Transl Psychiatry丨来滨/郑平课题组揭示CREB和GR介导慢性吗啡诱导内侧前额叶皮层miR-105降低
The following article is from 脑声常谈 Author 小欣博士
长期接触吗啡等成瘾性药物会导致被称为“成瘾性大脑”的不同大脑区域的长期变化，从而造成个体从事病态的药物寻求和药物服用[1]。因此，研究成瘾性药物诱导的大脑长期变化的机制，对于开发新的成瘾的治疗方法的预防药物具有重要意义。此外，过去研究发现，慢性服用吗啡会下调mPFC的miR-105的表达水平，这可能导致与成瘾行为相关的可塑性变化。然而，慢性吗啡给药降低mPFC中的miR-105涉及的分子机制仍然未知[2]。
近日，复旦大学脑科学研究院来滨和郑平课题组在Translational Psychiatry上发表了题为“Two kinds of transcription factors mediate chronic morphineinduced decrease in miR-105 in medial prefrontal cortex of rats ”的论文，揭示了CREB和GR介导慢性吗啡诱导的大鼠内侧前额叶皮层miR-105的降低。
首先，课题组对盐水组、吗啡慢性给药组、吗啡急性给药组大鼠的miR-105水平进行评估，qPCR结果显示：与盐水组相比，慢性吗啡给药组大鼠mPFC中的miR-105表达水平显著降低，而急性吗啡给药对大鼠mPFC中的miR-105表达水平无影响；此外，对培养的mPFC神经元慢性吗啡给药也诱导了其miR-105表达水平的下调（图1）。
图1 慢性吗啡给药上调了miR-105的表达
(图源：Zhang J, et al., Transl Psychiatry, 2022)
吗啡是阿片受体的激动剂，因此阿片受体在吗啡诱导的大鼠mPFC中miR-105表达的变化中起关键作用。q-PCR结果显示：阿片类受体拮抗剂纳洛酮显著抑制了吗啡诱导的原代培养的mPFC神经元中miR-105的下调，即阿片类受体可能介导了吗啡诱导的大鼠mPFC中miR-105表达水平的下降。
阿片类受体主要包括三类：delta、kappa和mu受体。其中，吗啡对mu受体具有较高的选择性。在吗啡激活后，mu受体会发生构象变化，随后激活不同的信号通路。过去研究发现，mu受体持续激活Gi导致ERK磷酸化，进而诱导了p90RSK和CREB的后续激活。为了研究CREB在慢性吗啡治疗后miR-105表达变化中的作用，课题组由此检测了CREB的磷酸化水平。WB结果显示：慢性吗啡给药诱导了大鼠和原代培养的mPFC神经元中的CREB的磷酸化水平的上调；此外，90RSK和ERK的磷酸化水平也上调；而用U0126（ERK1/2抑制剂）或LJI308（p90RSK抑制剂）预处理，则阻断了慢性吗啡给药诱导的原代培养mPFC神经元中miR-105表达的下降。这些结果表明：被mu受体-ERK-p90RSK信号通路激活的CREB可能是介导慢性吗啡诱导的mPFC中miR-105表达下降的第一个转录因子（图2）。
图2 慢性吗啡给药诱导mPFC神经元中的CREB的磷酸化水平的上调并被相应抑制剂阻断
(图源：Zhang J, et al., Transl Psychiatry, 2022)
GR(糖皮质激素受体)与GRE的结合可以抑制基因的表达。过去研究表明，GR可能作为一种负转录因子，介导了慢性吗啡诱导的大鼠mPFC中miR-105的下降。q-PCR和WB结果显示：慢性吗啡给药上调了大鼠mPFC中GR的表达；而用U0126或LJI308预处理则阻断了慢性吗啡给药诱导的原代培养mPFC神经元中GR的增加;此外，利用LV-GR-RNAi敲除GR可上调mPFC神经元中miR-105的表达但不影响GR的表达。这些结果表明：mu受体-ERK-p90RSK-CREB信号通路可能介导了慢性吗啡诱导的大鼠mPFC中GR表达的增加（图3）。
图3 q-PCR和WB结果及分析
(图源：Zhang J, et al., Transl Psychiatry, 2022)
最后，课题组通过条件性位置厌恶实验（CPA)测试了慢性吗啡给药诱导的mPFC中GR表达的增加对吗啡戒断记忆的提取的影响。CPA结果显示：慢性吗啡给药的小鼠在吗啡戒断室内停留时间明显减少，CPA得分减少，表现出对该位置的强烈厌恶；而用LV-GR-RNAi敲除GR后，其CPA得分显著增加，对吗啡戒断室的厌恶减弱。这一结果表明：慢性吗啡给药诱导的mPFC中GR的增加在条件情境诱导的大鼠吗啡戒断记忆的提取中起着重要作用（图4）。
图4 CPA实验流程及结果分析
(图源：Zhang J, et al., Transl Psychiatry, 2022)
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41398-022-02222-3
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1. Browne CJ, Godino A, Salery M, Nestler EJ. Epigenetic mechanisms of opioid addiction. Biol Psychiatry. 2020;87:22–33.
2. Zhao Y, Zhang J, Yang H, Cui D, Song J, Ma Q, et al. Memory retrieval in addiction: a role for miR-105-mediated regulation of D1 receptors in mPFC neurons pro[1]jecting to the basolateral amygdala. BMC Biol. 2017;15:128.
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