科学家揭示了酗酒、吸烟背后的基因结构
你有没有想过为什么一个人可以抽一年的烟，然后很容易就戒掉了，而另一个人却会终生上瘾?为什么有些人不能控制自己不酗酒，而另一些人可以喝酒或不喝酒?原因之一是一个人滥用药物的遗传倾向。由Hyejung Won博士领导的北卡罗来纳大学医学院的研究人员开始了解这些潜在的基因差异。他们了解得越多，就越有可能创造出治疗方法，帮助数百万与成瘾作斗争的人。
他是遗传学助理教授，也是北卡罗来纳大学神经科学中心的成员，他和同事们发现了与香烟有关的基因吸烟和喝酒。研究人员发现，这些基因在特定种类的神经元中表现过度，神经元是触发其他细胞向整个大脑发送化学信号的脑细胞。
研究人员在该杂志上发表了他们的研究成果《分子精神病学》研究人员还发现，吸烟的基因与疼痛感知、对食物的反应以及可卡因等其他药物的滥用有关。其他与饮酒有关的基因与压力和学习有关，也与滥用其他药物(如吗啡)有关。
鉴于目前缺乏药物使用障碍的治疗方案，研究人员还对一个公开的药物数据库进行了分析，以确定药物滥用的潜在新治疗方法。
“我们发现抗精神病药和其他情绪稳定剂可能为那些与药物滥用作斗争的人提供治疗性缓解，”Won实验室的研究生，第一作者南希·赛说。“我们相信，我们的研究为专注于创造更好的治疗方法来解决药物依赖的研究提供了良好的基础。”
基因组解析
长期药物使用和药物使用障碍与许多常见疾病和病症有关，如肺癌、肝病和精神疾病。然而，可用的治疗方案很少，这主要是由于我们对所涉及的生物学过程的理解存在差距。
Won说:“我们从双胞胎研究中了解到，除了家庭问题或个人创伤等环境因素外，基因可能也是一些人使用和滥用药物的原因。”“基因研究，如全基因组关联研究(GWAS)，提供了一种方法来识别与复杂的人类特征相关的基因，如尼古丁成瘾或酗酒。”
Won补充说，通过GWAS，研究人员可以识别基因组中在特定性状中起作用的区域，与没有表现出该性状的个体进行比较。然而，全基因组研究并不能告诉我们这些区域的基因是如何影响一个特征的。这是因为这些区域通常位于基因组的“非编码”区域。
“非编码”指的是这些区域的基因不会将它们的遗传信息直接翻译或编码到蛋白质的生成中，从而执行已知的生物学功能。因此，在这些“非编码”区域中，生物学上究竟发生了什么仍然是未知的。
“我们想了解这些地区正在发生什么，”元说。“所以我们开发了Hi-C耦合MAGMA (H-MAGMA)， a计算工具帮助我们更好地理解我们所看到的基因组采用研究。”
在一个以前的出版物， Won的实验室展示了如何将H-MAGMA应用于大脑疾病，以识别其相关基因，并描述其潜在生物学。在目前的这篇论文中，她的实验室将该工具扩展到吸烟和饮酒。
他们从多巴胺能神经元和皮层神经元-大脑细胞类型中开发了H-MAGMA框架，研究人员长期以来一直认为这些细胞与物质使用有关。以这两种细胞类型为重点，Won的团队由HHMI Gilliam研究员Sey领导，将H-MAGMA应用于与重度吸烟、尼古丁依赖、有问题的酒精使用和重度吸烟有关的GWAS结果喝找出与每个性状相关的基因。
与饮酒和吸烟有关的基因也与其他类型的物质有关，如吗啡和可卡因。虽然阿片类药物危机造成了有害的社会负担，但目前还没有针对可卡因和阿片类药物使用的强有力的GWAS。因此，Won的团队试图确定与饮酒和吸烟相关的基因是否能揭示一般成瘾行为的遗传学基础，遗传这一发现可以扩展到其他滥用药物。
Won说:“我们的分析表明，吸烟和饮酒特征之间共享的基因表达可以被可卡因等其他类型的物质所改变。”“通过描述这些基因的生物学功能，我们将能够确定成瘾背后的生物学机制，这可以推广到各种形式的物质使用障碍。”
除了各种类型的兴奋性神经元，Won的团队还确定了其他的细胞类型，包括皮质谷氨酸能神经元、中脑多巴胺能神经元、gaba能神经元和血清素能神经元，这些都与风险基因有关。
有了这些发现，现在北卡罗来纳大学的研究人员和其他人就有可能研究使成瘾变得更不可能的分子。
