Ацетат, полученный в результате метаболизма алкоголя, напрямую влияет на эпигенетическую регуляцию в головном мозге.

Триггеры в повседневной жизни, такие как встреча с бывшим собутыльником, гуляя мимо знакомого когда-то бара, а посещение общественных мероприятий может заставить выздоравливающих алкоголиков «упасть с повозки». Примерно от 40 до 60 процентов людей, прошедших курс лечения от злоупотребления психоактивными веществами, испытают какой-то рецидив. по данным Национального института по злоупотреблению наркотиками. Но что движет биологией, стоящей за этой тягой, остается в значительной степени неизвестным.

Теперь, команда под руководством исследователей из Медицинской школы Перельмана Пенсильванского университета, показали, в моделях мышей, как ацетат; побочный продукт распада алкоголя, производимый в основном в печени; попадает в обучающую систему мозга и напрямую изменяет белки, которые регулируют функцию ДНК. Это влияет на то, как экспрессируются некоторые гены, и, в конечном итоге, влияет на поведение мышей, когда им дают сигналы окружающей среды о потреблении алкоголя. Их выводы были опубликованы сегодня в Природа .

<цитата>

Для нас было огромным сюрпризом, что метаболизированный алкоголь напрямую используется организмом для добавления химических веществ, называемых ацетильными группами, к белкам, которые упаковывают ДНК. называемые гистонами. Насколько нам известно, эти данные представляют собой первое эмпирическое свидетельство того, что часть ацетата, полученная в результате метаболизма алкоголя, напрямую влияет на эпигенетическую регуляцию в головном мозге ».

Шелли Бергер, Кандидат наук, Профессор Университета Дэниела С. Оч на кафедрах клеточной биологии и биологии развития и биологии, директор Института эпигенетики Пенна и старший автор исследования

Известно, что основным источником ацетата в организме является распад алкоголя в печени, что приводит к быстрому увеличению ацетата в крови. В этом исследовании, команда, совместно с Филиппом Мьюсом, Кандидат наук, бывший аспирант лаборатории Бергера, ныне докторант на горе Синай, и Габор Эгервари, Доктор медицины, Кандидат наук, докторант в лаборатории Бергера, стремились определить, способствует ли ацетат от распада алкоголя быстрому ацетилированию гистонов в головном мозге. Они сделали это, используя маркировку алкоголя стабильными изотопами, чтобы показать, что метаболизм алкоголя по факту, вносят свой вклад в этот процесс, непосредственно депонируя ацетильные группы на гистоны с помощью фермента ACSS2.

Авторы заявили, что "ACSS2, «питает» целый механизм генных регуляторов «на месте» в ядре нервных клеток, чтобы включить ключевые гены памяти, важные для обучения. По факту, Бергер и его коллеги опубликовали результаты исследования ACSS2 в 2017 г. Природа бумага. В этой и предыдущей работе исследователи обнаружили, что ACSS2 необходим для формирования пространственной памяти.

В текущем исследовании чтобы лучше понять, как вызванные алкоголем изменения в экспрессии генов в конечном итоге влияют на поведение, Бергер и ее команда использовали поведенческий тест. Мышей подвергали «нейтральным» стимулам и алкогольному вознаграждению в разных отсеках, отличается экологическими репликами. После этого периода кондиционирования исследователи измерили предпочтения мышей, предоставив им свободный доступ к любому отсеку, и запись времени, проведенного как в нейтральной, так и в алкогольной камере. Они обнаружили, что как и ожидалось, мыши с нормальной активностью ACSS2 проводили больше времени в отсеке с алкоголем после периода обучения.

Чтобы проверить важность ACSS2 в таком поведении, исследователи снизили уровень белка ACSS2 в области мозга, важной для обучения и памяти, и заметил, что, с пониженным ACSS2, не было отдано предпочтение сектору, связанному с алкоголем.

"Это указывает на то, что для формирования памяти, связанной с алкоголем, требуется ACSS2, - сказал Эгервари. - Наши молекулярные и поведенческие данные, когда взятые вместе, установить ACSS2 в качестве возможной цели вмешательства при расстройстве, связанном с употреблением алкоголя, при котором память о связанных с алкоголем экологических сигналах является основным двигателем тяги и рецидива даже после длительных периодов воздержания ».

Важно отметить, что Эти данные предполагают, что другие внешние или периферические источники физиологического ацетата - в первую очередь микробиом кишечника - могут аналогичным образом влиять на ацетилирование центрального гистона и функцию мозга. которые могут контролировать или способствовать развитию других метаболических синдромов.

Помимо исследования влияния употребления алкоголя на изменения мозга у взрослых, команда также изучила эффекты потребления у беременных мышей и, следовательно, влияние алкоголя на клетки мозга у развивающихся мышей. В утробе , алкоголь вызывает нарушение экспрессии генов развития нервной системы и может вызывать многочисленные симптомы постнатальных заболеваний, связанных с алкоголем, такие как небольшой размер головы, низкая масса тела, и гиперактивность. И хотя количество тех, кто страдает расстройствами алкогольного спектра плода (ФАСН), в том числе алкогольным синдромом плода, неизвестно, Центры по контролю и профилактике заболеваний предполагают, что полный спектр FASD в Соединенных Штатах и ​​некоторых странах Западной Европы может составлять от одного до пяти процентов населения.

В этом разделе исследования исследователи обнаружили, что, при употреблении алкоголя, ацетат доставляется через плаценту в развивающийся плод. Мозг плода этих мышей показал, что воздействие алкоголя на уровне «запоя» у беременной самки приводило к отложению производных алкоголя ацетильных групп на гистонах в мозге плода на раннем этапе нервного развития у мышей.

Подобно тому, как первичные результаты исследования полезны для потенциального лечения расстройства, связанного с употреблением алкоголя, эти результаты могут иметь значение для понимания и борьбы с алкогольным синдромом плода.

• Более высокий уровень химических веществ в организме матери во время беременности связан с более низким IQ у д…
• Распространение супербактерии E. coli из-за плохой гигиены туалета,