Eine Studie zur Prüfung der Wirkung der immun-rezeptor bekannt, die als Toll-like-Rezeptor-4, oder TLR4, wie memory-Funktionen in der normalen und geschädigten Gehirns gefunden hat, sehr unterschiedliche zelluläre Signalwege beitragen, um die rezeptor-Effekte auf die Erregbarkeit in der unversehrten und Verletzten Gehirn.
Weiter fanden die Forscher neue Mechanismen, wie TLR4 reguliert memory-Funktion in der normalen, unversehrten Gehirn.
Die Studie, durchgeführt an Ratten und veröffentlicht in Gehirn, Verhalten und Immunität, die das Potenzial hat, zu führen, um Behandlungen zur Begrenzung Gedächtnisstörungen nach Hirnschädigung.
„Gedächtnisstörungen sind eine der wichtigsten längerfristig schädliche Folge von Schädigungen des Gehirns und die Möglichkeit einer medikamentösen Behandlung gegeben, einen Tag nach der Verletzung, zur Verbesserung der Speicher-Funktion ist eine signifikante klinische Interesse“, sagte Viji Santhakumar, associate professor für molekular -, Zell-und Systembiologie an der University of California, Riverside, wer führte die Studie. „Resatorvid, ein Medikament zugelassen und für klinische Studien in anderen Erkrankungen, effektiv blockiert TLR4 und verbesserte post-Verletzung des Gedächtnisses in unserer Studie.“
Das Gehirn Neuronen und nicht-neuronalen Zellen, die sogenannten glia. Im normalen Gehirn, die Aktivität von Nervenzellen unterdrückt, von TLR4; im Verletzten Gehirn, TLR4 erhöht die neuronale Aktivität. Genauer gesagt, nach Verletzung des Gehirns, TLR4 erhöht exzitabilität im gyrus dentatus, einer Schaltung beteiligten in-memory-Verarbeitung in den hippocampus, die in der Struktur des Gehirns, spielt eine wichtige Rolle bei lernen und Gedächtnis.
Die UC Riverside-geführte Studie gefunden nur Neuronen sind beteiligt an der TLR4-vermittelten Zunahme der Erregbarkeit im Verletzten Gehirn. Im Gegensatz dazu, Glia-Zellen sind notwendig für die TLR4-vermittelte Reduktion der Erregbarkeit im normalen Gehirn.
„Wir fanden Unterdrückung der TLR4-Signaltransduktion einen Tag nach erschütternder Hirnverletzung, gemeinsam zu Sport-und Verkehrsunfällen, reduziert die Erregbarkeit und verbessert die Gedächtnisleistung einer Woche bis zu einem Monat später“, sagte Sie. „Unsere Daten zeigen, dass die zugrunde liegenden Prozesse für die schädlichen Auswirkungen von Schädigungen des Gehirns können selektiv manipuliert für Therapie und bewahren können memory-Funktion nach der Verletzung.“
Wie genau TLR4 auf Speicher-Funktion in der normalen und geschädigten Gehirns ist nicht klar.
„Während die tatsächlichen Mechanismen nicht bekannt sind, die Spekulation ist, dass TLR4 reguliert die memory-Funktion durch die Unterdrückung der neuronalen Aktivität in der normalen Gehirn und verbessert damit das signal-zu-Rausch-Verhältnis“ Santhakumar sagte. „Nach der Verletzung, die Wirkung von TLR4-flips zur Verbesserung der neuronalen Aktivität und die Förderung der Erregbarkeit, das erhöht laut und nicht-spezifischen neuronalen feuern und verschlechtert das signal-zu-Rausch. Es ist möglich, dass nach der Verletzung TLR4 beeinträchtigt die zellulären Prozesse der Gedächtnisbildung beteiligt, die in meinem Labor wird derzeit untersucht. Die Quintessenz ist, dass die Hemmung der TLR4-Signaltransduktion im Verletzten Gehirn führt zu Verbesserungen in der Langzeit-Arbeitsgedächtnis-Defizite für die Wochen bis zu einem Monat.“
Santhakumar war fasziniert von einem gemeinsamen immun-Signalisierung Molekül, TNFa, das dazu beiträgt, sowohl die TLR4-abhängige Reduktion der Erregbarkeit in normale, unverletzte Gehirn, und die TLR4-vermittelte Zunahme der Erregbarkeit nach erschütternder Hirnverletzung. Im normalen Gehirn, Glia-Zellen beteiligt sind; im Verletzten Gehirn, Neuronen beteiligt sind.
„Unsere Studie hat festgestellt, eine neuartige Rolle für die neuronale TNFa bei der Regulierung der Erregbarkeit“, sagte Sie. „Wir waren überrascht, dass Glia-versus neuronale Signaltransduktion durch die gleiche Signalmolekül, TNFa, hat unterschiedliche Auswirkungen auf die neuronale Erregbarkeit.“
Nächsten, Santhakumar und Ihr team planen, zu bestimmen, wie TLR4-Signaltransduktion durch Glia-Mediatoren unterdrückt Netzwerk Erregbarkeit und erleichtert die Speicher-performance im normalen Gehirn. Die Forscher planen auch, zu erforschen, wie neuronale TLR4-Signalisierung nach Verletzung kann selektiv manipuliert.
„Wir sind daran interessiert, zu bestimmen, ob die Blockierung TLR4-Signalisierung nach Verletzung verhindert, dass Netzwerk-Reorganisation und abnorme Veränderungen in der rhythmischen oder oszillierende Aktivität des Gehirns, die entscheidend ist, um die memory-Verarbeitung“, sagte Sie.