多巴胺受体与药物依赖的有关分析进展

多巴胺(dopamine，DA)是中枢神经系统的主要神经递质，广泛存在于中枢和外周组织，并在中枢和外周组织的不同部位被合成。它控制着运动，认知，情感，正性强化，摄食，内分泌凋节等许多功能。多巴胺作为一种内源性神经递质，主要通过多巴胺受体（DAR）发挥作用。多巴胺受体调控椎体外系的运动功能，精神活动，脑垂体激素的分泌和心血管功能;另外还参与中枢催吐，胃肠道功能，眼内压和视网膜信息传递的调控。多巴胺受体被抑制或激动后，在中枢神经系统、心血管系统等部位的生理和病理过程中发挥重要作用。
　　在过去的30多年中，多巴胺一直是许多研究的焦点，国内外学者围绕多巴胺的结构和功能做了大量研究，发现脑内多巴胺系统活动性的改变与药物依赖性的发生密切相关，药物依赖的奖赏、强化、运动兴奋、渴求等过程均与多巴胺系统有关。药物依赖又称药物成瘾，即人类表现出的过度依赖某种药物且自身不能控制其对药物的摄取与寻觅的行为，是一种长期的顽固的精神疾病，具有易复发以及强烈的药物寻找和药物使用等特点。其中中脑边缘多巴胺系统与药物依赖性的关系最为强烈，中脑边缘系统多巴胺通路是脑内奖赏效应的主要通路，海洛因、可卡因、尼古丁等成瘾活性物质可以通过该路径产生非生理性的强化和自我奖赏效应。一些研究表明，急性给药后，成瘾药物一般都能激活中脑边缘多巴胺系统，这是成瘾药物的奖赏、强化等共性效应的基础，也是形成条件信号的关联、诱导渴求或者觅药行为的神经基础。
药物依赖是当前一个重要的社会问题，因此研究多巴胺系统在药物依赖中的作用机制成为防治药物依赖的关键性问题。本文在前人研究的基础上，综述多巴胺受体与药物依赖关系的相关研究进展，为进一步研究多巴胺系统与药物依赖的关系提供理论依据。
　　1 多巴胺受体类型
　　多巴胺通过其相应的膜受体发挥作用，多巴胺受体为七个跨膜区域组成的G蛋白偶联受体家族。根据多巴胺对腺苷酸环化酶（AC）活性调节的不同以及在脑内的定位不同可分为两类: D1样和D2样受体。随着重组DNA技术在受体生物化学方面的应用，目前通过分子克隆技术已经鉴定出5种生理功能不同的多巴胺受体。多巴胺受体逐渐被细分为D1，D2，D3，D4和D5等多种受体亚型。 其中D1和D5受体亚型被统称为D1样受体；D2、D3 和D4受体亚型被统称为D2样受体。两类多巴胺受体均通过G蛋白起作用，但作用方式不同:D1样受体与GS蛋白偶联，激动时可激活AC，增加细胞内的环化腺苷酸(cAMP)。而D2样受体与Gi/o蛋白偶联，抑制AC，还与细胞内其它第二信使相关联，包括激活钾通道、抑制钙通道等。二者的分布也存
在差异，D1样受体主要分布在副甲状腺实质细胞、视网膜、嗅结节锥体细胞、黑质网状部、纹状体、额叶皮质；D2样受体主要分布于下丘脑、黑质、纹状体、垂体前叶的催乳素分泌细胞等。这些不同使其在药物依赖中所起的作用也不尽相同。
　　2 多巴胺D1样受体在药物依赖中的作用
　　2.1 D1受体
　　D1受体是体内分布最广泛，数目最多的多巴胺突触后受体，广泛分布在与奖赏和加强有关的纹状体、伏隔核等脑区，与药物依赖性的形成有关，是介导药物成瘾的重要的神经兴奋性受体。Miner LL等利用D1受体基因敲除小鼠研究发现：D1受体基因敲除小鼠基础性活动多于野生型小鼠，可卡因能使野生型小鼠活动增加，而不能使D1受体基因敲除小鼠活动增加。Aguilar MA等通过实验证明，D1受体参与吗啡引起的运动增强效应，其激动剂可减少吗啡成瘾大鼠对环境刺激的反应，即降低了该大鼠感受欣快的反应，增加了大鼠觅药动机，又抑制了该大鼠的行为活动。这些实验均表明D1受体激活可能是阿片类或其他中枢兴奋性药物增强运动效应所必需的，而不是奖赏效应所必需的。
　　D1受体参与药物依赖的机制十分复杂，其同一激动剂或拮抗剂在脑内不同部位有着不同的作用，激动剂和拮抗剂有时可以产生相同而非相反的作用。Alleweireldt等将D1受体拮抗剂SCh33390注射到杏仁基底外侧核(BLA)腹侧可减轻可卡因条件性刺激及可卡因自身诱导的觅药行为。然而注射到BLA尾侧则明显增加可卡因自身给药的剂量并加强觅药行为。Davids等发现动物模型可卡因觅药行为中D1样受体激动剂却可有效阻止可卡因觅药行为。新型Dl受体激动剂LEK-8829可以减弱可卡因复吸行为的恢复，有研究证实Dl受体拮抗剂SCh33390也可以减弱海洛因的复吸行为。
　　此外Brenhouse HC等研究发现，相对于成鼠，青春期小鼠体内到伏核的皮层输出神经元上Dl受体表达出更高的水平，同时，行为上暴露于可卡因的青春期小鼠对可卡因更敏感。向PFC显微注射Dl受体拮抗剂SCh33390能阻碍可卡因条件性位置偏爱(CPP)的获得，而注射D1受体激动剂则可使小鼠在本不能使其获得CPP的可卡因剂量下产生CPP，即提高了小鼠对可卡因的易感性。这些研究提示Dl受体的表达水平与个体对成瘾药物的敏感性差异有关，可通过适当降低D1受体的表达水平来降低机体对药物的敏感性。
　　2.2 D5受体
　　D5受体主要分布于海马，丘脑侧束核与侧乳头核等处，在前额皮质主要存在于锥体细胞层。D5受体与D1受体的氨基酸有50%的相似性，跨膜区域有80%的相似性，对多巴胺的亲和力比D1高出10倍。对D5受体的研究并不多，关于D5受体在药物依赖中的作用还不十分明确。但是，多巴胺D5受体确实存在于大脑各个区域的胆碱能神经元的树突和轴突中，这一事实说明D5受体在调节大脑内乙酞胆碱的释放中起重要作用。
　　3 多巴胺D2样受体在药物依赖中的作用
　　3.1 D2受体
　　3.1.1 D2受体基因多态性在药物依赖中的调节作用
　　多巴胺D2受体是位于中枢突触后多巴胺能神经元的一种G蛋白偶联受体。多巴胺D2受体基因的各种多态性可通过影响受体的结构和功能表达而发挥不同的调节作用。近年来研究表明，多巴胺D2受体基因多态性在海洛因、可卡因等药物依赖和成瘾性方面起到了广泛而复杂的调节作用。
　　迄今为止，关于D2受体基因上存在着精神活性物质依赖的脆性(易感性)基因的研究已经逐步深入。
彭代辉等对66例海洛因依赖病人与132例正常人多巴胺D2受体基因的Taq lA多态性进行了研究，发现海洛因依赖组与正常对照组多巴胺D2受体基因的Taq IA多态性基因型及等位基因频率有显著性差异(前者携带Al等位基因的频率为0.61，后者携带Al等位基因的频率为0.31，P&<0.05)，携带A1等位基因更易形成海洛因依赖者(比值比OR：3.47，P&<0.05)。也有一些阴性关联的报道，徐振波等检测209例海洛因依赖者和109名正常对照多巴胺D2受体基因Taq I A多态性，结果显示多巴胺D2受体基因Taq I A多态性与海洛因依赖无关联。
　　也有研究发现D2受体基因的－141Clns／Del功能多态性与海洛因依赖关联。曹莉萍等检测302例海洛因依赖者和177名正常对照者的D2受体基因－141CIns／Del多态性的基因型和等位基因频率。结果显示，海洛因依赖组－141 CDel等位基因频率(16.6％)高于对照组(11.0％；x2=5.37，P=0.02)，－141CDel等位基因携带者海洛因依赖的风险是非携带者的1.62倍，显示D2受体基因－141CIns／Del多态性可能与海洛因依赖的易感性相关。
　　3.1.2 D2受体激动剂与拮抗剂对药物依赖的影响
　　Georges F等通过行为实验证明，D2受体激动剂(如piribedil)可产生精神兴奋剂样的行为效应，增强运动性活动、定型行为及其他强化反应，并降低NAe内脑啡呔前体mRNA的生成量。D2受体拮抗剂(如Haldol)明显阻滞动物自身给药的奖赏效应和减弱条件位置偏爱(CPP)。同样有实验证明D2受体在阿片戒断过程中参与运动增强效应，在阿片戒断状态下给予D2受体激动剂，可明显增强运动效应，而给予D2样受体拮抗剂可减弱运动强化效应。
　　通过对多巴胺D2受体基因敲除的小鼠的研究，证实D2受体基因缺失小鼠在条件位置偏爱（CPP）中吗啡奖赏效果完全被抑制，然而，吗啡躯体戒断反应并没有改变。Volkow等研究发现D2受体缺失的个体更加可能成为海洛因、可卡因、大麻等的滥用者，可卡因滥用者的脑中，D2受体明显减少。与它一致的是，在同种生物群体中处于弱势的个体，体内D2受体相对较少，而这种生物个体更易于药物成瘾。无论是基因导致的还是药物导致的D2受体减少或敏感性下降都会导致DA系统低效率和DA水平的增加，增加药物的滥用的易获得和保持。 　　 3.2 D3受体
　　D3受体主要分布在嗅结节、NAC、海马、黑质、VTA，少量分布在纹状体和大脑皮质，D2受体较多的尾状核和壳核几乎不存在D3受体。近年来关于多巴胺D3受体在药物依赖中的作用受到大量关注，大量药理实验、成瘾者尸检和遗传学研究证明D3受体参与了成瘾药物的强化和奖赏作用，是研究药物成瘾机制的关键目标之一。Carta AR等研究发现D3受体基因敲除小鼠的基础活动增加，对海洛因、可卡因的敏感性增强，急性给予可卡因后可以显著性增加D3受体敲除小鼠的背侧和腹侧纹状体c-fos和强啡肽基因表达，敲除小鼠对可卡因的行为反应明显增加，表明D3受体可抑制可卡因的行为效应和基因调控作用。反转录PCR分析表明，长期使用可卡因者大脑中D3受体/亲合蛋白mRNA比值比正常人群高6倍。
　　D3受体激动剂可以抑制吗啡引起的运动增强效应，延缓吗啡耐受形成，但不能改变吗啡形成躯体依赖的特征。其中D3受体激动剂7-OH-DAPT可以在本身没有强化效应的剂量时抑制可卡因诱导的大鼠自身给药行为，并且这种降低行为与该药结合D3受体的亲和力相关。研究表明在过量服用可卡因者的纹状体和黑质中，7-OH-DPAT与D3受体的结合率比同年龄匹配组和无药对照组高1～3倍。证明慢性给予可卡因已引起中脑边缘DA通路的D3受体功能和形态发生适应性变化，因此产生了相应的成瘾行为和成瘾状态。在D3受体拮抗剂的研究中发现，选择性D3受体拮抗剂NGB2904可以抑制可卡因静脉给药后的维持以及可卡因诱导的复吸行为，也抑制成瘾药物引起的脑内电刺激奖赏(BSR)。这说明NGB2904或其他的选择性D3受体拮抗剂可以控制用药的动机行为或成因药物的复吸。Pilla等研究已证实D3受体部分激动剂BP-897可降低戒断过程中可卡因相关性暗示诱导的大鼠摄药行为，但对药物激发的复吸没有作用。
　　在评价可卡因药物依赖的动物自身给药实验中，预先给予D3受体选择性激动剂pramipexole、quinelorane或PD128 907，都可以剂量依赖地增加自身给药间隔时间，而减少建立可卡因自身给药实验所需的可卡因剂量，说明D3受体具有增强可卡因的奖赏效应，即具有潜在的药物替代效果。
　　3.3 D4受体
　　D4受体在脑内的分布量与D3受体相近，较多分布在大脑皮质额叶、中脑、杏仁核等处，但远远低于此处的D1、D2受体，在纹状体和嗅结节呈低密度分布。Ruhinstein M等研究发现，D4受体与人的基础活动密切相关，D4受体敲除的小鼠基础活动下降，对D4受体激动剂氯氮平的敏感性也降低，而对阿片类、可卡因、甲基苯丙胺等引起的运动活动刺激更加敏感。D4受体可能在苯丙胺导致的行为敏感化中起重要作用：一些新近发展的D4受体拮抗剂，如L-745 870不能够削弱苯丙胺导致的敏感化和APO导致的刻板活动，但是和其它一些D4拮抗剂CP-293 019、U-101 387一样可以反转苯丙胺导致的前脉冲抑制的阻断。用强的选择性D4受体拮抗剂如PNU-101 387G 预处理也可以阻断苯丙胺的敏感化作用。
　　D4受体基因中存在10多种多态性，且在不同人群中存在较高的变异度，而这种多态性可能影响D4受体的功能。D4受体的等位基因结构异常与儿童注意缺陷多动障碍(ADHD)有关。调查发现高达50%的ADHD患者合并有物质滥用障碍，ADHD是物质滥用障碍的独立的高危因素。还有研究发现，人群中携带有D4VNTR(数目可变的重复序列)长等位基因比那些不携带者对海洛因有更强的渴望，表现DRD4VNTR可能是一种促使复发成瘾的危险基因。此外还发现，去甲肾上腺素和肾上腺素对D4受体存在激动效应，这提示在不同单胺神经传递系统存在交叉反应。
　　综上所述，多巴胺D1-D4受体都参与药物依赖，但是参与的过程有所不同，重要性也有差异：D1、D2受体都可能参与药物依赖的强化、奖赏、动机调控、运动效应和行为敏感化，但D1受体可能更多地参与奖赏介导的动机调控，而D2受体可能更多地参与药物的强化和药物依赖的获得。D3和D4受体也都参与成瘾过程。这些研究结果表明药物依赖不只有某个特定受体亚型参与，而是多受体亚型共同参与的结果，但是不同的多巴胺受体亚型因为其分布、细胞内信号转导过程等不尽相同而在药物依赖中的作用有所差异。此外，无论是多巴胺受体的完全拮抗剂还是完全激动剂，都不能够有效的治疗药物依赖。所以当前研究方向集中在寻找选择性的多巴胺受体部分激动剂或拮抗剂，还有人提出使用部分激动剂来尽量减少副反应的发生。
　　随着分子生物学技术的迅速发展，利用基因敲除技术并通过寻找选择性的多巴胺受体激动剂或拮抗剂等方法研究药物依赖的机制乃至筛选治疗药物都将得到进一步的发展，为寻找新的有效治疗药物依赖的药物提供了新的方向。