成瘾药物心理依赖及复发的脑机制研究.doc

成瘾药物心理依赖及复发的脑机制研究摘要围绕学习、记忆、情绪及应激等心理因素与 复发的关系，应用阿片类物质心理依赖研究条件性位 置偏爱，条件性位置厌恶，Morris水迷宫量化觅药动 机模型，行为及条件性行为敏感化等多种动物行为模 型，从情绪相关学习、记忆在成瘾行为中的作用，不 同神经核团与神经递质系统活动性的改变，应激相关 因素易化的成瘾易感性，自然奖赏与成瘾药物奖赏相 关记忆的比较研究等方面，对应激与记忆相关的吗啡 心理依赖及复发的脑机制进行了系列研究关键词学习记忆，应激，心理依赖，成瘾易感性， 觅药动机，自然奖赏分类号B845随着对成瘾行为生物基础认识的逐渐深入，药物 成瘾相关的渴求和复吸行为等心理依赖问题，受到了 越来越多的重视在成瘾药物作用下，神经系统发生 长时程适应性改变，这种长时程的祌经适应性改变， 成为以强迫性觅药和复吸为核心特征的依赖行为的物 质基础特别是异常学习记忆的快速形成、长久保持和高度唤醒，与成瘾行为的发生与发展有着重要关系 这种联系体现在行为、细胞分子及基因表达与调控等 不同方面本课题围绕学习、记忆、情绪及应激等心 理因素与复发的关系，建立了阿片类物质心理依赖的 多种动物行为模型。

在此基础上，从情绪相关学习、 记忆在成瘾行为中的作用，不同神经核团与神经递质 系统活动性的改变，应激相关因素易化的成瘾易感性， 自然奖赏与成瘾药物奖赏相关记忆的比较研究等方面， 对应激与记忆相关的吗啡心理依赖及复发的脑机制进 行了系列研究研究内容主要包括如下几个方面：1） 空间及正负性情绪相关学习记忆与成瘾行为获得、保 持及受环境调控的复发动机的关系；2）习惯化学习与 习惯形成与阿片类物质心理依赖的关系；3）环境应激 对成瘾行为获得、保持的影响及其中枢机制；4）成瘾 易感性的行为遗传学基础及其与后天环境因素的交互 作用；5）学习记忆活动与药物心理依赖关系大鼠及小 鸡模型的比较研究；6）人类成瘾患者情绪异常激活的 功能影像学研究等探索环境记忆或应激事件与心瘾 产生，激活之间的本质联系，研究其生物本质，以寻 找有效的对抗方法1学习、记忆在成瘾行为中的作用及其相关脑结1.1空间学习记忆能力与成瘾行为效应的关系 研究表明成瘾药物导致的脑内神经递质系统的长时程适应性改变，其中大部分和脑内学习记忆环路的 激活及分子改变存在重要的重合药物成瘾的异常学 习假说认为，强迫性觅药行为的形成、保持与复吸行 为的发生，和成瘾药物作用下所形成的异常学习记忆 有重要关系。

在吗啡产生其致瘾性的同时，也改变动 物脑内的学习记忆分子并影响动物的学习能力这种 在成瘾药物作用下改变了的学习记忆能力，会使成瘾 相关环境线索及用药动机突显，影响到成瘾行为的保 持和复吸行为的发生我们实验室的研究工作表明， 高空间学习能力的大鼠，较之低空间学习能力大鼠， 其吗啡精祌奖赏CPP效应显著为高，提示两者至少存 在着部分相同的神经机制［1］研究同时表明，吗啡以 剂量依赖性的方式影响动物在Morris水迷宫学习任务 中的获得能力吗啡对动物空间学习能力的影响部分 通过海马-中隔的胆碱系统调控东莨菪碱加重10 mg/kg吗啡对空间学习能力的损害，此效应可以被胆 碱酯酶抑制剂毒扁豆碱部分逆转［2］，提示吗啡导致的 动物空间学习能力的损害，部分通过胆碱M受体系统 类药物在成瘾行为及学习记忆能力损害中的治疗作用 与前景（图1、图2）图1东莨菪碱加重吗啡对大鼠空间学习能力的损害［2］图2毒扁豆碱对吗啡抑制空间学习能力效应的逆转［2］1.2情绪相关学习记忆与药物成瘾 1.2.1负性情绪记忆与成瘾行为效应及其脑机制 逃避药物戒断产生的负性情绪是产生强迫性觅药 行为的重要原因之一戒断状态下非条件负性情绪的 产生或条件性负性情绪的唤起，在成瘾药物复吸行为 的产生中起到重要作用。

我们以条件性位置厌恶（CPA） 为药物戒断产生负性情绪状态的行为模型，研究CPA 形成和表达的相关脑结构及祌经递质基础研究发现， 小剂量纳络酮可以诱发吗啡处理大鼠产生CPA效应； 同时在中央杏仁核（CeA）呈现c-fos表达的增加，说 明CeA参与吗啡戒断诱发的厌恶效应［3］另外，在海 洛因成瘾忠者的功能核磁共振研究中发现，负性情绪 图片诱发腹内侧前额叶（VMPFC）的异常激活，中央 杏仁核激活程度减弱［4］（图3）说明VMPFC-CeA环 路参与吗啡戒断诱发的非条件负性情绪及厌恶效应的产生图3海洛因病人腹内侧前额叶对负性情绪图片反 应的激活图［3］图4 6-0HDA对纳络酮诱发吗啡处理大鼠CPA反应 的影响［5］为了确认CeA中参与负性情绪产生的具体神经机 制，我们采用6-0HDA特异性损毁CeA的DA神经元 结果发现，损毁CeA的DA系统显著抑制CPA的形成 （图4），表明CeA的多巴胺系统参与CPA效应的获得 ［5］研究同时发现，拮抗CeA的D1受体，可以阻断 CPA的形成，而阻断D2受体没有明显作用［6］（如图5） 以上结果表明中央杏仁核的D1受体参与吗啡戒断导 致的厌恶效应的产生。

研究还表明，除外DA系统外， 谷氨酸系统也参与负性情绪的产生过程，NMDA受体 拮抗剂MK-801阻断急性吗啡戒断导致CPA效应的获 得，但是并不影响此效应的表达［7］研究结果表明， 谷氨酸系统促进吗啡戒断导致厌恶性情绪的产生，而 当厌恶性情绪产生后，其条件性唤醒不受谷氨酸系统 的调控，提示条件性负性情绪的唤起与非条件性负性 情绪的产生可能存在不同的神经机制，其具体作用机 制还有待进一步研究图5 CeA内给予SCH23390阻断阿片戒断诱发的 CPA获得[6]图6 CeA内给予雷氯必利对阿片戒断诱发的CPA获得的无影响[8]抑郁症和药物成瘾存在着显著的共病现象尽管 各种成瘾药物导致的戒断症状显著不同，伹其存在的 抑郁性情绪及行为表现却是相同的提示在成瘾药物 戒断下出现的抑郁性神经机制改变可能和戒断之后的 复吸动机关系密切研究初步发现，抑郁状态削弱吗 啡CPP的建立；伏隔核注射D1受体激动剂SKF38393 能显著逆转抑郁状态对吗啡CPP建立的影响，D2激动 剂qui叩irole无明显作用（图6）苍白球区注射D1 激动剂SKF38393、D2激动剂quinpirole都无明显作用 [8]。

结果提示，抑郁对吗啡奖赏学习的弱化作用，是 通过中脑腹侧被盖一伏隔核中伏隔核D1受体介导的， 而黑质一纹状体DA神经传导通路不参与此过程关 于抑郁与成瘾的相互作用及其机制更深入的研究正在 进行当中1.2.2正性情绪记忆与药物成瘾效应追求成瘾药物产生的正性情绪体验是使用成瘾药 物的始动因素由病理性正性情绪所强化的异常学习、 记忆的获得与巩固是成瘾产生的前提条件，其中基底外侧杏仁核在情绪相关记忆方面起重要作我们的实 验以条件性位置偏爱（CPP）为正性情绪研究模型，探 讨了基底外侧杏仁核的DA传入纤维，在吗啡CPP效 应的记忆巩固中的作用结果发现，吗啡CPP训练后 立即在基底外侧杏仁核给予选择性D1受体拮抗剂 SCH23390显著抑制了吗啡的CPP效应，而训练后2 个小时给药则无此效应，提示D1受体系统的激活参 与到吗啡CPP记忆的巩固过程干扰此记忆巩固过程 可以显著消退吗啡的成瘾行为效应［9］基底外侧杏仁 核与中央杏仁核的DA受体，两者在正性情绪记忆的 提取与再巩固中的作用正在研究当中精神奖赏CPP效应存在显著的个体差异我们应 用基因芯片技术，考察了高、低精神奖赏CPP表达大 鼠脑内基因表达的差异。

结果发现，45条基因序列参 与CPP效应的表达，其中29条基因序列在D1受体拮 抗剂SCH23390作用下表达下调，并导致大鼠吗啡CPP 效应显著下降（如图7）在检测到的29条差异表达 基因中，经聚类分析发现有两类大鼠吗啡精神奖赏效 应的易感性基因，一类为编码细胞结构及非免疫类功 能相关蛋白的序列，另一■类为编码免疫功能相关蛋白 的序列提示吗啡作为外源性物质可调控免疫系统与神经内分泌功能，进而影响吗啡精神奖赏CPP效应 在上述29条差异表达基因序列中，7条序列为未在 GENDBANK中登录的新基因序列［10］由于药物成瘾奖赏与自然奖赏过程存在许多共同 的祌经基础，因此寻找相对特异、对自然奖赏无明显 影响的治疗药物非常闲难而正性情绪记忆的获得是 成瘾产生的前提条件，通过加速成瘾药物的代谢来降 低其精神奖赏效应，是控制由偶然用药过渡到强迫性 觅药，治疗药物成瘾的有效途径可卡因水解酶(CocE) 能够加速可卡因的代谢，我们通过转基因技术制造 CocE cDNA转染大鼠，考察其对可卡因的代谢与行为 效应的影响，结果发现大鼠血浆内酶活性在转染后第 5〜7天增加到3000倍，浓度达到100mU/ml，半衰期33小时。

此酶的活动性相当于3mg/kg纯化可卡因水 解酶的作用，可以显著增强可卡因代谢，增加药物血 浆清除率，降低可卡因的精神兴奋及其心血管效应(如 8) ［11］上述结果提示，通过转基因技术加速成瘾药物代谢的基因治疗方法具有很好临床应用前景图7吗啡精神奖赏CPP效应高易感性大鼠在SCH23390干预下脑内基因表达的改变［10］图8可卡因水解酶cDNA转染大鼠，体内血浆及 不同组织内可卡因的浓度显著下降，可卡因所诱发的血压升高效应不明显［11］1.3小鸡成瘾行为效应的脑机制虽然在药物成瘾的研究中常用哺乳类动物作为实验对象，但成瘾药物的奖赏及致瘾作用等在其它较低 等的生物（包括鸟类）中也同样存在小鸡视觉辨别 力强，神经系统早熟，纹状体多巴胺系统非常发达， 便于进行神经结构方面的研究我们实验室的前期研 究工作表明，暗孵育鸡胚，生后在被动回避任务和辨 别任务中存在行为损害，在E19-20 口给予光照或给予 皮质酮可以显著逆转这种损害；皮质酮受体拮抗剂 RU38486和蛋白合成抑制剂anisomycin可以逆转皮质 酮或光照所促进的记忆保持，提示皮质酮和光照促进 的小鸡记忆保持通过皮质酮受体介导，并通过相应的 蛋白合成影响小鸡生后记忆任务的完成［12〜14］。

同时， 我们实验室还建立了吗啡作用下小鸡的联想性学习记 忆模型，将吗啡产生的精神奖赏效应与特定颜色的小 塑料珠建立联结，吗啡产生的精神运动兴奋性通过小 鸡的啄珠行为加以表现，用来考察成瘾相关学习记忆 的祌经生物学机制研究发现，一口龄小鸡能够形成 明显的吗啡CPP效应及吗啡的精神运动兴奋性与行为 敏感化效应多巴胺转运子拮抗剂诺米芬新显著增加吗啡处理小鸡的自发活动量［15］，多巴胺D1受体拮抗 剂SCH23390能阻断吗啡诱导小鸡CPP的表达，而D2 受体拮抗剂雷氯必利没有作用［16］说明多巴胺D1受 体参与小鸡的吗啡精神奖赏效应的联想学习进一步 研究发现，小鸡的旁嗅叶球（LPO）和中间内侧上纹 状体腹核（IMHV）在条件性位置偏爱及条件性精神兴 奋性中具有重要作用，其中LPO的D1和谷氨酸NMDA 受体、IMHV的NMDA受体同时参与上述两种联想性 学习（如图9），而LPO的D2受体参与精神兴奋性的 联想性学习，而IMHV的D1受体参与精祌奖赏的联想 性学习（如图10） ［17］o以上结果提示，在吗啡精神 奖赏作用的联想性学习和与吗啡条件性精神运动兴奋 性的联想学习之间存在着分离效应2应激、易感性与药物成瘾2.1新颖寻求与成瘾药物易感性 动物的新颖寻求行为相当于人类的感觉寻求 图9 IMHV、LPO内注射D1受体拮抗剂阻断吗啡 CPP的获得［17］10拮抗LPO和IMHV的NMDA受体阻断吗啡CPP的获得［17］状态。

动物的新颖寻求行为增加动物探索新环境 事物的机会，且和与成瘾易感性有重要关系的中脑DA 系统的活动性有重要关系动物在新颖环境中动物运 动的多少不能代表新颖寻求能力的高低，其中混杂着 动物在新颖情景中应激反应性为了更好研究。