Para ilmuwan di Gladstone Institutes mengungkap alasan mengejutkan mengapa neuron penghasil dopamin, penting untuk pergerakan tubuh yang halus, mati karena penyakit Parkinson.
Pada tikus, ketika neuron -neuron ini tetap terlalu aktif selama berminggu -minggu, mereka mulai goyah, pertama kali kehilangan koneksi mereka dan kemudian mati sama sekali. Ini mencerminkan kehilangan neuron selektif yang terlihat pada pasien, di mana sel -sel yang terlalu banyak bekerja di substantia nigra akhirnya runtuh.
Misteri Parkinson: Mengapa Sel Otak Kunci Mati
Kelompok sel otak tertentu mengontrol kemampuan tubuh untuk bergerak dengan presisi dan koordinasi. Ketika sel -sel ini tetap dalam keadaan terlalu aktif untuk waktu yang lama, mereka mulai memburuk dan akhirnya mati. Para peneliti di Gladstone Institutes baru -baru ini mengamati proses ini, menawarkan wawasan baru tentang apa yang mungkin salah pada otak orang dengan penyakit Parkinson.
Para ilmuwan telah lama mengakui bahwa jenis neuron tertentu hilang seiring kemajuan Parkinson, meskipun alasan di balik penurunan ini tetap tidak pasti. Sebuah studi baru, yang diterbitkan dalam jurnal Elifemenunjukkan bahwa pada tikus, stimulasi berlebih yang berkepanjangan dari neuron -neuron ini dapat secara langsung menyebabkan kematian mereka. Para peneliti menyarankan bahwa di Parkinson, overactivity ini dapat didorong oleh kombinasi risiko genetik, paparan lingkungan, dan ketegangan ekstra pada neuron yang selamat ketika mereka mencoba menebus mereka yang sudah hilang.
“Pertanyaan menyeluruh di bidang penelitian Parkinson adalah mengapa sel -sel yang paling rentan terhadap penyakit ini mati,” kata penyelidik Gladstone Ken Nakamura, MD, PhD, yang memimpin penelitian. “Menjawab pertanyaan itu dapat membantu kita memahami mengapa penyakit ini terjadi dan menunjukkan cara -cara baru untuk mengobatinya.”
Gejala Parkinson dan Aktivitas Neuron Meningkat
Lebih dari 8 juta orang di seluruh dunia saat ini dipengaruhi oleh penyakit Parkinson, gangguan otak progresif yang menyebabkan tremor, gerakan memperlambat, kekakuan otot, dan kesulitan berjalan dan menyeimbangkan.
Para peneliti tahu bahwa neuron yang bertanggung jawab untuk memproduksi dopaminyang penting untuk gerakan sukarela, adalah di antara mereka yang meninggal pada pasien Parkinson. Bukti juga menunjukkan bahwa neuron ini sering menjadi lebih aktif seiring kemajuan penyakit, baik sebelum dan sesudah degenerasi dimulai. Apa yang tetap tidak jelas adalah apakah lonjakan aktivitas ini hanyalah respons terhadap penyakit atau jika memainkan peran langsung dalam mendorong kematian sel.
Aktivasi kontinu vs jangka pendek
Dalam studi baru, Nakamura dan rekan-rekannya menangani pertanyaan ini dengan memperkenalkan reseptor secara khusus ke dalam neuron dopamin pada tikus yang memungkinkan mereka untuk meningkatkan aktivitas sel dengan merawat hewan dengan obat, clozapin-n-oxide (CNO). Uniknya, para ilmuwan menambahkan CNO pada air minum hewan, mendorong aktivasi kronis neuron.
“Dalam pekerjaan sebelumnya, kami dan orang lain secara sementara mengaktifkan sel -sel ini dengan suntikan CNO atau dengan cara lain, tetapi itu hanya menyebabkan ledakan aktivasi pendek,” kata Katerina Rademacher, seorang mahasiswa pascasarjana di laboratorium Nakamura dan penulis pertama penelitian. “Dengan mengirimkan CNO melalui air minum, kami mendapatkan aktivasi sel yang relatif terus menerus, dan kami pikir itu penting dalam memodelkan apa yang terjadi pada orang dengan penyakit Parkinson.”
Dalam beberapa hari karena neuron dopamin yang terlalu aktif, siklus khas hewan dari kegiatan siang dan malam hari menjadi terganggu. Setelah satu minggu, para peneliti dapat mendeteksi degenerasi proyeksi panjang (disebut akson) yang memanjang dari beberapa neuron dopamin. Pada satu bulan, neuron mulai mati.
Yang penting, perubahan sebagian besar mempengaruhi satu subset neuron dopamin – yang ditemukan di wilayah otak yang dikenal sebagai substantia nigra, yang bertanggung jawab atas kontrol gerakan – sambil menghemat neuron dopamin di daerah otak yang bertanggung jawab atas motivasi dan emosi. Ini adalah pola degenerasi seluler yang sama yang terlihat pada orang dengan penyakit Parkinson.
Menghubungkan temuan mouse ke parkinson manusia
Untuk mendapatkan wawasan tentang mengapa overactivation menyebabkan degenerasi neuron, para peneliti mempelajari perubahan molekuler yang terjadi pada neuron dopamin sebelum dan sesudah aktivitas berlebihan. Mereka menunjukkan bahwa overactivation neuron menyebabkan perubahan kadar kalsium dan dalam ekspresi gen yang terkait dengan metabolisme dopamin.
“Menanggapi aktivasi kronis, kami pikir neuron dapat mencoba menghindari dopamin yang berlebihan – yang bisa beracun – dengan mengurangi jumlah dopamin yang mereka hasilkan,” jelas Rademacher. “Seiring waktu, neuron mati, akhirnya menyebabkan kadar dopamin yang tidak mencukupi di area otak yang mendukung gerakan.”
Pola gen bersama pada pasien dan tikus
Ketika para peneliti mengukur tingkat gen dalam sampel otak dari pasien dengan Parkinson tahap awal, mereka menemukan perubahan serupa; Gen yang terkait dengan metabolisme dopamin, regulasi kalsium, dan respons stres yang sehat ditolak.
Penelitian ini tidak mengungkapkan mengapa aktivitas neuron dopamin mungkin meningkat dengan penyakit Parkinson, tetapi Nakamura berhipotesis bahwa mungkin ada beberapa penyebab, termasuk faktor genetik dan lingkungan. Overactivity juga bisa menjadi bagian dari siklus setan yang dimulai pada awal penyakit. Ketika neuron dopamin menjadi terlalu aktif, mereka secara bertahap mematikan produksi dopamin, yang memperburuk masalah pergerakan. Neuron yang tersisa bekerja lebih keras untuk mengkompensasi, akhirnya menyebabkan kelelahan sel dan kematian.
“Jika itu masalahnya, itu meningkatkan kemungkinan menarik bahwa menyesuaikan pola aktivitas neuron yang rentan dengan obat -obatan atau stimulasi otak dalam dapat membantu melindungi mereka dan memperlambat perkembangan penyakit,” kata Nakamura.
Referensi: “Hiperaktivasi kronis neuron dopamin otak tengah menyebabkan degenerasi neuron dopamin preferensial” oleh Katerina Rademacher, Zak Doric, Dominik Haddad, Aphroditi Mamaligas, Szu-Chi Liao, Rose Creed, Kohei Kano, Zac Chatterton, YuHong, Joseph, Kohei Kano, Zac Chatterton, YuHong, YuHong, Kohei Kano, Zac Chatterton, YuHong, YuHong, YuHong, YuHong, YuHong, YuHong, YuHong, YUHONG, YUHONGA, YUHONG, YUHONGA, YUHONG, YUHONG, Sei, Anatol Kreitzer, Glenda Halliday, Alexandra B Nelson, Elyssa Margolis dan Ken Nakamura, 26 Agustus 2025, Elife.
Dua: 10.7554/Elife.98775
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
