Subtilus nedidelio neuronų pogrupio aktyvavimas viename smegenų regione gali padaryti pelių patinus atsparesnius žalingam lėtinio streso poveikiui ir netgi pakeisti jį. Tas pats pasakytina ir apie pelių pateles, bet visiškai kitame smegenų regione.
Penn State mokslininkai pranešė apie šias išvadas dviejuose žurnale paskelbtuose tyrimuose Molekulinė psichiatrija ir teigė, kad rezultatai gali padėti paaiškinti tam tikrų antidepresantų veiksmingumą arba jo trūkumą ir padėti kurti naujus vaistus ir gydymo būdus.
Komanda sukūrė protokolą, skirtą nuolat aktyvuoti neuronus, gaminančius signalinę molekulę somatostatiną, kuris padeda reguliuoti keletą biologinių procesų tam tikruose pelių smegenų regionuose. Tyrėjai išsiaiškino, kad tai darant smegenų regione, vadinamame prelimbine žieve, pelių patinai tapo atsparūs stresui, tačiau pelių patelėms to padaryti nepavyko.
Tai darant ventraliniame hipokampe, visiškai atskirame smegenų regione, pelių patelės tapo atsparios, bet ne patinai. Atskirame tyrime komanda palygino genų, kurie yra aktyvūs atsparių ir neatsparių pelių prefrontalinėje žievėje prieš ir po streso, rinkinį, kad suprastų šių pokyčių molekulinius mechanizmus.
„Stresas yra pagrindinis psichikos sutrikimų, tokių kaip didelis depresinis sutrikimas ir potrauminis streso sutrikimas, pažeidžiamumą skatinantis veiksnys“, – sakė Bernhardas Lüscheris, Penn State biologijos, biochemijos ir molekulinės biologijos bei psichiatrijos profesorius ir tyrimo grupės vadovas.
„Panašiai kaip ir žmonėms, pelėms, patiriančioms stresą, atsiranda nerimo ir anhedonijos požymių, nesidomėjimo dalykais, kurie joms paprastai teikia malonumą, kai patiria pernelyg didelį ar kitaip nekontroliuojamą stresą. Nustatyta, kad neuronai, ekspresuojantys neuromediatorių somatostatiną, reguliuoja smegenų reakciją į streso, todėl norėjome išsiaiškinti, kodėl ir kaip tai veikia molekuliniu lygmeniu ir ar pelėms būdingi lyčių skirtumai, kurie galėtų paaiškinti lyties skirtumus žinomas pacientų pažeidžiamumas“.
Neuronai, išreiškiantys signalinę molekulę, somatostatiną, žinomus kaip somatostatino teigiami neuronai, yra GABAerginių neuronų pogrupis. Šie neuronai gamina neuromediatorių gama-aminosviesto rūgštį (GABA) ir paprastai laikomi nervų sistemos „stabdžiais“. Jie sulėtina nervų sistemos veiklą ir padeda išvengti netinkamo neuronų šaudymo.
„Ankstesniame tyrime parodėme, kad jei eksperimentiškai pašalinate GABA receptorius iš somatostatino teigiamų neuronų – iš esmės pašalinate stabdį nuo stabdžio, stabdžius tampa stipresni ir dėl to šie neuronai tampa aktyvesni – tai turi į antidepresantus panašus elgesys. pelėms“, – sakė Lüscheris. „Čia norėjome išsiaiškinti, ar galėtume nustatyti, kurie smegenų regionai tarpininkauja šiam poveikiui.”
Tyrėjai naudojo metodą, vadinamą „chemogenetika“, kad tiesiogiai ir selektyviai suaktyvintų somatostatinui teigiamus neuronus tam tikruose normalių pelių smegenų regionuose. Jie sutelkė dėmesį į prelimbinę žievę ir hipokampą, kurie, kaip žinoma, yra labai pažeidžiami streso.
„Mes nustebome, kad mūsų chemogenetinių manipuliacijų poveikis dviejuose smegenų regionuose buvo griežtai priklausomas nuo lyties“, – sakė Lüscheris. „Yra daug įrodymų, kad žmonėms yra ryškūs lyčių skirtumai dėl pažeidžiamumo depresijai, nors mes gydome vienodai vyrus ir moteris, o gydymas yra panašus, nes atrodo, kad antidepresantai plačiai veikia visas smegenis.”
Antrajame tyrime mokslininkai pakartotinai panaudojo pelės modelį iš savo ankstesnio tyrimo, kurio metu GABA receptoriai buvo pašalinti iš somatostatino neuronų, kad apibūdintų visą genų rinkinį – žinomą kaip transkriptas – išreikštą medialinėje prefrontalinėje žievėje – didesniame smegenų regione, kurį sudaro. priešlimbinė žievė – pelių patinų, atsparių stresui ir neatsparių pelių.
Jie ištyrė abiejų tipų pelių genus įtemptose ir be įtampos būsenose ir nustatė, kad genų ekspresijos pokyčiai nepatirtų stresui atsparių pelių patinų prefrontalinėje žievėje atrodė panašiai kaip stresą patiriančių neatsparių pelių patinų. Taip pat buvo tiesa: genų ekspresijos pokyčiai stresui atspariose pelėse buvo panašūs į nepatirtas ir neatsparias peles.
Stresui atsparios pelės taip pat parodė patobulinto genų vertimo į baltymus požymių. Priešingai nei patinų, pelių patelių prefrontalinė žievė neparodė jokių genų ekspresijos pokyčių, kurie paaiškintų atsparumą.
„Faktas, kad genų ekspresija nepatirtose stresui atspariose pelėse yra panaši į streso poveikį, yra intriguojantis”, – sakė Lüscheris. „Tai rodo, kad tam tikras stresas gali sukelti ilgalaikius ir apsauginius pokyčius smegenyse, šiek tiek panašius į ekspozicijos terapiją. Bus įdomu pamatyti, ar panašių genų ekspresijos pokyčių, paaiškinančių atsparumą stresui, atsiranda pelių patelių hipokampe.”