การทำงานของโปรตีนใหม่อาจเป็นกุญแจสำคัญในการบำบัดอาการติดยาและความผิดปกติทางพฤติกรรม

สมองของมนุษย์ประกอบด้วยเครือข่ายหรือ "วงจร" ที่ซับซ้อนมากมาย วงจรอันซับซ้อนที่เรียกว่า " รางวัลโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับสารกระตุ้นที่มีศักยภาพเช่นโคเคนและแอมเฟตามีนก็ขึ้นอยู่กับวิถีทางนี้เช่นกัน เพื่อพัฒนาวิธีการรักษาที่มีประสิทธิภาพ สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเส้นทางการให้รางวัลทำงานอย่างไร ในการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในCell Reportsทีมนักวิทยาศาสตร์ในญี่ปุ่น นำโดย Prof Kozo Kaibuchi และ Dr Yasuhiro Funahashi จากมหาวิทยาลัย Nagoya ได้ระบุการทำงานของโปรตีนใหม่ที่เกี่ยวข้องกับวงจรการให้รางวัลของสมอง พวกเขาศึกษาจากข้อเท็จจริงที่ว่าโดปามีนเมื่อถูกปล่อยออกมาในสมองจะกระตุ้นโปรตีนหลายชนิดในการตอบสนอง และโปรตีนเหล่านี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงบางอย่างในการทำงานของสมอง เช่น การแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับรางวัลและการเปลี่ยนแปลงในการส่งกระแสประสาทหรือความเป็นพลาสติก แต่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นในระดับโมเลกุลได้อย่างไรนั้นไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก นักวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยนาโกย่าต้องการเจาะลึกลงไปอีกเล็กน้อย ศาสตราจารย์ Kaibuchi กล่าวว่า "ปัจจุบันไม่ค่อยมีใครรู้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของโดปามีนในเซลล์ประสาทเพื่อสร้างความจำรางวัลและทำให้เกิดการเสพติด สิ่งนี้กระตุ้นให้เราทำการศึกษานี้" สิ่งที่ทราบจนถึงตอนนี้คือโดปามีนกระตุ้นโปรตีนมัลติฟังก์ชั่น เช่น โปรตีนที่จับกับ CREB (CBP) ซึ่งจะส่งเสริมการแสดงออกของยีนผ่านการมีปฏิสัมพันธ์กับโปรตีนอื่นๆ เพื่อหาข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติม นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นหาโปรตีนที่ทำปฏิกิริยากับ CBP ในหนูที่ได้รับรางวัลแบบมีเงื่อนไข การใช้การทดลองตามปฏิสัมพันธ์ของโปรตีนและการวิเคราะห์ฐานข้อมูล พวกเขาประสบความสำเร็จในการระบุโปรตีนจำนวนมากดังกล่าว ในจำนวนนี้ โปรตีนชนิดหนึ่งที่เรียกว่า Npas4 ซึ่งเป็น "ปัจจัยการถอดความ" (โปรตีนที่จับกับลำดับดีเอ็นเอเฉพาะและควบคุมการถอดรหัสจาก DNA ไปยัง mRNA) เป็นที่ทราบกันดีว่าทำหน้าที่ในการเรียนรู้ที่เกี่ยวข้องกับรางวัล ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงดำเนินการต่อไปเพื่อค้นหา กลไกของมันออกมา ในครั้งแรกสำหรับชุมชนวิทยาศาสตร์ กลุ่มแสดงให้เห็นว่าโปรตีนไคเนสที่เรียกว่า MAPK เพิ่มกลุ่มฟอสเฟตให้กับ Npas4 (กระบวนการภายในเซลล์ที่รู้จักกันดีเรียกว่า ซี.บี.พี. นักวิทยาศาสตร์ยังระบุตำแหน่งที่แน่นอนที่ MAPK phosphorylates Npas4 ยิ่งกว่านั้น พวกเขาพบว่าโดพามีนกระตุ้น Npas4 ในเซลล์ประสาทที่มีหนามขนาดกลางของ striatal และส่งเสริมการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับ "ความเป็นพลาสติกของระบบประสาท" (การเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อของเส้นประสาท) ดังนั้น โปรตีนกระตุ้นโดพามีนทั้งสามชนิด ได้แก่ CBP, MAPK และ Npas4 มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงของระบบประสาทอย่างลึกซึ้ง ดร. ฟุนาฮาชิและศาสตราจารย์ไคบุชิได้เปิดเผยกลไกสำคัญที่บอกว่าโดปามีนส่งผลต่อสมองอย่างไร ในการตรวจสอบการทำงานของ Npas4 ในพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัล นักวิทยาศาสตร์จึง "กำจัด" หรือปิดการทำงานของ Npas4 ในเซลล์ประสาทวงจรรางวัลของหนู หนูเหล่านี้และหนูปกติเรียนรู้ที่จะคาดหวังรางวัลโคเคนในห้องใดห้องหนึ่งจากสองห้อง หลังจากนั้นจึงวัดการตั้งค่าห้อง เมื่อเปรียบเทียบกับหนูปกติ หนูที่ขาด Npas4 แสดงพฤติกรรมการแสวงหายาลดลง >50% ซึ่งบ่งชี้ว่าความจำรางวัลลดลงอย่างมาก ที่สำคัญพฤติกรรมการค้นหายาได้รับการฟื้นฟูหลังจากการบริหาร Npas4 จากภายนอก แต่ไม่ใช่โดยการกลายพันธุ์ของ Npas4 ที่ขาดฟอสโฟ สิ่งนี้น่าตื่นเต้นเพราะยืนยันว่า Npas4 และฟอสโฟรีเลชั่นมีบทบาทสำคัญในพฤติกรรมที่เกี่ยวข้องกับรางวัล การค้นพบที่ไม่เคยมีมาก่อนของ Prof. Kaibuchi และทีมของเขาได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับเส้นทางที่เกี่ยวข้องกับวงจรการให้รางวัลของสมอง การทำงานที่ผิดพลาดของวงจรการให้รางวัลนั้นพบได้ในความผิดปกติทางจิตประสาทและความรู้ความเข้าใจต่างๆ ด้วยการอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับการทำงานและกลไกที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัลของ Npas4 นักวิทยาศาสตร์เหล่านี้ได้ปูทางไปสู่การบำบัดแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพ เมื่อพูดถึงการประยุกต์ใช้การศึกษา ศ.ไคบูชิกล่าวว่า "การศึกษาของเราสามารถช่วยพัฒนาวิธีการรักษาสำหรับโรคทางจิตเวช เช่น โรคจิตเภท นอกจากนี้ยังสามารถเป็นประโยชน์ในการแก้ปัญหาการเสพติดหรือการพึ่งพาโคเคนและสารกระตุ้นอื่นๆ" รางวัลสำหรับการศึกษาที่น่าตื่นเต้นนี้อาจมาในรูปแบบของการรักษาแบบใหม่สำหรับความผิดปกติทางพฤติกรรมหรือไม่? เวลาเท่านั้นที่จะบอก. แต่ทีมงานของ Prof. Kaibuchi และการศึกษาของพวกเขามีความหวังสำหรับอนาคตอย่างแน่นอน