血清素神经元亚型:新的见解可以为SIDS的理解，抑郁症的治疗提供信息
呼吸。体温。的心情。食欲。血压。性欲。说出一种生理功能，神经递质血清素似乎在调节它。
一类脑细胞产生血清素。试图理解这些血清素激活的神经元做这么多工作，神经科学家提出他们有不同的亚型，有不同的属性和职责。然而，由于技术的限制，这一假设很难得到证实。
现在，多亏了新的遗传学工具，哈佛医学院的研究人员和他们的合作者已经确定了许多不同的血清素分子亚型神经元并表明这些亚型可以与不同的功能和不同的大脑回路相关联。
具体来说，他们发现一种亚型负责在呼吸过多时增加呼吸二氧化碳在体内形成:Egr2-Pet1神经元。
“从历史上看，神经元是根据神经递质类型和物理位置进行分类的。通过应用分子、遗传、电生理学和行为方法，神经科学界的我们意识到它要复杂得多，”HMS遗传学教授、该研究的资深作者苏珊·迪梅基(Susan Dymecki)说。
该研究结果发表在细胞的报道，为开发治疗血清素相关疾病的药物提供了新的思路，例如仅针对相关的血清素能神经元亚型，从而降低潜在危及生命的副作用的风险。
Dymecki说:“例如，在试图治疗临床抑郁症时，你不想篡改基本的心肺或体温调节过程。”
除了改善治疗方法的潜力之外，这项研究还向诊断或评估一系列血清素相关疾病的风险的更明智的方法迈出了一步。
它还有望增进对包括婴儿猝死综合症(SIDS)在内的与血清素有关的呼吸疾病的了解。
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进行这项研究的部分动机来自Dymecki与波士顿儿童医院神经病理学家Hannah Kinney和其他人的合作，他们分析了死于SIDS的婴儿的脑干组织样本。
许多SIDS病例显示位于脑干的血清素能神经元异常。这使得Dymecki和合作者想知道，调节呼吸的血清素能神经元的问题是否有助于为SIDS风险提供神经生物学解释。
目前的项目“是我们的遗传学工具的完美结合，我们对研究脑干发育和神经元系统的兴趣，以及对我们如何看待一种毁灭性的婴儿疾病产生影响的机会，”Dymecki说。
结合生理学家、电生理学家、小鼠遗传学家和分子生物学家的专业知识，有可能在小鼠体内一次降低血清素能神经元的一个亚型，并确定哪些亚型影响二氧化碳呼吸反应。
除了Egr2-Pet1神经元外，他们发现的任何亚型都没有发挥作用;甚至在同一组织中也没有另一种亚型。
这一发现告诉研究团队，“在给定的解剖区域，产生相同神经递质的神经元集群内可能存在很大的异质性，”Dymecki实验室的研究生、该论文的第一作者瑞秋·布鲁斯特(Rachael Brust)说。“你可以让血清素神经元共享相同的微环境，但做非常不同的事情。”
研究小组提出，亚型之间的功能差异主要来自细胞的发育谱系，而不是它们在大脑中的位置。
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然后，研究人员能够确定一些Egr2-Pet1神经元的特定化学和电学性质。
他们发现，即使pH值“非常小”的下降，就像二氧化碳上升时发生的那样，也会增加Egr2-Pet1神经元的电放电。为了排出多余的二氧化碳并使pH值恢复正常，老鼠呼吸得更深更快，但当研究人员专门阻止Egr2-Pet1神经元发出信号时，呼吸反射受到了阻碍。
进一步的实验表明，Egr2-Pet1神经元向大脑中整合感官信息的区域发出信号，然后将其传递到无意识地设置呼吸节奏的区域。
根据Dymecki的说法，这群血清素能神经元可以被认为是高二氧化碳和低pH值的传感器，也是增加呼吸驱动并最终促进呼吸的效应器。
她说:“这不仅对理解和治疗疾病很重要，而且在基础科学层面上也令人兴奋。”
她说:“这是我们第一次能够研究和查询血清素能神经元的不同分子亚型，将一个功能映射到一个特定的亚型，并揭示它具有独特的性质。”
“如果我们能够破译服务于不同任务的单个单元，并调节不同的电路，从而增加这个神经元系统的活动范围，那么我们就可以对许多临床疾病产生影响。那将是巨大的。”
