基于microRNAs与Glu-NMDAR神经递质系统在甲基苯丙胺依赖中的分子机制研究

CACNA1C which effects on the nervous system was proven to be the target gene of miR-137 in previous experiments and its encoding product, Ca(v)1.2, might involve in Glu-NMDAR neurotransmitter system and act on ΔfosB. The aim of this research is to explore the molecular mechanism of methamphetamine addiction based on miRNAs. Firstly, we will establish the differential expression profile of the whole-genome miRNAs and mRNAs of sensitized and normal mice by Solexa sequencing and chips. Secondly, we will determine the critical regulated miRNAs and their possible target genes in another independent sample by the methods of bioinformatics and Q-PCR. Thirdly, we will verify the target genes of these miRNAs, and further to determine these target genes and the upstream regulatory mechanism by reported genes and ChIP. Finally, we will illuminate the molecular mechanism of the miRNAs` and their target genes` effects on Glu-NMDAR neurotransmitter system and ΔfosB using methamphemine sensitizition mice model to up- or down- regulate the expression of the target genes in vivo by RNAi. The research will expand the molecular mechanism of methamphetamine addiction and provide new clues and ideas.

我们前期鉴定的对神经系统有影响的CACNA1C基因被证实是miR-137靶基因，且CACNA1C编码的Ca(v)1.2被发现在药物依赖中参与Glu-NMDAR神经递质系统和可能作用于ΔFosB。本项目系统研究基于miRNAs的MA依赖分子机制。首先通过Solexa测序和芯片建立MA敏化小鼠和正常小鼠全基因组miRNAs和mRNAs差异表达谱。其次，运用生物信息学和Q-PCR等方法，在另一独立样本中明确关键调控miRNAs及其可能的靶基因。再次，对确定的关键调控miRNAs靶基因进行生物学验证，并利用报告基因和ChIP等方法明确关键调控miRNAs靶基因及上游调控机制。最后，利用MA敏化小鼠模型通过RNAi等技术在体上/下调靶基因的表达，阐明miRNAs及其靶基因对Glu-NMDAR神经递质系统及ΔFosB作用的分子机制。本研究有助于拓展对MA依赖分子机制的认识并为其研究提供新线索和新思路。

药物成瘾是一种慢性脑病，甲基苯丙胺（METH）成瘾不但可以导致难以控制的寻药行为，还会引起精神障碍。然而，这些症状的机制目前尚未明确。本研究意在阐明miRNA在这些症状中发挥的作用。首先，我们通过Ifendprodil干预METH诱导的行为敏化，发现在CPu中NMDA受体可以通过蛋白磷酸酶2A（PP2A）影响METH诱导的行为敏化。我们进一步使用PP2A抑制剂LB100干预METH诱导的行为敏化，希望得到PP2A参与敏化的直接证据。结果我们发现在2mg/kg可以有效抑制METH诱导的行为敏化，同时通过Western blot我们发现PP2A可能是通过AKT以及ERK两种分子发挥调节作用。结合METH敏化小鼠与正常小鼠的miRNA差异表达谱以及双荧光素酶报告基因结果，我们认为miR-222-3p可能通过调节PP2A的B亚基参与调节METH诱导的行为敏化。甲基苯丙胺诱导的精神障碍（MAP）与精神分裂症具有相似的病理学基础。基于这一点我们收集了精神分裂症病人治疗、前治疗后以及健康人的外周血并绘制了miRNA差异表达谱，我们还构建了MK801诱导的精神分裂症大鼠模型并提取了外周血以及PFc，通过qPCR我们发现let-7b-5p在精神分裂症病人外周血以及大鼠的外周血和PFc中均有相同的表达变化。通过腺相关病毒，我们将小鼠PFc中let-7b-5p过表达/表达抑制，再通过对行为学的观察，我们发现let-7b-5p可能参调节与精神分裂症的焦虑、抑郁样症状。以上结果证明：1）在CPu中NMDA受体以及miR-222-3p可以通过PP2A-AKT或者PP2A-ERK通路影响METH诱导的行为敏化；2）PFc中的let-7b-5p可能参调节与精神分裂症的焦虑、抑郁样症状。这些结果为METH成瘾的防治以及MAP的防治提供了新的思路。