Nature|可卡因与多巴胺转运蛋白相互作用的结构细节,揭示成瘾背后的分子机制

2024-08-19

多巴胺是一种在大脑中起到传递愉悦感的化学物质,常被称作“快乐激素”。为了控制多巴胺的浓度,大脑依赖一种名为多巴胺转运蛋白(DAT)的物质。该蛋白质的作用是确保多巴胺水平保持在正常范围内,避免我们因每一次愉快体验而过度兴奋。然而,可卡因等物质能够破坏这种平衡,导致多巴胺水平异常升高。科学家们一直试图弄清楚可卡因如何影响多巴胺转运蛋白。

最近,哥本哈根大学等机构的研究人员在国际期刊《Nature》上发表了一篇研究报告,题为“Structure of the human dopamine transporter in complex with cocaine”。这项研究揭示了可卡因与多巴胺转运蛋白相互作用的细节,为进一步理解药物成瘾的分子机制提供了新的视角。

领导这项研究的Jeppe Cederholm Nielsen教授指出,他们已经解析了可卡因如何锁定并结合到多巴胺转运蛋白上。这种蛋白质在控制大脑中多巴胺水平方面起着关键作用。通过确定多巴胺转运蛋白的三维结构,研究团队能够在分子层面上理解可卡因如何阻止该蛋白的正常功能。

研究人员希望通过对可卡因的研究,开发出治疗药物滥用的新疗法。当可卡因阻碍多巴胺转运蛋白的功能时,大脑就无法调节多巴胺水平,导致我们对各种事物感到异常兴奋。实际上,可卡因并不会增加多巴胺的分泌,而是阻止了多巴胺的正常回收。当我们经历愉快事件时,大脑会释放多巴胺以激活奖励系统,而多巴胺转运蛋白的职责就是适时清除多余的多巴胺,防止愉悦感过度。简而言之,可卡因通过化学手段误导大脑,使其陷入一种虚假的快乐状态。

为了深入了解可卡因对大脑的影响,科学家们专注于研究多巴胺转运蛋白。由于其体积过于微小,普通显微镜无法观察到其细节,研究人员必须借助最先进的显微技术,以揭示其原子级别的结构。现在,他们已经掌握了可卡因如何与多巴胺转运蛋白结合的机制,下一步计划揭开可卡因抑制该蛋白功能的奥秘,这对于阻断可卡因对大脑的影响至关重要。

研究团队希望最终找到一种治疗可卡因成瘾的药物,尤其是在当前可卡因成瘾者数量不断增加的情况下。此外,研究人员表示,未来他们的研究可能不仅局限于可卡因成瘾的治疗,还可能扩展到赌博或其他物质成瘾,因为这些行为与大脑中的多巴胺释放都有关系。如果能够开发出一种广泛适用于各种成瘾的药物,将有助于许多患者。

通过解密可卡因在大脑中的分子作用机制,研究者希望促进新型靶向药物的研发,从而应对成瘾问题,为成瘾治疗领域带来新的希望。

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