch, dass die Genexpression von neuronalen Serotonin und Funktion hängt nicht nur von seiner Lage im Hirnstamm für Erwachsene, sondern auch auf ihrer Vorfahrenzelle im Gehirn zu entwickeln.

"Die Arbeit Er zuvor gezeigt hatte, dass man die Beziehung zwischen einer reifen neuronalen Systems und die unterschiedlichen Entwicklungslinien, die Anlass zu gab es zu erkunden, aber wir hatten keine Ahnung, ob es signifikante", sagte Dymecki. "Wir haben gezeigt, dass die molekulare Phänotyp dieser Neuronen Strecke sehr eng mit ihrer evolutionären Ursprung, mit der Anatomie dabei einige interessante Beiträge."

Während der Arbeit wurde in Mäusen durchgeführt, ist Dymecki optimistisch, dass es beim Menschen reproduziert werden, weil die serotonerge Neuronen System ist ein hochkonservierten Region des Gehirns, was bedeutet, daß es dazu neigt, unter Vertebratenspezies konstant bleiben.

Aus diesem Grund können die Forscher aus den gleichen molekularen Signaturen in menschlichem Gewebe zu suchen und beginnen, auseinander zu necken, ob bestimmte Subtypen von serotonergen Neuronen in Bedingungen wie plötzlicher Kindstod oder Autismus beteiligt.

Hoch integrativen Ansatz

Diese Forschung könnte schließlich enthüllen bisher unbekannte Beitrag der serotonergen neuronale System Krankheit, um die Entwicklung von Biomarkern zu informieren, oder führen zu mehr zielgerichtete Therapien.

Das Team der Ergebnisse könnte auch die Stammzellenforschung zu informieren.

"Welche Subtyp serotonergen Neuronen wir bekommen, wenn wir Protokolle Stammzellen hin?" Kirchen Dymecki. "Wir können die Entwicklung der verschiedenen Subtypen fahren? Wir können im Laufe der Zeit für jeden Subtyp sehen, wie Muster der Genexpression während der Entwicklung verändert?"

Schließlich stellt die Studie ein Beispiel für eine hochintegrative Ansatz zum Verständnis der Funktion des Gehirns bei mehreren Skalen,

"Was verbindet die Gene und Netzwerke von Genen, die für die Eigenschaften der einzelnen Neuronen und Populationen von neuronalen Subtypen, den ganzen Weg bis auf die Ebene des Verhaltens von Tieren", sagte Okaty. "Ich denke, es ist ein nützliches Modell für die Zukunft. Stellen Sie sich vor, was wir durch die Anwendung dieses Ansatzes auf alle Neurotransmittersysteme im Gehirn zu lernen."

Benjamin W. Okaty, Morgan E. Fréret, Benjamin D. Rood, Rachael D. Brust, Morgan L. Hennessy, Danielle deBairos, June Chul Kim, Melloni N. Cook, Susan M. Dymecki
Multiskalenmolekular Dekonstruktion des Serotonin-System Neuron
Neuron, 2015;

Illustration: zeigt die Wirkung der Neurotransmitter im synaptischen Spalt vor und nach der Zugabe eines selektiven Inhibitor der Wiederaufnahme-Klasse von Medikamenten wie einem SSRI oder anNRI. Arran Lewis, Wellcome Images