科学家通过基因编辑让大脑“恢复出厂设置” 以治疗焦虑和过度饮酒

在早期的研究中，UIC团队发现，青少年时期的酗酒改变了Arc基因--活动调节细胞骨架相关蛋白即时性基因--增强子区域的大脑化学特性，并减少了Arc在啮齿动物和人类杏仁核中的表达。大脑情感和记忆中心的Arc基因的这种表观遗传学的重新编程有助于成年后焦虑和酒精使用障碍的易感性。

在新研究中，科学家们表明，这种持续一生的表观遗传重编程实际上可以通过基因编辑来逆转。

该研究的高级作者、约瑟夫-A-弗莱厄蒂精神病学捐赠教授、UIC酒精表观遗传学研究中心主任 Subhash Pandey说：“早期酗酒可能对大脑产生长期和重大的影响，这项研究的结果提供了证据，表明基因编辑是这些影响的潜在解毒剂，为大脑提供一种‘恢复出厂设置’模式，如果你愿意。”

Pandey和他的团队在实验中使用了一种叫做CRISPR-dCas9的基因编辑工具，在成年大鼠的模型中操纵Arc基因的组蛋白乙酰化和甲基化过程。这些过程使基因更容易或更难被激活。

首先，研究人员研究了成年大鼠在其青春期的间歇性酒精暴露，大约相当于人类的10至18岁。他们观察到，当dCas9被用来促进乙酰化时，一个使染色质松动并允许转录因子与DNA结合的过程，Arc基因表达正常化。而且，焦虑和饮酒的指标也减少了。

焦虑是通过行为测试来衡量的，例如通过记录被置于迷宫测试中的大鼠的探索活动，而对酒精的偏好是通过监测大鼠在选择两瓶包括自来水、糖水和不同浓度的酒精（3%、7%和9%）时消耗的液体数量来衡量的。

在第二个模型中，研究人员研究了没有早期酒精暴露的成年大鼠。当抑制性dCas9被用来促进甲基化时，它收紧染色质并阻止转录因子与DNA结合，Arc表达减少，焦虑和酒精消费的指标增加。

“这些结果表明，杏仁核中的表观基因组编辑可以改善青少年酒精暴露后的成人精神病理学，”作者报告说。

“青少年酗酒是一个严重的公共健康问题，这项研究不仅帮助我们更好地了解当他们接触高浓度酒精时，在发育中的大脑中会发生什么，更重要的是给我们带来希望，有一天我们将对焦虑和酒精使用障碍这些复杂和多方面的疾病进行有效的治疗，”Pandey说，他也是杰西布朗退伍军人医疗中心的一名高级研究职业科学家。“这种影响是双向的，这验证了杏仁核中的Arc增强基因在青少年酗酒的表观遗传重编程中的意义。”