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目的:探讨苯巴比妥成瘾不同时期大鼠脑组织成瘾相关核团的葡萄糖代谢情况和脑胰岛素/胰岛素抵抗信号通路差异蛋白表达情况,及脑心通对上述改变的影响。方法:将150只SD大鼠分为5组,每组30只,雌雄各半,采取剂量递增的方法诱导建立苯巴比妥大鼠成瘾模型,予脑心通干预:正常组(0.5%CMC-Na溶液)、苯巴比妥成瘾组(剂量递增法予苯巴比妥)、低剂量脑心通干预组(苯巴比妥;脑心通250mg/kg)、中剂量脑心通干预组(苯巴比妥;脑心通350mg/kg)、高剂量脑心通干预组(苯巴比妥;脑心通500mg/kg)。通过自然戒断症状评分、戒断后大鼠体重变化验证成瘾模型;应用18F-FDG PET/CT技术分析以上各组大鼠给药60天和90天后脑组织相关核团:腹内侧前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)、被盖腹侧区(ventral tegmental area,VTA)、海马(field CA of hippocampus,CA)、基底外侧杏仁核(basolateral amygdala,BLA)、伏隔核(nucleus accumbens,NAc)葡萄糖代谢的差异;应用TMT、LC-MS/MS分析各组大鼠脑组织匀浆差异蛋白的表达。结果:(1)自然戒断症状评分:正常组在戒断后没有出现戒断相关症状;成瘾组和脑心通组在戒断后16h开始出现不同程度戒断相关症状,48-56h期间最为明显,随后症状减轻,直到144h不再出现戒断相关症状。成瘾组和脑心通低、中剂量组在戒断后24-120h期间戒断评分结果较正常组有显著性差异(P<0.05),而脑心通高剂量组在戒断后24-96h期间评分结果较正常组有显著性差异(P<0.05)。(2)体重变化:在戒断后正常组体重缓慢增加。成瘾组和脑心通干预组体重均有所降低,其中成瘾组降低最为明显,而高剂量干预组变化相对较小。在戒断后第6天体重停止降低,在戒断后第7天体重开始恢复。(3)葡萄糖代谢情况:给药60d:较正常组,苯巴比妥成瘾大鼠和脑心通低剂量干预组大鼠脑成瘾相关核团(BLA、CA1-3、NAc、PFC、VTA)葡萄糖代谢均显著升高,脑心通中剂量干预组成瘾相关核团(BLA、NAc、PFC、VTA)葡萄糖代谢显著升高,CA1-3核团与正常组无明显差异,而脑心通高剂量干预组CA1-3与PFC核团与正常组无明显差异,仅BLA、NAc、VTA核团葡萄糖代谢均显著升高;较成瘾组,脑心通低剂量组脑成瘾各相关核团葡萄糖代谢无显著差异,脑心通中、高剂量组各核团葡萄糖代谢均显著降低;脑心通不同剂量组间比较可见:脑心通中剂量组BLA、CA1-3、PFC、VTA核团较低剂量干预组葡萄糖代谢显著降低,脑心通高剂量组较低剂量干预组各核团葡萄糖代谢均显著降低;脑心通高剂量组较中剂量NAc核团葡萄糖代谢显著降低,其余各核团无明显差异。给药90d:较正常组,苯巴比妥成瘾大鼠和脑心通低、中剂量干预组大鼠脑成瘾相关核团(BLA、CA1-3、NAc、PFC、VTA)葡萄糖代谢均显著升高,而脑心通高剂量干预组仅BLA、CA1-3、VTA核团葡萄糖代谢显著升高,NAc、PFC核团较正常组无明显差异;较成瘾组,脑心通低剂量组CA1-3核团葡萄糖代谢显著降低,其余各核团无明显差异,脑心通中、高剂量组各核团葡萄糖代谢均显著降低;脑心通不同剂量组间比较可见:中剂量组BLA、NAc、PFC、VTA核团葡萄糖代谢较低剂量干预组显著降低,CA1-3核团无明显差异,高剂量组各核团较低剂量葡萄糖代谢均显著降低;高剂量组NAc、PFC核团较中剂量干预组葡萄糖代谢显著降低,其余各核团无明显差异。给药90d与给药60d结果分析显示:空白组成瘾相关核团(BLA、CA1-3、NAc、PFC、VTA)葡萄糖代谢在60天及90天无明显差异;给药90天较60天,成瘾组各核团(BLA、CA1-3、NAc、PFC、VTA)葡萄糖代谢均显著升高;脑心通低剂量组(BLA、NAc、PFC、VTA)显著升高,而CA1-3核团无显著差异;脑心通中剂量组(BLA、CA1-3、PFC、VTA)显著升高,而NAc核团无显著差异;脑心通高剂量组仅BLA核团显著升高,其余核团无显著差异。(4)蛋白质组学分析:用药60d:共富集到差异表达蛋白680个。其中,表达上调差异蛋白共444个,表达下调差异蛋白共236个。经过GO和KEGG分析显示,差异表达的蛋白质主要定位在囊泡、细胞膜、细胞器、突触等处,主要与酶、细胞骨架、g-蛋白耦合谷氨酸受体等相结合,参与酶活性的调节、细胞外刺激反应调节、细胞内离子平衡等生物过程。主要富集在胰岛素信号通路、磷脂酰肌醇信号系统、钙信号通路等代谢通路。用药90d:共富集到差异表达蛋白501个。其中,表达上调差异蛋白共247个,表达下调差异蛋白共254个。经过GO和KEGG分析显示,差异表达蛋白主要定位在细胞质、细胞器、神经细胞树突等处,主要与酶调节活动、钙离子调控、细胞凋亡程序等相关联,参与细胞代谢的调节、细胞内p H调节、神经冲动的传递等生物过程。主要富集在脂肪酸代谢通路、胰岛素抵抗信号通路、钙信号通路等代谢通路。(5)胰岛素/胰岛素抵抗信号通路的影响:给药60d:胰岛素信号通路上主要有Cbl、Srebf1、Calm1、Araf、Prkacb等差异蛋白表达变化显著。较正常组,成瘾组大鼠脑组织蛋白的差异表达主要涉及Calm1、Araf、Cbl三种蛋白,三种蛋白表达均显著下调;脑心通干预组涉及更多种类的差异蛋白表达,主要有Calm1、Araf、Cbl、Srebf1、Prkacb五种蛋白,Calm1的表达与成瘾组不同,在脑心通低、高剂量组均显著上调,Araf、Cbl在脑心通各剂量组均下调,但下调程度较成瘾组更高,Srebf1、Prkacb在脑心通各剂量组均显著下调。经过差异蛋白相互作用分析,发现胰岛素抵抗信号通路上差异蛋白富集并不高。给药90d:胰岛素信号通路上差异蛋白富集并不高。仅脑心通高剂量干预组较正常组有一种蛋白差异表达,Nras(2.391266↑)表达显著上调。胰岛素抵抗通路上主要有Slc27a3和Nfkb1差异蛋白表达变化显著。较正常组,成瘾组大鼠脑组织蛋白的差异表达主要涉及Slc27a3、Nfkb1两种,且两种差异蛋白表达均显著上调,脑心通干预组仅差异蛋白Nfkb1表达显著上调,且高剂量上调更明显。结论:(1)苯巴比妥成瘾会导致大鼠脑成瘾相关核团(被盖腹侧区、伏隔核、海马、基底外侧杏仁核、腹内侧前额叶皮层)葡萄糖代谢增强,且随着苯巴比妥用药时间延长,脑代谢增强越明显。(2)脑心通胶囊一定程度上可以改善苯巴比妥成瘾致脑葡萄糖代谢增强。(3)苯巴比妥成瘾早期,会引起胰岛素信号通路上Cbl、Calm1、Araf等差异蛋白表达下调。从而引起胰岛素信号通路障碍,导致糖原合成增加,葡萄糖摄取增加。脑心通干预下,苯巴比妥成瘾大鼠脑胰岛素信号通路上Cbl、Araf表达下调,Calm1表达上调,可能会使得糖原合成相对降低,葡萄糖摄取相对减少。(4)随着苯巴比妥给药时间的延长,会引起胰岛素抵抗信号通路上差异蛋白Slc27a3和Nfkb1表达上调,可能导致胰岛素抵抗,促使机体代偿性地分泌过多胰岛素产生高胰岛素血症,使血糖升高,从而可能增加葡萄糖的摄取,可能会导致脑损伤。