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大脑海马区的生物标志物可预测强迫性饮酒——滔博生物Inscopix文章案例解析

尽管现代社会普遍使用酒精,但是只有一部分人会出现酒精使用障碍或成瘾。然而,科学家们还不理解为什么有些人容易出现饮酒问题,而另一些人却没有。现在,Salk研究所的研究人员通过Inscopix自由活动动物显微钙成像技术(滔博生物中国区代理)使用发现了控制老鼠饮酒行为的大脑回路,并且可以用作预测强迫性饮酒发展的生物标志物。这项题为“A cortical-brainstem circuit predicts and governs compulsive alcohol drinking”发表在《Science》杂志 上,将来可能会对理解人类的暴饮和成瘾产生影响。




“我希望这将是一项里程碑式的研究,因为我们(首次)发现了一个大脑神经环路,可以准确地预测哪些小鼠会在行为开始前几周患上强迫性饮酒,”系统神经生物学实验室教授、怀利·威尔(Wylie Vale)主席凯·泰(Kay Tye)说。“这项研究在神经环路层面分析和酒精/成瘾研究之间架起了一座桥梁,并首次让我们得以一窥强迫性饮酒在大脑中的表征是如何随着时间的推移而发展起来的。”


内侧前额叶皮质神经元的细胞核(蓝色)将其轴突(绿色)投射到中脑导水管周围灰色区。

来自:索尔克研究所



美国国立卫生研究院(National Institutes Of Health)将酒精使用障碍定义为一种慢性脑部疾病,即个人强制饮酒,通常伴随着负面情绪。之前的研究集中在检查饮酒障碍发生后的大脑。Tye的团队试图发现导致强迫性饮酒倾向发生的大脑回路,这是以前没有研究过的。


范德比尔特大学药理学系第一作者兼助理教授科迪·西西里亚诺(Cody Siciliano)说:“我们最初试图了解酗酒是如何改变大脑的,从而推动强迫性酒精消费的。在此过程中,我们偶然发现了一个令人惊讶的情况,在该发现中,我们实际上能够根据第一次喝酒后的神经活动来预测哪些动物会变得强迫。”


Cody Siciliano(科迪·西西里亚诺)

来自:Siciliano Lab

如果想与科迪会面,请看Inscopix Webinar视频



在这项研究中,研究人员创建了一个称为“暴饮暴食强迫症”(BICT)的测试,以检查对饮酒的敏感性如何与经验相互作用,从而在小鼠中产生强迫性饮酒。BICT允许研究人员检查酒精的消费量以及是否有负面影响的消费,例如向酒精中添加了苦味。通过一系列测试,科学家们观察到小鼠可以分为三类:少量饮酒者,酗酒者和强迫性饮酒者。与前两组不同,强迫性饮酒者对消极后果不敏感。



然后,研究人员通过使用Inscopix自由活动动物显微钙成像技术,可以绘制出饮酒前,饮酒中和饮酒后感兴趣的神经元和大脑区域的关联。具体来说,他们研究了行为控制和对不良事件做出反应的两个区域的神经元活动:分别是内侧前额叶皮层和导水管周围灰质。他们发现强迫性饮酒的发展与两个大脑区域之间的神经沟通模式有关,并且是预测未来强迫性饮酒的生物标记。此外,研究人员使用光遗传学来利用光来控制神经环路的活动。通过打开或关闭大脑环路,科学家们能够增加或减少强迫性饮酒。


Tye说:“现在,我们可以深入大脑并找到活动模式,这些模式可以预测小鼠在强迫症发生之前将来是否会成为强迫性饮酒者。我们不知道这个大脑环路是否特定于酒精,或者同一回路是否参与多种不同的强迫行为,例如与其他滥用物质或自然报酬有关的行为,因此我们需要对此进行调查。”


接下来,科学家计划对这些皮质-脑干神经元进行测序,以鉴定可用于治疗的靶标。


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