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与药物相关的环境线索在药物成瘾过程中,特别是在成瘾患者复吸行为发生过程中扮演十分重要的作用。因此,研究如何降低这些线索引起的觅药行为就变得非常有意义;目前对于条件性觅药行为消退学习的机制已有较多的研究报道,但是对于条件性戒断消退学习机制的研究却非常少。
本文以急性CPA消退性学习为模型,行为实验揭示急性CPA消退训练后其之前形成的CPA scores表现出明显的降低;在进一步的实验中,我们利用免疫组织化学,核团毁损,核团定位注射,蛋白质免疫印迹法,染色质免疫沉淀分析法(ChIP)手段深入研究急性CPA消退性学习的内在机制。我们的实验研究结果显示:
1.vmPFc部位是急性CPA大鼠消退学习的巩固部位。我们首先通过损毁vmPFC部位后发现并不影响急性CPA的形成,但可以显著损伤大鼠的消退学习能力;而消退训练结束后立即在vmPFC部位给予U0126,同样可以显著影响24h后的测试成绩;
2.急性CPA大鼠的消退学习引起ERK/CREB通路激活。Westernblot实验显示大鼠消退性训练显著性增加vmPFC部位ERK和CREB蛋白的磷酸化水平,且这种磷酸化水平的增加可以被U0126所阻断;另外NMDA受体部分激动剂DCS可以显著提高急性CPA大鼠的消退学习能力,并且这种作用是通过促进ERK和CREB蛋白磷酸化而产生的。
3.消退性学习激活的ERK/CREB通路调节组蛋白乙酰化。实验显示大鼠消退性训练不仅显著性增加vmPFC部位组蛋白H3和H4的乙酰化水平,而且显著性提高具有乙酰转移酶活性的CBP蛋白的表达水平;在行为学实验中,数据显示给予HDAC抑制剂TSA可以显著性提高急性CPA大鼠的消退学习能力。另外,消退训练诱导的组蛋白H3和H4乙酰化水平的升高可以被U0126所阻断,同时实验也发现DCS可以显著的提高组蛋白乙酰化水平,并且是通过MAPK/ERK通路增加的。
4.ERK/CREB通路依赖的表观遗传机制调控BDNFmRNA表达
RT-PCR与Westernblot实验显示消退训练可以明显增加vmPFC部位一些即早基因的mRNA和蛋白水平表达;进一步的实验显示消退训练特异性促进vmPFC部位BDNF ExonⅠ而非ExonⅣ的转录,CHIP实验显示ExonⅠ的增加与H3的乙酰化及pCREB具有相关性,而与H4的乙酰化并不具有相关性,并且消退训练引起的BDNF ExonⅠ和总BDNF mRNA水平的升高可以被U0126所阻断
5.vmPFC部位的BDNF表达在急性CPA消退性学习中具有重要作用。
在行为学实验中,在vmPFC部位给予酪氨酸激酶抑制剂K252a或特异性BDNF清道夫TrkB-FC后可以显著阻止急性CPA的消退行为。
以上结果提示,在急性CPA大鼠的消退性学习中vmPFC部位在记忆巩固过程中起着十分重要的作用;表观遗传学机制中组蛋白乙酰化改变参与了急性CPA的消退性学习;通过增加组蛋白乙酰化促使染色体结构重组,进而促进BDNF的表达增加,进一步促进消退学习记忆的形成。