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南加州大学的科学家开发出一种改变大脑活动和行为的方法 - 使用大脑自身的突触过程而不是精神药物。使用一种名为GFE3的蛋白质,研究人员能够专门针对抑制性和兴奋性蛋白质,并有效地“劫持”打开或关闭它们的自然过程,影响细胞记忆和行为。基于蛋白质的疗法对于各种其他疾病(如癌症)来说都是相对较新的,因此尚不清楚它能够在多大程度上取得进展。但这里潜力巨大。
由于它们的工作方式,基于蛋白质的疗法被认为是精神药物疗法的潜在进步。虽然蛋白质疗法针对特定细胞类型,但传统药物地毯会炸毁所有物质,降解和影响恰好接近问题的细胞。
神经生物学家Don Arnold @USCDornsife发现了一种改变记忆和行为的新方法 - 蛋白质:http://t.co/OtfAL5SWMq
- USC Research(@USC_Research)2016年6月22日
“任何这些基于蛋白质的治疗方法的最大问题在于,很难将这些基因植入人体,”南加州大学多恩菲斯文学,艺术与科学学院生物科学教授唐纳德·B·阿诺德研究的主要作者,告诉 逆 。 “因此,如果有人想出一种将病毒放入人类大脑的安全方法,那么你可以开始谈论这种治疗方法。但这只是基因治疗的问题。话虽这么说,这件事干得很干净,没有任何副作用。对于一般问题是激发和抑制不平衡的疾病,这是一种非常精确的工具,只能进入并击中您想要击中的细胞,并且可以向上或向下拨打抑制和激励。
这项研究的作者首先开发了“手指” - 特别是突触附着的部分 - 超过五年前,并且一直致力于附着第二种成分,E3连接酶,这是使蛋白质降解的原因,过去两年左右。
阿诺德和他的同事现在将专注于与研究大脑电路的科学家合作;他们对实际产生他们从这些特定细胞中看到的活动模式感兴趣。例如,雄性小鼠可以通过将它放在另一只雄性小鼠附近而变得具有攻击性 - 那么抑制在这方面发挥了什么作用呢?答案一直很复杂,因为结果可能包括难以区分兴奋反馈回路的正抑制反馈回路。但这种新疗法使研究人员能够针对特定细胞并剔除该网络,切断电路图中的导线,可以说,并揭示实际的布线模式。
该论文还产生了另一个相当令人惊讶的结果:研究人员能够摆脱抑制性突触,但当他们停止蛋白质的表达时,突触又重新生长。蛋白质不会降解目标;它降低了自己。这是一个非常有趣的现象,它引发了进一步的研究问题:细胞如何知道它缺少抑制性突触?把它们放回去的机制是什么?
激发和抑制的平衡 - 或者更确切地说,不平衡 - 是自闭症,精神分裂症,癫痫,成瘾等疾病的关键 - 细胞无法弄清楚它需要更多抑制的任何事情。因此,理解细胞如何决定它的抑制作用是非常重要的,这对于这些领域的研究非常重要,而且目前鲜为人知。
这个新系统非常强大,甚至可以在大脑快节奏的细胞更新过程中幸存下来。神经元不会翻身 - 我们有生命的东西 - 但蛋白质呢。你的大脑的蛋白质不断被创造和降解,并且在每周左右结束时,它包含与前一周完全不同的分子。
“操纵这个系统有很大的潜力,”阿诺德说。 “当这一天到来并且他们开发出一种安全的方式将它放入人体中时,它就会随时可以滚动。”