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Mol Psychiatry:西安交大陈腾/官方霖团队报道冰毒成瘾调控新机制

brainnews 2023-04-13

甲基苯丙胺(methamphetamine, METH),又被称为冰毒,是我国滥用最广泛的精神兴奋性毒品,成瘾性极强,但是其成瘾机制尚不清楚。

近日,西安交通大学陈腾、官方霖团队等在Molecular Psychiatry杂志在线发表了最新研究成果A novel microRNA, novel-m009C, regulates methamphetamine rewarding effects。这项研究揭示了一个新的microRNA,novel-m009C对甲基苯丙胺奖赏效应的调控机制,并确定了与其同源的人源microRNA(hsa-miR-604),提示novel-m009C/hsa-miR-604可能作为干预METH成瘾的潜在分子靶点。



近年来,microRNA(miRNA)与毒品成瘾的关系引起了越来越多的关注。大脑中的miRNA表达丰富,在维持脑神经元结构与功能方面发挥重要作用。已有研究发现miRNA,如miR-212,miR-124等是可卡因成瘾的重要调控分子,但miRNA在METH成瘾中确切的调控机制不明。陈腾教授团队前期采用高通量测序技术检测了METH行为敏化小鼠伏隔核(nucleus accumbens, NAc)脑区中的miRNA表达谱,发现并证实了全新的miRNA分子,novel-m009C(暂命名)。

本研究进一步探索了novel-m009C在METH成瘾中的调控机制。研究人员首先明确了novel-m009C在小鼠不同脑区中的表达分布及在METH作用下的表达变化,发现novel-m009C广泛分布于小鼠NAc、尾壳核以及前扣带回。但在METH作用下,novel-m009C的表达只在NAc中显著下降,提示novel-m009C与METH奖赏效应密切相关。

进一步研究发现,在METH诱导行为敏化过程中采用D1R、D2R拮抗剂抑制D1R或D2R,均能显著抑制METH 行为敏化并逆转novel-m009C在NAc中的表达下降;同时,利用D1R、D2R激动剂分别持续激活D1R或D2R也能够显著降低novel-m009C在小鼠NAc中的表达。提示METH可能通过激活多巴胺受体信号通路诱导NAc novel-m009C表达下降。

在NAc中分别过表达和抑制novel-m009C后,研究人员发现novel-m009C的过表达能够显著降低METH诱导条件性位置偏爱和行为敏化,而抑制novel-m009C则显著增强METH诱导条件性位置偏爱和行为敏化。与此同时,在NAc中过表达或抑制novel-m009C均不影响小鼠对糖水的偏好。表明novel-m009C可能是METH奖赏效应的重要调控分子。

最后,研究人员利用RIP-seq及RNA-seq技术并结合生物信息分析筛选出Grin1基因(编码NMDAR亚基1 GluN1)可能作为NAc novel-m009C调控METH奖赏效应的下游靶基因。研究发现,NAc Grin1的mRNA及蛋白水平随着novel-m009C在NAc过表达或表达抑制而出现相反的表达变化。此外,在NAc novel-m009C过表达或表达抑制时,同时给予NMDAR激动剂或抑制剂能够逆转novel-m009C对METH诱导条件性位置偏爱的调控。提示novel-m009C可能通过Grin1调控METH奖赏效应。

novel-m009C是在小鼠脑组织中发现的全新非编码RNA,且提高其在NAc的表达能够显著减弱METH奖赏效应。因此,发现并确定与其同源的人源miRNA具有重要意义。基于miRNA种子序列进化保守性,研究人员对novel-m009C种子序列与已知其他物种来源的miRNA种子序列进行比对,结合序列同源性分析,证实了novel-m009C与hsa-miR-604之间的高度序列同源性。

毒品成瘾的机制及其防治一直是臻待解决的全球性医学难题。该研究首次在动物水平上明确了全新miRNA(novel-m009C)对METH奖赏效应的调控作用,尤其是上调NAc novel-m009C能够显著减弱METH奖赏效应而不影响小鼠对自然奖赏物(如糖水)的反应。然而,与其具有序列同源性的hsa-miR-604与毒品滥用的关系尚未见报道。因此,进一步探索hsa-miR-604在METH滥用人群中的研究对证实其作为干预METH成瘾的潜在分子靶点至关重要。

西安交通大学法医学院陈腾教授、官方霖教授为本论文的共同通讯作者,西安交通大学法医学院朱莉博士为第一作者。新加坡南洋理工大学Eyleen Goh副教授、中国科学院深圳先进技术研究院朱英杰研究员也参与了研究工作。西安交通大学为第一完成单位。


原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41380-022-01651-2


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