5-羟色胺能神经系统在甲基苯丙胺依赖机制中的作用

任国印，李利华，赵丽萍，洪仕君

甲基苯丙胺(methamphetamine,MA)，俗称冰毒，是一种直接作用于中枢神经系统的精神兴奋剂，具有很强的精神依赖性、神经毒性和高复吸率等特点，长期反复滥用可使身心严重受损。MA依赖机制的学说很多，以“自然奖赏学说”，即中枢神经系统内存在“奖赏系统”，而中脑边缘—多巴胺系统是其研究的重点[1]，其中涉及多巴胺、5-羟色胺(5-hydroxytamine，5-HT)等神经递质。在中脑—前脑—锥体外系的神经通路上存在着多种神经递质，如多巴胺、5-HT、伽马氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)、乙酰胆碱等，它们都不同程度参与了奖赏效应。5-HT在多巴胺神经系统内并不直接参与多巴胺神经元的损伤，但是可以通过调节中枢“奖赏系统”多巴胺的释放，发挥其在MA依赖机制中的作用[2]。本文对5-HT能神经系统在 MA依赖机制中的作用进行综述，以期为MA依赖机制的研究及药物干预提供借鉴。

1 MA依赖与5-HT

5-HT是一种广泛分布在动物中传导神经信号的单胺类神经递质，在MA依赖机制和神经损伤中扮演着重要作用，同时也参与了可卡因[3]、亚甲二氧基甲基苯丙胺(3,4-methylenedioxymethamphetamine，MDMA)[4]等中枢神经兴奋剂的依赖作用。生理情况下，胞质内合成的5-HT在神经元末梢的囊泡中储存，神经元末梢突触前释放和5-HT转运体对5-HT的重摄取处于一个平衡状态。而MA可作为“伪”递质，通过与5-羟色胺转运体(serotonin transporter，SERT)结合后进入神经元和神经末梢，取代细胞内和囊泡内的内源性5-HT。被取代后的内源性5-HT由单胺氧化酶或自身氧化作用转变成具有活性的氧化物及次级产物，因氧化应激导致细胞损伤、凋亡，引起神经损伤[5]。李艳明等[6]观察了MA染毒小鼠脑组织神经元超微结构变化，发现MA可诱导神经元细胞器发生变性、凋亡、坏死等超微病变，且变化程度随MA染毒剂量和时间的增加有逐渐增加的趋势。

MA与SERT结合后，减少了对突触间隙内5-HT的重摄取，从而使高于生理水平的5-HT与不同类型的5-HT受体结合，产生高强度、长时间的神经兴奋冲动；多次给予MA染毒后，机体产生神经适应性及MA依赖行为。研究表明给予强效5-HT2A受体拮抗剂，间接降低5-HT与其2A受体的结合活性量，可以抑制MA所致的精神运动活性增高[7]。此外，MA通过SERT的再摄取独立机制，促进5-HT的内生和释放[1]，而大量内生的5-HT可增加多巴胺的合成与释放，并通过多巴胺能机制，促使突触前多巴胺和5-HT的加快释放，增加突触间隙单胺类神经递质的浓度，使高于生理水平的神经递质作用于相应的单胺类受体，产生神经兴奋冲动。研究表明对MA依赖大鼠给予5-HT6受体拮抗剂干预后，可以增强大鼠的异常运动，并增加大脑额皮质多巴胺的释放量，强化了MA的依赖效应[8]。Proudnikov等[9]通过分别向伏内直接注射5-HT受体5-HT3激动剂和拮抗剂，5-HT3激动剂可提高该区多巴胺的含量，而拮抗剂则抑制该区多巴胺的含量。5-HT在MA依赖机制中发挥着重要作用，但具体机制尚需进一步研究。

2 MA依赖与5-HT受体

根据分子结构、作用机制及功能不同，5-羟色胺受体(5-hydroxytamine receptor,5-HTR)分为7类，即5-HT1R～5-HT7R，共有14个亚型，是神经递质受体中最复杂的家族之一。在MA、MDMA、可卡因等兴奋剂依赖机制及戒断综合征中作用的有5-HT1AR、5-HT1BR、5-HT2A/2CR和5-HT6R[8,10-11]。5-HT2A/2CR广泛分布于人脑组织中，5-HT2AR存在于疼痛相关情感改变的脑区[12]，研究表明5-HT2AR和5-HT2CR在认知障碍、交际、学习中分别扮演着不同的角色，且研制5-HT2CR拮抗剂有望对强迫症等神经精神疾病进行干预治疗[13]。有研究表明，5-HT2CR在执行控制流程中具有一定作用，且5-HT2CR的受损会使大鼠更易于发生执行障碍[14]，通过5-HT2CR激动剂可以改善抑郁和精神分裂症症状，在小鼠精神分裂症研究中亦得到证实[15]。另外，5-HT2AR也与大鼠精神分裂症有关，王晓峰等[11]研究了立体定向毁损MA诱导大鼠模拟精神分裂症模型的杏仁核后，MA依赖大鼠刻板行为趋于正常，研究表明可能是5-HT2AR表达增加而改善MA依赖大鼠的行为。

研究发现MDMA染毒大鼠5-HT1AR密度几乎不受影响，而5-HT1BR密度在高剂量MDMA染毒大鼠伏隔核和外侧隔中密度是增加的，但在苍白球、岛叶皮质和内侧丘脑是降低的；低剂量MDMA染毒大鼠海马体、苍白球、内侧丘脑中5-HT1BR密度是降低的，而高剂量MDMA染毒大鼠皮质、纹状体、丘脑和下丘脑中5-HT2A/2BR密度降低[10]。5-HT1AR与抑郁症关系密切，且高通量的5-HT1AR激活剂可以改善抑郁与癫痫症状[16]。有研究发现，通过抑制脑干中缝核的5-HT1AR可以减弱可卡因耐受性，或许可以通过5-HT1AR抑制剂来干预可卡因成瘾治疗[17]。5-HT1A/1BR同时可影响大鼠的学习与记忆，与认知功能有关[18-19]。此外，在MDMA染毒大鼠腹侧被盖区增加5-HT和多巴胺的释放，并通过5-HT2BR增大多巴胺的释放，加重MDMA依赖及神经毒性[20]。5-HT6R在人脑尾状核、纹状体中表达较多，其介导的神经传导可能对认知障碍、抑郁症及精神分裂症具有重要作用[21-22]，5-HT6R也参与记忆缺陷中记忆恢复、注意力转移等神经介导作用[23-24]。用5-HT6R拮抗剂处理苯丙胺依赖大鼠后，大鼠异常运动增加且多巴胺释放也增加，说明5-HT6R也参与了苯丙胺依赖的强化效应[8]。

3 MA依赖与SERT

SERT是一种约含630个氨基酸残基的蛋白质，人和鼠的SERT编码基因分别位于7号(SLC6A4)和11号染色体上，均由跨度约为35 kb的14个外显子组成，有保守的外显子/内含子结构及相对较短的5’端非编码区和调节序列，在N端处有cAMP依赖性蛋白激酶结合位点，在第三与第四跨膜区胞外有N-连接的糖基化位点，是5-HT和选择性5-HT再摄取抑制剂(selective serotonin reuptake inhibitors, SSRIs)的作用靶点。SERT是5-HT重摄取位点，位于神经末梢突触前膜，其功能是重摄取突触间隙的5-HT，决定了突触间隙5-HT的浓度及突触后受体介导信号的量和作用持续时间，从而在5-HT神经传递的微调中起关键作用。5-HT的浓度同时也间接反映5-HT能神经纤维末梢的数量。SERT也是MA、MDMA、可卡因等兴奋剂的结合位点，MA可干扰SERT的活性，使SERT mRNA的表达下调，减少SERT的数量，间接增加了突触间隙中5-HT浓度[25]，增加MA神经毒性及精神依赖。

SERT广泛存在于大脑边缘系统，且SERT的mRNAs的分布情况与5-HT的阳性免疫反应神经细胞是一致的，这说明SERT主要位于5-HT神经元细胞。石葛明等[26]用免疫放射显影法定量分析了SERT在人脑标本不同区域的分布情况，发现SERT主要分布在脑干的中缝核区，在5-HT神经元投射靶区的锥体外系和边缘系统的脑区分布也较多。洪仕君等[27]研究了MA依赖大鼠额叶皮质、伏隔核、纹状体、海马、黑质等相关脑区SERT的分布变化，结果表明MA可减少SERT的数量及活性，且SERT的变化因MA给药量及时间的不同在不同脑区有所差异，尤其MA引起大鼠纹状体和海马的SERT功能的快速下降。SERT除了能够与MA、5-HT结合外，同时还存在一个变构位点，与拮抗剂或激动剂结合后，表现不同的活性，因此，SERT是研究MA依赖机制中5-HT能神经系统的关键点。许多抗抑郁及精神分裂症药物干预就是通过对SERT的激动或抑制作用来调节突触间隙内5-HT浓度，从而达到治疗效果[28-30]。也有学者通过SERT基因相关研究来探索MA所致精神依赖的机制[31]。

4 MA依赖与5-HT能神经系统药物干预

针对5-HT能神经系统的药物干预治疗MA依赖的研究，涉及的内容主要包括MA替代药物治疗、抑制SERT活性或减少其数量，以增加突触间隙内5-HT浓度，提高5-HTR活性或增加数量以提高对5-HT的响应度。

4.1MA替代药物目前，MA、MDMA、苯丙胺等毒品的戒断治疗药物主要是与治疗抑郁症相关的中枢神经兴奋剂。右旋苯丙胺，为MA依赖戒断的常用替代药物，但停药后常出现妄想、刻板性强迫行为以及抑郁症等神经精神障碍，且不能降低药物用药量。而赖右苯丙胺是右旋苯丙胺的前药，研究表明赖右苯丙胺可以降低恒河猴自身给药行为，提示其可作为可卡因戒断的替代药物[32]。安非他酮可减轻MA依赖者的药物渴求，其作用机制主要是抑制多巴胺转运体，增加突触间隙多巴胺浓度，从而对抗MA戒断突触间隙多巴胺浓度的迅速降低；其次，增加突触前膜内囊泡上单胺类转运体，抑制尼古丁乙酰胆碱受体的活性和GABA向多巴胺的传递，从而改善MA戒断症状[33]。MA的替代药物右旋安非他命，还有胆碱酯酶抑制剂多奈哌齐和利斯的明、选择性GABA(B)-R激动剂巴氯芬、GABA转氨酶抑制剂氨己烯酸等不同作用机制的MA戒断药物。随着临床试验的深入进行，赖右苯丙胺对甲基苯丙胺戒断治疗的前景将有更加明确的认识。

4.2SERT抑制剂SERT抑制剂，即SSRIs，其作用机制是通过与SERT变构位点结合后，抑制SERT的活性，间接增加了突触间隙内5-HT的浓度，从而达到使神经兴奋冲动而治疗MA戒断综合征。可用于MA依赖戒断治疗的SSRIs主要有氟西汀、西酞普兰、帕罗西汀、度洛西丁、舍曲林、芬氟拉明等。研究表明，在前额皮质氟西汀具有下调SERT和色氨酸羟化酶的表达，增加突触间隙内5-HT的浓度，也使胞内5-HT的合成减少等作用[34]。抗抑郁药西酞普兰在大鼠海马区可以封闭SERT，延迟MDMA诱发5-HT释放的时间并降低5-HT的释放量[35]。而帕罗西汀与SERT结合稳定，不易受MA浓度的影响。5-甲基-N,N-二异丙基色胺(5-MeO-DIPT)可以竞争性抑制SERT活性，特异性抑制5-HT的重摄取[36]。度洛西丁是5-HT/NE再摄取抑制剂，临床观测发现度洛西丁可有效治疗MA依赖戒断症状，并减少MA的复吸率[37]。SERT抑制剂可作为潜在的治疗MA依赖的药物。

4.35-HT受体调节剂5-HTR调节剂主要是5-HTR兴奋剂，针对MA戒断治疗的5-HT受体主要包括5-HT1AR、5-HT2A/2CR、5-HT6R。5-HT1AR与抑郁症关系密切，研究表明5-HT1AR的激动剂8-OH-DPAT可以改善抑郁与癫痫症状[16]，其配体如利培酮、奥氮平等，在治疗抑郁症方面都取得了很好的效果。研究还发现通过抑制5-HT1AR活性可以减弱可卡因耐受性，减弱可卡因的依赖症状[17]。5-HT2A/2CR在MA依赖机制中的作用不一致，通过5-HT2CR抑制剂可以减轻小鼠的抑郁和精神分裂症[15]，同样，给予5-HT2CR激动剂WAY163909和5-HT2AR抑制剂M100907治疗MA依赖恒河猴后，可减轻恒河猴对MA的依赖[38]。5-HT6R参与介导的神经传导对抑郁症、精神分裂症具有重要作用，可尝试用5-HT6R拮抗剂用于MA依赖戒断症状的治疗[21-22]。研究表明用5-HT6R拮抗剂SB258510A处理苯丙胺依赖大鼠后，使多巴胺释放量增加，可减轻苯丙胺依赖的戒断症状[8]。5-HT受体兴奋剂在MA依赖戒断治疗中的作用机制尚未完全清楚，值得进一步深入探讨。

5 结语与展望

MA依赖是目前面临的严重社会问题，MA依赖机制涉及多巴胺能神经系统、5-HT能神经系统及其他神经转导系统等，且不同神经系统之间有交叉协同及拮抗作用，尤其是多巴胺能神经系统和5-HT能神经系统在MA依赖机制研究发现的交叉协同作用尤为显著。因此，研究并阐明5-HT能神经系统在MA依赖机制中的作用，将为拓展治疗MA依赖的有效靶点，研制和发现有效的戒断药物等方面奠定基础。