PICK1/AMPA在药物成瘾后伏隔核突触可塑性中的研究进展

蔡 飞，张俊杰，袁维刚，朱 敏，阮必刚，丁雨濛

(1.咸宁学院药学院药理学教研室，湖北 咸宁 437100;2.咸宁学院2008-2009级本科生)

药物成瘾是由依赖性药物(如吗啡、海洛因、可卡因或酒精等)与大脑奖赏系统相互作用产生的慢性、复发性脑病，主要表现为强迫性用药和对药物的持续性渴求，中脑-边缘多巴胺奖赏系统中的伏隔核(Nucleus accumbens，NAc)和腹侧被盖区是参与药物成瘾最重要的两个核团。NAc不仅接受腹侧被盖区内多巴胺神经元的抑制性投射，而且汇集了前额叶皮层、海马、杏仁核等部位兴奋性谷氨酸能神经元的传入末梢，谷氨酸参与神经元的持久可塑性，在药物成瘾的形成和维持中起着不可替代的作用。

α-氨基羟甲基恶唑丙酸(a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid，AMPA)受体是由GluR1-4亚基组成的一种离子型谷氨酸受体，在兴奋性突触传递中起重要作用。可卡因成瘾的动物停药后NAc中GluR1和GluR2/3在膜上与胞内表达的比值增加，并且与行为敏化的增强程度相一致［1］。在NAc中短暂的表达wt-GluR1可减轻可卡因成瘾所致的行为敏化(behavioral sensitization)，而表达失活型的pd-GluR1则加重其行为敏化［2］。可卡因成瘾所致的行为敏化与NAc谷氨酸能神经传递增强密切相关，抑制前额叶皮层神经输入可减少 NAc中谷氨酸含量及阻断复吸，而在NAc内微量注射AMPA能够诱导可卡因复吸［3］。另外在 NAc中注入 AMPA受体拮抗剂CNQX或GluR1的反义寡核苷酸，可以阻断可卡因复吸及减少条件性线索诱发的自身觅药行为［3］。以上研究结果表明药物成瘾后NAc中AMPA受体的功能或(和)数目发生了重要变化，提示AMPA受体是参与成瘾发生的关键分子，并且与行为敏化相关的觅药行为和复吸有密切的联系。

在海马和小脑等脑区，AMPA受体插入或转运到静止突触的表面，介导长时程增强(LTP)的发生和维持;而AMPA受体的内吞或分解则使突触后膜上的受体数目减少，参与长时程抑制(LTD)的诱导和维持。LTP/LTD是突触可塑性的功能性指标，在NAc中高频刺激能够诱发NMDA受体依赖的AMPA受体介导的LTP，反复注射吗啡后急性停药能损害LTP的产生［4］。敲除PSD-95的小鼠NAc中LTP表达明显增强，同时增加急性可卡因所致的行为敏化。NAc中LTD的表达需要clathrin依赖的突触后AMPA受体的内吞，抑制clathrin介导的内吞或者使用阻断AMPA受体内吞的GluR2干扰肽(GluR23Y)都可以抑制LTD的产生，静脉或NAc中注射GluR23Y能够阻断安非他明引起的行为敏化［5］。通过自身觅药方式给予可卡因，停药后也使得NAc中LTD的形成受抑制［6］。最近的研究发现N-Acetylcysteine这种在临床上和动物实验中用来治疗成瘾后复吸的药物，能够逆转可卡因所致NAc中LTP/LTD的损害［7］。以上研究结果表明，NAc中AMPA受体介导的LTP/LTD的变化与药物成瘾密切相关，特别是AMPA受体的内吞及其介导的LTD改变是药物成瘾后行为敏化产生的重要原因之一，逆转成瘾药物所致的LTP/LTD的异常变化可能对与行为敏化相关的复吸有治疗作用。

我们有理由认为，成瘾药物所致的AMPA受体改变及其介导的LTP/LTD变化是引起药物成瘾的主要原因之一。那么，哪些因素参与AMPA受体的调控作用引起NAc中LTP/LTD的改变从而参与药物成瘾的过程?其调节蛋白PICK1(Protein interacting with C kinase)在其中起着怎样的作用?

PICK1蛋白是一种包含PDZ结构域的锚定蛋白，它能与多种受体产生作用并调节它们的功能。在谷氨酸能神经突触后膜，PICK1与AMPA受体GluR2/3亚基的C末端相结合，使AMPA受体在突触上定位并聚集，参与突触后信号传递。另外PICK1与AMPA受体亚基结合后可调节AMPA受体的亚基组成，还能作为一个“桥梁”蛋白调控PKCα在细胞表面的定位和表达，进而磷酸化AMPA受体(如GluR2)并调节其功能。在海马和小脑等脑区，PICK1蛋白参与AMPA受体再循环中的上膜、下膜而介入突触可塑性的过程。PICK1基因敲除、破坏PICK1-GluR2的连接作用或采用PDZ结构域突变体都能够抑制小脑Purkinje神经元的LTD，转染野生型PICK1则可逆转LTD损害。在海马神经元，PICK1的过表达可增加NMDA受体依赖的AMPA受体介导的突触传递，过表达PICK1或者表达pep2-EVKI这种能阻断PICK1-GluR2连接作用的肽则能够完全阻断LTP的产生。另外采用RNA干扰阻断PICK1或者采用基因敲除PICK1的方法都能够阻断海马AMPA受体介导的LTP/LTD形成［8］。以上研究结果提示在小脑和海马等脑区中，PICK1可调控AMPA受体功能及调节AMPA受体介导的LTP/LTD。而最近的研究发现可卡因成瘾后NAc神经元突触膜中AMPA受体的表达变化与PICK1的表达并不一致［9］，我们最近的研究发现伏隔核微量注射PICK1抑制剂并不影响其突触传递的变化。

综上所述，现有资料表明AMPA受体及其介导的NAc突触可塑性变化与药物成瘾密切相关，而PICK1参与AMPA受体再循环中的上膜、下膜过程而介入海马和小脑的突触可塑性，那么研究NAc中PICK1与AMPA受体表达和分布，PICK1与AMPA介导的突触可塑性变化特别是与药物成瘾之间的关系将进一步明确药物成瘾突触可塑性发生的分子机制，加深对药物成瘾发病机理的认识，同时为以PICK1/AMPA为靶点控制药物成瘾提供新思路。

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