中樞膽堿能系統對嗎啡成癮的影響研究現狀

摘要 介紹了中樞膽堿能系統對嗎啡成癮的影響及其機制。研究結果表明，嗎啡成癮過程中伏隔核等腦區細胞間乙酰膽堿水平發生了改變；去除伏隔核等腦區膽堿能細胞強化了嗎啡成癮行為；膽堿能激動劑和抑制劑都能干預嗎啡成癮、但機制可能不同——前者可能通過與多巴胺能交互作用來實現，后者可能通過干擾記憶或者加速嗎啡代謝而發揮作用；膽堿能受體對嗎啡成癮也具有重要影響。

關鍵詞 嗎啡，成癮，乙酰膽堿，膽堿能激動劑，膽堿能抑制劑。

分類號 B845

嗎啡等阿片類物質是在中國乃至亞洲被廣泛使用的成癮物質；乙酰膽堿(acetylcholine，Ach)是第一個被發現的神經遞質。由于藥物成癮是一種成癮記憶(addiction memory)，而乙酰膽堿被證明參與了正常的學習記憶過程，并且，研究發現嗎啡成癮過程中腦內乙酰膽堿的含量發生了變化，因此，中樞膽堿能系統對嗎啡成癮的影響受到了人們的關注。本文綜述了嗎啡成癮過程中伏隔核等腦區細胞間乙酰膽堿水平的變化、膽堿能系統藥物和膽堿能受體對嗎啡成癮的影響及其機制的研究概況。

1 嗎啡等藥物成癮過程中伏隔核等部位細胞間乙酰膽堿水平的變化

伏隔核(nucleus accumbens，Nac)被認為在阿片等藥物成癮中具有重要作用。它是整合感覺和動機性行為信息的腦區，參與成癮藥物的強化和戒斷反應。

Fiserova使用顯微透析方法研究證明，急性注射大劑量(10mg/kg以上)嗎啡30分鐘后導致大鼠NAc等腦區細胞間Ach釋放量大幅下降。Osman等人觀察到，腦內(黑質)注射或者靜脈注射嗎啡均顯著降低大鼠前額皮層細胞間Ach釋放水平。

經過慢性處理并形成嗎啡依賴的大鼠，在戒斷期間腦內Ach卻出現爆發性釋放，高于先前使用生理鹽水處理的對照組；與這種藥理學過程相平行的是，嗎啡依賴動物在此期間急劇出現特征性戒斷反應。Tjon報道：用嗎啡慢性處理的大鼠，在嗎啡戒斷后的1～21天紋狀皮層和NAe中Ach釋放增加。在急性嗎啡處理之后Ach這種適應性釋放增加與輕度但卻持久的腦啡肽最大抑制效應的降低相聯系。因此，接受腹側中腦DA神經元調節的紋狀皮層和NAc膽堿能神經元活動增強，或許代表了嗎啡的長久的神經適應性效應，并在與濫用藥物的易感性增強相聯系的行為敏感化中具有關鍵性作用。

Rada的實驗進一步說明了急性嗎啡處理過程中和戒斷期間腦內Ach的變化：使用遞增劑量連續腹腔注射嗎啡，注射過程中的最后一天(第8天)，發現NAc和前額皮層細胞間Ach減少；第9天，使用納洛酮催促戒斷導致這兩個部位Ach增加；之后，通過顯微注射把嗎啡注入NAe，再次降低了NAc細胞間Ach的濃度；相反，把阿片抑制劑methylnaloxonium注入NAc則使NAe細胞間Ach的濃度升高；并且，這兩種效應的大小與注射劑量成正比。

實際上，對大鼠只進行一次嗎啡處理，也能引起NAc中Ach釋放改變：外周注射嗎啡(10mg/kg)1次，自然戒斷21天采用電刺激檢測大鼠NAc和尾狀核Ach釋放的變化，發現NAc細胞間Ach增加32％；外周注射嗎啡(30mg/kg)則使NAc中Ach增加47％。尾狀核中的Ach也發生了同樣變化。

Rada還發現，注射煙堿和安定等，對伏隔核細胞間乙酰膽堿釋放的影響類似于嗎啡。外周注射煙堿導致NAc細胞間Ach釋放量迅速下降，1小時后開始回升；而使用梅坎米胺(meeamylamine)催促戒斷，則使NAc細胞外Ach釋放量迅速升高而DA釋放量則迅速下降；對大鼠使用安定進行慢性處理導致NAc中Ach釋放下降，而戒斷期間大幅度升高。

綜上所述，NAc內部Ach水平與嗎啡強化效應有特殊關系——細胞間Ach濃度在對嗎啡反應(產生獎賞效應)時降低，而在戒斷(產生厭惡效應)時升高。Ach的這種變化被認為是神經系統內部對嗎啡發生的長時程神經適應性變化。由此可見，中樞膽堿能系統參與了嗎啡成癮過程。

2 去除伏隔核和紋狀體膽堿神經元對嗎啡成癮行為的影響

在動物研究中，常常根據行為表現判斷是否對成癮藥物產生依賴(成癮)。高自發活動(行為敏感化)和條件性位置偏好(conditioned place preference，CPP)是動物研究中常用的行為指標。Takatoshi等人使用免疫毒素介導的細胞剔除技術(immunotoxin-mediated cell targeting)去除小鼠NAc膽堿能細胞，考察通過這種方法改變膽堿能神經元功能對嗎啡等藥物誘導的成癮行為的影響。結果發現：去除NAc膽堿能細胞不僅強化了動物在CPP模型中對嗎啡的敏感化，而且在條件性厭惡中對嗎啡戒斷產生了負強化(negative reinforcement)；同時，這種去除NAc膽堿能細胞的小鼠注射可卡因所誘導的行為敏感化進一步增強。正常情況下，膽堿酯酶抑制劑donepezil和galanthamine，能夠非常顯著地抑制嗎啡和可卡因誘導的CPP以及自發活動；去除NAc膽堿能神經元之后，膽堿酯酶的這種抑制作用消失。Nakanishi(2003)也報道，使用免疫毒素介導的細胞定位技術去除小鼠紋狀體膽堿能細胞，動物對嗎啡誘導的行為變化(旋轉)增強。

3 膽堿能激動劑和抑制劑對嗎啡等成癮行為的影響

3.1 膽堿能系統激動劑對嗎啡成癮行為的影響

Takatoshi等人發現膽堿酯酶抑制劑donepezil和galanthamine，能夠非常顯著的抑制嗎啡和可卡因導致的CPP以及可卡因激發的自發活動。Ninkovic發現，乙酰膽堿酯酶(AchE)功能基因破壞的動物對安非他明產生的CPP效應顯著降低。李新旺也觀察到：同時腹腔注射嗎啡和膽堿酯酶抑制劑毒扁豆堿的大鼠，精神興奮運動(自發活動)水平顯著低于單獨注射嗎啡的動物。上述實驗結果顯示，通過膽堿能激動劑提高腦內膽堿能系統功能，能夠抑制嗎啡等藥物成癮行為的發展。

但是，通過腦內給藥和CPP模型研究膽堿能系統激動劑對嗎啡成癮行為的影響卻得出了和上述相反的結論：Rezayof研究發現，海馬CAl內部注射毒扁豆堿1，4，8微克，顯著強化了嗎啡導致的Cpptl2]：腹側被蓋區(ventral tegmental area，VTA)注射毒扁豆堿或者煙堿受體激動劑——煙堿，同時皮下注射對條件行為偏好的建立無效的劑量的嗎啡(0.5mg/kg)，大鼠形成了顯著的條件行位置偏好。Zarrindast也發現，杏仁核注射毒扁豆堿，強化嗎啡導致的CPP。

3.2 膽堿能系統抑制劑對嗎啡誘導的成癮行為的影響

Lu等人研究發現，外周注射膽堿能M受體抑制劑東莨菪堿能夠抑制嗎啡誘導的CPP的表達；Oka等人的研究結果顯示，東莨菪堿能夠抑制嗎啡誘導的行為敏感化的發展；李新旺在實驗中也觀察到，東莨菪堿能夠抑制嗎啡誘導的行為敏感化的發展；然而，進一步的研究顯示，東莨菪堿不能抑制嗎啡誘導的行為敏感化的轉化。這些結果說明東莨菪堿對嗎啡誘導的成癮行為具有一定程度的抑制作用。

腦內微量注射膽堿能抑制劑也能夠抑制嗎啡誘導的CPP：Rezayof觀察到，海馬CAI區注射膽堿能M受體抑制劑阿托品1、4、7微克，能夠抑制嗎啡導致CPP的形成，并且阿托品(7微克)注射到CA1區能夠反轉毒扁豆堿對嗎啡效應的強化作用；VTA分別注射乙酰膽堿M型受體抑制劑阿托品或N型受體抑制劑梅坎米胺，都能夠抑制嗎啡誘導的CPP；同時，阿托品或者梅坎米胺都能夠選擇性地反轉毒扁豆堿或者煙堿對嗎啡CPP的強化作用。Zarrindast也發現，杏仁核注射阿托品抑制了嗎啡CPP。

3.3 膽堿能系統激動劑和抑制劑對嗎啡導致的學習記憶障礙的影響

成癮藥物的直接作用之一可能在于干擾正常的強迫學習，乙酰膽堿對Morris水迷宮任務這類強迫性空間學習記憶也具有重要作用。研究嗎啡等成癮藥物和膽堿能系統藥物在強迫性空間學習記憶中的交互作用，有助于理解嗎啡成癮的機制。

研究發現，嗎啡能夠干擾大鼠對Morris水迷宮這類空間任務的學習和記憶，東莨菪堿能夠強化嗎啡對學習記憶空間任務的干擾作用；并且，嗎啡導致的空間記憶和回憶障礙，能夠被Ach M受體激動劑氧化震顫素或膽堿酯酶抑制劑毒扁豆堿所反轉。Ukai等人研究顯示，嗎啡等阿片樣物質對記憶的損害是通過μ受體介導的，并且這種損害作用能夠被μ受體拮抗劑納洛酮所反轉，暗示納洛酮的這種記憶恢復功能是通過封閉μ受體從而導致嗎啡效應的反轉。同樣的，氧化震顫素或毒扁豆堿也能夠顯著改善內啡肽(與μ受體結合)對小鼠學習記憶回避任務的損害效應。這些結果顯示，膽堿能系統的激活產生了一種與納洛酮反轉阿片物質造成的記憶損害一樣的效應。

4 膽堿能受體對嗎啡成癮行為的影響

膽堿能受體分為毒草堿型(即M型，包括M₁、M₂、M₃、M₄、M₅亞型)和煙堿型(即N型，包括N₁、N₂亞型)兩類。

20世紀80年代立以來，寡核苷酸人工合成技術的成功使得反義核酸的研究快速發展起來。反義核酸技術是指利用反義核酸特異地抑制某些基因的表達。這種技術在膽堿能受體與嗎啡成癮關系的研究中得到了應用。

把M₅受體反義寡核苷酸注射到VTA的多巴胺神經元區，能顯著地提高VTA背外側核的獎賞刺激閾值，降低獎賞效應。Liu等人的研究果表明，VTA區微量注射降低Ms受體功能的反義寡核苷酸(antisense oligonucleotidcs，AS-Ons)，能夠抑制海洛因誘導的大鼠行為敏感化；使用海洛因處理之前VTA區微量注射M₅受體的反義寡核苷酸，也能夠抑制海洛因誘導的大鼠伏隔核和海馬齒狀回神經元內部FosB表達水平的提高。相反，VTA區微量注射正義寡核苷酸(sense oligonucleotide，S-ONs)不具有這種效應。

康定鑫等人發現，對嗎啡建立起穩定的CPP的大鼠，VTA內神經型一氧化氮合酶陽性神經元表達顯著增加；而側腦室預注射M₅反義寡脫氧核苷酸則能夠抑制嗎啡誘導的CPP，同時也顯著減少了VTA內nNOS表達。在嗎啡誘發的CPP形成后，側腦室單次注射M₅反義寡脫氧核苷酸也可以逆轉大鼠對伴嗎啡環境的位置偏愛，同時也明顯減少VTA內nNOS表達。

丑維斌等發現，脊髓鞘內注射M2反義寡核苷酸可顯著減少嗎啡戒斷癥狀，M₁反義寡核苷酸雖可部分減輕戒斷癥狀，但總的作用弱于M₂反義寡核苷酸；嗎啡依賴大鼠藍斑核內nNOS表達增加，用納絡酮催促戒斷后nNOS表達的程度更大；鞘內注射M₂反義寡核苷酸可抑制在嗎啡戒斷時藍斑核nNOS的表達增強，而M₁反義寡核苷酸對其無影響。研究者認為，脊髓M₂受體介導嗎啡戒斷時大鼠藍斑核內nNOS的表達增加。

5 中樞膽堿能系統影響嗎啡成癮的機制

5.1 通過膽堿能系統與多巴胺能系統交互作用影響嗎啡成癮

許多研究證明，外周注射嗎啡、酒精等使大鼠產生成癮過程中，NAc等腦區細胞間DA水平升高；但是，在戒斷期間這些腦區細胞間的DA水平下降。這些結果說明在嗎啡等藥物成癮過程中出現的獎賞效應與腦內DA水平升高有關，而戒斷期間伴隨的厭惡狀態與NAc DA水平降低相聯系。由此可見，腦內的多巴胺在藥物成癮過程中具有重要作用，即藥物成癮存在多巴胺機制。

在NAc、尾狀核等腦區，膽堿能系統和DA能系統發生了交互作用：一方面，Stoof等人研究顯示，在尾狀核和NAc，多巴胺D2受體激動劑能夠抑制Ach的釋放。另一方面，膽堿能系統也能夠影響NAc DA釋放。Tzavara等人通過轉基因技術制備了膽堿能M4受體缺失小鼠(M4 knockout，M4 KO)。研究發現，M4KO小鼠NACDA釋放水平及其代謝產物DOPAC和HAV均高于野生型(wild-type，WT)匹配小鼠；同時，M₄ KO小鼠對安非他明的敏感化增強。在中腦內部，M₄受體位于膽堿能中間神經元和GABA能傳入神經元上。正常情況下，來自背側隔區和腦橋被蓋的Ach釋放，激活M4受體，直接抑制投射到NAc的DA神經元，或者間接通過抑制D₁受體功能，導致NAc DA釋放減少。在M4 KO小鼠中，由于M₄受體的缺失，導致Ach對投射到NAc的DA神經元的自動抑制功能喪失，強化了中腦邊緣DA系統向NAc的興奮輸入，因而NAc中DA水平升高，提高了嗎啡的成癮效應。

如前所述，嗎啡能夠導致多個腦區的乙酰膽堿釋放水平下降，由此引起的生理功能改變類似于M4受體缺失——腦內乙酰膽堿水平下降有可能使與中腦M₄受體結合的乙酰膽堿數目減少、導致該受體激活水平降低，削弱或解除了對投射到NAc的DA神經元的抑制作用，引起NAc細胞間DA水平提高，強化了嗎啡成癮效應。這可能是中樞膽堿能系統參與嗎啡成癮的機制之一。

嗎啡通過什么方式影響乙酰膽堿釋放呢?一些研究證明，阿片樣激動劑(如嗎啡、內啡肽)，通過與阿片μ和δ受體結合，能夠抑制海馬等部位膽堿能神經元活動。因為μ和δ受體位于膽堿能神經元末端，一般情況下，這些受體能夠被阿片物質高度抑制。因此，對動物進行急性嗎啡處理處理導致Aeh釋放下降；但是，使用嗎啡多次處理之后，擔當抑制中樞膽堿能活動的阿片受體對嗎啡產生耐受，解除了對膽堿能神經元的抑制，導致戒斷期間Aeh釋放增加。另外，使用嗎啡處理能夠增加中樞神經系統內部5-HT的釋放；5-HT作用于前腦基底部膽堿能神經元胞體或者樹突上的突觸后5-HTlA受體，抑制膽堿能神經元釋放乙酰膽堿。

膽堿能系統通過與DA能系統的交互作用影響嗎啡成癮在行為敏感化動物模型上獲得了直接證據。Wang發現，DA能纖維軸突末端能夠直接與紋狀體膽堿能中間神經元發生聯系，紋狀體回路直接調節運動功能。Nakanishi研究顯示：紋狀體運動回路受神經遞質DA和Aeh的調節：DA對其具有興奮作用而Aeh則抑制其功能。也就是說，紋狀體內部DA和Ach的整合直接控制運動輸出。基底神經節運動中樞(紋狀體)回路受到DA和Ach會聚性交互作用的協調性調節，可以看作是嗎啡成癮過程中NAc等腦區Ach釋放減少、DA增加影響行為敏感化的機制。通過這一機制可以解釋膽堿能系統激動劑抑制嗎啡誘導的行為敏感化的原因——膽堿能系統激動劑能夠提高膽堿能系統的功能，通過交互作用方式抑制由嗎啡導致的DA釋放增加而引起的運動功能增強。

5.2 不同腦區的膽堿能系統對嗎啡成癮的影響存在差別

精神藥理學早已證明，同一種藥物作用于不同的靶位，可能產生不同的效應。新近的一項研究直接證明毒扁豆堿具有這種特點：

外周注射毒扁豆堿，在一定程度上抑制了大鼠通過用鼻子拱一個可以透過光線的小孔自動獲得靜脈注射海洛因的行為以及海洛因自我給藥頻率，并且，毒扁豆堿的這種作用被東莨菪堿(而不是梅坎米胺)所反轉。經過10～14天的自我給藥訓練，動物放回飼養籠內14天。之后返回自我給藥的環境中，檢驗動物先前獲得的自我給與海洛因行為的熄滅情況：通過呈現先前訓練過程中伴隨自我給藥的條件線索(如房燈、先前用鼻子拱的小孔發出的光線、注射器注射時發出的聲音)激發大鼠自我給藥行為的恢復。結果表明，毒扁豆堿對線索誘導的海洛因自我給藥行為的恢復產生了劑量依賴的抑制效應。較小劑量的毒扁豆堿(0.1mg/kg)慢性處理對這種行為的獲得沒有影響，但是，在之后的行為恢復測試中，該組動物的海洛因尋求行為顯著低于使用生理鹽水代替毒扁豆堿處理的對照組。為了考察毒扁豆堿這一效應作用的腦區，把它注入NAc或者VTA。結果發現，把毒扁豆堿注入NAc，抑制了上面提到的條件線索對海洛因尋求行為的恢復作用；但是把毒扁豆堿注入到VTA則強化了條件線索誘導的海洛因尋求行為的恢復。這一結果初步說明，不同腦區的膽堿能系統可能對嗎啡成癮的影響存在差別。

5.3 膽堿能抑制劑可能通過影響學習記憶或加速嗎啡代謝影響嗎啡成癮

越來越多的人認為，阿片依賴和耐受與學習記憶之間存在某種聯系，因為重復暴露于阿片產生的神經可塑性與學習記憶引起的反應很相似。起源于中隔等腦區的海馬膽堿能通路，對海馬的學習記憶等功能具有重要影響；起源于基底神經核、投射到皮層的膽堿能通路與喚醒和認知有關系。膽堿能系統抑制劑東莨菪堿等能夠阻斷膽堿能通路；并且，它所引起的健忘癥，表現為認知功能的減退，多半與膽堿能神經遞質減少有關。因此，東莨菪堿影響濫用藥物誘導的行為敏感化和CPP，一種可能是因為阻斷膽堿能系統對海馬和皮層的刺激作用、通過破壞學習記憶而實現的。一些實驗對此提供了支持：如上述Lu的研究發現，東莨菪堿能夠抑制嗎啡誘導的條件性位置偏好的表達。這種實驗范式被認為與環境線索引起的學習記憶有關；Itzhak等人檢測了東莨菪堿對可卡因導致的CPP的作用以及在給藥環境與檢測環境一致和不一致情況下東莨菪堿對可卡因誘導的行為敏感化發展的影響，結果發現東莨菪堿能夠抑制可卡因誘導的CPP以及給藥環境與檢測環境一致情況下行為敏感化的發展，但是，對非環境依賴(即給藥環境和檢測環境不一致)的行為敏感化沒有影響。

另外，外周給與東莨菪堿還有可能通過加快嗎啡代謝，影響嗎啡成癮。我國學者周文華等人發現，東莨菪堿可以明顯增加急性成癮大鼠嗎啡排泄量，并且，增加的嗎啡排泄量與東莨菪堿注射量成正相關；海洛因成癮者，使用東莨菪堿治療10天，血清中游離嗎啡和結合嗎啡的濃度降至正常水平，與戒斷癥狀消失相一致；使用東莨菪堿進行前處理和伴隨嗎啡處理，都能夠降低納絡酮催促戒斷癥狀(包括跳躍、旋轉、體重減輕、咬齒、腹瀉等)；生化分析發現，這些大鼠尿液中嗎啡排泄量增加。

6 問題和展望

綜上所述，中樞膽堿能系統在嗎啡等阿片類藥物成癮中的作用，近些年來受到了廣泛關注。從現有的研究成果來看，在嗎啡成癮過程中，中樞膽堿能系統可能通過與多巴胺能系統的交互作用或者通過學習記憶系統發揮作用。另外，膽堿能抑制劑東莨菪堿還可能通過加速嗎啡代謝抑制嗎啡成癮。在今后的研究中需要進一步確立膽堿能系統影響嗎啡成癮的詳細機理；假如該系統影響嗎啡成癮存在多種方式，那么哪種方式的作用程度最大。如果能夠確切證明嗎啡這類阿片類藥物成癮與膽堿能系統功能改變有關并且詳細闡明其機制，那么，中樞膽堿能系統就可能成為治療阿片類藥物成癮的靶位之一。另外，由于藥物成癮是一種成癮記憶，啟發人們在臨床治療中采用“記憶喪失療法”，即選擇干擾記憶的藥物如東莨菪堿等治療藥物成癮。顯然，揭示膽堿能系統激動劑和抑制劑影響嗎啡成癮的機理有助于人們正確評估“記憶喪失療法”，確立篩選膽堿能系統的藥物治療嗎啡等阿片類物質成癮的思路。