Исследование «Септальная холинергическая нейромодуляция настраивает астроцит-зависимое переключение рецепторов NMDA гиппокампа на состояние бодрствования», опубликовано в Neuron 4 мая 2017 года в Интернете перед окончательной публикацией.«NMDAR — наиболее изученный рецептор в нейробиологии, потому что он необходим для синаптической пластичности, которая играет важную роль в создании и ремоделировании мозговых цепей и считается клеточной основой обучения и памяти», — сказал Томас Папуин, доктор философии. доцент-исследователь Медицинской школы Тафтса и ведущий автор исследования. «Известно, что NMDAR активируется двумя химическими веществами: глутаматом, который поставляется нейронами, и D-серином, который поставляется астроцитами.
Хотя большинство исследований сосредоточено на роли, которую нейроны играют в активации NMDAR через глутамат, мы сосредоточено на роли, которую играют астроциты в высвобождении D-серина ».Используя подходы in vitro и in vivo на мышах, ученые Тафтса обнаружили, что астроциты регулируют высвобождение D-серина в зависимости от степени бодрствования мышей.
Астроциты непосредственно контролируют состояние бодрствования через a7nAChR, определяя уровень окружающего ацетилхолина, нейромодулятора, высвобождаемого в мозге человека и грызунов во время бодрствования. Чем активнее мыши, тем больше D-серина выделяется астроцитами, что позволяет более надежно активировать NMDAR.
Это было верно, даже если исследователи стимулировали активность в течение дня, когда мыши обычно спокойны.«Астроциты действуют как тусклый контроль над светом», — сказал Папуин. «Когда включается нейронный переключатель и высвобождается глутамат, настройка диммера астроцитарного D-серина определяет интенсивность сигнала NMDAR.
Во время бодрствования этот диммер устанавливается на высокий уровень — астроциты обеспечивают много D- серин — и это позволяет получить сильный сигнал NMDAR. Но во время сна или бездействия он устанавливается на низкий уровень, что позволяет получить более слабый сигнал ».
Новые подходы к лечению шизофренииИсследование предлагает новую функциональную основу для лечения шизофрении и открывает новые возможности для терапии и инноваций в глиальной биологии.«Это захватывающее открытие, имеющее прямое отношение к разработке новых методов лечения шизофрении, которая характеризуется низким уровнем D-серина и сниженным уровнем NMDAR, а также значительной потерей холинергической функции. пока безуспешно, но в нашем исследовании мы смогли усилить функцию NMDAR с помощью D-серина, стимулируя a7nAChR препаратом, который был частью недавних клинических испытаний стадии 3 для лечения шизофрении », — сказал Филип Г. Хейдон, доктор философии, Автор-корреспондент статьи, профессор Аннетты и Густава Гризар и заведующий кафедрой нейробиологии в Медицинской школе Тафтса, а также член факультета программы нейробиологии Школы высших биомедицинских наук им.
Саклера в Тафтсе. «Это говорит о том, что холинергические препараты, которые сейчас разрабатываются для лечения шизофрении, действуют через недавно открытый астроцитарный путь».Это последняя работа группы Хейдона в Тафтсе, которая фокусируется на астроцитах и их роли в регуляции синаптической передачи и нейронных цепей, а также в контроле поведения и расстройств нервной системы.
Семнадцать лет назад группа представила «трехчастный синапс» — первую концепцию, признающую роль астроцитов в интеграции и обработке информации в синапсах. «В этой статье мы основываемся на этой концепции, чтобы обновить наше представление о роли астроцитов в вычислении информации о мозге», — сказал Хейдон. «Основываясь на этих выводах и данных, недавно опубликованных другими исследователями, мы предлагаем новую концепцию« контекстного руководства », которая включает в себя то, как астроциты настраивают синаптическую активность на соответствующие глобальные контексты, ощущая удаленную активность нейромодуляторов, таких как ацетилхолин и норадреналин».