研究人员发现了一种独特的分子特征和与海洛因寻求行为相关的基因，位于眶额皮层。一个前临床的啮齿动物模型暗示了一个名为Shisa7的基因作为关键预测因子。一项新的研究提供了关于海洛因成瘾背后的神经生物机制的有价值见解，并可能对开发创新策略以应对持续的阿片类药物流行具有启示。
阿片类药物使用障碍每年在全球导致超过350,000人的死亡。在对成瘾的关键神经生物特征增加理解的需求的指导下，研究人员现在发现了一种独特的分子特征和与海洛因寻求行为相关的基因，位于眶额皮层。一个前临床的啮齿动物模型暗示了一个名为 Shisa7 的基因作为关键预测因子。发表在Elsevier的《生物精神病学》上的一项新研究提供了关于海洛因成瘾背后的神经生物机制的有价值见解，并可能对开发创新策略以应对持续的阿片类药物流行具有启示。
主要研究者，Yasmin L. Hurd博士，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，以及西奈山成瘾研究所，表示：“我的研究团队及我致力于扩展成瘾背后的神经生物学见解。通过研究人类阿片类药物用户大脑中的分子特征，我们希望深入了解阿片类药物使用障碍的神经病理，而不仅仅是急性奖赏机制，并确定与促进物质使用相关的核心表型的新治疗途径。”
在这项研究中，研究团队应用机器学习来区分眶额皮层中的分子特征，这是一个对冲动控制、药物寻求行为以及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，机器学习算法不仅有效识别了区分人类海洛因用户大脑的特征，而且还识别了与该分子特征最具预测性的基因，名为Shisa7，这在这个领域之前尚未被探讨。进一步的研究显示，调节该基因在眶额皮层中的表达会影响海洛因寻求行为和认知灵活性。
Hurd博士补充道：“我们还观察到，当我们在未接触药物的动物中过表达Shisa7时，它完全模仿了反复使用海洛因所观察到的转录组特征。有趣的是，Shisa7特征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（在哺乳动物中是中枢神经系统主要的抑制性神经递质）和谷氨酸（主要的兴奋性神经递质）受体信号相关，这些也与神经退行性疾病途径高度相关。”
该研究的主要作者，Randall Ellis博士，纽约西奈山医学院弗里德曼脑研究所神经科学系和精神病学系，以及西奈山成瘾研究所，指出：“我们先进的机器学习方法使我们走上了一条非常激动人心的发现之路，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更好地理解高维数据集（如RNA测序捕获的数千个基因）非常有用，以揭示能够有效预测疾病状态的基因表达的新模式。这一利用人类阿片类药物用户的数据的策略尤其重要，因为我们寻求创新策略应对持续的阿片类药物流行。此外，我们的发现突显了阿片类药物使用对未来神经退行性疾病的潜在长期风险。”
《生物精神病学》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。对尸检大脑组织的仔细研究，采用人工智能引导的分析，对于识别成瘾的分子构件至关重要。有趣的是，在这一过程中识别的目标Shisa7，在动物中增加水平时也会改变学习并促进阿片类自我给药。”
Hurd博士总结道：“这些转化发现突显了研究人类大脑的重要性，这可以帮助揭示潜在的生物系统，从而为该障碍开辟新的治疗途径。”
