研究着眼于脑细胞,协调运动
华盛顿大学的医学研究人员已经开发出一种技术,将一个基因插入特定细胞类型的成人大脑的动物模型。
最近的研究表明,该方法可以用来改变大脑回路的功能和改变行为。这项研究发表在《华尔街日报》神经元在NeuroResources部分。
格雷戈里·霍维茨,生理学和生物物理学副教授西雅图华盛顿大学医学院的研究小组。他说,这种方法将使科学家更好地理解细胞类型选择扮演什么角色在大脑的复杂电路。
研究人员希望方法可能有一天会导致开发治疗条件,如癫痫,可能被激活的一小群可治愈的细胞。
“人脑是由许多细胞类型的混合执行不同的功能。神经科学的一大挑战是找到方法来研究特定细胞类型的函数有选择地在不影响附近其他细胞的功能,”霍维茨说。“我们的研究显示可以有选择性地针对一个特定的细胞类型成年人的大脑使用这种技术,影响行为几乎立即。”
在他们的研究中,霍洛维茨和他的同事们在华盛顿国家灵长类动物研究中心在西雅图一个基因插入细胞小脑、小结构位于大脑和夹的更大的大脑。
小脑的主要功能是控制电机的动作。小脑的障碍通常导致经常禁用失去协调。最近的研究表明,小脑也可能是重要的在学习,可能参与自闭症和精神分裂症等条件。
细胞的科学家选择研究被称为浦肯野细胞。这些细胞,其发现者的名字命名,捷克解剖学家Jan伊万格丽斯塔浦肯野,是一些最大的人类大脑。他们通常与数以百计的其他的连接大脑细胞。
“浦肯野细胞是一个神秘的细胞,”霍维茨说。“这是一个最大的和最复杂的神经元和It过程信号从成千上万的其他脑细胞。我们知道它在运动和协调中起着至关重要的作用。我们只是不知道。”
他们插入的基因,称为名为,光敏蛋白质编码,将自身插入大脑细胞的膜。曝光时,允许离子-微小的带电粒子穿过细胞膜。这触发大脑细胞。
常用的技术,称为光遗传学,研究小鼠的大脑功能。但在这些研究中,必须引入胚胎小鼠细胞基因。
“这“转基因”的研究方法被证明是非常宝贵的大脑”霍维茨说。“但是如果我们有一天会用它来治疗疾病,我们需要找到一种方法来介绍基因在以后的生活中,当大多数神经障碍出现。”
他的研究小组所面临的挑战是如何将名为“引入到一个特定的细胞类型在成年动物。为了实现这一目标,他们使用了修改病毒携带的基因名为连同段DNA的称为启动子。启动子刺激细胞开始表达基因和名为“膜蛋白。确保只有浦肯野细胞表达的基因,研究人员使用一个启动子强活跃在浦肯野细胞,称为地级/ Pcp2。”
在他们的论文中,研究人员报道,轻松地将修改后的病毒注入一个小猕猴的小脑,名为“采取了专门的有针对性的浦肯野细胞。研究人员表明,当他们暴露了治疗细胞光通过光纤,他们可以刺激细胞火以不同的速率,影响动物的运动控制。
霍维茨说,这是事实,浦肯野细胞表达抑制/ Pcp2发起人以更高的速度比其他细胞,使他们更容易产生名为“膜蛋白质。
“这个实验表明可以工程师病毒载体与这个特定的启动子序列和目标特定的细胞类型,”他说。“启动子是魔法。接下来,我们想使用其他的启动子目标细胞类型参与其他类型的行为。”
