新的蛋白质功能可能是治疗吸毒和行为障碍的关键

人类脑由几个复杂的网络或“电路”组成。一个如此复杂的电路，称为“报酬电路，“涉及奖励相关的学习，一种过程，其中神经细胞活动响应于”奖励“刺激（大脑认为作为奖励的东西）。这个过程通常会导致欲望和动机的感觉，但过度的刺激也可能导致依赖和成瘾。

奖励电路中涉及的主要调节器是多巴胺，一种普遍称为“快乐激素”的化学品。在称为核心腺的大脑的区域中，这种化学物质靶向一种特定的神经元，称为中刺神经元，并诱导一系列分子变化。遗憾的是，该途径的违规性与若干行为和认知障碍有关，包括帕金森病，强迫行为，自闭症和精神分裂症。吸毒成瘾，特别是与可卡因和安非胺等有效兴奋剂，也取决于该途径。毫不概算，发展有效的疗法，重要的是要完全理解奖励途径如何工作。

在发表的新研究中细胞报告是由Kozo Kaibuchi教授和来自名古屋大学的Kozo Kaibuchi和Yasuhiro Funahashi博士领导的科学家团队已经确定了一部小说蛋白质涉及大脑奖励电路的功能。它们基于他们对多巴胺在大脑中释放时的事实的研究，激活几种蛋白质响应，然后这些蛋白质造成脑活动的某些变化，例如奖励相关的基因表达和神经传输或可塑性的变化。但是，这些变化如何发生在分子水平上并不熟知。名古屋大学的科学家们希望挖一点更深。Kaibuchi教授说：“目前很少有关于多巴胺在神经元中的工作以建立奖励记忆并引起成瘾的人。这激励我们追求这项研究。”

到目前为止，已知的是多巴胺激活多功能蛋白，如creb结合蛋白(CBP)，这反过来通过与其他蛋白质的相互作用促进基因表达。为了找到更详细的信息，科学家们在经历条件奖励的老鼠身上寻找与CBP相互作用的蛋白质。通过基于蛋白质相互作用的实验和数据库分析，他们成功地鉴定了许多这样的蛋白质。其中一种名为Npas4的蛋白质，是一种“转录因子”(一种结合特定DNA序列并调节从DNA到mRNA转录的蛋白质)，已知在奖赏相关学习中起作用，因此科学家们继续研究其机制。

这是科学界首次发现一种名为MAPK的蛋白激酶向Npas4添加了一个磷酸基(一种众所周知的细胞内过程称为磷酸化，它“激活”蛋白质来执行它们的功能)，从而促进了它与CBP的相互作用。科学家们甚至确定了MAPK使Npas4磷酸化的确切位置。此外，他们发现多巴胺激活纹状体中棘神经元中的Npas4，从而促进与“神经可塑性”(神经连接的变化)相关基因的表达。因此，三种多巴胺刺激蛋白CBP、MAPK和Npas4相互作用，导致了深刻的神经变化。船桥教授和海北教授揭示了其中的一个主要机制多巴胺影响大脑。

为了研究Npas4在奖赏相关行为中的作用，科学家们“敲除”或灭活了老鼠奖赏回路神经元中的Npas4。这些老鼠和正常老鼠学会了在两个房间中的一个里期待可卡因奖励，之后测量了对房间的偏好。与正常小鼠相比，缺乏npas4的小鼠在寻求药物行为上>减少了50%，表明奖励记忆显著减少。重要的是，在外源性给药Npas4后，寻药行为得到恢复，但缺磷的Npas4突变体没有恢复。这是令人兴奋的，因为它证实了Npas4及其磷酸化在奖赏相关行为中起着重要作用。

这些前所未有的考虑因素由kaibuchi教授和他的团队在大脑奖励电路中的途径上阐明了一些光线。在各种神经心理学和认知障碍中可以看到奖励电路的故障功能。通过详细解释NPAS4的功能和奖励相关机制，这些科学家已经为新的有效疗法铺平了道路。浅谈该研究的应用，Kaibuchi教授说：“我们的研究可以帮助为精神分裂症等神经精神病毒疾病进行治疗。它也可用于解决成瘾或依赖可卡因和其他兴奋剂。”

对于这种令人兴奋的研究可以奖励呈现出行为障碍的潜在新治疗的形式？只有时间会给出答案。但是，Kaibuchi教授的团队和他们的学习肯定为未来提供希望。

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