도파민 신경전달물질의 새로운 연구

뇌의 많은 화학 메신저 중에서 신경전달물질인 도파민 만큼 두드러지지 않습니다. 사랑, 즐거움, 동기 부여 등과 관련하여 도파민 신호 전달은 뇌의 보상 시스템에서 핵심적인 역할을 합니다. 또한 활동제어, 학습 및 메모리와 같은 프로세스에 매우 중요합니다.  파킨슨 병, 정신 분열병 및 중독을 비롯한 많은 장애들이 도파민 신경 세포의 기능 장애와 관련되어 있습니다. 뇌에서 도파민의 중요성 때문에 연구자들은 수십 년 동안 신경 전달 물질을 연구하여 그 활동을 이해하는데 큰 진전을 가져왔습니다. 

그러나 건강한 도파민 세포가 신경 전달 물질을 방출하기 위해 사용하는 메커니즘에 대해서는 덜 알려져 있는데, 이는 도파민 관련 질환의 범위에 대한 치료법을 개발의 능력이 제한되어 있었습니다. 하버드 의대의 연구진은 뇌에서 도파민의 정확한 분비를 담당하는 분자 기계를 처음으로 밝혀냈습니다.  Cell에 온라인으로 게재 된 이 연구 결과는 도파민을 생성하는 뉴런에서 신경 세포가 뇌에서 신호를 전달하는 방법에 대한 현재 모델에 반하는 빠르고 공간적으로 정확한 방식으로 도파민을 방출하는 특수 부위를 확인합니다 . 

도파민 시스템은 많은 질병에서 필수적인 역할을하지만 건강한 도파민 뉴런이 신경 전달 물질을 어떻게 방출하는지에 대한 근본적인 질문을하는 연구는 적었습니다.   실험실에서의 도파민에 대한 더 나은 이해는 도파민 신호 전달이 장기간에 걸리는 장애를 치료하는 능력에 엄청난 영향을 미칠 수 있습니다. 도파민 연구는 뉴런이 도파민을 섭취하기 위해 사용하는 단백질 수용체와 기능 장애를 주로 중심으로 한다고  말합니다. 신경 전달 물질의 중요성에도 불구하고 정상적인 상황에서 뇌에서 어떻게 방출되는지에 대한 연구는 제한적이라고 덧붙였습니다. 

도파민 분비를 담당하는 분자 기계를 밝히기 위해  운동과 보상을 찾는 신경 회로에 관여하는 중뇌에서 도파민 생성 뉴런에 초점을 맞추었습니다. 처음에는 활성화 된 영역을 찾았습니다 - 시냅스에 위치한 특수한 신경 전달 물질 방출 사이트는 한 뉴런과 다른 뉴런을 연결합니다. 연구진은 도파민 뉴런이 투영 된 뇌의 영상을 초해 상 현미경으로 관찰하여 도파민 뉴런이 활성 영역의 존재를 나타내는 단백질을 함유하고 있음을 발견했습니다. 이 영역은 뉴런이 빠른 시냅스 전송에 관여할 수 있음을 나타내며, 신경전달물질 신호가 밀리 초 내에 한 뉴런에서 다른 뉴런으로 정확하게 전달됩니다. 이것은 이전에 소위 부피 전달에만 관여한다고 생각되었던 도파민 뉴런에서 빠른 활동 영역의 첫 번째 증거였습니다. 

신경전달물질이 비교적 넓은 영역의 뇌에 천천히 그리고 비특이적으로 신호를 보내는 과정입니다. 활성 영역은 다른 뉴런보다 낮은 농도의 도파민 뉴런에서 발견되었으며, 추가적인 실험은 신경 전달 물질이 어떻게 이들 부위에서 빠르게 분비되고 재 흡수되는지를 상세하게 밝혀 냈습니다.   연구 결과가 도파민에 대해 어떻게 생각 하는지를 바꿀 것이라고 생각합니다. 데이터는 도파민이 엄청난 공간 정밀도와 속도로 매우 특정한 위치에서 방출된다는 것을 제안하는 반면, 도파민은 천천히 그리고 무분별하게 분비되었다고 생각했습니다. 또 다른 일련의 실험에서, 연구자들은 유전 도구를 사용하여 여러 활성 영역 단백질을 삭제했습니다. 

특정 단백질인 RIM을 제거하면 마우스에서 도파민 분비를 거의 완전히 없앨 수 있습니다. RIM은 신경 정신병과 발달 장애를 포함한 다양한 질병에 연루되어있습니다. 그러나 다른 활성 존 단백질을 제거하는 것은 도파민 방출에 거의 또는 전혀 영향을 미치지 않아 도파민 분비가 독특한 특수 기계에 의존한다고 제안했습니다.  연구는 도파민 신호전달이 이전에 생각했던 것보다 훨씬 조직화되어 있음을 보여줍니다.  인간 유전학 연구에서 정신 분열병과 자폐증 스펙트럼 장애와 같은 질병과 관련된 활동 영역과 RIM이 도파민 신호전달의 열쇠임을 보여줬습니다.

새로 발견된 이러한 기전은 이러한 질환과 관련이 있으며 미래에 새로운 치료 전략으로 이어질 수있습니다.  현재 도파민 신호 전달에서의 역할과 이를 조작하는 방법에 대해 더 깊이 이해하기 위해이 활성 영역을 보다 자세히 조사하기 위해 노력하고 있습니다. 도파민 신호 전달계 전체를 배우는 데 많은 투자를 하고 있으며, 현재 대부분의 치료제는 과도한 도파민을 뇌에 공급하며, 활성화되지 않아야하는 과정을 활성화하기 때문에 부작용이 많습니다.   장기적인 희망은 도파민 분비만을 중재하는 단백질을 확인하는 것이라고  말합니다. 도파민의 방출을 조작함으로써 우리는 뇌에서 정상적인 신호전달을 보다 잘 재구성 할 수있을 것이라고 상상할 수 있습니다.