多巴胺D2受体维持觉醒及介导精神类药物促觉醒的神经生物学机制

【摘要】多巴胺系统参与觉醒相关的运动、奖赏、认知等多种生理功能调控。神经核团损伤、药理学和基因敲除(knock-out,KO)动物等研究发现多巴胺D2受体(dopamineD2receptor,D2R)对维持觉醒具有重要作用。但药理学手段研究在作用部位选择性和受体高度特异性方面有一定的局限,而D2RKO小鼠是全身D2R敲除。因此,表达D2R发挥觉醒调控作用的关键脑区不明。为了阐明D2R维持觉醒的神经生物学机制,我们拟设计携带D2R基因短发夹RNA(shorthairpinRNA,shRNA)的腺相关病毒(adeno-associatedvirus,AAV)微量注射到的小鼠的不同脑区,局部敲除D2R,测定局部受体敲除小鼠的自主活动量和睡眠-觉醒行为,寻找D2R参与维持觉醒的神经解剖学部位。进一步设计携带人D2R(human-D2R,hD2R)基因cDNA的AAV,微量注射到D2RKO小鼠的不同神经核团,局部拯救局部脑区的D2R,进行自主活动量测定和睡眠-觉醒行为解析研究D2RKO小鼠的觉醒异常是否能够恢复,进一步验证D2R维持觉醒的关键脑区,阐明D2R调控觉醒的神经生物学机制。精神兴奋性药物甲基苯丙胺和可卡因能短期提高精神或躯体功能,比如促进觉醒、提高警觉性、运动性等,常用易成瘾。成瘾后伴有严重的睡眠障碍。阐明D1R、D2R在甲基苯丙胺和可卡因的促觉醒作用,将可能为戒断成瘾和治疗成瘾伴有的睡眠障碍提供理论支持。我们设计的AAV-shD2R-mCherry和AAV-hD2R能在小鼠脑内高效、稳定表达,且该载体安全性高、毒性低、未引起显著的宿主免疫原性。当伏隔核核部(Nucleusaccumbenscore,NAccore)D2R局部敲除后,与相应的对照组小鼠相比,基础状态下,小鼠白天、夜间自主活动量均显著降低,特别是夜间活动量降低更明显。分析睡眠-觉醒行为发现,NAccore内D2R局部敲除小鼠觉醒量显著降低,睡眠增加,睡眠片段化和夜间睡眠能谱强度降低。局部拯救NAccore内D2R后,其白天自主活动量增加,特别是开灯后的1小时内活动量显著增加,夜间自主活动量不稳定。白天NREM睡眠减少,觉醒量增加。伏隔核壳部(NAcshell)内D2R局部敲除后,基础状态下,小鼠的自主活动量和睡眠-觉醒行为发现均未见显著性变化。局部拯救NAcshell内D2R,其自主活动量变化和睡眠-觉醒均未见显著性变化。尾壳核(Caudate-putamen,CPU)D2R局部敲除后,基础状态下,小鼠夜间自动活动量减少,但觉醒量与对照组小鼠相比未见显著性差异。局部拯救CPU内D2R后,白天自主活动量显著增加,夜间活动量变化不显著,且睡眠-觉醒无显著变化。腹腔注射1、2和4mg/kg的不同剂量甲基苯丙胺对小鼠促觉醒作用的量效关系,对WT小鼠觉醒维持时间分别为2、3和4h,而D2RKO的觉醒持续时间分别为1.5、2和2.5h。腹腔注射10、20和40mg/kg等不同剂量可卡因后,小鼠立即表现为持续觉醒,D2RWT小鼠持续觉醒时间分别为33min、55min和106min与WT小鼠相比,可卡因对D2RKO小鼠促觉醒作用显著降低,持续觉醒时间分别为20min、32min和56min。用D1R拮抗剂SCH2339030μg/kg预处理D2RKO小鼠,可进一步降低甲基苯丙胺和可卡因诱导的促觉醒效应。基础状态(生理条件)下,富含D2R的NAccore是维持觉醒的关键核团,而NAcshell内D2R对其维持运动和觉醒不起主要作用,CPU内D2R对维持运动的关键作用,但不参与其觉醒维持作用。D1R和D2R介导甲基苯丙胺和可卡因的促觉醒作用,其中D2R作用更重要。
【作者】许奇；
【导师】黄志力；
【作者基本信息】复旦大学，医学神经生物学，2012，博士
【关键词】觉醒；睡眠；多巴胺受体；甲基苯丙胺；可卡因；

【参考文献】
[1]刘立吉.济宁市南二环钢桁拱桥安装施工方案分析[D].山东大学,建筑与土木工程（专业学位）,2013,硕士.
[2]吴茜,丁佳,闫慧,张守仁,方腾,马克平.模拟降水变化和土壤施氮对浙江古田山5个树种幼苗生长和生物量的影响[J].植物生态学报,2011,03:256-267.
[3]马越.试论北魏法律儒家化的进程[D].郑州大学,中国古代史,2013,硕士.
[4]马秀娟.地方政府统计数据质量提升研究[D].郑州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[5]曾照凤.金属氯化物调节石墨烯光电学性质的研究[D].哈尔滨工业大学,2014.
[6]林隆杰.ZS证券公司经纪业务部绩效考评指标体系改进研究[D].兰州大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[7]颜昌盛,高明星,赵珅,陈琦.基于Hadoop的铁路货运历史数据分析解决方案[J].中国铁路,2014,04:94-97.
[8]陈鹏.膜分离技术深度处理制革废水的试验研究[D].广东工业大学,环境工程,2013,硕士.
[9]舒鹏.Cf/改性环氧复合材料低温界面性能及液氧相容性研究[D].哈尔滨工业大学,材料工程,2013,硕士.
[10]弓亚玲.人力资源绩效考核方法研究与应用[D].北京交通大学,2007.
[11]南会兰.OSA模式IH致凝血功能紊乱机制及阿托伐他汀干预的研究[D].天津医科大学,内科学（专业学位）,2014,博士.
[12]刘桂芝,张汉鼎.蒸馏分离——吸光光度法测定高中低合金钢中锡量[J].四川冶金.1989(04)
[13]张晴.基于阅读策略的大学英语阅读网络课程的设计[D].上海外国语大学,教育技术学,2013,硕士.
[14]王晴.单相高功率因数可逆整流器的研究[D].福州大学,电机与电器,2004,硕士.
[15]张芳琴.博客在初中化学教学中应用的研究[D].广西师范大学,学科教学,2013,硕士.
[16]杨学兵.锂硫电池正极材料的制备及电化学性能[D].武汉工程大学,2012.
[17]王少强.建设郑州市农村信息化综合服务系统可行性分析研究[D].郑州大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[18]许鸽.基于模糊层次分析法的网络地图可用性评价研究[D].哈尔滨工业大学,设计学,2014,硕士.
[19]罗露.海外外资并购国家安全审查制度之因应[D].湖南师范大学,国际法学,2014,硕士.
[20]鲍平安,陈新海.不需持续激励的鲁棒极点配置自适应控制[J].自动化学报,1990,05:446-450.
[21]包春玉.春秋战国时期的灾害救助研究[D].兰州大学,中国古代史,2013,硕士.
[22]侯奉博.卫星姿态敏感器故障诊断技术研究[D].哈尔滨工业大学,控制科学与工程,2014,硕士.
[23]高阳.森林蓄积量估测遥感影像比值波段和纹理信息选择研究[D].西安科技大学,地图制图学与地理信息工程,2014,硕士.
[24]潘仲友.重庆市北碚区体育旅游资源开发研究[D].西南大学,体育人文社会学,2014,硕士.
[25]李芟.计算机图形艺术在油画创作中的运用[D].沈阳师范大学,美术,2014,硕士.
[26]王含之.以人为本思想在中国社会主义道德建设中的重要地位[D].西北大学,伦理学,2013,硕士.
[27]孙小利.蔡元培职业教育思想研究[D].河南科技大学,马克思主义基本原理,2013,硕士.
[28]章骁程.用反向有限元法从小冲杆试验中获得材料的断裂韧性参数[D].华东理工大学,化工过程机械,2014,硕士.
[29]马丹.改性麦秸秆对酸性铬蓝K、亮绿和Cr（VI）的吸附研究[D].郑州大学,环境科学,2013,硕士.
[30]麻见阳.西安太阳食品有限公司营销策略研究[D].西安理工大学,2005.
[31]王玉.竞争法对知识产权的保护与限制[D].山东大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[32]马力.SOHO模式空间设计研究[D].湖北工业大学,设计艺术学,2013,硕士.
[33]陈保江.从宽带运营需求看IPv6带来的机遇[J].电信网技术.2004(03)
[34]宋玉路.伽达默尔实践哲学研究[D].西安科技大学,马克思主义理论,2014,硕士.
[35]樊洁.扇贝多肽调节NO/TGF-β/smad2，smad3/smad4通路抑制UVB诱导的HaCaT细胞凋亡[D].青岛大学,药理学,2013,硕士.
[36]陈峰.肝动脉化疗栓塞在大肠癌肝转移治疗中的应用价值研究[D].泰山医学院,肿瘤学,2012,硕士.
[37]邹翔,王清毅,肖明军,蔡庆生.电力调度数据挖掘后处理方法的研究[J].小型微型计算机系统,2003,06:1054-1057.
[38]李慧.五藤痛风饮对痛风性肾病模型大鼠血尿酸、胆固醇及甘油三酯的影响[D].黑龙江中医药大学,方剂学,2013,硕士.
[39]张红阳.相邻家域的秦岭川金丝猴群的遗传结构、遗传关系及基因流分析[D].西北大学,动物学,2013,硕士.
[40]安国尧.脊髓缺血再灌注损伤腰动脉模型建立及丹参酮ⅡA作用研究[D].福建中医药大学,中医骨伤科学,2013,硕士.
[41]郭永红.超细粉再燃低NO_x燃烧技术的数值模拟与实验研究[D].华北电力大学（北京）,2006.
[42]段超.外语教师反思性教学实践研究[D].山西财经大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[43]庹莹瑛.基于压缩感知的稀疏信道估计算法研究[D].湖南大学,信息与通信工程,2011,硕士.
[44]郑芳.青田县石文化产业发展中政府作用研究[D].宁波大学,公共管理,2014,硕士.
[45]赵晓丽.慈善救助传播研究[D].南昌大学,新闻学,2012,硕士.
[46]张丹.汉语方位词的文化语义研究[D].沈阳师范大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[47]宋娇.日本加入TPP的政治经济分析[D].辽宁大学,世界经济,2012,硕士.
[48]张造顺.新世纪中国共产党群众路线理论探析[D].湖南师范大学,政治学理论,2013,硕士.
[49]张捍东,熊渝.微机控制系统的抗干扰设计第1讲接地抗干扰[J].冶金自动化,1996,04:52-54+56.
[50]刘道初.两种量子操作分享方案的推广[D].安徽大学,理论物理,2013,硕士.