神经肽是恐惧反应的关键信使
2025-01-16 23:39

神经肽是恐惧反应的关键信使

  

  

  索尔克大学的研究人员开发了检测神经肽的技术,神经肽是大脑中调节老鼠恐惧反应的信使蛋白。这一发现可能会导致更有效的镇痛药和治疗与恐惧相关的疾病,如焦虑和创伤后应激障碍。

  当人们无意中触摸到滚烫的铸铁煎锅手柄时,疼痛和迫在眉睫的危险感涌上心头。手指上的疼痛感受器将感觉信号发送到脊髓和脑干。之后,这些疼痛信号通过一种独特的神经元传递到杏仁核,杏仁核是大脑的一个高级区域,可以引发情绪恐惧反应,并帮助记住远离热煎锅。

  科学家认为,一种叫做神经递质的速效化学物质一定参与了这个过程,因为它们能迅速将疼痛转化为威胁性记忆。然而,当索尔克大学的研究人员研究它们的功能时,被称为神经肽的更大、更慢的分子被证明是这种恐惧回路的主要信使。

  虽然神经肽在大脑交流中很重要,但由于研究人员没有足够的资源在行为正常的动物身上进行研究,因此对其具体情况还没有很好的了解。

  索尔克研究小组开发了两种新仪器,最终使研究人员能够观察和控制活老鼠大脑中神经肽的释放,帮助他们了解神经肽在这一回路中的功能。

  发表在《细胞》杂志上的这项研究表明,多种神经肽参与了危险回路的主要信使功能,这些功能是神经肽而不是神经递质。他们的研究可能会创造出更强的止痛药或治疗与恐惧有关的疾病的新疗法,比如焦虑和创伤后应激障碍(PTSD)。

  信息必须在整个身体和大脑中移动,以便人类对环境中的事物进行处理和反应。

  神经元传递和接收这些信号,形成组织良好的电路,将信息引导到适当的位置。神经递质和神经肽是神经元相互传递和接收的分子的例子。

  神经肽作为神经调节剂,辅助和调节初级神经递质的作用已被广泛认识。尽管如此,早期的采用者,如罗杰·吉列明(Roger Guillemin),假设神经肽本身可以作为主要的递质发挥作用。

  这个概念还没有经过彻底的测试,因为缺乏可视化和操纵它们在活体动物中释放的工具。索尔克研究小组对神经肽的研究旨在创造新的工具来理解它们在大脑回路中的功能。

  Han和他的同事利用神经肽的一个独特特征来精确定位它们:神经递质被包裹在被称为突触囊泡的小球体中,而神经肽被包裹在大而致密的核心囊泡中。

  研究人员开发了生化工具,如神经肽传感器和消音器,以这些大囊泡为目标。这种传感器用蛋白质标记大而密集的核心囊泡,当囊泡从神经末梢释放出来时,这些蛋白质会发光,这使得研究人员能够实时观察神经肽的释放。

  通过选择性地分解大而致密的核心囊泡中的神经肽,消音器揭示了当神经肽缺失时大脑中发生的变化。

  研究人员使用他们新开发的神经肽传感器和消音器,以及已经存在的谷氨酸传感器和消音器工具,检测了活老鼠在经历轻微刺激时神经肽和谷氨酸的表现——仅仅足以刺激恐惧回路。谷氨酸是大脑中发现的最丰富的神经递质。

  研究人员发现,在刺激过程中,神经肽被释放,但谷氨酸没有被释放。此外,通过阻断神经肽的释放可以减少小鼠的恐惧行为,但谷氨酸不受影响。

  令韩惊讶和喜悦的是,脑干恐惧回路中的主要信使分子是神经肽,而不是谷氨酸。此外,结果证实了他们目前对PACAP的研究,PACAP是一种调节恐慌症的神经肽。

  该团队将很快开始利用他们新获得的神经肽工具包研究额外的大脑回路和功能。

  同时靶向多种神经肽的发现,以及对其他大脑区域神经肽信号的进一步研究,应该会刺激更有效的药物的创造,以治疗各种神经系统疾病。

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