酒精成癮中CREB相關基因蛋白的生物學進展*

楊琪 陶睿

負性情緒理論提到焦慮、抑郁等負性情緒被認為是酒精依賴重要的動因，多數人飲酒常常是因為借酒消愁;飲酒可以緩解緊張，減輕現實困難和內心矛盾引起的焦慮，所以說負性情緒可能會導致復飲。犒賞理論認為多巴胺釋放到中腦邊緣系統通路中會產生鼓勵性學習的作用，提高該腦區的多巴胺水平可以刺激飲酒。多巴胺能的腹側被蓋區投射到伏隔核(NAc)在酒精的犒賞效應中起著重要的作用。研究發現CREB的基因轉錄因子在調節酒精成癮的欣快和焦慮路徑中有重要作用。本文主要綜述了活體中CREB相關蛋白的改變對酒精成癮的影響。

1 CREB的磷酸化(Phosphorylation of CREB，p-CREB)

CREB是表觀分子量為43000的一種蛋白，屬于β亮氨酸的轉錄因子。CREB結合蛋白是成癮的重要相關因素［1，2］。研究顯示在21基因內區的 rs3025684多態鏈可能是成癮發展的風險因子［3］。CREB的磷酸化可能作為一個時間相關以及在特殊腦區和細胞中基因表達的調控者，調節著突觸功能的長期改變［1，4］。在CCP實驗(CCP實驗是用于評價藥物精神依賴性的經典實驗模型)中發現甲基苯丙胺可以顯著的誘導行為改變，而這可能與紋狀體和海馬中p-CREB的表達減少有關。被甲基苯丙胺處理過的大鼠，相比較正常對照組其紋狀體和海馬CA1區域的p-CREB細胞數是顯著增加的，機制可能是甲基苯丙胺對多巴胺神經元的毒副作用，抑制多巴胺神經元的再攝取，導致細胞內多巴胺高度集聚，表達水平的改變和腦區蛋白功能的改變涉及到信號傳輸和基因的轉錄，這與神經適應性改變有關［5］。CREB和p-CREB蛋白水平在慢性飲酒期和戒斷期是改變的。大鼠即興的酒精攝入導致NAc表面CREB磷酸化減少，在酒精撤出后p-CREB水平在24～72 h后明顯減少。但是在7 d后控制水平恢復正常，這提示NAc涉及到飲酒的調控［6］。急性飲酒會增加p-CREB的水平從而產生抗焦慮的效果，這可能與喜好酒精大鼠的焦慮行為以及過量飲酒有關;在喜好酒精的大鼠中，通過往杏仁核中心區域(Central nucleus of amygdala，CeA)中注入蛋白激酶的激動劑(Sp-cAMP)增加了p-CREB水平以及減少焦慮行為和酒精的消耗，這顯示p-CREB在焦慮表現和飲酒行為中有重要作用;健康成年大鼠在乙醇慢性暴露下，24 h后酒精戒斷會有焦慮表現，這可能與CeA和普通杏仁核(medial nucleus of amygdala，MeA)中 p-CREB水平減少有關，這顯示CeA中p-CREB不足與酒精依賴的發展有關［7］。在慢性飲酒處理大鼠的肝臟中CREB細胞核轉移和磷酸化存在異常。慢性飲酒的大鼠肝活體中CREB等磷酸化亦是增加［8］。活體中p-CREB的功能缺陷可能與酒精依賴的發展有關，所以未來的研究方向可能在于更正p-CREB缺損從而減少酒精的攝入以及預防酒精成癮。

2 蛋白激酶(Protein kinase A，PKA)

PKA是一種cAMP激活四聚體蛋白激酶，它包含兩個催化因子和兩個調節因子。乙醇調節激活腺嘌呤環化酶并且增加細胞內cAMP促使PKA調節和催化因子分離。Chen JX等［9］認為PKA和促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)參與CREB的磷酸化。MAPK家族的蛋白激酶，包括細胞外信號調節激酶1/2(Erk1/2)和p38 MAPK，可能涉及突觸可塑性的基因轉錄激活調節。ERK1/2和p38 MAPK通過磷酸化CREB中絲氨酸-133的磷酸化來激活CREB。Pandey SC等［10］發現經過24 h酒精處理的肝細胞中p38 MAPK的磷酸化顯著增加，而ERK1/2磷酸化沒有增加，CREB的磷酸化的增加與p38 MAPK的磷酸化有關，這顯示在肝細胞中p38 MAPK參與CREB磷酸化的調節。在CREB的磷酸化過程中注入p38 MAPK拮抗劑明顯阻礙了酒精誘導CREB磷酸化的過程，這個過程不能被ERK 1/2的拮抗劑所阻斷。在健康大鼠中急性飲酒可以增加p-Erk1/2的水平，慢性飲酒在CeA和MeA中Erk1/2的磷酸化趨于正常，慢性飲酒戒斷后可導致Erk1/2磷酸化減少，這說明Erk1/2的激活和酒精暴露方式有關。這些研究顯示酒精中Erk1/2和CREB有關系，提示Erk1/2參與CREB的調節，而具體機制尚不明確。所以蛋白激酶可能參與酒精成癮的調節。

3 腦源性神經營養因子(Brain-derived neurotrophic factor，BDNF)

BDNF是腦內合成的一種蛋白質，由位于染色體11上面的BDNF基因所編碼。BDNF可以被神經元激活所誘導，其在神經突觸的生長，突觸的可塑性以及樹突形態學的調節中有重要作用，并且BDNF與物質成癮密切相關。研究發現慢性酒精暴露中BDNF是顯著減少的，酒精戒斷時是增加的，并認為酒精導致細胞損害可能與BDNF有關。調查者發現在急性飲酒和自行飲酒后大鼠背側紋狀體BDNF表達增加了，而且還發現BDNF水平減少導致酒精消耗增加，而在嚙齒類動物中BDNF增加能減弱酒精的消耗。這些結果顯示BDNF信號路徑涉及到酒精成癮調節的內在平衡過程［11］，并且與酒精依賴患者執行功能的減退有關［12］。

研究認為NMDA受體(NMDAR)參與BDNF的調節，通常NMDAR增加會導致BDNF的利用度增加，這可能與其對抗神經毒性有關。BDNF通過結合高親和度相關原肌球蛋白激酶B(TrkB，BDNF的一種受體)受體促進BDNF觸發細胞信號的釋放，酒精通過抑制TrkB減弱 BDNF對神經的保護作用［10］，從而參與CREB的調節。Arc是一種即早基因，受BDNF-CREB相依賴的信號所調節，因為與突觸可塑性及神經病學功能有重要的聯系，他在學習和記憶中扮演重要角色，可能涉及到遺忘的恢復［10］。Arc mRNA位于NMDAR激活的突觸位點。在大鼠中通過NMDA-R和TrKB等受體系統刺激神經元導致Arc mRNA和蛋白的表達增加，而且NMDA-R受體的激活增加會增加樹突中Arc mRNA的轉錄和翻譯，從而參與BDNF的調節［10］。

4 神經肽Y(Neuropeptide Y，NPY)

NPY是一個高度保守的36個氨基酸的神經遞質，涉及廣泛的生物學和行為學功能的調節，NPY是CREB的靶基因，NPY和CREB相互調節，并且 CREB的激活能夠增加NPY-Y1受體的表達。NPY可能通過情緒的調節從而參與酒精成癮的調控［7，13，14］。研究發現神經肽Y在CeA中存在抗焦慮的作用從而能夠減少酒精的攝入［15］。在酒精成癮的大鼠的CeA中注入帶有NPY的菌體可減少酒精攝入所引起的焦慮［16］，所以NPY在活體的調控機制有待進一步研究。

NPY系統顯示與焦慮行為和飲酒行為有關。研究發現大鼠在神經肽Y相關基因被剔除后焦慮行為和酒精消耗顯著增加，而另一種基因改造的大鼠(使NPY過度表達)會使酒精消耗總量減少。腦室內的NPY調節可以誘導出焦慮效果，這些證據顯示焦慮行為和飲酒與NPY信號有關［17］。剔除NPY基因的大鼠會產生高焦慮和高飲酒行為。而且喜好飲酒的大鼠CeA中NPY存在缺陷。在CeA中注入NPY會增加酒精依賴的大鼠的飲酒量。在CeA中NPY能減少酒精依賴增加的焦慮情緒。許多研究顯示增加NPY的表達會減少飲酒和焦慮行為。并且NPY可能通過多種途徑參與物質成癮的形成［18］。因此NPY在治療焦慮和酒成癮中存在重要的藥理學機制，研究發現地西泮能明顯降低焦慮模型大鼠血漿神經肽Y水平［19］，所以說糾正體內神經肽Y的異常被認為是治療酒精依賴的潛在方法

5 小結與展望

酒精濫用可導致突觸可塑性和相關神經元功能的異常［20］。綜上所述，長期的酒精和藥物濫用導致在細胞水平的信號系統、基因轉錄、蛋白表達的失常從而導致神經適應性的改變。CREB蛋白的表達和激活由PKA、MAPK等調節。CREB的磷酸化之后參與CREB結合蛋白和其他轉錄元件的形成，并且CREB的靶基因明確的表明CREB的磷酸化、BDNF、NPY功能減退可能涉及酒精成癮發展的分子機制。總之，飲酒導致體內的神經生物學改變，在未來的研究中筆者希望能夠更加清晰闡述這些物質之間的相互作用機制，并且可以借鑒國內陳旭等［21］一些較新的生物學領域進行探究。從而為治療酒精依賴提供理論基礎。

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