多巴胺D2受體維持覺(jué)醒及介導(dǎo)精神類(lèi)藥物促覺(jué)醒的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制.pdf

1、多巴胺系統(tǒng)參與覺(jué)醒相關(guān)的運(yùn)動(dòng)、獎(jiǎng)賞、認(rèn)知等多種生理功能調(diào)控。神經(jīng)核團(tuán)損傷、藥理學(xué)和基因敲除(knock-out，KO)動(dòng)物等研究發(fā)現(xiàn)多巴胺D2受體(dopamineD2 receptor，D2R)對(duì)維持覺(jué)醒具有重要作用。但藥理學(xué)手段研究在作用部位選擇性和受體高度特異性方面有一定的局限，而D2R KO小鼠是全身D2R敲除。因此，表達(dá)D2R發(fā)揮覺(jué)醒調(diào)控作用的關(guān)鍵腦區(qū)不明。為了闡明D2R維持覺(jué)醒的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制，我們擬設(shè)計(jì)攜帶D2R基因短發(fā)夾

2、RNA(short hairpin RNA，shRNA)的腺相關(guān)病毒(adeno-associated virus，AAV)微量注射到的小鼠的不同腦區(qū)，局部敲除D2R，測(cè)定局部受體敲除小鼠的自主活動(dòng)量和睡眠-覺(jué)醒行為，尋找D2R參與維持覺(jué)醒的神經(jīng)解剖學(xué)部位。進(jìn)一步設(shè)計(jì)攜帶人D2R(human-D2R，hD2R)基因cDNA的AAV，微量注射到D2R KO小鼠的不同神經(jīng)核團(tuán)，局部拯救局部腦區(qū)的D2R，進(jìn)行自主活動(dòng)量測(cè)定和睡眠-覺(jué)醒行為解析

3、研究D2R KO小鼠的覺(jué)醒異常是否能夠恢復(fù)，進(jìn)一步驗(yàn)證D2R維持覺(jué)醒的關(guān)鍵腦區(qū)，闡明D2R調(diào)控覺(jué)醒的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制。
　　精神興奮性藥物甲基苯丙胺和可卡因能短期提高精神或軀體功能，比如促進(jìn)覺(jué)醒、提高警覺(jué)性、運(yùn)動(dòng)性等，常用易成癮。成癮后伴有嚴(yán)重的睡眠障礙。闡明D1R、D2R在甲基苯丙胺和可卡因的促覺(jué)醒作用，將可能為戒斷成癮和治療成癮伴有的睡眠障礙提供理論支持。
　　我們?cè)O(shè)計(jì)的AAV-shD2R-mCherry和AAV-hD2R

4、能在小鼠腦內(nèi)高效、穩(wěn)定表達(dá)，且該載體安全性高、毒性低、未引起顯著的宿主免疫原性。
　　當(dāng)伏隔核核部(Nucleus accumbens core，NAc core) D2R局部敲除后，與相應(yīng)的對(duì)照組小鼠相比，基礎(chǔ)狀態(tài)下，小鼠白天、夜間自主活動(dòng)量均顯著降低，特別是夜間活動(dòng)量降低更明顯。分析睡眠-覺(jué)醒行為發(fā)現(xiàn)， NAc core內(nèi)D2R局部敲除小鼠覺(jué)醒量顯著降低，睡眠增加，睡眠片段化和夜間睡眠能譜強(qiáng)度降低。局部拯救NAc core內(nèi)D

5、2R后，其白天自主活動(dòng)量增加，特別是開(kāi)燈后的1小時(shí)內(nèi)活動(dòng)量顯著增加，夜間自主活動(dòng)量不穩(wěn)定。白天NREM睡眠減少，覺(jué)醒量增加。
　　伏隔核殼部(NAc shell)內(nèi)D2R局部敲除后，基礎(chǔ)狀態(tài)下，小鼠的自主活動(dòng)量和睡眠-覺(jué)醒行為發(fā)現(xiàn)均未見(jiàn)顯著性變化。局部拯救NAc shell內(nèi)D2R，其自主活動(dòng)量變化和睡眠-覺(jué)醒均未見(jiàn)顯著性變化。
　　尾殼核（Caudate-putamen，CPU）D2R局部敲除后，基礎(chǔ)狀態(tài)下，小鼠夜間自動(dòng)活

6、動(dòng)量減少，但覺(jué)醒量與對(duì)照組小鼠相比未見(jiàn)顯著性差異。局部拯救CPU內(nèi)D2R后，白天自主活動(dòng)量顯著增加，夜間活動(dòng)量變化不顯著，且睡眠-覺(jué)醒無(wú)顯著變化。
　　腹腔注射1、2和4 mg/kg的不同劑量甲基苯丙胺對(duì)小鼠促覺(jué)醒作用的量效關(guān)系，對(duì)WT小鼠覺(jué)醒維持時(shí)間分別為2、3和4h，而D2R KO的覺(jué)醒持續(xù)時(shí)間分別為1.5、2和2.5 h。腹腔注射10、20和40 mg/kg等不同劑量可卡因后，小鼠立即表現(xiàn)為持續(xù)覺(jué)醒，D2R WT小鼠持續(xù)覺(jué)醒

7、時(shí)間分別為33 min、55 min和106 min與WT小鼠相比，可卡因?qū)2R KO小鼠促覺(jué)醒作用顯著降低，持續(xù)覺(jué)醒時(shí)間分別為20 min、32 min和56 min。用D1R拮抗劑SCH2339030μg/kg預(yù)處理D2R KO小鼠，可進(jìn)一步降低甲基苯丙胺和可卡因誘導(dǎo)的促覺(jué)醒效應(yīng)。
　　基礎(chǔ)狀態(tài)（生理?xiàng)l件）下，富含D2R的NAc core是維持覺(jué)醒的關(guān)鍵核團(tuán)，而NAc shell內(nèi)D2R對(duì)其維持運(yùn)動(dòng)和覺(jué)醒不起主要作用，CPU