唐 珊 周圣荃 刘巧凤
成都医学院病理与病理生理学教研室,四川成都 710083
突触素(synaptophysin,SYN)是包裹突触小泡的膜蛋白,是突触活性和突触生长过程中的分子标志物[1]。滥用药物会对神经元的突触连接和功能产生影响,遍及大脑的奖赏回路,包括海马、伏核、腹侧被盖区和中脑导水管灰质区等[2-10]。吗啡依赖大鼠注射纳络酮诱发戒断反应后,中脑导水管灰质区、蓝斑、黑质、豆状核、杏仁核神经细胞的突触在结构上表现为数量增多,并随吗啡依赖时间的延长而明显增加[11]。吗啡成瘾大鼠注射纳络酮引发戒断反应,海马突触密度增加,突触素表达增加[12-13]。自然戒断大鼠,伏核突触密度和数量增加,突触连接面积增加[14]。前期研究发现多巴胺D1 受体拮抗剂SCH23390 降低吗啡戒断反应,但突触可塑性是否在此过程中起作用,还有待研究。因此,本研究将探讨SCH23390 对戒断反应和突触素表达的影响,为临床应用吗啡减轻副作用提供理论基础。
多巴胺D1 受体拮抗剂SCH23390(美国Abcam 公司,批号:ab120597);多巴胺D1 受体激动剂SKF38393(美国Abcam 公司,批号:120740);兔抗SYN 单克隆抗体(美国Abcam 公司,批号:ab32127);鼠抗β-actin单克隆抗体(美国Santa Cruz 公司,批号:sc-47778);山羊抗鼠或山羊抗兔IgG 二抗(美国Millipore 公司,批号:21538、21537);盐酸吗啡注射液(沈阳第一制药厂,批号:161015-1);DAB 染色试剂盒(北京中杉金桥生物技术有限公司,批号:ZLI-9018);免疫组化试剂盒(北京中杉金桥公司,批号:SAP-9101、SAP-9102)。
8 周龄Wistar 雄性大鼠,体重200~230 g,饲养温度(24±1)℃,购自成都达硕实验动物公司,合格证号SCXK(川)2020-030。实验方案经成都医学院动物实验伦理委员会批准。将40 只大鼠按随机数字表法分为对照组、吗啡组、SCH23390 组和SKF38393 组,每组10 只。吗啡组、SCH23390 组和SKF38393 组大鼠按剂量递增原则,每日8:00 及20:00 腹腔注射吗啡1 次、连续5 d,剂量从10 mg/kg(第1 天起)逐渐增至50 mg/kg(第5 天)。SCH23390 组第1~4 天上午注射吗啡前15 min 中脑导水管灰度区(PAG)核团微量注射0.5 μL 10 mmol/L SCH23390;SKF38393 组PAG 核团微量注射0.5 μL 5 mmol/L SKF38393。对照组腹腔注射等量生理盐水。所有大鼠第5 天注射盐水或吗啡后1 h 腹腔注射纳洛酮(4 mg/kg),观察戒断反应[15-16]。
记录30 min 内可数症状(如僵直、跳跃、湿狗抖动、摩擦身体、跑或反常姿势)次数,每个症状每出现1 次记1 分。不可数症状(如齿颤、眯眼、腹泻、呵欠、阴茎勃起、眼泪或鼻涕),每5 分钟记录1 次,每个症状每出现1 次记1 分,最高为6 分。体重减少率=(纳络酮注射前体重-注射后1 h 体重)/注射前体重×100%,每减少1%记1 分。全部体征评分总和为该只动物戒断反应总分[17-18]。至实验结束,无动物死亡。
大鼠异氟烷吸入麻醉后固定在立体脑定位仪上,将外径0.6 mm 的不锈钢双套管埋入PAG(AP:-7.6 mm,ML:±0.70 mm,DV:-5.0 mm)[19],注射针外径0.4 mm超出套管下端1 mm,用牙科水泥固定。
将PAG 核团加入含PMSF、蛋白酶抑制剂和磷酸酶抑制剂的RIPA 蛋白裂解液,研磨离心收集上清液。按照Bradford 方法测量蛋白浓度[20]。然后进行SDSPAGE 电泳、转膜和封闭。孵育SYN 抗体(1∶300)或β-actin 抗体(1:1000)4℃过夜。次日加二抗孵育。使用Quantity One 软件对结果进行分析。
常规脱蜡复水,微波抗原修复,山羊血清封闭,滴加1∶100 SYN 抗体4℃过夜。次日孵育二抗37℃20 min,滴加辣根酶复合物37℃15 min,DAB 显色,苏木精复染,常规脱水透明封片。在光学显微镜下,SYN 阳性细胞为圆形或梭形,细胞浆呈棕褐色。每张切片40 倍镜下取PAG 背侧、左上、右上、左下和右下5 个镜野,计数每个镜野阳性细胞总数,取均值。
采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析,计量资料用均数±标准差()表示,多组间比较采用单因素方差分析结合Bonferroni 检验,两两比较采用LSD-t 检验。以P <0.05 为差异有统计学意义。
吗啡组戒断反应总分及齿颤、腹泻、反常姿势、眯眼、湿狗样抖动评分高于对照组,差异有统计学意义(P <0.05 或P <0.01)。SCH23390 组戒断反应总分、齿颤、腹泻评分低于吗啡组,差异有高度统计学意义(P <0.01)。SKF38393 组和吗啡组戒断反应总分及齿颤、腹泻、眯眼、湿狗样抖动评分比较,差异无统计意义(P >0.05);而SKF38393 组反常姿势评分高于吗啡组,差异有统计学意义(P <0.05)。见表1。
表1 四组大鼠戒断反应行为学比较(分,,n=10)
表1 四组大鼠戒断反应行为学比较(分,,n=10)
注:与对照组比较,*P <0.05,**P <0.01;与吗啡组比较,#P <0.05,##P <0.01。
吗啡组SYN 蛋白表达水平高于对照组,差异有高度统计学意义(P <0.01)。SCH23390 组SYN 蛋白表达水平低于吗啡组,差异有统计学意义(P <0.05)。SKF38393 组SYN 蛋白表达水平高于吗啡组,差异有统计学意义(P <0.05)。见图1、表2。
吗啡组SYN 阳性神经元数量高于对照组,差异有高度统计学意义(P <0.01)。SCH23390 组SYN 阳性神经元数量低于吗啡组,差异有统计学意义(P <0.05)。SKF38393 组SYN 阳性神经元数量高于吗啡组,差异有统计学意义(P <0.05)。见表2、图2。
图1 Western blot 检测SYN 蛋白表达情况
表2 四组大鼠SYN 蛋白和阳性神经元数量比较(,n=5)
表2 四组大鼠SYN 蛋白和阳性神经元数量比较(,n=5)
注:与对照组比较,**P <0.01;与吗啡组比较,#P <0.05。SYN:突触素
吗啡暴露大鼠预先给予SCH23390 治疗后,会降低戒断反应和SYN 表达,相反,多巴胺D1 受体激动剂增加了反常姿势和SYN 表达。体外实验发现,缺失多巴胺D1 受体的细胞培养液,将减少树突棘和SYN表达;反之,增加多巴胺D1 受体的细胞培养液将增加树突棘和SYN 表达[21]。多巴胺D1 受体拮抗剂SCH23390 逆转长期使用成瘾物质引起的突触数量和突触后密度长度增加,并减少突触蛋白的表达[22-23]。多巴胺D1 受体激动剂SKF38393 干预后,在一定程度上减轻神经元超微结构的损坏程度,使突触囊泡较多,突触后致密带增厚[24]。在神经系统疾病中多巴胺D1 受体拮抗剂SCH23390 增加神经元树突棘消亡率[25]。
图2 免疫组化检测SYN 阳性神经元定位和表达(DAB 染色,400×)
综上所述,SCH23390 可能通过降低SYN 抑制吗啡戒断反应,以上发现将为临床应用吗啡减轻副作用提供理论依据。