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眾所周知，可卡因會對人類起作用，蜜蜂也像人類一樣，當服用可卡因時會嗡嗡作響。就像我們一樣，蜜蜂也可能對它上癮……當不再服用可卡因時，甚至會出現戒斷癥狀。正是這種相似的行為改變，使他們成為可卡因使用效應研究的絕佳模型系統。 碰巧的是，來自挪威和澳大利亞的研究人員最近進行了一項利用蜜蜂調查可卡因依賴性的研究。這不是用于可卡因研究的第一批蜜蜂，但絕對是用于探索表觀遺傳學的少數蜜蜂之一。他們的發現發表在2月份的《生理學前沿》雜志上。 吸毒成癮是一種復雜的疾病，伴以反復發作，難以康復。成癮被許多人認為是一種行為障礙并據此治療，成癮也被解釋為是影響大腦反饋回路的神經系統失調。某些藥物會增強相關的藥物記憶，引發強烈的欲望而成癮。在某些情況下，這些記憶可能會在戒毒后持續很長一段時間。 可卡因具有這種作用。在這種影響下，它的高度刺激作用或對它的渴望在大腦中迅速發展。先前的研究表明，可卡因通過破壞涉及記憶處理的表觀遺傳機制來影響大腦的神經回路。具體而言，它影響DNA甲基轉移酶（DNMT）促進的DNA甲基化模式。然而，可卡因是否可以直接影響記憶加工還不完全清楚，這與它的高度刺激性是分開的。 為了確定這一點，研究人員決定研究當它不作為一種反饋的時候，可卡因是如何影響蜜蜂的學習和記憶的。他們使用一種與昆蟲的攝食行為有關的經典條件形式，研究了該藥物在記憶形成的各個階段的作用，包括記憶的獲取，鞏固和恢復。然后，他們檢測了蜜蜂的大腦中DNA 甲基化的任何變化。 在自然界中，蜜蜂會學習并記住某些線索，這些線索具有它們感興趣的事物（例如花朵或蜂巢）的特征。在實驗室環境中，可以使用公認的模式來研究他們的學習能力：伸喙反射的嗅覺調節（PER）。正如本研究所做的那樣，PER基本上使用糖水作為刺激，再配上特殊的氣味，使蜜蜂伸出管狀的舌頭（或喙）喝糖水。使用鹽溶液則會產生不良反應。 在這里，蜜蜂受到了不同的調節，一種氣味與獎勵（糖水）配對，另一種與懲罰（鹽溶液）配對，在絕對條件作用下，僅將一種氣味與糖水配對。讓它們進行短時學習和長時學習的訓練和測試，并在整個研究過程中不定期地給蜜蜂喂可卡因，以減少它們感知糖水的干擾。 測試后，使用商業化的DNMT活性和抑制試驗分析蜜蜂大腦的DNA甲基化活性。此外，還評估了DNA甲基轉移酶3（AmDNMT3）和TET雙加氧酶（AmTET）的轉錄水平。雖然未檢測到AmDNMT3的變化，但單劑量可卡因確實改變了DNA甲基化酶的活性水平和AmTET轉錄。 作者指出，最令人驚訝的結果是可卡因對AmTET影響的環境依賴性。他們的報告指出：“我們只能推測為什么長時學習訓練下動物中的DNA甲基化酶的活性水平會升高，而幼齡動物和短時學習訓練動物中的水平卻降低了，但是這清楚地表明，在思考藥物濫用如何與DNA甲基化或去甲基化機制相互作用時，重要的是要記住，動物的活動或接觸次數可能起重要作用?！?/p> 總體而言，該研究的主要發現表明，可卡因對短時記憶鞏固的影響最大，很可能是通過改變AmTET水平而實現的。作者寫道：“這表明可卡因相關的記憶之所以如此難以消失，部分原因可能是，除了增加高度刺激性外，可卡因還積極抑制了短時記憶的鞏固?！?/p> 因為這項研究提供證據表明可卡因在表觀遺傳上干擾了短時學習訓練，所以它似乎是支持短時記憶療法的。有強烈的動機將這種療法用于各種依賴性。但是，研究人員認為這種療法對可卡因無效，特別是考慮到它的失敗率。也許，如果將這種短時訓練療法與其他療法——針對表觀遺傳機制的療法相結合，則可以對可卡因成癮有效。顯然，需要更多的研究來確定相關機制并測試任何可能的治療策略。 Source: S?vik Eirik, Berthier Pauline, Klare William P., Helliwell Paul, Buckle Edwina L. S., Plath Jenny A., Barron Andrew B., Maleszka Ryszard. Cocaine Directly Impairs Memory Extinction and Alters Brain DNA Methylation Dynamics in Honey Bees. Frontiers in Physiology, 9 :79. 原文解讀 |
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