多巴胺受体通过调节伏隔核BDNF参与甲基苯丙胺成瘾机制的研究

Previous studies of us found that repeated intermittent injections of methamphetamine (METH) increased synaptic density and BDNF expression in the nucleus accumbens (NAc) of METH-sensitized mice. However, the effects of dopamine (DA) receptors on BDNF expression and the role of dopamine receptors-modulated BDNF expression in methamphetamine addiction remain unclear. We hypothesized that METH may modulates BDNF expression via the activation of dopamine signaling pathway and thus induces structural plasticity of brain’s DA system and leads to addiction. Firstly, we examine the effects of DA D1 and D3 receptors on the modulation of METH-induced BDNF expression in the NAc of DA D1 and D3 receptor gene knockout mice using western-blot. In order to examine the effects of BDNF on METH-induced structural plasticity and behavior sensitization and further elucidate the neurobiological mechanisms of methamphetamine addiction, we then conduct BDNF overexpression and knockdown mice and neuronal primary culture receptively, and use neural tracer, immune electron microscopy and confocal microscopy to detect METH-induced structural plasticity.

前期研究发现，甲基苯丙胺敏化小鼠多巴胺系统突触密度和BDNF表达均显著增高，但多巴胺受体与BDNF的相互作用及其参与甲基苯丙胺成瘾的机制尚不清楚。我们推测甲基苯丙胺可能通过激活多巴胺受体调节BDNF表达，进而引起多巴胺系统神经结构可塑性改变并导致成瘾。因此，本项目拟应用甲基苯丙胺敏化模型，采用Western-blot技术检测多巴胺D1、D3受体基因敲除小鼠伏隔核BDNF表达改变，同时通过核团注射或细胞感染过表达和表达沉默慢病毒，建立BDNF过表达和表达沉默小鼠和原代细胞模型，应用免疫电镜技术检测甲基苯丙胺敏化小鼠伏隔核突触密度和面积改变，应用激光共聚焦显微镜观察甲基苯丙胺作用后原代中脑神经元树突长度、树突分支和树突棘密度改变，揭示多巴胺D1、D3受体对伏隔核BDNF表达的调节作用以及BDNF对甲基苯丙胺诱导的神经结构可塑性改变和行为敏化的作用机制，为进一步阐明甲基苯丙胺成瘾机制奠定基础。

前期研究发现，甲基苯丙胺敏化小鼠多巴胺系统突触密度和BDNF表达均显著增高，但多巴胺受体与BDNF的相互作用及其参与甲基苯丙胺成瘾的机制尚不清楚。我们推测甲基苯丙胺可能通过激活多巴胺受体调节BDNF表达，进而引起多巴胺系统神经结构可塑性改变并导致成瘾。.本项目主要研究了多巴胺D1受体、D3受体对甲基苯丙胺诱导的行为敏化及伏隔核BDNF表达和神经结构可塑性改变的调节作用、BDNF对甲基苯丙胺诱导小鼠自主活动增多及行为敏化的调节作用以及组蛋白乙酰化对甲基苯丙胺成瘾的调节作用。.研究发现，甲基苯丙胺诱导行为敏化小鼠伴有伏隔核BDNF表达升高和突触密度增高，多巴胺D1受体拮抗剂SCH23390可以抑制甲基苯丙胺诱导的自主活动增多、行为敏化及伏隔核BDNF表达升高，而伏隔核BDNF过表达可以增强甲基苯丙胺诱导的小鼠自主活动增多和行为敏化。以上结果为我们的科研假说提供了有力的证据，即甲基苯丙胺可能通过激活多巴胺D1受体而上调BDNF的表达，进而引起多巴胺系统神经结构可塑性改变并导致成瘾行为的形成。.项目研究同时发现，多巴胺D3受体基因敲除可以抑制甲基苯丙胺诱导的小鼠自主活动增多和行为敏化，但对甲基苯丙胺诱导的小鼠伏隔核突触密度改变没有显著影响。多巴胺D3受体调节甲基苯丙胺行为敏化的神经生物学基础尚需进一步研究。.此外，项目还对甲基苯丙胺成瘾的表观遗传学机制进行了初步研究，结果显示，组蛋白去乙酰化酶抑制剂丁酸钠可以促进METH诱导的小鼠CPP的形成，促进METH诱导的小鼠CPP的消退，同时，戒断期给予丁酸钠可抑制METH诱导的小鼠CPP的点燃。该结果不仅初步探讨了甲基苯丙胺成瘾的表观遗传学机制，而且提示丁酸钠对甲基苯丙胺成瘾可能具有潜在的治疗作用。