張洪艷 高青 王琦玉 關(guān)艷中

WHO 在2018年發(fā)布的全球酒精與健康狀況報(bào)告中指出，2016年約300 萬(wàn)人死于飲酒，占全球所有死亡人數(shù)的5.3%，飲酒已成為社會(huì)最重要的健康問(wèn)題之一[1]。慢性飲酒會(huì)影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞，使突觸結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生顯著變化。早期發(fā)育過(guò)程中酒精可能導(dǎo)致長(zhǎng)期的行為和神經(jīng)認(rèn)知變化[2]，成年期過(guò)量飲酒也會(huì)導(dǎo)致慢性復(fù)發(fā)性腦疾病，并被醫(yī)學(xué)診斷為酒精使用障礙(AUD)[3]，其特征是強(qiáng)迫性飲酒、對(duì)酒精攝入失去控制，以及伴隨戒斷和長(zhǎng)期戒斷而出現(xiàn)的消極狀態(tài)[3，4]。

生長(zhǎng)因子對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖和分化起著至關(guān)重要的作用，它們?cè)谥袠猩窠?jīng)、免疫以及內(nèi)分泌系統(tǒng)神經(jīng)適應(yīng)方面的影響已被大量研究[5，6]。在不同的生長(zhǎng)因子家族中，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子家族被廣泛關(guān)注，尤其在阿爾茨海默病、亨廷頓病等神經(jīng)精神疾病[5～7]及酒精依賴(lài)患者[8]中的作用。神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子是一類(lèi)多肽和小蛋白，在發(fā)育和成熟的大腦中發(fā)揮多種適應(yīng)功能，特別是在神經(jīng)元的生長(zhǎng)、存活、分化、突觸可塑性、長(zhǎng)期記憶以及行為鞏固等方面起重要作用[9]，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子家族包括腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素3（NT-3）、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素4（NT-4）和神經(jīng)生長(zhǎng)因子（NGF），并在海馬、杏仁核和大腦皮質(zhì)中高度表達(dá)[8]。BDNF 在體內(nèi)主要對(duì)神經(jīng)的發(fā)育分化起促進(jìn)和維持作用，增加突觸可塑性并且影響長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（Long-termptentiati，LTP）[10]，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周組織中與酪氨酸激酶B 受體（TrkB）結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)區(qū)域引起TrkB 自身磷酸化作用增強(qiáng)，導(dǎo)致絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)、磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)和磷脂酶C-γ(PLC-γ)信號(hào)通路的激活，從而完成轉(zhuǎn)錄和翻譯機(jī)制[11]。臨床前和臨床研究表明BDNF與飲酒、依賴(lài)和復(fù)發(fā)有關(guān)[12]，在人類(lèi)中BDNF 基因(Val66Met)的多態(tài)性在功能上具有重要意義，編碼Val66 的等位基因顯示復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)更高[13]，而66Met變體與更早發(fā)病和更嚴(yán)重的酒精依賴(lài)有關(guān)[14]。

1 BDNF 在海馬與酒精間的相互作用

BDNF-TrkB 通路對(duì)于長(zhǎng)期學(xué)習(xí)和記憶所需的突觸可塑性的形成過(guò)程至關(guān)重要[15]，在發(fā)展和維持受損記憶的恢復(fù)和酒精引起的海馬功能改變上，BDNF-TrkB 系統(tǒng)可能是一個(gè)重要的保護(hù)性和敏感性因素。成年雄性大鼠長(zhǎng)期暴露在酒精蒸氣環(huán)境4周以上，降低了大鼠海馬(CA1 區(qū)和齒狀回)BDNF mRNA 的表達(dá),同時(shí)發(fā)現(xiàn)BDNF 受體TrkB 的 mRNA表達(dá)出現(xiàn)了整體上調(diào)。在酒精戒斷12h 后，海馬齒狀回、CA3 區(qū)BDNF mRNA 表達(dá)明顯升高，表明慢性酒精攝入可能通過(guò)改變生長(zhǎng)因子及其受體而改變海馬的神經(jīng)元功能[16]。調(diào)查AUD 患者血漿BDNF濃度時(shí)，與對(duì)照組相比AUD 患者的BDNF 濃度明顯降低，同時(shí)在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)接觸酒精的大鼠血漿BDNF 和NT-3 水平也降低，海馬BDNF 水平也降低，與神經(jīng)源性調(diào)節(jié)因子MAPK、細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)失活有關(guān)，提示BDNF/ERK2 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在酒精性認(rèn)知損害中起重要作用，并提示早期酒精暴露對(duì)認(rèn)知功能的影響與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)缺陷有關(guān)[17]。Xu 等[18]在慢性酒精中毒和戒斷型犬的海馬區(qū)檢測(cè)了BDNF、TrkB 和p75 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素受體(p75NTR)的表達(dá),與對(duì)照組相比，酒精組BDNF 和TrkB 在齒狀回（DG）顆粒細(xì)胞層和CA1、CA3 和CA4 區(qū)域錐體細(xì)胞層的細(xì)胞數(shù)量明顯減少，而p75NTR 的細(xì)胞數(shù)量卻顯著增加。Stragier 等[19]建立的小鼠自由選擇飲酒模式測(cè)試海馬區(qū)BDNF 的表達(dá)，與飲水小鼠比，飲酒組海馬區(qū)BDNF 濃度顯著高于飲水組，對(duì)海馬BDNF 基因不同外顯子的影響分析表明，酒精上調(diào)了外顯子Ⅱ、Ⅲ、Ⅵ、Ⅸ，下調(diào)外顯子Ⅷ的表達(dá)，對(duì)外顯子Ⅰ和Ⅳ的表達(dá)無(wú)影響，這些表達(dá)變化與BDNF 啟動(dòng)子PⅥ的H3 乙?；蚉Ⅱ、PⅢ的H3 三甲基化的富集有關(guān)。Fernandes 等[20]研究發(fā)現(xiàn)雌性大鼠從青春期到成年期間反復(fù)暴飲酒精會(huì)導(dǎo)致焦慮和海馬星形膠質(zhì)細(xì)胞增生，引發(fā)了海馬BDNF 水平降低以及相對(duì)應(yīng)的識(shí)別記憶缺陷，但這種記憶損傷是暫時(shí)的，在酒精戒斷后的14d 可恢復(fù)。Somkuwar 等[21]在關(guān)于慢性間歇性酒精蒸氣(CIE)暴露的依賴(lài)大鼠和空氣暴露的非依賴(lài)大鼠酒精戒斷對(duì)海馬祖細(xì)胞增殖和存活的研究中發(fā)現(xiàn)，CIE 大鼠在戒斷后3h 和21d 分別測(cè)定海馬BDNF 和TrkB 的表達(dá)，以評(píng)估增殖破裂和新生祖細(xì)胞存活前的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)信號(hào)，與非依賴(lài)大鼠和對(duì)照組相比，CIE 大鼠戒斷后3h 海馬的BDNF 水平增加，而CIE 戒斷21d 海馬的BDNF 表達(dá)水平降低，進(jìn)而減少了海馬區(qū)的神經(jīng)發(fā)生，表明酒精依賴(lài)者增加飲酒可能通過(guò)改變海馬新生祖細(xì)胞的組成而改變海馬功能。

2 BDNF 在杏仁核與酒精間的相互作用

研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，異常的BDNF 信號(hào)可能導(dǎo)致焦慮和酒精中毒[22],而杏仁核腦結(jié)構(gòu)已被證明是恐懼和焦慮的神經(jīng)解剖底物[23]，并與飲酒導(dǎo)致的消極情緒有關(guān)[24]。Pandey 等[25]研究杏仁核BDNF 系統(tǒng)在焦慮和飲酒行為分子機(jī)制中的作用，以雄性大鼠中杏仁核(CeA)、內(nèi)側(cè)杏仁核(MeA)或基底外側(cè)杏仁核(BLA)為靶點(diǎn)，采用反義寡脫氧核苷酸(ODN)方法控制BDNF 表達(dá)，發(fā)現(xiàn)降低CeA 和MeA 中的BDNF水平，而不是BLA 中的BDNF 水平，是調(diào)節(jié)大鼠飲酒和焦慮樣行為的關(guān)鍵。與上述研究結(jié)果相似，與非嗜酒大鼠相比，嗜酒大鼠的CeA 和MeA 中BDNF的mRNA 和蛋白水平降低，而B(niǎo)LA 中沒(méi)有降低，這可能與嗜酒大鼠過(guò)度飲酒有關(guān)[26]。Pandey 等[27]研究發(fā)現(xiàn)急性酒精暴露增加了CeA 和MeA 中BDNF和 受 體TrkB 的 表 達(dá)，增 加 了ERK1/2、Elk-1 和cAMP 反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB)的磷酸化，并增加了樹(shù)突棘密度(DSD)；而慢性酒精暴露后會(huì)減少BDNF 和TrkB 的表達(dá)，將BDNF 注入到CeA 中，可防止酒精戒斷后引起的焦慮樣行為。在慢性酒精暴露戒斷24h，CeA 和MeA 中BDNF 表達(dá)下降，給予組蛋白去乙?；?HDAC)抑制劑TSA 治療后恢復(fù)正常，通過(guò)TSA 治療糾正組蛋白乙?；娜毕菀部梢愿纳葡掠瓮挥|可塑性相關(guān)的缺陷，如BDNF表達(dá)以及CeA 和MeA 中的DSD 表達(dá)，還可以減輕慢性酒精暴露戒斷后大鼠的焦慮樣行為[28]。在BDNF 表觀遺傳上，Sakharkar 等[29]研究發(fā)現(xiàn)青春期間歇性酒精暴露(AIE)增加了成年期杏仁核神經(jīng)肽Y(NPY)和BDNF 外顯子Ⅳ的DNA 甲基化，成年期使用 DNA 甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT）抑制劑 5-氮胞苷（5-azaC）治療可使AIE 誘導(dǎo)的NPY 和BDNF 外顯子Ⅳ的DNA 高甲基化正常，同時(shí)逆轉(zhuǎn)AIE 誘導(dǎo)的焦慮樣行為和飲酒行為。

3 BDNF 在內(nèi)側(cè)前額葉皮層與酒精間的相互作用

前額葉皮層（PFC）功能低下導(dǎo)致強(qiáng)迫和過(guò)度的藥物攝入[30]，更具體地說(shuō)，內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）被證明在從適度飲酒到過(guò)量飲酒的過(guò)程中發(fā)揮重要作用[31]。Darcq 等[32]用小鼠建立了適度和過(guò)量飲酒模型，發(fā)現(xiàn)過(guò)量飲酒會(huì)降低mPFC 中BDNF mRNA 水平，并增加miRNAs 水平，適度飲酒不會(huì)改變mPFC 中BDNF 或miRNAs 的水平，mPFC 中BDNF mRNA 水平的大幅降低與miRNAs 中的miR-30a-5p 表達(dá)增加有關(guān)，通過(guò)鎖定靶向miR-30a-5p的核酸序列來(lái)抑制mPFC 中的miR-30a-5p，可以恢復(fù)BDNF 水平并減少過(guò)量飲酒。有研究在反復(fù)循環(huán)的慢性間歇性酒精暴露(CIE)建立酒精依賴(lài)模型，結(jié)果表明，CIE 處理顯著增加了小鼠酒精的攝入量，并伴隨著mPFC 中BDNF 蛋白表達(dá)的顯著下降，至少持續(xù)72h，并且雙側(cè)向mPFC 注入BDNF 可顯著降低酒精依賴(lài)小鼠的酒精攝入量[29]。Tapocik等[33]建立的大鼠酒精依賴(lài)模型中，miR-206 選擇性地在mPFC 中而不是在腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)、杏仁核或伏隔核中過(guò)表達(dá)，mPFC 中miR-206 過(guò)表達(dá)抑制了BDNF 的表達(dá)并增加飲酒行為[33]。上面提到的Somkuwar 等[21]的研究中，酒精戒斷早期（3h）海馬區(qū)BDNF 表達(dá)增加只是暫時(shí)的，沒(méi)有持續(xù)到戒斷后的21d，但在mPFC 中，BDNF 和TrkB 的表達(dá)在戒斷早期（3h）要高于對(duì)照組，而長(zhǎng)期戒斷（21d）反而降低了BDNF 的表達(dá)水平。

4 BDNF 在紋狀體與酒精間的相互作用

嚙齒類(lèi)動(dòng)物模型的研究表明，適度飲酒會(huì)增加皮質(zhì)紋狀體中的BDNF 水平，通過(guò)激活MAPK 途徑來(lái)抑制酒精攝入量，當(dāng)內(nèi)源性皮質(zhì)紋狀體BDNF 通路發(fā)生失調(diào)時(shí)，酒精攝入量會(huì)升高[34]。急性注射酒精和自愿攝入酒精均會(huì)導(dǎo)致背側(cè)紋狀體（Dorsal striatum）中BDNF 表達(dá)的增加，BDNF 雜合子基因敲除小鼠表現(xiàn)出對(duì)酒精的高度敏化及位置偏愛(ài)，降低BDNF 水平會(huì)導(dǎo)致小鼠飲酒行為增加，提高BDNF 可以減弱其飲酒行為，而B(niǎo)DNF 作用主要由支架蛋白R(shí)ACK1 介導(dǎo)的[4]。Jeanblanc 等[22]研究發(fā)現(xiàn)，在自行調(diào)控10%酒精的大鼠模型中后，BDNF 在背外側(cè)紋狀體（DLS）的表達(dá)比在背內(nèi)側(cè)紋狀體（DMS）的表達(dá)增加更多。在DLS 中使用病毒介導(dǎo)的siRNA 下調(diào)內(nèi)源性BDNF，顯著增加了酒精的自行調(diào)控，而在DMS 中沒(méi)有這種作用。重要的是，DLS 內(nèi)BDNF 對(duì)酒精抑制作用的發(fā)生是在注射藥物3h 后，提示這可能是下游信號(hào)轉(zhuǎn)錄或翻譯機(jī)制一個(gè)重要的時(shí)間點(diǎn)，表明BDNF 對(duì)酒精的抑制作用在DLS 中更具特異性。而B(niǎo)DNF 在DLS 中減弱酒精行為是激活了MAPK 通路，抑制ERK1/2 通路，PLCγ 或PI3K 抑制劑在阻止BDNF 誘導(dǎo)的飲酒行為減少方面沒(méi)有類(lèi)似的作用。Logrip 等[35]證明了酒精誘導(dǎo)的紋狀體BDNF 的增加是由BDNF受體TrkB 介導(dǎo)的ERK1/2 信號(hào)的激活，也證明了一次酒精攝入會(huì)增加背側(cè)紋狀體中BDNF mRNA 的表達(dá)，但在攝入酒精6 周后，這種改變未再被觀察到，酒精引起B(yǎng)DNF 水平的變化在酒精戒斷兩周后也沒(méi)有改善[36]。提示激活TrkB/ERK1/2 信號(hào)通路使BDNF 對(duì)飲酒控制是有必要的，DLS 中的BDNF通過(guò)TrkB 介導(dǎo)的ERK1/2 信號(hào)的激活，導(dǎo)致下游效應(yīng)因子和多巴胺受體D3 的增加，從而抑制酒精攝 入[34]。BDNF 是miR124a 的直接靶點(diǎn)，Bahi 等[37]評(píng)估了攝取酒精后大鼠背側(cè)紋狀體中miR124a 的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)飲酒后miR124a 在DLS 中表達(dá)下調(diào)，通過(guò)使用慢病毒載體（LV）基因轉(zhuǎn)移技術(shù)在DLS 中立體定向注射LV-miR124a 可以提高酒精誘導(dǎo)的條件位置偏愛(ài)（CPP）以及在自由選擇雙瓶飲酒模式中的飲酒行為，說(shuō)明紋狀體miR124a 和BDNF 信號(hào)在飲酒和酒精誘導(dǎo)獎(jiǎng)賞中起著至關(guān)重要的作用。p75 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子受體（p75NTR）是BDNF 的另外一個(gè)受體，但親和力較低，Darcq 等[38]發(fā)現(xiàn)在間歇性飲用20%酒精雙瓶自由選擇模式中，p75NTR 的活性增加是特定于DLS 中而不是DMS 中，并與TrkB 受體的活性相反，在DLS 中敲除p75NTR 基因，以及在DLS 內(nèi)注射或全身給予p75NTR 調(diào)制器LM11A-31可顯著減少飲酒量，表明p75NTR 信號(hào)調(diào)節(jié)因子可以開(kāi)發(fā)作為治療酒精濫用的藥物。

5 小結(jié)

臨床前和臨床研究表明，酒精成癮的主要神經(jīng)基質(zhì)至少包括4 個(gè)相互依賴(lài)和相互重疊的回路:①獎(jiǎng)賞，由伏隔核、腹側(cè)白球和下丘腦調(diào)節(jié)；②動(dòng)機(jī)和或動(dòng)力，由眶額皮質(zhì)調(diào)節(jié)；③記憶和學(xué)習(xí)，由杏仁核和海馬調(diào)節(jié)；④認(rèn)知控制，由前額葉皮層和扣帶皮層調(diào)節(jié)。酒精或酒精相關(guān)線(xiàn)索暴露后激活的嚙齒類(lèi)動(dòng)物大腦區(qū)域的識(shí)別和人類(lèi)神經(jīng)影像學(xué)研究，可以確定參與酒精依賴(lài)和酒精戒斷患者的線(xiàn)索誘導(dǎo)的酒精渴望的不同發(fā)展階段特定的神經(jīng)生物學(xué)底物。酒精依賴(lài)的長(zhǎng)期治療可能需要作用于不同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(獎(jiǎng)賞系統(tǒng)、記憶網(wǎng)絡(luò)、前額葉皮層)的藥物。中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)起源于靠近黑質(zhì)的腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)，可以投射到紋狀體、杏仁核和海馬等腦區(qū)，在藥物（包括酒精）強(qiáng)化中起主要作用，最有可能參與成癮[7]。BDNF 已成為發(fā)育、可塑性和成癮的調(diào)節(jié)因子，神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)活性的降低可能與成人腦內(nèi)酒精誘導(dǎo)的神經(jīng)退行性變和酒精相關(guān)神經(jīng)發(fā)育障礙有關(guān)，這導(dǎo)致BDNF 表達(dá)減少或在酒精誘導(dǎo)下受體不能發(fā)生細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)[39]。7，8-二羥基黃酮 （7，8-DHF）是從植物中提取的一種天然黃酮衍生物，作為高選擇性的TrkB 受體激動(dòng)劑小分子，它能完整的穿透血腦屏障，激活TrkB 受體相關(guān)的CREB/BDNF 信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程[40]。研究發(fā)現(xiàn)，將BDNF 灌注到VTA 區(qū)，會(huì)增強(qiáng)可卡因戒斷后的尋求行為[41]； 而B(niǎo)DNF 在對(duì)抗慢性嗎啡反應(yīng)中與可卡因的作用相反，在VTA 區(qū)抑制BDNF 表達(dá)強(qiáng)化了嗎啡對(duì)多巴胺(DA)神經(jīng)元的興奮性增加[42]。有研究發(fā)現(xiàn)，將7，8-DHF 注入VTA 中，可減弱飲酒大鼠的酒精相關(guān)行為[43]。更好地了解酒精影響的神經(jīng)回路及其在酒精成癮發(fā)展過(guò)程中的適應(yīng)性，將為開(kāi)發(fā)合適的治療方法提供新的靶點(diǎn)。