食物成瘾及其神经环路调控机制

食物成瘾是指人们对某些特定食物（高度加工、可口、高热量的食物）的依赖性达到难以控制的程度,并表现出一系列成瘾样的行为学变化,具有强迫性、长期性和反复性的特点。食物成瘾可引起肥胖症,而且是大部分人不能维持减肥效果或坚持限制性饮食以保持健康体重的核心因素。深入理解食物成瘾及其神经生物学机制,将为干预食物成瘾以改善肥胖提供准确的靶点。食物成瘾的诊断标准是耶鲁大学食物成瘾量表,而食物成瘾的动物模型为小鼠食物自我管理模型。外侧下丘脑-腹侧被盖区-伏隔核神经环路、腹侧被盖区-前边缘皮质-伏隔核神经环路和外侧隔核-结节核神经环路是调控食物成瘾的关键神经环路机制。     

多巴胺的负调控中枢——缰核在抑郁症中的作用

腹侧被盖区(VTA)在大脑奖赏环路中起到核心调控作用。抑郁症中VTA的多巴胺能神经元电活动发生异常改变。近年来的研究发现,来自缰核的输入能够负调控VTA多巴胺神经元的电活动。在抑郁动物模型中,由于βCaMKII表达水平异常增加所引起的被过度活化的外侧缰核神经元,可以通过降低包括多巴胺在内的单胺水平,最终导致多种核心抑郁表型的产生。     

腹侧被盖区多巴胺能神经元对奖赏/厌恶刺激反应的异质性

中脑多巴胺奖赏系统,由腹侧被盖区及其投射靶区组成,参与药物依赖、精神疾病等病理过程的调控.奖赏和厌恶刺激是衡量上述病理过程的重要手段.一直以来,不同研究在该系统对奖赏和厌恶刺激的反应上存在分歧,越来越多的研究倾向于认为该系统,特别是腹侧被盖区多巴胺能神经元存在较大的异质性.本文从腹侧被盖区多巴胺能神经元判定标准、解剖定位和投射特异性等角度对其在奖赏和厌恶刺激中的功能异质性进行综述,并对未来研究方向进行展望.     

腹侧被盖区多巴胺神经元全脑神经环路示踪

摘要 目的：研究小鼠中脑腹侧被盖区（VTA）多巴胺能神经元接受的全脑输入性上游投射及其输出性下游投射,解析其全脑上下游神经环路连接。方法：用立体定位仪将辅助病毒AAV-EF1a-DIO-GT和AAV-EF1a-DIO-G的混合液（1：1）注射到DAT-cre转基因小鼠的VTA脑区,2周后将重组狂犬病毒（RV）EnVA-RV-mCherry微注射到VTA脑区,1周后RV病毒完成逆向跨突触感染并充分表达荧光蛋白,全脑冰冻切片,用全自动扫描荧光显微镜全脑拍片。用立体定位仪将顺行示踪病毒AAV-EF1a-DIO-GFP微注射到DAT-cre转基因小鼠的VTA脑区,2周后待病毒及荧光蛋白充分表达后,全脑冰冻切片,VTA区脑片用TH抗体行免疫荧光染色,全自动扫描荧光显微镜全脑拍片。结果：狂犬病毒逆向跨单级突触示踪结果显示,全脑许多脑区核团神经元表达RV病毒携带的红色荧光蛋白,主要包括前脑皮层、纹状体、伏隔核、下丘脑视前区、外侧下丘脑、下丘脑室旁核、杏仁核、腹侧被盖区、黑质、中缝背核、臂旁核、缰核。顺行示踪病毒结果显示,表达绿色荧光蛋白的纤维投射主要集中在内侧前额叶皮层、纹状体、伏隔核、背外侧隔核、杏仁核、外侧下丘脑几个脑区。结论：VTA多巴胺能神经元的上游输入性投射广泛的分布于全脑,包括前脑皮层、基底神经节区、下丘脑区、边缘系统、中脑的许多核团都向其发出纤维投射。VTA多巴胺神经元的下游输出性投射主要集中在基底神经节的伏隔核和纹状体,内侧前额叶皮层及下丘脑也有一定投射。     

脑内多巴胺信号动态变化的检测方法及在成瘾研究中的应用

多巴胺是脑内重要的神经递质,中脑多巴胺系统在控制奖赏、动机、运动和情绪调节过程中起重要作用。脑内多巴胺功能紊乱与药物依赖、精神分裂症、抑郁症和帕金森氏病等神经精神障碍有关,动态测定脑内多巴胺变化对于了解多巴胺功能和揭示相关疾病病理机制具有重要意义。本文主要介绍了微透析、快速扫描循环伏安法和光纤光度法的基本原理和方法,并对比分析了这些技术在多巴胺动态检测应用中的优缺点。以药物成瘾研究为应用实例,利用微透析法发现伏隔核壳部是成瘾性药物产生奖赏效应的关键部位,快速扫描循环伏安法检测到与可卡因自身给药行为相关的三种多巴胺信号模式,而光纤光度法则揭示了酒精成瘾和复吸过程中伏隔核和中脑复侧被盖区多巴胺活动特征存在空间和时间上的多样性。这些发现为揭示药物成瘾的机制做出了重要贡献。     

Orexin-A通路对胃运动的调控研究

目的:探讨下丘脑外侧核(LHA)-伏隔核(NAcc)orexin-A神经和功能通路构成及该通路对胃运动的影响及潜在机制。方法:将健康成年雄性Wistar大鼠随机分为逆行追踪组和胃运动组:逆行追踪组大鼠采用逆行追踪技术结合免疫荧光组织化学染色法,观察下丘脑外侧核-伏隔核间是否存在orexin-A神经通路;胃运动组大鼠通过在体胃运动研究,观察伏隔核内微量注射不同浓度orexin-A对大鼠胃运动幅度和频率的影响,以及电刺激下丘脑外侧核后,大鼠胃运动的变化及机制。结果:荧光逆行追踪结合荧光免疫组织化学染色结果显示:下丘脑外侧核内有荧光金和orexin-A双重标记的神经元。胃运动研究结果显示:伏隔核内微量注射orexin-A,大鼠胃运动幅度和频率显著增加,并呈现显著剂量依赖关系(P0.05),伏隔核预先微量注射SB-334867,可反转该效应(P0.05)。电刺激下丘脑外侧核,大鼠胃运动幅度和频率显著增强(P0.05)。同样,伏隔核内微量注射SB-334867,再电刺激下丘脑外侧核,电刺激导致的胃运动增强效应显著减弱(P0.05)。结论:下丘脑外侧核-伏隔核存在orexin-A神经和功能通路,该通路可能通过orexin-A受体介导参与胃动力和能量代谢调控。     

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。     

天然奖赏与药物奖赏

动物和人的中枢神经系统具有奖赏机制来加强和激励对机体有益的行为,以利个体生存和种族繁衍。但这一系统一旦被某些外源性物质反复地异常激活(如药物滥用),则引起神经系统的慢性适应性改变,将对机体造成严重损害。实现奖赏效应的神经结构主要位于中脑边缘系统,中脑腹侧被盖区(VTA)至伏核(NAc)的多巴胺通路是食物和性活动等天然奖赏和成瘾性药物引起奖赏效应的共同通路。本文概述天然奖赏和成瘾性药物奖赏的异同,旨在探讨阻断后者而不损及前者的途径。     

中脑腹侧被盖区多巴胺能神经元的异质性

中脑腹侧被盖区(ventral tegmental area,VTA)多巴胺能神经元作为中脑多巴胺奖赏系统的重要组成成分,参与多种生理和病理过程如正性和负性(奖赏、厌恶等)的情感体验和应答、抑郁、和慢性疼痛等。近年研究发现VTA多巴胺能神经元在介导这些生理和病理过程中表现出显著的异质性,体现在其不同的投射靶区和同种神经元对不同刺激在应答上存在差异。本文对该领域的近期研究进行综述,详细了解这些差异可能为针对性的干预研究提供思路。     

鸣禽欧椋鸟带状核的传出投射—PHAL顺行示踪法研究

本实验应用顺行神经示踪物ＰＨＡＬ对鸣禽欧椋鸟（Ｓｔｕｒｎｕｓ ｖｕｌｇａｒｉｓ）带状核（Ｔｎ）的传出投射作了定位研究。Ｔｎ核的传出投射经背腹两条路线：（１）从Ｔｎ核背部进入端脑的ＰＨＡＬ标记纤维,分别终止在新纹状体内侧,隔内侧核（ＳＭ）,侧室腔外侧带和额上层腹侧带;（２）另一组标记纤维从Ｔｎ核腹侧直接向丘脑投射,在下丘脑腹内侧核（ＶＭＮ）和外侧核（ＬＨｙ）分别获得大量ＰＨＡＬ免疫反应纤维的终末标记。结果提示：Ｔｎ核可能为鸟类旁听觉神经通路的一个组成部分。     

针刺备用背根猫脊髓背核组织对鸡胚背根节神经突起生长的促进作用

改良了Ｍａｘｉｍｏｗ双盖片悬滴培养法。籍之研究了猫脊髓在部分去腰骶背根专入后以及去传入并行备用背根外周支配区穴位针刺后,背核组织促神经突起生长作用的变化。发现部分去背根传入可使背核组织的促神经突起生长作用增强,电针刺激术侧穴位能够进一步提高背核组织的促神经突起生长效应。推测是为去传入导致备用背根侧支出芽及针刺穴位促进侧支出芽的直接原因之一。     

慢性吗啡预处理减弱急性吗啡对伏隔核谷氨酸能突触传递的影响

吗啡长期作用后会产生成瘾(addiction),严重影响其临床应用。前额叶(prefrontal cortex,PFC)投射至伏隔核(nucleus accumbens,NAc)的谷氨酸能突触对奖赏效应有重要的调节作用,但该突触在吗啡成瘾中的具体作用尚不完全清楚。为探讨PFC至NAc的谷氨酸能突触在成瘾形成过程中的具体作用及其机制,本研究利用成年大鼠在体记录的方式,记录电刺激PFC至NAc谷氨酸能传入纤维引起的NAc壳区场兴奋性突触后电位(filed excitatory postsynaptic potential,fEPSP),观察慢性吗啡/盐水预处理后依次急性皮下注射吗啡及腹腔注射纳络酮对fEPSP幅值和配对脉冲比率(paired-pulse ratio,PPR)的影响。结果显示,与基础fEPSP相比,慢性盐水预处理组急性皮下注射吗啡能够增强fEPSP幅值并减小PPR,纳络酮能够反转这种现象。慢性吗啡预处理组急性皮下注射吗啡增强的fEPSP幅度较盐水预处理组减小,纳络酮同样能够反转吗啡作用;吗啡注射后PPR仅有降低的趋势,而纳络酮注射能够显著增高基础PPR。这些结果表明,吗啡首次作用可通过突触前机制增强PFC到NAc的谷氨酸能突触传递,而慢性吗啡预处理后,由吗啡再次作用诱导的突触前谷氨酸能突触传递增强有所减弱,提示NAc中可能存在对成瘾药物的神经适应性现象。     

核受体相关因子1的研究进展

核受体相关因子 1(nuclearreceptor relatedfactor 1,Nurr1)是一种转录因子 ,属于核受体超家族成员 ,主要表达于中脑黑质与腹侧被盖区 ,作为基因转录调控蛋白而参与了中脑多巴胺能神经元的发育与存活、长时记忆、肝再生及炎症等多种生理和病理过程。本文总结和讨论了有关Nurr1的编码基因、分子结构、组织表达及生物学功能等方面研究的新近进展     

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。     

miRNAs与药物成瘾

药物成瘾是一种慢性复发性脑病,主要表现为不可控制的对药物持续渴求和戒断后的高复吸。目前观点认为,成瘾是中脑腹侧被盖（ventral tegmental area,VTA）到伏隔核（nucleus accumbens,NAc）脑区多巴胺能奖赏通路中神经可塑性发生改变而导致的一种神经精神疾病。基因表达变化在神经可塑性中发挥着重要作用,但成瘾药物导致相关脑区结构和功能改变的机制还不甚清楚。微小RNAs（microRNAs,miRNAs）是一类非编码RNA,主要通过结合靶基因mRNA 3′非翻译区（3′untranslated region,3′UTR）,在转录后水平阻断其翻译成蛋白质或触发其不稳定而降解。越来越多的研究证实,miRNAs参与调节成瘾相关神经可塑性的变化。本文较系统地阐述miRNAs在药物成瘾中的作用研究进展,将为深入阐明药物成瘾的机制以及药物成瘾临床有效干预和诊治提供新思路。     

单次注射人工合成大麻素降低大鼠中脑腹侧背盖区多巴胺能神经元兴奋性北大核心CSCD

大麻成瘾可能维持一生。中脑腹侧背盖区(ventral tegmental area,VTA)作为投射到意识及情绪相关皮层和边缘系统的多巴胺能神经元的主要来源,是奖赏系统的关键部位之一,与药物成瘾密切相关。目前,对于VTA多巴胺能神经元在药物成瘾过程中的作用研究,主要集中在药物成瘾过程中突触可塑性的变化。已有研究表明,大麻素慢性作用5天后,易化了低频电刺激诱导VTA多巴胺能神经元产生突触传递的长时程减弱(long-term depression,LTD)效应,而此过程中多巴胺能神经元兴奋性的变化情况还未见报道。实验中,作者采用离体脑片膜片钳技术,观察单次注射人工合成大麻素HU210对大鼠VTA区多巴胺能神经元兴奋性的影响。结果显示,HU210作用后,神经元基强度增大,平均放电频率降低,其细胞膜电生理特性也发生了改变,表明单次注射人工合成大麻素HU210,降低了VTA多巴胺能神经元的兴奋性,提示神经元内在兴奋性的可塑性改变可能在药物成瘾中发挥作用。     

兔孤束核腹外侧区微量注射谷氨酸钠及甘氨酸对弓状核诱发电位的影响

实验在６６只麻醉、制动,断双侧颈迷走神经和人工通气的家兔上进行。通过微量注射神经元胞体兴奋剂谷氨酸钠和神经元胞体抑制剂甘氨酸,改变孤束核腹外侧区神经元兴奋活动,探讨对下丘脑弓状核诱发电位的影响及其可能的机制和意义。实验结果如下：（１）孤束核腹外侧区微量注射谷氨酸钠,可使膈神经放电显著增加和使弓状核诱发电位Ｐ２及Ｎ２波幅显著降低;而微量注射甘氨酸则使膈神经放电显著减少和使弓状核诱发电位Ｐ２及Ｎ２波幅显著增大。（２）静脉注射纳洛酮对谷氨酸钠引起的膈神经放电兴奋效应无明显影响,但能翻转谷氨酸钠对弓状核诱发电位Ｐ２及Ｎ２波幅的抑制效应。提示：孤束核腹外侧区呼吸神经元的兴奋活动可扩散至弓状核,并对弓状核诱发电位产生影响,此影响可能是由内源性阿片系统参与而实现的。     

迷走神经运动背核内心迷走神经元的GABA能突触前支配受谷氨酸能紧张性调控

谷氨酸能和GABA能支配是心迷走节前神经元(cardiac vagal neuron,CVN)的主要兴奋性和抑制性突触传入.在CVN的活动调节中,这两种支配是否有相互作用、以及如何相互作用目前尚不清楚.本研究用神经元逆行荧光染料标记法和电压膜片钳方法证明,谷氨酸NMDA型和非NMDA型受体拮抗剂AP5和CNQX在全脑片应用条件下,对疑核(nucleus ambiguus,NA)内CVN的GABA能突触前活动无明显影响,而对迷走神经运动背核(dorsal motor nucleus ofthe vagus,DMNX)内CVN的GABA能突触前活动有显著的抑制作用.这些观察结果提示支配迷走神经运动背核内CVN的GABA能神经元可能接受紧张性谷氨酸能支配,而支配疑核内CVN的GABA能神经元则没有这种紧张性谷氨酸能支配.疑核内和迷走神经运动背核内CVN的这种调节差异,是两个核团的CVN在心率和心功能调节中功能分工的可能机制之一.     

多巴胺对吗啡成瘾大鼠海马区痛觉调制的研究进展

当今社会日益增长的吗啡等阿片类药物的非法滥用已经严重威胁到人类的健康。然而,迄今为止尚没有找到能够较为有效的防治阿片成瘾的方法。目前研究已知,阿片成瘾的形成所涉及的脑区及核团包括中脑腹侧被盖区(VTA)、伏隔核(NAc)、海马等,其成瘾涉及的神经递质系统包括多巴胺、5-羟色胺等。本文将就多巴胺及海马在痛觉调制及药物成瘾过程中的作用进行综述,为吗啡的成瘾与戒断的进一研究及治疗提供线索。     

中缝核5-羟色胺能神经投射对嗅球调制效应的研究进展

中缝核5-羟色胺能神经元通过其广泛的神经投射影响大脑多方面的功能,包括抑郁和焦虑、睡眠-觉醒周期、奖赏、决策中的耐心以及性别取向等.背侧中缝核和中央中缝核的5-羟色胺能神经元对嗅球有密集的神经投射,从而调控嗅觉信息的初步表征和编码.近年来,随着电生理、光学成像及光遗传技术的应用,关于中缝核5-羟色胺能神经元对嗅球的调制作用研究不断出现,大量离体和在体实验证据表明中缝核5-羟色胺能神经元对嗅球及嗅觉相关行为有广泛的调制.本文从嗅球不同神经元类型角度,就中缝核5-羟色胺能神经投射对嗅球的调控作用及其神经机制研究进展进行了总结.