New Model Synapse könnte Licht auf Erkrankungen wie Epilepsie und Angst

Ein neuer Weg, um die Rolle eines Neurotransmitters kritischen Störungen wie studieren Epilepsie , Angst, Schlaflosigkeit . Depression . Schizophrenie Und Alkoholsucht wurde von einer Gruppe von Wissenschaftlern um Gong Chen, Associate Professor für Biologie an der Penn State University führte entwickelt. Bei der neuen Methode molekular Engineering ein Modell Synapse - eine Struktur , durch die eine Nervenzelle senden Signale an eine andere Zelle . Dieses Modell Synapse kann eine Vielzahl von Rezeptoren präzise Steuerung für den Neurotransmitter GABA , die Chemie des Gehirns wichtig ist. Die Forschung, die in der veröffentlicht wird Journal of Biological Chemistryam 10. August 2012 öffnet die Tür zu der Möglichkeit der Schaffung sicherer und effiziente Medikamente, die GABA-Rezeptoren abzielen und dazu führen, dass weniger Nebenwirkungen.

Neurotransmitter - Chemikalien, die von Nerven geschickt, um andere Zellen auslösen , um ihre elektrischen Antworten zu ändern - die Interaktion mit speziellen Rezeptoren auf der äußeren Membran der Zelle entfernt. Diese Rezeptoren bilden im Inneren der Zelle , und dann werden an verschiedenen Stellen auf der Membran transportiert , um die Ankunft von Neurotransmittern zu warten. Chen erklärte, dass das Verständnis, wie diese Rezeptoren funktionieren und wie sie zu verschiedenen Orten auf der Membran einer Zelle zu bewegen, ist ein entscheidender Schritt in Richtung der Entwicklung neuer Medikamente gegen Krankheiten, die Chemie des Gehirns beeinflussen.

In ihrer Studie , Chen und sein Team konzentrierten sich auf einen bestimmten Rezeptor - der so genannte GABA -A receptor-- , die auf den Neurotransmitter GABA reagiert . " Die GABA -A -Rezeptoren sind mit verschiedenen Erkrankungen, bei denen Nerven Zellerregbarkeit verändert wird, wie beispielsweise Epilepsie und Angst verbunden, und diese Rezeptoren vermitteln wichtige Hemmung im Gehirn ", erklärt Chen. " Jeder GABA -A -Rezeptor-Protein besteht aus fünf Untereinheiten , und es gibt 19 mögliche Untereinheiten, die in unterschiedlicher Weise kombinieren können, um jede einzelne Rezeptor zu bilden. Wir konzentrierten uns auf eine bestimmte Gruppe von Untereinheiten, genannt Alpha, und wie das Ändern dieser kleinen Untereinheiten beeinflussen könnten Standort der GABA-A- Rezeptors auf der Zellmembran . "

Erstens, Chen und sein Team molekularen Engineering-Techniken , um ein Modell Synapse zwischen einer Nervenzelle und einer speziellen Art von Nierenzell weit verbreitet in zellbiologischen Forschung eingesetzt entwickeln - genannt HEK Zelle - , um zu untersuchen, wie spezifische Rezeptoren verhalten hat. Dann die Alpha -Untereinheiten in den GABA -A -Rezeptoren in der Niere Zelle exprimiert , um zu prüfen , wie eine einzelne Variante könnte das Verhalten des Rezeptors beeinflussen verändert . Sie fanden heraus, dass die Rezeptoren hat sich sehr unterschiedlich in Reaktion auf die Neurotransmitter GABA , je nachdem, ob sie ein Alpha- 2 oder eine Alpha -Untereinheit 6 . " Nicht nur die Alpha -Untereinheiten spielen eine wichtige Rolle bei der Bestimmung , wie die GABA -A -Rezeptor reagiert auf die Neurotransmitter , aber die Alpha 2 und Alpha 6 Untereinheiten auch die Rezeptoren, an den unterschiedlichsten Regionen führen auf der Zellmembran ", sagte Chen .

Genauer gesagt, Chen und seine Mitarbeiter fanden , dass , wenn ein GABA -A -Rezeptor hatte eine Alpha2 -Untereinheit , neigte der Rezeptor an der synaptischen Bereich auf der Zellmembran zu gruppieren. Wenn ein GABA -A -Rezeptor hatte eine Alpha -Untereinheit 6 tendierte der Rezeptor jedoch an einem anderen Bereich auf der Zellmembran genannt extrasynaptischen Region migrieren.

Chen erklärte, dass das Verständnis solch einen Unterschied in Rezeptor- Verhalten kann besonders wichtig für die Vorhersage , welche Nebenwirkungen ein Medikament kann dazu führen, sein . Zum Beispiel sind viele GABA - Rezeptor - Targeting Drogen wie Valium und Xanax , die verwendet werden, zur Behandlung von Angst , scheinen die synaptische Übertragung der Neurotransmitter GABA das direkt ändern, wesentlich zu verändern Nervenzellaktivität und verursachen Nebenwirkungen wie Verwirrtheit, Unruhe , und Gedächtnisverlust.

"Wenn wir uns vorstellen , dass eine Zelle eine große Stadt , sind die synaptischen Regionen wichtigen Autobahnen in die Stadt führen ", sagte Chen . " Es gibt schwerwiegende Nebenwirkungen stören diese " Autobahnen ", weil die Gehirnfunktion beruht auf einer zarten ErregungshemmungBalance und das Brechen dieses Gleichgewicht wird die Ausgabe der neuronalen Schaltkreise zu beeinflussen. " Chen fügte hinzu, dass in der gleichen Analogie , die extrasynaptische Regionen könnte der als weniger befahrenen , aber zahlreiche kleinere Straßen gedacht werden . "Die Idee ist , dass, wenn Medikamente entwickelt werden könnten , die nur die extrasynaptische Rezeptoren statt der synaptischen Rezeptoren , die " Autobahnen "würde ungestört bleiben und der Schwerlastverkehr könnte mit weniger Unterbrechung weiter zu manipulieren. Das heißt, Targeting extrasynaptische Rezeptoren durch Modulation der Alpha 6 -Untereinheit ist ein Schritt zur Schaffung neuer Medikamente mit weniger Nebenwirkungen . "