北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员已经证明，从人类干细胞中提取的类神经元细胞可以作为研究与成瘾有关的神经系统变化的模型。这项工作揭示了多巴胺对神经元基因活动的影响，并为相关研究的进一步发展提供了一个蓝图。
该研究的通讯作者、北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程助理教授Albert Keung说:“研究成瘾如何在人类细胞水平上改变大脑是极其困难的——没有人想在某人的大脑上做实验。”“我们在这里所做的工作表明，我们可以使用来自人类干细胞的神经元样细胞来深入了解这些细胞反应。”
问题是我们神经系统中的细胞如何对与药物滥用和成瘾有关的药物作出反应。我们的身体会产生一种叫做多巴胺的神经递质。它与感觉有关，比如快乐，与动机和奖励有关。当大脑“奖励通道”中的神经元细胞接触到多巴胺时，这些细胞会激活一组特定的基因，触发奖励的感觉，让人感觉良好。许多药物——从酒精和尼古丁到阿片类药物和可卡因——会导致身体产生更高水平的多巴胺。
“在用啮齿动物做的实验中，研究人员发现，当相关的神经元细胞长时间暴露在高水平的多巴胺中，它们会变得脱敏，这意味着细胞的基因激活对多巴胺的反应不那么明显，”强说。“这被称为基因脱敏。然而，到目前为止，还不可能使用人类神经元细胞进行实验研究。”
“我们在这里的工作是第一个实验研究，以证明人类神经元细胞的基因脱敏，特别是对多巴胺的反应，”该研究的第一作者、北卡罗来纳州立大学的博士生瑞安·塔姆说。“我们不需要推断它发生在人类细胞中;我们可以证明它正在人类细胞中发生。”
在他们的研究中，Tam和Keung将来自人类干细胞的神经元样细胞暴露在不同水平的多巴胺中，持续不同的时间。研究人员发现，当细胞长时间接触高水平的多巴胺时，相关的“奖励”基因的反应明显变弱。
“这是一个有趣的发现，但它也是一个概念研究的证明，”Tam说。“我们已经证明了多巴胺的基因脱敏发生在人类细胞中，但我们仍然不知道多巴胺和基因脱敏之间关系的本质。
“例如，更高水平的多巴胺能否在更短的时间内引起脱敏?”或者较低的多巴胺水平会在较长时间内引起脱敏吗?有阈值水平吗，或者有某种线性关系吗?其他神经递质或生物活性化学物质的存在是如何影响这些反应的?”
“这些都是很好的问题，未来的研究可以解决这些问题，”强说。“我们已经证明，这些来自人类干细胞的神经元样细胞是进行这项研究的一个很好的模型。”
这篇论文，“人类多能干细胞来源的介质刺状神经元样细胞表现出基因脱敏”，发表在《细胞》杂志上。
