对成瘾理解的进步突出了其遗传和神经生物学根源。成瘾物质会影响大脑基因表达,但这些变化不是永久性的,可以通过有针对性的药物和生活方式的改变来影响,这为治疗提供了新的希望。
研究表明,成瘾具有遗传基础,并受大脑基因ex变化的影响压力,可以通过药物和生活方式改变,提供了新的治疗可能性。
许多人天生就会寻求奖励并做出反应。当你饿的时候,你的大脑会认为食物是一种奖励,当你渴的时候,你会认为水是一种奖励。然而,像酒精和滥用药物这样的成瘾物质会压倒大脑中自然的奖励通路,导致无法忍受的渴望和冲动控制能力的降低。
一个普遍的误解是,上瘾是意志力低下的结果。然而,在过去的十年里,分子遗传学领域的知识和技术的爆炸已经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,成瘾有很强的神经生物学和遗传基础。
作为一名行为神经遗传学家,我带领一个团队调查成瘾的分子机制,我将神经科学与遗传学结合起来,了解酒精和药物是如何影响大脑的。在过去的十年里,我看到我们对成瘾分子机制的理解发生了变化,这主要是由于我们对大脑中基因是如何动态调节的有了更好的理解。思考成瘾形成的新方法有可能改变我们对待治疗的方式。
酒精和毒品会影响大脑基因活动
你的每个脑细胞都有储存在DNA长链中的遗传密码。为了让所有的DNA融入细胞,它需要被紧密地包裹起来。这是通过将DNA缠绕在被称为组蛋白的蛋白质“线轴”上来实现的。DNA被解开的区域含有编码蛋白质的活性基因,这些蛋白质在细胞内具有重要功能。
当基因活性改变时,细胞产生的蛋白质也会改变。这种变化可以从大脑中的单个神经元连接到你的行为方式。这种基因编排表明,虽然你的基因会影响你的大脑发育,但当你学习新事物时,哪些基因是开启或关闭的,是动态的,并根据你的日常需要进行调整。
来自动物模型的最新数据表明,酒精和药物滥用直接影响大脑中帮助驱动记忆和奖励反应的区域的基因表达变化。
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,哪些蛋白质被产生。来源:Karla Kaun和Vinald Francis, CC BY-ND
成瘾物质可以通过多种方式改变基因表达。它们可以改变哪些蛋白质与DNA结合来开启和关闭基因,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,也可以改变决定细胞如何利用能量发挥功能的蛋白质。
例如,酒精会导致一种基因的另一种形式在果蝇和人类的记忆回路中表达,导致多巴胺受体和涉及奖励信号和神经元功能的转录因子的变化。同样,可卡因也会导致老鼠的奖赏中心表达另一种形式的基因,导致它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还不得而知。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。酒精在肝脏中分解的副产品醋酸盐可以穿过血脑屏障,从小鼠记忆回路中的组蛋白中释放DNA。
酒精、尼古丁、可卡因和阿片类药物也都能激活重要的信号通路,这些信号通路是新陈代谢的中枢调节器。这表明它们也可以影响神经元功能的许多方面,从而影响哪些基因被表达。
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很复杂的。在成为功能性蛋白质之前,你与生俱来的基因可以通过多种方式进行修改,包括暴露在酒精和药物中。这种复杂性并没有让研究人员气馁,而是赋予了他们力量,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而改变。
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的修饰方式和基因的表达方式。例如,治疗抑郁症的常用处方药艾司西酞普兰(escitalopram)会影响DNA的缠绕程度,并改变对大脑可塑性至关重要的基因的表达。
此外,基于mrna的疗法可以特异性地改变表达的基因来治疗癌症等疾病。在未来,我们可能会发现类似的治疗酒精和物质使用障碍的方法。这些治疗方法可能潜在地针对与成瘾有关的重要信号通路,改变大脑回路的功能以及酒精和药物对它们的影响。
锻炼和其他生活方式的选择可以影响基因调节。
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能改变成瘾物质引起的变化。
就像酒精和药物一样,饮食的改变也会在很多方面影响基因表达。在果蝇中,高糖饮食可以通过利用与发育有关的基因表达网络来重新编程品尝甜味的能力。
密集的冥想,即使只持续一天,也可以通过类似的机制影响你大脑中的基因调节。参加一个月的冥想会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冥想后减少炎症基因。
在动物模型上的研究也表明,运动通过改变组蛋白和直接附着在DNA上的分子标签来改变基因表达。这增加了对神经元活动和可塑性至关重要的基因的活动,支持了锻炼可以改善学习和记忆并降低痴呆症风险的观点。
从一月干旱开始,许多因素会对你的大脑生物学产生深远的影响。采取措施减少酒精和毒品的消费,养成健康的生活方式,有助于稳定并为你的身心健康带来持久的好处。
作者:布朗大学神经科学副教授Karla Kaun。
改编自一篇最初发表于The Conversation的文章。