树鼩伏隔核LTCCs调控可卡因渴求的亚型特异性及其分子机制

The key to treatment of drug addiction is to solve the problem of relapse, and the craving for drug is the root cause of relapse. According to reports, the degree of addicts craving was positively correlated with the activation of nucleus accumbens (NAc). The elevated level of Ca2+ in NAc is not only a sign of its activation, but also is the central link among the intracellular signal transduction. Therefore, the regulation of calcium channel on Ca2+ transmembrane transport is the key factors of drug craving. L-type voltage gated calcium channels (LTCCs) can regulate the activity of some other types of calcium channels such as AMPA and RyR receptors, changes the intracellular Ca2+, thereby regulating drug craving. The present proposal based on this hypothesis, using cocaine self-administration paradigm in tree shrews, we will examine the different effects of LTCCs subtypes on the craving for cocaine. In addition, we will test if CaMK-AMPAR and RyR receptor were the target molecules of cocaine craving. Moreover, electrophysiological method will be used to reveal the role of synaptic plasticity in this process. The present investigation will expand our comprehension of the neural mechanisms of craving for addictive drugs.

治疗药物成瘾的关键是解决复吸问题，而对药物的渴求是驱动复吸的根本原因。据报道，成瘾者的渴求度与伏隔核（NAc）的激活程度呈正相关。NAc胞内Ca2+水平升高不仅是其活化的标志，也是胞内信号转导的必要条件。因此，钙通道对Ca2+跨膜转运的调控是药物渴求的关键环节。L型电压门控钙通道（LTCCs）能调节其他类型钙通道如AMPA和RyR受体的活性，改变胞内Ca2+水平，从而调控药物渴求。本研究从这一假设出发，以树鼩可卡因自身给药为模型：首先，利用荧光内窥成像技术检测渴求过程中NAc是否被激活；其次，利用分子生物学等方法确定NAc的激活是否依赖LTCCs，并比较研究LTCCs不同亚型Cav1.2和Cav1.3在渴求中作用的异同；且在此基础上探索CaMK-AMPAR和RyR受体是否是药物渴求的靶分子。此外，利用膜片钳技术研究LTCCs调控药物渴求的突触可塑性机制。为认识渴求的神经机制提供新证据。

用药相关线索诱发的觅药动机是驱动复吸的重要原因，并随着戒断时间的延长，觅药动机不断增强从而产生持续的觅药行为，即潜伏渴求。纹状体的高线索反应性是介导潜伏渴求的关键因素，与钙离子的跨膜转运有关。LTCCs作为胞内钙离子的重要来源，能够通过信号转导途径长期调节神经元功能。阐明LTCCs调控潜伏渴求的内在机制及亚型特异性，不仅具有重要的理论意义，还有可能为干预和治疗药物成瘾的复吸提供新的靶点。本研究在创建树鼩药物成瘾模型的基础上，发现1）戒断第45天，树鼩的潜伏渴求行为最明显，且觅药动机最强；2）腹腔脑室以及NAc注射LTCCs拮抗剂verapamil均能够抑制可卡因潜伏渴求行为；3）NAc内的Cav1.2，而非Cav1.3，其蛋白表达水平随戒断时间的延长而增加。并且，利用shRNA敲减Cav1.2能够显著减少戒断第45天的觅药行为，而利用shRNA敲减Cav1.3则对潜伏渴求行为没有影响；4）NAc显微注射多巴胺D1受体（D1R）拮抗剂SCH23390不仅能够显著降低觅药行为，而且逆转了Cav1.2的高蛋白表达水平。本研究阐明NAc的Cav1.2通过与D1R间的信号转导途径调控可卡因潜伏渴求行为，提示LTCCs可能是介导纹状体神经元高线索反应性的关键分子。因此，临床药物LTCCs拮抗剂verapamil具有潜在的干预复吸的效果，且Cav1.2可能是特异性治疗药物成瘾复吸的关键靶分子。