熱遺伝学は超音波でマウスをねじるのを助けました

熱遺伝学は超音波でマウスをねじるのを助けました
熱遺伝学は超音波でマウスをねじるのを助けました
Anonim
Image
Image

マウスの脳におけるTRPV1発現の免疫蛍光分析

アメリカの科学者は、集束超音波を使用して深部ニューロンを刺激する方法を開発しました。イオンチャネルは、熱の影響下で開閉することができるマウスの線条体ニューロンに配信されました。脳のこの領域を超音波刺激した後、マウスは所定の位置で回転しました。この研究はBrainStimulationに掲載されています。

最近、私たちは光遺伝学の新しい進歩について話しました:盲目の患者は部分的に視力を回復しました。このために、感光性イオンチャネルが網膜に送達され、網膜が活性化されました。この方法は、網膜の細胞だけでなく、脳のニューロンも制御するために使用できます。科学者たちは、光遺伝学を使用して、これまでのところマウスでのみ、アルツハイマー病の初期の兆候を治療しようと試みてきました。動物は最近の経験を最新に保つことができませんでした(アルツハイマー病の人もそうではありませんでした)。ニューロンにレーザーを作用させた後、マウスは最近の経験を再び思い出すことができました。

光遺伝学に近い分野である熱遺伝学は、TRPファミリーの感熱チャネルを使用して行動します。特定の温度で、これらのチャネルはイオンを通過し始め、それらが配置されているニューロンを活性化します。数年前、私たちはロシアの科学者の成功について書きました。彼らは、赤外線レーザーを使用して単一ニューロンを効率的に発射する技術を開発しました。実験では、科学者たちは熱と伝導に対する感受性が高まったヘビのTRPA1タンパク質を使用しました。新しい方法の出現は、非侵襲的な方法で神経疾患を治療するのに役立つため、大きな関心を呼んでいます。研究者たちは、脳の深部ニューロンに作用するという任務を負っていました。これは集束超音波によって達成することができます:それは下にある組織に深く浸透するだけでなく、ニューロンが局所的に活性化されることも可能にします。

セントルイスのワシントン大学のHongChenらは、超音波を使用して脳の深部のニューロンを刺激する方法を開発することを決定しました。これを行うために、科学者は感熱チャネルTRPV1をニューロンに送達しました。その活性化温度は摂氏42度です。それは体温とあまり変わらないので、体に害を与えることなくチャネルを活性化することができます。神経細胞の活性化がチャネルを刺激することによって達成できるかどうかを確認するために、科学者は、脳の半分の線条体にイオンチャネルを送達するためにアデノウイルスベクターを導入しました。このようにして、彼らは大脳基底核を活性化し、マウスを動かしたかったのです。

集束超音波の線条体への曝露は、マウスを一箇所で回転させたが、感熱チャネルがなかった脳の他の半分の刺激は運動活動を誘発しなかった(p <0.001)。科学者たちはニューロンの形態を分析し、刺激中にニューロンも周囲の脳組織も損傷を受けていないことを確認しました。

Image
Image

無傷のニューロンとTRPV1を含むニューロンに対する超音波の効果の比較

研究者によって開発されたニューロンを刺激する方法は、その有効性と安全性を示しており、科学者はそれに対して大きな期待を寄せています。脳の機能の研究だけでなく、神経疾患の非侵襲的治療にも役立ちます。

研究者は長い間超音波を使用してニューロンを刺激してきましたが、感熱チャネルをニューロンに送達することはありませんでした。アメリカの科学者は、サルの前頭動眼神経野に超音波を適用し、動物が視野の反対側の半分に現れる視覚物体を選択したが、刺激がない場合、その選択が刺激の出現順序を決定することを発見した。

トピックによって人気があります