Terwijl het neurotransmitterglutamaat de belangrijkste prikkelende boodschapper in de hersenen is, is de neurotransmitter GABA de belangrijkste remmende boodschapper, die signalen verzenden die opwinding en bezorgdheid verminderen. Twee andere neurotransmitters, dopamine en serotonine, moduleren de activiteit van neurale kringen om stemming, slaap en andere aspecten van gedrag te beïnvloeden.

De wetenschappers hebben verscheidene jaren over twee blaren vormende glutamaatvervoerders, VGLUT1 en VGLUT2 gekend. Zoals worden voorspeld, worden zij uitgedrukt op zenuwcellen die glutamaat vrijgeven. Meer onlangs, hebben de wetenschappers VGLUT3 geïdentificeerd. Aan hun verrassing, hebben zij ontdekt dat VGLUT3 hoofdzakelijk door zenuwcellen die GABA, serotonine en acetylcholine vrijgeven, een andere neurotransmitter wordt uitgedrukt. VGLUT3 wordt ook vrijgegeven in sommige niet-zenuwcellen, in weefsels buiten de hersenen. Deze bevindingen leidden wetenschappers tot verdachte dat VGLUT3 één of andere functie buiten neurotransmissie zou kunnen steunen.

In de huidige die studie, in 24 Januari, de kwestie van 2008 wordt gepubliceerd van „Neuron,“ die het team onderzocht de rol van VGLUT3 in muizen genetisch wordt gebouwd om de vervoerder niet te hebben. Het effect was dramatisch.

„De muizen die de vervoerder niet hebben zijn volledig doof van geboorte,“ zegt de hogere auteur van de studie, Robert Edwards, M.D., professor van neurologie en fysiologie bij Universiteit van Californië, San Francisco. „Bovendien, hadden zij significante beslagleggingen.“

Aangezien het gen dat VGLUT3 codeert gekend is om opeenvolgingsvariaties in mensen te hebben, is het mogelijk dat deze of andere variaties de onderliggende oorzaak van doofheid of epilepsie in mensen, volgens de onderzoekers kunnen zijn. Zij plannen aan het scherm mensen met deze voorwaarden voor variaties in het gen vglut3, zeggen de eerste auteur van de studie, Rebecca Seal, Doctoraat, een post-doctorale kameraad in het laboratorium Edwards

Bovendien omdat de muizen in de studie de proteïne in alle cellen niet hadden die het normaal zouden maken, is het team van plan om een „voorwaardelijk knockout te maken,“ waarin het gen slechts in specifieke types van zenuwcellen buiten werking wordt gesteld. Dit zal openbaren welke zenuwcellen die Vglut3- rekening voor een bepaalde hersenenfunctie uitdrukken.

In het begin van de studie, wist het team dat VGLUT3 tijdens hersenenontwikkeling door een bevolking van remmende neuronen GABAergic in de hersenstamweg werd uitgedrukt die informatie over geluid doorgeeft. Zij verdachten dat de afwezigheid van VGLUT3 -- welke de versie van het prikkelende glutamaat zou toestaan -- een subtiel tekort in correcte localisatie zou kunnen veroorzaken. In plaats daarvan, waren de dieren volledig doof.

De verklaring, leerden zij, was dat VGLUT3 tot de versie van glutamaat op een zeer belangrijk punt in de productie van geluid bijdraagt. Het blijkt dat de binnenhaarcellen van het slakkehuis, die gekend zijn om de auditieve input om te zetten, of signaal, in glutamaatversie, uitdrukkelijke VGLUT3, en de vervoerder tot de versie van glutamaat op het eerste neuron in de weg bijdraagt die geluid in de hersenen draagt. Zonder VGLUT3, wordt geen glutamaat vrijgegeven bij die synaps.

De wetenschappers wisten ook van bij het begin dat VGLUT3 door een ondergroep van neuronen in het zeepaardje en de schors wordt uitgedrukt die gekend zijn om de remmende zender GABA vrij te geven. De aanwezigheid van VGLUT3 stelde voor dat deze neuronen het prikkelende glutamaat ook zouden kunnen vrijgeven. Aangezien de remmende neuronen tot een waaier van schommelingen in ingevingactiviteit bijdragen, stelde het team een hypothese op dat de verstoring van deze systemen ingevingactiviteit in de schors zou kunnen beïnvloeden.

In feite, openbaarde een EEG (elektro-encefalograaf) dat alle muizen beslagleggingen hadden, en zelfs wanneer zij geen volledige geblazen aanvallen hadden hadden zij abnormale elektrodielossingen in de hersenen, als „epilepiform“ activiteit worden bekend. Verrassend, de beslagleggingen -- welke laatste tot twee minuten -- werden begeleid door weinig of geen verandering in gedrag.

Het team is van plan om jonge patiënten met erfelijke of vroeg-beginepilepsie te onderzoeken om te zien of hebben zij veranderingen in deze proteïne, zegt Edwards.

Aangezien VGLUT3 voor vrij subtiele die aspecten van gedrag niet gemakkelijk kan worden vereist in een muis worden onthuld, zouden de onderzoekers ook menselijke patiënten, volgens Edwards identificeren en willen bestuderen. Het neuromodulatory effect van glutamaatversie door serotonineneuronen, zegt hij, kan gemakkelijker zijn om in mensen te ontdekken.

„Als wij patiënten vonden niet hebbend VGLUT3,“ hij zegt, „wij konden het psychologische testen uitvoeren, die ons beurtelings een idee zou geven waarom de meeste serotonineneuronen ook glutamaat vrijgeven.

„Dit is een geval van een model muis die ons leiden tot patiënten, die, beurtelings, extra functionele rollen voor glutamaat zullen voorstellen dat wij in de muis kunnen testen. De resultaten zullen ons helpen om basishersenenfunctie te begrijpen en hoe het in ziekte.“ scheef gaat

Andere medeauteurs van de studie waren Omar Akil, Afdeling UCSF van Otorinolaryngologie; Eunyoung Yi, de School van Johns Hopkins van Geneeskunde; Christopher M. Weber, Afdeling UCSF van Otorinolaryngologie; De Toelage van Lisa, de School van Johns Hopkins van Geneeskunde; Jong Yoo, School Baylor van Geneeskunde; Amanda Clause, Universiteit van Pittsburgh; Karl Kandler, Universiteit van Pittsburgh; Jeffrey L. Noebels, School Baylor van Geneeskunde; Elisabeth Glowatzki, de School van Johns Hopkins van Geneeskunde; en Lawrence R. Lustig, Afdeling UCSF van Otorinolaryngologie.

De studie werd gefinancierd door de Nationale Alliantie voor Onderzoek naar Schizofrenie en Depressie en door verscheidene instituten van de Nationale Instituten van Gezondheid, met inbegrip van de instituten van Geestelijke Gezondheid, Neurologische Wanorde en Slag, de Gezondheid van het Kind en Menselijk Ontwikkeling en Druggebruik.

UCSF is een belangrijke universiteit gewijd aan wereldwijd het bevorderen van gezondheid door geavanceerd biomedisch onderzoek, gediplomeerd niveauonderwijs in de het levenswetenschappen en de gezondheidsberoepen, en de zorg van de voortreffelijkheidsintern verpleegde patiënt.