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内侧前额叶皮层和背侧海马在甲基苯丙胺诱导精神依赖性中作用机制及催产素抗成瘾作用研究

作　者: 韩文妍
导　师: 杨静玉
学　校: 沈阳药科大学
专　业: 药理学
关键词: 甲基苯丙胺 条件性位置偏爱 谷氨酸 γ-氨基丁酸 药物渴求 内侧前额叶皮层 背侧海马 GLT1 VGLUT2 pERK1/2 CaMKⅡ NR2B pCREB
分类号: R749.6
类　型: 博士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


甲基苯丙胺(methamphetamine, MAP)所致精神依赖性是导致其滥用的重要原因,其对中脑皮层边缘系统的影响已受到广泛关注。催产素(oxytocin, OT)作为一种垂体神经肽已被证实参与多种药物成瘾的调节。本论文首先研究了MAP诱导精神依赖性模型——条件性位置偏爱(conditioned place preference, CPP)各阶段小鼠内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex, mPFC)和背侧海马(dorsal hippocampus, DHC)内氨基酸类递质释放规律,继而以CPP模型为基础,分别对急性MAP、MAP诱导CPP表达和重现为对象探讨了中脑皮层边缘系统参与调节MAP引起的精神依赖性作用机制；并深入研究了OT在MAP引起的药物复吸模型中的拮抗作用与相关机制。本文首先构建了MAP诱导小鼠CPP模型,然后采用脑微透析技术结合高效液相荧光检测法,考察了CPP形成期、表达期、消退期和重现期内小鼠mPFC和DHC细胞外谷氨酸(glutamate, Glu)和Y-氨基丁酸(γ—minobutyric acid, GABA)释放规律。结果显示,MAP诱导的CPP可以显著升高mPFC细胞外的Glu水平。其中,在表达期Glu释放水平达到峰值,在消退期逐渐下降；当重现期再次给予低剂量MAP诱导偏爱重现时,发现Glu释放再次升高；DHC细胞外Glu水平在形成期显著升高,然后逐渐下降,到表达期时显著下降,在消退期时有所回升,再次给予低剂量MAP能够再次引起Glu水平下降。此外,在表达期内,mPFC和DHC内Glu/GABA比值分别显著升高和下降。提示,mPFC和DHC中谷氨酸能神经系统在MAP诱导精神依赖性行为学中产生神经适应性调节作用。其次,本文研究了兴奋性毒性物质海人藻酸(kainic acid, KA)或N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid, NMDA)损毁mPFC或DHC对MAP诱导CPP表达和重现的影响。结果显示,KA损毁mPFC能够显著抑制偏爱表达和低剂量MAP诱导的偏爱重现；NMDA损毁mPFC能够显著抑制偏爱表达；KA损毁DHC能够显著抑制偏爱表达,并且NMDA损毁DHC能够显著抑制低剂量MAP诱导的偏爱重现。进一步说明mPFC和DHC内谷氨酸能神经系统参与调节MAP诱导的精神依赖性,并且在CPP不同时期,不同类型谷氨酸受体发挥不同调节功能。本文根据以上研究结果的基础上继续探讨了单次给予MAP对自主活动的影响,并深入研究了mPFC和DHC之间的谷氨酸能联系。之后又在CPP表达基础上比较CPP不同消退方式的影响。为此,本文考察了KA或NMDA损毁mPFC和DHC对单次给予MAP引起小鼠自主活动增加的影响及机制。结果显示,KA或NMDA损毁mPFC均能显著增强MAP引起的小鼠自主活动增加；并且NMDA损毁DHC能够显著抑制MAP引起的mPFC细胞外Glu水平的升高,进一步降低GABA的水平,还能够引起PFC内囊泡谷氨酸转运体Ⅱ(VGLUT2)的显著增加。提示,DHC内NMDA受体参与MAP引起的自主活动增加小鼠mPFC内Glu和GABA的释放变化,并可能是通过囊泡谷氨酸转运体进行调节的。近年来关于线索诱发药物渴求与空间学习记忆的相关信号机制成为药物成瘾研究关注的热点之一。有证据表明在CPP表达后不同消退方式对MAP诱导CPP有不同影响。本文又进一步通过不连续CPP刺激成功建立了条件性线索诱发MAP渴求模型,并研究了侧脑室注射OT对该模型引起的PFC和海马内谷氨酸转运体GLT1、VGLUT2、谷氨酸受体NMDAR2B、磷酸化细胞外调节蛋白激酶1/2(pERK1/2)、钙离子钙调蛋白激酶Ⅱ(CaMKⅡ)、磷酸化cAMP反应结合蛋白(pCREB)的表达变化的影响。研究表明,不连续CPP环境刺激能够显著诱发MAP渴求,与连续CPP消退相比,小鼠对伴药侧的偏爱程度下降缓慢,而且这种行为还能够显著增强小鼠空间巡航定位能力；能够显著增加PFC内GLT1、VGLUT2. pERK1/2和pCREB和抑制海马内VGLUT2、CaMKⅡ和pCREB的蛋白表达。侧脑室给予OT能够通过其受体显著抑制线索诱发MAP渴求行为,并且显著抑制渴求行为引起的PFC内GLT1、VGLUT2、pERK1/2和pCREB表达增加和海马内VGLUT2、CaMKⅡ和pCREB的蛋白表达降低。结果提示,不连续CPP刺激能够导致条件性线索诱发MAP渴求行为,并且能够增强空间学习记忆能力；侧脑室给予OT能够通过调节中脑皮层边缘系统内谷氨酸转运体和下游信号通路,以直接或间接调节兴奋性氨基酸在线索诱发MAP渴求行为中的作用。前期研究表明侧脑室注射OT能够显著抑制束缚应激诱导的CPP重现。本文继续考察了局部核团注射OT对束缚应激诱导MAP位置偏爱重现的影响。结果表明,mPFC注射OT能够显著抑制束缚应激诱导位置偏爱重现行为,该作用可被OT受体抑制剂阿托西班完全拮抗；同时OT能够通过其受体显著抑制偏爱重现引起的PFC内GLT1、VGLUT2、NR2B、CaMKII和pCREB表达增加；双侧DHC内注射OT能够显著抑制偏爱重现,该作用是通过OT受体抑制海马内VGLUT2. pERK1/2和pCREB表达降低实现的。提示,OT在中脑皮层边缘系统中对MAP引起的成瘾具有神经保护作用。综上所述,中脑皮层边缘系统中谷氨酸神经系统参与MAP诱导的精神依赖性,其中DHC参与调节mPFC内氨基酸释放过程。另外OT可以通过其受体调节谷氨酸能转运体和下游ERK-CREB和NR2B-CaMKⅡ-CREB信号通路,进而参与调节MAP精神依赖引起的行为学变化,并产生神经保护作用。本研究为深入探讨中脑皮层边缘系统中谷氨酸能神经系统在MAP诱导精神依赖性中的作用机制以及OT的潜在抗成瘾作用提供了实验依据。

全文目录


摘要  12-15
ABSTRACT  15-18
前言  18-34
第一部分 甲基苯丙胺诱导条件性位置偏爱小鼠内侧前额叶皮层和背侧海马内细胞外谷氨酸含量变化影响  34-72
  前言  34-39
  实验材料  39-40
  实验方法  40-48
    1. MAP诱导小鼠CPP模型  40-41
    2. 脑微透析手术方法  41-43
    3. 脑微透析灌流方法  43-45
    4. 小鼠脑内兴奋性损毁  45-46
    5. 组织学检查  46-48
    6. 统计学处理  48
  实验结果  48-66
    1. MAP诱导小鼠CPP模型建立结果  48-49
    2. MAP诱导小鼠CPP模型消退期及重现期结果  49-50
    3. MAP诱导CPP各阶段小鼠mPFC细胞外氨基酸水平变化影响  50-56
    4. MAP诱导CPP各阶段小鼠DHC细胞外氨基酸水平变化影响  56-62
    5. MAP诱导CPP小鼠mPFC和DHC细胞外Glu变化规律  62-63
    6. KA和NMDA损毁mPFC和DHC对MAP诱导CPP表达和重现影响  63-66
  讨论  66-71
  小结  71-72
第二部分 KA和NMDA损毁小鼠内侧前额叶皮层和背侧海马对甲基苯丙胺引起自主活动增加和递质变化的影响  72-93
  前言  72-76
  实验材料  76-77
  实验方法  77-81
    1. 兴奋性毒性氨基酸损毁方法  77-78
    2. 小鼠自主活动检测方法  78-79
    3. 透析探头的制作与埋植  79
    4. 脑微透析灌流方法  79
    5. 免疫印迹实验方法  79-81
    6. 组织学检查  81
    7. 统计方法  81
  实验结果  81-87
    1. KA或NMDA损毁mPFC和DHC对MAP引起小鼠自主活动增加的影响  81-83
    2. KA或NMDA损毁DHC对单次给予MAP引起小鼠mPFC内细胞外Glu和GABA水平影响  83-84
    3. KA或NMDA损毁mPFC对单次给予MAP引起小鼠mPFC内细胞外Glu和GABA水平影响  84-86
    4. KA或NMDA损毁mPFC和DHC对海马和前皮层内VGLUT2的影响  86-87
  讨论  87-92
  小结  92-93
第三部分 侧脑室注射催产素对线索诱发甲基苯丙胺渴求和对甲基苯丙胺引起背侧海马内神经递质水平变化的影响  93-120
  前言  93-96
  实验材料  96-99
  实验方法  99-103
    1. 条件性线索诱发MAP渴求  99
    2. Morris水迷宫  99-100
    3. 侧脑室给药导管的制作和埋管方法  100
    4. 脑微透析管制作和埋植  100-101
    5. western blotting免疫印迹法  101
    6. 组织学检查  101-103
    7. 统计学方法  103
  实验结果  103-113
    1. 不同消退方法对MAP诱导CPP表达小鼠药物渴求行为的影响  103-104
    2. 线索诱发药物渴求对空间学习记忆的影响  104-106
    3. VGLUT2和CREB在表达期当天和线索诱发MAP渴求当天蛋白表达结果  106-107
    4. OT对线索诱发药物渴求的影响  107-108
    5. OT(0.5和2.5 μg/μl)对线索诱发药物渴求测试后1h PFC和海马内GLT1、VGLUT2、NR2B、ERK1/2、CaMKII和CREB表达的影响  108-111
    6. 侧脑室注射2.5 μg/μlOT对单次给予MAP引起细胞外DHC中Glu含量的影响  111-112
    7. 侧脑室注射2.5 μg/μlOT对单次给予MAP引起细胞外DHC中GABA含量的影响  112-113
  讨论  113-119
  小结  119-120
第四部分 局部注射催产素对束缚应激诱发条件性位置偏爱重现行为和蛋白表达的影响  120-135
  前言  120-121
  实验材料  121-122
  实验方法  122-124
    1. 双侧mPFC和DHC局部给药导管制作和埋管方法  122
    2. OT对束缚应激诱导CPP重现的影响  122-123
    3. Western blotting实验方法  123
    4. 组织学检查  123-124
    5. 统计学方法  124
  实验结果  124-130
    1. 束缚应激诱导小鼠甲基苯丙胺诱导的CPP重现模型  124-125
    2. mPFC和DHC内注射OT对束缚应激诱发CPP重现的影响  125-127
    3. 双侧mPFC注射OT对束缚应激引起CPP重现1h后PFC和海马内GLT1、VGLUT2、NR2B、ERK1/2、CaMKII和CREB表达的影响  127-128
    4. 双侧DHC注射OT对束缚应激引起CPP重现1h后PFC和海马内GLT1、VGLUT2、NR2B、ERK1/2、CaMKII和CREB表达的影响  128-130
  讨论  130-134
  小结  134-135
结论  135-137
参考文献  137-156
致谢  156-157
缩略词表  157-159
个人简介  159-160
在读期间发表文章  160-183

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中图分类: > 医药、卫生 > 神经病学与精神病学 > 精神病学 > 中毒性精神障碍
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