药物精神依赖行为

1、药物精神依赖行为与学习记忆相关的神经生物学机制2004年全球药物滥用情况(不包含烟草与酒精)药物滥用人数(百万)16131025162研究背景：药物滥用已经成为全球性公害（资料来源: 联合国 World Drug Report 2009 ）不同类型药物在世界各地滥用分布情况（资料来源: 联合国 World Drug Report 2007 ）1990起中国吸毒人数变化趋势（资料来源: 中国药物依赖研究所网站）1990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005020406080100120Number of addic

2、ted people in China (10,000)17-3536-6061-100020406080pecent in the addicted people (%)age of addicted people吸毒人员性别特征吸毒人员年龄特征耐受Opioids敏感化依赖撤药反应麻醉、镇痛海洛因吗啡科学问题及进展Synaptic plasticity;DNA甲基化VTA, NAc;mPFC, HPC;BLA , Insula，etc.ACH, GABA, NE, Glu;Orexin7HPCBLAPFCNAcICTHALLHVTANAc研究目标与假设学习记忆与用药动机相互作用的调节机制HP

3、CBLADSPFCNAc8动物成瘾行为模型条件性位置偏爱(CPP) 厌恶(CPA)自身给药(SA)延迟逃避两难选择主动操作水十字迷宫习惯性行为相关的研究工作进展高军 Thesis；李勇辉 Thesis（1）药物奖赏与自然奖赏记忆的差异恢复NAc介导记忆的差异性提取与恢复保持更强烈持久提取（2）成瘾行为保持的背侧海马突触传递效能机制NR2A/NR2B Ratio 高峰延迟逃避高峰慢性吗啡NaveYang, Y., et al. (2004) J of Neurosci.；Dong Z., et al., (2008), Brain Res. 突触传递效能慢性吗啡应激-皮质酮Yang, Y., e

4、t al. (2005) J of Neurosci.皮质酮延迟逃避行为的提取突触传递效能应激拮抗GCR、NMDAR应激NaveLidocaine失活, Li J., Thesis（3）情境和线索与成瘾行为的获得和提取背侧吗啡 盐水 获得 提取 获得 提取 吗啡 盐水线索依赖CPP情境依赖CPP失活海马亚区对获得的作用腹侧线索依赖CPP情境依赖CPP获得 提取 吗啡 盐水获得 提取 吗啡 盐水LiJie， Thesis失活海马亚区对获得的作用Han, J., et al. (2010). E J of Pharmacology; 获得DHDNMTs，CPP获得（4）甲基化与成瘾行为的获得和提取

5、mPFCDNMTs，不影响DNA甲基化对获得的影响Han, J., et al. (2010). E J of Pharmacology; mPFCDNMTs，CPP提取提取DNMTs无效DHDNA甲基化对提取的影响（5）成瘾记忆向习惯性行为的转化损毁，不影响获得Gao J., et al. (2012), J of Psychopharm抑制背外侧纹状体中的DA损毁，长时程提取拮抗D1R/D2R（6）正负性强化在成瘾记忆获得中的作用机制Gao J., et al. (2012a;b), J of Psychopharm; Psych J 损毁DA投射，SANAc DA介导VTA OX1R调控

6、拮抗OR1R，吗啡CPP获得正性强化与NAc-VTA负性强化与中央杏仁核Xu W., et al. (2012), Physio. ResNMDA和DA系统都介导戒断诱发的CPA损毁DA投射，拮抗NMDAR，ShamWithdrawalW MK-8010200400600Pre-testPost-test*Time spent onnaloxone-paired side (s)（7）正负性成瘾记忆再巩固的机制拮抗，-NER，仅CPACPACPP抑制蛋白质合成，Wu, Y., et al. (2012)， Addict. Biol.基底杏仁核关键Wu, Y., et al. (2012a, b

7、), Addict. Biol.; E J of Pharmacology 拮抗NMDARNAc不参与再巩固拮抗，-NERCPACPP戒断增强CPP提取AIGI拮抗亚区-NERLi,et.al., J. Psychpharm., under review（8）负性刺激调控成瘾记忆提取的机制岛叶AI -NE受体机制戒断CPA获得这种提取的增强阶段性亮点总结成瘾记忆不同阶段的神经通路及其机制获得 cs+us恢复/长时程提取消退再巩固保持/提取DH NAc DA介导，VTA OX1R 调控CeA DA结构关键功能情境记忆奖赏效应负性强化NAc NMDA调控DH GCR, NMDAR突触传递效能VHm

8、PFC AI -NER；NAc MCH调控背外侧纹状体D1R/D2R应激-皮质酮-DH-突触传递效能BLA 促进 -NE；BLA 递质未知特异性奖赏效应提示：情境相关认知灵活性情境、线索负性刺激奖赏效应，提示LH参与习惯性行为负性正性24中科院心理研究所中科院心理健康重点实验室李勇辉 王冬梅 朱宁 张建军 严万森 李春禄 蒋娟 何欣嘏 韩锦 吴艳 高军 江潇等致谢胚胎期吗啡暴露对小鸡GABA神经元发育及易感性的影响 25胚胎期接触成瘾物质 发育畸形、迟缓认知功能异常成瘾易感性改变GABA神经元-阿片受体其它细胞、递质系统的发育变化？一、研究意义与科学问题DA神经元-DA转运体可卡因吗啡关键期？

9、子代脑功能异常研究意义：孕期吸毒严重危害子代身心健康科学问题：胚胎期成瘾药物暴露影响学习记忆、成瘾易感性行为的神经机制26？27二、国内外研究进展阿片类（吗啡等）GABA发育期学习记忆精神兴奋性药物（可卡因等）DA发育期成瘾易感性（行为）学习记忆奖赏精神兴奋性？胚胎期成瘾药物暴露对神经系统的影响GABA能阳性神经元数目 (Niu L, et al., 2009)海马突触可塑性改变（LTP、LTD）(Yanai J, et al., 2000)；迷宫任务能力(Niu L, et al., 2009, etc)对吗啡的镇痛效应敏感，吗啡CPP (Gagin, R., et al., 1996 &a

10、mp; 1997) 可卡因自身给药(SA)获得 (Rocha BA, et al., 2002)可卡因及吗啡CPP获得、精神运动兴奋性 (Estelles, J, et al., 2006a) 皮层GABA神经元树突 ；皮层和纹状体的偶联Gs蛋白的DA1受体数量 (Stanwood GD, et al., 2004)迷宫任务能力 (Sinman-Wood S., et al., 2000, etc.)鸡胚作为模式动物的优势鸡胚作为模式动物的优势 排除母体/外界环境的影响递质系统发育时间线索清晰 神经系统早熟 颅骨薄，易于脑内给药 成熟的行为研究范式28三、研究切入点（Rogers ，1995；

11、Geladopoulos et al.，1987）E21孵化鸡胚神经递质系统发育的关键时间线索MStIMM小鸡小鸡哺乳动物关键结构及功能比较：哺乳动物关键结构及功能比较：与黑质同源与腹侧被盖区同源（Csillag, 1999）（Durstewitz, 1999）29三、研究切入点神经元类型小鸡哺乳动物功能DA黑质黑质(SNC)运动Area ventralis tegmentalis (AVT)腹侧被盖区(VTA)奖赏、动机GABA中间腹内侧原皮质（intermediate medial mesopallium, IMM) 大脑皮层联合区 (association area)参与：学习记忆；吗啡

12、奖赏效应中间纹状体（medial striatum, MSt）尾状核(Caudate N.)学习、运动、习惯性行为四、研究假设30胚胎期吗啡和可卡因暴露分别通过影响GABA和DA系统的发育，导致GABA和DA神经元数量和（或）功能下降五、研究目标和内容研究目标31揭示胚胎期成瘾药物暴露影响子代学习记忆和成瘾行为的GABA、DA系统调控机制。研究内容1）密度；2）递质释放量；3）突触传递效能；4）IMM、MSt和VTA核团活动性5）与学习记忆、成瘾易感性改变的对应关系鸡胚发育早期（E5-8）、中期(E13-16)、晚期(E17-20)接触吗啡或可卡因对小鸡IMM、MSt和VTA等核团内GABA和

13、DA神经元的影响：六、技术路线和方法整体技术路线3220微升鸡胚尿囊注射给药早：E5-8中：E13-16孵化 E21晚：E17-20成瘾药物作用于不同胚胎阶段发育与形态神经元功能行为观测观测方法方法活体成像活体成像离体方法离体方法观测观测内容内容慢病毒荧光慢病毒荧光 标记的标记的GABA、DA神经元数神经元数量量脑片免疫脑片免疫组化标记组化标记GABA和和DA神经元神经元观测观测方法方法活体活体成像成像生化生化分析分析离体方法离体方法观测观测内容内容染色染色Ca2+示活示活性性投射投射脑区脑区微透微透析析脑片电生脑片电生理理行为行为范式范式奖赏奖赏效应效应学习学习记忆记忆精神兴精神兴奋性奋性观

14、测观测内容内容条件条件性位性位置偏置偏爱爱一次一次性被性被动回动回避避自发活自发活动量、动量、行为敏行为敏感化感化探索研究胚胎期活体成像及离体电生理技术离体电生理活体成像确定可定位观察的时间点确定胚胎脑活动可记录的时间点实验方法p 学习记忆 PAL20%MeA清水测试点： 10min、30min、1hr、4hr、8hr、24hrp成瘾易感性 CPP指标：药物匹配侧停留时间p 精神兴奋性模型自动跟踪小鸡运动轨迹和距离啄珠兴奋性Pecking Number33行为范式051015202530基 线d1d3d5d7走动距离（千象素）20mg吗 啡 组 (n=7)10mg吗 啡 组 (n=11)5mg

15、吗 啡 组 (n=10)盐 水 组 (n=9)*实验方法IMM背侧刺激电极记录电极腹侧刺激电极喷射电极 基础突触传递特性； 突触反应特性； 长时程增强LTP； GABA和Glu 工具药对突触反应的影响记录指标IMM核团和MSt核团34离体脑片电生理 膜片钳系统MSt实验方法IMM、MSt、VTA、SNC核团GABA、DA释放水平35在体脑内微透析 微透析-HPLC-电化学检测器系统MStIMM探针光纤探头最细的探头直径为300 m；分辨率可达14 m；激光扫描单元共聚焦成像488nm的激发光软件实时成像可以定量成像速度最高为200帧/秒36小动物活体成像 Cellvizio Lab 小动物光纤

16、式共聚焦显微成像系统实验方法七、实验结果p 学习记忆模型 一次性被动回避（PAL）p 成瘾易感性 条件性位置偏爱模型（CPP）37E 17-20是成瘾易感性的关键期胚胎期吗啡作用的关键期He X et al., Neurosci Lett. 2010E 5-8 是记忆的关键期He X et al., Eur J Pharmacol. 2010拮抗和受体后再给予吗啡E5-8，受体对PAL获得的作用Naloxonazine：受体拮抗剂Naltrindole： 受体拮抗剂七、实验结果E17-20，受体介导对CPP的作用拮抗和受体后再给予吗啡NaltrindoleNaltrindole+吗啡组0204

17、06080100盐水组吗啡组NaloxonazineNaloxonazine+吗啡组回避率回避率(%)(%)* P0.05 与盐水组比较* * *前测后测阿片受体机制E5-8 E5-8 拮抗拮抗GABAGABA受体能反转吗啡对记忆的损受体能反转吗啡对记忆的损害害E17-20 E17-20 拮抗拮抗GABAGABA受体不影响吗啡对记忆的功受体不影响吗啡对记忆的功能能七、实验结果E5-8拮抗GABA受体可反转吗啡暴露对记忆的损害GABA系统胚胎早期吗啡暴露影响学习记忆七、实验结果E5-8，抑制吗啡抑制啄珠兴奋性E13-16，不影响啄珠兴奋性Jiang J, et al, Behav Brain R

18、es. 2011 p 成瘾易感性 -精神运动兴奋性 （psychomotor activity）p 成瘾易感性 -啄珠兴奋性 （pecking response）精神运动兴奋性下降40E5-8吗啡暴露降低成瘾易感性七、实验结果诱发IPSP的诱导率GABAB受体激动剂诱导反应的诱导率 41E5-8吗啡影响后代学习记忆的突触传递机制IMM-GABA调控七、实验结果IMM神经元双脉冲易化反应下降钙离子机制？IMM核团突触LTP效应被抑制突触可塑性Jiang J, et al., Behav Brain Res .,201142E5-8吗啡影响子代学习记忆的突触传递机制IMM七、实验结果E5-8吗啡用药，IMM核团阳性GABA神经元数量*P0.01 VS. saline group. 43对照E5-8吗啡E17-20吗啡44小动物活体成像-钙离子活动探测钙离子活动探测Vincent et al. (200