Nature：挑戰經典教條，疾病病因有新說

　　科學家們可能已經發現了為何標準的帕金森氏病治療常常只在有限時間內有效的原因。他們的研究有可能促進更深入地了解從藥物成癮到抑郁癥等許多腦疾病，這些疾病共享了某些參與調解大腦活動的信號分子。

　　由哈佛大學醫學院神經生物學教授Bernardo Sabatini領導的研究小組利用小鼠模型研究了紋狀體(與運動和學習有關的大腦區域)中的多巴胺神經元。在人體，這些神經元釋放一種稱作多巴胺的神經遞質，使得我們能夠行走、說話、甚至在鍵盤上打字。當這些細胞死亡之時(帕金森氏病患者正是這種情況)，人們發起運動的能力也隨之喪失。當前的帕金森氏病藥物是多巴胺前體，可在隨后被大腦中的細胞轉化成多巴胺。

　　多巴胺缺乏的另一面是多巴胺過度興奮。海洛因、可卡因和安非他明可激活或模擬多巴胺神經元，最終增強吸毒的獲得性獎賞(learned reward)。其他的疾病例如強迫癥、多動穢語綜合征、甚至精神分裂癥也與多巴胺的錯誤調控有關。

　　在10月11日的《自然》(Nature)雜志上，Sabatini和共同作者Nicolas Tritsch、Jun Ding報告稱中腦多巴胺神經元不僅釋放了多巴胺，還釋放了另一種稱作γ-氨基丁酸(GABA)的神經遞質降低了神經元的活動。過去從未有人懷疑GABA 的存在可以解釋為何恢復多巴胺只能最初改善帕金森氏病患者但最終失效的原因。如果生成GABA的相同細胞還生成了其他的神經遞質，例如抑郁癥相關的血清素，那么相似的單焦點(single-focus)治療也可能因相同的原因不成功。

　　“如果我們在小鼠中的發現也適用于人類，那么多巴胺僅僅是故事的一半，”Sabatini說。

　　在Sabatini實驗室這一令人驚訝的GABA故事是以一系列旨在了解細胞釋放多巴胺時發生事件的實驗作為開始。科學家們利用了光遺傳學技術。在實驗室培養皿中，研究人員檢測了來自工程操作小鼠的腦組織以顯示多巴胺神經元活性。通常在這樣的實驗中，其他的神經遞質會被阻斷以突顯多巴胺，然而 Sabatini實驗室博士后工作人員Tritsch相反決定盡可能地維持細胞的自然狀態。

　　當Tritsch激活多巴胺神經元并檢測它們對于紋狀體神經元的影響時，他理所當然地預期會觀察到多巴胺釋放的效應。然而，相反他卻看到紋狀體神經元快速抑制，這表明另一種神經遞質(結果表明是快動GABA)在起作用。這是如此的不同尋常以致研究小組發起了一系列的實驗證實這些多巴胺神經元正在直接釋放GABA。

　　一種檢測GABA的標準方法就是尋找囊泡GABA 轉運體(vesicular GABA transporter，VGAT )，這種蛋白可包裝并運送GABA到神經遞質囊泡。科學家們在小鼠中沉默了生成VAGT的基因，發現即便是在沒有VGAT的情況下多巴胺神經元也釋放 GABA。

　　研究人員隨后檢測了其他的轉運體，將焦點集中于運送多巴胺和其他各種神經遞質的轉運體上。由于他們尚不了解的原因，囊泡單胺轉運體也往復運送了GABA.

　　Sabatini 說：“其重要性在于每種通過靶向囊泡單胺轉運體來對準多巴胺的操作同時也改變了GABA。只是沒有人注意到它。在我們的每一個帕金森氏病模型中喪失多巴胺的實際上也喪失了GABA。因此我們現在真的不得不回顧思考：這些效應中有哪些是由于GABA喪失，哪些是由于多巴胺喪失所致?

　　舊金山萊斯頓神經疾病研究所助理研究人員Anatol Kreitzer(未參與該研究)認為這些研究結果是極不尋常的。

　　Kreitzer說：“這是完全出乎意料之外的。在分子水平上，沒有人真的預計到多巴胺神經元正在釋放大量的GABA。在功能水平上，這一大腦可塑性的重要調控子，對于帕金森氏病、學習和獎賞、其他精神疾病至關重要的多巴胺神經元也釋放了GABA，是非常令人驚訝的。這向我們提出了一個問題：GABA有什么功能?”

　　GABA可非常快速地改變細胞的電子態(electrical state)，讓它們不那么容易興奮從而抑制它們的活性。Sabatini想知道多巴胺神經元GABA喪失是否能夠解釋這些神經元慢性損失后有時會看到過度興奮的原因。

　　下一個挑戰將是探討是否其他表達囊泡單胺轉運體的神經元除如血清素和去甲腎上腺素等其他神經遞質之外也釋放了GABA。

　　“這些研究結果突現了我們確實對于大腦中細胞身份的最基本特征知之甚少，”Sabatini說。