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阿片类药物作为常用镇痛药在临床上使用广泛。阿片激动剂通过大脑某些特定区域的Gi/o蛋白耦联阿片受体发挥镇痛作用。长期应用会导致阿片受体对激动剂的灵敏性下降,为了维持效果,不得不加大药物剂量,引起机体的耐受和依赖,这些在很大程度地限制了阿片类镇痛药在临床上的应用。近年来的研究表明,MAPK/ERK信号通路调节转录因子进而影响基因表达的过程参与了吗啡耐受和依赖的形成。MAPK/ERK信号通路对成人大脑的神经元可塑性至关重要,因此,为了揭示药物耐受与依赖的分子机制,研究MAPK/ERK通路转导信号时的变化机制显得十分重要。 本课题从细胞水平研究了在SH-SY5Y细胞株中,急慢性吗啡处理下和纳洛酮催促戒断时,细胞外信号调节激酶ERK的调节机制。在急慢性吗啡处理或纳洛酮催促阶戒断前,给予MEK抑制剂U0126,PKA抑制剂H-89,PI3K抑制剂LY294002,PKC抑制剂Staurosporine预处理,运用western blot方法检测MEK,ERK1/2的磷酸化变化以及蛋白磷酸酶2A催化亚基的表达量,从蛋白水分子平推断吗啡耐受与依赖形成过程的可能机制。 在SH-SY5Y细胞模型中,给予吗啡急性处理10min,ERK1/2磷酸化水平迅速升高,MEK抑制剂U0126,PKA抑制剂H-89,PI3K抑制剂LY294002, PKC抑制剂Staurosporine均能抑制急性吗啡的这一作用。提示在SH-SY5Y细胞中,内源性μ受体的激活引起的ERK1/2磷酸化受到MAPK/ERK激酶(MEK),蛋白激酶A(PKA),磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K),蛋白激酶C(PKC)等的调节。相反的是,慢性吗啡作用24h后,ERK1/2磷酸化水平降低至空白对照组以下, MEK抑制剂U0126的预处理更进一步降低了ERK1/2的磷酸化强度,但是和慢性吗啡组对比,PKA抑制剂 H-89,PI3K抑制剂 LY294002,PKC抑制剂Staurosporine预处理组的 ERK1/2磷酸化强度反而升高了。说明在慢性吗啡作用过程中,对于 ERK1/2的活性变化,蛋白激酶 A(PKA),磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K),蛋白激酶 C(PKC)发挥了不同于急性吗啡时的作用。由此可见,急慢性吗啡处理时,细胞外信号调节激酶 ERK的活性调节遵循了不同的分子机制。 我们进一步研究了纳洛酮催促戒断10min时 ERK1/2的磷酸化机制。在慢性吗啡处理后,纳洛酮催促戒断前,给予MEK抑制剂U0126,PKA抑制剂H-89, PI3K抑制剂LY294002,PKC抑制剂Staurosporine处理,均能降低纳洛酮催促戒断引起的 ERK1/2磷酸化水平的增加,MAPK/ERK激酶(MEK),蛋白激酶A(PKA),磷脂酰肌醇-3激酶(PI3K),蛋白激酶C(PKC)同样参与到了戒断过程,影响了MAPK/ERK信号通路。 在MAPK/ERK信号通路中,MEK(MAPK/ERK激酶)作为ERK1/2的上游蛋白,传递信号。为了更好地探讨 ERK1/2磷酸化的调节机制,我们分析了急慢性吗啡作用下或纳洛酮戒断过程中,不同抑制剂预处理下,MEK磷酸化水平的变化。值得注意的是,除了MEK抑制剂U0126引起了MEK磷酸化变化和ERK1/2磷酸化变化相反外,给予PKA抑制剂H-89,PI3K抑制剂LY294002, PKC抑制剂Staurosporine预处理后,MEK磷酸化水平的变化均和ERK1/2的磷酸化水平保持一致,说明其通过激酶MEK调节ERK1/2的磷酸化水平。我们推测在SH-SY5Y细胞模型中,当MEK抑制剂U0126抑制ERK1/2的磷酸化的同时,反馈性激活了上游信号蛋白MEK的磷酸化。 MAPK/ERK信号通路的激活和失活除了和激酶密切相关外,还受到蛋白磷酸酶2A(PP2A)的调节。我们初步研究了SH-SY5Y细胞模型中,在急慢性吗啡作用以及纳洛酮戒断过程中,PP2Ac的表达量变化。结果表明,跟空白对照组比较,急性吗啡组的PP2Ac表达量明显下降,而慢性吗啡组的PP2Ac表达量却是增加的,纳洛酮催促戒断10min时,PP2Ac的表达量显著低于慢性吗啡组。 综上所述,急慢性吗啡处理和纳洛酮催促戒断诱导的 ERK1/2活性变化遵循了不同的调节机制。PP2A可能参与了吗啡作用及戒断过程,但其中涉及到的分子机制,尚需进一步的研究。本课题为更清楚地揭示吗啡依赖与耐受的分子机制提供了一定的实验依据。