νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Πρόσφατα, ο Dong Chunyang, άμεσος απόφοιτος διδακτορικού από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Davis, και επί του παρόντος ασχολείται με μεταδιδακτορική έρευνα στο Πανεπιστήμιο Stanford, ανέπτυξε από κοινού έναν νέο γενετικά κωδικοποιημένο φθορίζοντα ανιχνευτή, ο οποίος παρέχει ένα καινοτόμο εργαλείο για τη μελέτη της δυναμικής των νευροπεπτιδίων.

Εικόνα |. Dong Chunyang (Πηγή: Dong Chunyang)

Σύμφωνα με αναφορές,Η βασική ιδέα αυτής της μελέτης είναι η σύντηξη φθοριζουσών πρωτεϊνών με υποδοχείς οπιοειδών και η αντανάκλαση της διαδικασίας δέσμευσης των πεπτιδίων οπιοειδών σε πραγματικό χρόνο μέσω αλλαγών στα σήματα φθορισμού που προκαλούνται από αλλαγές στη διαμόρφωση των υποδοχέων.

Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, ο Dong Chunyang και άλλοι σχεδίασαν αντίστοιχους ανιχνευτές φθορισμού κLight, δLight και μLight αντίστοιχα για τους τρεις κύριους υποτύπους υποδοχέων οπιοειδών - τον κ υποδοχέα, τον δ υποδοχέα και τον μ υποδοχέα.

Με αυτόν τον τρόπο, όχι μόνο μπορούν να διακριθούν διαφορετικοί τύποι οπιοειδών πεπτιδίων, αλλά μπορεί να επιτευχθεί ανίχνευση σήματος με υψηλή χωροχρονική ανάλυση σε επίπεδο ενός κυττάρου.

(Πηγή: Nature Neuroscience)

Μέσω της ανάπτυξης και της εφαρμογής νέων ανιχνευτών φθορισμού, αυτή η μελέτη στοχεύει να διερευνήσει σε βάθος τις λειτουργίες και τους ρυθμιστικούς μηχανισμούς του συστήματος πεπτιδίων οπιοειδών από πολλαπλά επίπεδα.

Αυτό όχι μόνο θα βοηθήσει τους ανθρώπους να κατανοήσουν τον ρόλο του συστήματος οπιοειδών στη συναισθηματική και παρακινητική συμπεριφορά, αλλά μπορεί επίσης να προσφέρει νέες γνώσεις για την κατανόηση και τη θεραπεία σχετικών ψυχικών ασθενειών.

Μελετώντας τις αλληλεπιδράσεις υποδοχέα-προσδέματος σε μοριακό επίπεδο, τη σηματοδότηση σε επίπεδο κυττάρων και κυκλώματος και τη λειτουργική ρύθμιση σε γενικό επίπεδο συμπεριφοράς, αυτό το επίτευγμα αναμένεται να φέρει επαναστατική πρόοδο στη μελέτη του συστήματος οπιοειδών.

Κάνει ένα σημαντικό βήμα προς την καλύτερη κατανόηση του ενδογενούς συστήματος οπιοειδών και παρέχει ένα πολύτιμο νέο εργαλείο για τη μελέτη του συστήματος πεπτιδίων οπιοειδών.

Οι ανιχνευτές για ενδογενή και συνθετικά οπιοειδή είναι μια εξαιρετική προσθήκη στην τρέχουσα «εργαλειοθήκη» της νευροεπιστήμης και μπορούν να οδηγήσουν σε καλύτερη χωροχρονική δειγματοληψία της σηματοδότησης των οπιοειδών.

Αυτό όχι μόνο θα προωθήσει την ανάπτυξη της βασικής έρευνας στη νευροεπιστήμη, αλλά θα ανοίξει επίσης νέες προοπτικές για κλινικές εφαρμογές όπως η διαχείριση του πόνου και η θεραπεία του εθισμού.

(Πηγή: Nature Neuroscience)

Ας ξεκινήσουμε με την «κατάσταση» των οπιοειδών νευροπεπτιδίων

Σύμφωνα με αναφορές, στον τομέα της νευροεπιστήμης, το νευροπεπτιδικό σύστημα οπιοειδών κατέχει κεντρική θέση.

Ως βασική νευροτροποποιητική ουσία, τα οπιοειδή πεπτίδια διαδραματίζουν απαραίτητο ρόλο στη ρύθμιση πολλαπλών φυσιολογικών και παθολογικών διεργασιών όπως η αντίληψη του πόνου, η συμπεριφορά ανταμοιβής, η συναισθηματική απόκριση και ο εθισμός.

Ωστόσο, η εις βάθος έρευνα για το σύστημα ενδογενών πεπτιδίων οπιοειδών έχει περιοριστεί με τεχνικά μέσα για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Αν και οι παραδοσιακές μέθοδοι έρευνας όπως η ανοσοϊστοχημεία και τα πειράματα δέσμευσης ραδιοσυνδέτη μπορούν να παρέχουν πληροφορίες στατικής κατανομής πεπτιδίων οπιοειδών, είναι δύσκολο να αποτυπωθεί η διαδικασία δυναμικής απελευθέρωσης και το λεπτό χωροχρονικό πρότυπο κατανομής των οπιοειδών πεπτιδίων στο ζωντανό νευρικό σύστημα.

Ειδικά κατά τη διερεύνηση της λειτουργίας των πεπτιδίων οπιοειδών σε συγκεκριμένα νευρωνικά κυκλώματα και τη διερεύνηση των δυναμικών αλλαγών της απελευθέρωσης πεπτιδίων οπιοειδών υπό περίπλοκες καταστάσεις συμπεριφοράς, οι υπάρχουσες τεχνολογίες είναι συχνά ανεπαρκείς.

Προκειμένου να ξεπεράσουν τα παραπάνω σημεία συμφόρησης, ο Dong Chunyang και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν αυτήν τη στρατηγική φθορίζοντος ανιχνευτή υποδοχέα οπιοειδών που βασίζεται στη γενετική κωδικοποίηση.

Προηγουμένως, ο διδακτορικός επιβλέπων του Dong Chunyang είχε αναπτύξει έναν ανιχνευτή ιόντων ασβεστίου GCaMP3, ο οποίος μπορεί να χρησιμοποιήσει φθορισμό για να αναλύσει τη δραστηριότητα των εγκεφαλικών νεύρων σε πολλά είδη, συμβάλλοντας σημαντικά στην ανίχνευση της νευρικής δραστηριότητας με υψηλή χωρική και χρονική ανάλυση.

Έθεσε επίσης ένα ορισμένο θεμέλιο για τη βελτιστοποίηση των ανιχνευτών ιόντων ασβεστίου Επί του παρόντος, οι ανιχνευτές ιόντων ασβεστίου GCaMP έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στον τομέα της νευροεπιστήμης.

Τα παραπάνω επιτεύγματα του εκπαιδευτή Dong Chunyang έθεσαν τα θεμέλια για την ανάπτυξη νέων ανιχνευτών νευροδιαβιβαστών.

Υπό την καθοδήγηση του μέντορά του, ο Dong Chunyang συμμετείχε στη μελέτη των ανιχνευτών ντοπαμίνης με μετατόπιση κόκκινου χρώματος τα τελευταία χρόνια και ανέπτυξε δύο ανιχνευτές σεροτονίνης και διάφορους άλλους ανιχνευτές νευροπεπτιδίων.

Ταυτόχρονα, ο Dong Chunyang συνεργάστηκε επίσης με την ομάδα του καθηγητή Li Yulong του Πανεπιστημίου του Πεκίνου για να δημοσιεύσει ένα έγγραφο ανασκόπησης σχετικά με την ανάπτυξη και την εφαρμογή ανιχνευτών νευροδιαβιβαστών. Αυτές οι εμπειρίες του παρείχαν πληροφορίες για την εξερεύνηση πιο περίπλοκων ανιχνευτών πεπτιδίων οπιοειδών.

Σε αυτή τη βάση, ο Dong Chunyang συνειδητοποίησε ότι η ανάπτυξη ανιχνευτών πεπτιδίων οπιοειδών αντιμετώπιζε μεγαλύτερες προκλήσεις από τους ανιχνευτές νευροδιαβιβαστών που είχαν αναπτυχθεί προηγουμένως.

Η πολυπλοκότητα του συστήματος πεπτιδίων οπιοειδών, το οποίο περιλαμβάνει πολλαπλά ενδογενή πεπτίδια οπιοειδών και πολλαπλούς υποτύπους υποδοχέων, καθιστά ιδιαίτερα δύσκολη την ανάπτυξη εξαιρετικά ειδικών ανιχνευτών.

Και σε αντίθεση με άλλους ανιχνευτές, δεν υπάρχει έτοιμη φόρμουλα για την ανάπτυξη ανιχνευτών πεπτιδίων οπιοειδών. Αυτό σημαίνει ότι κάθε παραλλαγή ανιχνευτή πρέπει να σχεδιαστεί ξεχωριστά και να επαληθευτεί μία προς μία, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τον φόρτο εργασίας και την πολυπλοκότητα.

Για παράδειγμα, είναι απαραίτητο να βρεθεί η βέλτιστη θέση εισαγωγής φθορίζουσας πρωτεΐνης και η αλληλουχία σύνδεσης διατηρώντας παράλληλα τη λειτουργία του υποδοχέα. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, πραγματοποιήθηκε πολλή εργασία μοριακής βιολογίας, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού, της κατασκευής και της εξέτασης εκατοντάδων διαφορετικών παραλλαγών.

Κατά τη διάρκεια της φάσης in vitro χαρακτηρισμού, κάθε παραλλαγή ανιχνευτή πρέπει να αξιολογηθεί προσεκτικά για την απόκρισή της σε διαφορετικά πεπτίδια οπιοειδών και υποτύπους υποδοχέων. Συμπεριλαμβανομένου του λεπτομερούς προσδιορισμού του δυναμικού εύρους, της ευαισθησίας, της επιλεκτικότητας και της κινητικής αντίδρασης του ανιχνευτή.

Μέσω ενός μεγάλου αριθμού πειραμάτων in vitro χαρακτηρισμού, ο Dong Chunyang και άλλοι εξέτασαν παραλλαγές με μεγαλύτερο δυναμικό εύρος, υψηλότερη ευαισθησία και υψηλότερη ειδικότητα.

Στη συνέχεια, πραγματοποίησαν εργασίες επαλήθευσης γύρω από την ειδικότητα του ανιχνευτή και χρησιμοποίησαν οπτογενετική διέγερση του κυκλώματος BLA-NAc σε πειράματα μεταξύ ποντικών νοκ-άουτ δυνορφίνης και ποντικιών άγριου τύπου για να αποδείξουν την ειδικότητα του κLight για τη δυνορφίνη.

Αυτό όχι μόνο διασφαλίζει ότι ο ανιχνευτής μπορεί ακόμα να διατηρήσει την ειδικότητα και την ευαισθησία σε πολύπλοκα νευρωνικά περιβάλλοντα, αλλά επίσης διασφαλίζει την αξιοπιστία του ανιχνευτή όταν οι χρήστες τον χρησιμοποιούν υπό φυσιολογικές συνθήκες.

(Πηγή: Nature Neuroscience)

Αμέτρητες επαναλήψεις, αποτυχίες, βελτιστοποιήσεις και επαναλήψεις

Ο Dong Chunyang είπε ότι ένας από τους στόχους αυτής της έρευνας είναι ο ολοκληρωμένος χαρακτηρισμός των φαρμακολογικών ιδιοτήτων αυτών των νέων ανιχνευτών in vitro και σε μεμονωμένες εγκεφαλικές φέτες.

Αυτό περιλαμβάνει τον προσδιορισμό της συγγένειας, της εκλεκτικότητας και των κινητικών χαρακτηριστικών των ανιχνευτών για διαφορετικά ενδογενή και συνθετικά πεπτίδια οπιοειδών.

Αφού τα συγκρίνουν με τα παραδοσιακά πειράματα δέσμευσης ραδιοσυνδέτη, ελπίζουν να επαληθεύσουν εάν αυτοί οι ανιχνευτές αντικατοπτρίζουν με ακρίβεια την αλληλεπίδραση των πεπτιδίων οπιοειδών με τους υποδοχείς.

Ταυτόχρονα, είναι επίσης απαραίτητο να αξιολογηθεί εάν η έκφραση του ανιχνευτή θα επηρεάσει την κανονική λειτουργία των ενδογενών υποδοχέων οπιοειδών για να διασφαλιστεί η αξία εφαρμογής του υπό φυσιολογικές συνθήκες.

Ο δεύτερος στόχος αυτής της μελέτης είναι να χρησιμοποιήσει αυτούς τους ανιχνευτές για να διερευνήσει τα χαρακτηριστικά διάχυσης των πεπτιδίων οπιοειδών στον εγκεφαλικό ιστό.

Προηγουμένως, πιστευόταν ότι τα πεπτίδια οπιοειδών λειτουργούν κυρίως μέσω της ογκομετρικής μεταφοράς. Ωστόσο, εξακολουθούν να λείπουν άμεσες αποδείξεις για τη συγκεκριμένη έκταση και ρυθμό διάχυσης.

Για το σκοπό αυτό, η ερευνητική ομάδα σχεδίασε ένα έξυπνο πείραμα φωτόλυσης για την ταυτόχρονη παρακολούθηση των αλλαγών στα σήματα φθορισμού απελευθερώνοντας φωτοευαίσθητα πεπτίδια οπιοειδών, επιτυγχάνοντας έτσι παρατήρηση σε πραγματικό χρόνο και ποσοτική ανάλυση της διαδικασίας διάχυσης πεπτιδίων οπιοειδών για πρώτη φορά.

Μέσα από αυτό το πείραμα,Όχι μόνο αποκάλυψαν τη σταθερά διάχυσης των πεπτιδίων οπιοειδών, αλλά παρείχαν επίσης μια σημαντική βάση για την κατανόηση της χωρικής έκτασης των σημάτων πεπτιδίων οπιοειδών.

Ο τρίτος στόχος αυτής της μελέτης ήταν ο προσδιορισμός των βέλτιστων παραμέτρων ηλεκτρικής διέγερσης που πυροδοτούν την απελευθέρωση ενδογενών πεπτιδίων οπιοειδών, η οποία είναι κρίσιμη για τη μελέτη της λειτουργίας των πεπτιδίων οπιοειδών in vivo.

Προσαρμόζοντας συστηματικά την ένταση της διέγερσης, τη συχνότητα διέγερσης και τη διάρκεια διέγερσης σε εγκεφαλικές τομές, καθώς και την παρακολούθηση της απόκρισης των ανιχνευτών φθορισμού, η ομάδα ελπίζει να βρει τον πιο αποτελεσματικό τρόπο διέγερσης, θέτοντας έτσι μια συγκεκριμένη βάση για ηλεκτροφυσιολογικά πειράματα και οπτογενετικά πειράματα.

Σε πειράματα σε ζωντανά ζώα, συνδύασαν αυτούς τους φθορίζοντες ανιχνευτές με οπτογενετικές τεχνικές για να διερευνήσουν τη δυναμική της απελευθέρωσης πεπτιδίων οπιοειδών σε συγκεκριμένα νευρικά κυκλώματα.

Για παράδειγμα, εκφράζοντας έναν ανιχνευτή κLight στον επικλινή πυρήνα και ένα φωτοευαίσθητο κανάλι ιόντων στην αμυγδαλή, η ενεργοποίηση συγκεκριμένων προεξοχών μπορεί να ελεγχθεί με ακρίβεια και η προκύπτουσα ενδογενής απελευθέρωση δυνορφίνης μπορεί να παρατηρηθεί σε πραγματικό χρόνο.

Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι όχι μόνο παρέχει πρωτοφανή χρονική και χωρική ανάλυση, αλλά αποκαλύπτει επίσης τη χωρική ειδικότητα της απελευθέρωσης πεπτιδίων οπιοειδών.

Επιπλέον, η ερευνητική ομάδα διεξήγαγε επίσης τις ακόλουθες εξερευνήσεις: διερεύνηση των δυναμικών αλλαγών στην απελευθέρωση πεπτιδίων οπιοειδών υπό περίπλοκες καταστάσεις συμπεριφοράς, όπως κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας του φόβου και της μάθησης ανταμοιβής.

Πραγματοποιώντας φωτομετρία οπτικών ινών σε ζώα που κινούνται ελεύθερα, ο Dong Chunyang και άλλοι χρησιμοποίησαν ανιχνευτές για να καταγράψουν αλλαγές στα σήματα πεπτιδίων οπιοειδών που σχετίζονται με συγκεκριμένες συμπεριφορές.

Θυμάται ακόμα την πρώτη φορά που απαθανάτισε με επιτυχία τη στιγμή της απελευθέρωσης ενδογενούς πεπτιδίου οπιοειδών σε ζωντανά ποντίκια. «Ξοδέψαμε αρκετά χρόνια βελτιστοποιώντας τον ανιχνευτή και τελικά επιβεβαιώσαμε μια παραλλαγή in vitro που αναμένεται να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία in vivo», είπε.

Συγκεκριμένα, συσκεύασαν το πλασμίδιο κLight σε έναν αδενο-σχετιζόμενο ιό Αφού εξοικειώθηκαν με τις συντεταγμένες της περιοχής του εγκεφάλου του ποντικιού, άρχισαν την ενδοκρανιακή ένεση του ιού και στη συνέχεια περίμεναν να εκφραστεί ο ανιχνευτής στον εγκέφαλο του ποντικιού.

«Μετά από αμέτρητες επαναλήψεις, αστοχίες, βελτιστοποιήσεις και επαναλήψεις, όταν είδα τον αισθητήρα κLight στην οθόνη του υπολογιστή που καταγράφει το φως καθώς προχωρούσε η διέγερση του φόβου, άρχισαν να εμφανίζονται φωτεινές κορυφές σήματος η μία μετά την άλλη, κάτι που με συγκίνησε πραγματικά είπε.

Ωστόσο, ο επιστημονικός ορθολογισμός τον τράβηξε γρήγορα πίσω και έπρεπε να αποδείξει ότι αυτό που είδε ήταν το σήμα της δυνορφίνης που ανιχνεύτηκε από το κLight και όχι άλλα τεχνουργήματα.

Αφού απέδειξε την αναπαραγωγιμότητα του παραπάνω φαινομένου μέσω πολλαπλών ποντικών, η ερευνητική ομάδα σχεδίασε διαφορετικά πειράματα, ειδικά οπτογενετικά πειράματα χρησιμοποιώντας ποντίκια νοκ-άουτ δυνορφίνης, για να αποδείξει ότι ελλείψει δυνορφίνης και της ίδιας διέγερσης, η ερευνητική ομάδα δεν εμφανίζεται σήμα από τη βελόνα. καταδεικνύοντας έτσι την ακρίβεια και την ειδικότητα του ανιχνευτή.

Τέλος, όταν κάθε πείραμα έδειχνε ένα αποτέλεσμα με ισχυρή εξειδίκευση και υψηλή αναλογία σήματος προς θόρυβο, όλοι άφησαν τελικά την αγωνία τους.

(Πηγή: Nature Neuroscience)

Τέλος, η σχετική εργασία δημοσιεύτηκε στο Nature Neuroscience (IF 21.2) με τίτλο «Unlocking opioid neuropeptide dynamics with genetically encoded biosensors».

Σχήμα |. Σχετικές εργασίες (Πηγή: Nature Neuroscience)

Ο Dong Chunyang και ο Raajaram Gowrishankar του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον είναι συν-συγγραφείς.

Ο καθηγητής Michael R. Bruchas του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον, ο καθηγητής Matthew R. Banghart από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Σαν Ντιέγκο και ο καθηγητής Tian Lin του Ινστιτούτου Νευροεπιστήμης Max Planck Florida υπηρετούν ως συν-αντιγραφείς.

Με αυτό το επίτευγμα, ο Dong Chunyang κέρδισε το βραβείο Toni Shippenberg Young Investigator από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας.

Όσον αφορά τις προοπτικές εφαρμογής:

Πρώτον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη βασική έρευνα νευροεπιστήμης.

Ο ανιχνευτής φθορισμού υποδοχέα οπιοειδών που δημιουργήθηκε αυτή τη φορά θα επιτρέψει στους ανθρώπους να παρατηρούν και να μετρούν με μεγαλύτερη ακρίβεια τις δυναμικές αλλαγές των πεπτιδίων οπιοειδών στο νευρικό σύστημα, βοηθώντας έτσι στην αποκάλυψη του συγκεκριμένου ρόλου του συστήματος οπιοειδών σε διάφορες νευρικές διεργασίες, όπως η αποκάλυψη του ρόλου του μάθηση, φαινόμενο μνήμης, αποτέλεσμα ρύθμισης συναισθημάτων κ.λπ.

Δεύτερον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την έρευνα πόνου.

Στη ρύθμιση του πόνου, το σύστημα οπιοειδών παίζει βασικό ρόλο. Επομένως, αυτός ο ανιχνευτής αναμένεται να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη των προτύπων απελευθέρωσης πεπτιδίων οπιοειδών σε καταστάσεις οξέος πόνου και καταστάσεις χρόνιου πόνου, βοηθώντας έτσι στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών στρατηγικών διαχείρισης του πόνου.

Τρίτον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη μηχανισμών εθισμού.

Παρακολουθώντας τη δραστηριότητα των πεπτιδίων οπιοειδών σε κυκλώματα ανταμοιβής σε πραγματικό χρόνο, μπορεί να είμαστε σε θέση να κατανοήσουμε καλύτερα τη νευροβιολογική βάση του εθισμού στα ναρκωτικά και να παρέχουμε ενδείξεις για την ανάπτυξη νέων θεραπειών.

Τέταρτον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη φαρμάκων και τον έλεγχο φαρμάκων.

Δηλαδή, αυτός ο ανιχνευτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έλεγχο υψηλής απόδοσης για να βοηθήσει στον εντοπισμό νέων ρυθμιστών υποδοχέα οπιοειδών, βοηθώντας έτσι στην ανάπτυξη ασφαλέστερων και πιο αποτελεσματικών αναλγητικών φαρμάκων.

Πέμπτον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην έρευνα για τις διαταραχές της διάθεσης.

Λόγω της στενής σχέσης μεταξύ του συστήματος οπιοειδών και της ρύθμισης των συναισθημάτων, αυτός ο ανιχνευτής αναμένεται να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη των νευρικών μηχανισμών της κατάθλιψης, του άγχους και άλλων διαταραχών της διάθεσης.

Έκτον, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εφαρμογές νευροαπεικόνισης.

Όταν αυτοί οι ανιχνευτές τροποποιηθούν, αναμένεται να χρησιμοποιηθούν σε μη επεμβατικές τεχνικές απεικόνισης εγκεφάλου για την παρακολούθηση της δραστηριότητας του συστήματος οπιοειδών στον ανθρώπινο εγκέφαλο.

Έβδομο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη τεχνολογίας νευροτροποποίησης.

Σε συνδυασμό με την οπτογενετική ή τη χημική γενετική, αυτοί οι ανιχνευτές αναμένεται να βοηθήσουν στην ανάπτυξη πιο ακριβών τεχνικών νευροτροποποίησης για τη θεραπεία ασθενειών που σχετίζονται με το σύστημα οπιοειδών.

Όγδοο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη συμπεριφορική έρευνα της νευροεπιστήμης.

Δηλαδή, χρησιμοποιείται για τη μελέτη του ρόλου του συστήματος οπιοειδών σε προηγμένες γνωστικές λειτουργίες όπως η περίπλοκη κοινωνική συμπεριφορά και η λήψη αποφάσεων.

Εννέα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την πρόληψη της κατάχρησης ναρκωτικών.

Η απόκτηση βαθύτερης κατανόησης της λειτουργίας του συστήματος οπιοειδών θα μπορούσε να βοηθήσει στην ανάπτυξη αποτελεσματικότερων στρατηγικών πρόληψης της χρήσης ναρκωτικών και εκπαιδευτικών μεθόδων.

Δέκατο, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για εξατομικευμένη ιατρική.

Μελετώντας τις διαφορές στην απόκριση του συστήματος οπιοειδών σε διαφορετικά άτομα σε ζωικά μοντέλα, μπορεί να παρέχει μια θεωρητική βάση για εξατομικευμένη θεραπεία πόνου και διαχείριση του εθισμού.

Συνολικά, αυτές οι πιθανές εφαρμογές αναμένεται όχι μόνο να προωθήσουν τη βασική έρευνα στη νευροεπιστήμη αλλά μπορεί επίσης να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην κλινική ιατρική, την ανάπτυξη φαρμάκων και την πολιτική δημόσιας υγείας.

Φυσικά, θα χρειαστούν πολλά χρόνια έρευνας και επαλήθευσης για να περάσουμε από τη βασική έρευνα στις πρακτικές εφαρμογές.

Και στο μέλλον:

Πρώτον, θα βελτιωθεί η απόδοση των υπαρχόντων ανιχνευτών.

Δηλαδή, βελτίωση της ειδικότητας, της ευαισθησίας, του δυναμικού εύρους και των κινητικών ιδιοτήτων των υπαρχόντων νευροπεπτιδικών ανιχνευτών.

Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει πιο σύνθετες στρατηγικές μηχανικής πρωτεϊνών, όπως κατευθυνόμενη εξέλιξη με τη βοήθεια AI, ορθολογικό σχεδιασμό που καθοδηγείται από τη δομική βιολογία κ.λπ.

Δεύτερον, θα αναπτυχθούν φθορίζοντες ανιχνευτές που στοχεύουν περισσότερα νευροπεπτίδια.

Δηλαδή, επέκταση της υπάρχουσας εμπειρίας σε άλλα νευροπεπτιδικά συστήματα, νευροδιαβιβαστές και νευροδιαμορφωτές.

Τρίτον, συνδυάστε τους υπάρχοντες ανιχνευτές με άλλες τεχνικές απεικόνισης.

Για παράδειγμα, ο συνδυασμός νευροπεπτιδικών ανιχνευτών με μικροσκόπιο υπερ-ανάλυσης ή μικροσκοπική μικροσκοπία δύο φωτονίων αναμένεται να επιτρέψει στους ανθρώπους να παρατηρήσουν τη δυναμική απελευθέρωσης νευροπεπτιδίων σε υποκυτταρικό επίπεδο ή σε ζώα που κινούνται ελεύθερα.

Ταυτόχρονα, με τη βοήθεια της τεχνολογίας πολύχρωμης απεικόνισης, οι άνθρωποι μπορεί να μπορούν να παρατηρούν τη δυναμική πολλαπλών νευροπεπτιδίων ή νευροδιαβιβαστών ταυτόχρονα, αποκαλύπτοντας έτσι τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους.

Τέλος, η εφαρμογή αυτών των ανιχνευτών δεν περιορίζεται στη βασική έρευνα, αλλά έχει επίσης τη δυνατότητα να επεκταθεί στο πεδίο της ανάπτυξης φαρμάκων, δηλαδή να αναπτύξει πλατφόρμες προσυμπτωματικού ελέγχου υψηλής απόδοσης για να βοηθήσει στην ανακάλυψη νέων νευροψυχιατρικών φαρμάκων.

Για τους νευροπεπτιδικούς ανιχνευτές, θα συνεχίσει να προωθεί την ανάπτυξη της έρευνας νευροεπιστήμης προς υψηλότερη χωροχρονική ανάλυση, ευρύτερη μοριακή ποικιλομορφία και πιο πολύπλοκα παραδείγματα συμπεριφοράς, παρέχοντας υποστήριξη για την κατανόηση της λειτουργίας του εγκεφάλου και την ανάπτυξη νέων στρατηγικών θεραπείας.

Παραπομπές:

1.Dong, C., Gowrishankar, R., Jin, Y.et αϊ. Ξεκλείδωμα της δυναμικής των νευροπεπτιδίων οπιοειδών με γενετικά κωδικοποιημένους βιοαισθητήρες. Nat Neurosci (2024). https://doi.org/10.1038/s41593-024-01697-1

Λειτουργία/δακτυλογράφηση: He Chenlong

01/

02/

03/

04/

05/