大脑短路的原因是什么

2014-06-07 08:30:21

美国佛罗里达州梅奥诊所和丹麦奥胡斯大学的神经科学家已经能够解释大脑的奖赏系统的神经元为什么会发生短路，从而有可能导致某些疾病，如注意力缺陷多动障碍。

科学探索来源：生物帮

大脑的白质纤维结构

　　美国佛罗里达州梅奥诊所和丹麦奥胡斯大学的神经科学家已经能够解释大脑的奖赏系统的神经元为什么会发生短路，从而有可能导致某些疾病，如注意力缺陷多动障碍(ADHD)。这项研究发现于6月4日在线发表在神经元(Neuron)杂志上，可能会加深对多动症的根本原因的理解，以及可能促进更多的个体化治疗策略的发展。

　　科学家研究了多巴胺能神经元，它控制愉悦，激励，奖励和认知，并与多动症的发展有关。

　　他们发现了一个至关重要的受体系统，它在胚胎发育过程中，为多巴胺能大脑区域的正确接线。但是他们也发现，大脑成熟后，相同的受体SorCS2被切割，产生了一个两条链的受体，它能够诱导周围神经系统损害后的细胞死亡。

　　研究人员报告说， SorCS2受体功能在proBDNF显然相反的作用之间作为一个分子开关。ProBDNF是一个神经元生长因子，帮助选择更有利于神经系统的细胞，同时消除了那些不太有利的，以便创建一个微调的神经元网络。

　　他们发现，一些缺乏SorCS2的小鼠细胞对proBDNF反应迟钝和多巴胺能神经元之间的连接异常。

　　“小鼠多巴胺能神经元的这种短路导致多动症和注意力缺陷，”这项研究的资深作者、梅奥诊所和奥胡斯大学的神经科学家Anders Nykjaer医学博士说。

　　“许多研究报道，ADHD患者通常表现出这个大脑区的短路域伴随着多巴胺功能的改变，我们现在可能有一个解释，ADHD的风险基因为什么会被认为神经细胞生长因子的调控有关，” 他说。

　　“ SorCS2被生产为单链蛋白，即一长排的氨基酸，但它可以被切割成两条链来执行不同的功能。虽然单链受体告诉神经元什么该停止生长是必要的，但是双链形式告诉促进周围神经系统的神经元发育的细胞在该死亡的时候死亡。” Nykjaer博士说。

　　不幸的是，如果周围神经系统中的神经元发生损害，这些细胞会环绕和促进神经细胞死亡，以防止高效再生，他说。“我们的发现表明，有可能开发药物治疗以防止SorCS2的这种致命的切割和治疗急性神经损伤，” Nykjaer博士说。

　　原文摘要：

SorCS2 Regulates Dopaminergic Wiring and Is Processed into an Apoptotic Two-Chain Receptor in Peripheral Glia

Simon Glerup, Ditte Olsen, Christian B. Vaegter, Camilla Gustafsen, Susanne S. Sjoegaard, Guido Hermey, Mads Kjolby, Simon Molgaard,Maj Ulrichsen, Simon Boggild, Sune Skeldal, Anja N. Fjorback, Jens R. Nyengaard, Jan Jacobsen, Dirk Bender, Carsten R. Bjarkam,Esben S. S?rensen, Ernst-Martin Füchtbauer, Gregor Eichele, Peder Madsen, Thomas E. Willnow, Claus M. Petersen, Anders Nykjaer

　　Balancing trophic and apoptotic cues is critical for development and regeneration of neuronal circuits. Here we identify SorCS2 as a proneurotrophin (proNT) receptor, mediating both trophic and apoptotic signals in conjunction with p75NTR. CNS neurons, but not glia, express SorCS2 as a single-chain protein that is essential for proBDNF-induced growth cone collapse in developing dopaminergic processes. SorCS2- or p75NTR-deficient in mice caused reduced dopamine levels and metabolism and dopaminergic hyperinnervation of the frontal cortex. Accordingly, both knockout models displayed a paradoxical behavioral response to amphetamine reminiscent of ADHD. Contrary, in PNS glia, but not in neurons, proteolytic processing produced a two-chain SorCS2 isoform that mediated proNT-dependent Schwann cell apoptosis. Sciatic nerve injury triggered generation of two-chain SorCS2 in p75NTR-positive dying Schwann cells, with apoptosis being profoundly attenuated in Sorcs2?/? mice. In conclusion, we have demonstrated that two-chain processing of SorCS2 enables neurons and glia to respond differently to proneurotrophins.