酒精使用障碍(Alcohol use disorder, AUD)是一种慢性脑部疾病,其特征是消极、负性的情感状态(负性情绪)、过量的酒精摄入。目前对于AUD共病负性情绪患者的治疗手段及策略十分有限。
溶血磷脂酸(LPA)是甘油磷脂信号分子的重要成员,主要由溶血磷脂酰胆碱(LPC)在溶血磷脂酶D的水解作用下生成,并通过G蛋白偶联受体LPA1-6发挥重要的调控作用;LPA-LPA1信号在中脑边缘系统和背侧间脑传导系统中表达丰富,调节兴奋/抑制性神经递质的动态平衡。
外侧缰核(Lateral habenula,LHb)可调节多巴胺能和血清素能系统,是连接前脑和中脑单胺能神经核团的一个重要枢纽。LHb核团内的谷氨酸传递系统功能增加与AUD共病负性情绪至关重要。
基于以上研究背景, 中山大学医学院付饶副教授团队 于2023年4月14日在Neuropsychopharmacology杂志发文,揭示了 外侧缰核中的LPA-LPA1信号参与调节与AUD相关的负性情绪状态 。
该研究建立了 间歇性进入两瓶选择性范式饮酒(Intermittent access to 20% ethanol two-bottle free choice drinking, IA2BC)模式的Long-Evans大鼠模型,慢性饮酒8周后对大鼠进行48小时急性酒精戒断(Post-EtOH) ;通过一系列行为学测试明确LE大鼠表现出明显的焦虑及抑郁样改变;使用免疫荧光染色、分子生物学技术明确了与皮层和海马组织相比,LHb内LPA的主要生成酶-ATX( Enpp2 )的表达量明显增高,提示LHb是LPA的主要来源核团;ATX信号(ATX与NeuN、vGlut2共标)主要定位于LHb谷氨酸能神经元的细胞膜,且ATX的表达在Post-EtOH大鼠LHb中增多,在细胞膜上的分布从点状变为片状,表达范围增大;明确Post-EtOH大鼠LHb中,LPA代谢紊乱,表现为ATX/ Enpp2 的蛋白/mRNA水平显著增加,水解酶LPPR4/ PRG-1 水平显著降低;LPA1和LPA3受体较Naïve大鼠表达增多。
通过免疫组化技术,发现Post-EtOH大鼠LHb神经元强表达c-Fos,且c-Fos与ATX的共标率可达65.25%±3.50%;分子生物学实验发现:PKC激酶γ亚型在LHb中表达丰富,且在Post-EtOH大鼠LHb表达进一步升高;同时测量AMPAR受体亚基组分的mRNA水平,得到 GluA1 增多、 GluA2 减少, GluA1/GluA2 比值增高,提示神经元内钙信号传导增强;western blotting结果显示Post-EtOH大鼠LHb内的βCaMKII-AMPAR信号分子表达增强,GluA1亚基ser831位点发生磷酸化调控。内源性免疫共沉淀技术,发现LPA1与p-GluA1ser831存在相互作用,但LPA3未与p-GluA1ser831发生互作,提示在LHb内LPA1受体与βCaMKII-AMPAR信号间存在相互作用。 皮尔森相关性分析得到LPA1的表达与大鼠在高架十字迷宫EPM测试中进入开放臂的次数呈显著负相关,PKC-γ的表达与大鼠在基线期的酒精摄入呈显著正相关;提示LPA1和PKC-γ在AUD共病负性情绪中的重要地位 。
最后,采用脑立体定位手术,LHb原位微注射LPA-LPA1/3受体拮抗剂或PKC-γ抑制剂,均能下调PKC-γ、βCaMKII、AMPAR信号分子的表达水平,减少酒精大鼠的负性情绪行为和神经元的兴奋性,降低酒精消耗量。LHb原位注射外源性18:1 LPA可以激活LPA-LPA1/3受体,上调PKC-γ、βCaMKII、AMPAR信号分子的表达水平,增强神经元的兴奋性,诱导Naive大鼠产生AUD共病负性情绪表型。但是外源性LPA不能加重Post-EtOH大鼠的负性情绪及酒精消耗量。
总之,LHb内「LPA-LPA1-PKC-γ/βCaMKII-AMPAR-GluA1ser831磷酸化-神经元兴奋性增强」信号分子机制,在AUD共病负性情绪发病机制中和病理进程中有着重要的作用; LPA1和PKC-γ可作为防治AUD共病负性情绪疾病的分子靶标 。