深圳先进院等发现阿片类药物成瘾记忆的丘脑环路机制深圳先进院等发现阿片类药物成瘾记忆的丘脑环路机制深圳先进院等发现阿片类药物成瘾记忆的丘脑环路机制

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深圳先进院等发现阿片类药物成瘾记忆的丘脑环路机制

  北京时间716日晚,中国科学院深圳先进技术研究院朱英杰团队与美国斯坦福大学陈晓科团队在国际神经科学领域著名学术期刊Neuron上联合在线发表题为"Orchestrating Opiate-Associated Memories in Thalamic Circuits"的研究论文。该研究证实了丘脑室旁核(PVT)是阿片类药物成瘾相关记忆网络的关键节点,并揭示了PVT→NAc→LH神经环路是治疗阿片成瘾的潜在靶标。朱英杰和陈晓科是本文的共同通讯作者。 

  阿片类物质包括鸦片、海洛因等毒品以及吗啡、芬太尼等临床强效镇痛药物,是目前常见的成瘾物质类型。有别于学习、认知等其他记忆类型,毒品成瘾会在人脑内形成持久、顽固、环境关联性极强的记忆,并在生理上对大脑造成结构性破坏。强制戒毒解除后,瘾君子回到过往的环境、接触毒友极易唤起关联性记忆,从而触发毒瘾、造成复吸。因此,长期以来吸毒就是“一旦染毒,终身难戒”,最终导致“一失足成千古恨”。既然毒品相关的记忆分布在大脑的神经网络中,那么能否通过干预相关大脑环路来消除毒品记忆,就具有极其重要的科学和社会意义。 

  本项目的研究人员综合运用当前最前沿的透明脑技术、化学遗传学、光遗传学、膜片钳、神经环路示踪、免疫三维成像等研究手段,发现两条丘脑下游环路与成瘾记忆有密切关系:PVTCeA环路是药物成瘾记忆形成的关键神经通路,负责将阿片类药物产生的奖赏与环境联系起来;PVTNAcLH环路是成瘾记忆维持的重要神经通路,通过光遗传等技术手段在记忆的提取阶段操纵PVT→NAcNAc→LH通路,能够消除成瘾的关联记忆,从而阻止复吸行为的发生。 

  朱英杰是深圳先进院脑所及深港脑科学创新研究院研究员、深圳市药物成瘾重点实验室主任,多年来带领团队坚持致力于解析药物成瘾的脑神经机制,探索治疗成瘾的神经调控和干预手段。朱英杰先后于2016年和2018年在Nature(《自然》)杂志和Science(《科学》)杂志发表两篇重量级论文,鉴定了丘脑室旁核PVT在阿片成瘾戒断症状和学习记忆中的作用。在这些前期基础上,本项工作进一步阐明了PVT如何通过两条下游通路分别调控成瘾记忆的形成和维持。Neuron杂志作为继NatureScienceCell三大国际顶级学术刊物之后、神经领域著名的学术期刊,在生命科学领域有着重要的影响力。 

  本次工作也是诺贝尔奖得主Erwin Neher(厄温·内尔)教授在中国设立的唯一脑科学实验室——深圳内尔神经可塑性实验室在2019-2020年度完成的一项重要工作,也是深圳市药物成瘾重点实验室2020年初成立以来发表的首项工作,得到了内尔教授的重要指导。 

  该项目同时获得了国家自然科学基金委优秀青年基金、中国科学院国际合作局国际大科学计划培育专项、中国科学院脑联结解析与调控重点实验室、广东省脑连接图谱重点实验室、广州再生医学与健康广东省实验室、深圳市基础研究学科布局和深圳市科技创新委支持下的深港脑科学创新研究院、深圳市药物成瘾重点实验室等多个国家、省市级项目的支持。深圳先进院陈子君博士是论文作者之一,周魁魁、李凤灵、侯国强博士对论文亦有贡献。

  论文链接

图片1:研究团队发现丘脑室旁核(PVT)通过投射到中央杏仁核(CeA)和伏隔核(NAc)的两条通路分别调控阿片类物质成瘾相关记忆的形成和维持。