罗格斯大学健康研究人员发现,酒精使用障碍(AUD)遗传风险高的人的大脑免疫细胞在接触酒精时的行为与低风险人群的细胞不同。

他们在《科学进展》上发表的研究可能有助于解释为什么有些人更容易出现饮酒问题,并可能导致更个性化的治疗。

罗伯特·伍德·约翰逊医学院(Robert Wood Johnson Medical School)神经科学和细胞生物学教授、新泽西州儿童健康研究所(Child Health Institute of New Jersey)常驻科学家、罗格斯大学大脑健康研究所(Rutgers brain Health Institute)核心成员庞志平(Zhiping Pang)说:“这是首次研究显示,增加AUD风险的基因变异如何影响某些脑细胞的行为。”

“我们从一个简单的模型开始,但随着模型变得更复杂,我们将更多地了解大脑中发生的事情,希望我们的发现能提出治疗方法,因为我们目前还没有很好的治疗AUD的方法。”

根据2023年全国药物使用和健康调查,美国有近2890万12岁及以上的人患有酒精使用障碍。虽然科学家们已经知道这种情况是家族遗传的,遗传因素占40%到60%的风险,但这种遗传成分背后的生物学机制仍然不清楚。

研究小组采集了两组人的血液样本:一组是患有AUD和酒精问题的高遗传风险人群,另一组是遗传风险低但没有酒精问题的人群。他们将这些血细胞转化为干细胞,并使它们发育成一种基于大脑的免疫细胞,称为小胶质细胞。

然后,他们将这两组细胞,一组来自AUD遗传风险高的人,一组来自AUD遗传风险低的人,暴露在酒精水平下,与饮酒后血液中的酒精水平相似。

该研究的第一作者、新泽西州儿童健康研究所的博士后Xindi Li说:“在酒精暴露后,遗传风险得分高的小胶质细胞比遗传风险得分低的小胶质细胞活跃得多。”

高度活跃的细胞参与了更多的“突触修剪”——去除大脑中神经元之间的连接。研究人员说,这种增加的修剪活动可能会产生重大影响。

“饮酒多年后,具有这些基因的人患痴呆症的风险可能更大,因为小胶质细胞修剪了更多的连接,”Xindi Li说。“它们的过度活动可能会使神经元功能减弱。”

这项研究利用了整个罗格斯大学的专业知识,涉及来自多个实验室和部门的科学家,包括罗纳德·哈特和杰伊·蒂施菲尔德。这种跨学科的方法汇集了遗传学、神经科学和成瘾研究方面的专家,以解决理解遗传风险因素如何在细胞水平上影响酒精使用障碍的复杂挑战。这一直是美国国立卫生研究院资助的长期酒精中毒遗传学合作研究(COGA)的罗格斯组成部分的长期主题。

虽然之前的研究已经确定了与风险增加相关的遗传变异,但要了解这些差异如何影响脑细胞功能一直是一项挑战。

虽然这项研究集中在平坦环境中的单一类型的脑细胞上,但研究小组正在为他们的研究开发更复杂的模型。

“我们正在从2D的细胞培养到脑类器官,”Pang说。“所以我们可以研究一些更像迷你大脑结构的东西,了解细胞如何与酒精相互作用,然后看看遗传风险因素如何在这种反应中发挥作用。”

这项工作最终可能会导致更好的治疗酒精使用障碍。研究结果表明,如果不同的基因变异导致大脑中不同的细胞行为,那么具有不同基因特征的人可能需要不同的治疗方法,例如针对一些高风险人群的小胶质细胞。

尽管如此,研究人员强调,要将这些细胞发现转化为临床应用,还有很多工作要做。

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