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吗啡是阿片类镇痛药的典型代表,多次使用易出现药物耐受与依赖的现象,当突然停用或使用药物的受体拮抗剂会产生一系列戒断症状,这是戒毒后短时间内出现复吸的主要原因之一。因而,研究如何减缓吗啡耐受及消除戒断症状具有重要的临床意义。然而,虽然对吗啡耐受及戒断已经进行了大量的研究,但是其分子机制仍然不是十分清楚。近年来,通过MAPK激酶磷酸化转录因子从而导致靶基因表达的改变被假定参与了吗啡耐受与戒断的过程,但是对其过程中ERK1/2活性的变化尚未有详细的报道。
ERK1/2是丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)家族的一员,是将信号从表面受体传导至细胞核的关键,由其介导的胞内信号转导,在细胞分化,生长发育,神经元可塑性及多种生理病理过程中发挥重要作用。其信号转导途径为Ras/Raf/MEK/ERK途径。鉴于此,首先研究了血清对SH-SY5Y细胞ERK1/2,JNK,p38活性的影响,发现血清对纳洛酮催促吗啡戒断SH-SY5Y细胞ERK1/2,p38,JNK磷酸化影响较大,而serum-starved10 h后不影响SH-SY5Y细胞的活性与形态。因此,我们接下来的实验均采用serum-starved10 h的方法进行。
为系统研究吗啡戒断时ERK变化机制,我们首先探讨了急性吗啡,慢性吗啡及吗啡戒断时ERK1/2磷酸化的变化。研究发现急性给予吗啡上调ERK1/2蛋白磷酸化水平,应用MEK和PKA抑制剂均可拮抗其升高,提示急性吗啡可通过Ras/Raf/MEK/ERK通路,cAMP/PKA通路调控ERK1/2蛋白。相反,慢性吗啡则下调ERK磷酸化水平。接着发现纳洛酮催促吗啡戒断5-10 min时能引起ERK磷酸化水平瞬时升高,并且应用大剂量MEK抑制剂(10μM)和PKA抑制剂均只能部分拮抗ERK的活性。由于表皮生长因子受体(EGFR)可通过Ras/Raf/MEK/ERK通路和EGFR/PI3K/Akt/ERK通路激活下游的ERK蛋白。我们推测吗啡戒断过程可能是激活了EGFR/PI3K/Akt/ERK通路来调控ERK的活化。
为进一步探讨机制,我们研究了Na+/K+-ATP酶抑制剂对吗啡依赖与戒断的作用。Na+/K+-ATP酶在吗啡依赖和躯体戒断过程中的活性变化也得到多个课题组的证实,而Na+/K+-ATP酶活性变化可影响信号分子ERK1/2的活性。我们前期研究也发现,Na+/K+-ATP酶抑制剂地高辛能够通过抑制吗啡戒断过程中ERK的活性来缓解动物吗啡戒断症状,但这仅是在动物水平上的研究结论,Na+/K+-ATP酶抑制剂对吗啡依赖与戒断细胞模型中ERK1/2活性的影响至今尚未有报道。
我们在细胞模型上发现,单纯给予地高辛或哇巴因均上调ERK1/2磷酸化水平。最大剂量的地高辛(10μM)能够协同急性吗啡上调ERK1/2蛋白磷酸化水平,MEK或PKA抑制剂能拮抗其协同作用;地高辛或哇巴因均能拮抗慢性吗啡引起的ERK1/2蛋白磷酸化水平下调,MEK或PKA抑制剂使其拮抗作用消失或减弱。纳洛酮催促戒断时,10μM地高辛或0.1-1μM哇巴因能够抑制戒断引起的ERK1/2蛋白磷酸化水平升高。综上所述,吗啡依赖与戒断过程中Na+/K+-ATP酶可能参与信号转导从而调控ERK1/2活性。