谷氨酸受体在酒精依赖大鼠冲动性行为中的作用机制

Rencent study suggested that the glutamate receptor-regulated downstream signal pathways are closely associated with alcohol dependence. Impulsive behavior is one of the most prominent features in the cocaine dependent individuals. However, little has been reported in alcohol dependence. The study of the neurobiological mechanisms unbderlie impulsive behavior and glutamate receptor genes in alcohol dependence are of great importance. The study is also of great significance in the treatment of alcohol dependence and withdrawal and new drug development. Through the establishment of alcohol-dependent rats, the project aimed at the assessment and screening of the rat with alcohol dependence and impulsive behavior. We also synthetic and label glutamate receptor precursor substances, using the small animal PET (microPET) scan to screen susceptible brain regions or nuclei in the rat brain system. Using quantitative detection technology such as real time RT-PCR, Western blot and immunofluorescence, pharmacological intervention is applied in related brain regions or nuclei by microinjection of glutamate agonists/antagonists. The project aim to clarify the role of impulsive behavior in alcohol dependence, and to reveal the biological mechanisms of glutamate receptors regulated signal transduction pathways in alcohol dependence. The project aim to objectively provide evidence for the genetic and biological role in alcohol dependence. It will not only provide a new strategy for pharmacological research and development of drugs, but also reveal the molecular basis for the prevention, diagnosis and treatment of drug dependence.

最近研究显示：谷氨酸受体基因调控的信号转导通路与酒精依赖密切相关；冲动性行为是可卡因依赖个体的标志性特征。然而其与酒精依赖的相关性研究鲜有报道。谷氨酸受体基因在酒精依赖大鼠冲动性行为中的神经生物学机制研究将对酒精依赖戒断及相关药物开发具有重要意义。本项目通过建立酒精依赖大鼠模型，对大鼠酒精依赖前后冲动性行为进行评估和筛选；标记合成谷氨酸受体前体物质，利用小动物PET（microPET）对大鼠脑部进行系统扫描，筛选出酒精依赖冲动性行为密切相关的分子和易感脑区；采用real time RT-PCR、Western blot、免疫荧光等技术，对谷氨酸受体基因调控的信号转导通路（MAPK、Wnt和IP3）相关分子进行检测，同时给予激动剂/拮抗剂进行药理学干预研究。揭示冲动性行为和谷氨酸受体及其调控相关信号转导通路在酒精依赖中的作用，从而阐明酒精依赖的发生发展机制，为酒精或毒品依赖的防治奠定基础。

药物依赖是一种慢性复发性脑病，其给公共卫生、社会治安和经济发展带来严重负担，对药物依赖发生发展机制的深入研究具有重要的经济、社会意义。本研究通过建立大鼠慢性酒精依赖、戒断、复饮模型，分析了饮酒后大鼠自主活动，海马不同区域中CaMKII、ERK以及伏隔核的核部（AcbC）和壳部（AcbSh）中NMDAR1、CaMKII、ERK在酒精依赖、戒断、复饮过程中的激活情况，结果表明慢性酒精暴露可以增强大鼠的自主活动，并有一定的抗焦虑作用，此外海马不同区域中ERK和CaMKII在酒精依赖的不同阶段的激活情况并不相同，相对于AcbC，AcbSh中NMDAR1-CaMKII-ERK信号转导通路可能更多地贡献于酒精依赖的发展过程。同时本研究分析了酒精依赖大鼠内侧前额叶皮质（mPFC）中DNA甲基化谱的改变，筛选出与酒精依赖密切相关的甲基化差异基因，采用甲基转移酶（DNMTs）抑制剂5-氮杂-2’-脱氧胞苷（5-Aza-dc），确定了DNMTs及其下游基因神经营养因子3（Ntf3）在酒精依赖发生发展中的重要作用。此外本研究采用高架十字实验及旷场行为检测酒精依赖大鼠的焦虑样行为，并结合蛋白激酶B（AKT）-糖原合成酶激酶3β（GSK3β）信号通路特异性抑制剂渥曼青霉素（Wortmannin），评估了mPFC内AKT-GSK3β及Ntf3-TrkC信号通路在酒精戒断诱导的焦虑样行为中的作用，结果发现酒精戒断后6h焦虑样行为最强烈，抑制AKT-GSK3β信号通路的激活可以有效阻止酒精诱导的焦虑样行为，并逆转酒精戒断诱导的Ntf3及其受体TrkC的高表达。另外，酒精依赖是一种慢性脑病，研究表明其与海洛因依赖及精神分裂症有某些共同的遗传致病机制，因此本研究还评估了多个基因的功能性SNP与海洛因依赖及精神分裂症发病风险的相关性，结果表明HTR3B基因rs1176746、rs1185027，KTN1基因rs945270以及DCC基因rs16956878、rs12607853和rs2292043与中国汉族海洛因依赖发病风险相关，DCC基因rs2229080及GSK3β基因rs3755557与中国汉族精神分裂症发病风险相关。本研究不仅可为酒精及阿片类药物依赖的神经生物学机制的进一步研究提供科学基础，还可为其精准治疗及药物开发提供靶点参考。