茶质滤嘴的祛烟瘾减害作用研究

吸烟可以引起一系列严重疾病,吸烟对健康的危害已成为人类面临的重大公共卫生问题.尽管科学研究和医疗工作者实验了各种方法,但是效果仍不理想,控烟已成为一个世界性难题.为了寻找破解这一难题的新对策,研制了一种茶质滤嘴(国际发明专利号:PCT/CN2009/000763)可以对吸烟依赖有明显的祛致瘾作用,并初步探明了其作用机理.第一批临床实验发现,吸烟志愿者使用茶质滤嘴2个月,吸烟量减少52%左右,其中31%减少到0.另一批临床实验发现,吸烟志愿者使用茶质滤嘴3个月,吸烟量在第1,2和3个月分别减少约48%,83%和91%,在最后一个月每天吸烟量由原来平均每天24.5支减少到每天3支左右.动物实验发现,茶质滤嘴中的茶氨酸可以明显抑制尼古丁在小鼠中引起的条件性位置偏爱,与尼古丁乙酰胆碱受体(nAChRs)抑制剂有类似的效果.测定小鼠脑nAChRs发现,茶氨酸处理动物可以抑制尼古丁引起的3种尼古丁乙酰胆碱受体亚基的表达上调,而且多巴胺释放增加受到明显抑制.茶质滤嘴还可以明显降低吸烟产生的有害物质,降低吸烟引起动物的急性毒性和慢性致癌性.本工作发现了抑制烟草和尼古丁成瘾的新物质——茶质滤嘴和茶氨酸,提供了一种可以战胜吸烟危害的新策略.该工作的实施和推广将可以保护当代和后代免受吸烟对健康、社会、环境和经济造成的破坏性影响,对建设和谐的人类文明社会和国民经济的持续发展具有重要意义.     

可卡因环境相关奖赏记忆提取激活伏隔核中央核和杏仁核基底外侧核神经元

奖赏刺激和伴药环境之间的强烈关联记忆,使得成瘾者在戒除药物数月或数年后暴露于类似环境即可诱发复吸。研究成瘾记忆的神经生物学基础有重要意义。本研究以可卡因条件位置偏爱(conditioned place preference,CPP)实验为行为学模型模拟分析药物与环境之间关联的建立。c-Fos、Zif268是常用的反映神经元活动增加的即早基因标记物。本文旨在通过采用免疫组织荧光染色方法,对可卡因环境相关的奖赏记忆提取后小鼠各脑区c-Fos、Zif268表达进行定量,比较分析它们的表达差异,以此来观察环境相关奖赏记忆提取时不同脑区神经元的激活情况。C57BL/6小鼠分为三组:生理盐水提取组、可卡因环境相关奖赏记忆提取组以及可卡因未提取组。后两组均接受CPP训练(一侧为伴可卡因侧,另一侧为伴生理盐水侧),训练结束后可卡因环境相关奖赏记忆提取组提取相关记忆,可卡因未提取组不提取。生理盐水提取组在放入CPP箱两侧前均腹腔注射生理盐水。结果显示,在药物成瘾相关脑区伏隔核核部,可卡因环境相关奖赏记忆提取组c-Fos、Zif268蛋白表达量显著高于生理盐水提取组。可卡因环境相关奖赏记忆提取组杏仁核基底外侧核Zif268蛋白表达量显著高于生理盐水提取组。在中脑边缘多巴胺系统的其他相关脑区如前额叶皮层、海马等,各组间c-Fos、Zif268蛋白表达量并未观察到明显的差异。以上结果表明伏隔核中央核和杏仁核基底外侧核在可卡因环境相关奖赏记忆提取过程中被激活,这提示伏隔核中央核和杏仁核基底外侧核脑区内激活的神经元是可卡因环境相关奖赏记忆的重要神经基础,为进一步解析药物成瘾记忆机制打下了基础。     

d-尼古丁对血管平滑肌细胞迁移的影响

为了在分子水平上揭示吸烟导致动脉粥样硬化的机制,探讨了烟草致病的主要成分d-尼古丁对豚鼠大脑基底动脉血管平滑肌细胞GbaSM-4迁移作用的影响。应用Boyden小室实验发现,d-尼古丁具有促进GbaSM-4细胞迁移的作用。免疫荧光染色显示,在d-尼古丁作用下有GbaSM-4细胞伪足内肌动蛋白表达和分布增加的现象。为了进一步阐明d-尼古丁促进平滑肌细胞迁移作用的分子机制,应用RT-PCR方法检测到在GbaSM-4细胞内有α7型烟碱乙酰胆碱受体的表达。应用烟碱乙酰胆碱受体的特异性抑制剂甲基牛扁碱和肌肉收缩的关键酶——肌球蛋白轻链激酶（myosin light chain kinase,MLCK）抑制剂ML-9作用GbaSM-4细胞后,发现d-尼古丁对GbaSM-4细胞的诱导迁移作用被明显的抑制。采用RNA干扰技术,成功地使GbaSM-4细胞内MLCK的表达水平下调,观察到d-尼古丁对GbaSM-4细胞的诱导迁移作用也被明显的抑制。上述研究结果表明,d-尼古丁以趋化因子的作用促进血管平滑肌细胞迁移,其分子机制可能与α7型烟碱乙酰胆碱受体和MLCK等因素有关,这一发现为揭示吸烟导致动脉粥样硬化提供了实验依据。     

尼古丁在帕金森病中的神经保护作用

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是常见的中老年神经退行性疾病。研究表明,尼古丁具有抵抗黑质多巴胺神经元损伤的作用,其通过烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptor,nAChR)途径与非受体途径抑制帕金森病的发生与发展。本文就尼古丁在帕金森病中的神经保护作用以及保护机制的相关研究进行综述。     

多巴胺通过促进RNF20降解抑制神经细胞中组蛋白H2B泛素化

表观遗传修饰参与了药物成瘾的形成过程,而在药物成瘾过程中组蛋白泛素化水平的变化仍未可知。药物成瘾过程中常表现为多巴胺(dopamine, DA)表达量的升高,因此本研究欲探讨多巴胺升高对神经细胞组蛋白泛素化的影响及其机制。Western印迹结果显示,在终浓度0.8 mmol/L的多巴胺作用8 h后,人神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y细胞中环指蛋白20(ring finger protein 20, RNF20)表达量降低(0.29±0.032 vs. 1.0±0.025,P<0.0001),泛素化组蛋白H2B(H2Bub1)表达量下降(0.28±0.032 vs. 1.0±0.017,P<0.0001)。但是RT-PCR结果显示,多巴胺处理SH-SY5Y细胞后,RNF20在mRNA水平的表达无明显变化。在SH-SY5Y细胞中沉默RNF20的表达,H2Bub1在蛋白质水平的表达明显降低(0.20±0.069 vs. 1.0±0.060,P=0.001)。在加入多巴胺的基础上,分别加入蛋白酶体抑制剂MG132、自噬体形成抑制剂3-MA以及空泡型H^+-ATP酶特异性抑制剂Baf-A1等药物来检测RNF20的降解途径,结果发现,加入MG132、3-MA以及Baf-A1后,RNF20表达量均比DA处理组显著上升(1.51±0.095,P=0.0003; 0.89±0.075,P=0.0021; 2.74±0.099,P<0.0001;vs. 0.27±0.044)。上述结果表明,在SH-SY5Y细胞中,RNF20对H2Bub1具有调控作用,多巴胺可通过泛素化及自噬两种途径促进RNF20降解,从而抑制组蛋白H2B泛素化。     

尼古丁预防帕金森氏综合症和老年痴呆症的分子机理研究

吸烟有害健康,吸烟产生的自由基、亚硝胺和多环芳烃等是主要有害物质,而尼古丁是造成吸烟依赖的主要物质。流行病学统计显示,吸烟者患帕金森氏综合症(Parkinson's disease,PD)和老年痴呆症(Alzheimer's disease,AD)的概率远低于不吸烟者;实验和人群结果表明尼古丁可以预防PD和AD,但其机理还不十分清楚。实验发现:1)尼古丁可以有效清除活性氧自由基,能够抑制多巴胺自氧化,是一种抗氧化剂;2)尼古丁能够有效抑制6-OHDA和MPP 诱导的细胞色素C(Cytochrome C,Cyt.C)释放;3)尼古丁可以保护海马神经元抵抗β淀粉样蛋白诱导的凋亡;4)尼古丁可以防止淀粉样蛋白在转基因AD鼠脑中的沉淀;5)尼古丁可以络合金属铜和锌,防止其在脑中积聚;6)尼古丁可以通过激活烟碱型乙酰胆碱受体nAChRs(nicotin acetylcholine receptor)7和MAPK(mitogen activated protein kinase)来抑制NF-κB和C-Myc信号通路,抑制炎症和诱导型NOS表达和NO生成,预防AD。这些结果对于解释尼古丁防治神经退行性疾病AD和PD的机理具有重要意义。     

Ghrelin在物质依赖中的研究进展

Ghrelin为1999年发现的一种脑肠肽,是生长激素促分泌素受体(growth hormone secretagogue receptor,GHS-R)的内源性配体。Ghrelin参与体内多种重要生理过程,能促进生长激素的释放、调节摄食和能量平衡。近来有研究表明ghrelin还可通过结合受体GHS-R1α作用于中脑多巴胺奖赏系统,对物质依赖产生影响。本文总结了ghrelin与不同成瘾物质包括酒精、尼古丁、中枢兴奋剂、大麻素和阿片类药物之间的关系,望有助于更好地理解和解决物质依赖问题。Ghrelin及其受体未来有望成为治疗物质依赖的新作用位点。     

食欲素信号系统在成瘾中的作用

成瘾是对成瘾物质的强迫性、持续性需求并缺乏控制能力的行为,它会导致大脑中枢奖赏回路的改变。下丘脑是调控自然奖赏的重要脑区,它能特异性地表达一种被称为食欲素(orexins/hypocretins)的神经肽。食欲素通过作用于食欲素受体调控睡眠、觉醒状态,同时,食欲素受体在药物成瘾和奖赏相关的行为中也有重要作用,投射到不同脑区的食欲素对不同药物导致的成瘾调节作用也不同,调控食欲素信号系统,将可能成为治疗成瘾的重要方法。本文重点总结了食欲素信号系统在不同药物成瘾过程中的作用的最新研究进展。     

尼古丁在诱导的肺泡巨噬细胞自噬及肺炎中的作用

目的:探讨尼古丁在诱导的小鼠肺泡巨噬细胞自噬及肺炎发生中的作用。方法:通过碘化丙啶(PI)/Hochest33258染色法检测尼古丁诱导巨噬细胞MH-S死亡;通过Western印迹和电子透射显微镜检测尼古丁诱导MH-S细胞自噬的发生;采用中性红摄取实验检测尼古丁处理后巨噬细胞的吞噬能力;通过攻毒实验检测尼古丁诱导的肺炎。结果:不同浓度尼古丁作用下PI染色的死细胞呈上升趋势;LC3BⅡ蛋白表达具有尼古丁剂量依赖性,并且1μmol/L的尼古丁能够增强LPS预刺激的MH-S细胞自噬发生。电子透射显微镜结果显示在1μmol/L尼古丁的作用下,细胞内自噬体数量增加;MH-S的中性红摄取能力与尼古丁浓度剂量呈负相关性;尼古丁能够诱导小鼠发生肺炎,并降低小鼠体重。结论:尼古丁能够增强肺泡巨噬细胞的自噬水平,并且可以诱导肺炎的发生,有助于进一步研究吸烟与肺炎的关系。     

前边缘皮质生长激素抑制素神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用

药物成瘾是一种由药物滥用所引起的慢性、复发性的精神疾病,主要特征是不计后果的强迫性用药。药物成瘾涉及多个脑区的神经可塑性改变。前边缘皮质(prelimbic cortex, PrL)是背内侧前额叶皮质的主要区域,有大量的锥体神经元,其兴奋性神经投射可以促进可卡因觅药行为。PrL还存在少量GABA能中间神经元,对PrL的兴奋性神经元功能、信息整合和传递起到重要的调控作用,而这一部分神经元在药物成瘾过程中的作用并不清楚。小清蛋白(parvalbumin, PV)和生长激素抑制素(somatostatin, SST)神经元是前额叶皮质中分布广泛的两类主要的抑制性GABA能中间神经元。本研究利用PV-Cre和SSTCre的转基因小鼠,结合化学遗传学的方法探究PrL中间神经元在吗啡引起的行为学改变中的作用。结果显示,特异性抑制PrL脑区SST神经元可以显著增加小鼠的焦虑水平,但不影响小鼠的运动能力;抑制PrL脑区SST神经元降低小鼠吗啡诱导的活动性增强及条件位置偏爱;而抑制PrL脑区PV神经元则对小鼠的运动能力、焦虑水平及吗啡引起的行为学改变均没有显著影响。本研究通过对PrL脑区PV及SST中间神经元在吗啡诱导的行为学改变中作用的研究,为成瘾药物作用的细胞及神经基础提供了依据。     

伏隔核壳部巴氯芬灌注阻断吗啡成瘾小鼠条件位置性偏爱记忆再巩固

氨基丁酸B型受体(GABAB受体)是治疗药物成瘾的潜在靶点,伏隔核壳部(nucleus accumbens shell, AcbSh)是成瘾环路的关键节点,但AcbSh GABA_B受体与记忆再巩固的关系尚不清楚。本文旨在探讨AcbSh微量灌注GABA_B受体激动剂巴氯芬(baclofen, BLF)对吗啡奖赏记忆再巩固及复吸行为的影响。建立吗啡条件位置性偏爱(conditioned place preference, CPP)小鼠模型,采用吗啡奖赏记忆提取激活实验,对比观察环境线索激活吗啡奖赏记忆后,双侧AcbSh灌注BLF对吗啡CPP、吗啡激发CPP重建以及自主活动量的影响。结果表明,吗啡奖赏记忆激活后,Acb Sh单次注入0.06nmol/0.2μL/侧或0.12nmol/0.2μL/侧BLF显著抑制吗啡CPP,且吗啡激发不能重建CPP,而0.01nmol/0.2μL/侧BLF灌注不能抑制吗啡CPP。激活后注入生理盐水及未激活组BLF灌注均未抑制CPP。无论是否激活吗啡奖赏记忆,BLF注入AcbSh都不影响小鼠自主活动。以上结果提示,AcbSh GABA_B受体参与了吗啡CPP的记忆再巩固。记忆激活后激动AcbSh GABA_B受体可通过阻断吗啡CPP的记忆再巩固,消除奖赏记忆,抑制复吸行为。     

在吗啡奖赏效应中多巴胺并非必需

多年来大量的实验证明,具有成瘾性的物质通过作用于脑内不同的靶点,最终都会引起伏核内多巴胺含量的上升;而损毁中脑边缘多巴胺系统能够抑制药物的奖赏作用。因此,在成瘾机制的研究中多巴胺处于重要地位。尽管如此,仍然有人质疑多巴胺在成瘾性药物的多种行为反应中的作用,从而提出了不依赖多巴胺的阿片奖赏机制。那么,多巴胺是否是阿片类药物诱导的各种行为反应所必需的呢？     

正显性热休克因子1突变体抑制6-OHDA诱导细胞死亡的研究

热休克因子1是真核细胞应激反应时热休克蛋白表达的主要转录调控因子。它在非应激条件下被抑制性复合体抑制以非活化形式存在,只有在受到应激时才会暂时活化。通过基因突变得到的正显性突变体在不需要外界环境刺激的条件下就能激活细胞内源性热休克蛋白的表达。环境神经毒素是引起帕金森病的一个重要因素,它们能够氧化损伤多巴胺能神经元,最终引起细胞死亡。Western blot和双荧光素酶检测证明,在SH-SY5Y细胞中转染正显性热休克因子1突变体能够明显上调HSP70的表达。并且通过检测细胞培养基中的乳酸脱氢酶的含量证明正显性热休克因子1突变体能够显著抑制神经毒素6-羟基多巴胺诱导的细胞死亡。这些结果表明,正显性热休克因子1突变体在帕金森病的防治方面可能具有潜在的应用前景。     

L-茶氨酸对H_2O_2致L02细胞损伤的保护作用及其机制研究

研究L-茶氨酸对肝细胞损伤的保护作用及其机制。利用H2O2诱导的L02肝细胞损伤模型,分别用MTT法检测细胞存活率、测定LDH、流式细胞术检测细胞凋亡率、Western blot法检测Caspase-3和PARP蛋白表达及Bax/Bcl-2比值的变化,评价L-茶氨酸是否能保护H2O2诱导的肝细胞损伤。结果表明,L-茶氨酸能提高H2O2损伤的L02细胞存活率,减少LDH的渗漏,降低肝细胞凋亡,且L-茶氨酸通过抑制Caspase-3的激活和PARP的切割及Bax/Bcl-2比值的升高而发挥抗凋亡的作用。L-茶氨酸对肝细胞损伤有一定的治疗和保护作用。     

L-茶氨酸对H2O2致L02细胞损伤的保护作用及其机制研究

研究L-茶氨酸对肝细胞损伤的保护作用及其机制。利用H2O2诱导的LO2肝细胞损伤模型,分别用MTT法检测细胞存活率、测定LDH、流式细胞术检测细胞凋亡率、Western blot法检测Caspase-3和PARP蛋白表达7LBax／Bcl-2比值的变化,评价L-茶氨酸是否能保护H2O2诱导的肝细胞损伤。结果表明,L-茶氨酸能提高H2O2损伤的L02细胞存活率,减少LDH的渗漏,降低肝细胞凋亡,且L-茶氨酸通过抑制caspase-3的激活和PARP的切割及Bax／Bcl-2比值的升高而发挥抗凋亡的作用。L-茶氨酸对肝细胞损伤有一定的治疗和保护作用。     

下丘脑食欲素在药物成瘾中的作用

下丘脑是调控自然奖赏的重要脑区,它能特异性地表达一种神经肽——食欲素(orexin),这种神经肽在药物奖赏中的作用受到广泛关注。在成瘾研究中,发现不同脑区中的食欲素神经元对奖赏和动机行为的调节作用是不相同的:围穹窿区(PFA)和背内侧下丘脑区(DMH)的食欲素神经元主要参与激活应激系统,而外侧下丘脑(LH)的食欲素神经元主要通过激活与奖赏学习相关的大脑环路参与奖赏行为的调控。提示食欲素系统可在延长戒断防止复吸发生中成为新的研究目标,食欲素受体可以作为治疗药物成瘾的一种新的治疗靶标。     

小肽在原核和真核细胞中抑制α-synuclein异常折叠的研究

目的:研究在大肠杆菌中能够有效抑制α-synuclein异常折叠的小肽,在人神经母细胞瘤SH-SY5Y中的抑制作用.方法:基于α-Syn疏水区域设计的5种透膜小肽在大肠杆菌中能够有效抑制α-synuclein异常折叠;构建真核表达质粒CMV-SynGFP-IRES-Pn并转入SH-SY5Y细胞,通过测定细胞荧光强度分析小肽抑制α-synuclein异常折叠情况,由此评价大肠杆菌筛选系统确定的小肽在真核SH-SY5Y细胞中的有效性.结果:在大肠杆菌中能有效抑制α-Syn(129A)异常折叠的三种小肽R7P1、R7P3、R7P4,在SH-SY5Y中的作用效果也十分明显,分别比对照肽ASIlD提高了114%、98%和98%.对于α-Syn(53T),R7P1和R7P2在SH-SY5Y中分别比对照提高了90%和44%;然而在两种细胞中,5种透膜小肽对野生型α-Syn(WT)的作用与对照相比差距不明显.     

L-谷氨酸和卡巴胆碱对中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元簇放电的影响

中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元的簇放电会导致其突触末梢多巴胺释放量瞬时大量增加,已被公认是编码奖赏效应的功能相关信号,但诱发多巴胺能神经元产生簇放电的神经调节的具体机制尚不完全清楚。为深入理解诱发VTA多巴胺能神经元产生簇放电介导奖赏信号的递质机制和不同脑区间的协同作用,本实验利用大鼠离体脑片,研究了胆碱能受体激动剂卡巴胆碱单独灌流,兴奋性谷氨酸能受体激动剂L-谷氨酸单独脉冲式给药及二者同时作用时VTA多巴胺能神经元簇放电的产生。结果显示,在离体脑片,卡巴胆碱(10μmol/L)持续灌流或L-谷氨酸(3mmol/L)脉冲式给药均能够诱发多巴胺能神经元产生簇放电。在二者单独作用不能诱发簇放电的神经元,卡巴胆碱和谷氨酸联合用药则可以诱发出簇放电。这些结果提示,卡巴胆碱和L-谷氨酸在诱发多巴胺能神经元簇放电的过程中具有协同作用。     

GAPDH降解途径在鱼藤酮诱导多巴胺能神经元损伤中的作用

目的探讨GAPDH降解途径在鱼藤酮(rotenone)诱导的多巴胺能神经元损伤中的作用。方法用鱼藤酮诱导多巴胺能神经细胞SH-SY5Y建立帕金森病(Parkinson’s disease,PD)细胞模型,并分别加入蛋白酶体和自噬抑制剂和激活剂,显微镜观察细胞形态,MTT法检测细胞活性,Western blot检测GAPDH的表达及降解。结果鱼藤酮、蛋白酶体和自噬途径抑制剂可导致细胞活性下降,各药物组细胞生长受抑制;在鱼藤酮诱导的SH-SY5Y细胞内GAPDH水平上调,加入蛋白酶体和自噬途径抑制剂能够进一步上调GAPDH水平,而加入两个降解途径的激活剂则显著抑制鱼藤酮对GAPDH水平的上调作用。结论蛋白酶体和自噬溶酶体途径功能异常在GAPDH代谢中发挥重要作用,两者均参与GAPDH的降解。激活这两条降解途径可增加过表达的GAPDH的清除,可能成为PD治疗潜在的新靶点。     

药物成瘾相关的神经结构可塑性改变

不计后果的药物渴求和滥用是药物成瘾的一个显著特征。药物滥用可以诱导行为学和心理学持续性改变的发生,这些持续性改变由相关神经通路(尤其是奖赏系统)神经结构的可塑性变化所引起。本文综述了安非他明、可卡因、尼古丁和吗啡等药物诱发的相关脑区的神经可塑性改变以及引起这些改变的可能原因。药物成瘾诱发的神经结构可塑性改变反映了相关神经系统突触连接的重塑,这些重塑改变该系统的功能,由此便产生了药物滥用的一系列后遗症状———包括成瘾。