酒精会改变大脑基因的工作方式。把它们改回来可能会对抗成瘾。

许多人被连接到寻求和回应奖励.当你饿了时,你的大脑会把食物解释为奖励,当你口渴时,你的大脑会把水解释为有回报。

但酒精和滥用药物等成瘾物质可以压倒自然奖励途径在你的大脑中,导致无法忍受的渴望和冲动控制能力下降。

一个普遍的误解是成瘾是意志力低下的结果。但是在以下领域,知识和技术的爆炸式增长分子遺傳學在过去的十年中,彻底改变了我们对成瘾的基本理解。科学家和医疗保健专业人员的普遍共识是,有一个强大的神经生物学和遗传学基础成瘾。

作为行为神经遗传学家领导团队在研究成瘾的分子机制时,我将神经科学与遗传学相结合,以了解酒精和药物如何影响大脑。

在过去的十年中,我看到我们对成瘾分子机制的理解发生了变化,这主要是由于对基因如何在大脑中动态调节的理解有了更好的理解。思考成瘾如何形成的新方法有可能改变我们的治疗方式。

酒精和药物影响大脑基因活动

每个脑细胞的遗传密码都存储在长链 DNA 中。为了使所有DNA都适合细胞,它需要紧密包装。这是通过将DNA缠绕在蛋白质的“线轴”上来实现的称为组蛋白.DNA展开的区域包含编码在细胞内发挥重要功能的蛋白质的活性基因。

当基因活性发生变化时,细胞产生的蛋白质也会发生变化。这种变化的范围可以从大脑中的单个神经元连接到您的行为方式。

这种遗传编排表明,虽然你的基因会影响你的大脑发育,哪些基因被打开或关闭当您学习新事物时,它是动态的,并会适应您的日常需求。

来自动物模型的最新数据表明,酒精和滥用药物直接影响基因表达的变化在大脑中有助于驱动记忆和奖励反应的区域。

在大脑的每个神经元中,DNA缠绕或与组蛋白和其他蛋白质结合的紧密程度决定了哪些基因被表达以及哪些蛋白质被产生。(卡拉·考恩和维纳德·弗朗西斯/CC BY-ND的)

多种方式成瘾物质可以改变基因表达。它们可以改变哪些蛋白质与DNA结合以打开和关闭基因,以及哪些DNA片段被解开。它们可以改变DNA被读取和翻译成蛋白质的过程,以及改变决定细胞如何使用能量发挥作用的蛋白质。

例如,酒精可以导致基因的另一种形式在记忆回路中表达在苍蝇中和人,导致参与奖励信号传导和神经元功能的多巴胺受体和转录因子发生变化。同样,可卡因可以导致基因的替代形式在奖励中心小鼠数量,导致他们寻找更多的可卡因。

这些药物究竟是如何引起基因调控变化的,目前尚不清楚。然而,饮酒与小鼠基因表达变化之间的直接联系提供了线索。

酒精在肝脏中被分解的副产物称为乙酸盐,可以穿过血脑屏障和从组蛋白中解开DNA在鼠标记忆电路中。

酒精、尼古丁、可卡因和阿片类药物也都会激活重要的信号通路,这些通路是新陈代谢的中枢调节剂.这表明它们还可以影响神经元功能的许多方面,从而影响表达哪些基因。

随着生活方式改变大脑基因活动

成瘾物质如何改变细胞功能是复杂的。在它成为功能性蛋白质之前,你出生的基因版本可以通过多种方式进行修改,包括接触酒精和药物。

这种复杂性并没有让研究人员气馁,反而赋予了他们力量,因为它提供了证据,证明大脑中基因表达的变化不是永久性的。它们也可以通过药物和生活方式的选择来改变。

许多治疗精神疾病的常用处方药也会影响基因表达。抗抑郁药和情绪稳定剂可以改变DNA的修饰方式和表达的基因。例如,一种常用的处方药抑郁症称为艾司西酞普兰会影响DNA缠绕的紧密程度,并可以改变对大脑可塑性很重要的基因的表达。

此外基于mRNA的疗法可以特异性地改变哪些基因被表达以治疗疾病,如癌症.将来,我们可能会发现类似的酒精和物质使用障碍疗法。

这些治疗可能针对重要的与成瘾相关的信号通路,改变大脑回路的功能以及酒精和药物如何影响它们。

生活方式的选择也会影响大脑中的基因表达,尽管研究人员还不知道它们是否可以改变成瘾物质引起的变化。

就像酒精和毒品一样,饮食改变可以通过多种方式影响基因表达。在苍蝇中,高糖饮食可以重新编程品尝甜味的能力通过利用参与开发的基因表达网络。

密集冥想,即使仅在有一天,也可以通过类似的机制影响大脑中的基因调控。参加为期一个月的禅修静修减少影响炎症的基因的表达,有经验的冥想者可以在一天的密集调解.

动物模型的研究还表明,运动通过改变两者来改变基因表达组蛋白分子标签直接附着在DNA上。

这增加了对神经元的活性和可塑性很重要的基因的活性,支持了以下观点:运动可以改善学习和记忆力并且可以降低痴呆的风险。

干燥的一月除此之外,许多因素会对您的大脑生物学产生深远的影响。采取措施减少饮酒和吸毒,养成健康的生活方式,有助于稳定身心健康,并带来持久的益处。

卡拉·考恩,神经科学副教授,布朗大学

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