Rab10介导GABA能神经元GABABR上膜异常在药物成瘾中的作用及机制

The regulation mechanism of the GABABR signaling on the mesolimbic system is closely related to the establishment and maintenance of drug addiction. Our previous studies have shown that the decrease of GABABR level in the cell membrane in the nucleus accumbens (NAc) region after the treatment of psychostimulous drug is related to the psychostimulous drug induced-behavioral sensitization; Inhibition of Rab10 expression of the GABA neuron reduces the level of GABABR in cell membrane. Thus the hypothesis has putted forward that the psychostimulous drug induced-abnormalities of GABABR membrane trafficking by the Rab10-vesicle in GABA neurons in the NAc region may affect the process of the drug addiction. In this study, we investigated the effects of psychostimulous drug in GABA neurons on the membrane trafficking of GABABR and the changes of GABABR mediated downstream ion channel in the NAc region; And to observe the inhibition of slow inhibitory postsynaptic current (sIPSC) and the increase of the locomotor activity in psychostimulous addicted animals; At the same time, we investigated the molecular mechanism of the GABABR membrane trafficking mediated by Rab10 in GABA neurons in psychostimulous drug induced-behavior sensitization after activating / inhibiting the expression of Rab10. This project is implemented that it is cleared that the inhibitory regulation mechanism of GABABR, which is closely related to drug addiction. It is of great significance for the development of specific inhibition of addictive drugs.

γ-氨基丁酸B型受体（GABABR）调节机制被抑制与药物成瘾奖赏效应的建立和维持密切相关。我们前期研究发现：成瘾大鼠伏隔核（NAc）区域细胞膜GABABR水平减少与药物成瘾行为敏感化产生相关；抑制GABA能神经元Rab10表达能减少细胞膜GABABR水平。由此提出假说：Rab10介导GABA能神经元内GABABR上膜异常可能影响药物成瘾过程。本课题拟通过体内、体外实验，观察精神兴奋药物诱导GABA能神经元内GABABR上膜过程及其介导的离子通道改变情况，观察成瘾大鼠NAc区域慢性突触后抑制性信号传递（sIPSC）抑制和成瘾行为激活情况；同时通过激活/抑制GABA能神经元Rab10表达，研究在成瘾奖赏效应中Rab10介导GABABR上膜过程的分子机制。通过本课题执行期望明确在成瘾过程中NAc区域GABABR抑制性调节通路的分子机制，这对研发特异性的抑制成瘾药物将有十分重要的意义。

背景：先前的研究已经证实，GABAB异质受体（GABABR）对长期、远端神经元抑制的调节是由其在质膜上的稳定性和停留时间决定的，同时也有强有力的证据表明Ras相关的GTP结合蛋白Rab10（Rab10）参与了精神刺激剂诱导的行为效应。在这里，我们发现雄性动物伏隔核（NAc）中的Rab10通过介导GABABR膜锚定和信号转导，影响可卡因诱导的行为敏化的发展。.主要研究内容：通过RNAseq分析、途径富集分析、免疫荧光标记、体外电生理学、免疫共沉淀和开放场行为学检测等实验方法，作者测量了Rab10在控制GABABR膜锚定、Ca2+/CaMKII的信号转导和可卡因诱导行为敏感化中的作用。.重要结果和关键数据：在第3天和第5天之后，大鼠中重复可卡因（15mg/kg）处理显著降低NAc中Rab10的表面水平。使用免疫荧光标记和WB分析，可卡因（1μM）处理5分钟后，NAc区域的GAD67+神经元也显示： Rab10表面荧光和蛋白水平显著降低。此外，NAc神经元特异性Rab10敲除抑制这些细胞中GABABR表面表达和膜锚定，但在正常生理条件下对运动活动没有影响。相比之下，在可卡因治疗下，Rab10消融导致表面GABABR水平显著增加。NAc神经元中Rab10的缺乏也会减弱巴氯芬扩增的Ca2+内流，从而阻断可卡因诱导的行为敏化的发展。另外，在第3天、第5天和第7天之后，在大鼠中重复可卡因治疗（15 mg/kg）显著降低了NAc中GABAB1R和GABAB2R的膜水平。GABABR的膜荧光和蛋白质水平也在可卡因(1 μM)处理后的NAc GAD67+神经元中降低。 此外，大多数内化的GABAB1R表现出核周定位，在可卡因处理的NAc神经元中观察到GABAB1RpHluroin信号的减少。相比之下，可卡因治疗后第1、3、5和7天，磷酸化Ca2+/钙调素依赖性蛋白激酶II（pCaMKII）的膜表达显著增加。巴氯芬通过抑制可卡因增强的pCaMKII-GABAB1R相互作用来阻断可卡因诱导的行为敏化。.科学意义：1) 确定伏隔核脑区GABA能神经元（GAD67+细胞）内Rab10下调影响GABABR转运上膜过程。2) 确定可卡因诱导行为敏感化过程与伏隔核GABA能神经元内依赖Rab10调节Ca2+/CaMKII信号通路抑制GABABR转运上膜的调节机制密切相关。