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Nature:喝酒能直接篡改记忆,让人对酒精欲罢不能?

时间:2019-11-29 16:43:59 作者:--
来源:环球科普

  酒精对人体健康的危害早已深入人心,但却难以被戒除。一个重要原因在于,饮酒一段时间后,人们会形成酒精依赖症,以致终身无法摆脱酒精带来的危害。最近,一项发表在《自然》上的研究或许揭示了酒精依赖症产生的机制。研究指出,酒精的代谢产物能影响海马体中神经元的表观遗传、直接篡改记忆,让人对酒精欲罢不能。

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撰文 | 石云雷

编辑 | 吴非

酒精依赖症

根据WHO的一项调查,2016年全球有高达280万人因酒精而死亡,酒精也被列为全球第七大早死及致残因素。对于15~49岁的男性,饮酒更是成为首要致死因素。

大量酒精摄入不仅对胃和肝功能造成严重损伤,使身体产生炎症反应,还会对大脑造成多重危害。短期的大量饮酒直接影响多个脑区的功能、刺激炎症反应,阻碍神经元间的信息交流和神经元的发育。而长期大量饮酒会缩小脑容量,损害大脑的认知和记忆功能。

好在,酒精对认知的损伤并非完全不可逆的。如果能成功禁酒,随着神经干细胞的重新发育和分化,大部分认知功能可以恢复。但实际情况并不乐观:高达93%的禁酒者会在一段时间后会重新开始酗酒。究其原因主要在于,他们无法摆脱酒精依赖症。

酒精依赖症(Alcohol Use Disorder),也被称作酒精使用障碍,是指饮酒一段时间后,即使遭受酒精带来的多种危害,仍然对酒精产生不受控制的强烈意愿。这种症状已被界定为一种精神疾病,全球大概有2.37亿男性和4 600万女性患有酒精依赖症。但酒精依赖症产生的原因并不清晰,因而一直没有有效的治疗措施。

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本周,宾夕法尼亚大学发表在《自然》上的一项研究,首次证实酒精的代谢产物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。

酒精能塑造记忆

这项最新研究通过小鼠试验阐述了酒精如何让大脑产生依赖。研究指出,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后,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,加在与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:研究人员向小鼠注射乙醇后,较高的组蛋白乙酰化水平维持了8个小时。这期间,组蛋白相应区域的结构变得松散,因而DNA会暴露出来,得以进行翻译和表达。


酒精和乙酸盐在酶ACSS2的作用下,均能直接导致组蛋白的乙酰化,影响大脑基因的表达。

由酒精在酶ACSS2作用下导致的组蛋白乙酰化,能促进3613个基因的表达。这些基因参与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。这其中,就包含了与饮酒行为相关的基因,例如与海马体的神经突触可塑性、使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ACSS2i抑制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。研究人员将ACSS2酶正常表达和受到抑制的小鼠分别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。这时,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。他们将小鼠的这种行为称为酒精介导的条件性位置偏爱(CPP)。换言之,小鼠在受到一定的酒精刺激后,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酶的活性甚至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,可能导致长期的、和酒精相关的行为。