采用新技术发现、鉴定和验证甲基苯丙胺成瘾的体液和脑组织生物标志物

Methamphetamine (METH) is a new type of addictive stimulant drug. METH addiction-related biomarkers are urgently demanded in clinical practice. Our previous data have showed that complement factor H (CFH) etc are steadily up-regulated in the serum of METH addiction patients, CFH was also confirmed using immunochemistry method. In a rat model of METH-induced conditioned place preference (CPP), we also found that CFH is steadily up-regulated in both the serum and addiction-related ventral tegmental area and hippocampus. These findings have identified CFH as a new biomarker for METH addiction. The goal of this proposed project is to define the relationship of CFH and METH addiction at both cellular and whole animal levels. In the METH addiction animal model, we will employ a novel technology, mass spectrometry imaging (MSI), to investigate the spatiotemporal differential expression of CFH in brain areas including ventral tegmental area, nucleus accumbens and hippocampus which are related to memory of reward and drug addiction. The steadily up-regulation of CFH in the serum of METH addiction patients was first identified by our group. Therefore, this project is very innovative, and further exploration may yield significant outcomes and provide potential clinical applications.

甲基苯丙胺(Methamphetamine, METH)是一种高度成瘾的新型毒品。目前临床上需要METH成瘾生物标志物。我们前期研究发现补体因子H（Complement factor H，CFH）等在METH成瘾者血清中稳定表达上调，利用免疫化学方法验证了CFH的以上结果；在METH条件性位置偏爱模型大鼠的血清和脑腹侧被盖区、海马中CFH水平表达稳定上调，从而确认CFH为METH成瘾的候选生物标志物。本课题拟在细胞和动物整体水平阐明CFH等与METH成瘾的关联性。并在METH动物模型中，采用质谱成像（mass spectrometry imaging, MSI)新技术，分析与自然奖赏和成瘾记忆形成有关的腹侧被盖区、伏隔核和海马等脑区中，CFH等的时空分布和表达变化。在METH成瘾者血清中CFH等表达稳定上调是我们的发现，所以该项目创新性强，深入研究可能获得重要成果，具有潜在的临床应用价值。

甲基苯丙胺（methamphetamine，METH）是一种具有精神兴奋作用的苯丙胺类兴奋剂（amphetamine-type stimulants，ATS），具有极强的成瘾性。发现特异性高和敏感性强的生物标志物可以帮助我们确定METH 成瘾的程度，还可以预测药物的治疗效果和复吸风险，目前临床上需要METH成瘾生物标志物。.本课题从细胞、动物、人体三个水平，对METH成瘾相关生物标志物进行了系统研究。发现补体因子H（complement factor H，CFH）在METH成瘾中发挥作用，并且给与METH剂量和时间差异，发挥作用不同，我们推测CFH在急性暴露阶段含量降低，主要是抵抗氧化应激的作用；而在慢性成瘾阶段表达增加，参与到与成瘾相关记忆的形成。.本课题采用基质辅助激光解吸电离质谱成像（matrix-assisted laser desorption ionization-mass spectrometry imaging, MALDI-MSI）技术在大鼠脑在vHPC检测到CFH的一个多肽片段，第一次原位证明METH成瘾可以导致大鼠脑中CFH的高表达，证明补体系统和METH成瘾关系密切，为METH成瘾机制的研究开拓了思路，拓宽了视野。.采用MALDI-MSI技术对METH成瘾动物模型脑组织切片中代谢物的变化进行分析，发现这些代谢分子可以大概分为氨基酸、能量代谢物质、抗氧化剂、金属离子和脂类，影响与成瘾的形成相关脑区，包括NAc、HPC和VTA。并且在不同脑区中，METH的使用对代谢分子的种类及变化趋势的影响不同。.通过对METH成瘾者血清进行代谢组分析，鉴定了35种潜在的METH成瘾生物标志物。未来可以建立含有更多成瘾者的样本库，来验证这些代谢分子的特异性与灵敏度。.通过对MALDI-MSI技术的方法学进行优化，利用等离子体热电子转移效应提高质谱成像检测效果，提高该技术灵敏度，显示了其在METH成瘾及其神经科学中具有广泛的应用前景。.本课题将动物模型与临床样本相结合，拉近了基础研究与临床研究的距离；确认了CFH与METH成瘾的关联性、为将来临床应用提供更直接的依据；利用MALDI-MSI，克服以往分子鉴定与脑解剖定位及形态学分离的弊端，丰富了METH成瘾的研究方法和技术。