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中山大学付饶课题组揭示外侧缰核磷脂酸代谢紊乱参与调控酒精戒断所共病的负性情绪

2023-04-18新闻

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。

图 1 酒精戒断改变LHb中LPA的生成酶ATX的定位表达

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

图 2 谷氨酸信号相关分子在Post-EtOH大鼠LHb中的改变

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