ScienceDaily (1 Mars 2012) - En stor nackdel med den medicinska användningen av marijuana är läkemedlets skadeverkningar på arbetsminne, förmågan att tillfälligt hålla och bearbeta information för resonemang, förståelse och lärande. Forskare rapporterar i mars 2 Skriv numret av Cell Press tidskriften Cell ge ny insikt om källan till dessa minnesluckor. Svaret kommer som en överraskning: Marijuana största psykoaktiva substansen (THC) försämrar minnet oberoende av dess direkta effekter på nervceller. De biverkningar som härrör i stället från läkemedlets verkan på astroglia, passivt stöd cellerna länge trott att spela andra fiol till aktiva nervceller.

Resultaten ger ny viktig inblick i hjärnan och höja möjligheten att marijuana fördelar för behandling av smärta, kan kramper och andra krämpor en dag uppnås utan att skada minnet, säger forskarna.

Med dessa experiment på möss, "Vi har funnit att utgångspunkten för detta fenomen - effekten av marijuana på arbetsminnet - är astrogliaceller", säger Giovanni Marsicano av INSERM i Frankrike.

"Detta är den första direkta bevis för att astrocyter modulera arbetsminne", tillade Xia Zhang vid University of Ottawa i Kanada.

De nya resultaten är inte den första att föreslå astroglia hade fått processen kort. Astrogliaceller (även känd som astrocyter) har setts som celler som stödjer, skyddar och mata neuroner för de senaste 100 till 150 år, förklarade Marsicano. Under det senaste decenniet har bevis samlats att dessa celler spelar en mer aktiv roll för att skapa anslutningar från en neuron till en annan.

Forskarna har inte som mål att upptäcka hur marijuana orsakar dess kognitiva biverkningar. Snarare ville de veta varför receptorer som svarar på både THC och signaler naturligt produceras i hjärnan finns på astrogliaceller. Dessa kannabinoid typ-1 (CB1R)-receptorer är mycket rikligt förekommande i hjärnan, i första hand på neuroner av olika typer.

Zhang och Marsicano visar nu att möss som saknar CB1Rs endast på astrogliala celler i hjärnan är skyddade från de försämringar spatiala arbetsminnet som vanligtvis följer en dos av THC. I motsats, djur som saknade CB1Rs i nervceller lider fortfarande vanliga förfaller. Med tanke på att olika celltyper uttrycker olika varianter av CB1Rs, kan det vara ett sätt att terapeutiskt aktivera receptorerna på neuron medan de astrogliaceller ut, sade Marsicano.

"Studien visar att en av de vanligaste effekterna av cannabinoid förgiftning beror på aktivering av astrogliala CB1Rs," forskarna skrev.

Resultaten dessutom tyder på att astrocyter kan spela oväntade roller i andra former av minne utöver rumsliga arbetsminnet, säger Zhang.

Forskarna hoppas att utforska verksamhet endogena endocannabinoids, vilket naturligtvis utlöser CB1Rs å astrogliala och andra celler. Det endocannabinoida systemet är involverat i aptit, smärta, humör, minne och många andra funktioner. "Bara om någon fysiologisk funktion man kan tänka sig i kroppen, är det troligt på några punkt endocannabinoids är inblandade", Marsicano sagt.

Och det innebär en förståelse för hur de fysiska signalmolekyler agera på astrogliala och andra celler kan ha en verklig effekt. Till exempel Zhang sade, "vi kan hitta ett sätt att hantera arbets minne problem i Alzheimers."

ScienceDaily (13 mars 2012) - En förening som tidigare utvecklats till kliniska fas II-studier för behandling av cancer saktar neurologiska skador och förbättrar hjärnans funktion i en djurmodell av Alzheimers sjukdom, enligt en ny studie. Den studie som publicerats i veckan i mars 13 i Journal of Neuroscience visar att föreningen epotilon D (EpoD) är effektiv i att förhindra vidare neurologisk skada och förbättra kognitiv funktion hos en mus-modell för Alzheimers sjukdom (AD). Resultaten fastställa hur läkemedlet kan användas i ett tidigt stadium AD-patienter.

Utredare från Perelman School of Medicine vid University of Pennsylvania, under ledning av första författare Bin Zhang, MD, PhD, forskarassistent utredare, och huvudansvarig Kurt R. Brunden, PhD, chef för Drug Discovery vid Centrum för Neurodegenerativa Disease Research ( CNDR), administrerat EpoD till åldrade möss som hade minne underskott och inneslutningar inom sina hjärnor som liknar de tovor som bildats av felveckade tau-protein, ett kännetecken för AD. I nervceller, stabiliserar tau normalt strukturer som kallas mikrotubuli, de molekylära järnvägsspåren på vilken cellulär gods transporteras. Trassel kan äventyra mikrotubuli stabilitet, med åtföljande skador på nervceller. Ett läkemedel som kan öka mikrotubulus stabilitet kan förbättras nerv-cellfunktion i AD och andra sjukdomar där trassel bildar i hjärnan.

EpoD verkar genom samma mikrotubulus-stabiliserande mekanism som FDA-godkända cancer läkemedlet paklitaxel (Taxol ™). Dessa läkemedel förhindra spridning cancercell med över-stabiliserande specialiserade mikrotubuli är involverade i separationen av kromosomer under processen av celldelning. De Penn forskare visat att tidigare EpoD, till skillnad från paklitaxel, lätt in i hjärnan och därför kan vara användbara för behandling av Alzheimers sjukdom och relaterade rubbningar.

Efter tre månader efter mottagandet av EpoD gjorde ytterligare tau klumpar bildas inte i hjärnan hos äldre AD möss och nervcellsskyddande funktionen ökade jämfört med AD möss som inte fick läkemedlet. Dessutom visade EpoD-behandlade mössen förbättringar i inlärning och minne. Viktigt var doserna av EpoD som resulterade i dessa fördelar är mycket lägre än vad som tidigare hade använts i fas II klinisk prövning av EpoD hos cancerpatienter. Utredarna observerade inga biverkningar - inklusive undertryckande av immunsystemet och perifera nervskador - i de transgena möss som fick EpoD.

Dessa resultat tyder på att låga doser av EpoD kan ha terapeutisk nytta vid Alzheimers sjukdom och relaterade neurodegenerativa sjukdomar, såsom frontotemporal Lobar degenerering eller progressiv supranukleär pares, där härvor är den primära hjärnan patologi.

Co-författare Virginia M.-Y Lee, PhD, CNDR regissör, ​​och John Trojanowski, MD, PhD, chef för Institute on Aging vid Penn och CNDR co-director, införde begreppet att använda mikrotubuli-stabiliserande läkemedel över 15 år sedan för att motverka trassel av tau och kompensera för förlusten av normal tau-funktion.

De Penn CNDR forskare, i samarbete med medförfattare Amos B. Smith, III, med dr, Rhodos Thompson professor i kemi, och Carlo Ballatore, PhD, från Penn Institutionen för kemi, som tidigare identifierats EpoD som en ledande mikrotubuli-stabiliseringsmedel för utvärdering i modellerna AD mus efter karakterisera flera medlemmar av epotilon familjen av föreningar. Till skillnad från många mikrotubulus-stabiliserande föreningar, inträder EpoD lätt hjärnan, där det visas att kvarstå under en mycket längre tid än i blodet. Denna funktion kan förklara varför låga doser var både effektiv och säker i musmodell av AD.

Arbetet sträcker sig betydligt tidigare studie publicerad i Journal of Neuroscience i oktober 2010.

Forskningen har finansierats av National Institute on Aging och Marian S. Ware Alzheimers Program.

ScienceDaily (7 mars, 2012) - En ny paradigm för att förklara glaukom snabbt fram, och det skapar hjärnan-baserad behandling framsteg som i slutändan kan besegra sjukdomen känd som "smygande syntjuv." En recension nu tillgänglig i oftalmologi , Journal of American Academy of Ophthalmology, rapporter om att vissa toppforskare inte längre tänker på glaukom enbart som en ögonsjukdom. Istället ser de det som en neurologisk sjukdom som orsakar nervceller i hjärnan att urarta och dö, liknande vad som sker i Parkinsons sjukdom och Alzheimers. Översynen, som leds av Jeffrey L Goldberg, MD, Ph.D., biträdande professor i oftalmologi vid Bascom Palmer Eye Institute och tvärvetenskaplig Stem Cell Institute, beskriver framsteg i behandlingen som antingen har testats i patienter eller planeras att påbörja kliniska prövningar inom kort .

Glaukom är den vanligaste orsaken till bestående blindhet i världen. Under många år var den rådande teorin att visionen skada i glaukom patienter på grund av onormalt högt tryck inne i ögat, som kallas intraokulärt tryck (IOP). Som ett resultat sänker lOP var det enda målet för dem som utvecklats kirurgiska tekniker och läkemedel för behandling av glaukom. Skapa tester och instrument för att mäta och följa IOP var avgörande för detta arbete. Idag är en patients IOP inte längre den enda mätningen en ögonläkare använder för att diagnostisera glaukom, även om det fortfarande är en viktig del att besluta hur man ska ta hand om patienten. IOP-sänkning mediciner och kirurgiska tekniker fortsätter att vara effektiva sätt att skydda glaukom patienternas ögon och syn. Spåra ändringar i IOP över tiden informerar läkaren om behandlingen planen fungerar.

Men även när operation eller medicinering med framgång sänker IOP, fortsätter synförlust hos vissa glaukom patienter. En del patienter har svårt att använda läkemedel ögondroppar som föreskrivs av sin läkare. Dessa betydande brister sporrade forskarna att se bortom IOP som en orsak av glaukom och fokusera behandling.

Den nya forskningen paradigmet fokuserar på de skador som inträffar i en typ av nervcell kallas näthinneganglieceller (RGC), som är avgörande för förmågan att se. Dessa celler ansluta ögat till hjärnan genom synnerven.

RGC målinriktade glaukombehandlingar nu i kliniska prövningar inkluderar: läkemedel injiceras i ögat som levererar överlevnad och tillväxtfaktorer för att RGC, mediciner kända för att vara användbara för stroke och Alzheimers sjukdom, som cytidin-5-difosfokolin, och elektrisk stimulering av RGC levererade via små elektroder implanteras i kontaktlinser eller andra externa enheter. Mänskliga försök med stamcellsterapi är i planeringsstadiet.

"Som forskare vänder sin uppmärksamhet mot de mekanismer som orsakar näthinneganglieceller att urarta och dö, de upptäcker sätt att skydda, förbättra och till och med återskapa dessa viktiga celler," säger Dr Goldberg. "Att förstå hur man kan förebygga skador och förbättra friska funktion i dessa nervceller kan ytterst leda till synräddande behandlingar för glaukom och andra degenerativa ögonsjukdomar."

Om denna neurologiskt forskning lyckas kan framtida glaukombehandlingar inte bara förhindra glaukom från att stjäla patienters syn, men kan faktiskt återställa vision. Forskarna hoppas också att deras djupgående utforskning av RGC hjälper dem att avgöra vilka faktorer såsom genetik, göra vissa människor mer sårbara för glaukom.

ScienceDaily (9 mar 2012) - Trots ett århundrade av forskning, har minnet kodning i hjärnan var mystisk. Neuronala synaptiska anslutning styrkor är inblandade, men synaptiska komponenter kortlivade, medan minnen livstid. Detta tyder på synaptisk information kodas och hårt fast på ett djupare, mer finkornig molekylär nivå.

I en artikel i 8 mars numret av tidskriften PLoS Computational Biology , fysiker Travis Craddock och Jack Tuszynski vid universitetet i Alberta och anestesiolog Stuart Hameroff vid universitetet i Arizona visa en rimlig mekanism för att koda synaptic minne i mikrotubuli är stora delar av den strukturella cytoskelettet inom neuroner.

Mikrotubuli är cylindriska sexkantiga gitter polymerer av proteinet tubulin, omfattande 15 procent av den totala hjärnan protein. Mikrotubuli definierar neuronala arkitektur, reglerar synapser, och föreslog att bearbeta information via interaktiva bit-liknande tillstånd av tubulin. Men varje tillstymmelse till en gemensam kod ansluter mikrotubuli av synaptisk aktivitet har saknats. Tills nu.

Standarden experimentell modell för neuronal minnet är långsiktig potentiering (LTP) där korta presynaptiska excitations resulterar i förlängd postsynaptiska känsligheten. Ett väsentligt större i LTP är det hexagonala enzym kalcium / kalmodulin-beroende proteinkinas II (CaMKII). Vid pre-synaptisk excitation, kalciumjoner in postsynaptiska neuroner orsaka snöflingan-formade CaMKII att omvandla och sträcker sig uppsättningar av 6 benliknande kinasdomäner ovanför och nedanför en central domän, den aktiverade CaMKII liknar en dubbelsidig insekt. Varje kinasdomänen kan fosforylera ett substrat, och således koda en bit av synaptisk informationen. Ordnade matriser av bitar betecknas bitgrupper, och 6 kinasdomänema på en sida av varje CaMKII kan sålunda fosforylera och kodar kalcium-medierade synaptiska inmatningar såsom 6-bitars byte. Men var är inom neuronala substrat för minnet kodning av CaMKII fosforylering? Anger mikrotubuli.

Med molekylär modellering, Craddock et al visar en perfekt matchning mellan rumsliga dimensioner, geometri och elektrostatisk bindning av insekten-liknande CaMKII och hexagonala gitter av tubulin proteiner i mikrotubuli. De visar hur CaMKII kinasdomäner tillsammans kan binda och fosforylera 6-bitars byte, vilket resulterar i hexagonalt baserade mönster av fosforylerade tubulins i mikrotubuli. Craddock et al beräknar enorma informationskapacitet låg energikostnad, visar mikrotubuli-associerade grindar protein logik, och visa hur mönster av fosforylerade tubulins i mikrotubuli kan styra neuronala funktioner genom att utlösa axonala skjutning, reglera synapser och korsa skala.

Mikrotubuli och CaMKII finns överallt i eukaryota biologi, extremt rika i hjärnans nervceller, och kan ansluta membran och cytoskelettala nivåer av informationsbehandling. Avkodning och stimulerande mikrotubuli kan göra det möjligt terapeutisk intervention i en mängd patologiska processer, till exempel Alzheimers sjukdom där mikrotubuli störningar spelar en viktig roll, och hjärnskada som mikrotubuli verksamheten kan reparera nervceller och synapser.

Hameroff, senior författare på studien, säger: "Många neurovetenskap tidningarna avsluta med att hävda sina fynd kan hjälpa att förstå hur hjärnan fungerar, och behandla Alzheimers sjukdom, hjärnskada och olika neurologiska och psykiatriska sjukdomar Denna studie kan faktiskt göra det vi kan ha.. en glimt av hjärnans biomolekylära kod för minnet. "

ScienceDaily (7 mars, 2012) - Det finns starka vetenskapliga bevis finns att äta blåbär, björnbär, jordgubbar och andra frukter bär har positiva effekter på hjärnan och kan hjälpa till att förhindra åldersrelaterad minnesförlust och andra förändringar, forskare rapport. Deras nya artikel om värdet av att äta bär frukt visas i ACS " Journal of Agricultural and Food Chemistry .

Deras granskning drog slutsatsen att bär frukt hjälper hjärnan hålla sig frisk på flera sätt. Bärfrukter innehåller höga halter av antioxidanter, föreningar som skyddar cellerna från skada genom skadliga fria radikaler. De två rapporterar också att bärfrukter ändra det sätt på vilket nervceller i hjärnan kommunicerar. Dessa förändringar i signalering kan förhindra inflammation i hjärnan som bidrar till neuronal skada och förbättra både motorstyrning och kognition. De föreslår att ytterligare forskning kommer att visa om dessa fördelar är ett resultat av individuella föreningar delas mellan bär frukt eller om de unika kombinationerna av kemikalier i varje bär frukt bara har liknande effekter.

ScienceDaily (6 Mar 2012) - En grupp av akademiska forskare har identifierat de intracellulära mekanismerna som regleras av vitamin D3 som kan hjälpa kroppen rensa hjärnan av amyloid beta, den viktigaste komponenten av plack i samband med Alzheimers sjukdom.

Tidigare laborationer av teamet visade att specifika typer av immunceller i Alzheimers patienter kan svara på behandling med vitamin D3 och curcumin, en kemikalie som finns i gurkmeja krydda, genom att stimulera det medfödda immunförsvaret att rensa amyloid beta. Men forskarna inte visste hur det fungerade.

"Denna nya studie hjälpte klargöra de viktigaste mekanismerna, vilket kommer att hjälpa oss att bättre förstå nyttan av vitamin D3 och curcumin som möjliga behandlingsformer för Alzheimers sjukdom", säger studie författaren Dr Milan Fiala, en forskare vid David Geffen School of Medicine på UCLA och Veterans Affairs större Los Angeles Healthcare System.

I studien, drog forskarna blodprov från patienter med Alzheimers sjukdom och friska kontroller och sedan isolerade kritiska immunceller från blodet som kallas makrofager, som ansvarar för sluka amyloid beta och andra restprodukter i hjärnan och kroppen.

Teamet inkuberas immuncellerna natten med amyloid beta. En aktiv form av vitamin D3 som kallas 1a ,25-dihydroxyvitamin D3, som är gjord i kroppen genom enzymatisk omvandling i levern och njurarna, sattes till en del av cellerna att mäta effekt det hade på amyloid beta absorption.

Tidigare arbete av teamet, baserat på funktionen av Alzheimers patienters makrofager, visade att det finns minst två typer av patienter och makrofager: Typ I makrofager förbättras genom tillsats av 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 och curcuminoider (en syntetisk form av curcumin), medan typ II makrofager förbättras bara genom att 1a ,25-dihydroxyvitamin D3.

Forskarna fann att i både typ I och typ II makrofager, den extra 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 spelade en nyckelroll i att öppna en viss kloridkanal kallas "kloridkanal 3 (CLC3)," vilket är viktigt för att stödja utnyttjandet av amyloid beta genom processen känd som fagocytos. Curcuminoider aktiverat denna kloridkanal bara i typ I makrofager.

Forskarna fann också att 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 starkt bidragit till att utlösa genetiska transkriptionen av kloridkanal och receptorn för 1a ,25-dihydroxivitamin D3 i typ II makrofager. Transkription är det första steget som leder till genexpression.

Mekanismerna bakom effekterna av 1a ,25-dihydroxivitamin D3 på fagocytos var komplicerade och beroende på kalcium-och signalering av "MAPK"-vägen, vilket hjälper kommunicera en signal från vitamin D3-receptorn som finns på ytan av en cell till DNA i cellens kärna.

Den pivotala Effekten av 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 visades i ett samarbete mellan Dr Patrick R. Griffin från Scripps Research Institute och Dr Mathew T. Mizwicki från UC Riverside. De använde en teknik baserad på masspektrometri, som visade att 1a ,25-dihydroxyvitamin D3 stabiliserat många fler kritiska platser på vitamin D receptorn än gjorde curcuminoider.

"Våra resultat visar att aktiva former av vitamin D3 kan vara en viktig regulator av immuna verksamhet makrofager att hjälpa till att rensa amyloida plack genom att direkt reglera uttrycket av gener, samt de strukturella fysiska arbetet i cellerna", säger studie författaren Mizwicki , som var en assistent forskningen biokemist vid institutionen för biokemi vid UC Riverside när studien genomfördes.

Enligt forskarna, skulle en av de kommande etapperna av forskning vara en klinisk prövning med vitamin D3 för att bedöma effekterna på patienter med Alzheimers sjukdom. Tidigare studier av andra grupper har visat att en låg nivå av serum 25-hydroxivitamin D3 kan vara associerad med kognitiv försämring. Det är för tidigt att rekommendera en definitiv dos av vitamin D3 att hjälpa till med Alzheimers sjukdom och hjärnans hälsa, säger forskarna.

Studien har finansierats delvis av Alzheimers Association och National Institutes of Health.

Andra studier författare ingår Danusa Menegaz och Antonio Barrientos-Duran vid Institutionen för biokemi vid UC Riverside, juni Zhang och Patrick R. Griffin vid Institutionen för molekylär terapi vid Scripps Research Institute i Jupiter, Florida, Stephen Tse i departementet medicin vid David Geffen School of Medicine vid UCLA och Veterans Affairs större Los Angeles Healthcare System, och John R. Cashman för Human Biomolekylär Research Institute i San Diego, Kalifornien