朱華強(qiáng)，周文華

(1. 寧波大學(xué)行為神經(jīng)科學(xué)研究中心，浙江 寧波 310010；2. 寧波市微循環(huán)與莨菪類(lèi)藥研究所，浙江 寧波 315010)

Akt在藥物成癮機(jī)制中的研究進(jìn)展

朱華強(qiáng)1,2，周文華1,2

(1. 寧波大學(xué)行為神經(jīng)科學(xué)研究中心，浙江 寧波 310010；2. 寧波市微循環(huán)與莨菪類(lèi)藥研究所，浙江 寧波 315010)

Akt是磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)的下游靶蛋白，PI3K/Akt信號(hào)通路參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡和代謝等基本功能。中樞系統(tǒng)的Akt活性還受神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺(DA)的調(diào)節(jié)，介導(dǎo)多種藥物成癮的進(jìn)程。該文就Akt的結(jié)構(gòu)特征、活性調(diào)節(jié)以及該信號(hào)分子在藥物成癮中的相關(guān)研究予以綜述。

Akt；CREB；伏隔核；多巴胺；D2受體；藥物成癮

藥物成癮是一種慢性復(fù)發(fā)性腦病，臨床治療的難點(diǎn)在于其有很高的復(fù)吸率。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，長(zhǎng)期使用成癮性藥物造成腦內(nèi)神經(jīng)環(huán)路結(jié)構(gòu)和功能的適應(yīng)性改變是患者產(chǎn)生復(fù)吸的生物學(xué)基礎(chǔ)，這種可塑性的變化涉及細(xì)胞膜表面受體、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)分子和細(xì)胞核內(nèi)基因表達(dá)的改變。所以，尋找藥物成癮過(guò)程中適應(yīng)性改變的信號(hào)分子靶標(biāo)已成為目前治療藥物成癮的熱點(diǎn)。

Akt是一種分子質(zhì)量大約為60 ku的絲氨酸/蘇氨酸激酶。因其與蛋白激酶A(protein kinase A，PKA)和蛋白激酶C(protein kinase C，PKC)分別具有68%和73%的同源性，又被稱(chēng)為蛋白激酶B(protein kinase B，PKB)。早期研究顯示，人類(lèi)的多種腫瘤存在Akt信號(hào)分子的異常激活，Akt被發(fā)現(xiàn)是生長(zhǎng)因子介導(dǎo)的磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)信號(hào)途徑的下游靶蛋白[1]，PI3K/Akt信號(hào)通路的過(guò)度激活參與了多種腫瘤的發(fā)生和發(fā)展。隨后的研究發(fā)現(xiàn)藥物成癮中也存在Akt活性的特異性改變，最直接的證據(jù)是Akt的磷酸化可被多巴胺2型受體(D2 class receptor)直接調(diào)節(jié)，最終影響轉(zhuǎn)錄因子cAMP反應(yīng)原件結(jié)合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)的激活，該信號(hào)通路與多巴胺(dopamine，DA)依賴(lài)的藥物成癮行為密切相關(guān)[2]。

1 Akt的結(jié)構(gòu)特征

Akt是原癌基因c-akt的表達(dá)產(chǎn)物。早在1977年，Staal等[3]就在患自發(fā)性淋巴瘤小鼠身上得到轉(zhuǎn)化的鼠白血病病毒v-akt序列，c-akt是其細(xì)胞同源的基因序列。目前，哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)至少有3種Akt亞型：Akt1(PKBα)、Akt2(PKBβ)和Akt3(PKBγ)，分別由染色體14 q32、19 q13和1 q43上的3個(gè)不同基因編碼。Akt1具有廣泛的組織分布性，Akt2在肌肉和脂肪細(xì)胞中表達(dá)，Akt3嚴(yán)格存在于睪丸與大腦中[4]。

Akt蛋白約由480個(gè)氨基酸組成，包括氨基端的AH/PH 結(jié)構(gòu)區(qū)、中間的激酶區(qū)和羧基尾端的調(diào)控區(qū)。氨基端的AH/PH結(jié)構(gòu)區(qū)總共包含147個(gè)氨基酸片段，所有的氨基酸片段組成1個(gè)保守AH結(jié)構(gòu)域(Akt homology domain)，其中1～106片段是許多蛋白激酶同源的PH結(jié)構(gòu)域(pleckstrin homology domain)，AH/PH結(jié)構(gòu)域可以與脂類(lèi)或其他疏水配體相互作用；PH結(jié)構(gòu)域突變或缺失會(huì)導(dǎo)致Akt的活性降低或喪失。中間的激酶區(qū)位于148～411氨基酸片段之間，內(nèi)含ATP結(jié)合位點(diǎn)，并含有Akt活化所必需的第1個(gè)Thr308磷酸化位點(diǎn)。羧基尾端的調(diào)控區(qū)(412～480氨基酸片段)富含脯氨酸，并含有Akt活化所需的第2個(gè)Ser473磷酸化位點(diǎn)，該位點(diǎn)的磷酸化使Akt的活性達(dá)到最大。

2 Akt的活性調(diào)節(jié)

Akt的磷酸化主要受到上游蛋白激酶PI3K的調(diào)控，多種生長(zhǎng)因子和激素通過(guò)酪氨酸激酶連接受體(RTK)激活PI3K，PI3K使二磷酸磷脂酰肌醇(PIP2)磷酸化為PIP3，PIP3在膜上與Akt的PH結(jié)構(gòu)域結(jié)合，使之從胞質(zhì)轉(zhuǎn)位至細(xì)胞膜上，Akt構(gòu)象發(fā)生改變并暴露出2個(gè)磷酸化的位點(diǎn)。同時(shí)，胞質(zhì)中的磷酸肌醇依賴(lài)性蛋白激酶(phosphoinositide-dependent protein kinase，PDK)也通過(guò)自身的PH結(jié)構(gòu)域與PIP3結(jié)合，PIP3促使Akt與PDK兩者相互接近，PDK1可以磷酸化Akt的Thr308位點(diǎn)，部分激活A(yù)kt，PDK2(如整合素連接型激酶ILK)磷酸化Akt的Ser473位點(diǎn)，完全激活A(yù)kt[5]?；罨腁kt 通過(guò)磷酸化作用激活或抑制其下游靶蛋白Bad、caspase-9、NF-κB、GSK3等，進(jìn)而調(diào)節(jié)細(xì)胞增殖、分化、凋亡和葡萄糖代謝等多種功能。

Akt的活化還受到其他非PI3K途徑的調(diào)節(jié)，例如前列腺素E和毛喉素能升高細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度和cAMP ，進(jìn)而通過(guò)PKA 激活A(yù)kt的Thr308位點(diǎn)，并且這個(gè)過(guò)程不被PI3K的抑制劑wortmannin所阻斷[6]。

3 Akt參與藥物成癮的過(guò)程

中腦邊緣DA系統(tǒng)在藥物成癮過(guò)程中起關(guān)鍵作用。該系統(tǒng)起源于腹側(cè)被蓋區(qū)(ventral tegmental area，VTA)的DA能神經(jīng)元，隨后投射到伏隔核(nucleus accumbens，NAc)、前額皮層(prefrontal cortex，PFC)、海馬和杏仁核等腦區(qū)[7]。絕大多數(shù)的依賴(lài)性藥物進(jìn)入腦后，作用于VTA到NAc的神經(jīng)投射，使NAc的DA釋放增加，產(chǎn)生獎(jiǎng)賞效應(yīng)。NAc中約95%為中等大小棘突神經(jīng)元，根據(jù)其上面的DA受體的分布，可以分為D1型受體(D1 class receptor，包含D1受體和D5受體)陽(yáng)性神經(jīng)元和D2型受體(包含D2受體、D3受體和D4受體)陽(yáng)性神經(jīng)元。DA與中等大小棘突神經(jīng)元上的D1受體結(jié)合后，偶聯(lián)Gαs蛋白,增加cAMP的產(chǎn)生，隨后激活cAMP/PKA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，這條信號(hào)通路在藥物成癮形成過(guò)程中占主導(dǎo)地位；DA與D2受體結(jié)合后，偶聯(lián)Gαi/o后，減少cAMP的產(chǎn)生，抑制cAMP/PKA信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，起負(fù)性反饋?zhàn)饔?。急性成癮性藥物使用誘導(dǎo)的獎(jiǎng)賞強(qiáng)化效應(yīng)多與D1受體關(guān)系密切，慢性藥物使用產(chǎn)生的獎(jiǎng)賞耐受及停藥后的戒斷反應(yīng)則跟D2受體相互關(guān)聯(lián)。Brami-Cherrier等[8]最早發(fā)現(xiàn)DA能夠誘導(dǎo)非PI3K依賴(lài)的Akt磷酸化水平變化，并促使CREB蛋白磷酸化的表達(dá)。深入的研究發(fā)現(xiàn)，DA主要是與D2受體結(jié)合后，以非cAMP依賴(lài)的方式改變了p-Akt水平。D2受體招募激活的p-Akt、蛋白磷酸酶-2A(PP2A)和骨架蛋白β-arrestin2上膜形成復(fù)合物，隨后PP2A使Akt去磷酸化，Akt去磷酸化導(dǎo)致下游底物GSK3的磷酸化減少，從而激活GSK3，GSK3最終激活轉(zhuǎn)錄因子CREB并產(chǎn)生DA依賴(lài)的行為[9](Fig 1)。研究者認(rèn)為，D1受體介導(dǎo)的cAMP/PKA信號(hào)通路是一種快速而短暫的反應(yīng)，在此過(guò)程中D1受體也可能通過(guò)激活PKA，間接增加p-Akt水平；而D2受體通過(guò)骨架蛋白β-arrestin2介導(dǎo)的Akt/GSK3信號(hào)通路變化是一種相對(duì)慢速和持久的改變，并且是DA誘導(dǎo)腦內(nèi)p-Akt水平改變的主要途徑[2]。嗎啡、可卡因、苯丙胺、大麻和酒精等多種藥物的成癮過(guò)程中均已發(fā)現(xiàn)Akt信號(hào)通路的改變，下面將逐一展開(kāi)論述。

Fig 1 Regulation of Akt by dopamine and PI3K

3.1 Akt與嗎啡成癮 嗎啡是μ-阿片受體激動(dòng)劑，正常生理狀態(tài)下VTA的DA能神經(jīng)元受到γ-氨基丁酸(GABA)能中間神經(jīng)元的緊張性抑制，嗎啡激活GABA能神經(jīng)元上的μ-受體，抑制該神經(jīng)元活動(dòng)，從而解除了GABA能神經(jīng)元對(duì)DA能神經(jīng)元的緊張性抑制，增加了其投射靶區(qū)NAc中DA的釋放。Muller等[10]最早觀察到急性嗎啡處理導(dǎo)致大鼠NAc的p-Akt水平明顯升高，納曲酮前處理能夠阻斷急性嗎啡誘導(dǎo)的p-Akt上調(diào)效應(yīng)，慢性嗎啡處理后大鼠NAc的p-Akt水平則明顯降低。NAc中p-Akt水平變化可能反映了嗎啡成癮進(jìn)程中從開(kāi)始的獎(jiǎng)賞強(qiáng)化到慢性使用后獎(jiǎng)賞耐受的轉(zhuǎn)變。臨床上，阿片成癮患者PFc腦區(qū)p-Akt-Ser473水平明顯下降，可能跟阿片成癮患者逐漸缺失的藥物獎(jiǎng)賞敏感性相關(guān)[11]。嗎啡成癮動(dòng)物或患者一旦停藥將出現(xiàn)一系列戒斷綜合征，中腦導(dǎo)水管周?chē)屹|(zhì)區(qū)、藍(lán)斑核及下行的脊髓介導(dǎo)戒斷癥狀的產(chǎn)生。研究表明，大鼠產(chǎn)生戒斷癥狀時(shí)脊髓的p-Akt-Ser473水平與對(duì)照組相比明顯升高，并伴有下游轉(zhuǎn)錄因子β-catenin磷酸化水平的增加，而β-catenin的磷酸化往往介導(dǎo)了神經(jīng)元突觸重塑的過(guò)程[12]。

形態(tài)學(xué)研究顯示，慢性嗎啡處理能特異性地減少大鼠VTA腦區(qū)DA神經(jīng)元的表面積和周長(zhǎng)，對(duì)VTA腦區(qū)非DA神經(jīng)元的表面積和周長(zhǎng)則沒(méi)有影響。慢性嗎啡成癮大鼠造模時(shí)，腹腔聯(lián)合注射納曲酮或在VTA腦區(qū)微注射腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor，BDNF)，可以逆轉(zhuǎn)VTA腦區(qū)DA神經(jīng)元變小的過(guò)程[13]。隨后的研究揭示VTA腦區(qū)DA神經(jīng)元胞體變小是由胰島素受體底物2亞型(insulin receptor substrate 2，IRS2)/Akt信號(hào)通路的失活所介導(dǎo)，該通路的失活還降低了嗎啡的獎(jiǎng)賞效應(yīng)[14]。哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mammalian target of rapamycin complex，mTOR)是Akt重要的下游信號(hào)之一，包含2個(gè)復(fù)合物mTORC1和mTORC2，mTORC2主要介導(dǎo)細(xì)胞骨架重塑過(guò)程，最近也發(fā)現(xiàn)參與細(xì)胞的存活和生長(zhǎng)。慢性嗎啡處理使VTA腦區(qū)DA神經(jīng)元表面積變小時(shí)，DA神經(jīng)元雖仍然興奮，但對(duì)于NAc的投射減少，并逐漸產(chǎn)生獎(jiǎng)賞耐受。研究發(fā)現(xiàn)，此時(shí)VTA腦區(qū)mTORC2和IRS2/Akt通路的活性均下調(diào)，mTORC2信號(hào)減弱被證實(shí)是IRS2信號(hào)下調(diào)的結(jié)果。因此，IRS2/Akt/mTORC2通路可能介導(dǎo)了慢性嗎啡處理誘導(dǎo)的VTA腦區(qū)DA神經(jīng)元的形態(tài)學(xué)改變以及獎(jiǎng)賞耐受[15]。

嗎啡造成神經(jīng)元形態(tài)和軀體依賴(lài)變化的同時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生明顯的精神依賴(lài)。條件性位置偏愛(ài)(conditioned place preference，CPP)是評(píng)價(jià)嗎啡精神依賴(lài)性的重要模型。研究發(fā)現(xiàn)，嗎啡CPP獲得大鼠海馬CA3腦區(qū)的p-Akt和p-mTOR水平明顯升高，而海馬CA1、VTA和NAc腦區(qū)中的表達(dá)則沒(méi)有變化；腹腔注射PI3K的抑制劑LY294002或mTOR的拮抗劑雷帕霉素都能夠阻斷大鼠嗎啡CPP的獲得，CA3腦區(qū)直接微注射μ-阿片受體拮抗劑也能阻斷大鼠嗎啡CPP的獲得，因此，海馬CA3腦區(qū)μ-阿片受體可能通過(guò)激活PI3K/Akt信號(hào)通路在大鼠嗎啡CPP的獲得中扮演了重要角色[16]。海馬齒狀回(dentate gyrus，DG)也是藥物成癮精神依賴(lài)相關(guān)的重要腦區(qū)，下丘腦外側(cè)區(qū)(lateral hypothalamic，LH)可以神經(jīng)投射到DG。研究者發(fā)現(xiàn)，LH釋放食欲素到DG，通過(guò)激活食欲素1型受體(orexin receptor type 1，OXR1)升高了DG中的p-Akt水平，Akt的激活隨后參與了大鼠的嗎啡CPP效應(yīng)。腹腔注射OXR1的拮抗劑SB334867能明顯消除大鼠嗎啡CPP的獲得、維持和表達(dá)，DG腦區(qū)注射SB334867減少了該腦區(qū)p-Akt的水平，同時(shí)也降低了大鼠的嗎啡CPP效應(yīng)。因此，DG腦區(qū)通過(guò)激活A(yù)kt信號(hào)分子，促進(jìn)了大鼠嗎啡精神依賴(lài)性的獲得和表達(dá)[17]。

3.2 Akt與可卡因成癮 可卡因是一種精神興奮劑類(lèi)的成癮性藥物，直接作用于NAc腦區(qū)的DA神經(jīng)元末梢，與突觸囊泡中的DA轉(zhuǎn)運(yùn)體(dopamine transporter，DAT)結(jié)合，從而降低了DAT清除突觸間隙DA的能力，間接增加NAc中DA釋放。在體研究證實(shí)，急性一針可卡因(20 mg·kg-1)處理20 min后，小鼠紋狀體(背側(cè)紋狀體和NAc的總和)呈現(xiàn)非PI3K依賴(lài)的p-Akt-Thr308水平升高[8]。有意思的是，單獨(dú)1 d多次給予可卡因注射(15 mg·kg-1，1 d 3次)，末次注射30 min后檢測(cè)到大鼠NAc腦區(qū)p-Akt-Thr308水平明顯減少，杏仁核p-Akt-Thr308的表達(dá)則明顯升高；慢性多次可卡因注射(15 mg·kg-1，連續(xù)14 d，1 d 3次)，只在杏仁核觀察到p-Akt水平的減少。研究者推測(cè)伏隔核p-Akt變化可能反映了急性可卡因暴露誘導(dǎo)的DA運(yùn)動(dòng)刺激效應(yīng)；而杏仁核p-Akt的變化可能與急、慢性可卡因暴露造成的不同情緒變化相關(guān)[18]。

可卡因也會(huì)誘導(dǎo)中腦DA神經(jīng)元結(jié)構(gòu)可塑性的變化。增加可卡因使用次數(shù)或延長(zhǎng)使用時(shí)間均使VTA和黑質(zhì)腦區(qū)的DA神經(jīng)元胞體變大和樹(shù)突棘分支數(shù)量增多。有研究發(fā)現(xiàn)，可卡因可能通過(guò)D3受體激活A(yù)kt的磷酸化，增加了DA神經(jīng)元胞體體積和樹(shù)突棘的分支數(shù)量，而預(yù)先給予Akt激酶抑制劑LY294002、D3受體拮抗劑SB-277011-A或S-33084中的任何一種藥物均完全阻斷了可卡因誘導(dǎo)的這種神經(jīng)元結(jié)構(gòu)可塑性改變[19]。精神興奮劑誘導(dǎo)的行為敏化是藥物精神依賴(lài)性的重要特征。已建立可卡因敏化大鼠NAc核部的ILK和p-Akt-Ser473表達(dá)均升高，NAc核部微注射ILK干擾RNA能夠降低p-Akt-Ser473的表達(dá)，減少可卡因行為敏化的早期獲得和后期表達(dá)，同時(shí)還促使NAc核部樹(shù)突密度降低和樹(shù)突棘數(shù)量減少[20]。研究者隨后發(fā)現(xiàn)，大鼠內(nèi)側(cè)前額皮層(mPFc)和NAc核部在可卡因敏化行為表達(dá)時(shí)均表現(xiàn)為樹(shù)突密度降低和樹(shù)突棘數(shù)量減少，同時(shí)，mPFc和NAc核部ILK、TrkA、Akt、p75NTR的活性增加，因此mPFc和NAc核部TrkA(p75NTR)/ILK/Akt信號(hào)通路可能參與了可卡因敏化誘導(dǎo)的神經(jīng)元突觸可塑性過(guò)程[21]。

藥物成癮同時(shí)也是一種獎(jiǎng)賞的學(xué)習(xí)記憶過(guò)程。干擾獎(jiǎng)賞記憶，尤其是記憶的再鞏固被認(rèn)為是一種治療成癮可能的臨床手段。研究者首先對(duì)小鼠進(jìn)行連續(xù)8 d的可卡因CPP訓(xùn)練，d 9進(jìn)行CPP評(píng)分測(cè)定，d 10根據(jù)CPP評(píng)分把小鼠隨機(jī)均分成兩組，一組小鼠在CPP訓(xùn)練伴藥箱放置10 min誘導(dǎo)可卡因獎(jiǎng)賞記憶的再激活，另一組直接處死作為對(duì)照。Western bolt結(jié)果顯示，可卡因記憶再激活組小鼠NAc和海馬的p-Akt-Thr308、p-GSK3、p-mTORC1和mTORC1依賴(lài)的蛋白激酶p-p70S6K水平與對(duì)照組相比均表現(xiàn)出不同程度的減少，PFc中p-Akt-Thr308和p-GSK3蛋白水平也減少。如果在d 10小鼠進(jìn)行可卡因獎(jiǎng)賞記憶再激活時(shí)腹腔注射GSK-3的抑制劑SB216763，能明顯減少小鼠d 11的CPP測(cè)試評(píng)分。因此，PFc、NAc和海馬的Akt/GSK3/mTORC1信號(hào)通路可能涉及了可卡因獎(jiǎng)賞記憶的再鞏固過(guò)程[22]。

3.3 Akt與苯丙胺成癮 苯丙胺(又稱(chēng)安非他命)是一種新型的合成毒品，苯丙胺的同類(lèi)化合物還包括甲基苯丙胺(俗稱(chēng)冰毒)、3，4一亞甲二氧基甲基苯丙胺(俗稱(chēng)搖頭丸)等。近年來(lái)，苯丙胺類(lèi)新型毒品在我國(guó)的濫用勢(shì)頭迅速上升，已超越傳統(tǒng)的海洛因等毒品，躍居使用人數(shù)的首位。苯丙胺類(lèi)藥物進(jìn)入中樞后，與突觸間隙的DAT結(jié)合，從而促進(jìn)突觸間隙DA的持續(xù)釋放，同時(shí)該類(lèi)藥物還能直接進(jìn)入突觸前囊泡，并擠出突觸前囊泡中的DA，發(fā)揮比傳統(tǒng)毒品更強(qiáng)的獎(jiǎng)賞效應(yīng)。

DA在突觸間隙的清除主要依賴(lài)于突觸間隙中DAT的重?cái)z取，少部分受突觸前細(xì)胞表面功能性DAT表達(dá)的影響，苯丙胺被發(fā)現(xiàn)也能同時(shí)降低細(xì)胞表面功能性DAT的表達(dá)。早期研究發(fā)現(xiàn)，激活胰島素(insulin)/PI3K信號(hào)通路可逆轉(zhuǎn)苯丙胺誘導(dǎo)的細(xì)胞表面DAT表達(dá)減少[23]。細(xì)胞培養(yǎng)和離體腦片實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，延長(zhǎng)苯丙胺的給藥時(shí)間或增加苯丙胺的劑量均明顯降低了細(xì)胞或紋狀體腦片中p-Akt-Thr308和p-Akt-Ser473的水平，給予DAT的抑制劑可卡因則能阻斷苯丙胺誘導(dǎo)的這種變化，提示苯丙胺與DAT的相互作用后，抑制了p-Akt的活性[24]。D2受體被發(fā)現(xiàn)可以直接增強(qiáng)對(duì)DA重?cái)z取，采用DAT熒光底物活細(xì)胞成像技術(shù)研究顯示，刺激D2受體能夠增加DAT熒光底物的表達(dá)。流式細(xì)胞術(shù)刺激D2受體時(shí)，p-ERK1/2和非PI3K依賴(lài)的p-Akt水平升高，并增加了突觸前細(xì)胞表面DAT的數(shù)量，加快了細(xì)胞間隙DA的清除[25]。孤兒G蛋白偶聯(lián)受體37(GPR37)是一種與DAT共定位的受體， GPR37敲除小鼠紋狀體中DAT無(wú)法大量聚集，并造成p-ERK2、p-Akt以及ΔFosB表達(dá)的減少，GPR37敲除小鼠不容易形成苯丙胺誘導(dǎo)的CPP行為[26]。

苯丙胺急、慢性處理誘導(dǎo)的p-Akt表達(dá)也具有不同的時(shí)相變化和組織特異性。急性苯丙胺處理后，大鼠PFc和紋狀體p-Akt表達(dá)減少，慢性苯丙胺或甲基苯丙胺處理后，紋狀體p-Akt水平也減少，而PFc和海馬p-Akt水平則增加[27]。每天6 h甲基苯丙胺長(zhǎng)期訓(xùn)練是研究甲基苯丙胺強(qiáng)迫性給藥的經(jīng)典模型，研究發(fā)現(xiàn)這種慢性處理后，大鼠腹側(cè)海馬p-Akt-Ser473水平降低，可能與甲基苯丙胺強(qiáng)迫性給藥誘導(dǎo)的焦慮樣情緒關(guān)系密切[28]。mTORC2蛋白復(fù)合物不僅是Akt信號(hào)分子的下游靶標(biāo)，同時(shí)還能反過(guò)來(lái)促進(jìn)Akt(Ser473)位點(diǎn)的磷酸化，敲除mTORC2復(fù)合物的骨架蛋白R(shí)ictor能明顯降低小鼠背側(cè)紋狀體p-Akt-Ser473的表達(dá)水平，同時(shí)DAT表達(dá)升高。與正常小鼠相比，Rictor敲除小鼠苯丙胺處理后，表現(xiàn)出更高的活動(dòng)度、刻板行為和夸張的反應(yīng)。這些結(jié)果提示背側(cè)紋狀體mTORC2信號(hào)通路可能介導(dǎo)了苯丙胺刺激的行為[29]。

苯丙胺行為敏化大鼠紋狀體p-Akt表達(dá)具有不同的時(shí)間點(diǎn)效應(yīng)。已建立苯丙胺行為敏化的大鼠用小劑量苯丙胺激活敏化的表達(dá)，分別在激發(fā)15 min或2 h后檢測(cè)紋狀體p-ERK、p-Akt和p-CREB蛋白水平。結(jié)果顯示，敏化大鼠紋狀體p-ERK、p-Akt和p-CREB的表達(dá)在激發(fā)15 min后，與對(duì)照組相比均明顯升高；激發(fā)2 h后，紋狀體p-ERK和p-CREB的表達(dá)依然升高，但p-Akt的表達(dá)與對(duì)照組相比反而降低[30]。苯丙胺行為敏化大鼠紋狀體p-Akt水平在激發(fā)短時(shí)間內(nèi)(15 min)的升高可能由D1受體介導(dǎo)，并依賴(lài)于PI3K的激活；而較長(zhǎng)時(shí)間后(2 h)，紋狀體p-Akt水平降低則可能由D2受體介導(dǎo)p-Akt、PP2A和β-arrestin2復(fù)合物形成，促使Akt去磷酸化所致[31]。

3.4 Akt與其他藥物的成癮 大麻是全世界使用人數(shù)最多的毒品，大麻成癮與精神分裂癥高度共患。大麻患者AKT1基因的遺傳變異與精神失常易感性之間存在相關(guān)性。AKT1基因rs249732遺傳位點(diǎn)的多樣性變化(從T/T到C/C)降低了患者的認(rèn)知功能，并增加了患者發(fā)生精神障礙的風(fēng)險(xiǎn)[32]。

尼古丁長(zhǎng)期暴露也誘導(dǎo)樹(shù)突棘分支變多、神經(jīng)元胞體變大這種結(jié)構(gòu)可塑性變化。體外研究發(fā)現(xiàn)，尼古丁作用于中腦DA神經(jīng)元的α4β2 nAchR，誘導(dǎo)p-Akt表達(dá)上調(diào)，隨后激活p70S6蛋白激酶，預(yù)先給予LY294002阻斷這種神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的變化。D3受體敲除小鼠或野生型小鼠給予D3受體抑制劑也能阻斷尼古丁對(duì)DA神經(jīng)元形態(tài)學(xué)的改變。因此，α4β2 nAchR和D3R共同介導(dǎo)的Akt/mTORC1信號(hào)通路可能參與了DA神經(jīng)元結(jié)構(gòu)可塑性的變化[33]。

嗜酒大鼠的研究發(fā)現(xiàn)，急性給予酒精導(dǎo)致大鼠NAc中p-Akt-Thr308和p-Akt-Ser473水平快速上升，長(zhǎng)期嗜酒大鼠NAc中p-Akt-Ser473水平也明顯升高， NAc微注射wortmannin則能明顯抑制大鼠嗜酒行為，提示NAc腦區(qū)Akt的磷酸化表達(dá)可能與嗜酒的動(dòng)機(jī)有關(guān)[34]。酒精雙瓶選擇實(shí)驗(yàn)中，β-arrestin2敲除小鼠與野生型小鼠相比，表現(xiàn)為高飲酒量和更多的酒精偏愛(ài)。Western blot結(jié)果顯示，β-arrestin2敲除小鼠背側(cè)紋狀體p-Akt-Thr308和p-GSK3表達(dá)升高，β-arrestin2可能通過(guò)負(fù)性調(diào)控背側(cè)紋狀體p-Akt-308水平，介導(dǎo)對(duì)酒精的偏好和獎(jiǎng)賞作用[35]。

4 結(jié)語(yǔ)

Akt信號(hào)分子的活性變化已經(jīng)發(fā)現(xiàn)參與嗎啡、可卡因和苯丙胺等多種藥物的成癮過(guò)程。急性藥物處理往往導(dǎo)致D1受體介導(dǎo)的PKA信號(hào)相關(guān)的Akt磷酸化改變，而慢性藥物處理往往與D2受體介導(dǎo)的Akt/GSK3信號(hào)通路密切相關(guān)，進(jìn)而參與了藥物成癮的精神依賴(lài)性和神經(jīng)元結(jié)構(gòu)的可塑性變化。相信隨著研究的不斷深入，該信號(hào)通路在藥物成癮可塑性變化中的作用會(huì)更加明確，最終為藥物成癮的治療提供新的解決方案。

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Research progress of Akt in drug addiction mechanism

ZHU Hua-qiang1,2，ZHOU Wen-hua1,2
(1.LabofBehavioralNeuroscience,SchoolofMedicine,NingboUniversity,NingboZhejiang310010,China;2.NingboInstituteofMicrocirculationandHenbane,NingboZhejiang315010,China)

Akt is the downstream target protein of phosphatidylinositol 3-kinase(PI3K), and PI3K/Akt signaling pathway is involved in cell proliferation, differentiation, apoptosis and metabolism. The activities of Akt in the central nervous system is also regulated by the neurotransmitter dopamine(DA), therefore Akt mediates multiple drug addiction process. This article reviews the structural characteristics and activity regulation of Akt, as well as the related research in drug addiction of this signal molecule.

Akt; CREB; NAc; dopamine; D2 receptor; drug addiction

2017-04-22,

2017-05-19

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃 ( 973計(jì)劃) 資助項(xiàng)目 (No 2015CB553504)；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 81471350，81171257)；寧波市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No 2016A610187，2013A26)

朱華強(qiáng)(1979-)，男，碩士，副研究員，研究方向：藥物成癮的神經(jīng)藥理學(xué)，E-mail：cloudtop@163.com； 周文華(1966-)，男，博士，研究員，博士生導(dǎo)師，研究方向：藥物成癮的神經(jīng)藥理學(xué)和臨床藥理學(xué)，通訊作者，E-mail：whzhou@vip.163.com

時(shí)間：2017-7-7 11:04 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1086.R.20170707.1104.006.html

10.3969/j.issn.1001-1978.2017.08.003

A

1001-1978(2017)08-1046-05

R-05；R322.81；R341；R345.57；R392.11；R749.61