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斑马鱼的筛选确定了与人类尼古丁成瘾有关的基因

斑马鱼的筛选确定了与人类尼古丁成瘾有关的基因

伦敦玛丽女王大学的研究人员发现,斑马鱼可以为吸烟这一复杂的人类行为提供遗传线索。

通过研究基因改变的斑马鱼,他们能够精确定位一个与尼古丁成瘾有关的人类基因Slit3,并发现它可能的作用方式。

尽管斑马鱼被广泛用于基因研究,但它们只被用于发育模型,如识别与疾病相关的基因,而不是预测与复杂认知行为(如吸烟)有关的基因。

尽管吸烟一直被认为是一种遗传因素,但由于仅从人体研究中很难确定吸烟与基因有关,所以人们对吸烟与基因的关系知之甚少。

在《生命》杂志上发表的一项研究中,研究人员测试了基因改变的斑马鱼家族对尼古丁的偏好。当一个家庭表现出比其他家庭强烈得多的尼古丁偏好时,研究人员确定了家庭中的所有突变,最终缩小到与这种行为相关的Slit3基因突变。

为了研究相同的基因是否影响人们对尼古丁的偏好,研究人员在英国和芬兰的人群中寻找人类Slit3基因变异与吸烟行为之间的联系,比如吸烟欲望的减少或增加,以及戒烟的难易程度。他们在人类Slit3基因中发现了3个与吸烟活动显著相关的变异。

为了进一步了解Slit3基因是如何工作的,研究人员测试了突变型和野生型鱼对多巴胺能药物的敏感性。在人类中,这种药物影响惊吓反射——我们对突然的大声噪音的身体反应——这与上瘾有关,包括尼古丁上瘾。当用惊吓反应测试时,突变鱼对药物的敏感性降低。在测试了可能与降低药物敏感性有关的各种不同的受体后,研究人员发现,其中只有一种受体——血清素受体5HT 1AA。

伦敦玛丽女王大学(Queen Mary University of London)的分子遗传学教授卡罗琳·布伦南(Caroline Brennan)领导了这项研究。她解释说:“这给了我们一个关于Slit3基因如何在人类中工作的假说。它以某种方式改变了血清素受体的水平;这些水平的差异可能会影响对尼古丁成瘾的敏感度。”

布伦南教授补充说:“最重要的是,我们不仅发现了更多与尼古丁成瘾有关的基因,而且还发现了一种更容易在未来找到这些基因的方法。”尽管斑马鱼是一种“低等”生物,但它们的基因结构与人类相似,与人类有70%的基因相同。已知与人类疾病相关的84%的基因都有与之对应的斑马鱼基因;尽管有人对它们在人类认知方面的作用表示怀疑,但我们已经证明,它们也能让人们深入了解基因。”

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