天麻素干预甲基苯丙胺依赖大鼠细胞外调节蛋白激酶Ras/Raf/MEK/ERK信号通路表达变化及其机制

The abuse of methamphetamine (MA) is spread worldwide and became the second abused drug. The situation of MA abuse in Yunnan province and the whole region of China are more rigorous. The mechanism of methamphetamine dependence is not clarified yet. Furthermore, the research focused on the therapeutic strategies of MA abuse did not get specific progress. The results of previous researches showed that the extra cellular regulated protein kinases (ERK) signaling might play crucial roles in the mechanism of MA dependence. For the present research, the rat model of MA dependence was used, the expression and the phosphorylation of key enzymes of Ras/Raf/MEK/ERK signaling and the key proteins of Ras/Raf/MEK/ERK signaling, including ribosomal S6 kinase（RSK）and cAMP response element-binding protein (CREB) were detected at the cerebral regions, which were striatum, nucleus accumbens septi, and hippocampus. Subsequently, gastrodine, a kind of natural drugs of Yunnan Province, was intervened the MA dependent rats and the effect of therapy was evaluated. The high-specific inhibitor of MEK, PD98059, was performed and the phosphorylations of key enzymes of Ras/Raf/MEK/ERK signaling were detected..The major target of present research is to clarify the mechanisms of methamphetamine dependence, and preliminary search a pharmacological tool for the therapy of MA-induced neurotoxicity in central nerve system.

目前，以甲基苯丙胺（俗称冰毒）为代表的苯丙胺类毒品已成为世界范围内第二大类滥用毒品，我国和云南省的毒品形势同样非常严峻。而甲基苯丙胺所致神经毒性损害及依赖机制尚未完全阐明，药物戒断治疗的研究尚处于起始阶段。有研究表明，甲基苯丙胺依赖与细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号转导通路可能密切相关，其作用机制需深入研究。本项目拟以甲基苯丙胺依赖大鼠模型为研究对象，以细胞外调节蛋白激酶Ras/Raf/MEK/ERK信号转导通路为研究重点，检测纹状体、伏隔核、海马三个脑区Ras/Raf/MEK/ERK信号转导通路关键信号分子和下游底物核糖体S6蛋白激酶(RSK）和cAMP反应单元结合蛋白（CREB）的变化。利用云南天然药物天麻素对甲基苯丙胺依赖大鼠进行戒断治疗，采用该信号通路关键激酶MEK的高效选择性抑制剂PD98059进行阻断干预，评价天麻素的戒断干预效果并分析其作用机制。

背景：以甲基苯丙胺（Methamphetamine，MA）为代表的苯丙胺类毒品已成为目前世界范围内第二大类滥用毒品，我国和我省面临的MA滥用形势同样严峻，毒品滥用成为重大的公共卫生和公共安全问题。甲基苯丙胺所致神经毒性损害及依赖机制尚未完全阐明，药物治疗的研究尚处于起始阶段。有研究表明，甲基苯丙胺依赖与细胞外调节蛋白激酶(ERK)信号转导通路可能密切相关，其作用机制需深入研究。.主要研究内容：本项目建立了MA依赖大鼠模型，检测了纹状体、伏隔核、海马三个脑区Ras/Raf/MEK/ERK信号转导通路关键分子和下游底物-核糖体S6蛋白激酶(RSK）和cAMP反应单元结合蛋白（CREB）的变化；利用云南天然药物天麻素对MA依赖大鼠进行戒断治疗，采用该信号通路关键激酶MEK的高效选择性抑制剂PD98059进行干预，评价天麻素的干预效果并探讨其作用机制。.腹腔注射甲基苯丙胺（10mg/kg）建立MA依赖大鼠模型，使用10mg/kg天麻素干预治疗，处杀大鼠后取额叶皮质、纹状体、海马三个脑区组织，检测天麻素干预前后各相关脑区Ras/Raf/MEK/ERK信号转导通路关键分子和下游底物RSK和CREB的变化。.重要研究结果和关键数据：成功建立了MA依赖大鼠模型。给予天麻素治疗后，大鼠在伴药箱停留时间（CPP效应）显著减少。MA可诱导各实验组大鼠额叶皮质、纹状体、海马三个脑区五种蛋白质Raf、MEK、ERK、RSK、CREB的表达存在一定差异，但组间比较均无统计学意义。 .MA给药使大鼠三个脑区pBRaf、pMEK、pERK、pRSK和pCREB五种蛋白表达明显升高；天麻素（10mg/kg）后干预组各脑区pBRaf、pMEK、pERK、pRSK和pCREB蛋白表达下调（p＜0.05）。.本研究证实，MA依赖与额叶皮质、纹状体、海马脑组织中Ras/Raf/MEK/ERK信号转导通路有关，该信号转导通路关键酶Raf/MEK/ERK的磷酸化状态以及下游关键蛋白RSK，CREB磷酸化与MA依赖机制密切相关。天麻素对MA依赖大鼠中枢神经系统中MA诱导的神经毒性损害作用有一定治疗效果，其作用机制与Ras/Raf/MEK/ERK信号转导通路有关。.科学意义：本研究成果为阐明甲基苯丙胺依赖所致神经毒性损害及机制提供新的科学依据，为干预药物的筛选提供新的思路。