Нейротрансмиттеры — это универсальный химический язык любой нервной системы, но о его ранней эволюции мало что известно. Наши сотрудники просуммировали данные о распределении и функциях нейромедиаторных систем базальных многоклеточных животных, а также излагаем гипотезы их происхождения. Они исследовали сценарий, согласно которому нейроны возникли из генетически разных популяций секреторных клеток, способных к объемной химической передаче и интеграции поведения без канонических синапсов. Ближайшее представление этой первичной организации в настоящее время обнаружено у Placozoa, дискообразных животных с наиболее простым, согласно их данным, клеточным составом, но сложным поведением. Было предположено, что передача сигналов, связанных с травмами, была эволюционным предшественником интегративных функций ранних медиаторов, таких как оксид азота, АТФ, протоны, глутамат и малые пептиды. Напротив, ацетилхолин, дофамин, норадреналин, октопамин, серотонин и гистамин были задействованы в качестве канонических нейротрансмиттеров относительно позже в эволюции животных, только у билатерий. Лиганд-управляемые ионные каналы часто предшествовали созданию новых нейромедиаторных систем. Более того, специфичная для клонов диверсификация рецепторов нейромедиаторов происходила параллельно внутри Cnidaria и нескольких билатеральных линий, включая acoels. Таким образом, наследственная диверсификация секреторных сигнальных молекул обеспечивает уникальную химическую микросреду для дальнейшего развития поведения, которые прокладывают путь к сложным функциям мозга и элементарному познанию.
Сотрудники Лаборатории функциональной биохимии нервной системы представили исчерпывающий обзор взаимодействия между глюкокортикоидами (ГК) и нейрогенезом гиппокампа взрослых (AHN) в контексте больного мозга. Рассмотрены эффекторы ГК в нейрогенной нише зубчатой извилины гиппокампа и обсуждаются последствия передачи сигналов ГК на генерацию и интеграцию новых нейронов. Рассмотрены недавние открытия, демонстрирующие, как передача сигналов ГК опосредует нарушения AHN при различных патологиях головного мозга. ГК-опосредованные эффекты на генерацию и интеграцию взрослых нейронов в зубчатой извилине гиппокампа зависят от природы, тяжести и продолжительности действующего стрессового фактора. ГК реализуют свое влияние на АГН в первую очередь через специфические глюкокортикоидные и минералокортикоидные рецепторы. Нарушение реципрокной регуляции между осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) и генерацией зернистых нейронов, рожденных взрослыми, в настоящее время считается ключевым механизмом, вовлекающим AHN в патогенез многих заболеваний головного мозга, в том числе тех, которые не имеют прямого повреждение гиппокампа. Эти изменения варьируются от уменьшения пролиферации стволовых клеток и клеток-предшественников до повышенной гибели клеток и аномалий морфологии, связности и локализации молодых нейронов. Хотя участие взаимной регуляции между осью HPA и AHN в патогенезе когнитивных нарушений и нарушений настроения очевидно, отмечается несколько нерешенных критических вопросов. Понимание деталей ГК-опосредованных механизмов, вовлеченных в изменения в AHN, может позволить идентифицировать молекулярные мишени для улучшения вызванного патологией дисбаланса во взаимной регуляции оси HPA / AHN для преодоления когнитивных и психических нарушений.
Сотрудники Лаборатории функциональной биохимии нервной системы осветили замечательное исследование в текущем выпуске Journal of Neurochemistry, в котором Хаскап и его коллеги предоставляют новые данные, показывающие, что рилузол, антиглутаматергический препарат, может быть многообещающей стратегией раннего вмешательства при болезни Альцгеймера (БА), направленной на восстановление нейротрансмиссия глутамата до накопления бляшек бета-амилоида (Aβ) и снижения когнитивных функций. Мыши APP / PS1, модель БА, изначально когнитивно нормальны, но имеют повышенное высвобождение глутамата в гиппокампе в возрасте 2–4 месяцев. Они начинают демонстрировать снижение когнитивных функций и накопление бляшек Aβ примерно в возрасте 6-8 месяцев, а также очевидную невропатологию БА и когнитивные нарушения в 10-12 месяцев. Лечение рилузолом в течение 4 месяцев (в возрасте 2–6 месяцев), направленное на ранние изменения глутаматергической нейротрансмиссии, предотвращает снижение когнитивных функций, наблюдаемое в возрасте 12 месяцев, и восстанавливает глутаматергическую нейротрансмиссию. Это одно из наиболее убедительных доклинических данных, подтверждающих идею нацеливания нейротрансмиссии глутамата у пациентов с риском БА и использования рилузола для этой цели.
- Ca2+ -активированные калиевые каналы KCa3.1 способствуют медленной постгиперполяризации в пирамидных нейронах неокортекса L5
- Эпигенетическая регуляция как основа долговременных изменений нервной системы: в поисках механизмов специфичности
- Трансляционное исследование острой травмы головного мозга: высокая частота эпилептиформной активности на электрокортикограммах человека и крысы и гистологические корреляты у крыс
- Индуцированный слуховой ответ на частоте в 40 Гц как биомаркер генетического дефицита в гене SHANK3: клинический отчёт о 15-летней девочке с редким частичным дублированием гена SHANK3