薬物は発達途上の十代の脳にどのような影響を与えるのか？この疑問は何十年にもわたり科学者を悩ませてきたが、一つ確かなことがある。それは、十代の若者は依存症になりやすいということだ。科学者たちはこれまで、同調圧力などの社会的状況や、喫煙する親は喫煙する十代の子供を育てやすいという事実を、その理由として挙げてきた。しかし、 eLife誌に同時に掲載された2つの新しい論文は、その理由ははるかに生物学的なものだと主張している。
科学者たちはこれまで、10代の若者のアルコール依存症を説明するために生物学を用いてきたが、違法薬物使用の言い訳として頻繁に用いられてきたわけではない。「人間において、思春期、すなわち10代前半から20代前半までの期間は、依存性薬物の影響を受けやすい時期であるが、これまでの研究ではその理由を説明するのに苦労してきた」と、筆頭著者であるマウロ・コサ＝マティオリ氏はプレスリリースで述べている。「我々の研究は、eIF2によるタンパク質合成の調節が根本的な原因であるという考えを支持するものである。」
2つの別々の研究で、ニューロン間の接続の構築に関与するタンパク質の産生を調節する分子であるelF2αの役割を評価しました。 ある研究では、思春期および成体マウスに生理食塩水または低用量のコカインを注射しました。 研究者は、コカインを与えられた思春期のマウスのみがeIF2α活性の低下を経験し、それがドーパミン貯蔵ニューロン間の接続を強化するタンパク質調節の変化をもたらしたことを発見しました。
「ドーパミンが豊富なニューロン間のこのより大きなコミュニケーションは、薬を服用することからより大きな喜びの感覚を与え、中毒に関連する行動を促進します」と筆頭著者のWeiHuangは述べました。 「コカインの高用量のみが成体マウスで同様の反応を引き起こし、青年がこれらのニューロンに対するコカインの効果の閾値が低いことを証明しました。」
研究者はさらに、成体および青年期のマウスでeIF2αによって制御されるタンパク質の生産を変更し、成体マウスを生物学的に思春期および思春期のマウスに生物学的に見えるようにすることで結果を確認できました。 そうすることで、研究者は研究の初期の部分からの逆の結果を目撃しました。 現在、成体タンパク質構造を備えた思春期のマウスは、elF2α活性の変化を示さず、コカインに対する耐性が増加しました。 大人のマウスは、順番に、より敏感になりました。
「このようにeIF2αを取り巻くプロセスを操作することで、脳の活動を活性化できることは本当に驚くべきことです。 これは、麻薬中毒および関連する障害の新しい治療法を開発するための大きな可能性を秘めている可能性があります」とコスタマティオーリは述べています。
論文で取り上げられた2番目の研究では、コカインの代わりにニコチンを使用しましたが、同様の実験について説明しました。 繰り返しますが、研究者は同じ効果を観察しました。 この研究では、機能的磁気共鳴画像法を使用して、eIF2αをコードするヒト遺伝子の変異も特定しました。 彼らが発見したこの変化は、ニコチンユーザーの報酬に対する反応を増加または減少させる可能性があります。
「私たちの調査結果は、げっ歯類の新しい依存症の標的を特定するとともに、人間の中毒者の脳画像研究からの並行した裏付けとなる証拠を特定するため、臨床的に関連性があります」と筆頭著者のAndonPlaczekは述べています。使用と実験、結果としてこれらの行動を思いとどまらせる。 彼らはまた、例えば脳内のeIF2αの活性を変えることによって、青年と成人の両方で中毒と戦うための新しい方法を発見するのを助けることができました。」
出典: Huang W, et al. Translational control by elF2 α phosphorylation regulates vulnerability to the synaptic and behavioral effects of cocaine. eLife. 2016; Placzek A, et al. Translational control of nicotine-evoked synaptic potentiation in mice and neuronal responses in human smokers by elF2 α . eLife. 2016.