近日,牡丹江医科大学脑科学研究所、黑龙江省物质依赖机制与防治重点实验室关艳中教授团队的最新研究成果,以“BDNF restores impaired long-term potentiation of GABAergic synapses induced by chronic ethanol exposure in the VTA and attenuates reward-seeking behavior”为题正式发表于英国《Molecular Psychiatry》,该期刊是一本由Springer Nature出版的国际顶级精神医学期刊,JCR分区Q1,中科院分区大类学科-医学,小类学科-分子生物学与生物化学、神经科学、精神病学均为1区TOP期刊,近年SCI影响因子连续超过10分。该研究率先系统揭示了脑源性神经营养因子(BDNF)通过修复中脑腹侧被盖区(VTA)GABA能突触的长时程增强,调控多巴胺神经元活性、减轻酒精渴求行为的分子机制,为酒精依赖患者的临床防治提供了新靶点。

酒精依赖是一种高发的精神类疾病,其核心特征是对酒精的强迫性渴求和失控性饮用。VTA是奖赏通路的关键节点,其的过度激活被认为是成瘾行为的重要神经基础。然而,长期饮酒如何影响多巴胺神经元的活动,以及如何干预这一活动来调节酒精依赖,此前尚不清楚。
本研究通过结合在体光纤记录、离体电生理、分子生物学、基因敲低及行为药理学等多种技术手段,取得了一系列开创性性结果:
1. 率先阐明慢性酒精暴露过程中VTA多巴胺神经元活性的动态演变轨迹
研究发现,随着饮酒进程的推进,多巴胺神经元对酒精的反应经历了“初始敏感—衰减失调—稳定高反应”的动态变化过程,揭示了慢性酒精暴露打破神经环路稳态的时程特征。

慢性酒精暴露重塑VTA DA神经元活动
2. 揭示BDNF表达降低是GABA能突触可塑性受损的关键环节
慢性酒精暴露显著降低了VTA中BDNF的表达,并破坏了GABA能突触的长时程增强——这一被视为抑制多巴胺神经元活性的“刹车”机制。通过药理学阻断或VTA特异性基因敲低BDNF或其受体TrkB,均能完全阻断LTPGABA的诱导,证明BDNF-TrkB信号通路对于该可塑性是必要且充分的。
3. 明确外源性BDNF可快速修复突触功能并降低酒精渴求程度
在慢性酒精暴露小鼠的脑片中,外源性BDNF成功恢复了受损的LTPGABA;在体微量注射BDNF显著逆转了多巴胺神经元的过度活跃状态,并将小鼠在渐进比任务中为获取酒精所付出的努力程度(Breakpoint)降低52%。上述效应均依赖于TrkB受体和GABA能信号通路的激活。

BDNF通过恢复GABA能抑制和DA活动减弱酒精寻求行为
本研究提出了一个整合性模型:慢性酒精暴露通过降低VTA中BDNF水平,损害了GABA能突触的可塑性,从而解除了对多巴胺神经元的抑制,促进了酒精寻求行为;而外源性BDNF则能修复这一通路,重建抑制性“刹车”功能,有效减轻酒精成瘾。该发现不仅深化了对酒精成瘾神经机制的理解,也为开发基于BDNF-TrkB信号通路的药物干预策略(如小分子TrkB激动剂7,8-二羟基黄酮)提供了关键理论依据。

论文第一作者为依托我校的黑龙江省物质依赖机制与防治重点实验室骨干成员熊君伟,通讯作者为关艳中教授。研究得到黑龙江省自然科学基金重点项目、国家自然科学基金等项目的资助。该成果是我校在酒精依赖与突触可塑性研究领域的又一突破性贡献,体现了我校在神经精神疾病研究方面的持续创新能力。
供稿:科研处|编辑:张昕|编审:李晓明