研究人员在线虫中发现了一种新的神经递质——酪胺(tyramine)。研究表明,酪胺控制着线虫与重要行为相关的神经元,这一发现为神经递质研究开辟了新方向。
神经递质如乙酰胆碱、谷氨酸、GABA、多巴胺、血清素、去甲肾上腺素和章鱼胺是大脑和神经系统中的关键信号分子。这些信号的功能障碍与多种神经和精神疾病有关。大多数通过影响大脑功能治疗这些疾病的药物通过改变特定神经递质的水平或活性发挥作用。因此,新神经递质的发现具有重要价值。该研究成果于4月21日发表在《Neuron》期刊上。
长期以来,许多研究人员认为酪胺只是神经递质章鱼胺的生物合成前体。后来,研究人员发现了酪胺的受体,这使一些人怀疑酪胺可能具有更直接的神经系统功能。新的研究显示,线虫中存在含有酪胺(而非章鱼胺)的特殊细胞,并且酪胺控制的行为与章鱼胺控制的行为明显不同,这意味着酪胺本身就是一种独立的神经递质。
研究人员是在研究章鱼胺在线虫行为中的作用后,开始着手酪胺的研究。为了研究章鱼胺在线虫行为控制中的作用,研究人员培育了缺少两种将酪氨酸转化为酪胺继而转化为章鱼胺的酶的突变线虫。他们发现,这些不能制造酪胺和章鱼胺的线虫与那些不能制造章鱼胺的线虫相比,具有两种行为缺陷:过度产卵,以及在用毛刷接触并使其向后运动时,无法抑制探索性的头部运动。
当研究人员试图确定制造酪胺的酶在线虫中的活动位置时,他们发现了负责制造酪胺而非章鱼胺的特殊神经元。当破坏这些神经元时,线虫出现了与缺少酪胺突变中相似的行为变化。
目前,已确定果蝇、蜜蜂和蚊子中负责生产酪胺的酶与线虫中发现的酶版本非常相似。由于这些酶似乎是无脊椎动物所特有的,因此通过寻找能抑制这种酶并干扰产卵的化合物,可能成为线虫和有害昆虫治理的有效方法。