بیماری های عصبی مغز مانند زوال عقل، اوتیسم و اسکیزوفرنی اکنون یک مشکل اجتماعی در حال رشد است. با این وجود، مطالعات در مورد علت قطعی آنها هنوز کافی نیست. اخیراً، یک تیم تحقیقاتی مکانیزمی را شناسایی کرده است که در آن چنین بیماری های عصبی رخ می دهد، بنابراین معما را برای درمان آنها حل می کند.
در مورد بیماری های مغز و اعصاب، وقتی مسائلی بوجود می آیند که خاصیت سیناپسی را تغییر می دهند، مشکلاتی بوجود می آیند که تأثیر زیادی در رشد و تمایز سلول های عصبی دارد.
اطلاعات بین سلول های عصبی از طریق سیناپس ها منتقل می شود، جایی که فعالیت سیناپسی و ساختار سیناپسی به صورت پویا تغییر می یابد و با توجه به تحریکات، تنظیم می شود.
در طی این لحظه، عامل نوروتروفیک مشتق شده از مغز (BDNF) تأثیرات برجسته ای بر بقا و انعطاف پذیری سیناپسی سلول های عصبی دارد. هنگام عملکرد نامناسب، نه تنها در تبادل اطلاعات بین سلول های مغز تداخل ایجاد می کند، بلکه باعث از بین رفتن سلول های عصبی نیز می شود و منجر به اختلال یادگیری و حافظه می شود.
دانشمندان مکانیزمی را شناسایی کرده اند که عامل نوروتروفیک مشتق شده از مغز BDNF بیان گیرنده هایی را تنظیم می کند، که برای عملکرد سیناپسی سلول های عصبی مهم است.
سنتز گیرنده AMPA با افزایش واسطه عامل نوروتروفیک مشتق شده از مغز BDNF، افزایش می یابد. بنابراین، به طور موثری انتقال سیگنالینگ تحریکی را در سیناپس ها انجام می دهد.
گیرنده های AMPA گیرنده های کانال یونی هستند که اسید گلوتامیک روی آنها اثر می گذارد و مسئول سیگنال های عصبی تحریکی هستند.
برای قابلیت انعطاف پذیری سیناپسی، طبیعی است که گیرنده های AMPA با توجه به قدرت، مدت زمان و فرکانس تحریک عصبی، به صورت موضعی سنتز شده و به طور موثر در غشای پس سیناپسی جابجا شوند.
حضور mRNA گیرنده AMPA در دندریت ها از قبل شناخته شده بود، اما مکانیسم نحوه ترجمه این mRNA به پروتئین گیرنده تاکنون ناشناخته بود.
تایید شد که mRNA گیرنده AMPA، ایجاد شده توسط رونویسی از هسته، به دندریت ها منتقل می شود و در آنجا منتظر می ماند تا یک شبیه سازی برای تولید سریع پروتئین های گیرنده در پاسخ به محرک های مختلف اتفاق بیفتد.
به طور خاص، هنگامی که عامل نوروتروفیک مشتق شده از مغز BDNF سلول های عصبی را تحریک می کند، سنتز پروتئین های گیرنده AMPA تقویت می شود. این پروتئین ها به طور محلی در سیناپس ها سنتز می شوند و به طور موثر انتقال سیگنال عصبی را انجام می دهند.
“این یک مطالعه است که مکانیسم اصلی انعطاف پذیری سیناپسی را برای جلوگیری از اختلالات رشد مغز یا سلولهای عصبی مغز توضیح می دهد.”
“ما انتظار داریم که در آینده سرنخ های مهمی برای درمان بیماری های رو به رشد یا تخریب کننده مغز مانند اوتیسم و زوال عقل ارائه دهیم.”
برای اطلاعات بیشتر به مؤسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
Youngseob Jung et al, BDNF-induced local translation of GluA1 is regulated by HNRNP A2/B1, Science Advances (2020). DOI: 10.1126/sciadv.abd2163