PAK3-R67C变异的第二次出现,以及对相应敲入小鼠的多尺度分析,揭示了新的表型特征和功能性的突触缺陷

《Neurobiology of Disease》:Second occurrence of the PAK3-R67C variation and multiscale analysis of the corresponding knock-in mice reveal novel phenotypic features and functional synaptic defects

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Neurobiology of Disease 5.6

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  多巴胺系统在急性脑损伤(如中风、创伤性脑损伤、脊髓损伤)和慢性神经退行性疾病(如帕金森病、肌萎缩侧索硬化症)中通过D1-like和D2-like受体亚型调控神经炎症、氧化应激及突触可塑性,性别差异影响其表达与功能。临床研究显示DRD2激动剂(如溴麦角汀、罗匹尼罗)在神经保护中具有潜力,但需更多大样本试验验证。

  在神经科学领域,多巴胺(DA)作为重要的神经递质,不仅在中枢神经系统(CNS)中发挥着调控多种生理功能的关键作用,还对全身多个系统的稳态维持具有重要意义。多巴胺通过与五种不同的G蛋白偶联受体(GPCR)——DRD1至DRD5——相互作用,其信号传递方式在不同组织中表现出高度的特异性。这些受体不仅在分布上存在差异,还在信号转导机制上展现出不同的特性,从而影响多巴胺在神经调控中的作用。在某些情况下,多巴胺的信号紊乱可能与多种神经精神疾病和神经退行性疾病有关,如精神分裂症、帕金森病(PD)和亨廷顿病(HD)。然而,越来越多的研究证据表明,多巴胺的功能还远不止于此,它在急性与慢性神经疾病中的病理生理过程也扮演着重要角色。

多巴胺的神经调节功能涵盖了从运动控制到认知、情绪调节、记忆巩固、学习能力以及奖赏处理等多个方面。在中枢神经系统中,多巴胺的信号传递主要通过四条关键通路:中脑边缘通路、中脑皮质通路、黑质纹状体通路和下丘脑垂体通路。这些通路的正常运作对维持神经系统的功能至关重要,而在某些疾病状态下,这些通路的异常可能引发一系列病理变化,包括神经退行性病变、炎症反应和突触可塑性变化。此外,多巴胺还通过与免疫系统的相互作用,调节包括细胞增殖、趋化作用、吞噬作用和抗原呈递在内的多种免疫相关过程。这些作用可能在不同细胞类型和生理或病理条件下表现出不同的效果,从而导致复杂的临床表现。

多巴胺在神经系统的异常信号传导不仅局限于传统的神经精神疾病,还涉及多种神经系统疾病,包括脑卒中、创伤性脑损伤(TBI)和脊髓损伤(SCI)等急性病变,以及像肌萎缩侧索硬化症(ALS)这样的慢性神经退行性疾病。在这些病理条件下,多巴胺信号的紊乱可能对神经元的存活、神经可塑性以及炎症反应产生重要影响。在脑卒中等情况下,多巴胺的释放模式可能在急性期与慢性期发生变化,从而影响神经损伤的程度和恢复的可能性。此外,多巴胺的信号异常可能通过改变神经元的代谢和氧化应激水平,间接导致神经细胞的死亡和功能丧失。

研究发现,多巴胺受体的激活和抑制在不同疾病中可能具有不同的作用。例如,在某些实验模型中,DRD2受体的激活已被证明可以减少神经元的氧化应激,从而对神经保护起到积极作用。而在其他情况下,如创伤性脑损伤,多巴胺的异常释放可能通过与谷氨酸能系统的异常交互,引发神经元的兴奋性毒性,进而导致细胞损伤。因此,多巴胺信号在神经系统疾病中的作用是复杂的,可能同时涉及神经保护和神经毒性两种机制。这种双重性提示我们在开发针对多巴胺系统的治疗策略时,必须充分考虑其在不同疾病阶段的动态变化。

在慢性神经退行性疾病中,如帕金森病和肌萎缩侧索硬化症,多巴胺信号的异常可能加速神经元的退化,并影响患者的运动、认知和行为功能。一些研究发现,多巴胺受体的激活可能有助于减少神经元的凋亡,并促进神经元的生存。例如,在ALS模型中,DRD2的激活被证明可以降低胶质细胞的激活,减少促炎因子的表达,从而对神经元起到保护作用。然而,这些发现仍主要基于动物实验,尚未在人类临床研究中得到充分验证。此外,某些情况下,多巴胺受体的抑制可能对神经保护产生积极作用,例如在某些实验中,DRD4的阻断被发现可以减少神经炎症并促进神经元的存活。

在研究多巴胺系统对神经系统疾病的影响时,还需要考虑性别差异。研究表明,多巴胺受体的表达和功能在男性和女性中可能存在显著差异,这种差异可能影响疾病的发生和发展,以及治疗效果。例如,在创伤性脑损伤中,男性和女性在多巴胺受体表达和功能方面表现出不同的变化模式,这可能与性别相关的神经可塑性和炎症反应有关。同样,在脑卒中和ALS等疾病中,性别对多巴胺信号的调节可能产生不同的影响,提示在制定治疗方案时,需要考虑个体的性别特征。

在治疗策略方面,多巴胺受体的调节已被视为一种可能的干预手段。例如,一些药物如溴隐亭和普拉莫普利(Pramipexole)已被用于实验模型中,显示出减少神经元损伤和促进神经恢复的潜力。这些药物可能通过多种机制发挥作用,包括调节炎症反应、减少氧化应激和增强线粒体功能。然而,由于多巴胺信号的复杂性,这些药物在临床应用中的效果仍需进一步研究。此外,一些药物如甲基苯丙胺(Methylphenidate)和抗多巴胺药物如氯丙嗪(Haloperidol)可能通过间接调节多巴胺的合成、代谢和再摄取,发挥其治疗作用。然而,这些间接方法可能对多巴胺系统的过度激活或抑制产生潜在风险,因此需要谨慎评估其安全性和有效性。

在神经退行性疾病的研究中,多巴胺系统的调控可能成为一种重要的治疗靶点。例如,在ALS的实验模型中,DRD2的激活已被证明可以减少神经元的凋亡,并延缓疾病的进展。此外,一些临床试验正在探索多巴胺受体激动剂在ALS患者中的应用,尽管其效果仍需更多数据支持。同时,多巴胺受体激动剂在脑卒中和创伤性脑损伤中的应用也显示出一定的潜力,但目前的研究结果仍然存在一定的局限性,特别是在样本量和性别分层方面。

总的来说,多巴胺系统在神经系统疾病中的作用是多层次和复杂的。从急性损伤到慢性退行性疾病,多巴胺信号的改变可能影响神经元的存活、神经可塑性以及炎症反应。因此,深入理解多巴胺在不同病理条件下的作用机制,有助于开发更有效的治疗策略。同时,考虑到性别差异和药物的多效性,未来的研究需要更加细致地评估多巴胺系统的动态变化及其在不同疾病中的具体作用,以实现精准医学的目标。
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