酒精會改變大腦基因的工作方式。把它們改回來可能會對抗成癮。

許多人被連接到尋求和回應獎勵.當你餓了時,你的大腦會把食物解釋為獎勵,當你口渴時,你的大腦會把水解釋為有回報。

但酒精和濫用藥物等成癮物質可以壓倒自然獎勵途徑在你的大腦中,導致無法忍受的渴望和沖動控制能力下降。

一個普遍的誤解是成癮是意志力低下的結果。但是在以下領域,知識和技術的爆炸式增長分子遺傳學在過去的十年中,徹底改變了我們對成癮的基本理解??茖W家和醫(yī)療保健專業(yè)人員的普遍共識是,有一個強大的神經(jīng)生物學和遺傳學基礎成癮。

作為行為神經(jīng)遺傳學家領導團隊在研究成癮的分子機制時,我將神經(jīng)科學與遺傳學相結合,以了解酒精和藥物如何影響大腦。

在過去的十年中,我看到我們對成癮分子機制的理解發(fā)生了變化,這主要是由于對基因如何在大腦中動態(tài)調(diào)節(jié)的理解有了更好的理解。思考成癮如何形成的新方法有可能改變我們的治療方式。

酒精和藥物影響大腦基因活動

每個腦細胞的遺傳密碼都存儲在長鏈 DNA 中。為了使所有DNA都適合細胞,它需要緊密包裝。這是通過將DNA纏繞在蛋白質的“線軸”上來實現(xiàn)的稱為組蛋白.DNA展開的區(qū)域包含編碼在細胞內(nèi)發(fā)揮重要功能的蛋白質的活性基因。

當基因活性發(fā)生變化時,細胞產(chǎn)生的蛋白質也會發(fā)生變化。這種變化的范圍可以從大腦中的單個神經(jīng)元連接到您的行為方式。

這種遺傳編排表明,雖然你的基因會影響你的大腦發(fā)育,哪些基因被打開或關閉當您學習新事物時,它是動態(tài)的,并會適應您的日常需求。

來自動物模型的最新數(shù)據(jù)表明,酒精和濫用藥物直接影響基因表達的變化在大腦中有助于驅動記憶和獎勵反應的區(qū)域。

在大腦的每個神經(jīng)元中,DNA纏繞或與組蛋白和其他蛋白質結合的緊密程度決定了哪些基因被表達以及哪些蛋白質被產(chǎn)生。(卡拉·考恩和維納德·弗朗西斯/CC BY-ND的)

多種方式成癮物質可以改變基因表達。它們可以改變哪些蛋白質與DNA結合以打開和關閉基因,以及哪些DNA片段被解開。它們可以改變DNA被讀取和翻譯成蛋白質的過程,以及改變決定細胞如何使用能量發(fā)揮作用的蛋白質。

例如,酒精可以導致基因的另一種形式在記憶回路中表達在蒼蠅中和人,導致參與獎勵信號傳導和神經(jīng)元功能的多巴胺受體和轉錄因子發(fā)生變化。同樣,可卡因可以導致基因的替代形式在獎勵中心小鼠數(shù)量,導致他們尋找更多的可卡因。

這些藥物究竟是如何引起基因調(diào)控變化的,目前尚不清楚。然而,飲酒與小鼠基因表達變化之間的直接聯(lián)系提供了線索。

酒精在肝臟中被分解的副產(chǎn)物稱為乙酸鹽,可以穿過血腦屏障和從組蛋白中解開DNA在鼠標記憶電路中。

酒精、尼古丁、可卡因和阿片類藥物也都會激活重要的信號通路,這些通路是新陳代謝的中樞調(diào)節(jié)劑.這表明它們還可以影響神經(jīng)元功能的許多方面,從而影響表達哪些基因。

隨著生活方式改變大腦基因活動

成癮物質如何改變細胞功能是復雜的。在它成為功能性蛋白質之前,你出生的基因版本可以通過多種方式進行修改,包括接觸酒精和藥物。

這種復雜性并沒有讓研究人員氣餒,反而賦予了他們力量,因為它提供了證據(jù),證明大腦中基因表達的變化不是永久性的。它們也可以通過藥物和生活方式的選擇來改變。

許多治療精神疾病的常用處方藥也會影響基因表達。抗抑郁藥和情緒穩(wěn)定劑可以改變DNA的修飾方式和表達的基因。例如,一種常用的處方藥抑郁癥稱為艾司西酞普蘭會影響DNA纏繞的緊密程度,并可以改變對大腦可塑性很重要的基因的表達。

此外基于mRNA的療法可以特異性地改變哪些基因被表達以治療疾病,如癌癥.將來,我們可能會發(fā)現(xiàn)類似的酒精和物質使用障礙療法。

這些治療可能針對重要的與成癮相關的信號通路,改變大腦回路的功能以及酒精和藥物如何影響它們。

生活方式的選擇也會影響大腦中的基因表達,盡管研究人員還不知道它們是否可以改變成癮物質引起的變化。

就像酒精和毒品一樣,飲食改變可以通過多種方式影響基因表達。在蒼蠅中,高糖飲食可以重新編程品嘗甜味的能力通過利用參與開發(fā)的基因表達網(wǎng)絡。

密集冥想,即使僅在有一天,也可以通過類似的機制影響大腦中的基因調(diào)控。參加為期一個月的禪修靜修減少影響炎癥的基因的表達,有經(jīng)驗的冥想者可以在一天的密集調(diào)解.

動物模型的研究還表明,運動通過改變兩者來改變基因表達組蛋白分子標簽直接附著在DNA上。

這增加了對神經(jīng)元的活性和可塑性很重要的基因的活性,支持了以下觀點:運動可以改善學習和記憶力并且可以降低癡呆的風險。

干燥的一月除此之外,許多因素會對您的大腦生物學產(chǎn)生深遠的影響。采取措施減少飲酒和吸毒,養(yǎng)成健康的生活方式,有助于穩(wěn)定身心健康,并帶來持久的益處。

卡拉·考恩,神經(jīng)科學副教授,布朗大學

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