科學家們研究蠕蟲，對某些人類精神疾病提供了潛在的治療線索

如果你想記住一首詩，掌握吉他彈奏，或者只是養成良好的習慣，重複是很有用的。然而，當這種行為變得強迫性時，它會妨礙正常的生活-這種障礙有時會出現在精神疾病中，如Tourette綜合征和自閉症譜系障礙。現在，洛克菲勒的科學家們已經發現了一種在蠕蟲中重複的大腦迴路，這一發現最終可能為人類的類似行為提供線索。

顯微蛔蟲研究C.線蟲，研究人員發現，一種蛋白質中的缺陷會使動物一次又一次地重新定向。在自然通訊,這些觀察結果得到了以前對老鼠的研究的支持，並表明類似的機制可能導致包括人類在內的一系列動物的重複行為。

化學清洗

科學家們最初是為了了解哺乳動物大腦中發現的星形細胞是如何幫助神經元完成工作的。星形膠質細胞被認為是負責，除其他外，處理過多的神經化學物質在突觸，神經元之間的聯繫。這項任務至關重要，因為如果不及時清除化學物質，它們會以意想不到的方式刺激神經元，從而破壞正常的大腦功能。為了更好地理解這一過程，Shai Shaham實驗室的研究人員梅納赫姆·卡茨希望線蟲CEPsh膠質細胞,他懷疑是相當於星形膠質細胞的蠕蟲。

Katz，Shaham和他們的同事證實了這種懷疑，他們用mRNA測序來證明老鼠的星形膠質細胞和CEPsh膠質細胞具有相似的遺傳特徵。在其他共性中，這兩種細胞類型都會產生GLT-1蛋白，而哺乳動物的GLT-1則負責將化學物質谷氨酸從突觸中清除出來。Shaham說，這一發現為研究人員提供了一個獨特的機會來定義星形膠質細胞和GLT-1是如何工作的。

「科學家們多年來一直試圖了解星形膠質細胞的功能，而在哺乳動物中，這並不容易，因為這些細胞是維持神經元存活所必需的，」他說。「但在線蟲只有四個CEPsh膠質細胞，它們不是神經元存活所必需的。這使我們可以研究谷氨酸轉運蛋白的特殊作用，而不必擔心神經元疾病的副作用。「

為此，研究人員創造了線蟲缺乏GLT-1。令人驚訝的是，這種耗竭並沒有像預期的那樣導致突觸中谷氨酸的積累。相反，蠕蟲在突觸谷氨酸水平上表現出振蕩-這是一種特殊的行為缺陷。

理查德·E·所羅門家庭教授沙漢姆說：「這些動物以瘋狂的速度改變了方向。它們只是不停地前進和後退。」「當我們分析這種行為時，我們發現他們是以一種非常有趣的模式這樣做的。」

轉，轉

這是非常正常的線蟲時不時地改變方向。通常情況下，蠕蟲大約每90秒重新定向一次。但是沒有GLT-1的蠕蟲, 研究人員發現，這種行為達到了極致：動物們每隔90秒執行一次逆轉，而是它們的爆發。「就好像一旦他們開始行動，他們就不能停止重複，」Katz說。

進一步的實驗表明，谷氨酸受體MGL-2的去除既能阻斷重複逆轉，又能阻斷突觸谷氨酸的振蕩。研究人員得出結論，當谷氨酸不能被有效清除時，這種化學物質會刺激MGL-2，進而觸發更多谷氨酸的釋放。然後，這個過程在循環上重複；每當谷氨酸被釋放時，它就會激活負責啟動反轉反應的神經元。

Katz說：「這些發現為蠕蟲如何重複提供了一個簡單的模型。」「而且，事實證明，這種模式可能在更複雜的神經系統中站得住腳。」

事實上，過去的實驗已經證明GLT-1突變會導致小鼠重複梳理，而阻斷MGL-2小鼠版本的化合物可以消除其他情況下的類似行為。的新發現C.線蟲，這項研究表明，谷氨酸分泌異常可能是整個動物界重複行為的基礎-增加了它們可能與理解人類病理重複有關的可能性。

與此相一致的是，人類遺傳學研究發現強迫症和自閉症譜系障礙患者谷氨酸信號相關突變，兩者都可能伴隨重複行為。

沙漢姆說：「我們非常興奮地看到了科學文獻中的這些聯繫，因為這意味著我們的發現可能有助於揭示一種可能的機制，這是一種重要的人類疾病的基礎。」「而且，更廣泛地說，我們正在證明在人類疾病中受影響的候選基因可以在一種簡單的蠕蟲中被研究和驗證。」

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！