伏隔核脑区SIRT1调控自噬在海洛因成瘾行为中的作用

目的:研究去乙酰化酶沉默信息调节因子1(Silent information regulator 1,SIRT1)是否通过调控自噬参与了海洛因成瘾行为的发生,并初步探讨其可能的分子生物学机制。方法:1、成瘾小鼠模型构建:按照逐日递增剂量方式,连续7 d每日两次腹腔注射海洛因建立成瘾模型;给予纳洛酮观察小鼠戒断症状;通过条件位置偏爱(conditioned place preference,CPP)范式建立小鼠CPP模型;旷场实验检测小鼠自发性活动。对照组给予相当剂量生理盐水。2、研究海洛因成瘾小鼠伏隔核(nucleus accumbens,NAc)脑区自噬相关蛋白的表Scalp microbiome达。(1)动物分组:C57BL/6J小鼠随机分成海洛因成瘾组和对照组。(2)自噬相关蛋白表达:通过蛋白免疫印迹(western blot,WB)实验,检测各组小鼠NAc内SIRT1和自噬相关蛋白的表达。3、研究雷帕霉素(Rapamycin)和3-甲基腺嘌呤(3-methyladenine,3-MA)干预自噬对小鼠NAc脑区自噬相关蛋白的表达及自发活动的影响。(1)动物分组:按照给予药物以及作用时间将C57BL/6J小鼠随机分成Rapamycin干预(24 h、48 h、72 h)三组、3-MA干预组(24 h、48 h、72 h)三组、以及相应的对照组。(2)激动/抑制自噬药物(Rapamycin/3-MA)干预:应用脑立体定位技术在小鼠侧脑室内进行微量注射Rapamycin/3-MA,且每组每天腹腔注射两次海洛因。利用WB检测各组小鼠NAc中自噬蛋白LC3Ⅱ/Ⅰ的变化,并用旷场实验检测观察小鼠自发活动变化。4、研究NAc脑区自噬改变引起海洛因成瘾行为是否为SIRT1所介导。(1)动物分组:通过Sirt1~(loxp/loxp)和D1-Cre双转基因小鼠杂交繁殖,构建多巴胺(Dopamine receptor 1,D1)D1神经元上条件性敲除Sirt1的小鼠。本部分实验动物分为C57BL/6J小鼠生理盐水组、C57BL/6J小鼠海洛因组、Sirt1~(loxpProtein Tyrosine Kinase抑制剂/loxp)D1cre(-)小鼠海洛因组、Sirt1~(loxp/loxp)D1cre(+)小鼠海洛因组。(2)条件性敲除Sirt1对自噬及成瘾行为的影响:结合CPP、旷场实验观察各组小鼠行为改变;WB和Real time-PCR检测各组小鼠NAc内SIRT1、自噬相关蛋白及其m RNA的表达;透射电镜观察NAc区神经元内自噬小体的结构;免疫荧光染色检测各组小鼠NAc内自噬相关蛋白的表达。结果:1、在海洛因成瘾小鼠NAc内,SIRT1Erdafitinib纯度及相关自噬蛋白表达增高。连续注射海洛因7天后,腹腔注射纳洛酮,小鼠出现明显戒断症状;海洛因成瘾组小鼠对海洛因伴随的位置发生明显偏爱,奖赏效应增强,成功建立CPP模型;旷场实验中海洛因小鼠自发行为明显增多,精神兴奋性升高;WB结果显示,与生理盐水对照组比较,海洛因成瘾小鼠NAc内SIRT1及自噬相关LC3Ⅱ/Ⅰ、ATG-5、ATG-7的蛋白表达水平明显增高。2、通过Rapamycin/3-MA干预细胞自噬影响小鼠自发活动。WB结果显示给予Rapamycin干预后,海洛因小鼠NAc脑区中的LC3Ⅱ/Ⅰ的相对表达升高,在干预72小时变化最为明显;海洛因小鼠自发性活动增强。而3-MA可使LC3Ⅱ/Ⅰ比值降低,减轻海洛因小鼠自发性活动。3、鼠尾基因鉴定验证NAc内Sirt1条件性敲除小鼠成功构建。CPP结果显示,条敲组小鼠的CPP形成减轻,自发性活动行为显示精神兴奋性明显降低。透射电镜观察到,海洛因成瘾组NAc脑区自噬小体较对照组明显增多,自噬体中可见明显肿胀变性的线粒体。WB、q PCR及免疫荧光结果显示,与Sirt1~(loxp/loxp)D1cre(-)组小鼠相比,Sirt1~(loxp/loxp)D1cre(+)组小鼠NAc内LC3Ⅱ、ATG-5以及ATG-7自噬相关蛋白及m RNA的表达明显降低,然而,虽然Sirt1~(loxp/loxp)D1cre(+)组小鼠LC3Ⅱ/Ⅰ、ATG-5以及ATG-7蛋白及m RNA的表达呈下降改变,但仍高于盐水对照组。结论:本研究结果显示海洛因成瘾小鼠NAc脑区SIRT1表达增高,干预细胞自噬可改变小鼠成瘾行为。敲除D1神经元的Sirt1基因减缓海洛因诱发的细胞自噬。以上结果表明,抑制Sirt1的表达可能通过减少D1神经元自噬形成,进而减缓诱发的成瘾行为。