可卡因对大脑的影响:果蝇研究显示在细胞水平上的影响

克莱姆森大学人类遗传学中心的最新研究已经确定了特定的细胞集群在果蝇的大脑受到急性暴露可卡因,潜在的发展奠定了基础药物来治疗或预防人类成瘾。

而可卡因神经系统的影响是众所周知的,潜在的遗传敏感性药物的影响。在人群中,对可卡因的影响因不同环境和遗传因素,使它具有挑战性的研究。大约有70%的基因在果蝇,果蝇,人类同行,为研究人员提供一个类似的模型学习时复杂的遗传性状。

遗传学家特鲁迪麦凯和罗伯特安浩是合作研究发现可卡因的使用引发快速、广泛的变化基因表达在果蝇的大脑,男性比女性更明显的差异。

苍蝇暴露于可卡因显示受损的运动活动和增加癫痫发作。研究显示所有类型的飞脑细胞受到影响,特别是飞大脑的蘑菇体肯扬细胞和神经胶质细胞。蘑菇体,这让他们的名字,因为它们看起来就像一对蘑菇,是大脑综合中心与双向行为相关的修改。

这些发现可能最终导致疗法。

“这项研究确定的大脑区域很重要,”麦凯说,自我家庭赋予人类遗传学的椅子。“现在,我们可以看到当暴露于可卡因和基因表达什么是否有联邦药品管理局批准了药物,可以测试,也许第一次飞行模型。我们已经发现了这些基因。这是一个基线。我们现在可以利用这个工作了解潜在的治疗。”

研究

在这项研究中,雄性和雌性果蝇被允许摄取固定数量的蔗糖或蔗糖补充与可卡因在不超过两个小时。

摄入可卡因后观察他们的行为,研究人员发现证据表明暴露于可卡因导致生理和行为上的影响,包括癫痫和强迫性的梳理。

评估可卡因消费对大脑基因表达的影响,研究者苍蝇的大脑解剖和分离成单个细胞。研究人员利用新一代测序技术使图书馆的表达基因单个细胞。每个细胞都有成千上万的成绩单。

这项研究观察了88991年细胞。

通过复杂的统计分析,研究人员可以组织成36个不同的细胞群。集群基于基因的注释标记显示,所有主要细胞types-neuronal glial-as大部分脑区神经递质类型,包括蘑菇体,被代表。

“我们发现大脑中的可卡因的影响非常广泛,并且有不同的男性和女性之间的差异。安浩说:“有大量的两性异形,教务长遗传学和生物化学的特聘教授。“我们建立了一个阿特拉斯的性别差异cocaine-modulated基因表达在大脑模型,它可以作为一个资源研究团体。”

女性则

单细胞技术则和标准提供了令人印象深刻的优势基因表达谱的研究。

“如果使用整个大脑和基因表达的异质性,使得它在另一个细胞,你看不到任何信号。但随着单细胞分析,我们能够捕捉那些非常细节反映基因表达的非均质性在不同的细胞类型。这是非常令人兴奋的应用先进技术在CHG,”麦凯解释道。

麦基是一个世界领先的当局在复杂性状的基因。她有一个行为遗传学的长期利益和发展的果蝇作为模式理解的遗传基础复杂的行为。她实验室开发了黑腹果蝇基因参考面板(DGRP),目前由1000名近亲交配的飞线与来自自然的全基因组测序为人口。DGRP允许研究人员使用天然变异研究基因变异导致易受各种各样的压力。

这项研究结果发表在《华尔街日报》基因组研究在一篇题为“果蝇大脑可卡因在单细胞的决议。”