茹琴，李超英，李毅

1江漢大學(xué)武漢生物醫(yī)學(xué)研究院，武漢 430056 2武漢市精神衛(wèi)生中心精神科，武漢 430012

物質(zhì)成癮(包括酒精、藥物成癮)是一種慢性復(fù)發(fā)性腦病，表現(xiàn)為強(qiáng)迫性覓藥和對(duì)成癮物質(zhì)的持續(xù)渴求[1]。長期使用成癮物質(zhì)導(dǎo)致神經(jīng)結(jié)構(gòu)和功能可塑性改變，是產(chǎn)生強(qiáng)迫性覓藥行為和復(fù)吸行為的主要原因，而特定腦區(qū)基因表達(dá)和功能的異常則是神經(jīng)可塑性改變的分子基礎(chǔ)。由于物質(zhì)成癮涉及的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制十分復(fù)雜且尚未清楚，目前針對(duì)成癮尚無有效的治療對(duì)策。

鉀通道活性的調(diào)節(jié)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，某些鉀通道對(duì)K+內(nèi)流的通透程度大于外流程度，這類鉀通道被命名為內(nèi)向整流鉀(inwardly rectifying potassium，Kir)通道[2]。目前已發(fā)現(xiàn)有15種Kir通道[3]，其中G蛋白門控的Kir(G protein-gated inwardly rectifying potassium channels，GIRK，Kir3.x)通道生理功能的改變與許多腦疾病的病理生理學(xué)過程相關(guān)聯(lián)，在成癮密切相關(guān)的獎(jiǎng)賞系統(tǒng)如腹側(cè)被蓋區(qū)(ventral tegmental area，VTA)和其主要投射區(qū)伏隔核(nucleus accumbens，NAC)、前額皮質(zhì)(prefrontal frontal cortexes，PFC)等腦區(qū)均有表達(dá)，參與神經(jīng)元興奮性的調(diào)節(jié)，敲除GIRK通道會(huì)改變小鼠對(duì)成癮物質(zhì)如酒精、可卡因、甲基苯丙胺等的成癮行為[2]，表明GIRK通道與成癮行為關(guān)系密切，本文總結(jié)了GIRK通道在物質(zhì)成癮中的研究進(jìn)展。

GIRK通道的結(jié)構(gòu)特性、分布及調(diào)控

GIRK通道的結(jié)構(gòu)特性目前已知GIRK家族有5種亞基，其中GIRK2還存在3種剪切突變體，GIRK通道以同源或異源四聚體的形式存在。GIRK亞基具有與其他Kir亞基相似的結(jié)構(gòu)特征，C末端和N末端均位于胞內(nèi)，有2個(gè)跨膜結(jié)構(gòu)域M1和M2，由細(xì)胞外通道孔區(qū)(P或H5)相連，P區(qū)域作為“K+選擇性過濾器”，和其他的K+通道擁有共同的特征序列T-X-G-(F/Y)-G，GIRK通道缺乏電壓感受器區(qū)域，所以對(duì)膜電壓不敏感。晶體結(jié)構(gòu)分析顯示，跨膜結(jié)構(gòu)域M2形成的內(nèi)在螺旋和胞內(nèi)區(qū)的G環(huán)是K+門控的重要區(qū)域，其中M2區(qū)域中的1個(gè)高度保守的甘氨酸可以發(fā)揮類似“鉸鏈”作用，使得M2結(jié)構(gòu)域進(jìn)行彎曲和旋轉(zhuǎn)，允許內(nèi)在螺旋擴(kuò)張，使K+順利通過。隨機(jī)突變實(shí)驗(yàn)證明，在該甘氨酸附近引入脯氨酸使M2結(jié)構(gòu)域結(jié)構(gòu)扭結(jié)，可使GIRK通道持續(xù)開放；G環(huán)是胞內(nèi)區(qū)最狹窄的部分，可允許K+通過，但水合K+則不能順利通過[4]。

GIRK通道在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的分布GIRK1～3亞基在腦內(nèi)分布廣泛，如在海馬、皮層、小腦中都有表達(dá)，但在VTA尾狀核的中型多棘神經(jīng)元中沒有表達(dá)[5- 6]。GIRK1亞基有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滯留信號(hào)，需要與其他亞基共表達(dá)才能定位到細(xì)胞膜上并形成具有功能的異源四聚體，GIRK1和GIRK2亞基在腦內(nèi)某些區(qū)域有交叉分布，組成的異源四聚體被認(rèn)為是GIRK通道在哺乳動(dòng)物腦內(nèi)的主要存在形式[7]。GIRK4僅分布在少數(shù)腦區(qū)，如在小鼠腦內(nèi)主要分布在皮層深部的錐體神經(jīng)元[8]。GIRK5目前只發(fā)現(xiàn)在非洲爪蟾卵母細(xì)胞中表達(dá)[9]。

GIRK通道在不同腦區(qū)的分布仍存在特異性。如GIRK2c和GIRK3亞基在VTA腦區(qū)多巴胺(dopamine，DA)神經(jīng)元和γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)神經(jīng)元都有表達(dá)，而GIRK1亞基僅在GABA神經(jīng)元有表達(dá)[10]，黑質(zhì)致密部(substantia nigra compacta，SNc)的DA能神經(jīng)元只表達(dá)GIRK2c和GIRK2a亞基組成的同源四聚體[11]。在大鼠海馬CA1區(qū)域的神經(jīng)元中GIRK1主要存在于樹突、樹突棘和胞體，而在下丘腦室旁核中GIRK1只表達(dá)在突觸前膜，突觸后膜無表達(dá)[12]。這些研究結(jié)果表明，GIRK亞基在腦內(nèi)的分布不僅存在腦區(qū)和神經(jīng)元的特異性，在不同腦區(qū)和不同的神經(jīng)元上，GIRK亞基存在的亞細(xì)胞部位也不同，這可能與其發(fā)揮的生理學(xué)功能有關(guān)。

GIRK通道在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的生理作用

盡管GIRK具有內(nèi)向整流作用，但它們通常的生理作用是在接近靜息膜電位水平上允許K+外流，在靜息電位和引起神經(jīng)元產(chǎn)生動(dòng)作電位的膜電位之間這種外向的GIRK電流非常重要，這種超極化的K+電流可降低細(xì)胞的興奮性；相反，在動(dòng)作電位的下降支時(shí)，電壓門控鉀通道被激活，大量K+外流，使神經(jīng)元重新極化，神經(jīng)遞質(zhì)如GABA、DA通過激活相應(yīng)的G蛋白受體激活GIRK通道，由于通過這些代謝型受體激活GIRK通道需要一定時(shí)間，比離子型受體的激活要慢，因此，這種慢抑制性突觸后電流會(huì)對(duì)神經(jīng)活動(dòng)產(chǎn)生更持久的抑制作用[2]。將GIRK1、GIRK2、GIRK4和5-羥色胺1A受體共轉(zhuǎn)染培養(yǎng)的海馬神經(jīng)元，在給予5-羥色胺后發(fā)現(xiàn)由于GIRK的激活而使神經(jīng)元興奮的閾值增加了2～3倍，最終抑制神經(jīng)元的放電頻率[13]。

目前，GIRK通道因受體激活產(chǎn)生抑制神經(jīng)元作用主要有以下3種方式：(1)神經(jīng)元自抑制：部分神經(jīng)元會(huì)釋放神經(jīng)遞質(zhì)激活自身樹突上的抑制性G蛋白偶聯(lián)受體和GIRK通道，導(dǎo)致自抑制。例如，DA神經(jīng)元的自受體主要由D2亞型受體(D2、D3和D4)組成，位于VTA和SNc的中腦DA神經(jīng)元的胞體和樹突，以及在投射區(qū)域的軸突末端，作為反饋調(diào)節(jié)因子，這些受體的激活可進(jìn)一步調(diào)節(jié)GIRK通道活性，降低DA神經(jīng)元興奮性和DA釋放[14]。雖然D2和D3受體均存在于多巴胺神經(jīng)元上，絕大多數(shù)神經(jīng)元自抑制被認(rèn)為是通過D2受體介導(dǎo)。(2)神經(jīng)元間抑制：在神經(jīng)信號(hào)突觸傳遞中，相鄰神經(jīng)元可釋放神經(jīng)遞質(zhì)激活突觸后膜上的GABAB受體、D2受體或Ⅱ型代謝型谷氨酸受體mGluR2/3，進(jìn)而激活GIRK通道。(3)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)抑制：如DA可先與DA神經(jīng)元上的自受體和相鄰神經(jīng)元上的受體結(jié)合激活GIRK通道，影響DA釋放，進(jìn)而影響周圍幾十立方微米范圍內(nèi)的高親和力DA受體，并因此可能同時(shí)影響許多鄰近神經(jīng)元上的成千個(gè)神經(jīng)突觸[14]。

GIRK通道在物質(zhì)成癮中的研究進(jìn)展

目前認(rèn)為GIRK通道調(diào)節(jié)神經(jīng)元的興奮性主要是減少神經(jīng)元峰電位的頻率，通過產(chǎn)生慢抑制性突觸后電位抑制神經(jīng)元的興奮性，調(diào)節(jié)神經(jīng)突觸可塑性。中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)的過度激活是成癮性藥物引起獎(jiǎng)賞效應(yīng)或正性強(qiáng)化作用的最后公共通路。GIRK通道可以抑制神經(jīng)元的興奮性這一重要生理功能使得其可能成為抑制物質(zhì)成癮的作用靶點(diǎn)。研究表明，GIRK通道在中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)均有表達(dá)，成癮行為會(huì)改變GIRK通道的活性和表達(dá)，GIRK通道也通過影響突觸可塑性參與調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)成癮物質(zhì)的覓藥、渴求、復(fù)吸等行為反應(yīng)[15- 16]。

GIRK通道與酒精成癮酒精主要通過影響GABA受體或GABA釋放，間接促進(jìn)VTA中DA能神經(jīng)元的放電從而增加投射區(qū)NAC中DA的釋放，上調(diào)獎(jiǎng)賞環(huán)路的功能引起成癮。研究發(fā)現(xiàn)，酒精可以激活大鼠中腦DA能神經(jīng)元上GABAB受體偶聯(lián)的GIRK通道，增強(qiáng)GABAB受體激動(dòng)劑巴氯芬(Baclofen)產(chǎn)生GIRK通道電流(IBaclofen)，進(jìn)而濃度依賴性地增加GABAB受體介導(dǎo)的突觸后抑制電位的振幅，引起突觸可塑性改變，從而調(diào)節(jié)大鼠酒精攝入量，并改變大鼠精神和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[17]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)相鄰的GIRK亞基胞內(nèi)區(qū)可以形成疏水性酒精口袋結(jié)構(gòu)，由N末端結(jié)構(gòu)域、1個(gè)亞基的βD-βE環(huán)和相鄰亞基的βL-βM環(huán)3個(gè)結(jié)構(gòu)元件構(gòu)成，酒精口袋是GIRK通道的酒精依賴性激活位點(diǎn)[18- 20]。敲除GIRK3亞基可在不影響酒精代謝情況下顯著增加小鼠的酗酒行為，而在VTA區(qū)域過表達(dá)GIRK3亞基則能逆轉(zhuǎn)敲除小鼠的酗酒行為，也能降低野生型小鼠對(duì)酒精的攝取，敲除GIRK3亞基還能降低酒精引起的VTA神經(jīng)元興奮性和伏隔核DA釋放，使小鼠中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)對(duì)酒精的反應(yīng)性降低，表明在酗酒條件下GIRK3亞基的表達(dá)水平與酒精攝取量呈負(fù)相關(guān)[21]。與野生小鼠相比，敲除GIRK3亞基能增加小鼠酒精條件性位置偏愛行為[22]，而GIRK2亞基敲除小鼠不能建立酒精條件性位置偏愛行為[23]，但敲除GIRK2基因能增加酒精成癮小鼠的酒精飲用量[24]。這些研究表明，在酒精誘導(dǎo)的條件性位置偏愛行為中，GIRK2和GIRK3可能發(fā)揮相反的作用，GIRK通道亞基的組成可能影響小鼠對(duì)酒精的敏感性。

GIRK通道與阿片類物質(zhì)成癮阿片類藥物進(jìn)入體內(nèi)后與不同腦區(qū)內(nèi)的抑制性GABA能神經(jīng)元突觸前膜上的阿片受體結(jié)合，通過激活阿片受體實(shí)現(xiàn)對(duì)GABA能神經(jīng)元的突觸前抑制，從而降低GABA能神經(jīng)通路對(duì)VTA中DA能神經(jīng)元的抑制作用，導(dǎo)致獎(jiǎng)賞環(huán)路被激活。GIRK通道與μ、κ和δ阿片受體偶聯(lián)，前期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床研究顯示，GIRK通道不僅參與阿片類藥物的鎮(zhèn)痛作用，也參與阿片類物質(zhì)成癮。體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)都證明，嗎啡能夠上調(diào)海馬神經(jīng)元樹突棘上GIRK2的表達(dá)[25]，推測GIRK信號(hào)通路的可塑性可能參與嗎啡成癮行為。利用化學(xué)遺傳學(xué)特異性敲除VTA中GABA神經(jīng)元GIRK2亞基，對(duì)嗎啡誘導(dǎo)的行為敏化無影響，而特異性敲除DA能神經(jīng)元的GIRK2亞基則能增強(qiáng)嗎啡誘導(dǎo)的行為敏化[26]，表明在VTA中是DA能神經(jīng)元上而非GABA神經(jīng)元上的GIRK2亞基參與調(diào)節(jié)嗎啡誘導(dǎo)的行為敏化，GIRK通道似乎以細(xì)胞和亞基依賴的方式調(diào)節(jié)阿片類物質(zhì)誘導(dǎo)的行為敏化。

有文獻(xiàn)報(bào)道同時(shí)敲除GIRK2/3亞基能在不影響鎮(zhèn)痛效果的情況下減輕嗎啡戒斷癥狀[27]，可能與敲除GIRK2/3亞基抑制了嗎啡導(dǎo)致的藍(lán)斑核(locus coeruleus，LC)興奮性突觸后電流振幅增加和自發(fā)放電增加有關(guān)[28]，表明敲除GIRK2/3亞基可通過改變LC突觸可塑性減輕嗎啡戒斷癥狀。但也有臨床研究顯示，GIRK2亞基SNP位點(diǎn)突變后，在減輕戒斷癥狀的同時(shí)會(huì)降低阿片類藥物的鎮(zhèn)痛作用，提高患者對(duì)阿片類藥物需求量[29]。由于相關(guān)報(bào)道較少，GIRK通道在緩解阿片類物質(zhì)戒斷癥狀方面的作用機(jī)制及與阿片類藥物鎮(zhèn)痛作用之間的關(guān)系還不明確。

GIRK通道與鎮(zhèn)靜催眠藥成癮鎮(zhèn)靜催眠藥抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，用于減少焦慮或誘發(fā)睡眠，但巴比妥酸鹽、苯二氮卓類藥物和唑吡坦等鎮(zhèn)靜催眠藥的濫用傾向呈增加趨勢，尤其是苯二氮卓類藥物。美國疾病預(yù)防與控制中心的數(shù)據(jù)顯示，近年來使用或過量使用苯二氮類藥物的死亡人數(shù)均呈上升趨勢[30- 31]。有研究表明，GIRK3亞基與鎮(zhèn)靜催眠藥的濫用密切相關(guān)，降低GIRK3亞基mRNA表達(dá)水平或敲除GIRK3亞基可在不影響藥物鎮(zhèn)靜催眠效果的情況下有效緩解戊巴比妥和唑吡坦戒斷癥狀[32]，提示GIRK3亞基參與鎮(zhèn)靜催眠藥的急性戒斷過程。

GIRK通道與中樞神經(jīng)興奮劑成癮神經(jīng)興奮劑如可卡因和甲基苯丙胺等可直接抑制多巴胺轉(zhuǎn)運(yùn)體功能，促進(jìn)DA釋放并抑制重?cái)z取，增加突觸間隙DA水平，使機(jī)體活動(dòng)性增加并產(chǎn)生成癮行為。與野生型小鼠相比，整體敲除GIRK1或GIRK2亞基均能顯著增強(qiáng)可卡因誘導(dǎo)的行為敏化，這可能與敲除GIRK1或GIRK2亞基能夠增加伏隔核突觸密度、增強(qiáng)興奮性信號(hào)傳遞有關(guān)[33]，但GIRK3和GIRK2/3雙敲除對(duì)可卡因誘導(dǎo)的行為敏化無明顯影響[33- 34]。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，特異性敲除VTA中DA能神經(jīng)元GIRK2亞基或GIRK通道調(diào)節(jié)蛋白SNX27可以顯著抑制IBaclofen，增強(qiáng)可卡因急性給藥誘導(dǎo)的自發(fā)活動(dòng)增加或慢性給藥誘導(dǎo)的行為敏化[35- 36]。敲除SNc和VTA中DA能神經(jīng)元上SNX27能顯著抑制致GABAB受體和D2受體激活的GIRK電流，也可增強(qiáng)可卡因誘導(dǎo)的行為敏化[37]。這些研究結(jié)果表明，敲除GIRK亞基或其調(diào)節(jié)蛋白可能通過解除抑制性G蛋白受體如GABAB受體對(duì)獎(jiǎng)賞信號(hào)通路的負(fù)反饋?zhàn)饔?，增?qiáng)可卡因行為敏化過程，但這3種GIRK亞基之間可能存在復(fù)雜的相互作用機(jī)制。然而關(guān)于GIRK亞基對(duì)可卡因誘導(dǎo)自身給藥行為影響的研究，結(jié)果卻不盡相同。整體敲除GIRK2或GIRK3和GIRK2/3雙敲除均能顯著抑制低劑量可卡因誘導(dǎo)的自身給藥行為，單基因敲除的抑制效果反而優(yōu)于雙基因敲除[34]，但特異性敲除VTA中DA能神經(jīng)元GIRK2則可增強(qiáng)可卡因誘導(dǎo)的自身給藥行為和可卡因的攝入[36]。整體敲除和神經(jīng)元特異性敲除造成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異可能是由于GIRK通道在腦內(nèi)廣泛表達(dá)，整體敲除會(huì)導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)其他信號(hào)通路產(chǎn)生適應(yīng)性改變，神經(jīng)元特異性敲除實(shí)驗(yàn)的結(jié)果或許更能真實(shí)反映GIRK通道在可卡因成癮中的作用。

上述研究顯示GIRK通道表達(dá)水平的變化能顯著影響實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的成癮行為，此外GIRK通道功能的改變?nèi)鏕IRK電流的變化也在成癮過程中發(fā)揮作用。急性注射可卡因和甲基苯丙胺能降低VTA中DA能神經(jīng)元GIRK通道的表達(dá)，D2受體依賴性抑制DA能神經(jīng)元上GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen，從而減少抑制性突觸后電流，引起突觸可塑性改變[38- 39]。慢性給藥實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，連續(xù)5次腹腔注射甲基苯丙胺會(huì)抑制GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen，這種抑制作用是由DA能神經(jīng)元GIRK通道表達(dá)下調(diào)引起的，并需要D1和D2受體的激活，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)甲基苯丙胺對(duì)IBaclofen抑制作用與GIRK3亞基表達(dá)水平密切相關(guān)[40]。同時(shí)，在甲基苯丙胺自身給藥模型小鼠上也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，即甲基苯丙胺能抑制VTA和SN中DA能神經(jīng)元上D2受體和GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen[41]。這些研究表明，急慢性給予可卡因和甲基苯丙胺等神經(jīng)興奮劑都能抑制VTA中DA能神經(jīng)元上GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen，增加DA神經(jīng)元的興奮性，進(jìn)而引起突觸可塑性改變，從而引起成癮行為。

除了影響DA能神經(jīng)元上的GIRK通道外，可卡因和甲基苯丙胺急慢性注射還能顯著抑制VTA中GABA神經(jīng)元上GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen。與DA能神經(jīng)元不同的是，甲基苯丙胺對(duì)GABA神經(jīng)元上IBaclofen的抑制作用與GIRK通道表達(dá)水平無關(guān)，但與GABAB受體783位絲氨酸的去磷酸化水平和進(jìn)而引起的GABAB受體和GIRK通道的內(nèi)化有關(guān)；給予磷酸酯酶抑制劑則能逆轉(zhuǎn)甲基苯丙胺對(duì)IBaclofen的抑制作用，這種抑制作用在停藥后還能持續(xù)1周[38]，可能與甲基苯丙胺改變了蛋白激酶和磷酸酯酶的分布有關(guān)。DA能神經(jīng)元有持續(xù)性放電和爆發(fā)式放電兩種模式，其中爆發(fā)式放電會(huì)使神經(jīng)元向突觸間隙釋放更多的DA，GABAB受體信號(hào)通路控制這兩種放電模式，VTA的GABA神經(jīng)元可以釋放GABA，通過激活VTA中DA能神經(jīng)元上GABAB受體進(jìn)而減少DA能神經(jīng)元的爆發(fā)式放電過程，從而抑制DA的釋放?？煽ㄒ蚝图谆奖返蕊@著降低VTA中GABA神經(jīng)元上抑制性GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen，增加GABA的釋放，激活DA能神經(jīng)元上的GABAB受體，抑制DA能神經(jīng)元的爆發(fā)式放電，從而降低DA能神經(jīng)元的興奮性。這種神經(jīng)興奮劑引起的VTA中GABA神經(jīng)元GABAB受體偶聯(lián)的GIRK通道電流下調(diào)，可能代表早期神經(jīng)元的“保護(hù)”或自我適應(yīng)過程，這也能部分緩解成癮藥物引起的VTA中DA能神經(jīng)元的過度興奮。

GIRK通道與其他物質(zhì)成癮雖然目前沒有發(fā)現(xiàn)尼古丁激活的煙堿型乙酰膽堿受體與GIRK通道之間存在聯(lián)系，但日本一項(xiàng)臨床研究顯示，GIRK2通道rs2835859位點(diǎn)基因突變患者對(duì)疼痛敏感性降低，但對(duì)尼古丁有較高的易感性[42]，巴氯芬可能通過激活與GABAβ受體偶聯(lián)的GIRK通道，抑制尼古丁成癮大鼠的復(fù)吸行為[43]，這些研究表明GIRK通道信號(hào)通路與尼古丁成癮間也可能存在聯(lián)系，但需要更多實(shí)驗(yàn)證據(jù)驗(yàn)證。另外，由于GIRK通道可被內(nèi)源性大麻素激活，并且參與大麻素的鎮(zhèn)痛效應(yīng)，所以GIRK通道可能介導(dǎo)四氫大麻酚(大麻的主要成分)的獎(jiǎng)賞效應(yīng)。γ-羥基丁酸成癮也與激活GIRK信號(hào)有關(guān)[44]。

獨(dú)特的神經(jīng)元分布和功能敏感性使得腦內(nèi)的GIRK通道功能具有明顯的腦區(qū)和細(xì)胞特異性?；谒鼈儗?duì)不同類型成癮物質(zhì)的整體敏感性，GIRK通道很可能成為不同物質(zhì)成癮過程中的共同靶點(diǎn)，影響成癮治療效果。

GIRK通道調(diào)節(jié)劑治療成癮臨床應(yīng)用進(jìn)展

GIRK通道與成癮行為關(guān)系密切，GIRK通道的調(diào)節(jié)劑也被嘗試用于治療成癮行為[45]。例如巴氯芬能特異性激活GABAB受體，進(jìn)而激活其偶聯(lián)的IBaclofen，可卡因急性或慢性給藥能顯著抑制IBaclofen，增強(qiáng)DA神經(jīng)元興奮性引起成癮[39]。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，巴氯芬能降低成癮大鼠對(duì)可卡因的渴求和復(fù)吸行為[45]；酒精可以激活I(lǐng)Baclofen，引起突觸可塑性改變，巴氯芬干預(yù)則能緩解酒精戒斷癥狀[46]。文獻(xiàn)報(bào)道敲除GIRK1或GIRK2亞基能顯著抑制巴氯芬導(dǎo)致的小鼠腦電波、VTA中DA和GABA神經(jīng)元GIRK電流的變化和共濟(jì)失調(diào)等行為學(xué)的改變[26，47- 49]，表明激活GABAB受體偶聯(lián)的IBaclofen很可能是巴氯芬改善成癮行為和緩解戒斷癥狀的重要機(jī)制之一。目前研究者已開展多項(xiàng)巴氯芬改善物質(zhì)成癮的臨床研究。2007年Addolorato等[50]報(bào)道了巴氯芬治療酒精成癮的隨機(jī)雙盲臨床試驗(yàn)，結(jié)果顯示71%的治療組患者能達(dá)到并維持戒酒期(安慰劑組為29%)，治療組患者的累積戒酒時(shí)間為安慰劑組的兩倍，表明巴氯芬能有效延長酒精依賴癥患者的戒酒期，具有治療酒精成癮的潛力。隨后多項(xiàng)臨床研究也得到類似的結(jié)果，證明巴氯芬能緩解酒精戒斷癥狀，降低渴求和再次酗酒率，延長戒酒期[51- 55]。2014年巴氯芬被法國國家藥品和健康產(chǎn)品安全局批準(zhǔn)用于酒精成癮的治療。但法國毒物控制中心對(duì)2008至2013年期間294例使用巴氯芬治療酒精成癮的患者進(jìn)行了回顧性調(diào)查，結(jié)果顯示74.8%的治療者曾嘗試用高劑量巴氯芬自殺，60%企圖自殺者患有嚴(yán)重精神的精神疾病，這項(xiàng)調(diào)查表明酒精依賴癥患者的巴氯芬中毒情況嚴(yán)重，由于成癮者自殺意念比一般人群中更普遍，因此巴氯芬的臨床使用需要嚴(yán)密監(jiān)測[56]。美國關(guān)于巴氯芬治療酒精成癮的臨床試驗(yàn)很多，但結(jié)論仍存在爭議。有文獻(xiàn)報(bào)道巴氯芬雖然不能降低酒精強(qiáng)化效應(yīng)和成癮者渴求感，但能影響成癮者對(duì)酒精的生理和主觀感受[57]，也有研究顯示巴氯芬在治療酒精成癮方面沒有療效[58- 59]，因此，巴氯芬能否在全球范圍內(nèi)廣泛用于酒精成癮治療還需要更多的臨床試驗(yàn)證據(jù)。

此外，巴氯芬也被用于治療可卡因成癮。Shoptaw等[60]對(duì)70例可卡因成癮者進(jìn)行了16周的隨機(jī)雙盲試驗(yàn)，結(jié)果顯示，巴氯芬在減少可卡因使用量方面有初步臨床療效，對(duì)于每日吸食量較低的慢性可卡因成癮者來說，巴氯芬的療效尤其明顯，但在降低渴求方面，治療組和安慰劑組相比沒有顯著性差異。Kahn等[61]隨后對(duì)160例嚴(yán)重的可卡因成癮者進(jìn)行了12周的隨機(jī)雙盲試驗(yàn)，但結(jié)果與Shoptaw等[60]的研究相反，即在減少可卡因使用量方面，治療組和安慰劑組相比沒有顯著性差異，推測巴氯芬不能降低嚴(yán)重可卡因成癮者的使用量，或是需要更高的劑量才能發(fā)揮作用。這些研究表明巴氯芬可能具有治療可卡因成癮的潛力，但其療效需要更多的臨床試驗(yàn)驗(yàn)證。

GIRK通道激動(dòng)劑或拮抗劑研究進(jìn)展

鑒于GIRK通道在神經(jīng)系統(tǒng)中的重要作用，尋找GIRK通道特異性激動(dòng)劑和拮抗劑也成為研究熱點(diǎn)。小蜂毒肽tertiapin可結(jié)合到GIRK通道的胞外區(qū)，阻斷GIRK通道[62]，已成為研究腦內(nèi)GIRK通道的生理功能和機(jī)制的重要分子。柚皮素是一種從葡萄柚中提取的黃酮，已被鑒定為GIRK通道激動(dòng)劑，柚皮素可能通過與GIRK1胞外芳香族酪氨酸殘基(Y148和Y150)結(jié)合發(fā)揮激動(dòng)作用，這也是tertiapin的結(jié)合位點(diǎn)[63]。由此可知，盡管目前柚皮素激活GIRK1亞基的具體機(jī)制尚不清楚，其和tertiapin可能共享同一個(gè)結(jié)合位點(diǎn)。NTC- 801是一種苯并吡喃衍生物，其阻斷GIRK1/2通道的半數(shù)抑制濃度(half maximal inhibitory concentration，IC50)為24 nmol/L，阻斷GIRK1/4通道的IC50僅為0.7 nmol/L，表明其與GIRK1/4通道具有更好的親和力[64- 65]。ML297是第1個(gè)高效選擇性GIRK通道激動(dòng)劑，激活GIRK通道的半數(shù)有效濃度(median effective concentration，EC50)為233 nmol/L，此前發(fā)現(xiàn)的其他激動(dòng)劑的EC50均為μmol/L級(jí)，ML297僅對(duì)含有GIRK1的異源四聚體有激活作用，對(duì)GIRK2無激活作用[66]。進(jìn)一步研究確定GIRK1亞基中苯丙氨酸和天冬氨酸(孔螺旋中的F137和M2中的D173)是ML297選擇性激活含GIRK1亞基通道的關(guān)鍵氨基酸，將GIRK2中相同位點(diǎn)的氨基酸突變?yōu)楸奖彼岷吞於彼岷?，ML297就可以激活GIRK2通道[67]。由此可見，這些氨基酸可能決定了不同GIRK亞基間選擇性、門控特性和內(nèi)向整流特性之間的差異。

目前研究者多采用基因工程的方法，通過敲除或過表達(dá)GIRK亞基研究GIRK通道與物質(zhì)成癮的關(guān)系，這類小分子GIRK通道的激動(dòng)劑和拮抗劑應(yīng)用報(bào)道還較少，但也為發(fā)現(xiàn)新的物質(zhì)治療藥物的研發(fā)提供了新思路。

問題與展望

在不同腦區(qū)神經(jīng)元上的特異性分布及功能敏感性賦予GIRK通道獨(dú)特的功能，盡管參與不同成癮過程的GIRK亞基不同，涉及的核團(tuán)和神經(jīng)元種類不同，GIRK通道在不同成癮物質(zhì)引起的成癮行為中都發(fā)揮重要作用，可能成為成癮過程中的共同靶點(diǎn)。然而目前仍有許多問題尚未得到解決，包括：(1)前期研究多采用整體動(dòng)物基因敲除，利用化學(xué)遺傳學(xué)和光遺傳學(xué)特異性敲除特定細(xì)胞上的GIRK亞基可能有助于進(jìn)一步了解GIRK通道在成癮行為中的作用；(2)現(xiàn)有研究多集中在經(jīng)典的中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)，其他核團(tuán)如外側(cè)韁核和海馬也在成癮記憶形成中發(fā)揮重要作用，可以利用條件性敲除或逆行追蹤研究這些非多巴胺腦區(qū)的GIRK通道在成癮中的作用；(3)ML297可以特異性激活GIRK1亞基，有助于研究GIRK1在成癮中的作用，而目前尚無GIRK2和GIRK3特異性抑制劑或激動(dòng)劑，除了基因表達(dá)方面的干預(yù)，高特異性的小分子抑制劑或激動(dòng)劑的研發(fā)對(duì)研究GIRK通道在成癮行為中的作用也十分必要。目前除了巴氯芬，尚沒有其他GIRK通道抑制劑或激動(dòng)劑應(yīng)用于臨床，現(xiàn)有的小分子調(diào)節(jié)劑如ML297還需要詳實(shí)臨床前研究數(shù)據(jù)才有可能應(yīng)用于臨床。因此，在今后的研究中深入探討GIRK在成癮過程的生理和病理意義，將有助于進(jìn)一步了解物質(zhì)成癮的發(fā)病機(jī)制，并為臨床上的針對(duì)性治療提供理論依據(jù)。