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一组研究人员发现小鼠如果缺失一种G蛋白门控内向整流钾离子通道(GIRK,生物通译)的一个亚基,在每天固定供应酒精饮料的时间内,就能让这些小鼠比野生型喝下更多的酒。
生物通报道:一组研究人员发现小鼠如果缺失一种G蛋白门控内向整流钾离子通道(GIRK,生物通译)的一个亚基,在每天固定供应酒精饮料的时间内,就能让这些小鼠比野生型喝下更多的酒。这一研究成果公布在5月11日的《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。
文章作者之一,来自Scripps研究院的生物学家Candice Contet表示,“在我们的大脑中有许多不同的酒精靶标,因此要直接说清楚酒精在体内的影响并不容易。我们的这项研究为解析酗酒的分子机制提出了新观点。”
根据美国国家卫生统计机构显示,在美国大约有1800万人滥用酒精。绝大多数得不到治疗。
GIRK是内向整流钾通道家族中的一员,存在5种亚单位(GIRK1-5),它们与神经兴奋性和心率的调节有关,特别在维持神经元的静息电位及慢突触后抑制中起重要作用。
在这篇文章中,研究人员小鼠缺失GIRK3,就会阻断一种控制寻求奖赏的神经通路的激活,从而促进了小鼠的豪饮酗酒,相比于野生型小鼠,这些敲除了GIRK3的小鼠会摄取了更多的酒精。但是这种缺失并不会乙醇代谢或者陶醉效应产生影响。
酒精,也就是乙醇能激活了大脑的一个被称为腹侧背盖区(VTA)的神经元,触发了一个被称为中脑边缘多巴胺能通路的神经通路,它把激励属性赋予与奖赏有关的线索,因此也就促进了寻求奖赏。在这种缺失小鼠中,研究人员没有观察到这类激活。当把GIRK3重新引入到缺失小鼠的腹侧背盖区(VTA)的时候,酒精摄取回到了正常水平,同时获得了类似处理的野生型小鼠也表现出了酒精摄取减少。
之前的研究人员表明失去GIRK3对于除了成瘾药物的响应之外的行为几乎没有影响,而这项最新研究则指出选择性地针对含有GIRK3的通道可能可以在副作用最小的情况下帮助减少酗酒。
关于酒精成瘾研究由来已久,但是为什么有些人对酒精成瘾而其他人则不呢?一项研究指出在相同SWI/SNF复合体中自然发生的、对线虫耐受性至关重要的遗传变化,也与人类的酒精依赖相关。不像亨廷顿和其他疾病,可以关联到一个单基因的突变,有证据表明,发展酗酒的可能性是多基因突变的产物,每个突变都产生小的影响。SWI/SNF复合体基因是其中的一块拼图。
研究人员观察到,线虫开始饮酒,并且根据哪些基因在SWI/SNF复合中表达,线虫对酒精的初始敏感性和耐受性发生了变化。这为研究人员提供了一个完美的模型,以继续进行他们的研究。
(生物通:万纹)
原文摘要:
GIRK3 gates activation of the mesolimbic dopaminergic pathway by ethanol
G protein-gated inwardly rectifying potassium (GIRK) channels are critical regulators of neuronal excitability and can be directly activated by ethanol. Constitutive deletion of the GIRK3 subunit has minimal phenotypic consequences, except in response to drugs of abuse. Here we investigated how the GIRK3 subunit contributes to the cellular and behavioral effects of ethanol, as well as to voluntary ethanol consumption. We found that constitutive deletion of GIRK3 in knockout (KO) mice selectively increased ethanol binge-like drinking, without affecting ethanol metabolism, sensitivity to ethanol intoxication, or continuous-access drinking. Virally mediated expression of GIRK3 in the ventral tegmental area (VTA) reversed the phenotype of GIRK3 KO mice and further decreased the intake of their wild-type counterparts. In addition, GIRK3 KO mice showed a blunted response of the mesolimbic dopaminergic (DA) pathway to ethanol, as assessed by ethanol-induced excitation of VTA neurons and DA release in the nucleus accumbens. These findings support the notion that the subunit composition of VTA GIRK channels is a critical determinant of DA neuron sensitivity to drugs of abuse. Furthermore, our study reveals the behavioral impact of this cellular effect, whereby the level of GIRK3 expression in the VTA tunes ethanol intake under binge-type conditions: the more GIRK3, the less ethanol drinking.
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