在西北大学领导的一项新研究中，研究人员识别并记录了小鼠模型中脑区域多巴胺神经元的三种遗传亚型。

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尽管有一个长期存在的普遍假设，即大多数(如果不是全部)多巴胺神经元仅对奖励或奖励预测线索做出反应，但研究人员却发现，当身体移动时，一种基因亚型会放电。而且，更令人惊讶的是，这些神经元奇怪地根本不对奖励做出反应。

这一发现不仅为大脑的神秘本质提供了新的线索，还为进一步了解甚至可能治疗帕金森病开辟了新的研究方向，帕金森病的特点是多巴胺神经元缺失，但会影响运动系统。

该研究将于周四(8月3日)发表在《自然神经科学》杂志上。

“当人们想到多巴胺时，他们可能会想到奖励信号，” 这项研究的共同领导者、西北大学的丹尼尔·多姆贝克(Daniel Dombeck)说。“但是当多巴胺神经元亡时，人们就会出现运动困难。这就是帕金森病的情况，这一直是该领域令人困惑的问题。我们发现了一种没有任何奖赏反应的运动信号亚型，它们位于帕金森病中多巴胺神经元首先亡的位置。这只是另一个暗示和线索，似乎表明随着人们年龄的增长，某些基因亚型更容易退化。”

“这种基因亚型与加速度相关，”西北大学的 Rajeshwar Awatramani补充道，他与 Dombeck 共同领导了这项研究。“每当老鼠加速时，我们就会看到活动，但相比之下，我们没有看到对奖励刺激做出反应的活动。这违背了大多数人认为这些神经元应该做什么的教条。并非所有多巴胺神经元都会对奖励做出反应。这对该领域来说是一个巨大的变化。现在我们发现了多巴胺神经元的一个特征，它不显示奖励反应。”

多姆贝克是西北大学温伯格艺术与科学学院的神经生物学教授 。阿瓦特拉马尼是西北大学范伯格医学院神经病学约翰·埃克尔斯教授 。该论文的第一作者是 Maite Azcorra 和 Zachary Gaertner，他们都是 Dombeck 和 Awatramani 实验室的研究生。

电机驱动信号

这一新发现建立在 多姆贝克实验室之前的一项研究的基础上，该研究发现了与小鼠运动相关的一组多巴胺神经元。

“当时，我们认为这只是神经元的一小部分，”多姆贝克说。“其他人继续假设所有多巴胺神经元仍然是奖励神经元。也许其中一些也只有运动信号。”

为了进一步探讨这个问题，Dombeck 与 Awatramani 合作，后者使用遗传工具根据基因表达来分离和标记神经元群体。利用这些信息，多姆贝克的团队随后用荧光传感器标记了西北转基因和定向诱变实验室生成的转基因小鼠模型大脑中的神经元 。这使得研究人员能够看到哪些神经元在行为过程中发光——最终揭示哪些神经元控制不同的特定功能。

在实验中，大约 30% 的多巴胺神经元仅在小鼠移动时才会发光。这些神经元是阿瓦特拉马尼团队确定的遗传亚型之一。其他多巴胺神经元群体对厌恶刺激(引起回避反应)或奖励做出反应。

帕金森病的联系

几十年来，研究人员一直对帕金森病患者失去多巴胺神经元却运动困难的原因感到困惑。

“帕金森病患者并不是因为多巴胺反应受损而失去快乐的动力，”多贝克说。“还有其他一些因素会影响运动技能。”

多姆贝克和阿瓦特拉马尼的新研究可能会提供这个谜题中缺失的一块。

在他们的工作中，研究人员指出，与小鼠加速相关的多巴胺神经元似乎与帕金森病患者中容易亡的中脑位于相同的位置。但幸存的多巴胺神经元与减速相关。这一发现引出了东贝克和阿瓦特拉马尼计划在未来探索的新假设。

“我们想知道是否不仅仅是电机驱动信号的丢失导致了这种疾病，而是动物减速时活跃的反运动信号的保留，”多姆贝克说。“可能正是这种信号不平衡强化了停止移动的信号。这可能可以解释一些症状。帕金森病患者不仅仅是不能活动。也可能是他们被迫停止行动。”

“我们仍在试图弄清楚这一切意味着什么，”阿瓦特拉马尼说。“我想说这是一个起点。这是一种思考帕金森氏症大脑的新方法。”

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