胚胎期吗啡暴露对大鼠腹侧背盖区-伏隔核通路及其成瘾行为的影响

The cost of opiate addiction is exceedingly high to individuals and society. However, the effect of widespread exposure to opiates on future generations is unknown. Our previous work showed that prenatal morphine exposure not only affected addictive behavior, but also showed some changes in stress related emotional processing. We also found that dopamine D1 and D2 receptor expression in NAc was down-regulated in prenatal morphine treated rats. EEG power in VTA、NAc、mPFC、BLA was lower in prenatal morphine exposure rats, theta coherence between these brain areas was also down-regulated. In the current study, we will use optogenetics, electrophysiology, molecular biology and behavioral technologies to further investigate: 1) the excitability of VTA、NAc neurons; 2) the synaptic transmission and synaptic plasticity in VTA-NAc circuit; 3) DA release and dopamine receptor expression, combined with local field potential recording of VTA、NAc、BLA and mPFC in free moving rats , and the effects of activation/inactivation of glutamate transmission in VTA-NAc circuits on addicitve and emotional processing, we would know more about the effects of drug addiction on the second generation and their reward system, which would give some insights into the intervention and prevention of prenatal morphine exposure in the future.

阿片成瘾对社会及个人危害极大，但对下一代个体的影响尚不明确。我们的前期研究发现，胚胎期吗啡暴露对大鼠吗啡成瘾及应激相关的情绪处理有影响，伏隔核（NAc）多巴胺受体表达下调，腹侧背盖区（VTA）、NAc、杏仁核（BLA）等脑区脑电功率谱下降，脑电同步性水平降低，提示奖励通路的神经活动减弱，但其具体调控特征和机理尚不清楚。本项目拟在前期研究的基础上，利用光遗传学、电生理学、分子生物学及行为学进一步研究胚胎期吗啡对VTA-NAc通路：1）神经元的兴奋性；2）谷氨酸能突触传递及突触可塑性；3）多巴胺释放及受体表达的影响。此外，结合VTA-NAc与前额叶、杏仁核之间局部场电位同步记录，可塑性相关受体表达检测，以及激活/抑制VTA-NAc谷氨酸能投射对其成瘾行为及情绪的影响的研究，深入了解胚胎期吗啡暴露对VTA-NAc通路的神经生物学影响及其相关的行为学改变，为今后的药物干预及防治性研究提供理论依据。

怀孕期间使用阿片类物质不仅损伤患者的身心健康，还有可能对子代的脑功能产生重要影响。本项目建立了胚胎期吗啡暴露大鼠模型，在母鼠孕期11-19天连续9天注射吗啡（5mg/kg、7mg/kg、10mg/kg，每个剂量3天），之后研究胚胎期吗啡对青春期大鼠及成年大鼠学习记忆、焦虑及抑郁样行为以及成瘾行为的影响；通过电生理及分子生物学研究，对胚胎期吗啡奖励系统及情绪相关脑区的脑电及脑电相关性以及多巴胺合成相关的酶、多巴胺受体表达等进行研究，阐明胚胎期吗啡对奖励通路以及情绪的调控及其机制。.具体研究结果如下：1）胚胎期吗啡降低青春期雌性子代的焦虑样和抑郁样水平；2）胚胎期吗啡及早期母婴分离增加成年大鼠的抑郁样水平；3）青春期雄性大鼠不易建立吗啡CPP，但青春期雌性大鼠能建立吗啡CPP，且胚胎期吗啡的青春期雌性大鼠不能建立吗啡CPP；4）胚胎期吗啡增强成年雄性大鼠建立吗啡CPP的能力；5）胚胎期吗啡成年大鼠建立吗啡CPP后不易消退，且消退后不易被吗啡点燃；6）胚胎期吗啡雌性大鼠对更容易对低剂量吗啡产生运动敏感化；7）胚胎期吗啡大鼠NAc、BLA脑区的LFP功率谱改变，且VTA-NAc之间的相关性显著升高，mPFC-BLA、mPFC-NAc、NAc-BLA之间的相关性显著下降；8）胚胎期吗啡雌性大鼠mPFC脑区的酪氨酸羟化酶水平下降，NAc脑区多巴胺D1受体表达下降，mPFC和海马脑区与表观遗传相关的HDAC4、HDAC5表达上调。.该研究发现胚胎期吗啡对大鼠的影响具有性别和年龄特异性，胚胎期吗啡主要影响雌性大鼠的焦虑样、抑郁样行为及成瘾敏感性。胚胎期吗啡对青春期大鼠有抗焦虑和抗抗抑郁作用，但不影响成年大鼠的抑郁水平，且胚胎期吗啡合并母婴分离的大鼠成年后抑郁水平更高。胚胎期吗啡对低剂量吗啡较为敏感，对高剂量吗啡的反应不变，但高剂量吗啡诱导的CPP在胚胎期吗啡大鼠中不容易消退，消退后也不容易复吸。上述研究为胚胎期吗啡对动物学习记忆、情绪及成瘾行为的影响提供了证据，研究结果有助于我们更加明确成瘾的脑机制，并且为药物成瘾的防止提供理论依据。