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中山大學付饒課題組揭示外側韁核磷脂酸代謝紊亂參與調控酒精戒斷所共病的負性情緒

2023-04-18新聞

酒精使用障礙(Alcohol use disorder, AUD)是一種慢性腦部疾病,其特征是消極、負性的情感狀態(負性情緒)、過量的酒精攝入。目前對於AUD共病負性情緒患者的治療手段及策略十分有限。

溶血磷脂酸(LPA)是甘油磷脂訊號分子的重要成員,主要由溶血磷脂酰膽堿(LPC)在溶血磷脂酶D的水解作用下生成,並透過G蛋白偶聯受體LPA1-6發揮重要的調控作用;LPA-LPA1訊號在中腦邊緣系統和背側間腦傳導系統中表達豐富,調節興奮/抑制性神經傳導物質的動態平衡。

外側韁核(Lateral habenula,LHb)可調節多巴胺能和血清素能系統,是連線前腦和中腦單胺能神經核團的一個重要樞紐。LHb核團內的谷胺酸傳遞系統功能增加與AUD共病負性情緒至關重要。

基於以上研究背景, 中山大學醫學院付饒副教授團隊 於2023年4月14日在Neuropsychopharmacology雜誌發文,揭示了 外側韁核中的LPA-LPA1訊號參與調節與AUD相關的負性情緒狀態

該研究建立了 間歇性進入兩瓶選擇性範式飲酒(Intermittent access to 20% ethanol two-bottle free choice drinking, IA2BC)模式的Long-Evans大鼠模型,慢性飲酒8周後對大鼠進行48小時急性酒精戒斷(Post-EtOH) ;透過一系列行為學測試明確LE大鼠表現出明顯的焦慮及抑郁樣改變;使用免疫熒光染色、分子生物學技術明確了與皮層和海馬組織相比,LHb內LPA的主要生成酶-ATX( Enpp2 )的表達量明顯增高,提示LHb是LPA的主要來源核團;ATX訊號(ATX與NeuN、vGlut2共標)主要定位於LHb谷胺酸能神經元的細胞膜,且ATX的表達在Post-EtOH大鼠LHb中增多,在細胞膜上的分布從點狀變為片狀,表達範圍增大;明確Post-EtOH大鼠LHb中,LPA代謝紊亂,表現為ATX/ Enpp2 的蛋白/mRNA水平顯著增加,水解酶LPPR4/ PRG-1 水平顯著降低;LPA1和LPA3受體較Naïve大鼠表達增多。

圖 1 酒精戒斷改變LHb中LPA的生成酶ATX的定位表達

透過免疫組化技術,發現Post-EtOH大鼠LHb神經元強表達c-Fos,且c-Fos與ATX的共標率可達65.25%±3.50%;分子生物學實驗發現:PKC激酶γ亞型在LHb中表達豐富,且在Post-EtOH大鼠LHb表達進一步升高;同時測量AMPAR受體亞基組分的mRNA水平,得到 GluA1 增多、 GluA2 減少, GluA1/GluA2 比值增高,提示神經元內鈣訊號傳導增強;western blotting結果顯示Post-EtOH大鼠LHb內的βCaMKII-AMPAR訊號分子表達增強,GluA1亞基ser831位元點發生磷酸化調控。內源性免疫共沈澱技術,發現LPA1與p-GluA1ser831存在交互作用,但LPA3未與p-GluA1ser831發生互作,提示在LHb內LPA1受體與βCaMKII-AMPAR訊號間存在交互作用。 皮爾森相關性分析得到LPA1的表達與大鼠在高架十字迷宮EPM測試中進入開放臂的次數呈顯著負相關,PKC-γ的表達與大鼠在基線期的酒精攝入呈顯著正相關;提示LPA1和PKC-γ在AUD共病負性情緒中的重要地位

圖 2 谷胺酸訊號相關分子在Post-EtOH大鼠LHb中的改變

最後,采用腦立體定位手術,LHb原位微註射LPA-LPA1/3受體拮抗劑或PKC-γ抑制劑,均能下調PKC-γ、βCaMKII、AMPAR訊號分子的表達水平,減少酒精大鼠的負性情緒行為和神經元的興奮性,降低酒精消耗量。LHb原位註射外源性18:1 LPA可以啟用LPA-LPA1/3受體,上調PKC-γ、βCaMKII、AMPAR訊號分子的表達水平,增強神經元的興奮性,誘導Naive大鼠產生AUD共病負性情緒表型。但是外源性LPA不能加重Post-EtOH大鼠的負性情緒及酒精消耗量。

總之,LHb內「LPA-LPA1-PKC-γ/βCaMKII-AMPAR-GluA1ser831磷酸化-神經元興奮性增強」訊號分子機制,在AUD共病負性情緒發病機制中和病理行程中有著重要的作用; LPA1和PKC-γ可作為防治AUD共病負性情緒疾病的分子靶標