Stresové neuróny mapujú mozog a odhaľujú estrogénové spojenie

Zhrnutie: Vedci identifikovali špecifickú skupinu nervových buniek v mozgu myší, ktoré zohrávajú úlohu pri negatívnych emocionálnych stavoch a dlhodobom strese.

Estrogénové receptory boli nájdené v neurónoch mapovaných pomocou rôznych pokročilých techník. Toto zistenie potenciálne vysvetľuje, prečo sú ženy ako populácia náchylnejšie na stres ako muži.

Tento prelom by mohol mať potenciálne dôsledky na liečbu depresie a úzkostných porúch.

Dôležité fakty:

1. Pokročilé technológie ako patch-seq, neuropixel a optogenetika boli nápomocné pri úspechu štúdie, pomáhali pri mapovaní neurónov a kontrole správania.
2. Výskumníci prostredníctvom optogenetiky dokázali ovplyvniť správanie myší a zdôraznili priamu úlohu, ktorú tieto neuróny zohrávajú pri usmerňovaní správania.
3. Tento výskum by mohol viesť k vývoju nových spôsobov liečby depresie a úzkostných porúch zameraním sa na tieto špecifické neuróny a pochopením toho, ako sa v mozgu vytvárajú negatívne signály.

Zdroj: Karolínsky inštitút

Vedci z Karolinska Institute vo Švédsku identifikovali skupinu nervových buniek v mozgu potkanov, ktoré sa podieľajú na vytváraní negatívnych emočných stavov a dlhodobého stresu.

Neuróny zmapované kombináciou pokročilých techník majú aj receptory pre estrogén, čo môže vysvetľovať, prečo sú ženy ako skupina citlivejšie na stres ako muži.

Štúdia bola zverejnená Prírodná neuroveda.

Veda dlho nevedela, ktoré siete v mozgu vyvolávajú negatívne emócie (znechutenie) a dlhodobý stres.

Pomocou kombinácie pokročilých techník, ako je patch-seq, elektrofyziológia vo veľkom meradle (neuropixel) a optogenetika (pozri faktografický box), výskumníci KI Konstantinos Meletis a Mary Karlen a ich tím dokázali zmapovať špecifickú neurónovú dráhu. Mozog potkana má cestu z hypotalamu do habenula, ktorá kontroluje znechutenie.

Keď myši vstúpili do konkrétnej miestnosti, vedci použili optogenetiku na aktiváciu cesty a zistili, že myši sa čoskoro začali vyhýbať miestnosti, aj keď v nej nič nebolo.

Otvára cestu pre novú liečbu depresie

„Toto spojenie medzi hypotalamom a habenulou sme objavili v predchádzajúcej štúdii, ale nevedeli sme, z akých typov neurónov je táto dráha vyrobená,“ hovorí profesor Konstantinos Meletis, oddelenie neurovied Karolinska Institutet.

„Teraz je neuveriteľne vzrušujúce pochopiť, aký typ neurónu v dráhe ovláda znechutenie. Ak dokážeme pochopiť, ako sa v mozgu generujú negatívne signály, možno sa nám podarí odhaliť aj mechanizmy, ktoré stoja za afektívnymi chorobami, ako je depresia, čo otvorí cestu novým liekom.

Štúdiu viedli traja postdoktorandi z rovnakého oddelenia, Daniela Calvigioni, Janos Fuzik a Pierre Le Mere, a ako zdôrazňuje profesor Meletis, je to príklad toho, ako sa vedci snažia identifikovať neurónové dráhy a neuróny, ktoré kontrolujú emócie a správanie. Ako možno použiť pokročilé techniky na identifikáciu.

citlivé na hladiny estrogénu

Ďalším zaujímavým zistením je, že neuróny spojené so znechutením majú receptor pre estrogén, ktorý ich senzibilizuje na hladiny estrogénu. Keď samce a samice potkanov čelili rovnakému typu nepredvídateľnej miernej averzívnej udalosti, u samičiek potkana sa vyvinula trvalejšia stresová reakcia ako u samcov.

„Už dlho je známe, že úzkosť a depresia sú bežnejšie u žien ako u mužov, ale neexistuje žiadny biologický mechanizmus, ktorý by to vysvetlil,“ hovorí Mary Karlen, profesorka na oddelení neurovied.

„Teraz sme našli mechanizmus, ktorý dokáže vysvetliť tieto rodové rozdiely, aspoň u myší.“

Štúdiu primárne financovali Nadácia Knuta a Alice Wallenbergovcov, Švédska rada pre výskum, Švédska nadácia pre mozog a Nadácia Davida a Astrid Hegelenových. Výskumníci nehlásili žiadne potenciálne konflikty záujmov.

Factbox: Tu sú použité techniky

patch-seq: Patch-seq kombinuje meranie elektrických vlastností jednotlivých buniek s meraním génovej expresie (sekvenovanie RNA) a umožňuje mapovať rôzne typy neurónov v mozgu.

Neuropixel: Neuropixelové sondy sú novým typom elektród pre rozsiahle elektrofyziologické merania, ktoré umožňujú súčasne zaznamenávať aktivitu stoviek jednotlivých neurónov.

Optogenetika: Optogenetika sa používa na kontrolu toho, ako a kedy sa aktivujú vybrané neuróny. Táto metóda zahŕňa pridanie proteínov citlivých na svetlo (ako sú kanálové proteíny z membrán jednobunkových organizmov) do neurónov, ktoré sa majú študovať. Svetlom možno ovládať jednotlivé typy buniek v mozgu myši a určiť ich funkciu.

O týchto novinkách z výskumu stresu a neurovedy

autor: Constantino Meletis
Zdroj: Karolínsky inštitút
kontakt: Konstantino Meletis – Karolínsky inštitút
obrázok: Obrázok pripísaný Neuroscience News

Základný výskum: otvorený prístup.
,Esr1+ hypotalamo-habenula neuróny formujú averzívne stavyod Constantino Meletis a kol. prírodná neuroveda

abstraktné

Esr1+ hypotalamo-habenula neuróny formujú averzívne stavy

Excitačné projekcie z oblasti laterálnej hypotalamu (LHA) do laterálnej habenuly (LHB) vytvárajú averzívne reakcie. Na definovanie štrukturálnej a funkčnej diverzity dráhy LHA-LHB sme použili multimodálnu klasifikáciu riadenú patch-sekvenovaním (patch-seq).

Naša klasifikácia identifikovala šesť typov glutamátergických neurónov s jedinečnými elektrofyziologickými vlastnosťami, molekulárnymi profilmi a projekčnými vzormi.

Zistili sme, že geneticky definované neuróny LHA-LHB signalizujú odlišné aspekty emocionálneho alebo prirodzeného správania, ako je napríklad expresia estrogénového receptora 1 (ESR1)^,Neuróny LHA-LHB vytvárajú znechutenie, zatiaľ čo neuropeptid Y exprimujúci (NPY^,) Neuróny LHA–LHB riadia rodičovské správanie.

Opakovaný optogenetický pohon Esr1^, Neuróny LHA-LHB generujú behaviorálne perzistentný averzívny stav a rozsiahle záznamy ukázali regionálne špecifické nervové zastúpenie averzívnych signálov v skorej oblasti prefrontálneho kortexu.

Ďalej sme zistili, že vystavenie neočakávaným miernym šokom vyvolalo u samíc myší rodovo špecifickú náchylnosť na vývoj stresových podmienok, čo bolo spojené so špecifickou zmenou vnútorných vlastností Esr1 typu prasknutia.^, LHA-LHB neuróny.

V súhrne popisujeme heterogenitu typov neurónov LHA-LHB a poskytujeme dôkazy o úlohe Esr1^, Neuróny v znechutení a sexuálna dimorfná stresová citlivosť.