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科学家揭示多巴胺“回收泵”新机制

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中科院上海生科院神经科学研究所周嘉伟团队研究发现,一种小G蛋白的调节因子Vav2能够显著改变多巴胺“回收泵”系统的转运效率。如果Vav2基因敲除,“回收泵”功能异常提升,就会使大脑伏隔核多巴胺的含量明显升高。为了寻找控制多巴胺“回收泵”的“开关”,研究人员利用分子生物学实验手段筛选到胶质细胞源性神经营养因子GDNF的受体Ret。相关研究成果于7月7日发表于《自然—神经科学》。


多巴胺是大脑中一种重要的神经递质,可参与生理和病理条件下人和哺乳动物的许多活动,尤其在运动调节、学习和记忆以及药物成瘾过程中起着关键作用。


产生多巴胺这一神经递质的神经元对释放的多巴胺采取了类似于“返回式卫星”的管理方式,即根据大脑活动需要释放多巴胺,同时又利用多巴胺转运体作为多巴胺的“回收泵”,将释放出去的多巴胺适时、适量地回收,既可调节细胞外多巴胺浓度,适应生理活动需要,又能使多巴胺得到重复再利用。一旦“回收泵”系统发生功能障碍,就会发生多种中枢神经系统疾病。


那么,多巴胺的“回收泵”是如何被精确调控的呢?在周嘉伟的指导下,助理研究员朱树勇和博士生赵成江、吴莹莹等研究显示,GDNF和Ret可以作为拨动和调节多巴胺“回收泵”的“开关”而起作用。当这套“开关”失灵(如Ret基因敲除)时,动物呈现出类似于Vav2基因敲除小鼠的表现。


过去认为GDNF及其受体Ret主要掌管多巴胺能神经元的存活,因此,这一发现拓展了人们对神经营养因子GDNF作用的传统认识。

上述对多巴胺“回收泵”的调节机制具有脑区的特异性,这套“开关”主要在与奖赏和药物成瘾起始相关的脑区——伏隔核发挥作用。研究成果揭示了大脑伏隔核与其他主要多巴胺能系统在分子水平上的显著差别,这将为理解和调控药物成瘾的形成过程提供重要的理论依据。


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