Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis zidentyfikowali nowe skupiska komórek w ciele migdałowatym, które mogą okazać się kluczem do leczenia lęku i depresji.
Skuteczne leczenie lęku, depresji i innych zaburzeń emocjonalnych może opierać się na działaniu ciała migdałowatego – części mózgu regulującej silne reakcje emocjonalne, zwłaszcza strach. Do niedawna zrozumienie tej struktury było ograniczone. Teraz badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis zidentyfikowali odrębne skupiska komórek w ciele migdałowatym ludzi i naczelnych innych niż ludzie, każde z unikalnymi wzorami ekspresji genów. To odkrycie może utorować drogę do bardziej ukierunkowanych metod leczenia takich schorzeń, jak stany lękowe, które dotykają dziesiątki milionów ludzi na całym świecie.
Wyniki opublikowano 30 października w czasopiśmie „ Amerykański Dziennik Psychiatrii.
Badanie związku struktura-funkcja ciała migdałowatego
„Ciało migdałowate odgrywa kluczową rolę w przetwarzaniu emocji w mózgu i wiadomo, że przyczynia się do powstawania strachu i niepokoju” – powiedział Drew Fox, profesor nadzwyczajny na Wydziale Psychologii Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis i główny autor artykułu.
Z tego powodu od dawna interesuje się, czy różnice w wielkości lub strukturze ciała migdałowatego są powiązane z zaburzeniami takimi jak lęk i depresja. Jednak coraz wyraźniej widać, że ogólny rozmiar i struktura ciała migdałowatego nie jest dobrym prognostykiem problemów emocjonalnych w życiu, twierdzi Fox.
Najnowsze badania na gryzoniach i implikacje dla badań na ludziach
Niedawno badania na gryzoniach wykazały, że każdy podobszar ciała migdałowatego zawiera wiele różnych typów komórek o odrębnych, a czasem przeciwstawnych funkcjach.
„To sugeruje, że zaburzenia wynikają ze zmian w określonych typach komórek, pełniących odmienne role” – stwierdził Fox. Jednakże identyfikacja takich typów komórek u ludzi i innych naczelnych jest trudna, przez co krajobraz komórkowy ciała migdałowatego naczelnych pozostaje w dużej mierze niezbadany.
Aby wypełnić tę krytyczną lukę w wiedzy, doktorant Shawn Kamboj nawiązał współpracę pomiędzy grupą badawczą Fox a laboratorium profesor Cynthii Schumann w Szkole Medycznej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis, aby zidentyfikować typy komórek w podregionach ciała migdałowatego naczelnych ludzkich i innych zwierząt, w oparciu o geny, które wyrażają. Mogłoby to przyspieszyć badania podstawowe, ułatwiając przekładanie wyników na gryzonie, naczelne inne niż ludzie i ludzi, a także otworzyć nowe cele leczenia.
Siła pojedynczej komórki RNA Sekwencjonowanie
Naukowcy pobrali próbki z mózgów ludzi i makaków rezusów, rozdzielili poszczególne komórki i zsekwencjonowali ich RNA. Pokazuje to, które geny są aktywne (ulegają ekspresji) w konkretnej komórce i umożliwia badaczom posortowanie ich na grupy na podstawie ekspresji genów.
„Możemy grupować komórki na podstawie ich ekspresji genów, identyfikować typy komórek i ich pochodzenie rozwojowe” – powiedział Fox.
Naukowcy poszukiwali określonych typów komórek, które wykazują ekspresję genów odpowiedzialnych za stany lękowe i inne zaburzenia u ludzi. Fox twierdzi, że strategia ta może pomóc w zidentyfikowaniu typów komórek, które najprawdopodobniej powodują psychopatologię.
FOXP2 i jego rola jako „strażnika” w ciele migdałowatym
Na przykład zidentyfikowali konkretną grupę komórek, w których zachodzi ekspresja genu o nazwie FOXP2. Nowe badanie pokazuje, że u ludzi i makaków FOXP2 ulega ekspresji w komórkach na brzegach ciała migdałowatego, zwanych komórkami interkalowanymi. Co ekscytujące, naukowcy wykazali, że u gryzoni ta niewielka grupa komórek wykazujących ekspresję FOXP2 pełni rolę „strażników”, kontrolujących przepływ sygnałów do ciała migdałowatego i z niego. Łącznie dane te sugerują, że komórki interkalowane stanowią potencjalnie potężną drogę do opracowania terapii.
Badacze byli także w stanie zidentyfikować zarówno podobieństwa, jak i różnice między typami komórek w ciele migdałowatym człowieka i naczelnych. Jest to ważne dla zrozumienia, w jaki sposób odkrycia na zwierzęcych modelach zaburzeń, takich jak lęk i autyzm, odnoszą się do ludzi.
Postęp w leczeniu lęku celowanymi lekami
Takie podejście może pomóc w identyfikacji typów komórek jako potencjalnych celów leków. Na przykład komórki wykazujące ekspresję FOXP2 mają tendencję do ekspresji zarówno genów związanych z lękiem, jak i receptora, na który mogą działać leki, zwanego receptorem neuropeptydu FF 2 (NPFFR2). Wynik ten może pomóc w opracowaniu nowych strategii leczenia, sugerując leki aktywujące szlak NPFFR2 jako potencjalny cel leczenia w odniesieniu do zaburzeń związanych z lękiem.
Lęk to skomplikowane zaburzenie, które może objawiać się na wiele różnych sposobów. Dzięki lepszemu zrozumieniu typów zaangażowanych komórek możliwe będzie zidentyfikowanie i ukierunkowanie „punktów wąskich gardeł”, które wpływają na dużą liczbę osób doświadczających skrajnego i wyniszczającego lęku, powiedział Fox.
„Mówiąc prościej, jeśli opracowujemy lek działający na ciało migdałowate, chcemy wiedzieć, na jaki typ komórek celujemy” – powiedział.
Odniesienie: „Translational Insights From Cell Type Variation Across Amygdala Subnuclei in Rhesus Monkeys and Humans” autorstwa: Shawn Kamboj, BS, Erin L. Carlson, mgr, Bradley P. Ander, Ph.D., Kari L. Hanson, Ph.D. .D., Karl D. Murray, Ph.D., Julie L. Fudge, MD, Melissa D. Bauman, Ph.D., Cynthia M. Schumann, Ph.D. i dr Andrew S. Foxa, 30 października 2024 r., Amerykański Dziennik Psychiatrii.
DOI: 10.1176/appi.ajp.20230602
Dodatkowymi autorami artykułu są: Erin Carlson, Kari Hanson i Bradley Ander, UC Davis MIND Institute; Julie Fudge z Uniwersytetu w Rochester; Melissa Bauman, Kalifornijskie Narodowe Centrum Badań nad Naczelnymi; Karla Murraya ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis. Prace były wspierane przez Kalifornijskie Narodowe Centrum Badań nad Naczelnymi oraz granty z NIH i Fundacji Simonsa.
