药物精神依赖行为

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),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）,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;Orexin,7,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,8,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,Yang, 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., et 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,Lidocaine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,DH,（4）甲基化与成瘾行为的获得和提取,mPFC,DNA甲基化对获得的影响,Han, J., et al. (2010). E J of Pharmacology;,mPFC,提取,DH,DNA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，SA,NAc DA介导,VTA OX1R调控,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. Res,NMDA和DA系统都介导戒断诱发的CPA,损毁DA投射，,拮抗NMDAR，,（7）正负性成瘾记忆再巩固的机制,NAc DA参与调控SA提取支持假设,Gao J., et al. (2012), J of Psychopharm,拮抗，-NER，仅CPA,CPA,CPP,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), Addict. Biol.; E J of Pharmacology,拮抗NMDAR,NAc不参与再巩固,拮抗，-NER,CPA,CPP,戒断增强CPP提取,AI,GI,拮抗亚区-NER,Li,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,AI,GI,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,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VHmPFC 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,？,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,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,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 & 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,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；Geladopoulos et al.，1987）,鸡胚神经递质系统发育的关键时间线索,小鸡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,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,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。,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DA神经元的影响：,六、技术路线和方法,32,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,实验方法,33,行为范式,实验方法,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,MSt,IMM,探针,36,小动物活体成像,Cellvizio Lab 小动物光纤式共聚焦显微成像系统,实验方法,七、实验结果,学习记忆模型 一次性被动回避（PAL）,成瘾易感性 条件性位置偏爱模型（CPP）,37,E 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. 2010,E 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,阿片受体机制,E5-8 拮抗GABA受体能反转吗啡对记忆的损害,E17-20 拮抗GABA受体不影响吗啡对记忆的功能,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 Res.2011,成瘾易感性 -精神运动兴奋性 （psychomotor activity）,成瘾易感性 -啄珠兴奋性 （pecking response）,精神运动兴奋性下降,40,E5-8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 ,41,E5-8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 .,2011,42,E5-8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,Vincent et al. (2006). EMBO 7(11), 11541161,注射钙离子染料到VTA、SNC、IMM、MSt将光纤探头插入后进行活体成像,八、进一步深化研