多巴胺受體激動劑、拮抗劑在藥物成癮中的應用基礎研究進展*

李兵，杜艷，尉志文，馬棟，贠克明**，蘇紅亮**

（1.山西醫科大學法醫學院，山西 太原 030001；

2.司法鑒定科學研究院，上海市法醫學重點實驗室，司法部司法鑒定重點實驗室，上海市司法鑒定專業技術服務平臺，上海 200063）

藥物成癮（drug addiction）是由成癮特性的藥物引發的慢性、復發性腦疾病，其以強迫性的覓藥和用藥行為、越來越重的藥物耐受現象，以及戒斷后不可避免的負性情緒狀態（如興趣缺失、焦慮及易激惹）等為特點[1]。多巴胺系統在藥物成癮中發揮著重要作用，其中多巴胺受體（dopamine receptor）一直是研究者關注的焦點。多巴胺受體是與G 蛋白偶聯的7 次跨膜受體，隨著基因克隆技術的發展和應用，研究者先后克隆出了5 種可以被多巴胺激活的受體亞型。雖然多巴胺受體各亞型已被廣大研究者所認知，但尚沒有統一的書寫格式，目前主要的中文書寫格式有4 種（多巴胺DX 受體、DX 受體、多巴胺受體DX、DX 多巴胺受體），英文書寫格式有8 種（dopamine DX receptor、DX receptor、dopamine receptor DX、DX dopamine receptor、DRDX、DXDR、DXR、DRX），本文統一采用“DX 受體”（X=1～5）的書寫格式。

根據結構和功能上的不同，可以將多巴胺受體分為D1 樣受體和D2 樣受體兩大家族，其中D1 樣受體包括D1 受體和D5 受體，D2 樣受體包括D2 受體、D3 受體和D4 受體。研究認為[2]，D1 樣受體主要激活突觸后膜興奮型G 蛋白偶聯受體，從而引起細胞內環磷酸腺苷（cyclic adenosine monophosphate，cAMP）濃度升高；D2 樣受體激活后主要作用于抑制型G 蛋白偶聯受體，引起細胞內cAMP 濃度降低。在腦內，多巴胺受體各亞型的表達和分布存在明顯差異，見表1。

表1 多巴胺受體各亞型在腦內的表達和分布[3-6]

為了研究多巴胺受體各亞型在藥物成癮中分別發揮的具體作用，廣大研究者選擇應用眾多針對多巴胺受體各亞型的激動劑、拮抗劑，高特異性的激動劑、拮抗劑逐漸在藥物成癮以及其他神經精神疾病的研究中顯現出獨特優勢。據統計，目前常用的多巴胺受體各亞型的激動劑、拮抗劑見表2。

表2 常用的多巴胺受體各亞型的激動劑、拮抗劑

續表

1 多巴胺受體激動劑、拮抗劑在藥物成癮中的應用

藥物成癮的形成、鞏固以及復發與腦內多巴胺受體有著密不可分的聯系，多巴胺受體各亞型在這些過程中發揮著不同的作用。D1 受體、D2受體都參與了藥物成癮的獎賞、強化、增強運動、調控動機等，但它們的側重點不同。D1 受體可能更多地參與動機調控，而D2 受體則更多地參與強化和依賴的形成[44]。D3 受體參與運動控制、認知、學習、獎勵、情緒調節和社會行為等功能[45]。D4 受體在大腦中的分布有限，在成癮藥物復吸過程中具有獨特的作用[46]。D5 受體可能更多地參與成癮藥物導致的運動活性增強[47]。選擇性激活、阻斷腦內多巴胺受體各亞型的信號傳導，可能會揭示藥物成癮的潛在機制，開發出針對藥物成癮以及各種因素引起的復吸治療方法，從而對藥物成癮的預防和治療起到重要作用。

1.1 D1 受體激動劑、拮抗劑的應用

在不同的行為學模型中，D1 受體影響著成癮的不同方面。D1 受體激動劑SKF81297 縮短了嗎啡成癮大鼠到達水迷宮平臺的潛伏期，增加了大鼠跨越水迷宮平臺的次數，同時增加了大鼠中腦導水管周圍灰質（periaqueductal grey，PAG）中谷 氨 酸 脫 羧 酶67（glutamate decarboxylase 67，GAD67）的表達[8]，以上研究結果表明D1 受體激活后可以通過增加GAD67 的表達水平來提高嗎啡成癮過程中的學習記憶能力。

GU SM 等[48]研究成癮藥物誘導的條件性位置偏愛（conditioned place preference，CPP）與多巴胺受體敏感性的實驗中發現，D1 受體拮抗劑SCH23390 可減少甲基苯丙胺和可卡因誘導的CPP的表達，而且SCH23390 預處理可抑制多巴胺受體激動劑apomorphine 引起的運動活動增加，表明SCH23390 可通過抑制D1 受體減弱藥物成癮的發生，是治療藥物成癮的潛在藥物。肖琳等[49]研究也得到了一致的結果，其發現SCH23390 可以顯著降低嗎啡作用后小雞CPP 的表達，從而證明D1受體參與了藥物成癮的形成。

1.2 D2 受體激動劑、拮抗劑的應用

與D1 受體激活不同的是，D2 受體部分激動劑Terguride 可劑量依賴性地減少海洛因固定比例和遞增比例自主給藥的最大反應次數，這種功能特異性的作用表明Terguride 能夠阻止海洛因的強化，可能是治療阿片成癮的一種新的潛在藥物[50]。然而，De Vries TJ 等[51]通過動物模型觀察到，在靜脈注射可卡因和海洛因的早期戒斷中，D2 受體激動劑quinpirole 會導致可卡因和海洛因成癮的快速恢復；對戒斷早期運動活動的平行分析顯示，quinpirole 的精神運動興奮作用得到了強烈增強，并且用可卡因訓練的動物停藥三周后仍能觀察到quinpirole 引起的覓藥行為和行為敏化，這可能是由于quinpirole 的高反應性與動物覓藥行為之間存在較強的時間相關性。

Milivojevic N 等[52]在研究具有D2 受體拮抗劑和D1 受體激動劑雙重特性的LEK-8829 對大鼠可卡因自主給藥影響的實驗中發現，LEK-8829 減少了可卡因自主給藥的攝入量，并減弱了可卡因的復吸，LEK-8829 對可卡因自主給藥及復吸的影響與其具有較低的濫用潛力有關，表明LEK-8829可能是治療可卡因濫用的候選藥物。余化霖等[53]用D2 受體拮抗劑研究嗎啡誘導的大鼠CPP 時卻發現了相反的現象，在嗎啡戒斷后，大鼠眶額葉內微量注射D2 受體拮抗劑s（-）-Raclopride-（+）-tartrate salt，大鼠顯示出比對照組更強的CPP 的表達，表明阻斷眶額葉內的D2 受體會強化藥物渴求的程度；通過與D2 受體激動劑組的數據相比，其認為這可能是由于眶額葉內的D2 受體對藥物渴求起抑制作用，當D2 受體受到抑制時眶額葉對嗎啡渴求行為的抑制被削弱，導致動物渴求行為明顯增加。上述研究表明，不同腦區的多巴胺受體亞型在藥物成癮中發揮的具體作用可能不同。

1.3 D3 受體激動劑、拮抗劑的應用

D3 受體與多巴胺的結合能力是所有受體亞型中最高的，因此在研究藥物成癮中占有重要地位。Galaj E 等[13]在研究大鼠D3 受體和D1 受體在可卡因成癮中的作用時發現，在覓藥行為恢復或CPP 測試之前同時注射D3 受體拮抗劑NGB2904和D1 受體部分激動劑SKF77434 可顯著減少大鼠杠桿按壓的次數和在可卡因伴藥側花費的時間；在自主給藥模型中，當給大鼠按遞增比例給藥時，單獨注射NGB2904 無效，但卻顯著增強了SKF77434 的降低斷點的效果，表明在可卡因成癮中D3 受體和D1 受體之間存在著相互作用。Chen L 等[54]運用基因敲除小鼠的研究結果也證明了這一點，他們認為D3 受體和D1 受體通過調節（至少在一定程度上）大腦特定區域的細胞外信號 調 節 激 酶（extracellular signal-regulated kinase，ERK）的激活，在線索和可卡因獎賞屬性之間的學習關聯中發揮了作用。

Lv Y 等[38]在D3 受體拮抗劑YQA14 對嗎啡成癮影響的研究中發現，YQA14 不僅抑制嗎啡誘導的行為敏化的獲得，而且顯著減弱嗎啡誘導的行為敏化的表達，表明阻斷D3 受體可抑制嗎啡誘導的行為敏化，提示D3 受體在嗎啡成癮中起重要作用，可能成為臨床治療阿片成癮的潛在靶點。Sun L 等[55]研究也表明，重復注射和單次注射YQA14（6.25 mg/kg、12.5 mg/kg 和25 mg/kg）均劑量依賴性地抑制了甲基苯丙胺誘導的行為敏化的獲得和表達；然而，在CPP 試驗之前單次注射YQA14 可劑量依賴性地減弱甲基苯丙胺誘導的CPP 的表達（重復注射不改變），雖然重復注射YQA14 對甲基苯丙胺誘導的CPP 的表達沒有影響，卻劑量依賴性地促進了甲基苯丙胺誘導的CPP 的消退，證明了D3 受體在甲基苯丙胺的獎賞作用中起著至關重要的作用。Hachimine P等[56]研究運用選擇性的D3 受體拮抗劑SR 21502來研究可卡因誘導的大鼠CPP 表達能力，結果發現SR 21502 阻斷了大鼠對可卡因伴藥側的偏好，減弱了可卡因線索誘導的獎賞效應，提示對D3 受體進行抑制可以減弱可卡因的成癮作用，表明該化合物也可能是一種治療可卡因成癮的有效藥物。

1.4 D4 受體激動劑、拮抗劑的應用

D4 受體在腦內的分布量與D3 受體相似，在藥物成癮的形成中起著重要的作用。Rivera A 等[57]研究發現，D4 受體激動劑PD168，077 可防止嗎啡誘導的獎賞、多動和身體依賴的形成，這可能與D4 受體激活后和μ 阿片受體相互作用，減弱嗎啡引起的黑質紋狀體多巴胺通路的激活和黑質致密部多巴胺神經元的形態變化有關。Kim A 等[41]在研究D4 受體激動劑PD168，077 和選擇性拮抗劑L745，870 對酒精自主給藥和復吸的影響時發現，PD168，077 對應激誘導的復吸和線索誘導的復吸都沒有影響，而L745，870 在高劑量下減少了酒精的攝入量，并且減少了應激誘導的復吸（對線索誘導的復吸沒有影響），這些結果表明激動D4 受體對復吸沒有作用，而阻斷D4 受體可以減少應激誘導的復吸。同樣，Yan Y 等[58]在研究L745，870 對尼古丁復吸行為影響的實驗中也發現，L745，870 顯著減弱相關線索或預先注射尼古丁誘導的復吸，表明D4 受體拮抗劑可能是一種治療吸煙復吸的潛在藥物。Mamiya T 等[59]研究發現，L745，870 可以在嗎啡成癮小鼠中通過抑制cAMP 系統的上調，降低嗎啡成癮的表達，表明D4 受體拮抗劑也可以作為一種治療藥物來減弱嗎啡成癮的發生。

關于D5 受體激動劑、拮抗劑在藥物成癮中的應用研究較少，有待進一步探索。

2 多巴胺受體激動劑、拮抗劑在藥物成癮中應用的影響因素

2.1 激動劑、拮抗劑對受體的選擇性

由于多巴胺受體在藥物成癮中的作用復雜，大多數激動劑、拮抗劑不能嚴格區分相同家族的受體亞型，并且激動劑、拮抗劑均具有自己獨特的藥效特點，從而產生不同程度的激動、拮抗效應。以D3 受體的拮抗劑為例，每一種拮抗劑具有不同的抑制常數（inhibition constant，Ki，如KiBAK4-54=0.12、KiBP897=0.92、KiGSK598809=1.25、KiSR21502=4.2、KiR-VK4-116=7.4、KiSB-277011A=10.7），這些抑制常數指檢測到50%抑制效果時拮抗劑的濃度，即反映拮抗劑對靶標的抑制強度，這個值越小說明抑制能力越強。在開展研究時，應盡可能地選擇Ki 值較低的拮抗劑，這樣才能保證更好的抑制效果，實驗結果才更有說服力，以證明被抑制的受體在成癮過程中的作用。

由于5 種多巴胺受體亞型識別相同的內源性配體——多巴胺，進而激活受體，但各亞型具有很高的序列同源性，以往大多數化合物不能嚴格區分各亞型，由此形成的配體對多巴胺受體的選擇性激活機制還有待研究。特別值得關注的是，在2021 年初，我國兩個研究團隊采用單顆粒冷凍電鏡技術，針對多巴胺受體亞型的藥物開發取得重要進展，從原子分辨率層面解析了多巴胺受體亞型之間對配體（激動劑或拮抗劑）選擇性識別、激活機理，以及與效應G 蛋白信號轉導復合物選擇性偶聯的分子機制[60-61]，為開發以多巴胺受體為靶標的高效選擇性配體藥物提供了重要的結構模式和理論依據，也為藥物成癮以及其他與多巴胺有關的神經精神疾病（如帕金森病、阿爾茨海默病、精神分裂癥等）的治療帶來新的研究思想。

2.2 多巴胺受體基因敲除動物的應用

由于多巴胺受體各亞型結構上的相似性，某受體亞型的激動劑、拮抗劑或多或少會對其他多巴胺受體亞型（特別是同一家族）產生作用，會干擾對特定多巴胺受體亞型作用的研究。因此，研究者為了更好地開展實驗，除了使用更具選擇性的拮抗劑外，還傾向于使用多巴胺受體基因敲除小鼠作為實驗動物來達到更直觀的實驗效果。多巴胺受體基因定向敲除后僅有對應的多巴胺受體的表達缺失，其他功能不受影響，其研究具有針對性強、特異性高的優勢，可以真實地反映多巴胺受體在藥物成癮中的調控作用，對于揭示藥物成癮的神經生物學機制具有重要意義。因此，多巴胺受體基因敲除小鼠在研究多巴胺受體功能時的使用得到了廣泛認可。

2.3 各種動物行為學模型的應用

在應用激動劑、拮抗劑的同時，動物行為學模型也是決定多巴胺受體各亞型在藥物成癮中發揮作用的關鍵因素，研究者往往根據需要探索的激動劑、拮抗劑對成癮藥物導致的特定行為特征的影響，從而選擇適合的行為學模型。

目前，常用的動物行為學模型主要包括：條 件 性 位 置 偏 愛（conditioned place preference，CPP）、行 為 敏 化（behavioral sensitization，BS）和自主給藥（self-adiminstration，SA），這些模型均是基于各種行為學理論以及成癮機制，從各個方面模擬藥物成癮者的成癮行為。以上三種模型各有其應用的優點和缺點：①CPP 是一種經典的反映成癮性藥物精神依賴性的反應性獎賞強化模型，實驗動物不因受試藥物是否妨礙運動機能（自發活動專門用于評價藥物對運動機能的影響）而影響實驗結果，其流程簡單、方便快捷（不需要給動物做手術，只需要幾個訓練循環即可），已被證明對評估獎賞效應非常有效[62]。然而，CPP模型也有一定的缺點，如實驗動物的給藥過程是被動的，難以反映實驗動物自身的需求；實驗測試當天，實驗動物可能會受到新環境的干擾而無法得到劑量依賴曲線。②BS 被認為是動機敏化，是從偶然性用藥到強迫性用藥的轉變，具有良好的結構效度，易于操作，實驗周期短，是研究藥物成癮機制、藥物成癮潛能和抗成癮藥效評價的良好模型[63-64]，但該模型也無法排除由于連續性用藥導致的與行為敏化無關的神經適應性改變，而這種改變可能對成癮的形成產生促進作用，從而干擾該模型本身的假設[63]。③SA 模型是目前被廣泛認可的模擬成癮過程的最佳模型，在這個模型中動物可以通過不同的給藥方式完成各種成癮藥物的自我給藥行為。由于這個模型有非常好的結構有效性，常被用于研究成癮行為的整個過程，如藥物初始的獎賞作用，戒斷（消退）和復吸階段等[63，65]。但SA 模型在操作過程中需要麻醉實驗動物，通過手術給腦內留置導管，這會對實驗動物造成痛苦與傷害，干擾實驗結果。

2.4 不同的給藥方式

動物行為學模型在決定多巴胺受體各亞型的激動劑、拮抗劑發揮作用的過程中，所研究的成癮藥物和多巴胺受體各亞型的激動劑、拮抗劑的給藥方式也是決定研究成功與否的重要方面。總體而言，以往關于成癮藥物和激動劑、拮抗劑的給藥方式大都采用整體給藥方式（如口服給藥、皮下注射、腹腔注射、靜脈注射），僅少數研究采用局部給藥方式（如腦立體定位顱內注射），特別是對于激動劑和拮抗劑。

在嚙齒類動物中，口服給藥最常見于研究酒精的成癮特性，在尼古丁、可卡因、甲基苯丙胺、嗎啡等研究中少見，這是因為即使此種給藥方式不會對實驗動物造成傷害，嚙齒類動物很少通過其他給藥途徑飲酒，并且尼古丁、可卡因、甲基苯丙胺、嗎啡等成癮藥物通過口服給藥很難發揮藥效[66]。皮下注射、腹腔注射、靜脈注射在CPP和BS 模型中常用，完成注射簡單、省時、便利，藥物快速產生效應，但被動的給藥操作很難真實體現實驗動物對藥物的需求，容易對實驗結果的真實性產生一定的干擾。

此外，鑒于不同腦區各多巴胺受體亞型在藥物成癮中發揮的作用不同，通過使用腦立體定位核團微量注射各受體亞型的激動劑、拮抗劑，可以精準地研究在所關注的腦區核團該受體亞型在藥物成癮中發揮的具體作用，為研究成癮藥物的神經藥理學、神經解剖學基礎以及在整個成癮過程中的作用提供了良好的手段[65]。

3 多巴胺受體激動劑、拮抗劑在其他神經精神疾病中的應用

選擇性激活、阻斷腦內多巴胺受體各亞型的信號傳導，不僅對藥物成癮起作用，在其他神經精神疾病的預防和治療中也具有重要作用。例如，D1 受體激動劑PF-3628 可能成為治療人類認知障礙的新藥物[67]，D1 受體部分激動劑PF-06669571可能會成為帕金森病的新療法[68]；放射性標記的D2 受體激動劑[3H]MCL-536 可能成為診斷和治療神經精神疾病的通用工具，可在帕金森病和精神分裂癥患者體內定量D2 受體高親和力位點[15]；D2/D3 受體部分激動劑Cariprazine 可以顯著減弱野生型小鼠的慢性不可預測的應激性快感缺乏樣行為，表明Cariprazine 具有治療抑郁癥的作用[69]；選擇性D1/D5 受體部分激動劑PF-06412562輔助治療精神分裂癥具有安全、耐受性好的特點[12]。

4 總結

成癮藥物的作用環節大都集中于腦內多巴胺系統，應用多巴胺受體各亞型的激動劑、拮抗劑來研究多巴胺受體在藥物成癮中的作用效果顯著，本文所綜述的研究為尋找有效的藥物成癮新療法提供了重要依據和借鑒意義。在這些研究的基礎之上，今后還需要篩選更多種類的激動劑、拮抗劑，進一步探討多巴胺受體及其信號傳導通路在藥物成癮中的作用，揭示藥物成癮的神經生物學機制，從根本上防范日益加劇的成癮藥物濫用，減少成癮藥物濫用給公共安全帶來的風險隱患，維護國家的長治久安。