The serotonin (5HT) system especially related to emotional change and locomotion, but the ways in which 5HT affects dystonia syndrome remain unclear. Serotonin modulates the motor output of the cerebellum to enhance muscle tension in this study. Repetitive photostimulation of the 5HT-fDCN circuit gradually increases the excitability of the fDCN neurons, leading to dystonia in wild type mice. Activation of the 5HT-fDCN inputs facilitates Ca$^{2+}$ in the fDCN neurons, as well as up-regulation of GluA1 and down-regulation of GluA2 AMPA receptor subunits. By expressing OptoSTIM1 in the fDCN neurons, light-induced increases in Ca$^{2+}$ signaling can recapitulate dystonia. On the pharmacological side, injection of 5HT2A receptor antagonist and photoinhibition of the 5HT inputs to the fastigial deep cerebellar nuclei (fDCN) prevent dystonia in cacna1a$^{tg/tg}$ mice. The Ca$^{2+}$ signals increase accompanied by dystonic behavior, whereas a decrease in Ca$^{2+}$ signals with dystonia by 5HT2A receptor antagonist in this study. These results suggest 5HT-dependent neuronal excitability mediates increases in muscle tension and suggest ways to improve life for patients suffering from motor dysfunctions.
세로토닌 시스템은 감정의 변화와 움직임과 관련이 있지만, 세로토닌이 근긴장 이상 증에 영향을 주는 방식은 아직 명확하지 않습니다. 이 연구에서는 세로토닌이 소뇌의 운동출력을 증가시켜서 근육의 긴장을 조절한다는 것을 밝힙니다. 세로토닌 - 소뇌 심 핵 회로의 반복적인 광 자극이 야생형 마우스에서 근긴장 이상으로 이어지는 소뇌 심 핵 뉴런의 흥분성을 점차 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 세로토닌 - 소뇌 심 핵 회로의 활성화는 소뇌 심 핵 뉴런의 칼슘뿐만 아니라 글루A1의 상향 조절 및 글루A2 암파 수용체 아 단위의 하향 조절을 촉진시킵니다. 소뇌 심 핵 뉴런에서 옵토스팀1을 발현함으로써 빛에 의한 칼슘 신호 전달의 증가로 근 긴장 이상이 재발 할 수 있습니다. 약리학적 측면에서, 세로토닌 2A 수용체 길항제의 주입 및 소뇌 심 핵에 대한 세로토닌 회로의 광 저해는 cacna1a 유전자 형질전환 생쥐에서 근육 긴장 이상을 예방합니다. 이 연구에서는 디스토니아 행동에 의한 칼슘 신호의 증가와 반면, 세로토닌 2A 수용체 길항제에 의해 칼슘 신호 및 디스토니아가 감소하는 것을 확인했습니다. 이러한 결과는 세로토닌 의존성 신경 흥분성이 근육 긴장의 증가를 매개함을 제안하며 운동 장애를 지닌 환자의 삶을 개선 할 수 있는 방법을 제안합니다.
