中脑腹侧背盖区κ-阿片受体系统对吗啡依赖的调控作用

论文摘要

阿片依赖是严重的医学和社会问题。神经生物学和药理学的研究均表明,阿片类物质依赖与中脑皮层边缘系统直接相关。吗啡等阿片类物质进入体内后,可以与GABA能神经元上的μ-阿片受体结合,使位于腹侧背盖区（ventral tegmentalarea,VTA）的多巴胺（dopamine,DA）能神经元因去抑制而激活,从而引起DA能神经元的投射靶区伏隔核（nucleus accumbens,NAc）、内侧前额叶皮层（medialprefrontal cortex,mPFC）中DA释放增加。这是阿片类物质产生欣快效应进而诱导成瘾的起始事件。除了引起欣快效应外,阿片类物质还激活一系列转录因子如CREB,Fos家族的表达。Fos家族蛋白,尤其是ΔFosB被认为与依赖性药物引起的敏化效应相关,是启动和维持药物依赖状态的分子开关。κ-阿片受体及其内源性的配体强啡肽（Dynorphin,Dyn）在中枢神经系统有广泛的分布。κ-阿片受体与μ-阿片受体介导的生物效应通常相互对抗:μ-激动剂激活DA能神经元,使DA释放增加,而κ-激动剂则抑制DA能神经传递;μ-激动剂用药后产生欣快,具有奖赏、强化效应,而κ-激动剂则介导烦躁、厌恶的情绪,没有奖赏、强化效应。这些结果提示,κ-阿片受体与μ-阿片受体就像古代哲学中的“阴”和“阳”一样,共同参与情绪、动机相关的精神神经活动的调节,维持机体阿片系统功能的内稳态。大量的研究表明,κ-阿片受体系统可以调控吗啡的药物依赖。选择性的κ-受体激动剂U-50488系统给药可以逆转吗啡诱导的条件性位置偏爱,阻断吗啡诱导的行为敏化,抑制吗啡自身给药行为,而且U-50488的这些作用可为选择性的κ-受体拮抗剂nor-BNI所阻断。而另一方面,在κ-阿片受体基因敲除的动物,依赖性药物引起的DA释放显著增加。κ-受体系统对DA能神经传递的调节可能是κ-激动剂对抗吗啡依赖的作用机制。中脑皮层边缘系统是与药物依赖密切相关的脑内结构。在该系统中,DA能神经元占据相对主导的地位,也是该系统参与药物依赖的主要功能性物质基础。其中,VTA是DA能神经元胞体密集的核团,由它发出的神经纤维可以投射到NAc和mPFC,分别形成DA能神经元的中脑边缘通路和中脑皮层通路。近年来的一些研究对于VTA是否存在κ-阿片受体、VTA中的κ-受体系统是否参与了吗啡依赖、κ-激动剂能否直接抑制该区内的DA能神经元以及其抑制作用的机制等问题尚存争议。本研究即拟从多个方面对上述问题进行探讨。我们首先应用实时定量PCR技术以及蛋白免疫印迹实验方法,考察了吗啡急慢性给药对中脑皮层边缘系统的三个重要脑区VTA、NAc、mPFC中κ-阿片受体mRNA和蛋白水平的影响。实验结果表明,吗啡急性给药可使上述三个脑区中的κ-阿片受体mRNA水平显著升高,但蛋白水平没有显著性改变。而吗啡慢性给药后,NAc和VTA中κ-阿片受体mRNA水平回复正常,而mPFC中mRNA含量维持高水平;慢性给药还使mPFC和VTA中的κ-受体蛋白显著下降,但对NAc中的蛋白水平没有显著影响。这些结果提示中脑皮层边缘系统内的κ-阿片受体可能参与了药物依赖的过程。而VTA、NAc、mPFC中κ-阿片受体表达改变的区域差异性说明κ-受体在这些脑区的合成和降解受到不同方式的调节,提示这些脑区在调控药物依赖中可能处于不同的地位。前人和我们的实验结果均表明VTA中的κ-受体可能参与了吗啡依赖的过程,同时VTA微注射κ-激动剂在正常动物可引起显著的行为改变,于是我们推测VTA微注射κ-激动剂U-50488有可能影响吗啡诱导的精神依赖。我们在两个动物行为模型上对此进行考察。在大鼠条件性位置偏爱实验中,VTA微注射U-50488,至少在所用剂量下并不产生显著的条件性位置厌恶（或偏爱）,但却可以显著抑制吗啡所致的条件性位置偏爱;在大鼠行为敏化实验中,VTA微注射U-50488在并不影响动物自发活动的剂量下可显著抑制吗啡所致的行为敏化。这些结果表明,VTA微注射U-50488可以抑制吗啡诱导的精神依赖。在进一步的实验中,我们对VTA微注射κ-激动剂影响吗啡依赖的机制进行了初步探讨。采用脑组织匀浆的实验方法,我们检测了mPFC和NAc中单胺类神经递质及其代谢产物浓度的改变。实验结果表明,吗啡急性给药使mPFC和NAc中DA转化率升高,表明这两个脑区中DA能神经传递加强。而VTA微注射U-50488可显著抑制吗啡引起的DA转化率的升高。在吗啡慢性给药情况下,各处理组间虽无显著性差异,但也表现出类似趋势。在清醒动物脑微透析实验中,VTA微注射U-50488还可显著抑制吗啡引起的NAc细胞外液中DA和5-HT代谢产物的升高。免疫组化实验的结果表明,形成行为敏化的大鼠,NAc（包括核部和壳部）和mPFC中的FosB阳性细胞显著增加,而VTA微注射U-50488显著抑制吗啡引起的变化。以上结果提示,VTA微注射U-50488影响吗啡依赖的机制可能包括抑制DA能神经传递,抑制转录因子FosB的表达。VTA微注射U-50488对投射靶区NAc和mPFC均可产生显著影响,提示VTA中κ-阿片受体的作用可能并无VTA-NAc或VTA-mPFC投射通路的选择性。通过以上研究我们发现,吗啡急慢性给药可引起中脑皮层边缘系统中κ-阿片受体表达的改变,提示该系统中的κ-阿片受体可能参与了对吗啡依赖的调节。在中脑皮层边缘系统的核心区域VTA给予κ-激动剂可以抑制吗啡诱导的精神依赖,其作用可能与其对单胺类神经递质以及FosB基因表达的调节有关。而且VTA给予κ-激动剂可同时影响靶区NAc和mPFC,提示VTA中κ-阿片受体的作用并无投射通路的选择性。本研究对全面理解κ-受体对中脑DA能神经传递的调控作用以及κ-受体系统与药物依赖的关系有一定意义。

论文目录

• 缩略词表
• 中文摘要
• 英文摘要
• 前言
• 第一部分 吗啡对中脑皮层边缘系统κ-阿片受体的影响
• 前言
• 材料与方法
• 一、实时定量RT-PCR
• 二、蛋白免疫印迹实验
• 实验结果
• 一、实时定量RT-RCR实验
• 二、蛋白免疫印迹实验
• 讨论
• 小结
• 第二部分 VTA微注射κ-阿片受体激动剂对吗啡依赖的影响
• 前言
• 材料与方法
• 一、大鼠条件性位置偏爱（CPP）实验
• 二、大鼠行为敏化实验
• 实验结果
• 一、微注射位置的确认
• 二、大鼠条件性位置偏爱实验
• 三、大鼠行为敏化实验
• 讨论
• 小结
• 第三部分 VTA微注射κ-阿片受体激动剂影响吗啡依赖的机制研究
• 前言
• 材料与方法
• 一、脑组织匀浆一高效液相色谱实验
• 二、清醒动物脑微透析一高效液相色谱实验
• 三、免疫组织化学实验:
• 实验结果
• 1.脑组织匀浆一高效液相色谱实验
• 2.清醒大鼠脑微透析实验
• 3.免疫组化实验
• 讨论
• 小结
• 结论
• 参考文献
• 论著
• 综述
• 个人简历
• 致谢