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SNAPs與嗎啡依賴關(guān)系的初步實(shí)驗(yàn)研究

發(fā)布時(shí)間:2018-05-19 02:14

  本文選題:可溶性NSF附著蛋白 + 突觸可塑性; 參考:《河北醫(yī)科大學(xué)》2008年博士論文


【摘要】: 阿片依賴是一種慢性復(fù)發(fā)性腦病,以強(qiáng)迫用藥、不斷增加藥物攝入量和停藥時(shí)出現(xiàn)戒斷綜合征為主要特征。目前阿片依賴發(fā)生的確切機(jī)制還不清楚。大量研究表明,突觸可塑性的改變?cè)诎⑵蕾囘^(guò)程中起了重要作用。這些變化包括突觸前神經(jīng)遞質(zhì)的釋放和突觸后受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)。以往研究發(fā)現(xiàn),嗎啡可以通過(guò)調(diào)節(jié)突觸前影響神經(jīng)遞質(zhì)釋放的分子影響遞質(zhì)釋放。 在神經(jīng)遞質(zhì)的釋放過(guò)程中,囊泡膜和質(zhì)膜的融合是影響遞質(zhì)釋放的關(guān)鍵步驟?扇苄訬SF附著蛋白(Soluble NSF attachment proteins,SNAPs)是一類在膜融合過(guò)程中發(fā)揮重要作用的蛋白質(zhì)分子,介導(dǎo)了囊泡膜和質(zhì)膜的融合,在哺乳動(dòng)物中存在α-,β-,和γ- 3種亞型。鑒于SNAPs在膜融合過(guò)程中發(fā)揮的重要作用,SNAPs參與許多重要的生理進(jìn)程,包括調(diào)節(jié)鈣依賴的胞吐機(jī)制、刺激胰島β細(xì)胞分泌胰島素、增加肺泡II型細(xì)胞表面活性物質(zhì)的分泌、參與有絲分裂過(guò)程中核膜的形成等。 雖然大量研究表明SNAPs在神經(jīng)遞質(zhì)釋放的膜融合過(guò)程中起重要作用,但是SNAPs是否參與了阿片依賴過(guò)程中突觸前神經(jīng)可塑性的發(fā)生目前尚未見(jiàn)報(bào)道。為了揭示SNAPs與阿片依賴的關(guān)系,我們首先在大鼠嗎啡依賴及戒斷模型上觀察了與神經(jīng)可塑性關(guān)系密切的腦區(qū)伏隔核(nucleus accumbens,NAc)、尾殼核(caudate putamen,CPu)及海馬(hippocampus,Hip)中SNAPs表達(dá)的變化,初步探討SNAPs和嗎啡依賴的關(guān)系。研究采用成年雄性Wistar大鼠,隨機(jī)分為對(duì)照組、嗎啡組和戒斷不同時(shí)間組。嗎啡組大鼠背部皮下注射嗎啡8d,每日3次,劑量遞增,對(duì)照組大鼠注射等體積生理鹽水。嗎啡組末次注射嗎啡4 h后處死,斷頭取腦。自然戒斷組分別在戒斷不同時(shí)間處死動(dòng)物。各組均設(shè)平行對(duì)照。利用RT-PCR和Western blot技術(shù)分別檢測(cè)各腦區(qū)SNAPs的mRNA和蛋白表達(dá)水平。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,慢性嗎啡依賴大鼠CPu內(nèi)γ-SNAP的mRNA和蛋白表達(dá)水平均上調(diào)25%左右(P0.01) (圖1.4,圖1.9),NAc及Hip腦區(qū)則無(wú)明顯變化,自然戒斷d2、d3、d7組亦未觀察到γ-SNAP明顯的表達(dá)改變(圖1.8,圖1.10,表1.1,表1.3)。α-SNAP和β-SNAP在嗎啡依賴和自然戒斷狀態(tài)下3個(gè)被檢腦區(qū)(NAc、CPu、Hip)均未檢測(cè)到明顯的表達(dá)變化(圖1.2,圖1.3,圖1.5,圖1.6,圖1.7,表1.1,表1.2)。以上結(jié)果說(shuō)明:慢性嗎啡依賴可增加CPu內(nèi)γ-SNAP的表達(dá),對(duì)α-SNAP和β-SNAP的表達(dá)沒(méi)有影響,提示SNAPs 3種亞型在慢性嗎啡依賴過(guò)程中行使不同的功能,可能與特定神經(jīng)遞質(zhì)的分泌有關(guān)。慢性嗎啡依賴及戒斷引起的突觸前神經(jīng)遞質(zhì)釋放改變可能不是由α-SNAP和β-SNAP表達(dá)量變化介導(dǎo)的,其具體機(jī)制可能與其內(nèi)在活性變化或蛋白在細(xì)胞內(nèi)的分布有關(guān)。 為了進(jìn)一步研究SNAPs與阿片依賴的關(guān)系,我們選擇了一種與神經(jīng)遞質(zhì)釋放關(guān)系最為明確的亞型—α-SNAP進(jìn)行研究。已有大量研究報(bào)道α-SNAP參與鈣依賴的胞吐作用,該作用在神經(jīng)遞質(zhì)釋放過(guò)程中的囊泡膜與質(zhì)膜的融合步驟中是至關(guān)重要的。且相關(guān)研究報(bào)道α-SNAP通過(guò)刺激NSF的ATP酶活性來(lái)發(fā)揮其在遞質(zhì)釋放中的作用,α-SNAP對(duì)NSF的ATP酶刺激作用明顯強(qiáng)于γ-SNAP。因此,雖然我們?cè)趧?dòng)物模型上未檢測(cè)到α-SNAP的蛋白表達(dá)變化,但由于其在遞質(zhì)釋放中的重要作用,我們依然選擇這種亞型作為研究對(duì)象。為了進(jìn)一步研究α-SNAP的功能與嗎啡依賴的關(guān)系,選擇一個(gè)良好的、調(diào)控模式相對(duì)簡(jiǎn)單和直接的細(xì)胞模型是十分必要的。該細(xì)胞模型必須能夠滿足以下條件:(1)表達(dá)阿片受體;(2)擁有類似成熟神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的一些特性,能釋放與阿片依賴有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì),如單胺類、谷氨酸(glutamate,Glu)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid ,GABA)等。經(jīng)過(guò)初步篩選,我們選擇了分化的人神經(jīng)母細(xì)胞瘤細(xì)胞株SH-SY5Y作為研究對(duì)象。據(jù)研究報(bào)道,SH-SY5Y細(xì)胞株經(jīng)過(guò)維甲酸(retinoic acid,RA)分化后可表現(xiàn)出許多類似成熟神經(jīng)元的特性,如神經(jīng)突起變長(zhǎng)、電刺激的興奮性增加、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)表達(dá)增加、神經(jīng)分泌顆粒增多等。 在研究中我們發(fā)現(xiàn),RA分化6天的SH-SY5Y細(xì)胞可形成較長(zhǎng)的神經(jīng)突起(圖2.1),免疫印跡分析檢測(cè)到分化后的細(xì)胞內(nèi)NSE表達(dá)增加(圖2.2)。另外,在我們的研究中亦發(fā)現(xiàn)了RA分化后的細(xì)胞μ阿片受體(μopioid receptor,MOR)表達(dá)上調(diào),與以往研究相一致(圖2.3)。這些特性都為我們研究阿片依賴的分子機(jī)制提供了有力的條件,尤其是與突觸前神經(jīng)遞質(zhì)釋放有關(guān)的分子機(jī)制。為了研究與阿片依賴有關(guān)的分子機(jī)制,我們首先需要在SH-SY5Y細(xì)胞上建立一個(gè)阿片依賴的細(xì)胞模型。阿片長(zhǎng)期暴露后給予納絡(luò)酮催促戒斷出現(xiàn)cAMP超射常常被作為評(píng)定阿片依賴模型建立是否成功的一個(gè)重要指標(biāo)。本研究采用免疫競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合法,測(cè)定了嗎啡處理前后細(xì)胞內(nèi)cAMP含量的變化,發(fā)現(xiàn)100μM嗎啡作用分化SH-SY5Y細(xì)胞24h后給予納絡(luò)酮催促戒斷可形成明顯的cAMP超射,cAMP含量約為催促前的2.36倍(圖2.5),證實(shí)了分化SH-SY5Y細(xì)胞上嗎啡依賴的細(xì)胞模型建立是成功的。 為了進(jìn)一步確定嗎啡處理過(guò)程中神經(jīng)遞質(zhì)的釋放情況,我們采用高效液相-電化學(xué)檢測(cè)法(high performance liquid chromatography- electrochemical detection,HPLC-ECD)測(cè)定了急性嗎啡作用及慢性嗎啡作用納絡(luò)酮催促戒斷后不同時(shí)間SH-SY5Y細(xì)胞培養(yǎng)上清液中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量,探討嗎啡處理與神經(jīng)遞質(zhì)釋放的關(guān)系。結(jié)果顯示,在急性嗎啡作用下,單胺類神經(jīng)遞質(zhì),包括去甲腎上腺素(norepinephrine,NE)、多巴胺(dopamine,DA)、5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)的釋放均受到普遍抑制(表3.1)。100μM嗎啡孵育SH-SY5Y細(xì)胞10min~1h,細(xì)胞培養(yǎng)上清內(nèi)NE,DA和5-HT及其代謝產(chǎn)物3,4-二羥基苯乙酸(3,4-dihydroxy- phenylacetic acid,DOPAC) (DA代謝產(chǎn)物)和5-羥基吲哚乙酸(5-hydroxyindolacetic acid,5-HIAA )(5-HT代謝產(chǎn)物)均顯著下降,其中NE含量從16.97 ng/g蛋白下降至5.34 ng/g蛋白,下降幅度以嗎啡作用10min內(nèi)下降最為明顯(P 0.01),在嗎啡繼續(xù)作用的50min內(nèi)一直保持在較低水平(圖3.4)。DA的變化趨勢(shì)與NE類似,在嗎啡作用的最初10min亦出現(xiàn)明顯下降,而且下降幅度在2/3以上(P 0.01) (圖3.6)。雖然5-HT在嗎啡急性作用的早期出現(xiàn)中等程度的下降,但在嗎啡繼續(xù)作用的50min內(nèi),5-HT含量繼續(xù)降低,至嗎啡作用后1h達(dá)到基礎(chǔ)水平的1/3左右(P0.01)(圖3.8)。與嗎啡處理前相比,代謝產(chǎn)物DOPAC和5-HIAA均出現(xiàn)不同程度的降低(P0.01) (圖3.5,圖3.7)。這些結(jié)果表明,急性嗎啡作用可以顯著抑制SH-SY5Y細(xì)胞單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。 在給予100μM嗎啡孵育細(xì)胞24h后用100μM納絡(luò)酮催促戒斷測(cè)定SH-SY5Y細(xì)胞上清單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn):NE、DA和5-HT及其代謝產(chǎn)物DOPAC和5-HIAA均有不同程度的增加(表3.2)。NE的含量在戒斷20 min后由戒斷前7.59 ng/g蛋白增加至12.74 ng/g蛋白,增加50%左右,與催促前相比有顯著性差異(P 0.01),在戒斷40min時(shí)恢復(fù)至戒斷前水平(圖3.9)。與NE相比,DA的變化趨勢(shì)更加明顯,DA在戒斷的10min即有增加趨勢(shì),但與催促前相比無(wú)顯著性差異(P 0.05),在戒斷20min時(shí)達(dá)最高值,約為催促前基礎(chǔ)水平的2倍(P 0.05) (圖3.11)。5-HT在戒斷后40min出現(xiàn)明顯增高,增加幅度約為催促前的2倍(P 0.05) (圖3.13)。與嗎啡處理前相比,代謝產(chǎn)物DOPAC和5-HIAA均出現(xiàn)不同程度的增加(P0.05) (圖3.10,圖3.12)。這些結(jié)果說(shuō)明:慢性嗎啡作用后給予納絡(luò)酮催促戒斷可明顯刺激SH-SY5Y細(xì)胞內(nèi)單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,在給予納絡(luò)酮20~40min時(shí)培養(yǎng)上清中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)含量達(dá)到高峰,其后迅速下降。 為了進(jìn)一步探討α-SNAP是否參與了嗎啡處理引起的遞質(zhì)釋放變化的調(diào)節(jié),我們?cè)赟H-SY5Y細(xì)胞模型上又檢測(cè)了嗎啡作用不同時(shí)間α-SNAP的表達(dá)情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),α-SNAP mRNA在嗎啡作用的1h、6h、24h均未檢測(cè)到明顯的表達(dá)變化(圖4.2),Western blot檢測(cè)嗎啡作用1h、8h、24hα-SNAP的蛋白表達(dá)亦未發(fā)現(xiàn)明顯改變(圖4.3),上述結(jié)果與動(dòng)物模型上結(jié)果相一致。以上結(jié)果提示:嗎啡作用不引起α-SNAP的表達(dá)變化。那么作為一個(gè)與神經(jīng)遞質(zhì)釋放關(guān)系密切的因子,它是否參與了嗎啡處理引起的突觸前可塑性的改變呢? 研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)遞質(zhì)的胞吐過(guò)程有一系列分子事件的參與,包括囊泡移動(dòng)、搭靠、融合、內(nèi)吞等。現(xiàn)在公認(rèn)的遞質(zhì)釋放中膜融合的模式是“SNARE假說(shuō)”!癝NARE假說(shuō)”認(rèn)為,在膜融合過(guò)程中,20S復(fù)合體的聚合和解聚是其中的關(guān)鍵步驟。復(fù)合體的聚合始于v-SNAREs和t-SNAREs的結(jié)合。v-SNAREs和t-SNAREs分別定位于囊泡膜和質(zhì)膜上,t-SNAREs包括SNAP-25和Syntaxin。膜融合發(fā)生前,t-SNAREs與v-SNAREs結(jié)合形成一個(gè)沉降系數(shù)為7S的SNARE復(fù)合物。一個(gè)7S SNARE復(fù)合物可以吸引3個(gè)α-SNAP分子,然后招募NSF使其連接至膜上。這樣,SNARE、NSF和α-SNAP就形成了一個(gè)20S復(fù)合體。20S復(fù)合體一旦形成,隨即在NSF的ATP酶作用下水解,同時(shí)引起SNARE分子的變構(gòu),阻止其繼續(xù)聚合。SANRE解體后,形成20S復(fù)合體的各個(gè)組分又被釋放到胞漿中,參與下一輪的囊泡循環(huán)。由于膜融合過(guò)程中形成20S復(fù)合體的t-SNARE位于突觸前膜,所以我們推測(cè)α-SNAP在參與膜融合發(fā)生的過(guò)程中其細(xì)胞內(nèi)分布有可能發(fā)生了變化,如由胞漿分布轉(zhuǎn)移至胞膜。因此,我們?cè)赟H-SY5Y細(xì)胞模型上采用免疫細(xì)胞化學(xué)結(jié)合激光共聚焦檢測(cè)技術(shù)又繼續(xù)觀察了α-SNAP在嗎啡處理后的亞細(xì)胞定位。結(jié)果發(fā)現(xiàn),在嗎啡處理24h后給予納絡(luò)酮催促戒斷20min可觀測(cè)到α-SNAP開(kāi)始由胞漿向胞膜轉(zhuǎn)位,在隨后的40min內(nèi)該現(xiàn)象一直持續(xù)存在。在納絡(luò)酮處理60min時(shí),轉(zhuǎn)位現(xiàn)象仍較明顯(圖4.5)。而急性嗎啡作用1h內(nèi)未檢測(cè)到上述變化(圖4.4)。以上結(jié)果說(shuō)明:慢性嗎啡處理后給予納絡(luò)酮催促戒斷可引起α-SNAP由胞漿向胞膜的轉(zhuǎn)位,其轉(zhuǎn)位發(fā)生的時(shí)間與遞質(zhì)釋放變化的時(shí)間大致吻合,提示其有可能與嗎啡作用引起的神經(jīng)遞質(zhì)釋放變化有關(guān)。 本研究通過(guò)測(cè)定嗎啡處理及戒斷不同狀態(tài)下SNAPs表達(dá)、亞細(xì)胞定位及神經(jīng)遞質(zhì)的釋放情況,得出以下結(jié)論:(1)慢性嗎啡處理及自然戒斷對(duì)大鼠腦區(qū)NAc、CPu和Hip內(nèi)α-SNAP的表達(dá)無(wú)明顯影響;(2)慢性嗎啡處理可上調(diào)大鼠CPu內(nèi)γ-SNAP的表達(dá),但自然戒斷無(wú)上述改變,慢性嗎啡處理及自然戒斷對(duì)大鼠NAc和Hip內(nèi)γ-SNAP的表達(dá)均無(wú)明顯影響;(3)SH-SY5Y細(xì)胞可用于建立慢性嗎啡依賴模型;(4)急性嗎啡處理可抑制SH-SY5Y細(xì)胞單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,慢性嗎啡處理后給予納絡(luò)酮催促戒斷可刺激SH-SY5Y細(xì)胞單胺類神經(jīng)遞質(zhì)的釋放;(5)急慢性嗎啡處理不影響SH-SY5Y細(xì)胞內(nèi)α-SNAP的表達(dá);急性嗎啡處理不引起α-SNAP亞細(xì)胞定位的改變;慢性嗎啡處理后給予納絡(luò)酮催促戒斷可引起α-SNAP由胞漿至胞膜的亞細(xì)胞定位發(fā)生改變,其轉(zhuǎn)位可能與戒斷過(guò)程中神經(jīng)遞質(zhì)釋放增加有關(guān)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】:河北醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號(hào)】:D919

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5 宋月晗;阿片類物質(zhì)心癮形成相關(guān)證候及神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制研究[D];北京中醫(yī)藥大學(xué);2009年

6 賀軍;BDNF對(duì)大腦皮質(zhì)神經(jīng)元鈣信號(hào)調(diào)控作用研究[D];華中科技大學(xué);2005年

7 杜亦旭;腦缺血后突觸重建與星形膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)性及針刺干預(yù)作用研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2008年

8 侯雪民;電針對(duì)腦缺血后模型大鼠突觸可塑性干預(yù)作用的研究[D];廣州中醫(yī)藥大學(xué);2008年

9 牛磊;胚胎期嗎啡暴露對(duì)大鼠海馬及視覺(jué)通路突觸可塑性的影響[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

10 鐘偉霞;大鼠海馬可塑性改變對(duì)谷氨酸受體通道及其相關(guān)突觸蛋白表達(dá)調(diào)控的研究[D];浙江大學(xué);2006年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王慎軍;慢性飲酒及戒斷致大鼠背側(cè)紋狀體突觸可塑性變化的研究[D];南京醫(yī)科大學(xué);2009年

2 代春華;成年大鼠視皮層17區(qū)突觸可塑性的探討[D];青島大學(xué);2010年

3 徐浩;βCaMKII過(guò)量表達(dá)對(duì)小鼠海馬齒狀回區(qū)突觸可塑性和學(xué)習(xí)記憶的影響[D];華東師范大學(xué);2011年

4 楊李果;NR1基因敲除小鼠前額葉腦區(qū)突觸可塑性及學(xué)習(xí)記憶的研究[D];華東師范大學(xué);2011年

5 李瓊;轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1敲除導(dǎo)致海馬神經(jīng)元突觸傳遞和可塑性的缺陷[D];浙江大學(xué);2012年

6 許瀟天;下丘腦外側(cè)區(qū)(LH)和杏仁核前區(qū)(AA)神經(jīng)免疫調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)研究[D];中國(guó)協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2008年

7 陳愛(ài)琴;大鼠基底外側(cè)杏仁核五羥色胺Ⅱ受體的激活可通過(guò)NMDA介導(dǎo)的機(jī)制易化突觸可塑性[D];福建醫(yī)科大學(xué);2003年

8 白靜;NR2A轉(zhuǎn)基因小鼠杏仁核區(qū)突觸可塑性及情緒記憶的研究[D];華東師范大學(xué);2007年

9 王宗青;mGluR_1在單眼形覺(jué)剝奪弱視大鼠視皮質(zhì)17區(qū)的表達(dá)及神經(jīng)元超微結(jié)構(gòu)觀察[D];新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院;2007年

10 安喜艷;突觸素和PSD-95在正常發(fā)育和單眼剝奪大鼠視皮層表達(dá)的研究[D];天津醫(yī)科大學(xué);2007年

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本文編號(hào):1908254

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