对果蝇新研究展示可卡因在细胞水平上对大脑的影响

在人类中，由于环境和遗传因素，对可卡因影响的敏感性各不相同，这使得研究具有挑战性。考虑到果蝇中约70%的基因跟人类相似，这为研究人员研究复杂的遗传特征提供了一个可比性的模型。

遗传学家Trudy Mackay和Robert Anholt的合作研究发现，吸食可卡因会使果蝇大脑的基因表达发生迅速而广泛的变化，而且这种变化在雄性果蝇身上比雌性果蝇更明显。

接触可卡因的果蝇表现出运动能力受损和癫痫发作增加。研究表明，所有类型的苍蝇脑细胞都受到了影响，尤其是苍蝇大脑蘑菇体中的凯尼恩细胞和一些胶质细胞。

这些发现可能最终会带来治疗方法。

“这项研究确定了大脑中哪些区域是重要的，”克莱姆森大学人类遗传学中心主管Mackay说道，“现在，我们可以看到当接触可卡因时，哪些基因会表达出来以及是否有FDA批准的药物可以进行测试，也许首先是在果蝇模型上。我们已经发现了一些这样的基因。这是基线。我们现在可以利用这项工作来了解潜在的治疗方法。”

在这项研究中，雄性和雌性果蝇被允许在不超过两小时的时间内摄入固定量的蔗糖或在蔗糖中添加可卡因。

研究人员观察了他们摄入可卡因后的行为，发现证据表明，接触可卡因会导致生理和行为上的影响–包括癫痫发作和强迫性梳理。

为了评估可卡因摄入对大脑基因表达的影响，研究人员解剖了苍蝇的大脑并将它们分解成单细胞。研究人员通过使用下一代测序技术为单个细胞制造表达基因文库。据悉，每个细胞都有数千份转录本。这项研究观察了88991个细胞。

通过复杂的统计分析，研究人员可以将它们分成36个不同的细胞群。基于基因标记的聚类注释显示，所有主要的细胞类型–神经元和胶质细胞–及来自大多数大脑区域的神经递质类型–包括蘑菇体–都具有代表性。

据了解，单细胞技术超级强大并提供了比标准基因表达谱研究更为人印象深刻的优势。“通过单细胞分析，我们能够捕捉到那些非常非常细微的细节，这些细节反映了不同细胞类型之间基因表达的异质性。在CHG这里应用这种先进技术是非常令人兴奋的，”Mackay说道。