Der Serotonin-2C-Rezeptor ist der Schlüssel zum Gedächtnis

Zusammenfassung: Forscher haben herausgefunden, dass der Serotonin-2C-Rezeptor des Gehirns sowohl in Menschen- als auch in Tiermodellen eine entscheidende Rolle bei der Gedächtnisregulation spielt. Dieser Durchbruch liefert Einblicke in Erkrankungen, die mit Gedächtnisverlust einhergehen, wie etwa die Alzheimer-Krankheit, und schlägt neue Behandlungswege vor.

Mutationen im Serotonin-2C-Rezeptor-Gen führen zu Gedächtnisdefiziten, aber Serotonin-Analoga wie Lorcaserin können das Gedächtnis verbessern, indem sie diese Rezeptoren aktivieren. Diese Entdeckung öffnet die Tür zu möglichen neuen Behandlungen für die Alzheimer-Krankheit und andere Gedächtnisstörungen.

Wichtige Fakten:

1. Serotonin-2C-Rezeptoren sind für die Gedächtniskonsolidierung von entscheidender Bedeutung.
2. Mutationen im Serotonin-2C-Rezeptor-Gen führen zu Gedächtnisstörungen.
3. Serotonin-Analoga können in Alzheimer-Modellen zur Verbesserung des Gedächtnisses beitragen.

Quelle: Baylor College of Medicine

Forscher des Baylor College of Medicine und der University of Cambridge im Vereinigten Königreich sowie kooperierende Institutionen haben gezeigt, dass der Serotonin-2C-Rezeptor im Gehirn das Gedächtnis in Menschen- und Tiermodellen reguliert.

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Wissenschaftlicher Fortschritt Es liefert nicht nur neue Erkenntnisse über Faktoren, die mit einem intakten Gedächtnis verbunden sind, sondern auch über Erkrankungen, die mit Gedächtnisverlust einhergehen, wie etwa die Alzheimer-Krankheit, und schlägt neue Behandlungsansätze vor.

„Serotonin, eine Verbindung, die von Neuronen im Mittelhirn produziert wird, fungiert als Neurotransmitter und übermittelt Nachrichten zwischen Gehirnzellen“, sagte Co-Autor Dr. Yong Xu, Professor für Pädiatrie und Ernährung und stellvertretender Direktor für Grundlagenwissenschaften am USDA/ARS. Baylor-Forschungszentrum für Kinderernährung.

„Serotonin produzierende Neuronen erreichen mehrere Bereiche des Gehirns, einschließlich des Hippocampus, einem Bereich, der für das Kurz- und Langzeitgedächtnis wichtig ist.“

Serotonin übermittelt Nachrichten an Gehirnzellen, indem es an Rezeptoren auf der Zelloberfläche bindet, die Signale an die empfangende Zelle senden, um eine bestimmte Aktivität auszuführen. In dieser Studie konzentrierten sich das Xu-Labor, das über Erfahrung in grundlegenden und genetischen Studien an Tieren verfügt, und das Humangenetik-Labor von Co-Autor Dr. I. Sadaf Farooqi, Professor für Stoffwechsel und Medizin an der Universität Cambridge, auf Serotonin 2C Rezeptoren, die im CA1-Bereich des ventralen Hippocampus (vCA1) häufig vorkommen, um die Rolle des Rezeptors im Gedächtnis bei Menschen und Tiermodellen zu untersuchen.

„Wir haben zuvor fünf Personen identifiziert, die Varianten des Serotonin-2C-Rezeptor-Gens tragen (HTR 2C), die defekte Formen des Rezeptors produzieren“, sagte Farocki.

„Menschen mit diesen seltenen Varianten zeigten in Gedächtnisfragebögen erhebliche Defizite. Diese Ergebnisse veranlassten uns, den Zusammenhang zwischen ihnen zu untersuchen HTR 2C Variablen und Gedächtnisdefizite in Tiermodellen.

Das Team veränderte Mäuse genetisch, um die menschliche Mutation nachzuahmen. Als die Forscher Verhaltenstests an diesen Mäusen durchführten, um ihr Gedächtnis zu beurteilen, stellten sie fest, dass sowohl Männchen als auch Weibchen mit dem nicht funktionierenden Gen im Vergleich zu nicht veränderten Tieren eine verminderte Gedächtnisleistung aufwiesen.

„Als wir menschliche Daten und Mausdaten kombinierten, fanden wir überzeugende Beweise, die nicht-funktionale Mutationen des Serotonin-2C-Rezeptors mit Gedächtnisdefiziten beim Menschen in Verbindung bringen“, sagte Xu.

Die Tiermodelle ermöglichten es dem Team auch, tiefer in die Frage einzutauchen, wie die Zukunft das Gedächtnis vermittelt. Sie entdeckten einen Gehirnkreislauf, der im Mittelhirn beginnt, wo sich Serotonin produzierende Neuronen befinden. Diese Neuronen projizieren in den vCA1-Bereich, der reichlich Serotonin-2C-Rezeptoren enthält.

„Wenn Mittelhirnneuronen mit Neuronen im vCA1-Bereich kommunizieren, um Serotonin freizusetzen, bindet der Neurotransmitter an seine Rezeptoren und signalisiert diesen Zellen, Veränderungen vorzunehmen, die dem Gehirn helfen, Erinnerungen zu festigen“, sagte Xu.

Wichtig ist, dass die Forscher auch herausfanden, dass dieser mit Serotonin verbundene neuronale Schaltkreis in einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit beschädigt ist.

„Der neuronale Schaltkreis im Tiermodell der Alzheimer-Krankheit kann nicht genug Serotonin in die vCA1-Region freisetzen, um an seinen Rezeptor in nachgeschalteten Neuronen zu binden, um die zur Festigung des Gedächtnisses erforderlichen Veränderungen zu signalisieren“, sagte Xu.

Es ist jedoch möglich, diesen Serotoninmangel zu umgehen und den direkt darunter liegenden Serotoninrezeptor zu aktivieren, indem man das Serotoninanalogon Lorcaserin verabreicht, eine Verbindung, die den Serotonin-2C-Rezeptor in diesen Zellen selektiv aktiviert.

„Wir haben diese Strategie in unserem Tiermodell getestet und waren begeistert, als wir herausfanden, dass Tiere, die mit einem Serotonin-Analogon behandelt wurden, ihr Gedächtnis verbesserten“, sagte Xu.

„Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse weitere Studien zur Bewertung des Werts von Serotonin-Analoga bei der Behandlung der Alzheimer-Krankheit anregen werden.“

Weitere Mitwirkende an dieser Arbeit sind Hesong Liu, Yang He, Hailan Liu, Bas Brouwers, Na Yin, Katherine Lawler und Julia M. Keogh, Ilana Henning, Dong Qi Li, Meng Yu, Longlong Tu, Nan Zhang und Christine M. Conde, Juning Han, Zili Yan und Nicholas A. Scarcelli, Lan Liao, Jianming Xu, Cheng Chuntong, Hui Cheng, Cheng Sun, Yongjie Yang und Chunmei Wang. Und Yanlin He. Die Autoren sind einer der folgenden Institutionen angeschlossen: Baylor College of Medicine, Texas Children’s Hospital, University of Cambridge, University of Texas Health Science Center in Houston und Louisiana State University.

Über diese Neuigkeiten im Zusammenhang mit Gedächtnis- und Neurowissenschaftsforschung

Autor: Taylor Barnes
Quelle: Baylor College of Medicine
Kommunikation: Taylor Barnes – Baylor College of Medicine
Bild: Bild entnommen aus Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Neuronale Schaltkreise, die den Serotonin-2C-Rezeptor exprimieren, regulieren das Gedächtnis bei Mäusen und Menschen„Von Yong Xu et al.“ Wissenschaftlicher Fortschritt

eine Zusammenfassung

Neuronale Schaltkreise, die den Serotonin-2C-Rezeptor exprimieren, regulieren das Gedächtnis bei Mäusen und Menschen

Gedächtnisstörungen sind ein Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit. Experimente an Nagetieren und Post-Mortem-Studien am Menschen legen nahe, dass Serotonin (5-Hydroxytryptamin, 5-HT) eine Rolle im Gedächtnis spielt, die zugrunde liegenden Mechanismen sind jedoch unbekannt. Hier untersuchen wir die Rolle von 5-HT 2C-Rezeptoren (5-HT_{2 c}t) Beim Organisieren des Gedächtnisses.

Transgene Mäuse, die Menschen exprimieren HTR2C Die Mutante zeigt eine beeinträchtigte Plastizität der ventralen Hippocampus-CA1-Neuronen (vCA1) und ein vermindertes Gedächtnis. Darüber hinaus projizieren 5-HT-Neuronen auf vCA1-Neuronen und synapsieren mit ihnen.

Störung der 5-HT-Synthese in vCA1-Projektionsneuronen oder Deletion von 5-HT_2cRs in vCA1 beeinträchtigt die neuronale Plastizität und das Gedächtnis. Wir zeigen, dass 5-HT selektiv ist_2cLorcaserin, ein neuronales Stimulans, verbessert die synaptische Plastizität und das Gedächtnis in einem Mausmodell der Alzheimer-Krankheit.

Kumulativ zeigen wir, dass 5-HT im Hippocampus vorhanden ist_{2 c}Die R-Signalisierung reguliert das Gedächtnis, was der Verwendung von 5-HT zugute kommen kann_{2 c}R-Agonisten bei der Behandlung von Demenz.