戒烟为何如此困难?来看Cell Reports最新揭秘
2017/11/09
几乎所有的人都知道吸烟有害健康,但让人无奈的是,戒烟对很多人来说非常困难。那么,究竟为什么戒烟如此困难呢?本周,发表在Cell Reports上的一项研究找到了新的答案。原来,之前被大家忽视的microRNA在其中发挥了重要作用。


图片来源:网络

尼古丁是香烟中主要使人上瘾的物质。过去的几十年,科学家们已经了解到,慢性接触尼古丁会上调尼古丁乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors,nAChRs),而这种“上调”正是人类和动物模型中形成尼古丁依赖的关键。但是,尼古丁究竟是如何上调nAChRs的目前还不是很清楚。

在最新发表的这项研究中,利用线虫,密歇根大学的 Shawn Xu教授带领的团队发现,microRNA通过影响nAChR表达,在调节尼古丁依赖行为中发挥了关键作用。


Shawn Xu教授(图片来源:密歇根大学)

为什么选线虫?

之所以选择线虫进行研究,是因为Xu教授实验室之前已经证明,线虫对尼古丁的行为反应与哺乳动物的经历相似,并且线虫中一些与尼古丁依赖有关的基因在哺乳动物中是“保守的”(conserved)。这意味着,线虫是研究尼古丁依赖的良好遗传模型和行为模型。

具体发现了什么?

此前,该领域的大多数研究都在集中调查nAChRs如何促进尼古丁依赖。这项新研究重新审视了以前被忽视的生物机制,调查了遗传编码过程中更早的一步。

具体来说,他们发现,慢性接触尼古丁下调了nAChR基因alg-1,进而导致了nAChR基因acr-19表达上调,而这种调节作用是由microRNA miR-238所介导的。miR-238能识别acr-19转录物的3′UTR。


图片来源:Cell Reports

作者们认为,这些结果揭示了microRNA在尼古丁信号(nicotine signaling)中一种先前未知的作用,提供了关于“慢性尼古丁接触如何导致nAChR上调,最终引发尼古丁依赖”的新证据。

论文的共同第一作者Jianke Gong说:“我们看到了尼古丁、microRNA、受体蛋白质以及尼古丁依赖行为(nicotine-dependent behavior)之间的明显关联。”

Xu教授希望,这项新成果能够让其他科学家重新审视哺乳动物中microRNAs在尼古丁依赖中的作用,最终更好地理解究竟是什么导致了这种依赖性。

参考资料:

Tiny worms may offer new clues about why it's so hard to quit smoking

MicroRNA Regulation of nAChR Expression and Nicotine-Dependent Behavior in C. elegans

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  • MicroRNA Regulation of nAChR Expression and Nicotine-Dependent Behavior in C. elegans

    Chronic exposure to nicotine upregulates nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs), and such upregulation is critical for the development of nicotine dependence in humans and animal models. However, how nicotine upregulates nAChRs is not well understood. Here, we identify a key role for microRNA in regulating nicotine-dependent behavior by modulating nAChR expression in C. elegans. We show that the nAChR gene acr-19 and alg-1, a key Argonaute-family member in the microRNA machinery, are specifically required for nicotine withdrawal response following chronic nicotine treatment. Chronic exposure to nicotine downregulates alg-1, leading to upregulation of acr-19. This effect is mediated by the microRNA miR-238 that recognizes the 3′ UTR of acr-19 transcript. Our results unveil a previously unrecognized role for microRNA in nicotine signaling, providing insights into how chronic nicotine administration leads to upregulation of nAChR and ultimately nicotine dependence.

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