Nat Neurosci：帕金森病神经环路解析，不同苍白球通路调节不同
来源：生物谷 2021-04-21 22:18
2021年4月21日 讯 /生物谷BIOON/ --帕金森病（PD）是全球患病率，致残率和死亡率增长最快的神经系统疾病。PD是一种神经退行性疾病，患者常常表现出多种运动和非运动症状，早期最明显的症状为颤抖、肢体僵硬、运动功能减退和步态异常，也可能有认知和行为障碍。随着疾病的进展，这些症状通常会发展并变得越来越严重。目前，PD的诊断仰赖病史和神经学检查，但脑部
2021年4月21日 讯 /生物谷BIOON/ --帕金森病（PD）是全球患病率，致残率和死亡率增长最快的神经系统疾病。PD是一种神经退行性疾病，患者常常表现出多种运动和非运动症状，早期最明显的症状为颤抖、肢体僵硬、运动功能减退和步态异常，也可能有认知和行为障碍。随着疾病的进展，这些症状通常会发展并变得越来越严重。
pixabay
以往研究表明，与PD相关的损伤可能与基底神经节的改变有关，基底神经节是大脑皮层下一大块灰质的总称，是调节多种运动和认知功能的大脑区域。然而，截止到目前为止，科学家们对不同的基底神经节回路的组织和功能仍然知之甚少。
近日，加利福尼亚大学圣地亚哥分校研究人员探索了外苍白球（GPe-PV）中表达小白蛋白神经元群体的功能性及其对不同PD相关行为的影响，为理解PD中不同行为异常相关的环路提供新的思路。研究结果发表在Nat Neurosci杂志上。
为了探索PD患者中观察到的非运动行为的神经基础，研究人员检查了正在完成逆向学习任务的小鼠。此类任务专门设计用于评估和衡量认知灵活性，即在思考不同事物或同时思考多个概念的能力。
研究人员通过特定的尖端纤维的光度法测量特定投射的活性并对该电路进行光遗传学/化学遗传学操作，并在解剖学上和功能上鉴定了外苍白球表达小白蛋白的神经元群体，并观察同苍白球通路的调节对PD不同症状的影响。
研究人员发现，投射到与运动控制相关的黑质网状部（SNr）的GPe-PV神经元（PVGPe-SNr）能够激活基底神经节的多种核团，而投射到与行为灵活性相关的束旁丘脑（PF）的GPe-PV神经元（PVGPe-PF）仅激活PF。这些发现凸显了PVGPe-SNr和PVGPe-P神经元具有不同的链接模式。
研究人员进一步发现，PVGPe-SNr和PVGPe-P神经元对运动和非运动症状的逐步发展起到关键作用。通过光遗传和化学遗传的方法验证PVGPe-SNr 和 PVGPe-PF 神经元在反转学习中的作用。在PD模型老鼠中使用光激活PVGPe-SNr 神经元会导致运动活动性的增加，而PVGPe-PF神经元会显著增强轻反转学习的表现。
研究人员表示，“PD是一种进行性神经退行性疾病，但尚未完全阐明在疾病发展的不同阶段表现出的不同症状涉及不同的大脑区域。我们的研究结果表明，有必要研究PD不同阶段的特定电路的适应性，以揭示特定阶段的疾病进展。未来，希望能为诊断和治疗PD不同阶段症状提供新的思路。”
原始出处
Varoth Lilascharoen.et al.Divergent pallidal pathways underlying distinct Parkinsonian behavioral deficits. Nature Neuroscience(2021). DOI: 10.1038/s41593-021-00810-y
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目前，PD的诊断仰赖病史和神经学检查，但脑部造影有时能排除其他症状相似的疾病。PD在早期诊断存在很大挑战，因为影响患者运动的最明显症状通常会在疾病后期开始显现。为了设计新的诊断工具和更有效的治疗策略，神经科学家们一直在尝试获得有关PD特异性的神经基础。
以往研究表明，与PD相关的损伤可能与基底神经节的改变有关，基底神经节是大脑皮层下一大块灰质的总称，是调节多种运动和认知功能的大脑区域。然而，截止到目前为止，科学家们对不同的基底神经节回路的组织和功能仍然知之甚少。
近日，加利福尼亚大学圣地亚哥分校研究人员探索了外苍白球（GPe-PV）中表达小白蛋白神经元群体的功能性及其对不同PD相关行为的影响，为理解PD中不同行为异常相关的环路提供新的思路。研究结果发表在Nat Neurosci杂志上。
为了探索PD患者中观察到的非运动行为的神经基础，研究人员检查了正在完成逆向学习任务的小鼠。此类任务专门设计用于评估和衡量认知灵活性，即在思考不同事物或同时思考多个概念的能力。
研究人员通过特定的尖端纤维的光度法测量特定投射的活性并对该电路进行光遗传学/化学遗传学操作，并在解剖学上和功能上鉴定了外苍白球表达小白蛋白的神经元群体，并观察同苍白球通路的调节对PD不同症状的影响。
研究人员发现，投射到与运动控制相关的黑质网状部（SNr）的GPe-PV神经元（PVGPe-SNr）能够激活基底神经节的多种核团，而投射到与行为灵活性相关的束旁丘脑（PF）的GPe-PV神经元（PVGPe-PF）仅激活PF。这些发现凸显了PVGPe-SNr和PVGPe-P神经元具有不同的链接模式。
PVGPe-SNr 和PVGPe-PF神经元群介导不同神经环路.
研究人员进一步发现，PVGPe-SNr和PVGPe-P神经元对运动和非运动症状的逐步发展起到关键作用。通过光遗传和化学遗传的方法验证PVGPe-SNr 和 PVGPe-PF 神经元在反转学习中的作用。在PD模型老鼠中使用光激活PVGPe-SNr 神经元会导致运动活动性的增加，而PVGPe-PF神经元会显著增强轻反转学习的表现。
PVGPe-SNr 和 PVGPe-PF 神经元在运动中活性的变化.
研究人员表示，“PD是一种进行性神经退行性疾病，但尚未完全阐明在疾病发展的不同阶段表现出的不同症状涉及不同的大脑区域。我们的研究结果表明，有必要研究PD不同阶段的特定电路的适应性，以揭示特定阶段的疾病进展。未来，希望能为诊断和治疗PD不同阶段症状提供新的思路。”
原始出处
Varoth Lilascharoen.et al.Divergent pallidal pathways underlying distinct Parkinsonian behavioral deficits. Nature Neuroscience(2021). DOI: 10.1038/s41593-021-00810-y
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