Livslånga effekter av neuropeptider i hjärnan
Neuropeptider, som allmänt anses modulera synaptisk kommunikation, kan ha unika och livslånga effekter på hjärnans utveckling och särskilt för uppbyggnaden av neuronala kretsar. Forskare vid Karolinska Institutet och MedUni Wien visar nu att närvaron av neuropeptiden galanin, under en kritisk period av hjärnans utveckling, är avgörande för att nervcellerna ska kunna koppla upp sig effektivt mot varandra. Studien är publicerad i Nature Communications.
Data visar att galanin påverkar sensorisk utveckling och är av betydelse före ögonöppning hos gnagare. Studiens styrka ligger i att galanin har sin effekt på ett sensoriskt kretslopp, morrhårsbanan, som hos gnagare är den primära sensoriska modaliteten, särskilt före ögonöppning.
En ny familj av ligander
Resultaten sätter en helt ny familj av ligander (neuropeptider) på kartan över utvecklingen av nervsystemet. Dessa ligander är i nervsystemet inte bara sekundära till att helt enkelt modulera effekten av kraftfulla snabba neurotransmittorer (GABA, glutamat, monoaminer) utan har i själva verket unika effekter på egen hand. Eftersom neuropeptider verkar på G-proteinkopplade receptorer är deras verkan långvarig och kan därför vara särskilt känslig för moderns beteenden, t ex genom bröstmjölk eller hennes ’direktkontakt’ med ungarna (när modern rör sig/interagerar med sina ungar).
– Upptäckten att vissa av beteendestörningarna kvarstår i vuxen ålder hos de avkommor, där galaninsignaleringen varit nedsatt, visar hur robust neuropeptidverkan är, säger Tibor Harkany, professor vid institutionen för neurovetenskap vid Karolinska Institutet och MedUni Wiens centrum för hjärnforskning, som ledde studien.
Forskarna utförde neurobiologiska studier av celler och kretsar in vivo med hjälp av genetisk och kemisk manipulation av både uttrycket av neuropeptiden och dess receptorer. En heltäckande bild av resultaten skapades genom att kombinera neuroanatomiska, biokemiska och beteendebaserade experiment.
Korta signalkompetenta proteiner
Neuropeptider är en stor superfamilj av korta signalkompetenta proteiner med över 100 receptorer. Vissa av dessa receptorer producerar stimulerande och andra hämmande signaler.
– Tanken är att testa om även andra neuropeptider kan påverka utvecklingen av nervsystemet och därmed skapa en bredare förståelse för hur specifika receptorsystem möjliggör att skilja mellan positiva och negativa effekter, tillägger Tomas Hökfelt, professor emeritus vid institutionen för neurovetenskap, som var med och ledde studien.
Eftersom många peptidreceptorer tidigare pekats ut som mål för läkemedelsutveckling, skulle dylika studier kunna ge en ny inriktning på behandling av utvecklingsrelaterade/medfödda sjukdomar, där galanin och andra neuropeptider eventuellt är inblandade.
Publikation
Transient expression of the neuropeptide galanin modulates peripheral‑to‑central connectivity in the somatosensory thalamus during whisker development in mice.
Hevesi Z, Bakker J, Tretiakov EO, Adori C, Raabgrund A, Barde SS, Caramia M, Krausgruber T, Ladstätter S, Bock C, Hökfelt T, Harkany T
Nat Commun 2024 Mar;15(1):2762