酒精果然能篡改记忆?
近日,美国宾夕法尼亚大学的研究人员在《自然》上发表了一项研究,首次证实了酒精的代谢产物会直接影响大脑海马体中神经元的表观遗传。他们认为,这可能是酒精依赖症产生的原因。
通过小鼠试验,科学家阐述了酒精如何让大脑产生依赖。饮酒后,一部分酒精随血液进入大脑。酒精在大脑中代谢生成乙酸盐,神经元中的乙酰辅酶A合成酶2(ACSS2)将乙酸盐转化成乙酰基,结合在与DNA结合的组蛋白上。并且,组蛋白的乙酰化会持续较长的时间。这期间,组蛋白相应区域的结构变得松散,DNA也会因此暴露,进行翻译和表达。
酒精在ACSS2的作用下,能促进3613个基因的表达。这些基因涉及多项神经系统的任务,包括神经元间的信号传递、学习和记忆。其中刚好也包含了与饮酒行为相关的基因,例如与食用酒精和上瘾相关的基因Slc17a7。
为了进一步明确ACSS2酶的作用,研究人员通过抑制剂抑制了ACSS2酶的活性。这时,多个参与行为调节和神经系统功能的基因表达受到了抑制。研究人员分别将ACSS2酶正常表达和受到抑制的小鼠放置在含有盐水和酒精的区域。生活4天后,让小鼠自由选择活动区域。正常小鼠明显偏爱在酒精区域活动,而ACSS2酶受抑制的小鼠并没有这种偏爱。换言之,小鼠在受到酒精刺激后,更喜欢有酒精的环境。
这种偏好的形成,主要归因于ACSS2酶促进了海马体中和酒精相关的空间记忆的形成。早在2017年,这支研究团队就在《自然》杂志发表论文,指出ACSS2酶在海马体中能协助短期记忆转变为长期记忆,与空间记忆的形成密切相关;相反,抑制ACSS2酶的活性或许能永久消除一些记忆。这些发现证实了由乙酸盐引起的组蛋白乙酰化和基因表达,会诱导和酒精相关记忆的形成,从而导致长期酗酒。
论文的通讯作者,宾夕法尼亚大学表观遗传学研究所的所长谢利.伯杰(Shelley Berger)表示:"酒精的代谢产物能直接被身体使用,产生的乙酰基团加在包裹DNA的组蛋白上。这个研究结果令我们非常震惊。这项研究第一次显示了酒精的代谢产物乙酸盐能直接影响大脑的表观遗传。"
ACSS2酶作用机制的发现,使得它可能成为治疗酒精依赖症的靶点。研究的联合作者菲利普·梅夫斯(Philipp Mews)表示:"这项研究确定了酒精代谢和海马体组蛋白乙酰化的直接联系。这可能为酒精依赖症和其他神经精神性障碍,提供全新的治疗措施。"
文章摘选自《环球科学》