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目的前额皮层(PFc)、杏仁核到伏隔核(NAc)的谷氨酸能投射对NAc多巴胺(DA)的释放具有调节作用,但这些环路是否参与海洛因成瘾时奖赏和动机的改变还不清楚。本课题观察激活腹内侧前额皮层(vm PFc)或基底外侧杏仁核(BLA)到伏隔核壳部(NAc shell)通路的代谢型谷氨酸受体2/3(m Glu R2/3)及谷氨酸释放对海洛因成瘾大鼠奖赏和动机的影响,从而为海洛因成瘾的早期干预提供理论依据。方法实验一:首先,大鼠在不同海洛因给药剂量(0.0125,0.025,0.05,0.1mg/injection/kg)下进行连续14 d的自身给药训练;第15天,大鼠腹腔注射m Glu R2/3的激动剂LY379268(0,0.1,0.3,1 mg/kg),随后固定比率1(FR1)程序下进行海洛因自身给药测试,观察LY379268浓度和海洛因剂量对奖赏的交互作用。其次,另有4组大鼠在固定的海洛因给药剂量下进行连续14 d的训练(0.05mg/injection/kg,下同);第15天,大鼠腹腔注射LY379268(0,0.1,0.3,1mg/kg),随后累计比率(PR)程序下观察LY379268对海洛因给药动机的影响。最后,再有4组大鼠进行连续14 d的训练;第15 d,大鼠腹腔注射生理盐水、LY379268(1 mg/kg)、LY341495(1 mg/kg,m Glu R2/3的拮抗剂)或LY379268+LY341495,FR1程序下观察LY379268和LY341495对海洛因奖赏的相互影响。实验二:首先,大鼠进行连续14 d的自身给药训练;第15天,大鼠分别在大脑核团腹侧被盖区(VTA)、伏隔核核部(NAc core)或NAc shell双侧微注射不同浓度的LY379268(0,0.3,1 mg/ml),每侧0.5μl,随后FR1程序下进行自身给药测试,观察LY379268干预海洛因奖赏的中枢位点。其次,另3组大鼠进行连续14 d训练;第15天,对照组在单侧vm PFc和对侧NAc shell给予生理盐水,其它两组在单侧vm PFc或背内侧前额皮层(dm PFc)注射GABAA+GABAB激动剂的混合液Muscimol+Baclofen(0.06+0.6 nmol/μl,),在对侧NAc shell均注射LY379268(1 mg/ml),每侧0.5μl,FR1程序下进行自身给药测试。最后,两组大鼠进行连续14 d的训练;第15天,对照组在单侧BLA和对侧NAc shell给予生理盐水,BLA-NAc shell组在单侧BLA注射Muscimol+Baclofen和对侧NAc shell注射LY379268,每侧0.5μl,FR1程序下进行自身给药测试。实验三:首先,大鼠在单侧vm PFc注射谷氨酸能光遗传病毒或阴性对照(NC)病毒,术后进行连续14 d的自身给药训练。第15天,大鼠在FR1程序下测试vm PFc谷氨酸能神经元激活对奖赏的影响。NC组和vm PFc激活组测试时均用波长470 nm、直流电频率和功率5 m W的蓝光刺激,每次持续1 h,间隔1 h。其次,大鼠在单侧BLA注射上述病毒并在同侧NAc shell埋置16通道电极。第15天,大鼠在FR1程序下测试BLA谷氨酸能神经元激活对奖赏的影响或在PR程序下测试对动机的影响。NC组和BLA激活组测试时均用波长470 nm、频率25 HZ和功率5 m W的蓝光刺激,每次持续1 h,间隔1 h,同时在NAc shell神经元末梢记录刺激前后放电的变化。实验四:大鼠单侧NAc shell注射狂犬病毒(RV)。7 d后,大鼠灌流取脑,冰冻切片后显微镜下观察神经元逆向示踪的表达。结果实验一:首先,双因素方差分析发现LY379268浓度(F(3,106)=3.485,p<0.05)和海洛因剂量(F(3,106)=3.045,p<0.05)存在统计学差异,但两者没有交互作用(p>0.05)。海洛因剂量为0.5 mg/injection/kg时LY379268对奖赏的抑制效应最明显,0.1和0.3 mg/kg LY379268组较对照组的注射针数均明显减少(p<0.05),1 mg/kg LY379268组较对照组极明显减少(p<0.01)。其次,单因素方差分析发现,PR程序下各组完成最后一针海洛因注射所需有效鼻触数(F(3,25)=3.492,p<0.05)和海洛因注射针数(F(3,25)=5.373,p<0.01)均有统计学差异。与对照组相比,1 mg/kg LY379268组完成最后一针的有效鼻触数和注射针数均明显减少(p<0.05和p<0.01)。最后,单因素方差分析发现,各组有效鼻触数(F(3,27)=4.084,p<0.05)和海洛因注射针数(F(3,27)=4.203,p<0.05)均有统计学差异。与对照组相比,LY379268组的有效鼻触数和注射针数均明显减少(p<0.05);与LY379268组相比,LY341495+LY379268组的有效鼻触数和注射针数均明显增加(p<0.05)。实验二:首先,单因素方差分析发现VTA各组有效鼻触数和注射针数均没有统计学差异(p>0.05);NAc core各组有效鼻触数(F(2,15)=8.26,p<0.05)和注射针数(F(2,15)=6.16,p<0.05)均具有统计学差异,1 mg/kg LY379268组的有效鼻触数和注射针数较对照组均明显减少(p<0.05);NAc shell各组有效鼻触数(F(2,16)=12.14,p<0.01)和注射针数(F(2,16)=11.70,p<0.01)均具有统计学差异,与对照组相比,0.3 mg/kg LY379268组的有效鼻触数和注射针数均明显减少(p<0.05),1 mg/kg LY379268组的有效鼻触数和注射针数均极明显的减少(p<0.01)。其次,单因素方差分析发现各组有效鼻触数(F(2,15)=6.25,p<0.05)和注射针数(F(2,15)=5.19,p<0.05)均有统计学差异。vm PFc-NAc shell组的有效鼻触数和注射针数较对照组均明显减少(p<0.05)。最后,独立样本T检验发现,与对照组相比,BLA-NAc shell组的有效鼻触数和注射针数均没有明显差异(p>0.05)。实验三:首先,单因素方差分析表明FR1程序下vm PFc各组的有效鼻触数(F(2,15)=5.14,p<0.05)、无效鼻触数(F(2,15)=5.32,p<0.05)和注射针数(F(2,15)=5.18,p<0.05)均有统计学差异。与对照组相比,vm PFc激活组的有效鼻触数和注射针数明显减少(p<0.05),无效鼻触数明显增加(p<0.05);与NC组相比,vm PFc激活组的有效鼻触数呈减少趋势(p=0.063)。其次,单因素方差分析表明,FR1程序下BLA各组有效鼻触数接近统计学差异(p=0.058),而注射针数没有统计学差异(p>0.05)。与NC组相比,BLA激活组的有效鼻触数有减少趋势(p=0.053)。最后,单因素方差分析表明,PR程序下BLA各组完成最后一针的有效鼻触数和注射针数均没有统计学差异(p>0.05)。BLA激活组光刺激时NAc shell末梢记录到明显的神经元放电。实验四:显微镜下观察到vm PFc和BLA均有神经元胞体或轴突投射到NAc shell,且表达位置与核团注射LY379268或光遗传病毒的位点一致。结论LY379268能明显降低海洛因成瘾大鼠的奖赏效应和给药动机,且主要的中枢位点位于NAc shell;进一步实验发现从vm PFc到NAc shell的m Glu R2/3激活参与了对海洛因奖赏和动机的抑制作用。光遗传学研究发现刺激vm PFc谷氨酸能神经元减少大鼠有效鼻触的同时增加了无效鼻触,可能是vm PFc到NAc shell谷氨酸能投射的激活干扰了大鼠奖赏记忆的提取;激活BLA到NAc shell的m Glu R2/3和谷氨酸能投射对海洛因成瘾大鼠的奖赏和动机均没有影响。