Purkinjeceller i lillhjärnan organiserade i olika typer enligt ny studie på zebrafiskar
I en ny studie som publiceras i PNAS, visar forskare från Karolinska Institutet, KTH, Nagoya University o Technische Universität Braunschweig en oupptäckt heterogenitet av purkinjeceller hos vuxna zebrafiskar som avslöjar förekomsten av anatomiskt och funktionellt distinkta celltyper.
Lillhjärnan kallas ibland för "livets träd", och är en viktig del av hjärnan som gör att vi kan utföra smidiga och samordnade rörelser. Purkinjeceller, som är en typ av nervceller som finns i lillhjärnan, har tidigare studerats som en enhetlig grupp nervceller med liknande funktionella egenskaper.
– I vår senaste studie, som utfördes på vuxna zebrafiskar, visar vi att purkinjecellerna bildar en blandad population av nervceller med tydliga egenskaper, förklarar Konstantinos Ampatzis, forskare vid institutionen för neurovetenskap, och huvudförfattare till studien.
– Det visade sig att de olika typerna av purkinjeceller kommunicerade i stor utsträckning, och kodade rörelsemönster på olika vis, vilket leder oss att tro att dessa organisatoriska egenskaper också kan gälla andra funktioner i lillhjärnan, fortsätter han.
Förutom lillhjärnans självklara roll i och med motorisk funktion så finns det studier som visar att den också är involverad i funktioner såsom kognition, känslor, lärande och sociala interaktioner. Därmed skulle avvikelser i lillhjärnan även kunna finnas i psykiatriska sjukdomar som autism. En gemensam faktor bakom flera sjukdomars patofysiologi är den partiella förlusten av just purkinjeceller.
− Förlusten av purkinjeceller har tidigare ansetts vara slumpmässig eftersom de ansågs vara identiska, men vi kan nu avslöja att dessa celler är olika och vi räknar med att framtida studier kommer att avslöja förekomsten av en viss sårbarhet i olika purkinjecelltyper, vilket är ett vanligt inslag i alla neurodegenerativa sjukdomar" tillägger Konstantinos Ampatzis.
Studien undersökte organisationen av purkinjecellpopulationen och deras bidrag till förflyttning med hjälp av anatomiska, elektrofysiologiska och beteendemässiga metoder hos vuxna zebrafiskar. Den utmanar uppfattningen att purkinjeceller alla är identiska genom att uppvisa detaljerade bevis organiserade i olika typer.
Vilka är de viktigaste resultaten?
– Vi hoppas att vår forskning kommer att leda till en bättre förståelse av lillhjärnans roll i motoriska och icke-motoriska funktioner och därmed förtydliga purkinjecellernas patofysiologi, säger Konstantinos Ampatzis.
Fyra forskare från Karolinska Institutet, och en vardera från Kungliga Tekniska Högskolan (KTH), Nagoya-universitetet i Japan och Technische Universität Braunschweig i Tyskland ligger bakom studien.
Publikation
Functionally-distinct Purkinje cell types show temporal precision in encoding locomotion
Chang W, Pedroni A, Hohendorf, V, Giacomello S, Hibi M, Köster R.W, Ampatzis K
PNAS, 6 July 2020; https://doi.org/10.1073/pnas.2005633117