Hubungan yang sulit dipahami antara kejang, sel yang memberi sinyal ID protein pada ikan zebra – ScienceDaily

Hubungan yang sulit dipahami antara kejang, sel yang memberi sinyal ID protein pada ikan zebra – ScienceDaily


Agar otak dapat belajar, menyimpan ingatan, memproses informasi sensorik, dan mengkoordinasikan gerakan tubuh, kelompok sel sarafnya harus menghasilkan sinyal listrik yang terkoordinasi. Gangguan dalam penembakan sinkron dapat mengganggu proses ini dan, dalam kasus yang ekstrim, menyebabkan kejang dan epilepsi.

Sinkronisasi antara neuron yang bertetangga bergantung pada protein connexin (36), elemen penting dari jenis koneksi sinaptik tertentu yang, tidak seperti sinapsis kimia klasik, melewatkan sinyal antar neuron melalui koneksi listrik langsung. Selama lebih dari 15 tahun, para ilmuwan telah memperdebatkan hubungan antara connexin 36 dan epilepsi.

Sekarang, tim ilmuwan Virginia Tech yang dipimpin oleh Yuchin Albert Pan, seorang profesor di Fralin Biomedical Research Institute di VTC, telah mengidentifikasi hubungan baru antara kejang dan defisiensi connexin 36. Penemuan yang dipublikasikan hari ini (11 Januari 2021) di Frontiers dalam Molecular Neuroscience,, menemukan bahwa interaksi ini dapat membuat otak lebih rentan mengalami kejang.

Alyssa Brunal, lulusan baru-baru ini dari program doktoral biologi, kedokteran, dan kesehatan translasi Virginia Tech, bekerja dengan mentornya Pan, mengembangkan model baru untuk mempelajari hubungan antara connexin 36 dan kejang dan mengkonfirmasi hubungan tersebut.

Ikan zebra berfungsi sebagai model hewan yang kuat, memungkinkan para peneliti mengevaluasi efek connexin 36 pada seluruh otak dalam sistem kehidupan yang utuh selama hiperaktivitas saraf.

Sebagai komponen penting dari sinapsis yang digabungkan secara elektrik antara neuron, connexin 36 memainkan peran penting dalam aktivasi cepat dan sinkron dari jaringan baru neuron yang saling berhubungan di dalam otak, yang diperlukan untuk proses otak normal.

“Dalam studi sebelumnya, orang tidak menggunakan organisme model yang sama. Mereka tidak melihat daerah otak yang sama. Mereka tidak menggunakan metode yang sama untuk menginduksi kejang,” kata Brunal. “Saya pikir, karena ikan zebra adalah organisme model yang serbaguna, kita dapat menggunakannya untuk mencoba memahami apa yang sebenarnya sedang terjadi.”

Pan, yang sering menggunakan larva ikan zebra dalam penelitiannya, mengatakan bahwa ikan tersebut ideal karena mereka berkembang di luar rahim, tembus cahaya, dan seluruh otak mereka cukup kecil untuk muat seluruhnya di bawah mikroskop.

“Dengan menggunakan teknik mikroskop modern, kita dapat melihat pada hewan utuh apa yang terjadi di dalam otak,” kata Pan, yang juga merupakan peneliti dari Commonwealth Center for Innovative Technology Eminent Research Scholar in Developmental Neuroscience, dan seorang profesor di departemen ilmu biomedis dan patobiologi dari Virginia-Maryland College of Veterinary Medicine.

Brunal membuat lusinan peta seluruh otak ikan zebra untuk penelitian tersebut.

Para peneliti menggunakan berbagai dosis obat pemicu kejang, yang menyebabkan hiperaktivasi saraf, salah satu kontributor utama kejang. Dengan membandingkan ikan zebra tipe liar normal dan ikan zebra mutan dengan defisiensi connexin 36, mereka menemukan bahwa defisiensi connexin 36 mengubah kerentanan terhadap hiperaktif neuronal di wilayah otak dan ketergantungan dosis obat.

Setelah menetapkan bahwa kekurangan protein connexin mengubah kerentanan kejang, mereka bertanya-tanya apakah hiperaktivitas yang terkait dengan kejang, pada gilirannya, mempengaruhi ekspresi protein. Untuk mengujinya, mereka menerapkan obat pemicu kejang hanya pada ikan zebra tipe liar, tetapi kali ini, alih-alih mencari hiperaktif di otak, mereka mencari ekspresi connexin 36. Hasilnya mengejutkan.

Hiperaktivitas yang diinduksi obat menyebabkan penurunan akut pada 36 level connexin di otak, yang pulih seiring waktu.

“Saya seperti, astaga, ada sesuatu yang benar-benar terjadi pada protein. Jadi tidak hanya protein yang mempengaruhi hiperaktif, kita juga memiliki beberapa efek pada protein itu sendiri,” kata Brunal. “Saya pikir itulah yang benar-benar merusak proyek terbuka lebar.”

Hasilnya mengesankan, kata Pan.

“Seringkali dalam sains, Anda tidak tahu apa yang terjadi sampai Anda dengan susah payah mengukur gambar mikroskop dan melihat sesuatu yang muncul dari analisis statistik ke tingkat signifikansi, tetapi dalam satu contoh dalam penelitian ini, connexin 36 terlihat jelas. pergi, “kata Pan. “Kami pikir, pasti ada sesuatu yang penting di sana.”

Mereka menerapkan obat penghambat connexin 36 pada ikan zebra tipe liar, sebelum memberikan obat yang memicu kejang. Mereka membandingkan hasil tersebut dengan kelompok kontrol ikan zebra tipe liar yang hanya menerima obat penyebab kejang. Kelompok pertama memiliki lebih banyak hiperaktivitas neuron secara signifikan, menunjukkan bahwa hilangnya connexin 36 akut dapat menyebabkan lebih banyak kejang.

Meskipun sudah diketahui bahwa satu kejang meningkatkan kemungkinan kejadian berikutnya, mekanisme yang mendasari fenomena klinis ini belum dipahami dengan baik. Studi ini menjelaskan mekanisme baru: kejang mengurangi tingkat connexin 36 pada model ikan zebra, dan dapat berkontribusi pada timbulnya kejang berikutnya.

Pan, peneliti utama, dan Brunal, yang mempertahankan disertasi doktoralnya berdasarkan temuan penelitian, bergabung sebagai penulis makalah oleh rekan postdoctoral Kareem Clark, dan rekan peneliti Manxiu Ma dari Fralin Biomedical Research Institute, dan Ian Woods, seorang lektor kepala di departemen biologi di Ithaca College.

Studi ini didanai oleh Commonwealth Research Commercialization Fund dan Fralin Biomedical Reserch Institute.

Mereka menunjukkan bahwa defisiensi connexin 36 kronis pada mutan ikan zebra membuat mereka lebih rentan terhadap hiperaktivitas otak, yang pada gilirannya mengurangi ekspresi connexin 36. Selanjutnya, mereka ingin tahu apakah penurunan akut connexin 36 dapat memprediksi kemungkinan kejang di masa depan. .

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen