王一航,洪仕君,鐘磊磊,解潤芳,彭艷霞,李利華
(昆明醫(yī)科大學法醫(yī)學院,云南昆明 650500)
甲基苯丙胺(methamphetamine,MA),俗稱冰毒,是一種人工合成的中樞神經(jīng)興奮劑,是當前濫用人數(shù)最多的毒品。氯胺酮(ketamine,KET)為苯環(huán)己哌啶衍生物,俗稱“K”粉,是非競爭性N-甲基-D-天門冬氨酸(NMDA)受體拮抗劑,為靜脈麻醉藥,具有一定的致幻效應和精神依賴性,已成為第二大濫用的合成毒品[1]。研究表明,MA 與KET 主要作用于中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)(mesolimbic dopamine system,MLDS),導致多巴胺(dopamine,DA)、五羥色胺(5-HT)等神經(jīng)遞質釋放,使中腦邊緣系統(tǒng)DA 濃度增加從而產(chǎn)生欣快感,使精神活動增強,致藥物成癮[2-4]。目前MA 與KET 聯(lián)合濫用趨勢嚴重,已成為當今全球最嚴重的公共衛(wèi)生問題之一[5-6]。MA 和KET 聯(lián)合濫用者出現(xiàn)的興奮癥狀、精神病性癥狀和停藥后的戒斷期癥狀都比單一濫用者要嚴重[7-8]。因此,本研究旨在探討甲基苯丙胺和氯胺酮聯(lián)合濫用依賴大鼠DA、5-HT、MAO 的表達變化及其對大鼠條件位置偏愛的影響,對甲基苯丙胺、氯胺酮及兩藥聯(lián)合濫用的精神依賴性和成癮機制進行研究。
SPF 級雄性SD 大鼠,體重(200±20)g,由昆明醫(yī)科大學實驗動物學部提供。
甲基苯丙胺鹽酸鹽(云南公安刑事科學技術研究所提供甲基苯丙胺片劑,由云南大學化學實驗室提純);鹽酸氯胺酮注液(云南雙鶴醫(yī)藥有限公司,批號130221),所有藥物用生理鹽水溶解后配制成所需濃度,所有藥物配制后放置4℃冰箱保存。
BCA 蛋白定量試劑盒(碧云天生物技術研究所);大鼠多巴胺(DA)酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒、大鼠單胺氧化酶(MAO)酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒、大鼠五羥色胺(5-HT)酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒(上海將來實業(yè)股份有限公司,貨號JL12965、JL13513、JL13043)。
鼠博士·條件性位置偏愛視頻分析系統(tǒng)(包括計算機、攝像頭、RD1111-CPP-R1 實驗箱體、動物行為學視頻分析系統(tǒng),版本V2.8.9.5)(上海移數(shù)信息科技有限公司);超凈工作臺(蘇州凈化公司產(chǎn)品);手持超聲波細胞破碎儀(上海啟前電子科技有限公司);高速低冷離心機(湖南湘儀實驗儀器開發(fā)有限公司);Synergy HT 酶標儀(美國Bio-Tek 公司)。
1.4.1 甲基苯丙胺依賴大鼠模型的建立、分組和給藥給藥前用鼠博士·條件性位置偏愛視頻分析系統(tǒng)對實驗大鼠進行位置偏愛測定,將停留時間短的實驗箱作為伴藥箱。剔除對某一側實驗箱有明顯偏愛的大鼠。
實驗動物分組:取符合實驗條件的36 只大鼠,按隨機原則分為六個組:即(1)正常對照組(Sal組);(2)甲基苯丙胺(2 mg/kg)組(MA 組);(3)氯胺酮低劑量(15 mg/kg)組(K15 組);(4)氯胺酮中劑量(30 mg/kg)組(K30 組);(5)甲基苯丙胺+氯胺酮低劑量(2 mg/kg+15 mg/kg)組(MK15組);(6)甲基苯丙胺+氯胺酮中劑量(2 mg/kg+30 mg/kg)組(MK30 組)(聯(lián)用組是藥物混合同時給藥)。
條件性位置偏愛實驗(CPP)模型建立:(2)~(6)組奇數(shù)天上午(8:00)腹腔注射(ip)相應劑量藥物,偶數(shù)天上午(8:00)ip 等體積生理鹽水;(1)組每天上午(8:00)ip 同體積生理鹽水;共計10 d。第11 天上午(8:00)進行條件位置偏愛檢測。
1.4.2 ELISA 法檢測腦內MAO、DA、5-HT 表達變化完成CPP 測定后,立即將各組大鼠麻醉后快速斷頭處死,根據(jù)包新民的大鼠腦立體定位圖譜,冰上迅速分離前額葉皮質、伏隔核及中腦腹側被蓋區(qū),-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>
將所取腦區(qū)精確稱重后放入預冷的PBS(含有蛋白酶抑制劑)中在冰上進行勻漿,提取蛋白,用BCA 法測定蛋白濃度,采用ELISA 法分別檢測相關腦區(qū)MAO、DA、5-HT 的含量變化。
2.1.1 與給藥前比較Saline 組大鼠給藥前后在伴藥箱中的停留時間無明顯變化(P>0.05);MA 組、K15 組、K30 組、MK15 組、MK30 組大鼠給藥后在伴藥箱中的停留時間均明顯延長,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),表明MA 組、K15 組、K30 組、MK15 組、MK30 組大鼠經(jīng)給藥后,形成明顯的條件性位置偏愛,大鼠CPP 模型成功建立,見表1。
2.1.2 與Saline 組比較MA 組、K15 組、K30組、MK15 組、MK30 組大鼠給藥前后的伴藥箱停留時間差均明顯延長,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01),見圖1。
2.1.3 單用藥組與聯(lián)合用藥組比較與MA 組比較,MK15、MK30 聯(lián)合用藥組大鼠給藥后在伴藥箱中的停留時間增加,差異有統(tǒng)計學意義(P>0.05)。與對應劑量的氯胺酮組比較,聯(lián)用組大鼠給藥后在伴藥箱中的停留時間減少,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見圖1。
表1 各組大鼠給藥前后在伴藥箱中的停留時間[s,(±s)]Tab.1 Duration of the stay of the rats in each group in the drug-paired compartment before and after the administration[s,(±s)]
表1 各組大鼠給藥前后在伴藥箱中的停留時間[s,(±s)]Tab.1 Duration of the stay of the rats in each group in the drug-paired compartment before and after the administration[s,(±s)]
與給藥前比較,**P<0.01,***P<0.001。
圖1 CPP 指數(shù)Fig.1 CPP Score
2.2.1 大鼠腦內DA 的含量如圖2 所示,與MA組相比,MK15 組前額葉皮質,伏隔核DA 含量呈降低趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);MK30組伏隔核及中腦腹側被蓋區(qū)DA 含量呈降低趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。與K15 組相比,MK15 組伏隔核,中腦腹側被蓋區(qū)DA 含量都呈升高趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。與K30組相比,MK30 組伏隔核DA 含量呈升高趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。
2.2.2 大鼠腦內5-HT 的含量如圖2 所示,與MA 組相比,MK15 組前額葉皮質,伏隔核5-HT含量呈降低趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。與K15 組相比,MK15 組伏隔核5-HT 含量呈升高趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
2.2.3 大鼠腦內MAO 的含量如圖2 所示,與MA 組相比,MK15 組伏隔核及中腦腹側被蓋區(qū)MAO 含量呈降低趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01);MK30 組伏隔核及中腦腹側被蓋區(qū)MAO 含量呈降低趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。與K15 組相比,MK15 組伏隔核,中腦腹側被蓋區(qū)MAO 含量呈升高趨勢,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。
圖2 DA、5-HT、MAO 在前額葉皮質,伏隔核和中腦腹側被蓋區(qū)的表達情況Fig.2 Expression of DA,5-HT and MAO in prefrontal cortex,nucleus accumbens and ventral tegmental area
CPP 是評價心理依賴的經(jīng)典模型[9]。本實驗結果顯示,與Saline 組大鼠相比,MA 組、K 組及MK 組大鼠均出現(xiàn)了明顯的CPP 效應(有顯著性差異),這表明無論是單獨給藥還是聯(lián)合給藥均可以誘導大鼠產(chǎn)生CPP 效應。此外,在同等KET 劑量下,MK 組伴藥箱停留時間較KET 單用組短;MK組比KET 組產(chǎn)生的CPP 效應低,比MA 組產(chǎn)生的CPP 效應高(無顯著性差異),表明聯(lián)合給藥可以誘導大鼠產(chǎn)生CPP 效應,但相對于單獨用藥,這種CPP 效應并沒有顯著提高,甚至發(fā)生了降低。有學者通過對斑馬魚的依賴模型研究發(fā)現(xiàn),氯胺酮可以減弱甲基苯丙胺的CPP 效應[10-12]。單胺氧化酶(MAO)對DA、5-HT、去甲腎上腺素等單胺類神經(jīng)遞質具有高度親和性,是DA 降解過程中的限速酶,在單胺類神經(jīng)遞質的降解代謝過程中發(fā)揮著重要的作用。有研究報道,MA 可抑制MAO 活性,使DA 的代謝受到抑制,導致腦內DA 積聚而產(chǎn)生神經(jīng)和精神作用[13]。本實驗研究發(fā)現(xiàn),與對照組相比,MA 組的DA 與5-HT 表達均呈一致性增加,而MAO 在不同腦區(qū)的酶活性表達存在一定的差異,在前額葉皮質中MAO 表達降低,在伏隔核及中腦腹側被蓋區(qū)中MAO 表達增加,表明DA、5-HT 及MAO 表達可能與MA 的CPP 效應有關,同時,提示藥物在不同腦區(qū)中作用存在差異性以及MAO 在不同腦區(qū)存在一定的表達差異。MAO 分解DA 產(chǎn)生氧活性代謝產(chǎn)物,氧化應激導致DNA、蛋白質等的損傷和功能喪失,為神經(jīng)毒性的重要機制[14]。本實驗MA 組的MAO 與DA、5-HT 的表達趨勢基本相同,可能此給藥方式?jīng)]有造成嚴重的神經(jīng)毒性。Morgan 等[15]表示小劑量的MA 或KET 多次濫用很少產(chǎn)生神經(jīng)毒性。提示本實驗可能表現(xiàn)為輕微的神經(jīng)遞質變化和大鼠的成癮效應,但沒有引起顯著的毒理性改變。通過與MA 組對比發(fā)現(xiàn),聯(lián)用組的DA、5-HT 及MAO 表達均呈一致性降低,結合行為學實驗結果表明DA、5-HT 及MAO 的表達水平與聯(lián)用組的CPP 效應沒有顯著提升有關,可能是動物行為學改變的神經(jīng)生物學機制之一。
綜上所述,DA、5-HT 及MAO 在甲基苯丙胺與氯胺酮成癮中發(fā)揮著重要作用,甲基苯丙胺與低中劑量氯胺酮單用及聯(lián)合都可形成明顯的CPP 效應,但聯(lián)合給藥相對于單獨用藥,這種CPP 效應并沒有顯著提高,同時,聯(lián)合濫用大鼠腦內DA、5-HT 及MAO 的表達較單獨MA 給藥的水平降低,提示DA、5-HT 及MAO 表達降低與聯(lián)用組的CPP效應沒有顯著提高有關,其中的作用機制及甲基苯丙胺與氯胺酮聯(lián)合濫用致成癮的機制仍需進一步研究。