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La technique d'imagerie indique la localisation de récepteur d'opioid en travers du cerveau entier

S'enroulant et se déformant comme un labyrinthe, le cerveau se compose d'un réseau élaboré des canalisations par lesquelles des flux d'information aux grandes vitesses, produisant rapidement des pensées, des émotions, et des réactions matérielles.

Beaucoup de cette information est transmise par relais par des messagers chimiques, ou des neurotransmetteurs - comme la dopamine et la sérotonine.

Bien que réglé avec précision et évolué pour le traitement complexe, le cerveau et ses neurotransmetteurs soyez vulnérable au détournement par des produits chimiques, y compris l'opioid dope comme l'oxycodone, les psychostimulants tels que la cocaïne, et l'alcool.

L'usage chronique de l'un de ces substances améliore l'activité d'une molécule connue sous le nom de récepteur d'opioid de kappa (KOR), qui est en activité dans les circuits de la récompense du cerveau. L'activation de KOR produit le dysphoria et une incapacité de ressentir le plaisir. Son activité améliorée suivant le médicament continuel ou la consommation d'alcool joue un rôle essentiel maltraitent en substance.

KORs ont été connus pour exister dans certaines régions du cerveau, en particulier ceux impliquées dans la douleur traitant, récompense, et réponses au stress, mais les travaux récents à l'École de Médecine de Lewis Katz chez Temple University (LKSOM) prouvent que ces récepteurs réellement sont distribués largement dans tout le cerveau.

Les chercheurs de tempe ont effectué cette découverte après l'allumage vers le haut des cerveaux des souris utilisant une technique CLARITY appelée a suivi (3D) de la représentation fluorescente en trois dimensions.

L'étude est la première pour appliquer la technique d'imagerie de comprendre mieux la localisation de récepteur d'opioid en travers du cerveau entier dans les images 3D.

Type, nous regardons le cerveau dans les parties, de ce fait fournissant (des 2D) images bidimensionnelles, dans ce cas nous ne pouvons pas réellement voir pour obtenir une grande vue d'illustration de distribution de protéine. Mais avec la CLARTÉ nous pouvons produire les images 3D du cerveau entier, dans son ensemble organe, et ceci nous a permis d'exposer la pleine ampleur de la distribution de KOR. »

Lee-Yuan Liu-Chen, PhD, professeur, centre pour la recherche de toxicomanie et service de pharmacologie, École de Médecine de Lewis Katz, Temple University

Liu-Chen est un chercheur supérieur sur l'étude neuve.

L'étude était publiée en ligne dans l'eNeuro de tourillon.

La technique de CLARTÉ rend le tissu cérébral transparent, permettant à des chercheurs de concevoir les sondes fluorescentes liées à une protéine d'intérêt, dans ce cas KOR.

La fluorescence émise des sondes est alors trouvée par l'intermédiaire des techniques d'imagerie confocales pour fournir les images hautement détaillées 3D de la distribution spécifique de la protéine dans le cerveau entier.

Rechercher à gagner une compréhension plus profonde de la localisation de KOR dans le cerveau, le M. Liu-Chen et les collègues s'est appliqué la CLARTÉ aux cerveaux préservés à partir des souris qui avaient été conçues pour exprimer une balise fluorescente connue sous le nom de tdTomato sur des protéines de KOR.

Sur la représentation, les régions très spécifiques du cerveau de souris de KOR-tdTomato ont allumé une nuance lumineuse du rouge, indiquant la distribution 3D de KOR dans tout le cerveau. Les chercheurs ont alors examiné les 2D parties du tissu cérébral pour obtenir les informations détaillées sur la localisation spatiale de KOR au niveau cellulaire.

Les analyses 3D et les observations du sectionnement de cerveau ont permis aux chercheurs de tracer à l'extérieur les places spécifiques de l'expression de KOR.

Elles ont recensé les régions considérables rapportées pour faire souffrir et la récompense, établissant sur la connaissance existante d'importance de KOR pour ces voies, et elles ont découvert beaucoup de régions neurales pas précédemment connues pour exprimer KOR.

« Voir KOR dans l'espace 3D a mené à la réalisation que le récepteur est exprimé en régions du cerveau au delà de ceux avant lesquels avait été décrit, » M. Liu-Chen a dit. « Le fonctionnement de KOR dans des ces circuits neuraux complémentaires est inconnu. » Un objectif important pour l'équipe est maintenant de figurer à l'extérieur quel KOR fait dans des ces circuits neuf recensés.

La réussite de l'approche d'équipe en soi est significative et pourrait des portes ouvertes à l'étude d'autres récepteurs de neurotransmetteur dans le cerveau. KOR et d'autres récepteurs d'opioid sont des types de récepteurs accouplés parprotéine (GPCRs).

« Personne n'a fait une étude 3D de distribution de GPCR dans le cerveau avant, » M. Liu-Chen a dit. « L'approche que nous avons employée est un outil très utile et pourrait être appliquée pour étudier beaucoup de différents types de GPCRs et d'autres protéines en travers des régions neurales. »

Source:
Journal reference:

Chen, C., et al. (2020) Characterization of a Knock-In Mouse Line Expressing a Fusion Protein of κ Opioid Receptor Conjugated with tdTomato: 3-Dimensional Brain Imaging via CLARITY. eNeuro. doi.org/10.1523/ENEURO.0028-20.2020.