戒毒,,復吸,;再戒,,再復吸……這就是戒毒所里輪回上演的悲劇,。
沾染上毒品,就如同惡魔一般纏身難脫,。一直以來,,成為人們難以解決的問題。日前,,北京大學生命科學院一個課題組的研究人員總結(jié)出了大批吸毒成癮相關(guān)基因,,并構(gòu)建出了導致多種毒品上癮的5種共同的分子路線圖,這些路徑很可能成為有效治療各種上癮癥狀的著眼點和目標,,有望對治療吸毒者,、控制毒品上癮開創(chuàng)新的方法。
成癮基因的終極列表
吸毒成癮是一個全球性的嚴重問題,,它的形成受到遺傳因素和環(huán)境因素的共同影響,。在過去的幾十年里,,科學家們用不同的技術(shù)鑒定出多種與形成毒癮密切相關(guān)的基因和生物學過程。然而,,由于技術(shù)單一,,這些工作并不能從整體上解釋成癮機制。
這就好比拼圖游戲,,雖然每一塊拼圖板都蘊含著一定的信息,,而只有將大部分拼圖板收集起來,并按一定的次序排列在一起,,這時才有可能浮現(xiàn)出真正蘊藏的圖案,。
“我們的工作恰好類似于這種拼圖游戲,通過系統(tǒng)地收集和整合科學家們從不同的角度找出的影響成癮的基因和蛋白,,來試圖獲得毒品成癮分子機制的全景圖,。”北京大學生命科學院教授、該課題組負責人魏麗萍教授介紹道,。
該課題組成員北大博士生李川昀,、毛希增整理了過去30年內(nèi)在藥物成癮領(lǐng)域發(fā)表的1000多篇高水平文獻,一共收集到2343項影響成癮的基因和蛋白的研究證據(jù),。這些證據(jù)分別來源于傳統(tǒng)的動物實驗,,高通量基因芯片技術(shù),蛋白質(zhì)組技術(shù)以及遺傳學研究等,。這些研究證據(jù)涉及到1500個基因,。
為了提高分析的可靠程度,他們只選取了至少有兩個獨立證據(jù)支持的396個基因,。這個基因集合被《自然中國》稱為“終極基因列表”,。同時,他們還進一步從信號通路的角度對這個成癮基因集合進行了嚴格的統(tǒng)計學分析,,最終鑒定出18條可能影響和控制毒品成癮的信號通路,。
“為什么毒癮難戒?”
在毒品成癮領(lǐng)域另一個重要的生物學問題在于,,雖然不同藥物成癮的行為表現(xiàn)千差萬別,,但它們卻有一些共同點,例如對毒品的長期依賴性以及使用毒品后的愉悅感等,。這些行為的背后是不是也存在某些相似的信號通路來控制呢,?
為了解決這個問題,魏麗萍的課題組發(fā)現(xiàn),,有5條信號通路是4種成癮性藥物(可卡因,、鴉片、酒精及香煙)所共有的,。這些共同的信號通路可能是成癮共有行為的基礎(chǔ),,或許能為有效治療多種不同的成癮性疾病提供標靶,。
通過借助于基因相互作用數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)這些共有的信號通路之間是有聯(lián)系的,,它們形成一個生物網(wǎng)絡(luò)控制成癮行為的方方面面,。更為有趣的是,他們通過構(gòu)建這一張成癮機制的草圖發(fā)現(xiàn),,在這個網(wǎng)絡(luò)中有4個交聯(lián)在一起的正反饋環(huán)路,。
“提到正反饋,人們往往容易聯(lián)想到‘不穩(wěn)定’,,或者‘失控’,因為信號是不斷增強的,。而在生物網(wǎng)絡(luò)中,,恰恰是這種‘失控’的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了各種生物開關(guān),來控制一些不可逆的關(guān)鍵生物行為,。”
李川昀對在成癮網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)的這種正反饋環(huán)路進行了模擬分析,,結(jié)果顯示它們所表現(xiàn)的不可逆性和真實成癮現(xiàn)象是吻合的。這項分析第一次從系統(tǒng)水平上嘗試著回答這樣一個古老的問題:“為什么毒癮難戒,?”
有效治療還需努力
魏麗萍的課題組這次采取了與前人研究毒品成癮截然不同的一套基于生物信息學與系統(tǒng)生物學的方法,,把毒品成癮的分子機制從信息、網(wǎng)絡(luò),、系統(tǒng)的新視角來研究,,著重闡明了藥物成癮的過程背后到底有哪些基因和信號通路在控制,不同的藥物成癮行為是否存在某些共有的分子機制來控制,,如何從分子網(wǎng)絡(luò)層面上解釋成癮的高復發(fā)性等三大問題,。
論文發(fā)表在PLoS Computational Biology雜志上之后,受到國際社會的廣泛關(guān)注,。超過50家國內(nèi)外媒體報道稱,,這一研究成果加深了人們對藥物成癮機制的認識,對進一步的醫(yī)療,、臨床應用有較大的促進作用,。
但魏麗萍反復強調(diào):“毒品成癮是一個非常復雜的異常行為,,我們的工作也只是該領(lǐng)域基礎(chǔ)研究的一小部分,,距離藥物開發(fā)和醫(yī)療,、臨床應用還有很大的距離,,有效治療成癮還需要多方面科研人員的長期共同的努力。”
此外,,網(wǎng)絡(luò)成癮是一類新興的,、影響許多青少年的令人痛心的嚴重問題,。由于不能像研究藥物成癮那樣使用動物模型,網(wǎng)絡(luò)成癮的分子機制更難研究,。
她衷心希望,,他們所發(fā)現(xiàn)的不同成癮背后的共同信號通路能夠?qū)ρ芯考爸委熅W(wǎng)絡(luò)成癮起到一定的促進作用。