Zusammenfassung: Forscher haben eine neue Rolle von Opioidrezeptoren bei der Entwicklung des enterischen Nervensystems (ENS), dem „Gehirn im Darm“, entdeckt. Dieser Befund stellt das traditionelle Verständnis von Opioidrezeptoren in Frage und unterstreicht ihre Bedeutung über Schmerzbehandlung und Sucht hinaus.
In der Studie wurden Zebrafischembryonen verwendet, um zu zeigen, dass Opioidrezeptoren für die Bildung von Darmnerven unerlässlich sind, was sich auf die Behandlung angeborener Magen-Darm-Erkrankungen auswirken könnte.
Wichtige Fakten:
- Opioidrezeptoren sind für die Entwicklung des enterischen Nervensystems von wesentlicher Bedeutung.
- Die Inaktivierung dieser Rezeptoren beeinflusst die Migration und Reifung enterischer Neuronen.
- Die Ergebnisse könnten zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für angeborene Magen-Darm-Erkrankungen führen.
Quelle: Reisuniversität
Forscher der Rice University haben eine bisher unbekannte Funktion von Opioidrezeptoren bei der Entwicklung des enterischen Nervensystems (ENS) entdeckt, das oft als „Gehirn im Darm“ bezeichnet wird.
Diese Entdeckung stellt das traditionelle Verständnis von Opioidrezeptoren in Frage und wirft ein neues Licht auf ihre Bedeutung über Schmerzbehandlung und Sucht hinaus.
Unter der Leitung von Rosa Uribe, Assistenzprofessorin für Biowissenschaften an der Rice University und Forscherin am Cancer Prevention Research Institute of Texas (CPRIT), identifizierte das Forschungsteam Gene, die für die Entwicklung des Zentralnervensystems wichtig sind, indem es eine Reihe von Experimenten mit Zebrafischembryonen durchführte. die viele Gene teilen. Ähnlichkeit mit Menschen.
Das ENS ist ein Netzwerk von Nervenzellen im Verdauungssystem, das eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Verdauungsprozesse spielt.
Die Forschung des Teams wurde in veröffentlicht Ein Plus Die Zeitung vom 29. Mai.
„Wir fanden heraus, dass der Opioid-Signalweg für die Entwicklungsneurogenese im Darm erforderlich ist, einem noch nicht untersuchten Teil des Körpers, dem enterischen Nervensystem“, sagte Uribe.
Mithilfe von Genbearbeitungstechniken entfernten oder löschten Forscher selektiv ein einzelnes Gen aus einer ganzen Reihe von Zebrafischembryonen, um zu beobachten, wie sich diese genetischen Veränderungen auf die Darmneurogenese auswirken. Bei diesem Prozess wurden neue Gene entdeckt, darunter auch solche, die für Opioidrezeptoren kodieren, die an der Entwicklung des Zentralnervensystems beteiligt sind.
Entgegen früheren Annahmen fanden die Forscher heraus, dass Opioidrezeptoren nicht nur an der Schmerzwahrnehmung und Sucht beteiligt sind, sondern auch integraler Bestandteil der Entwicklungsstruktur der Darmnerven sind.
„Als diese Rezeptoren inaktiviert wurden, wurde die Migration und Reifung enterischer Neuronen entlang des Darms gestört“, sagte Uribe. Diese Störung weist auf eine entscheidende Rolle der Opioid-Signalwege bei der Entwicklung von ENS hin.
Die Erkenntnisse des Teams eröffnen neue Wege zum Verständnis der Magen-Darm-Gesundheit und -Erkrankungen. Viele Babys, die mit fehlenden Darmnerven geboren werden, haben Schwierigkeiten beim Stuhlgang, was die möglichen Auswirkungen dieser Forschung auf die Pädiatrie verdeutlicht. Das Verständnis der Rolle von Opioiden bei der Darmentwicklung könnte den Weg für innovative Behandlungen für angeborene Magen-Darm-Erkrankungen ebnen.
„Unsere Forschung deckt einen neuen Aspekt der Opioidrezeptorfunktion auf und unterstreicht ihre unerwartete Rolle bei der Darmentwicklung“, sagte Uribe. „Dies könnte tiefgreifende Auswirkungen auf das Verständnis von Magen-Darm-Erkrankungen haben und zu neuen Therapieansätzen führen.“
Darüber hinaus identifizierte die Studie andere Gene wie VGF, die Auswirkungen auf die Gesundheit des Verdauungssystems haben. Rodrigo Moreno Campos, leitender Forscher und Postdoktorand, sagte, dass weitere Forschungen in diesem Bereich weitere Erkenntnisse über das komplexe Zusammenspiel zwischen Genen, dem Nervensystem und der Magen-Darm-Funktion liefern könnten.
„Unsere Entdeckung ist unglaublich und eröffnet einen völlig neuen Weg für die enterische neurologische Entwicklungsbiologieforschung in diesem Bereich“, sagte Moreno-Campos. „Die Auswirkungen auf angeborene, neurologische und Stoffwechselerkrankungen sind erheblich.“
Uribe kam 2017 als CPRIT-Stipendiat zu Rice. Sie erhielt ihren Bachelor-Abschluss in Zell- und Molekularbiologie von der San Francisco State University im Jahr 2006 und ihren Doktortitel in molekularer Zell- und Entwicklungsbiologie von der University of Texas in Austin im Jahr 2012. Im Jahr 2020 gewann sie einen NSF CAREER Award.
Finanzierung: Diese Studie wurde durch den National Institutes of Health Grant R01DK124804 an RAU und den National Science Foundation Grant 1942019 an RAU unterstützt. Die Geldgeber hatten keinen Einfluss auf das Studiendesign, die Datenerhebung und -analyse, die Entscheidung zur Veröffentlichung oder die Erstellung des Manuskripts.
Über diese Neuigkeiten aus der neurowissenschaftlichen Forschung
Autor: Marcy De Luna
Quelle: Reisuniversität
Kommunikation: Marcy De Luna – Rice University
Bild: Bildquelle: Neuroscience News
Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Ein gezieltes F0-CRISPR-Cas9-Screening identifiziert Gene, die am Aufbau des enterischen Nervensystems beteiligt sind„Von Rosa Uribe et al. Ein Plus
eine Zusammenfassung
Ein gezieltes F0-CRISPR-Cas9-Screening identifiziert Gene, die am Aufbau des enterischen Nervensystems beteiligt sind
Das enterische Nervensystem (ENS) von Wirbeltieren ist ein wichtiges Netzwerk enterischer Neuronen und Gliazellen, die sich im gesamten Magen-Darm-Trakt (GI) befinden. Durch die Überwachung grundlegender Verdauungsfunktionen wie Stuhlgang und Wasserhaushalt fungiert das ENS als zentrales wechselseitiges Bindeglied in der Darm-Hirn-Achse. Während der frühen Entwicklung werden ENS hauptsächlich aus enterischen Neuralleistenzellen (ENCCs) abgeleitet.
Störungen in der Entwicklung von ENCC, wie sie bei Erkrankungen wie der Hirschsprung-Krankheit (HSCR) auftreten, führen zum Fehlen von ENS im Magen-Darm-Trakt, insbesondere im Dickdarm. In dieser Studie haben wir Zebrafische verwendet In vivo Der auf F0 CRISPR basierende Screen nutzt eine leistungsstarke und schnelle Pipeline, die Einzelzell-RNA-Sequenzierung, CRISPR-Reverse-Genetik und High-Content-Bildgebung integriert.
Unsere Ergebnisse enthüllen verschiedene Gene, darunter auch solche, die für Opioidrezeptoren kodieren, als potenzielle Regulatoren der ENS-Bildung. Darüber hinaus liefern wir Hinweise darauf, dass Opioidrezeptoren an der neurochemischen Kodierung des ENS der Larve beteiligt sind.
Zusammenfassend stellt unsere Arbeit ein neuartiges und effizientes CRISPR-Screening zur Verfügung, das auf die ENS-Entwicklung abzielt, die Entdeckung bisher unbekannter Gene erleichtert und das Wissen über die Struktur des Nervensystems erweitert.
