滲透蜘蛛叮咬和神經精神洞察力
雌性黑寡婦蜘蛛因其有毒咬傷和她在交配后在自己的伴侶上使用它的聲譽而臭名昭著。她的毒液含有l(wèi)atrotoxin,以及其他毒素,這是一種小蛋白質,多年來一直用于生物化學研究,以研究細胞信號和神經元中的神經遞質釋放。它將黑寡婦置于迷人網(wǎng)狀物的中心 - 將其神經毒素與注意力缺陷多動障礙(ADHD)聯(lián)系起來。
個體對血液毒素的易感性是由神經元表面的特定受體引起的。結合latrotoxin的主要受體稱為latrophilin(LPHN)。該受體屬于被稱為G蛋白偶聯(lián)受體的蛋白質超家族,其目前是制藥工業(yè)的激烈研究的主題。到目前為止已經鑒定出三種LPHN-LPHN1,2和3-并且各自具有不同的組織分布,但是它們與黑寡婦毒液中的毒素結合的能力相似。
當latrotoxin與細胞表面的latrophilin結合時,會發(fā)生兩件事。毒素使用受體作為錨,將自身插入細胞膜,打開通道,使大量鈣進入細胞。結果,神經遞質從細胞中不受控制地釋放,這是導致毒素的影響的原因。毒液也起到神經末端的作用,以防止肌肉松弛,導致持續(xù),強烈和疼痛的收縮。
大多數(shù)人很少死于黑寡婦的咬傷,但小孩和老人可能會有生命危險的反應。盡管蜘蛛故事在那里結束,但生化和遺傳發(fā)現(xiàn)的故事卻進入了更加有趣的領域。
2010年2月,國家人類基因組研究所(NHGRI)醫(yī)學遺傳學研究所的研究人員參與了LPHN3基因的一種常見變異的發(fā)現(xiàn),該變異賦予ADHD易感性。常見的神經精神疾病影響全世界8%至12%的兒童,60%的兒童癥狀持續(xù)到成年期。在初步研究中,研究人員發(fā)現(xiàn),如果控制賦予ADHD易感性的LPHN3基因變異的影響,一般人群中ADHD的發(fā)病率將降低約9%。
2010年11月,NHGRI小組發(fā)表了一篇文章,回顧了科學家們對LPHN及其對精神疾病的影響所學到的知識,再次引起了人們對LPHN3基因變異與ADHD 之間關聯(lián)的關注。該文章刊登在美國醫(yī)學遺傳學雜志B部分:神經精神遺傳學上,并將很快出現(xiàn)在期刊的印刷版中。
在評論文章中,NHGRI研究人員指出,LPHN3具有特定的腦特異性分布和參與大腦活動,是開發(fā)新藥治療ADHD的潛在目標。
“如果我們能夠識別LPHN3蛋白質中影響其在ADHD患者中的功能的突變,那么我們將有一個很有希望的藥物開發(fā)候選藥物,”NHRII醫(yī)學遺傳學分部的生物化學家Ariel Martinez說道。評論文章。
在評論文章中提到的大鼠研究表明,不同的器官組織以可辨別的分布產生各種LPHN的水平。LPHN1主要在大腦中產生,但在大多數(shù)其他組織中產生較低水平。LPHN2主要存在于腦外,尤其是肝臟和肺部。LPHN3僅在大腦中可檢測到。作者引用的另一項動物研究發(fā)現(xiàn),缺乏LPHN1的小鼠對其后代表現(xiàn)不佳,這表明LPHN1缺乏對大腦功能的影響不大于一些行為。
他們自己對人體組織進行的研究對大腦中產生不同水平的LPHN3的部分提供了更高的特異性,其中大腦結構如杏仁核,小腦和前額葉皮質水平較高,胼call體水平較低,海馬和枕骨,額葉和顳葉。當ADHD通常出現(xiàn)時,這些數(shù)據(jù)強烈暗示LPHN3在兒童時期的大腦發(fā)育中。
“ 對多巴胺系統(tǒng)中涉及的大腦結構中存在高水平的LPHN3并非巧合,這是受ADHD患者影響的因素,”Martinez解釋說。“ LPHN3在ADHD和其他神經發(fā)育障礙的研究中似乎是一個很有希望的基因。”
在他們的評論文章中,NHGRI研究人員討論了與ADHD相關的LPHN3變異的二次影響,這是一種增加的物質使用障礙的風險。在ADHD持續(xù)到成年期的受試者中,這種繼發(fā)性行為障礙的終身風險約為50%。研究人員將在即將發(fā)表的文章中深入分析LPHN3變體的作用以及物質使用障礙和破壞性行為的風險。
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