2011年8月8日

5-羟色胺有助于控制体温和呼吸

大脑中神经细胞的插图

综合征(SIDS)和其他与5-羟色胺活性异常有关的疾病。

5-羟色胺是一种神经递质或化学信使,它介导大脑中许多复杂的过程。它可能以调节情绪而闻名。还认为它可以帮助调节多种维持生命的功能,例如呼吸。 5-羟色胺是由下部大脑或脑干中的神经细胞产生的。

为了更多地了解产生5-羟色胺的神经元如何影响基本的生命过程,哈佛医学院的苏珊·戴米基博士和她的同事使用了一种先进的遗传技术,选择性地和可逆地沉默了活体小鼠中产生5-羟色胺的神经细胞。这项研究得到了美国国立卫生研究院的尤妮斯·肯尼迪·施莱佛国家儿童健康与人类发展研究所(NICHD)的大量资助,并得到了美国国立卫生研究院其他部门的额外支持。

研究人员使用他们先前开发的一种称为交叉遗传学的方法,在产生5-羟色胺的神经细胞表面产生另一种受体。这种特殊的受体不是自然界中发现的,而是由美国国立卫生研究院资助的研究员布莱恩·罗斯博士及其同事开发的。它与称为氯氮平-N-氧化物(CNO)的人造化学物质特异性结合。 Dymecki和她的同事表明,这种结合和受体触发作用可以使产生5-羟色胺的细胞失活,从而有效地关闭5-羟色胺网络中的通讯。 CNO通常不会影响动物大脑或身体中的细​​胞。通过将CNO注入产生受体的小鼠体内,研究人员可以评估暂时关闭产生5-羟色胺的神经元的作用。

如2011年7月29日的 科学, 研究人员将正常小鼠和具有CNO受体的小鼠暴露于升高的二氧化碳水平。二氧化碳堆积会导致意识丧失。正常小鼠几乎立即开始更快,更深地呼吸,并通过肺部释放二氧化碳。在改变的小鼠中关闭产生5-羟色胺的神经元导致对二氧化碳的响应小得多。

在另一组实验中,研究人员发现关闭产生5-羟色胺的神经元会破坏健康体温的维持。当室温设置为74°F时,正常小鼠可以将其身体稳定在典型的98.6°F。但是,神经元关闭的老鼠的体温迅速下降,以适应74°室温。

Dymecki说:“通过选择性地关闭产生5-羟色胺的细胞,我们可以确切地了解5-羟色胺细胞的具体功能。”在未来的研究中,她和她的同事计划将CNO受体添加到产生5-羟色胺的神经元的特定子集中。他们的目标是更好地了解这些神经元在健康和疾病中的作用,例如SIDS和抑郁症。

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