星形脑细胞可以关闭”与海洛因复吸有关的神经元

星形脑细胞可以关闭”与海洛因复吸有关的神经元

南卡罗来纳医科大学 (MUSC) 的神经科学家在《科学进展》杂志上报告称，称为星形胶质细胞的星形脑细胞可以“关闭”与海洛因复吸有关的神经元。 环境中与毒品相关的线索可能会增加寻求毒品的冲动并导致旧瘾复发。 在这篇文章中，由神经科学系的 Peter Kalivas 博士和 Anna Kruyer 博士领导的团队研究了星形胶质细胞如何与神经元相互作用，以及星形胶质细胞是否在调节对药物提示的反应中发挥重要作用。

当我们学习骑自行车或解决数学问题时，大脑中称为神经元的信使细胞会建立连接，使它们能够更好地沟通，使我们下次更容易完成相同的任务。 当我们学会将快乐与毒品等有害物质联系起来时，同样的事情也会发生。 神经元互相发送强有力的信息，激励我们不断地回复它们。

神经元之间的通讯由多种细胞控制，特别是一组称为星形胶质细胞的星形细胞。 星形胶质细胞围绕着我们的神经元，充当交通灯，调节细胞之间的交流，特别是在成瘾行为中。

成瘾和复吸的另一个重要因素是化学信使谷氨酸。 谷氨酸刺激神经元，使它们发出电信号以相互交流。 卡利瓦斯实验室在确定谷氨酸的重要性方面发挥了重要作用。 克鲁耶说，通过数十年的研究，卡利瓦斯提出了“成瘾的谷氨酸假说”。

根据这一假设，过多的谷氨酸会导致我们的神经元不断放电，以应对药物引起的环境刺激。 这种持续的火力促使细胞之间的通讯过度运转，并促进药物成瘾行为和复发。

卡利瓦斯和克鲁耶发现星形胶质细胞可以减缓过度活跃的沟通。

星形胶质细胞就像汽车的刹车，你可以利用它们来停止谷氨酸信号。”

Anna Kruyer，博士，MUSC 神经科学系

但他们到底是怎么做到的呢？

为了回答这个问题，研究人员使用了一个既定的海洛因复吸模型。 在该模型中，老鼠首先学会通过按下杠杆来自我注射海洛因。 按下杠杆后，它们会收到药物以及光和声音信号，以便老鼠将信号与药物联系起来。 然后信号和药物被移除，模仿戒断。 最终，动物再次获得信号，按下杠杆是毒瘾和复发的衡量标准。

利用这种方法，克鲁耶和卡利瓦斯发现星形胶质细胞以两种方式适应，以减少戒断期间的毒瘾。 星形胶质细胞家族靠近神经元，将谷氨酸从突触转移开，从而减少了神经元之间的通讯。 另一个家族会增加谷氨酸转运蛋白 GLT-1 的表达，从而吸收过量的谷氨酸。 在这两种情况下，星形胶质细胞在退出过程中都会减慢神经元的通讯。

然而，在复发阶段，可用于这种制动功能的星形胶质细胞较少，而且它们距离神经元更远。 利用特殊的化学技术，克鲁耶和卡利瓦斯能够打开和关闭星形胶质细胞以改变其行为，这表明这些星形细胞发挥着重要作用。

“当星形胶质细胞包围神经元时，”克鲁耶解释说，“它们本质上会吸收谷氨酸并关闭突触，”她说。 “但是当它们从神经元中退出时，就像你失去了刹车一样。”

这些发现可以为如何预防复发提供新的见解。

Kruyer 说：“由于星形胶质细胞在正常大脑中经历了两种适应以抑制复发，因此我们相信它们可能是开发治疗药物以对抗药物滥用障碍复发的有价值的细胞靶标。”

先前的临床研究表明，仅减少谷氨酸不足以预防人类复发。 这些结果表明，不仅降低谷氨酸水平而且增强星形胶质细胞制动作用的联合疗法可能会更成功，值得进一步研究。

“从历史上看，在行为病理学方面，神经元受到了最多的关注，”克鲁耶说。 “我们的结果表明，我们需要更全面地看待神经系统，并考虑神经元以外的细胞类型可以影响行为，并且可能是治疗复发的关键。”

为了为新的基于星形胶质细胞的疗法奠定基础，Kalivas 实验室正在尝试识别潜在的基因靶点。

卡利瓦斯说：“许多基因在星形胶质细胞中表达，而在其他脑细胞（包括神经元）中不表达。” “如果我们了解这些基因中的哪些对于星形胶质细胞调节复发至关重要，我们就可以开发选择性增加星形胶质细胞抑制复发能力的药物。这是我们实验室积极研究的一个分支，我们已经确定了一些星形胶质细胞选择性基因产物，可以作为药物滥用障碍治疗的靶标。”

来源：

南卡罗来纳医科大学

参考：

克鲁耶，A.，等人。 (2022)星形胶质细胞亚群的可塑性调节海洛因复吸。 科学进步。 doi.org/10.1126/sciadv.abo7044 。

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