分子伴侣Hsp70介导吗啡成瘾新的药理学机制

Based on our experimental data, we firstly advance a new hypothesis at home and abroad, in which opioid addiction may be considered as a chronic brain disease related to protein folding and assembling：Theory of “Chaperone-mediated opioid addiction” . Therefore, we would carry out the program with the research strategies of behavioral medicine plus molecular pharmacology. In the program, rats and zebrafishes are used to establish the animal models of morphine addiction including behavioral sensitization, physical withdrawal syndrome and conditioned place preference. Focusing on one new molecular target chaperone Hsp70 in the addiction-related neural pathway (VTA, NAc and LC), we would investigate the molecular mechanisms underlying the chaperone-mediated opioid addiction in the aspects of Hsp70 functional profiles (small molecular inhibitors and inducers) and gene expression (knock-down and over-expression) and further determine that chaperone Hsp70 may be a potentially novel pharmacological molecular target for treating morphine addiction. Obviously, this is an important piece of research program for a better understanding of the neurobiological mechanisms behind opioid addiction and developing certain ways and directions to study some new therapeutic compounds for addiction.

根据本课题组已取得的实验结果，我们率先在国内外提出一个全新的学术观点，认为“阿片成瘾可能是一种与蛋白质折叠和组装相关的慢性脑病”，即“分子伴侣介导阿片成瘾(Chaperone-mediated opioid addiction)”学说。有鉴于此，本项目采用行为医学与分子药理学相结合的研究策略，选用斑马鱼和大鼠作为研究对象，建立吗啡成瘾模型（行为敏化、躯体戒断和条件性位置偏爱），针对与吗啡成瘾相关的神经核团（VTA、NAc和LC），以分子伴侣Hsp70为研究靶标，从功能活性（小分子抑制剂和诱导剂）和基因表达（Hsp70基因敲低和过表达）两个层面，阐明分子伴侣介导阿片成瘾新的分子药理学机理，进一步确证分子伴侣Hsp70可以作为治疗吗啡成瘾一个新的药理学靶点。本项目相关研究工作的开展有助于加深对阿片类药物成瘾分子药理学机制的理解，为成瘾治疗药物的研究开拓新的思路和方向。

在本项目资助下，主要完成下列四个方面的研究工作：（1） 吗啡诱导斑马鱼成瘾行为新的动物模型的建立，并以阴暗拟隙蜘蛛（漏斗蛛科）为研究对象，探讨吗啡对其行为的影响。研究结果表明：单次吗啡处理对斑马鱼行为敏化效应具有明确的诱导作用，其神经生物学机制涉及复杂的中枢神经系统，其中包括多巴胺能、谷氨酸能和阿片神经系统；（2） 研究介导吗啡诱导大鼠行为敏化新的脑核团及其可能的神经环路。阐明隔核是介导吗啡单针敏化的关键性核团，外侧与内侧隔核在该过程中起着相似的作用。μ受体是隔核中介导吗啡行为敏化首要的分子靶点，而单胺类多种递质的适应性变化也提示，隔核内与敏化相关的神经可塑性变化是多种递质介导的复杂过程；（3）研究分子伴侣Hsp70介导吗啡诱导行为敏化的神经生物学机制，并评价Hsp70功能抑制剂、Hsp70基因转录抑制剂以及马钱子碱相关化合物对成瘾行为的干预作用；此项研究工作进一步阐明了“分子伴侣介导阿片成瘾（Chaperone-mediated opioid addiction）” 的分子机理。分子伴侣Hsp70功能抑制剂亚甲蓝（Methylene blue，MB）和PES (Pifithrin-μ, PES)，Hsp70基因转录抑制剂KNK-437 (N-Formyl-3,4-methylenedioxy-benzylidine-γ- butyrolactam，KNK- 437)不但对吗啡成瘾的动机敏化（药物敏化）效应具有明确的抑制作用，而且对吗啡精神依赖（条件性位置偏爱）和躯体戒断症状（纳洛酮催促戒断）显示出明显的治疗作用。因此，分子伴侣Hsp70是一个值得关注，具有潜在应用价值的吗啡成瘾药物治疗新的分子靶点；（4）针对吗啡成瘾戒断所引起的小鼠焦虑样和抑郁样行为表现，建立吗啡戒断症状（焦虑样和抑郁样行为）新的评价方法。本课题组设计和发明了梁氏情境应激箱及其相关实验程序和方法，为小鼠阿片成瘾稽延性焦虑样和抑郁样行为评价和研究提供新的研究思路和实验方法。综上所述，本项目以吗啡成瘾和分子伴侣Hsp70为中心，在阿片成瘾新的机制，新的治疗分子靶点，新的模型建立，介导吗啡成瘾新的核团以及评价小鼠阿片成瘾戒断症状（焦虑样和抑郁样行为）新方法方面作出了有益的探索。完成了相关考核指标，达到预期目标。