在63倍放大率下進行共聚焦分析，然後進行神經元細胞體和分支的三維重建。該圖顯示了同一神經元中eYFP和CRF的一個例子。這種呈現的等值面分析證明了CeA神經元中CRF免疫反應性的共定位，其也表達Cre依賴性eYFP並驗證crh-Cre大鼠作為獲得更直接進入CRF神經元以研究其功能性神經解剖學的工具。圖片來源：喬治實驗室
斯克裡普斯研究中心的研究人員發現，他們可以通過翻轉開關來改變酒精依賴大鼠飲酒的慾望。研究人員能夠使用激光暫時滅活特定的神經元群體，扭轉尋求酒精的行為，甚至減少戒斷的身體症狀。
“這一發現令人興奮 - 這意味著我們還有另一個難題來解釋驅動飲酒的神經機制，”Scripps Research副教授，新研究的資深作者，3月出版的Olivier George博士說。2019年18日在Nature Communications雜誌上發表。
雖然激光治療遠未為人類使用做好準備，但喬治認為識別這些神經元為開發藥物療法甚至是酒精成癮的基因療法打開了大門。
“我們需要特定於這種神經元電路的化合物，”喬治說。
根據國家酒精濫用和酒精中毒研究所的統計，美國有超過1510萬成年人患有酒精使用障礙。Scripps Research之前的工作表明，從休閒飲酒到依賴飲酒的過渡伴隨著大腦發出信號的基本變化。這些信號驅動了強烈的渴望，使許多人難以減少他們的飲酒量。
喬治和他的同事一直在尋找在酒精成癮大鼠模型中駕駛飲酒的腦細胞。2016年，他們報告說他們已經找到了一個可能的來源：神經元“整體”，或稱為杏仁核中央核（CeA）的大腦區域中的一組連接細胞。這一發現標誌著大腦繪圖的重大進展，但研究人員需要在這個集合中表徵神經元的身份。
對於這項新研究，他們測試了一組神經元在整體中的作用，稱為促腎上腺皮質激素釋放因子（CRF）神經元。喬治實驗室發現這些CRF神經元佔整體的80％。這些神經元是驅使酒精渴望的主腦嗎？
研究人員使用光遺傳學研究了這些神經元，這種技術涉及利用光來控制活體組織中的細胞。在該研究中使用的大鼠通過手術植入光纖，旨在使光照射在CRF神經元上 - 在開關翻轉時使它們失活。
首先，科學家們確定了老鼠在沉迷於酒精之前喝多少的基線。老鼠這一點喝得很少 - 相當於一杯葡萄酒或一杯啤酒。然後科學家花了幾個月的時間增加這些大鼠的消耗，以建立酒精依賴。
然後研究人員撤回酒精，引起大鼠戒斷症狀。當他們再次提供酒精時，老鼠喝的比以往任何時候都多。CeA神經元集合活躍，告訴老鼠多喝。
然後科學家們開啟了激光器，使CRF神經元失活，結果非常明顯。大鼠立即恢復到預先依賴的飲酒水平。喝酒的強烈動機消失了。滅活這些神經元也減少了戒斷的身體症狀，例如步態異常和搖晃。
“在這項多學科研究中，我們能夠描述，定位和操縱負責過度飲酒的神經元的關鍵子集。” 該研究的第一作者，斯克裡普斯研究中的科學家科學家佐丹達德古列爾莫說。“這是團隊的努力，雖然我們使用了具有挑戰性的技術，與該領域的專家合作並使用合適的工具，使一切變得更加輕鬆愉快。”
效果甚至是可逆的。關掉激光，老鼠恢復了他們的依賴行為。
從基礎科學的角度來看，這一突破是巨大的：它揭示了大腦中的佈線，它驅動著特定的破壞性行為。喬治說，將這項工作轉化為人類的下一步是找到一種方法來選擇性地僅抑制這些特定的CRF神經元，可能使用一種新的或改變用途的化合物，使用高通量篩選大型化合物庫進行鑑定。
與此同時，de Guglielmo計劃仔細研究當CRF神經元被停用時受影響的大腦中的信號通路。這項新的研究表明，減少飲酒與CRF神經元有關，這些神經元將投射物送到另一個大腦區域 - 稱為紋狀體末端的床核。De Guglielmo認為這些神經元的其他預測在酒精成癮中可能有不同的作用。他也有興趣確定這些腦電路在阿片類藥物成癮中的作用。
更多信息：CRF依賴性杏仁輸卵管通路的失活可逆轉依賴酒精的大鼠的成癮行為，Nature Communications（2019）。DOI：10.1038 / s41467-019-09183-0，https：//www.nature.com/articles/s41467-019-09183-0
