在一項(xiàng)新的研究中，哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)教授Bernardo Sabatini領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組利用模式動(dòng)物來研究紋狀體(striatum)---參與運(yùn)動(dòng)和學(xué)習(xí)的大腦區(qū)域---中的多巴胺能神經(jīng)元。這些神經(jīng)元能夠釋放多巴胺。多巴胺是一種允許我們行走、說話和甚至敲打鍵盤的神經(jīng)遞質(zhì)。當(dāng)這些細(xì)胞死亡時(shí)，就像帕金森病患者體內(nèi)發(fā)生的那樣，他們逐漸喪失了運(yùn)動(dòng)能力。當(dāng)前治療帕金森病的藥物是多巴胺前體。這種前體隨后被在大腦中的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多巴胺。

    多巴胺缺乏的另一方面是多巴胺功能亢進(jìn)。海洛因、可卡因和安非他明提高或模擬多巴胺能神經(jīng)元的活性，最終強(qiáng)化因吸毒而產(chǎn)生的獲得性獎(jiǎng)賞。其他的疾病，如強(qiáng)迫性精神障礙(obsessive-compulsive disorder)、妥瑞氏癥(Tourette syndrome)和甚至精神分裂癥，可能也與多巴胺失調(diào)相關(guān)聯(lián)。

    在當(dāng)前的研究中，Sabatini教授和同事們報(bào)道，中腦多巴胺能神經(jīng)元不僅釋放多巴胺，而且也釋放另一種被稱作GABA(gamma-amino butyric acid, γ-氨基丁酸)的神經(jīng)遞質(zhì)。這可能解釋著為什么只恢復(fù)多巴胺能夠?qū)е屡两鹕』颊叱醪礁纳?，但是最終失去效果。

    在Sabatini實(shí)驗(yàn)室里，研究人員開展了一系列實(shí)驗(yàn)以便觀察當(dāng)細(xì)胞釋放多巴胺時(shí)會(huì)發(fā)生什么。他們使用一種強(qiáng)大的技術(shù)，即光遺傳學(xué)(optogenetics)，該技術(shù)依賴于基因操縱來選擇性地讓細(xì)胞對(duì)光線敏感。在實(shí)驗(yàn)室盤碟中，研究人員測(cè)試了小鼠的大腦組織。通常在這樣的實(shí)驗(yàn)中，其他的神經(jīng)遞質(zhì)被阻斷以便著重研究多巴胺，但是來自Sabatini實(shí)驗(yàn)室的一名博士后研究員Nicolas Tritsch決定讓這種細(xì)胞盡可能地保持自然狀態(tài)。

    當(dāng)Tritsch激活多巴胺能神經(jīng)元并研究由此產(chǎn)生的影響時(shí)，他自然期待觀察到多巴胺釋放的影響。然而，相反的是，他觀察到這些神經(jīng)元快速地受到抑制，并且明確地發(fā)現(xiàn)另一種神經(jīng)遞質(zhì)GABA快速地發(fā)生作用。這是如此不同尋常以至于他們發(fā)起一系列實(shí)驗(yàn)來證實(shí)GABA是由這些多巴胺能神經(jīng)元直接釋放的。

    檢測(cè)GABA的標(biāo)準(zhǔn)方法就是研究囊泡GABA 轉(zhuǎn)運(yùn)體(vesicular GABA transporter, VGAT)，即一種包裝和攜帶GABA到神經(jīng)遞質(zhì)囊泡中的蛋白。研究人員在小鼠體內(nèi)沉默編碼VGAT的基因表達(dá)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)即便在VGAT不存在時(shí)，多巴胺能神經(jīng)元也釋放GABA。

    研究人員然后測(cè)試了其他的轉(zhuǎn)運(yùn)體，并且著重研究了一種運(yùn)輸多巴胺和多種其他神經(jīng)遞質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)體。他們發(fā)現(xiàn)這種被稱作囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)體(vesicular monoamine transporter)的蛋白也能夠轉(zhuǎn)運(yùn)GABA，不過它的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制尚不清楚。

    Sabatini說，“如今，重要的是，通過靶向囊泡單胺轉(zhuǎn)運(yùn)體來靶向多巴胺的任何基因操作也能夠改變GABA。但是沒有人注意到這一點(diǎn)。在每只帕金森病模式小鼠中，我們讓它們?nèi)笔Ф喟桶返耐瑫r(shí)也讓它們?nèi)笔ABA。因此，如今我們不得不回過頭來思考：這些影響是由于GABA缺失還是由于多巴胺缺失導(dǎo)致的？

    這些研究發(fā)現(xiàn)的意義是顯著性的。在分子水平上，沒有人真正地期待過多巴胺能神經(jīng)元釋放大量GABA。在功能性水平上，調(diào)節(jié)大腦可塑性的多巴胺能神經(jīng)元在帕金森病患者中發(fā)揮著非常重要的作用，對(duì)學(xué)習(xí)和獎(jiǎng)賞是至關(guān)重要的，同時(shí)在其他的精神疾病中也發(fā)揮著極其重要的作用，而且令人吃驚的是，這些多巴胺能神經(jīng)元也能夠釋放GABA。

    GABA能夠快速地改變細(xì)胞的電活性狀態(tài)：通過讓它們更不容易變得興奮來抑制它們的活性。Sabatini想知道多巴胺能神經(jīng)元中的GABA缺失是否能夠解釋著在這些神經(jīng)元的長(zhǎng)期缺失之后為何有時(shí)觀察到一些人患上多動(dòng)癥。