与海洛因成瘾有关的关键基因

《Biological Psychiatry》Machine Learning Analysis of the Orbitofrontal Cortex Transcriptome of Human Opioid Users Identifies Shisa7 as a Translational Target Relevant for Heroin Seeking Leveraging a Male Rat Model

阿片类药物使用障碍与全世界每年35万多人死亡有关。由于需要进一步了解成瘾的关键神经生物学特征，研究人员现在已经在眶额叶皮层中发现了与海洛因寻求行为相关的独特分子特征和基因。

　　

阿片类药物使用障碍每年在全球导致超过35万例死亡。为了更好地理解成瘾的关键神经生物学特征，研究人员发现了一个独特的分子标志物和与海洛因觅药行为相关的基因，这些基因位于眶额叶皮层。在临床前啮齿动物模型中，一个名为Shisa7的基因被认为是关键预测因子。一项发表在《Biological Psychiatry》杂志上的新研究提供了关于海洛因成瘾神经生物学机制的宝贵见解，并可能对开发应对当前阿片类药物流行病的创新策略具有重要意义。

研究负责人、纽约西奈山医学院弗里德曼脑研究所神经科学和精神病学系的Yasmin L. Hurd博士表示：“我的研究团队和我致力于扩大对成瘾的神经生物学理解。通过检查人类阿片类药物使用者大脑中的分子标志物，我们希望深入了解阿片类药物使用障碍的神经病理学，超越急性奖赏机制，并识别出与持续物质使用相关的新的治疗途径。”

在这项研究中，研究团队应用机器学习技术来区分眶额叶皮层的分子标志物，这是一个对冲动控制、药物觅药行为和与物质使用障碍相关的认知功能至关重要的大脑区域。

研究人员发现，机器学习算法不仅能够有效识别区分人类海洛因使用者大脑的标志物，还识别出一个名为Shisa7的基因，这是首次在该领域中发现与该分子标志物最相关的基因。进一步研究揭示，调节该基因在眶额叶皮层的表达会影响海洛因觅药行为和认知灵活性

Hurd博士补充说：“我们还观察到，当我们在未接触过药物的动物中过度表达Shisa7时，它完全模拟了重复使用海洛因时观察到的转录组标志物。有趣的是，Shisa7标志物与神经退行性疾病和神经免疫过程相关。此外，我们确定与Shisa7结合的蛋白质与GABA（哺乳动物中枢神经系统的首要抑制性神经递质）和谷氨酸（中枢神经系统的首要兴奋性神经递质）受体信号传导相关，这些信号传导也与神经退行性疾病途径高度相关。”

该研究的第一作者、纽约西奈山医学院弗里德曼脑研究所神经科学和精神病学系的Randall Ellis博士指出：“我们先进的机器学习方法引导我们走向了一个令人兴奋的发现之路，这突显了人工智能在理解复杂生物系统中的潜力。以这种方式应用机器学习，对于更好地理解高维数据集（例如通过RNA测序捕获的数千个基因）非常有用，能够揭示能够有效预测疾病状态的基因表达新模式。这种利用人类阿片类药物使用者数据的策略尤为重要，因为我们正在寻求应对当前阿片类药物流行病的创新策略。此外，我们的研究结果突显了阿片类药物使用对未来神经退行性疾病可能带来的长期风险。”

《Biological Psychiatry》杂志编辑John Krystal博士表示：“这项研究突显了阿片类药物使用障碍的复杂生物学。仔细研究死后大脑组织，运用人工智能指导的分析，对于识别成瘾的分子基础至关重要。有趣的是，在这一过程中识别出的目标Shisa7，当在动物中水平增加时，也会改变学习行为并促进阿片类药物自我给药。”

Hurd博士总结道：“这些转化研究结果突显了研究人类大脑的重要性，这有助于揭示潜在的新的生物学系统，最终可能开辟新的治疗途径。”