GSK3β调控D1受体功能及其影响药物成瘾的分子机制研究

Dopamine is the main neurotransmitter in rewarding system, which play an important role in drug addiction. Our previous research showed that GSK3β effect on cocaine-induced synaptic transmission through modulating dopamine1 receptor (D1R) function. To this end, we propose the hypothesis: inhibition of GSK3β induced a decreased interaction with D1R lead to an impaired D1R function. It also blocked the synaptic plasticity, in turn, inhibit drug addiction. To test this hypothesis, first of all, we apply rat cocaine addiction model, by using of clamp-patch technology to test inhibition of GSK3βaffect the D1R function and synaptic transmission. Secondly, we use western blot to observe activation of key factors in the D1R pathway. Finally, with the biochemical detection, we detect the mechanism of GSK3β on D1Rdesensitization. Based on our previous work, this project explored the mechanism of GSK3β interact with D1R which affect D1R function and synaptic plasticity, will provide us new ideas and theoretical basis to treat drug addiction.

多巴胺作为奖赏系统中主要的神经递质，在药物成瘾中发挥重要作用。我们前期研究中发现GSK3β能够调控可卡因介导的突触传导，并且该过程是通过影响D1受体功能而实现的，因而GSK3β可能参与药物成瘾的形成。基于以上理论我们提出假说：抑制GSK3β活性能够减弱其与D1受体的结合，进而抑制其功能，同时降低神经元突触可塑性，最终抑制药物成瘾的形成。为了验证该假说，我们建立大鼠可卡因成瘾模型（1）利用脑片膜片钳技术，检测抑制GSK3β对D1受体功能以及突触功能的影响，（2）利用蛋白印迹，检测GSK3β与D1受体的结合情况以及上下游信号蛋白表达的变化，（3）利用生化技术，探究GSK3β在D1受体脱敏过程中的影响。在我们的前期工作基础上，本项目从动物，组织到分子水平，通过体内外实验逐步揭示GSK3β调控D1受体功能以及影响突触可塑性的分子机制，为治疗药物成瘾提供新思路。

背景：反复使用可卡因会引起伏隔核（Nac）的重塑以及多巴胺再摄取的抑制。调控GSK3β可能影响多巴胺的信号传导及突触重塑。有研究显示抑制GSK3β可以调控可卡因引起的突触兴奋和成瘾。但是，GSK3β，可卡因，多巴胺以及突触重塑之间的机制需要进一步的阐释。.研究内容：我们通过条件位置偏爱实验（CPP）建立可卡因成瘾模型。再通过免疫组化，蛋白印迹，免疫共沉淀以及免疫荧光等方法研究多巴胺D1受体和GSK3β相互作用的机制及影响。通过ELISA监测cAMP的水平。.重要结果：GSK-3β抑制剂可阻断可卡因诱导的位置偏好。 可卡因、SB216763和可卡因+SB216763给药后，出现多巴胺D1受体与GSK3β的抗体免疫沉淀。免疫印迹结果显示，可卡因可上调多巴胺受体D1和GSK-3β， SB216763可下调多巴胺受体D1和GSK-3β， SB216763可降低可卡因的上调。 免疫组化和免疫荧光检测D1受体和GSK-3β的分布。 最后用ELISA法检测cAMP的表达，发现SB 216763能降低可卡因诱导的cAMP表达。 .科学意义：总之，我们的研究确定了GSK-3β在可卡因成瘾过程中的作用，并提供了新的作用机制。 可卡因激活多巴胺D1受体，进一步激活GSK-3β，抑制NAc核区单胞微球的放电频率，导致神经兴奋和成瘾。 GSK-3β抑制剂SB 216763可阻断可卡因诱导的突触可塑性变化和可卡因中cAMP表达的变化，这可能是其抑制可卡因成瘾的机制之一。