大脑区域与药物滥用映射的新地图

在工作的系统生物学的进步,伯明翰阿拉巴马大学研究人员已经确定了16种不同的细胞群在一个复杂的中脑腹侧被盖区,区域或区域。

腹侧被盖区多巴胺神经传递的角色最重要的是参与reward-directed行为。物质使用障碍涉及这些奖赏回路的失调,导致重复药瘾尽管不良后果。其中包括100000多名吸毒过量死亡最近一年在美国。腹侧被盖区在其他神经精神障碍也有作用。

因此,扩大知识,它的功能是首先解释物质使用障碍的机制涉及毒品如可卡因,酒精,阿片类药物和尼古丁,或精神疾病如精神分裂症和注意缺陷多动,或多动症。

多巴胺是一种神经传递素使用的大脑神经细胞间的化学信使发送信号。在数十年的研究都集中在腹侧被盖区多巴胺能神经传递,也有大量的证据的重要性,另外两个在腹侧被盖区神经递质作用犒赏行为- GABA和谷氨酸。也有证据表明“组合”神经元,可以合成并释放多种神经递质。这些建议一个附加层VTA神经元细胞和突触功能的复杂性。

系统生物学的科学分类,它通常指的是生物分类对于自然的关系。UAB研究VTA分类细胞群扩展和深化以前的工作在不同的细胞类型在腹侧被盖区,提供一个起点破译这些细胞之间的关系和他们的广泛的连接到大脑的其他区域。的研究发表在细胞的报道,由co-first作者罗伯特·菲利普三世和詹妮弗·j·黑墨,博士,和相应的作者杰里米·j·天,博士。

16个不同的细胞群被确定后基因表达的差异single-nucleus RNA序列的21600个细胞大鼠VTA,创建一个可搜索的在线地图集的腹侧被盖区。老鼠是奖励和物质使用研究的主要模型。这种公正的方法,与先前的研究,选择一些细胞的RNA序列子集——是用来创建最大和最全面的单细胞转录组分析只关注VTA神经元的组成和分子结构。

尽管众所周知,腹侧被盖区是由不同种类的细胞类型,UAB atlas扩展这些研究在几个关键方面。

“例如,先前的单细胞测序研究进行了只在老鼠大脑和主要依赖测序的一个子集fluorescence-activated sorting-isolated中脑多巴胺能细胞的数量,而不是抽样VTA神经元细胞类型,“天说道。“值得注意的是,我们的测序数据集只关注区域分区,不同于其他的研究都集中在汇集从小鼠黑质细胞和分泌或一个子集的荧光标记的细胞一般中脑区域。”

16个不同的细胞群包括经典的多巴胺能神经元,三个子集glutamatergic神经元和三个子集的gaba ergic神经元,以及其他九个细胞类型,包括星形胶质细胞和神经胶质细胞。

UAB的研究人员还发现了子集后神经元细胞,四类可能代表神经元组合神经递质释放的能力。他们还发现了选择性基因标记的经典定义的多巴胺神经元和神经元组合。针对不同的选择性标记允许病毒VTA子类的功能研究。

研究人员还研究了类阿片神经肽及其受体,对风险和确定pan-neuronal增加表达基因与精神分裂症相关,“开始吸烟,以及浓缩多动症的风险基因在两个glutamatergic神经元数量。

参考:菲利普斯RA,黑墨JJ,黑色SL, et al。阿特拉斯的转录定义细胞群鼠的腹侧被盖区。细胞的报道。2022年,39 (1)。doi:10.1016 / j.celrep.2022.110616

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