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目的:探讨大鼠苯巴比妥成瘾不同给药阶段脑组织成瘾相关核团的葡萄糖代谢率的改变和脑胰岛素信号通路差异蛋白表达情况,及粉防己碱对上述改变的影响。方法:将150只SD大鼠分为5组,每组30只,雌雄各半,采取剂量递增的方法诱导建立苯巴比妥大鼠成瘾模型,予粉防己碱干预:正常组、苯巴比妥成瘾组(剂量递增法予苯巴比妥)、粉防己碱低剂量组(苯巴比妥;粉防己碱6.25mg/kg)、粉防己碱中剂量组(苯巴比妥;粉防己碱18.75mg/kg)、粉防己碱高剂量组(苯巴比妥;粉防己碱32.25mg/kg)。通过自然戒断症状评分和戒断后大鼠体重变化验证成瘾模型;运用脑氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描/计算机断层显像(18F-fludeoxyglucose positron emission tomography/computerized tomography,18F-FDG PET/CT)技术分析以上各组大鼠给药60天和90天后脑组织相关核团:腹内侧前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)、被盖腹侧区(ventral tegmental area,VTA)、海马CA1-3区(field CA1-3 of hippocampus,CA1-3)、基底外侧杏仁核(basolateral amygdala,BLA)、伏隔核(nucleus accumbens,NAc)葡萄糖代谢率的差异;应用蛋白质标签定量技术(Tandem Mass Tag,TMT)、液相色谱串联质谱(Liquid chromatography-tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)分析各组大鼠脑组织匀浆差异蛋白的表达。结果:(1)自然戒断症状评分:正常组在戒断后没有出现戒断相关症状;成瘾组和粉防己碱组在戒断后16h开始出现不同程度戒断相关症状,48-56h期间最为明显,随后症状减轻,直到144h不再出现戒断相关症状。成瘾组和粉防己碱低、中剂量组在戒断后24-120h期间戒断评分结果较正常组差异有统计学意义(P<0.05),而粉防己碱高剂量组在戒断后24-96h期间评分结果较正常组有统计学意义(P<0.05)。(2)体重变化:在戒断后正常组体重缓慢增加。成瘾组和粉防己碱干预组体重均有所降低,其中成瘾组降低最为明显,而高剂量干预组变化相对较小。在戒断后第6天体重停止降低,在戒断后第7天体重开始恢复。(3)葡萄糖代谢率:给药60d,与正常组比较,成瘾组和粉防己碱低、中剂量组的脑组织成瘾相关核团(BLA、CA1-3、NAc、PFC、VTA)葡萄糖代谢率显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05),而粉防己碱高剂量组升高不明显;与成瘾组比较,粉防己碱低、中、高剂量组葡萄糖代谢率均有不同程度的降低,其中粉防己碱高剂量组降低最为显著,且差异有统计学意义(P<0.05);粉防己碱干预组组间对比可见,粉防己碱高剂量组较低、中剂量组葡萄糖代谢率显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。给药90d,与正常组比较,成瘾组和粉防己碱干预各组的脑组织葡萄糖代谢率都显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05);与成瘾组比较,粉防己碱干预各组葡萄糖代谢率都下降,其中中剂量组和高剂量组降低最为显著,差异有统计学意义(P<0.05);粉防己碱干预组组间比较可见,高剂量组较低、中剂量组葡萄糖代谢率显著降低,差异有统计学意义(P<0.05)。给药60d和90d对比结果显示:成瘾组和粉防己碱干预低、中、高剂量组脑葡萄糖代谢率,在给药90d时较60d进一步增加,但低剂量组的VTA、中剂量组的VTA、CA1-3、NAc和高剂量组的VTA、CA1-3的葡萄糖代谢率升高并不显著,差异不具有统计学意义。(4)蛋白质组学分析:用药60d经过GO和KEGG分析显示,差异表达的蛋白质主要定位在囊泡、细胞膜、细胞器、突触等处,主要与酶、细胞骨架、g-蛋白耦合谷氨酸受体等相结合,参与酶活性的调节、细胞外刺激反应调节、细胞内离子平衡等生物过程。主要富集在胰岛素信号通路、磷脂酰肌醇信号系统、钙信号通路等代谢通路。用药90d差异表达蛋白主要定位在细胞质、细胞器、神经细胞树突等处,主要与酶调节活动、钙离子调控、细胞凋亡程序等相关联,参与细胞代谢的调节、细胞内p H调节、神经冲动的传递等生物过程。主要富集在脂肪酸代谢通路、胰岛素抵抗信号通路、钙信号通路等代谢通路。(5)对胰岛素信号通路的影响:给药60d,在胰岛素信号通路上有差异蛋白显著富集,主要有钙调蛋白1(Calmodulin 1,Calm1)、丝氨酸/苏氨酸-蛋白激酶A-Raf(Serine/threonine-protein kinase A-Raf,Araf)、Cbl原癌基因(Cbl proto-oncogene,Cbl)、甾醇调节因子结合蛋白1(Sterol regulatory element-binding protein 1,Srebf1)、c AMP依赖性蛋白激酶催化β亚基(c AMP-dependent protein kinase catalytic subunit beta,Prkacb)等。其中Araf和Cbl,在成瘾组和粉防己碱干预各组中表达下调;Srebf1、Prkacb只在粉防己碱低、中、高剂量组中表达下调;而差异蛋白Calm1在成瘾组中表达下调,在粉防己碱低、高剂量组中表达上调。给药90d,经过差异蛋白相互作用分析,发现胰岛素信号通路上差异蛋白富集并不高,反而在胰岛素抵抗信号通路富集明显。主要有脂肪酸载体3(Solute carrier family27(Fatty acid transporter),member 3(Predicted),Slc27a3)和细胞核因子Nfkb1(Nuclear factor NF-kappa-B p105 subunit,Nfkb1)。其中差异蛋白Slc27a3只在成瘾组中表达显著,且上调,差异蛋白Nfkb1在成瘾组和粉防己碱中、高组中均表达显著,且上调。结论:(1)苯巴比妥成瘾可能会导致大鼠脑成瘾相关核团葡萄糖代谢率升高,且随着苯巴比妥用药时间延长,升高越明显。(2)粉防己碱可以改善苯巴比妥成瘾所致的脑葡萄糖代谢率升高。(3)苯巴比妥成瘾早期,可能会引起脑胰岛素信号通路上Cbl、Calm1、Araf等差异蛋白表达下调。在粉防己碱干预下,苯巴比妥成瘾大鼠脑胰岛素信号通路上Cbl、Araf表达下调,Calm1表达上调。(4)随着苯巴比妥用药时间的延长,可能会引起胰岛素抵抗信号通路上Slc27a3和Nfkb1等差异蛋白表达上调,导致胰岛素抵抗。