Alkohol ændrer minder om det cellulære niveau, viser Fruit Fly Study

Det er lørdag morgen. Du vågner op på en varm sofa med tør mund og hovedpine. Jeg vil aldrig drikke igen, siger du, men den nat gør du det. Ny forskning i neuron afslører et underliggende grundlag for den endeløse cyklus, der viser sammenhængen mellem hjernens forhold til alkohol og de behagelige minder, der er dannet under påvirkning.

Forskere har længe vidst, at vanedannende stoffer som kokain og alkohol rod på den måde hjernens belønningsproces arbejder på, men denne undersøgelse viser bare hvordan det kan ske. I papiret, offentliggjort torsdag, viser Brown University forskere, at alkohol påvirker en bestemt celle signalerende vej i hjernen af ​​frugt fluer (Drosophila melanogaster).

Denne vej, kaldet Notch, deles af de fleste multicellulære organismer, herunder mennesker. På baggrund af de ændringer, forskerne har observeret i frugtflygens hjerner, efter at de har brugt alkohol, foreslår de, at alkoholens virkning på Notch-banen kan være en vigtig del af hvordan dyr - herunder mennesker - lærer at forfølge erfaringer, som føles gode.

Karla Kaun, Ph.D., en assisterende professor i neurovidenskab ved Brown University og studiens tilsvarende forfatter, siger, at alkoholens effekt på Notch-signalvejen bidrager til den type associativ hukommelse, der kan drive afhængighed.

"Mens du drikker, danner du minder for tegn i dit miljø, som fornemmelsen af ​​glaset eller buket af din vin, der bliver forbundet med følelsen af ​​at være beruset," fortalte Kaun Newsweek. "Vores undersøgelse giver genetiske og biokemiske tegn på, at ret lave doser af alkohol kan aktivere en stærkt konserveret celle-signalvej i hjernen, hvilket fører til ændringer i ekspression af gener, der er vigtige for læring og hukommelse."

Alkoholens effekt på hjernens belønning og læringsveje synes at komme i form af ændret genekspression i Notch-banen. Tidligt i livet spiller Notch-signalvejen en stor rolle i et embryos voksende hjerne. Denne undersøgelse tyder på, at dens betydelige indvirkning på voksne hjerner er blevet undervurderet, og det kan have en betydelig indflydelse på, hvordan alkohol aktiverer dopamin - en neurotransmitter, der ofte er forbundet med gode følelser og afhængighed - i hjernen.

I frugtfluerne, som var blevet uddannet til at søge alkohol som led i undersøgelsen, aktiverede alkoholen Notch-banen. Denne aktivering havde en kaskade af effekter ned ad linjen, hvilket indbefattede en lille ændring i et gen, der koder for codernes dopaminreceptorer. Alkohol øgede eller formindskede ikke produktionen af ​​dopaminreceptorer, og det aktiverede heller ikke dopaminreceptorerne, men det ændrede en smule genekspression af de dopaminreceptorer, som celler producerede. Denne ændring, som forskernes forfattere argumenterer for, tyder på, at alkohol kaprer den måde, hjernens dopaminbaner reagerer på glæde og belønning.

"Hvis dette virker på samme måde i mennesker, er et glas vin nok til at aktivere stien, men den vender tilbage til normal inden for en time," fortalte Kaun Uafhængig. Men jo mere alkohol der forbruges, desto længere tid tager det til at vende tilbage til det normale. "Efter tre briller, med en times pause i mellem, går banen ikke tilbage til normal efter 24 timer," sagde hun. "Vi tror, ​​at denne vedholdenhed er sandsynligt, hvad der ændrer genekspression i hukommelseskredsløb."

Peter Giese, ph.d., professor i neurovidenskab ved King's College London, der ikke var involveret i undersøgelsen, siger det bedre at forstå, hvordan alkohol - og andre vanedannende stoffer - påvirker hjernen på et mikroskopisk niveau, kunne hjælpe mennesker, der lever med substans brug lidelser.

"Denne undersøgelse antyder, at narkotikamisbrug fortsætter, fordi hukommelsesmekanismer blev kapret af lægemiddeleksponering," fortalte Giese Uafhængig. "Undersøgelsen giver ikke kun en model til forståelse af vedholdenhed af narkotikamisbrug, men identificerer også potentielle farmakologiske mål til behandling af afhængighed."

Abstrakt:

Misbrugsmedicin, som alkohol, modulerer genekspression i belønningskredsløb og ændrer derfor adfærd. Men den in vivo cellulære mekanismer, hvorigennem alkohol inducerer vedvarende transkriptionelle ændringer, er uklare. Vi viser det Drosophila Notch / Su (H) signalering og det udskilles fibrinogenrelaterede protein Skabrous i mushroom body (MB) hukommelseskredsløb er vigtige for den vedvarende præference af signaler forbundet med alkoholens givende egenskaber. Alkoholeksponering påvirker Notch responsivitet i den voksne MB og ændrer Su (H) målretning på dopamin-2-lignende receptor (Dop2R). Alkoholkørestræning forårsagede også varige ændringer i MB-nukleært transkriptom, herunder ændringer i den alternative splejsning af Dop2R og nyligt implicerede transkripsioner som Stat92E. Sammen tyder vores data på, at alkoholinduceret aktivering af den højt konserverede Notch pathway og ledsagende transkriptionelle reaktioner i hukommelseskredsløb bidrager til afhængighed. I sidste ende giver dette mekanisk indsigt i etiologien og patofysiologien af ​​alkoholforstyrrelser.