利用光遺傳學與藥物強化甲基安非他命成癮記憶消除

藥物成癮是現今社會面臨的嚴峻問題，在世界各地都造成當地社會的嚴重負擔和因為藥癮所衍生出的各種社會問題，是急需要解決的重大議題，可惜至今成效不彰。有鑑於成癮前的設法防範屬於教育問題而初期的發現與戒治緣木求魚，因此對於成癮防治的重點在於如何能夠成功的戒除藥癮，以及確保成癮者不再復犯。參考目前的文獻，諸多早期的研究著重於了解成癮的機制，以及如何在藥癮的同時給予藥物治療以致使動物無法成癮；這樣的研究偏向於機制性的探討動物(和人類)如何會成癮和成癮的腦部神經作用機制，對於成癮防治毫無幫助。目前的研究開始偏向轉譯醫學的探討，包括如何建立起成癮消除的作用和用藥物阻止成癮的復犯。本實驗基於這樣的認知，主要探討成癮記憶消除的細胞機制和如何利用藥物增強成癮記憶消除或防止成癮復犯。欲求能夠對成癮記憶消除有所了解，我們選用本實驗室熟知的甲基安非他命當作測試藥物，並以近兩年來我們先行建立的場地制約偏好行為當作測試的動物模式；因為前期研究顯示，動物在來回於藥物和特定環境配對後，會產生場地偏好，之後再經過成癮記憶消除的訓練(來回均配對於生理食鹽水的場地)會呈現出對場地的原始喜好；但是當我們將動物置於限制箱後，動物會因為壓力的誘發當再次暴露於場地制約環境時又會選擇當初藥物配對的場地。這結果說明藥癮的記憶是深埋在腦部並沒有完全消除，而且壓力會使原始的藥癮記憶被從新喚起。針對這前期研究結果，我們設計這三年期的研究計畫，希望能夠回答藥物成癮的記憶消除是如何產生的?以及是否可以利用增強藥癮消除的機制來抑制藥癮的復犯? 我們的設計如下: (一)利用場地制約偏好探討動物在獲取對甲基安非他命的制約性、消除對場地制約和壓力誘發藥癮復犯這三個時期，位於腹側蓋核和依核區的神經在突觸區蛋白質的變化，我們之所以會研究這群蛋白是因為前期研究顯示，成癮動物的這腦區和突觸蛋白合成極有關連的mTOR訊號有增加的現象，推論在藥癮形成和記憶消除過程，突觸蛋白和相關的TOP mRNA均扮演關鍵的角色，所以第一年計畫將對腦區和藥癮發展和消除過程做一完整的生化測試；(二)研究室前期顯示場地制約與甲基安非他命配對後，在消除過程腹側蓋核區的GluR1磷酸化有增加的現象且樹突分岔有增加，顯示藥癮記憶消除涉及新的學習與記憶，因此我們將於動物進行藥癮記憶消除訓練時給予mTOR訊號傳遞列的抑制劑，或是阻斷由第一實驗所得知的特定突觸訊號，測試對甲基安非他命場地制約的形成和消除是否有影響；(三) 先前本實驗室利用前腦額葉破壞的方式得知會抑制藥癮的消除，動物無法經由場地制約消除訓練而仍然保有對原始藥物配對場所的記憶，我們推論是前腦額葉所送出的麩胺酸興奮訊息到腹側蓋區的GABA神經，因此抑制周邊的多巴胺神經活性而導致記憶消除。由於腹側蓋區的多巴胺同時也接受多條麩胺酸的投射，所以我們也會於不同的麩胺酸細胞本體區做破畫，測試對成癮記憶消除的影響，行為所獲得的結果將與腹側蓋區的生化變化(如GluR1磷酸化和增加突觸蛋白表現)和樹突分岔做對比以確定成癮記憶消除的分子機轉；(四)承上，由於位於腹側蓋區的多巴胺和GABA神經同時接受麩胺酸的投射，為了驗證成癮記憶消除訓練時麩胺酸對GABA的正性作用，我們將採用先進的光遺傳學技術，利用GAD-Cre基因轉殖鼠和局部注射病毒攜帶的opsin核酸片段(活化型的ChR2或是抑制型的eNpHR)，在成癮記憶消除訓練時啟動，測試是否可以逆轉因為前腦額葉破壞而導致的成癮記憶缺損，或是直接於成癮記憶消除訓練時抑制該機制，利用同時進行的依核區微透析灌流技術觀察是否該區的多巴胺釋放量會同步下降。(五)為了測試是否可利用藥物來增強成癮消除記憶或是用藥物抑制因為壓力或是藥物本身所誘發出的甲基安非他命復犯，我們將利用場地制約操作成癮藥物記憶消除訓練時輔以特定藥物注射，之後利用測試是否能夠抑制壓力誘發的復犯。另外，本實驗室前期測試發現在壓力誘發場地制約行為時前處理CRFR1拮抗劑可以有效的抑制復犯，因此我們也將研究這一層的作用機轉。我們希望經由這一系列的研究能夠釐清藥癮記憶消除的分子機制，並且能夠尋得適當的藥物作為固化藥癮記憶消除的療藥。

系統編號:PC10408-2057
原計畫編號:MOST104-2320-B182-009