“快乐激素”与大脑的分子博弈！Nature揭示：可卡因与人类多巴胺转运蛋白相互作用的精细结构，助力进一步理解药物成瘾背后的分子机理

你或许对多巴胺有所耳闻，它被誉为“快乐激素”，是大脑中一种重要的化学信使，负责传递愉悦感。通常，大脑依靠一种名为多巴胺转运蛋白（DAT）的蛋白质来管理多巴胺的浓度，确保我们不会对每一次体验都产生过度的快乐反应。然而，像可卡因这样的物质能扰乱这个平衡，导致多巴胺水平异常升高。直到最近，科学家们对于可卡因具体如何影响大脑中的这些关键蛋白质仍不清楚。

近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Structure of the human dopamine transporter in complex with cocaine”的研究报告中，来自哥本哈根大学等机构的科学家们揭示了可卡因与人类多巴胺转运蛋白相互作用的精细结构。这项发现有望助力更进一步地理解药物成瘾背后的分子机理。

研究的领导者，Jeppe Cederholm Nielsen教授解释说，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，而这种蛋白正是控制大脑中多巴胺水平的关键。通过确定多巴胺转运蛋白的三维结构，研究团队得以在分子层面理解可卡因如何阻止该蛋白的功能。

科学家利用对可卡因的研究有望开发治疗药物滥用的新型疗法

图片来源：Nature (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07804-3

研究者表示，当可卡因阻碍了多巴胺转运蛋白的工作，大脑就失去了调节多巴胺的能力，于是我们对几乎所有事情都感到异常兴奋。值得注意的是，可卡因并非促使大脑分泌更多的多巴胺，而是阻止了多巴胺的正常回收。当我们遇到愉快的事件时，大脑释放的多巴胺会激活奖励系统，而多巴胺转运蛋白的任务就是适时地清除多余的多巴胺，避免快乐感受过头。简而言之，可卡因像是对大脑进行了一场化学式的洗脑，令其陷入一种被误导的欢愉状态。

为了探究可卡因如何操纵大脑，科学家们聚焦于多巴胺转运蛋白这一微小却至关重要的分子。由于这种蛋白质体积过小，普通显微镜无法捕捉其细节，研究人员不得不借助地球上最尖端的显微技术，以揭示其原子级别的构造。现在，他们已经掌握了可卡因如何与多巴胺转运蛋白结合，下一步他们计划揭开抑制其功能的奥秘，这一步骤对于阻断可卡因对大脑的影响至关重要。

研究团队希望找到一种治疗可卡因成瘾的药物，鉴于如今，可卡因成瘾者数量正在不断攀升。此外研究人员表示，未来，他们可能不仅仅局限于治疗可卡因成瘾，也可能扩展至赌博或其他物质成瘾，因为这些行为都与大脑中的多巴胺释放相关。倘若能开发出一种广泛适用于各种成瘾的药物，那将惠及众多患者。

综上所述，通过解密可卡因作用于大脑的分子机制，研究者有望促进新型靶向药物的研发，以应对人类的成瘾问题，为成瘾症治疗领域带来曙光。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Nielsen, J.C., Salomon, K., Kalenderoglou, I.E. et al. Structure of the human dopamine transporter in complex with cocaine. Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-07804-3