2023 Szerző: Sophia Otis | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-05-21 01:49
A Cell november 18-i számában a kutatók egy olyan gén felfedezéséről számolnak be, amely szabályozza azt a képességet, hogy megfelelő félelemmel reagáljunk a közelgő veszélyre. Ennek eredményeként a statmin gént nem tartalmazó egerek egyfajta vakmerővé válnak – számolnak be a kutatók. A kutatók szerint az alapvető megállapítások általános vonatkozásai lehetnek a szorongásos rendellenességek és a potenciális szorongásoldó gyógyszerek vizsgálatának.
A kutatók azt találták, hogy a statmin gén – amely általában nagy mennyiségben van jelen az agy egy amygdalának nevezett részében – szabályozza a veleszületett és a tanult félelmet egyaránt. A gén nélküli egerek abnormálisan alacsony szintű szorongást mutatnak olyan helyzetekben, amelyek ösztönösen félelmet keltenek. A statmin-hiányos állatok kevésbé reagálnak azokra a körülményekre is, amelyek korábban kellemetlennek bizonyultak, ami azt jelzi, hogy az egereknek nincs normális memóriájuk a félelem miatt.
„Míg az emlősök agyában az egyik legjobban megértett, memóriával kapcsolatos idegi áramkör az, amely szabályozza a félelem kondicionálását, keveset tudunk a félelemreakciók mögött meghúzódó molekuláris mechanizmusokról” – mondta Gleb Shumyatsky tanulmányának vezető szerzője. Rutgers Egyetem. "Most azt találtuk, hogy a statmin kritikus szerepet játszik mind a tanult, mind a veleszületett félelemben. A kiütött egerek, amelyekből hiányzik a gén, csökkent félelemre utaló memóriát mutatnak, és nem ismerik fel a veszélyt a veleszületett averzív környezetben."
Ezzel szemben – tette hozzá – a statmintól kimerült egerek normálisan teljesítenek a térbeli tanulási teszt során.
A félelemreakciók a veleszületetttől a tapasztalatból fakadó viselkedési formáktól eltérő viselkedésformák – mondták a kutatók. Az ösztönös félelem – például a magasságtól vagy a ragadozóktól való félelem – gyakran a tényleges vagy potenciális fenyegetésekre jellemző fajokra jellemző. Ezzel szemben a tanult félelem bizonyos kellemetlen vagy életveszélyes múltbeli események eredménye.
Mivel a félelem alapvető szerepet játszik a túlélésben, a félelemre való emlékezés könnyen kialakítható, nagyon ellenáll a kihalásnak, és általában egy életen át tart, mondta Shumyatsky.
A laboratóriumban a félelem kondicionálható, ha egy semleges ingert, például fényt vagy hangot valami kellemetlen vagy fájdalmas dologhoz, például áramütéshez kapcsolnak – magyarázta. Ez a tanult asszociációs folyamat az amygdala egy részén, az oldalsó magnak nevezett részében megy végbe.
A félelemtanulás mögött meghúzódó molekuláris események feltárásának első lépéseként Shumyatsky csoportja a közelmúltban számos olyan gént azonosított, amelyek különösen magas szinten vannak jelen a laterális magban és azokban a struktúrákban, amelyek a tanult és ösztönös félelemről szóló információkat továbbítják az amygdalába. Az egyik ilyen gén a stathmin volt.
A jelenlegi tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a statminhiányos egerek agyában szokatlanul sok mikrotubulus található, amelyek a citoszkeleton szerkezeti összetevői. A Stathmin általában szabályozza a cellás állványzatok összeszerelését és lebontását, magyarázta Shumyatsky.
"A memória érdekében az agynak gyorsan szét kell szerelnie és újjá kell építenie a mikrotubulusokat, hogy ott létesítsen kapcsolatokat, ahol szükség van rájuk" - mondta Shumyatsky. "Úgy tűnik, hogy a statmin elvesztése megzavarhatja ezt a képességet az amygdalában, ami bizonyos területeken a mikrotubulusok túltermeléséhez vezethet. Lényegében a sejtek elvesztik rugalmasságukat."
Valójában a kutatók károsodást észleltek az állatok agyában lévő kulcsfontosságú bemenetek azon képességében, hogy kapcsolatot létesítsenek az idegsejtek között. Az ilyen kapcsolatok képezik a tanulás és a memória sejtszintű alapját.
Ahhoz, hogy ezeket az agyi rendellenességeket a viselkedéssel összefüggésbe hozzuk, a csapat ezután semleges hangot adott ki a normál és statmin-hiányos egereknek, miközben enyhe áramütést adott. Míg mindkét csoport félelemreakciót mutatott úgy, hogy a sokk után azonnal lefagytak, majd később a hangot meghallva, a kiütött egerek kevésbé reagáltak, azt találták, ami azt sugallja, hogy a félelemtanulás képessége károsodott.
Más tesztekben a mutáns egerek kevésbé ösztönös félelmet mutattak a nyílt terektől, és olyan környezetbe merészkedtek, amelyet általában elkerülnének, mondta Shumyatsky. A statminhiányos egerek továbbra is normálisan teljesítettek a vízi labirintus teszten, ami azt jelzi, hogy a térbeli tanulás és a memória - az amygdalán kívül irányított - változatlan.
"A leletek genetikai bizonyítékot szolgáltatnak arra vonatkozóan, hogy az amygdalában dúsított statmin szükséges a veleszületett félelem kifejezéséhez és a tanult félelem emlékének kialakításához" - mondta Shumyatsky.
"Ez a bizonyíték arra utal, hogy a stathmin knockout egerek modellként használhatók a veleszületett és tanult félelemkomponensekkel rendelkező mentális zavarok szorongásos állapotaira" - tette hozzá. "Következményként ezek az állatmodellek felhasználhatók új szorongásoldó szerek kifejlesztésére."
A csapat korábbi megállapításaival együtt, miszerint az amygdalában dúsított gén, a gasztrin-felszabadító peptid szelektíven befolyásolja a tanult félelmet, az új eredmények alátámasztják azokat a klinikai adatokat, amelyek arra utalnak, hogy a szorongás több alosztályú rendellenességek spektruma, amelyek mindegyike lehet egy egyedülálló molekuláris aláírás, amely megkülönböztető megközelítést igényel a terápiában, mondták a kutatók.
A kutatók a következők: Gleb P. Shumyatsky, Shuichi Takizawa és Jamie Joseph, a Rutgers Egyetem munkatársa; Gaël Malleret, Svetlana Vronskaya, DeQi Yin és Eric R. Kandel, a Howard Hughes Medical Institute és a Columbia Egyetem munkatársa; Ryong-Moon Shin, Keith Tully, Evgeny Cvetkov és Vadim Y. Bolshakov, a McLean Kórház és a Harvard Medical School munkatársai; Stanislav S. Zakharenko, a Howard Hughes Medical Institute és a Columbia Egyetem munkatársa (jelenlegi címe: St. Jude Children's Research Hospital); és Ulrich K. Schubart, az Albert Einstein Orvosi Főiskola munkatársa. G. P. S. a NARSAD, a NAAR, a Cure Autism Now Foundation és a New Jersey-i Kormányzótanács az Autizmusról támogatta. E. R. K. a NIMH MH50733 pályázat, az Amygdala és szorongásos állapotokra vonatkozó NIH Program Project támogatás, valamint a G. Harold és Leila Y. Mathers Jótékonysági Alapítvány támogatta. V. Y. B. a Whitehall Alapítvány, az Esther A. & Joseph Klingenstein Fund, a NARSAD, valamint az NIH NS44185 és DA15098 támogatása támogatta. E. R. K. a HHMI vezető nyomozója.
Shumyatsky et al.: "A Stathmin, az amygdala laterális magjában, valamint a CS és az Egyesült Államokban feldúsult gén, szabályozza a tanult és a veleszületett félelmet egyaránt." Publishing in Cell, Vol. 123, 697-709, 2005. november 18., DOI 10.1016/j.cell.2005.08.038. www.cell.com
