科学家发现脑细胞中的分子过程可能是药物成瘾的主要驱动力

Scripps Research的科学家发现脑细胞中的分子过程可能是药物成瘾的主要驱动力，因此可能成为未来成瘾治疗的目标。

科学家于10月22日在《细胞报告》(Cell Reports)上发表了他们的发现，他们使用一种先进的成像技术来可视化在暴露于阿片类药物的过程中大脑细胞的活动，而已知该部分对成瘾至关重要。他们发现，成瘾时发生并帮助维持成瘾行为的关键脑细胞变化伴随着信号系统中的特定变化，并可能被其驱动，该变化涉及涉及称为环AMP(cAMP)的信使分子。

该研究的资深作者，教授兼联合创始人Kirill Martemyanov博士说：“我们的发现表明，我们现在要测试的可能性是，逆转这些cAMP变化的干预措施可以减少成瘾症状，如渴望药物和戒断烦躁不安。” Scripps研究部神经科学系主任。

药物过量(其中大多数涉及阿片类药物)每年在美国杀死约70,000人，并且总体上，估计药物成瘾或依赖性影响了数千万的美国人。然而，研究人员从未找到过成瘾的治疗方法甚至是很好的治疗方法。这主要是因为他们缺乏研究成瘾过程基础的大脑深层分子机制的技术。

去年，Martemyanov的团队与同样在斯克里普斯研究所(Scripps Research)的罗纳德·戴维斯(Ronald Davis)实验室合作开发了一种工具，可以帮助进行此类研究：基因工程化的小鼠传感器系统，可以实时记录任何类型的cAMP水平神经元cAMP分子在神经元中起内部信使的作用，将嵌入细胞外膜的受体的信号传递到细胞内部。到目前为止，神经生物学的领域对于科学家来说还相对模糊。

在这项新研究中，科学家们使用他们的传感器系统来追踪神经元中的cAMP水平，这些神经元构成了称为伏隔核的大脑结构，这是大脑奖励和动力系统的核心组成部分，而这基本上是由成瘾所破坏的。与其他滥用药物一样，阿片类药物会导致多巴胺大量涌入伏隔核。当这种情况反复发生时，奖励和动机的处理方式就会发生变化，这种变化在很大程度上说明了成瘾的行为特征-包括对药物的耐受性增强，因此需要更高的剂量，以及随之而来的对药物的渴望和烦躁不安。停药。研究人员希望了解伏隔核神经元中多巴胺受体的cAMP信号如何随着反复的阿片类药物暴露而发生变化，

科学家发现，吗啡的注射以及随之而来的多巴胺大量注入伏隔核中，导致构成这种大脑结构的两种类型的对多巴胺敏感的神经元(称为D1和D2中型多刺神经元)的cAMP信号发生明显变化。最初的吗啡剂量使D1神经元(其活动与积极的奖励经历有关)比起被认为会抑制奖励信号的D2神经元而言，基于其cAMP信号对多巴胺的反应要强得多。

相比之下，研究小组发现，每天重复服用吗啡会导致长期成瘾，模拟会导致成瘾的长期吸毒，这两种神经元的活动平衡(反映在其对多巴胺的cAMP反应中)明显向抑制性D2转移神经元。他们认为，这些神经元的适应可能是由于成瘾的发展导致耐受力下降和戒断烦躁不安的原因。

“看到cAMP反应的这些变化确实帮助我们了解了如何同时刺激伏安中的这两个不同的神经元群体，同时又产生了不同的结果，” Martemyanov实验室的博士后研究助理Brian Muntean博士说。是该研究的第一作者，并完成了开发cAMP报告工具的大部分工作。

Martemyanov和他的团队现在计划观察逆转这些cAMP变化是否可以消除或减少动物模型上瘾的行为迹象。

他们还打算使用其cAMP报告基因工具来研究影响阿片类药物成瘾敏感性的基因。在最近发表在《公共科学图书馆·生物学》(PLoS Biology)上的一项相关研究中，Martemyanov的研究小组表明，一种与神经精神疾病(称为I型神经纤维瘤病)相关的基因在纹状体神经元中发挥作用，以增强吗啡的奖励作用，并调节向cAMP的多巴胺信号传导。

Martemyanov说：“使用这种用于对cAMP反应进行成像的新工具，我们现在可以研究大脑中的各种回路，以了解cAMP信号如何构成认知和动机过程的基础，甚至还可以追踪诸如抑郁症等精神疾病的潜在过程。”

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