Cell發布光遺傳學重要成果

　　發布在《細胞》（Cell）雜志上的一項新研究，揭示了最神秘的一個大腦區域的秘密。來自Gladstone研究所的科學家們發現了一個控制行走的特異神經回路，并證實在帕金森病中這一神經回路的信號輸入遭到了破壞。

　　行走是帕金森病患者面對的一個重大挑戰。帕金森病是由于基底神經節（BG）中一種重要的神經化學物質多巴胺耗竭所引起。BG是與許多基本行為如運動、學習、獎賞和動機相關的一個大腦區域。在帕金森病中，BG內的兩條信號通路：直接（go）信號通路與間接（stop）信號通路之間失去了平衡。通常，這些信號通路會完美地協同作用控制運動，但在帕金森病中stop信號通路壓倒了go信號通路，使得難以執行運動。然而，直到現在人們仍不清楚造成這兩條信號通路之間失衡的機制。

　　在新研究中，科學家們發現來自BG的go和stop信號通路通過調控腦干中的一組神經細胞控制了運動。研究人員發現，go信號通路選擇性激活了腦干中釋放神經化學物質谷氨酸的一類神經元，這些神經元負責觸發了運動。

　　光遺傳學是一項利用光線來激活或抑制大腦中選擇細胞的技術，科學家們利用這一創新的研究工具刺激了在微型跑步機上跑動的小鼠的go或stop信號通路，同時記錄了腦干中的神經活動。他們發現go信號通路選擇性激活了谷氨酸能神經元，導致了小鼠移動，而stop信號通路抑制了這些神經元，使得小鼠停止運動。

　　Gladstone研究所助理研究員Anatol Kreitzer博士實驗室研究生Tom Roseberry說：“這是第一次我們證實了go和stop信號通路調控了運動。我們闡明了基底神經節與控制運動的腦干之間非常精細的一種聯系。”

　　值得注意地是，研究人員發現腦干神經元可以控制來自BG的信號，也就是說，如果谷氨酸能神經元被開啟，即便激活stop信號通路動物也能移動。

　　Kreitzer說：“為了了解在帕金森病中行走能力尤其遭到破壞的原因，我們需要繪制出控制運動的神經回路圖。我們的研究表明，在腦干中有一組特定的神經元是啟動運動的必要及充分條件。這一研究發現為找到新的治療靶點幫助帕金森患者更容易地行走打開了大門。”

　　帕金森病（PD）是中老年人常見的中樞神經系統變性疾病。其主要病理改變為中腦黑質致密部多巴胺（DA）能神經元進行性變性丟失，紋狀體區多巴胺含量減少，以及殘存的多巴胺能神經元內形成以α-突觸共核蛋白（α-Syn）為主要成分的嗜酸性包涵體——路易小體（LB）。該病起病緩慢，呈慢性進行性發展，以靜止性震顫、肌強直、運動減少和姿勢步態異常為主要表現。隨著全球老齡化的加劇，患病率日趨增多，帕金森病已成為世界各國研究的熱點和難點問題。

　　由布法羅大學Jacobs醫學與生物醫學科學學院生理學與生物物理學系教授馮健領導的研究小組，找到了一種方法促進皮膚細胞轉化為多巴胺神經元。他們確定了發生這一細胞轉化的一個關鍵障礙，并找到了一種方法來克服它。同時，研究人員說這一研究發現還將產生深遠的影響，改變科學家們利用所有細胞開展研究工作的方式。

　　來自上海交通大學醫學院、美國凱斯西儲大學等處的研究人員證實，帕金森病相關突變VPS35通過回收利用DLP1復合物導致了線粒體功能障礙。這一重要的研究發現發布在2015年11月30日的Nature Medicine雜志上。

　　丹麥哥本哈根大學的一個研究小組發現，非遺傳性的帕金森病有可能是由于免疫調控基因IFNβ功能改變所引起。在一個帕金森病實驗模型中IFNβ基因治療成功阻止了神經元死亡和疾病的影響。這些研究結果發布在著名的科學雜志《細胞》（Cell）上。