文 迪,馬春玲,叢 斌,張雅靜,2,楊勝昌,孟雁欣,于 峰,倪志宇,李淑瑾
(1.河北醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)系,河北省法醫(yī)學(xué)重點實驗室,河北石家莊 050017;2.石家莊市第一醫(yī)院,河北石家莊 050011)
長期反復(fù)使用外源性阿片類藥物,打破了內(nèi)源性阿片肽系統(tǒng)的平衡,復(fù)雜的神經(jīng)、內(nèi)分泌網(wǎng)絡(luò)變化過程中存在多種生物活性物質(zhì)的分泌和變化,以適應(yīng)進入體內(nèi)的大量阿片類物質(zhì);一旦停止用藥,可引起機體機能功能紊亂,出現(xiàn)一系列的戒斷癥狀。八肽膽囊收縮素(cholecystokinin octapeptide,CCK-8)是迄今體內(nèi)最強的抗阿片肽類物質(zhì)[1],參與調(diào)節(jié)疼痛、焦慮情緒、記憶和認知等過程[2]。外源性和內(nèi)源性阿片物質(zhì)均可促進中樞CCK基因的表達和生物合成以及CCK-8的釋放;我室以往的研究發(fā)現(xiàn),嗎啡可使大鼠原代培養(yǎng)海馬神經(jīng)元上CCK1及CCK2受體 mRNA表達上調(diào),并以 CCK2受體為主[3-4],說明CCK在阿片成癮過程中也發(fā)揮著重要作用。本研究旨在觀察CCK-8及CCK受體拮抗劑對嗎啡依賴大鼠戒斷癥狀的影響,并檢測CCK-8對大鼠腦組織 μ阿片受體結(jié)合活性的影響,探討CCK-8在嗎啡依賴過程中的作用及其相關(guān)受體機制,為CCK-8在戒毒方面的應(yīng)用提供相關(guān)實驗依據(jù)。
1.1 材料 成年♂Wistar大鼠60只,體質(zhì)量(200±10)g,由河北省實驗動物中心提供(實驗動物質(zhì)量合格證:901014)。鹽酸嗎啡(沈陽第一制藥廠);鹽酸納洛酮、CCK-8、DAMGO(美國 Sigma公司);devazepide、LY-288,513(英國 Tocris公司);[3H]-DAMGO(放射比活度 2.1 × 1015Bq·mol-1,濃度3.7 ×1010Bq·L-1,美國 PE 公司),GF-B 型玻璃纖維濾膜(英國Whatman公司)。Angel Two腦立體定位儀(美國MyNeurolab公司);微量注射泵(美國KdScientific公司);微量注射套管(深圳瑞沃德生命科技有限公司);LS-6500型液體閃爍計數(shù)儀(美國Beckman Coulter公司)。
1.2 動物模型的建立及分組 參照文獻[5]建立大鼠慢性嗎啡依賴及急性催促戒斷模型:以劑量遞增法連續(xù)皮下注射嗎啡(10、20、30、40、50 mg·kg-1)5 d,每天2 次,間隔12 h(8:00、20:00)。d 6 8:00 皮下注射嗎啡50 mg·kg-1,2 h后腹腔注射鹽酸納絡(luò)酮(5 mg·kg-1)進行催促戒斷,記錄戒斷后大鼠軀體戒斷癥狀,包括戒斷后15 min內(nèi)跳躍次數(shù)、齒顫、濕狗樣抖動、腹瀉、血淚、流涎、激惹及1 h后體重變化,用改良 Gellert-Holtzman法[6]進行戒斷癥狀的評價,具體評價方法見Tab 1。大鼠隨機分組如下:①鹽水對照組(Control):背部皮下注射同等劑量的生理鹽水;②嗎啡依賴組(Mor):按照上述方案進行嗎啡皮下注射;③納洛酮催促戒斷組(Mor-Nal):按照上述方案給予嗎啡皮下注射后2 h進行納洛酮催促戒斷;④慢性藥物干預(yù)組(CCK-8,Dev,LY-288,513-Mor-Nal):給予嗎啡前 10 min側(cè)腦室注射 CCK-8(0.1 μg),devazepide(1 μg),LY-288,513(1 μg),余同③;⑤溶劑對照組(Veh-Mor-Nal):給予嗎啡前10 min,注射同等體積的溶劑(DMSO∶1,3-丙二醇=1∶4,2 μl),余同③。
Tab 1 Gellert-Holtzman scale
1.3 大鼠腦立體定位及腦室注射 戊巴比妥鈉40 mg·kg-1腹腔注射麻醉大鼠,取顱骨正中切口,10%H2O2進行燒灼,充分暴露顱骨表面前囟、人字縫等表面標志。核團定位以前囟為參照零點,用牙科鉆打孔后通過立體定位儀的操作桿將微量注射套管 (外徑0.6 mm,內(nèi)徑0.4 mm)插入腦內(nèi)(AP,-1.67;ML,±0.92;DV,-3.10)用于腦室內(nèi)給藥,并用502膠及牙科水泥將微量注射套管固定于顱骨表面,術(shù)后預(yù)防性給予抗生素3 d。注射時將套管針芯拔出,插入內(nèi)注射管,連接PE管和微量注射器進行注射。術(shù)后大鼠單籠飼養(yǎng)7 d后開始實驗,側(cè)腦室注射體積 2 μl,注射速度 0.5 μl·min-1,注射完后留針 5 min。實驗完畢后通過套管注射 2 μl 0.1%臺盼藍,取腦觀察腦室是否藍染,剔除定位不準確的動物,最后保證每組6只動物。
1.4 大鼠腦組織膜受體蛋白的制備 大鼠斷頭取腦,加入10倍體積預(yù)冷的組織裂解液(50 mmol·L-1Tris-Cl pH 7.4,0.32 mol·L-1蔗糖,5 mg·L-1Aprotinin,5 mg· L-1Leupeptin,1 mmol· L-1PMSF,5 mmol·L-1EDTA),冰浴下高速勻漿 1 min。冰浴孵育30 min,并用1 ml注射器反復(fù)抽吸5~6次,使其充分裂解。低速離心 10 min(4℃,1 000×g),取上清超速離心20 min(4℃,20 000×g),沉淀用 Tris-Cl緩沖液(50 mmol·L-1,pH 7.4)充分懸浮后,再次超速離心20 min(4℃,20 000×g)后將沉淀懸浮備用??捡R斯亮藍蛋白定量試劑盒(微板法)測定蛋白濃度后,用Tris-Cl緩沖液調(diào)整濃度至 1 g·L-1。
1.5 放射配基結(jié)合反應(yīng) 總結(jié)合管中加入100 μl Tris-Cl緩沖液、100 μl膜蛋白制備液、100 μl[3H]-DAMGO(0.5 ~8 nmol·L-1);非特異結(jié)合管中加入 50 μl Tris-Cl緩沖液、100 μl膜蛋白制備液、50 μl DAMGO(5 μmol·L-1)、100 μl[3H]-DAMGO,總體積為300 μl,均做3個平行復(fù)管。充分混勻后4℃孵育過夜,次日在冰水浴中靜置3 min終止反應(yīng),迅速通過玻璃纖維濾膜負壓抽濾,分離未結(jié)合的標記配基,并用4 ml預(yù)冷的Tris-Cl緩沖液沖洗濾膜。取出濾膜經(jīng)80℃ 40 min烤干,置于裝有2 ml閃爍液(PPO 0.3 g,POPOP 3 g,二甲苯1 L)的 EP管中靜置過夜,將 EP管放入閃爍杯中用 Beckman LS-6500型液體閃爍計數(shù)儀測量放射性活度(count perminute,CPM)。特異結(jié)合(specific binding,SB)為總結(jié)合(total binding,TB)與非特異結(jié)合(non-specific binding,NSB)之差。
1.6 統(tǒng)計學(xué)處理 [3H]-DAMGO與μ阿片受體結(jié)合的平衡解離常數(shù)(Kd)和最大結(jié)合容量(Bmax)由GraphPad software進行分析,用Scatchard作圖法經(jīng)直線回歸方程求得。所得數(shù)據(jù)用SPSS11.0進行統(tǒng)計學(xué)分析,以±s表示,各組均數(shù)的比較行單因素方差分析(one-way ANOVA),用最小顯著差法(LSD)作兩兩比較。戒斷癥狀評價中觀察癥狀(Checked signs)以組內(nèi)出現(xiàn)癥狀動物的百分數(shù)表示,組間差異采用Exact Logistic回歸模型進行比較。
2.1 CCK-8及其受體拮抗劑對嗎啡成癮大鼠戒斷癥狀的影響 嗎啡依賴大鼠在給予納絡(luò)酮催促戒斷后,觀察到齒顫、濕狗樣抖動、腹瀉、血淚、流涎、激惹、跳躍、體重明顯下降等戒斷癥狀,戒斷組Gellert-Holtzman評分為(37.6±4.1),與對照組(3.9 ±0.6)相比差異有顯著性(P<0.01)。在嗎啡注射前10 min側(cè)腦室注射CCK1受體拮抗劑Devazepide和CCK2受體拮抗劑LY-288,513慢性干預(yù)均能降低嗎啡成癮大鼠的戒斷癥狀評分,其Gellert-Holtzman評分分別為(26.2±3.3)、(14.8±2.7),與戒斷組相比差異均有顯著性(P<0.01),且 LY-288,513的作用優(yōu)于Devazepide(P<0.01);給予外源性 CCK-8(CCK受體激動劑)慢性干預(yù)同樣可減輕嗎啡依賴大鼠的戒斷癥狀,其評分為(15.6±0.7),與 CCK受體拮抗劑的作用一致(Fig 1)。CCK-8及其受體拮抗劑均可不同程度地改善體重下降(Fig 2)、跳躍、齒顫、流涎等戒斷癥狀(Tab 2)。
Tab 2 Effects of CCK-8,devazepide and LY-288,513 on checked signs of morphine withdrawal(±s,n=6)
Tab 2 Effects of CCK-8,devazepide and LY-288,513 on checked signs of morphine withdrawal(±s,n=6)
Each of the listed signs was checked if present at any point during the 15 min observation session.The data was then converted to the percentage of rats in a particular experimental group which displayed that sign during the observation period.▲P <0.05 vs control;*P <0.05 vs Mor-Nal group.
Withdrawal Sign Control Mor Mor-NalCCK-8 Dev LY-288,513 Veh Diarrhea 0 0 1.0▲0.67 0.33 1.0 0.67 0.83 0.67 1.0 Teeth chattering 0 0 1.0▲ 0.67 0.63 0.33* 0.83 Ptosis 0 0 0.83▲ 0.33 0.67 0.17* 1.0 Chromodacryorrhea 0 0 0.67▲ 0.17 0.33 0.33 0.83 Abnormal posture0.17 0.17 1.0▲ 0.67 0.67 0.67 1.0 Genital grooming 0 0 0.83▲ 0* 0.33 0.17* 0.83 Irritability 0 0.17 1.0▲ 0.33*
Fig 1 Effects of CCK-8,devazepide and LY-288,513 on the Gellert-Holtzman score of the overall withdrawal severity(±s,n=6)
2.2 CCK-8對大鼠腦組織μ阿片受體結(jié)合反應(yīng)的影響 選取膜蛋白100 μg、[3H]-DAMGO 2 nmol·L-1、非標記配基 DAMGO 濃度 10 nmol·L-1作為結(jié)合反應(yīng)的條件,在反應(yīng)體系內(nèi)加入不同濃度(10-8~10-5mol·L-1)的CCK-8進行競爭結(jié)合抑制實驗,發(fā)現(xiàn)10-8~10-5mol·L-1CCK-8 可以劑量依賴性地抑制大鼠腦組織中μ阿片受體與配基的結(jié)合(P<0.01,F(xiàn)ig 3),并且此抑制作用可被CCK1及CCK2受體拮抗劑翻轉(zhuǎn)(P<0.01,F(xiàn)ig 4);我們進一步用膜蛋白 100 μg、[3H]-DAMGO 0.5 ~8 nmol·L-15 個濃度點、非標記配基 DAMGO濃度10 nmol·L-1、4℃孵育過夜作為放射配基結(jié)合分析的條件(Fig 5),測定了不同濃度的 CCK-8(10-10~ 10-6mol·L-1)對大鼠腦組織μ阿片受體的結(jié)合反應(yīng)的Bmax和Kd值的影響,發(fā)現(xiàn) CCK-8(10-8~10-6mol·L-1)可劑量依賴性的降低 μ阿片受體結(jié)合反應(yīng)的Bmax值(P <0.01,F(xiàn)ig 6),而對 Kd值無影響(P >0.05,F(xiàn)ig 7)。
Fig 2 Effects of CCK-8,devazepide and LY-288,513 on the percentage of the weight loss(±s,n=6)
Fig 3 Effect of 10-8~10-5mol·L-1CCK-8 on binding of[3H]-DAMGO to μ-opioid receptor(±s,n=3)
Fig 4 Inhibitory effect of CCK-8(10-6mol·L-1)on binding of[3H]-DAMGO to μ-opioid receptor is blocked by CCK1 receptor antagonist devazepide and CCK2 receptor antagonist LY-288,513(±s,n=3)
Fig 5 Effect of CCK-8(10-6mol·L-1)on saturation curve of μopioid receptor binding assay.
Fig 6 Effect of 10-10 ~ 10-6mol·L-1CCK-8 on Bmaxof μ-opioid receptor(±s,n=3)
Fig 7 Effect of 10-10 ~ 10-6mol·L-1CCK-8 on Kdof μ-opioid receptor(±s,n=3)
CCK-8是目前已知作用最強的內(nèi)源性“抗阿片肽”,并作為一種神經(jīng)遞質(zhì)/調(diào)制在中樞系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。本室以往研究發(fā)現(xiàn)給予嗎啡前外周腹腔注射CCK-8及CCK受體拮抗劑均可減輕慢性嗎啡依賴大鼠的戒斷癥狀,并可通過調(diào)節(jié)阿片受體[7]及其受體后Ca2+-CaM-CaMKⅡ信號通路發(fā)揮作用[8],但是由于CCK-8不能通過血腦屏障,其外周和中樞機制可能并不一致,CCK-8的相關(guān)作用機制也不明確,所以本研究通過側(cè)腦室中樞給藥的方式進一步觀察了CCK-8及CCK受體拮抗劑對慢性嗎啡依賴大鼠的影響;并采用放射配基結(jié)合實驗,在體外觀察CCK-8對μ阿片受體結(jié)合反應(yīng)的影響。結(jié)果顯示,每次注射嗎啡前10 min側(cè)腦室給予CCK-8及CCK受體拮抗劑進行慢性干預(yù),均可不同程度的減輕慢性嗎啡依賴大鼠的戒斷癥狀,可明顯緩解體重下降、腹瀉、跳躍、齒顫、流涎等癥狀。阿片受體是外源性阿片類物質(zhì)直接作用的靶點,在阿片類物質(zhì)濫用后造成一系列后效應(yīng),使機體多個系統(tǒng)發(fā)生功能紊亂。放射配基結(jié)合實驗結(jié)果顯示,CCK-8可以抑制μ阿片受體與其配基的結(jié)合,并且此抑制作用可被CCK1及CCK2受體拮抗劑翻轉(zhuǎn);CCK-8劑量依賴性的降低了μ阿片受體結(jié)合反應(yīng)的Bmax值(受體結(jié)合容量),而對 Kd值(受體親和力)無影響;說明CCK-8并非直接影響 μ阿片受體的結(jié)合,而是與CCK受體結(jié)合后,繼而與 μ阿片受體形成復(fù)合體,占據(jù)μ阿片受體的結(jié)合位點,降低受體結(jié)合容量,發(fā)揮其“抗阿片”效應(yīng),CCK系統(tǒng)與阿片系統(tǒng)可通過受體水平的對話(cross talk)發(fā)生相互作用。
內(nèi)源性CCK對抗阿片物質(zhì)的作用可能是導(dǎo)致阿片類物質(zhì)耐受和成癮的機制之一,CCK可從受體及受體后水平拮抗阿片系統(tǒng)的功能,還可調(diào)節(jié)多巴胺能神經(jīng)元的活動,并參與多巴胺調(diào)節(jié)的可卡因自身給藥模型、嗎啡條件位置性偏愛的表達、焦慮情緒等過程[11-12],在成癮藥物引起的獎賞效應(yīng)中具有重要作用。因此,應(yīng)用CCK受體拮抗劑能逆轉(zhuǎn)嗎啡耐受[9]、減輕嗎啡催促戒斷癥狀[10]。CCK-8 與 CCK1及CCK2受體均有較強的親和力,本研究發(fā)現(xiàn)外源性CCK-8慢性干預(yù)也可一定程度的減輕戒斷癥狀,與CCK受體拮抗劑的作用一致。我們考慮:CCK-8作用的量效關(guān)系成“U”型曲線,所以外源性大劑量CCK-8與內(nèi)源性CCK的作用可能相反;我們也證實了大劑量CCK-8本身反而使內(nèi)源性阿片肽水平增加,并可改善嗎啡依賴后內(nèi)源性阿片系統(tǒng)的紊亂[13]。另外,外源性CCK干預(yù)與內(nèi)源性 CCK的分泌時相不一致,所以不同的給藥方式及時間也可能造成實驗結(jié)果的差異,注射嗎啡前給予CCK-8干預(yù),可能拮抗了嗎啡的作用,發(fā)揮其“抗阿片”作用,進而影響外源性阿片物質(zhì)引起的腦功能紊亂,減輕戒斷癥狀。但是,阿片成癮涉及受體、神經(jīng)遞質(zhì)、細胞分子水平的調(diào)節(jié)等環(huán)節(jié),是一種復(fù)雜的腦功能紊亂;在阿片成癮的不同過程中,其神經(jīng)機制并不一致,CCK-8在成癮各個環(huán)節(jié)的作用可能并不相同,在不同的實驗研究模型中也表現(xiàn)出不同的結(jié)果,外源性CCK-8對嗎啡成癮不同階段的作用及其相關(guān)機制還有待進一步明確。
[1] Mitchell J M,Bergren L J,Chen K S,F(xiàn)ields H L.Cholecystokinin is necessary for the expression of morphine conditioned place preference[J].Pharmacol Biochem Behav,2006,85(4):787 -95
[2] Hebb A L,Poulin J F,Roach S P,et al.Cholecystokinin and endogenous opioid peptides:Interactive influence on pain,cognition and emotion[J].Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry,2005,29(8):1225-38.
[3] 趙 麗,叢 斌,吳嬡嬡,等.嗎啡對原代培養(yǎng)大鼠海馬神經(jīng)元CCK受體mRNA表達的影響[J].中國藥理學(xué)通報,2006,22(4):479-83.
[3] Zhao L,Cong B,Wu Y Y,et al.Effect of expression of cholecystokinin receptor mRNA in primary culturing hippocampus neurons of newborn rat induced by morphine[J].Chin Pharmacol Bull,2006,22(4):479-83.
[4] 閆玉仙,呼文亮,叢 斌,等.大鼠海馬神經(jīng)元中μ阿片受體、CCK受體的表達及慢性嗎啡作用對其表達的影響[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,2007,28(13):1214-7.
[4] Yan Y X,Hu W L,Cong B,et al.Expressions of μ opioid receptor and CCK receptor in rat primary hippocampal neurons and effect of chronic morphine exposure on them[J].J Fourth Mil Med Univ,2007,28(13):1214 -7.
[5] 谷建平,叢 斌,朱桂云,等.褪黑素對嗎啡戒斷大鼠腦內(nèi)cAMP和cGMP含量的影響[J].中國藥物依賴性雜志,2005,14(1):24-6.
[5] Gu J P,Cong B,Zhu G Y,et al.Effects of melatonin on cAMP and cGMP contents in some brain regions of morphine withdrawal rats[J].Chin J Drug Depend,2005,14(1):24 - 6.
[6] Gellert V F,Holtzman S G.Development and maintenance of morphine tolerance and dependence in the rat by scheduled access to morphine drinking solutions[J].J Pharmacol Exp Ther,1978,205(3):536-46.
[7] 文 迪,馬春玲,叢 斌,等.CCK-8及其受體拮抗劑對嗎啡戒斷大鼠額葉皮質(zhì)、尾殼核、海馬阿片受體的影響[J].中國藥理學(xué)通報,2010,26(7):867-71.
[7] Wen D,Ma C L,Cong B,et al.Effects of CCK-8 and its receptor antagonists on opioid receptor in prefrontal cortex,cauduate putamen and hippocampus of morphine withdrawal rats[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(7):867 -71.
[8] 閆玉仙,許順江,叢 斌,等.CCK-B受體阻斷劑對嗎啡依賴大鼠戒斷時海馬神經(jīng)元Ca2+、CaM和CaMIIα活性的影響[J].中華麻醉學(xué)雜志,2009,29(11):1008-12.
[8] Yan Y X,Xu S J,Cong B,et al.Effect of CCK-B receptor antagonist on[Ca2+]i,CaM activity and CaMKⅡα expression in hippocampal neurons during naloxone-precipitated withdrawal in morphine-dependent rats[J].Chin J Anesthesiol,2009,29(11):1008-12.
[9] Tortorici V,Nogueira L,Salas R,et al.Involvement of local cholecystokinin in the tolerance induced by morphine microinjections into the periaqueductal gray of rats[J].Pain,2003,102(1-2):9 -16.
[10] Lu L,Huang M S,Liu Z Y,et al.CCK2 receptor antagonist attenuate morphine dependence and withdrawal in rats[J].Neroreport,2000,11(4):829 -32.
[11] Higgins G A,Nguyen P,Sellers E M.Morphine place conditioning is differentially affected by CCK-A and CCK-B receptor antagonists[J].Brain Res,1992,572(1-2):208 -15.
[12]Burns L H,Everitt B J,Kelley A E,Robbins T W.Glutamate-dopamine interactions in the ventral striatum:role in locomotor activity and responding with conditioned reinforcement[J].Psychopharmacology,1994,115(4):516-28.
[13]文 迪,馬春玲,叢 斌,等.CCK-8與內(nèi)源性阿片系統(tǒng)在嗎啡依賴中的相互作用[J].中國藥理學(xué)通報,2010,26(11):421-5.
[13] Wen D,Ma C L,Cong B,et al.Interaction of CCK-8 and endogenous opioid system in the opioid dependence[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(11):421-5