Nature:多巴胺的新秘密
作者: mints 编译 / 1178次阅读 时间: 2022年5月23日
标签: 多巴胺
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哥本哈根大学的一个研究小组发现了多巴胺的新秘密。该发现可能有助于开发可以治疗可卡因上瘾和多动症的药物,并极有可能改变多巴胺如何从大脑中被清除的认识。

哥本哈根大学神经科学系的Claus Juul Løland教授对此非常肯定的说:“可能需要重新编写多巴胺的教科书。”


Schmidt, S.G., Malle, M.G., Nielsen, A.K. et al.  (2022) The dopamine transporter antiports potassium to increase the uptake of dopamine. Nat Commun 13, 2446. doi.org/10.1038/s41467-022-30154-5

Claus Juul Løland领导的一个研究小组在《自然通讯》杂志上发表了一项研究[1]。这项研究为多巴胺的神经细胞传递的机制提供了新的线索。

多巴胺是我们大脑奖赏中心各个神经元之间进行交流的关键递质。当我们做自己喜欢的事情时,多巴胺就会让我们感到快乐。

Claus Juuls说:“我们一直在研究多巴胺转运体(dopamine transporter,  DAT)的运行机制——DAT就像一台真空吸尘器,它通过移除多巴胺来控制大脑中的多巴胺信号。”

多巴胺转运体(DAT)是什么?

DAT是一种神经递质转运蛋白,属于“钠偶联神经递质转运蛋白”(神经递质钠转运蛋白,NSS)家族。DAT一旦完成工作,它就会清除或“抽空”递质物质的突触。

多巴胺转运蛋白分子

例如,当我们做我们喜欢的事情时,神经细胞会释放多巴胺。不过,随后将这种物质从突触中移除是至关重要的。突触是神经之间相互交换信息的“空间”。 只有当多巴胺被移除后,突触之间的通信才能够继续进行。

DAT帮助清除突触中的多巴胺。因此,该物质需要被返回到细胞中,供以后使用。如果DAT不能正常工作,清除多巴胺的过程将花费更多的时间——这就像需要重新合成多巴胺一样。这将导致多巴胺的缺乏,从而导致幸福感缺乏。

可卡因会阻断DAT的工作,从而增加突触中多巴胺的含量。

Claus Juuls说:“我们新发现了DAT的一种新的工作原理,这意味着我们可以设计出更好的药物,以治疗ADHD和精神分裂症等与大脑多巴胺水平相关的疾病。”

此前,人们认为多巴胺转运蛋白(DAT)需要依赖钠离子才能移除多巴胺。钠离子是神经神经传导的重要物质,蛋白质利用钠中的能量来运输多巴胺等神经递质。

Claus Juul Løland说:“我们证明,DAT可能还能够依赖钾的能量。我们在40年前就了解到多巴胺的姐妹蛋白血清素转运蛋白(SERT)也会抑制K+。从那时起,我们一直认为,作为“真空吸尘器”的SERT对钾离子的依赖是独有的。现在,我们的研究表明,这个蛋白质家族对钾的依赖更可能是一种规则,而不是一种例外。这意味着必须重写教科书。所有这些都可能影响我们对精神疾病药物的设计。”



可卡因导致神经细胞要个不停

为了使控制多巴胺的整个系统正常工作,必须要保持多巴胺引擎可以不断的循环工作。  DAT确保多巴胺能够从突触中清除——多巴胺清除之后,多巴胺的信号也会消失,进而为新的信号铺平道路。

这也意味着释放的多巴胺可以重复使用,并且我们不会耗尽所有的多巴胺储备。

因此,研究人员迫切希望开发针对DAT的药物,并确保引擎继续正常工作。 但 Claus Løland解释说,常规的ADHD药物实际上会阻断DAT,抑制所有的转运,这意味着多巴胺仍留在突触中。

多动症药物是一种以DAT为靶点、并阻断DAT的安非他明。这意味着并不是所有的多巴胺都能回到细胞中重新使用,这让患者可能很难感受到奖赏快感。更糟糕的是,可卡因等物质完全阻断DAT,阻止所有多巴胺返回细胞。

这意味着神经细胞将继续需要更多的可卡因,直到没有更多的可卡因为止。于是,你开始感到沮丧。


寻找新物质

这项新的研究为研究人员和制药公司提供了新的知识,让人们知道DAT是如何工作的,也可以让我们探索如何调节蛋白质的活性,而不是阻断它。

然而,尽管研究DAT在大脑环境中的分子功能是一件非常困难的事情,但是也不是不可能的——研究人员将DAT插入到“人造”细胞中,使其能够控制细胞内外的所有过程。

Claus Juul Løland 解释说:“这使我们能够将DAT的工作与所有其他生物过程的干扰隔开。”图片

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