לאוצין אנקפלין

מערכת הפפטידים האופיואידים האנדוגניים ממלאת תפקיד מכריע בשמירה על הומאוסטזיס נוירו, ויסות תפיסת כאב והשפעה על התנהגות רגשית. כאחד החברים החשובים במערכת זו, הוא נמצא בשימוש נרחב בחקר מדעי המוח הבסיסי בשל המבנה הברור, התפוצה הרחבה והספציפיות החזקה של הקולטן. פפטיד זה מפעיל קולטני אופיואידים מצמידים לחלבון Gi/o, מעכב פעילות אדנילט ציקלאז ומווסת תעלות יונים, ובכך משפיע על התרגשות העצבים ושחרור הנוירוטרנסמיטר.

עם העמקת החקירה, השימוש בו התרחב מהחקירה הראשונית של משכך כאבים לתחומים מרובים כגון ויסות מעגלים נוירו, חקר יעילות קוגניטיבית וניתוח מכני של מחלות נפש. לכן, שילוב שיטתי של השימושים הספציפיים שלו בכיווני חקירה שונים הוא בעל משמעות רבה להבנת יעילותו והרחבת השימושים שלו.

השימוש בחקירת כאב משתרע על פני רמות מרובות, מרכזיות והיקפיות כאחד, כאשר מטרת הליבה שלה היא להבהיר את המנגנונים הרגולטוריים של מערכת משכך כאבים אנדוגני. ברמת חוט השדרה, במיוחד באזור קרן הגב השטחית, נעשה שימוש נרחב בפפטיד זה לחקר תהליך האינטגרציה העיקרי של אותות נוציספטיביים. ניסויים רבים הראו כי על ידי פעולה על קולטני אופיואידים פרה-סינפטיים, ניתן לעכב את שחרור הגלוטמט והחומר P מקצות העצבים התחושתיים, ובכך להפחית את ההתרגשות של נוירוני הקרנה.

יעילות זו הופכת אותו למולקולת כלי חשוב לחקר "מנגנון שער הכאב" (Fields HL, 2004). בניסויים אלקטרופיזיולוגיים, שימוש אקסוגני של הפפטיד או ויסות השחרור האנדוגני שלו יכולים לשנות באופן משמעותי את דפוסי הירי הנוירונים, אשר ניתן להשתמש בהם כדי להעריך שינויים ביעילות ההעברה הסינפטית.

ברמת גזע המוח, הוא נמצא בשימוש נרחב לחקר התפקיד הרגולטורי של מערכת משכך הכאבים היורדת. החומר האפור המקיף את אמת המים ואת המדולה הונטרומדיאלית מהווים מסלול מעכב יורד קלאסי.

והפפטיד הזה מעורב בוויסות הפעילות הנוירונית באזורים אלו. מחקר הראה שהוא יכול לשפר את פעילותם של נוירונים מעכבים, ובכך להפחית את העברת אותות פציעה למרכזים גבוהים יותר. לשימוש זה יש ערך חשוב במודלים לשיכוך כאבים במתח ובחקירת ויסות נוירו, והוא שימש כדי להסביר תופעות שונות של משככי כאבים לא תרופתיים.

במחקר של כאב דלקתי, השימוש העיקרי שלו טמון בניתוח האינטראקציה בין מערכת החיסון למערכת האינטנסיבית. במודלים של דלקת כרונית כגון דלקת מפרקים שגרונית,

מחקרים מצאו שתאי מערכת החיסון יכולים לשחרר אנקפלינים באתר הדלקת ולייצר השפעות משככות כאב על ידי הפעלת קולטני אופיואידים בקצות עצבים היקפיים. תגלית זו הופכת אותה למולקולת מפתח לחקר 'מערכת האופיואידים ההיקפית' (שטיין, 2016). בנוסף, במודל הכאב והנזק שלאחר הניתוח, נעשה שימוש בפפטיד זה להערכת אסטרטגיות משככי כאבים מקומיות, מה שמספק בסיס תיאורטי להפחתת תופעות הלוואי של תרופות אופיואידיות מרכזיות.

בחקר כאב נוירופתי, הוא נמצא בשימוש נרחב לניתוח המנגנונים המולקולריים העומדים בבסיס התרחשות ותחזוקה של כאב כרוני.

במודל של פגיעות עצביות ונוירופתיה של סוכרת, מחקרים מצאו שהירידה בביטוי האנקפלין קשורה קשר הדוק לרגישות לכאב.

תופעה זו מעידה על כך שיעילות לקויה של מערכת משכך הכאבים האנדוגנית משחקת תפקיד חשוב בכאב כרוני. לכן, פפטיד זה משמש להערכת שינויים בנוירופלסטיות ובמצב היעילות של מערכת משכך כאבים. בנוסף, במודל כאב הסרטן,לאוצין אנקפליןמשמש לחקר מנגנון הוויסות משכך הכאבים במיקרו-סביבה של הגידול, במיוחד בנוכחות תאים דלקתיים, ולשחרור המקומי שלו יש השפעה חשובה על הקלה בכאב.

יש לו מגוון רחב של שימושים במחקר של ויסות יעילות מערכת אינטנסיבית. במערכת הגנגליונים הבסיסיים, פפטיד זה מתבטא בעיקר בנוירונים של המסלול העקיף הסטריאטלי, מה שהופך אותו לכלי חשוב לחקר שליטה מוטורית וויסות מעגלים נוירו. במודלים של מחלת פרקינסון, שינויים ברמות הביטוי משמשים כדי לשקף את מצב הפעילות של מסלולים עקיפים. מחקר הראה כי בתנאים של מחסור בדופמין, הביטוי של פפטיד זה מווסת, ובכך מגביר תפוקה מעכבת ומוביל לפגיעה ביעילות המוטורית.

לכן, לפפטיד זה יש שימושים חשובים בפענוח המנגנונים של הפרעות מוטוריות.

נעשה בו שימוש נרחב במודלים של אפילפסיה במחקר של ויסות ריגוש נוירו. בחקר אפילפסיה, פפטיד זה מפחית סנכרון מוגזם של רשתות נוירו על ידי עיכוב שידור סינפטי מעורר והגברת פעילות נוירואיבית מעכבת. שימוש זה הופך אותה למולקולה חשובה לחקר היציבות של רשתות נוירו.

בנוסף, על ידי התבוננות בהשפעה של פפטיד זה על תדירות הירי הנוירונים וההעברה הסינפטית, ניתן להבהיר עוד יותר את המנגנון של התקפים אפילפטיים.

בהיפוקמפוס, פפטיד זה יכול להשפיע על התהליכים של-התגברות ארוכת טווח ועיכוב-לטווח ארוך, ובכך לווסת את אחסון המידע והחילוץ. מחקר הראה שיש לו השפעה משמעותית על היעילות הקוגניטיבית על ידי ויסות פעילות קולטן גלוטמט ושחרור נוירוטרנסמיטר. לכן, פפטיד זה נמצא בשימוש נרחב בחקר מדעי המוח הקוגניטיביים.

במחקר נוירו-פרוטקטיבי, הוא משמש לניתוח מנגנון ההגנה לאחר פגיעה עצבית. במודלים של שבץ ופגיעה מוחית טראומטית, פפטיד זה מפגין אפקט נוירו-פרוטקטיבי מסוים על ידי עיכוב אפופטוזיס של התא, הפחתת תגובה דלקתית והורדת רמות מתח חמצוני. שימוש זה הופך אותו לכלי מולקולרי חשוב להערכת אסטרטגיות נוירו-הגנה.

בחקר רגשות ומחלות נפש, מטרתו העיקרית היא לווסת את מערכת התגמול וההתנהגות הרגשית. במודל הדיכאון, הירידה ביעילות מערכת האנקפלין קשורה קשר הדוק לאובדן ההנאה. על ידי התאמת רמותיו והתבוננות בשינויים בהתנהגות בעלי חיים, ניתן להשתמש במחקר כדי לנתח את המנגנונים של טיפול נוגד דיכאון (Nestler&Carlezon, 2006). פפטיד זה מווסת את שחרור הדופמין באזור הגרעין, ובכך משפיע על תפיסת התגמול.

בהפרעת חרדה לחקור, תגובות רגשיות מווסתות על ידי פעולה על האמיגדלה והקורטקס הפרה-פרונטלי. זה יכול לדכא ריגוש נוירו מוגזם, ובכך להפחית את רמות ההתנהגות המודאגת. למטרה זו יש משמעות רבה להבנת המנגנון של ויסות רגשי.
בחקירת התמכרות, פפטיד זה נמצא בשימוש נרחב לניתוח השפעות חיזוק ומנגנוני הסתגלות נוירו.

במודל התלות באופיואידים, מערכת הדופמין בגרעין האקומבנס מווסתת להשתתף בתהליך של יצירת תגמול ותלות (Shippenberg et al., 1987). בנוסף, הוא שימש גם במחקר של התמכרות לאלכוהול וחומרים אחרים כדי לנתח שינויים במעגלי נוירו.

במחקר מתח, הוא משמש לוויסות תגובות נוירואנדוקריניות, במיוחד ציר יותרת המוח ההיפותלמוס. על ידי השפעה על שחרור קורטיזול, פפטיד זה מעורב בתהליך ההסתגלות של הגוף ללחץ (Drolet et al., 2001).