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深港腦院諾獎實驗室成果登上《神經元》期刊

2020-07-17
来源:香港商报网
  【香港商報網訊】記者 林麗青 報導:一日吸毒,十年戒毒,終生想毒。戒掉毒品,為什麼這麼難?其中一個重要原因在於毒品成癮留下的頑固記憶。「有別於學習、認知等常見類型的記憶,毒癮在人腦內會形成持久、頑固、環境關聯性極強的記憶。戒毒後一旦回到過往的環境或接觸毒友,這種關聯性記憶極易被喚醒,從而再次觸發毒癮,造成復吸。」深港腦院內爾神經可塑性諾獎實驗室執行主任朱英傑說道。
 
朱英傑研究員在做實驗過程中
 
  致力於解析藥物成癮的腦神經機制,朱英傑所在團隊聯合美國斯坦福大學陳曉科團隊,針對阿片類藥物成癮發現了兩條神經通路的全新功能:分別調控成癮記憶的形成和維持。此外,通過抑制其中一條通路,研究人員成功消除了小鼠成癮的關聯記憶,阻止了復吸行為的發生。相關研究於7月16日發表於神經生物學著名學術期刊《神經元》(Neuron)雜誌。

  毒品記憶怎麼形成的?這兩條神經通路是關鍵
 
  在大腦司令部中,上千億的神經元各司其職、互相協作,不停歇地處理着海量信息,而將這些神經元連接起來並傳遞特定信息的就是神經通路,大腦行使學習、記憶等各種功能就是通過這些神經通路的網絡電活動來實現的。
 
  在朱英傑此前的研究中,他曾發現丘腦室旁核(PVT)腦區是與毒品戒斷反應密切相關的全新神經通路,論文發表於國際頂級期刊《自然》雜誌,此次成果正是針對同一腦區的再次突破。
 
  一組小鼠實驗揭示了成癮記憶形成與維持的關鍵通路。首先,研究團隊在箱子的兩邊設置了兩個環境完全不同的小房間,對小鼠進行訓練;第一天將小鼠關在A房間里並向其注射嗎啡,嗎啡激活了大腦內的「獎賞系統」,將毒品「轉化」為腦內的快感;作為對照,次日將小鼠關到B房間里,並向其注射生理鹽水。
 
  經過數日的反覆配對後,小鼠便形成了成癮記憶:A房間里有嗎啡,會帶來快感。B房間里沒有嗎啡,不會產生快感。小鼠在行為學上會對A房間表現出明顯的位置偏愛,即便數日後不再向其注射嗎啡,任其在兩個房間中自由選擇,小鼠70%-80%的時間還是會呆在A房間。
 
  「利用先進的病毒示蹤技術和光纖記錄方法,我們觀察到在毒品記憶形成、提取和持續的過程中,小鼠大腦中PVT到中央杏仁核(CeA),以及PVT到伏隔核(NAc)的兩條神經通路被激活了。」朱英傑說。

  戒掉毒癮從抹去記憶開始
 
  找到了成癮記憶的關鍵通路,接下來的問題是,兩條神經通路在功能上有什麼區別?能否通過抑制通路消除成癮記憶?研究團隊展開了進一步的實驗。
 
  首先,團隊利用光遺傳學方法對PVT到CeA通路進行了調控。結果顯示,在訓練小鼠的過程中,對這條神經通路進行光遺傳抑制,小鼠會記不清自己在哪個房間得到了嗎啡。而激活這條通路時,即便在很短的天數內給小鼠注射少量的嗎啡,它仍能對得到毒品的房間產生明顯偏愛。
 
  「這一系列實驗表明,PVT到CeA通路的功能是在大腦中促成嗎啡獎賞與環境的關聯。」朱英傑表示,該神經通路與成癮記憶的形成具有密切關係。
 
  使用類似方法,團隊接着研究了PVT到NAc通路的作用。與CeA通路不同,在訓練時抑制NAc通路並不會影響小鼠的位置偏好,但在記憶維持階段抑制該通路,則可干預小鼠對嗎啡記憶的提取。
 
  「換句話說,小鼠在訓練時記住了有嗎啡的房間,但在測試時抑制PVT到NAc通路後,小鼠不再對任一房間產生明顯位置偏好,關於嗎啡房間的記憶似乎被『擦除』了。」
 
  更重要的是,這種「擦除」作用可以持續較長時間。通常情況下,經過「戒毒」訓練的小鼠在低劑量的嗎啡提示下很容易喚起記憶,造成復吸。但經過「記憶擦除」的小鼠,在「戒毒」14天後,即使受到低劑量嗎啡提示,仍然不能喚醒成癮記憶,有效阻止了復吸發生。
 
  這表明,PVT到NAc通路對與成癮記憶的提取和維持密切相關,同時也為預防及治療毒品復吸提供了新的靶點與參考。此次的研究發現對於其它頑固的深度記憶,例如恐懼記憶、創傷後應激障礙等亦有借鑒意義。

  諾獎實驗室全速建設中
 
  一邊做科研出成果,一邊引進人才建設實驗室,內爾神經可塑性實驗室自去年3月落戶至今,在諾獎得主厄溫·內爾教授帶領下,已逐步建立起一支40餘人的研究隊伍,在藥物成癮、學習記憶、疼痛等多方面展開工作。內爾教授全年到訪深圳先進院7次,參加學術交流活動超30天,親自參與實驗室建設與團隊招募工作,疫情期間每周召開視頻例會,為科研工作的順利展開保駕護航。
 
  在內爾教授指導下,團隊申請成立深圳市藥物成癮重點實驗室並成功獲批,此次發表在《神經元》的成果亦是該重點實驗室成立後取得的首個重要突破。朱英傑表示,團隊計劃在五年內將該重點實驗室打造成國內領先,國際具有一定影響力的藥物成癮研究機構,助力我國禁毒、戒毒工作。
 
[责任编辑:赵书琪 ]
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