对阿片类药物依赖性机理的研究，在行为、神经生化、细胞、分子水平上都有所进展。70年代初证实了脑内有阿片受体，这成为研究阿片类依赖性机理的起点。人们试图用阿片受体数目或亲和力的变化或受体活性状态的转变来解释阿片类药物的耐受和依赖。然而，经过多年的研究，未能证实阿片受体数量和亲和力的一致性变化。内源性阿片肽的变化也不能解释阿片耐受、依赖和戒断[1]。

　　由于阿片受体的调节不能解释阿片依赖产生的机理，人们将注意力转向了受体后机制。阿片受体属于G蛋白耦联受体，通过G蛋白介导，作用于第二信使、蛋白激酶等，促使蛋白磷酸化，以及基因表达水平的改变，从而产生生物学效应，这条通路称为胞内信息转导通路。越来越多的资料表明，长期慢性给阿片类药物可使G蛋白、cAMP等第二信使和蛋白磷酸化系统发生变化，这些适应性改变可能参与了阿片类依赖性的产生和发展[2]。

    1　胞内信息转导通路概述[3]

　　许多神经递质、激素、药物等作为胞外信息信号分子，称为“第一信使”，与相应受体结合后，通过G蛋白介导产生细胞内“第二信使”，激活蛋白激酶，导致底物蛋白磷酸化，最终引发靶细胞产生一系列生物学效应，这就是从胞外到胞内的信息转导通路。

　　G蛋白是受体与效应器之间的转导蛋白，由3个不同的亚单位（α、β、γ）组成。各种G蛋白的结构和功能的差别主要表现在α亚单位上，G蛋白常以α亚单位功能不同进行分类，有激活型G蛋白（Gs）、抑制型G蛋白（Gi）、以及Go、Gp等。Gs激活腺苷酸环化酶（AC），促使环腺苷酸（cAMP）生成，霍乱毒素（CTX）可激活Gs蛋白。Gi抑制AC，抑制cAMP生成，百日咳毒素（PTX）可抑制Gi蛋白。G蛋白还具有激活磷脂酶C（PLC）、磷脂酶A2，调节Ca2＋、K＋等离子通道的功能。

　　细胞外信息作为第一信使与相应受体结合，激活酪氨酸蛋白激酶（TPK）或经G蛋白的转导作用，激活AC、鸟苷酸环化酶（GC）、PLC等，使细胞内产生第二信使，如：cAMP、环鸟苷酸（cGMP）、甘油二脂（DG）、三磷酸肌醇（IP3）、Ca2＋等。第二信使引起细胞瞬时反应的同时，还可激活核内第三信使，引起基因转录水平的改变，进一步诱发细胞表型发生变化。

　　生物信息在胞内传递主要有四条途径：cAMP途径；磷脂酰肌醇代谢途径；TPK途径；离子通道和离子泵途径。其中，第二信使的产生是生物信息跨膜传递的中心环节。第二信使分别激活或抑制各种蛋白激酶，活化的蛋白激酶分别催化细胞内多种功能蛋白如：受体、酶、离子通道、离子泵、运输蛋白、调节蛋白等发生磷酸化，从而产生细胞效应而传递胞外信息。磷酸化的蛋白质可以被蛋白磷酸酶催化去磷酸化而中止作用。通过蛋白激酶和蛋白磷酸酶作用来改变细胞内蛋白质磷酸化水平，是细胞内生物信息传递的主要方式。

    2　阿片身体依赖性的分子机制

    2.1　对蓝斑核的研究

　　蓝斑核（locus coeruleus, LC）位于第四脑室底部，是脑内最大的去甲肾上腺素能神经核。已经证实，LC是最重要的阿片类身体依赖性的调控部位。阿片戒断时LC的放电频率大幅度增强，向LC内注射阿片拮抗剂可诱发戒断症状，且比脑室内给药产生的戒断症状更严重。而损毁LC可减轻阿片戒断症状。多年来，大鼠LC一直作为研究阿片身体依赖性脑内作用部位的模型[4]。

　　阿片类药物急性给药，通过Gi/o抑制LC的AC活性，使cAMP、cAMP 依赖性蛋白激酶（PKA）水平降低，在电生理则表现为LC放电速率减弱。阿片类通过激活内向整流K＋通道和抑制一种非特异性阳离子通道（该通道对Na＋具有较强的通透性），使LC神经元K＋外流增多，Na＋内流减少，神经元处于超极化状态，放电速率减弱。两者均由Gi/o介导，而对Na＋通道的调节作用是通过抑制cAMP的途径来实现的。这可能是阿片急性给药时抑制LC的机制所在[5]。

　　但阿片类慢性长期给药，LC神经元出现耐受现象，表现为LC神经元放电速率逐渐恢复到原有水平，用纳洛酮催促可使LC神经元放电速率大大增强。阿片慢性给药时，发现大鼠LC中Gi α和Go α水平升高，同时，AC、cAMP、PKA和某些底物蛋白如酪氨酸羟化酶（TH）磷酸化水平也升高[6]。

　　阿片慢性给药时，LC的cAMP系统上调至少部分代表了阿片耐受、依赖、戒断的生化机制。以下几点支持这一观点。第一，从阿片依赖大鼠脑分离的LC放电速率比对照组高出2倍之多，因为分离的LC切断了与其它核团的纤维联系，因此可以肯定，这种速率增高是由于对阿片依赖的LC神经元内在兴奋性提高所造成的[7]。第二，从阿片依赖大鼠脑分离出的LC神经元在电生理上对cAMP类似物表现出超敏现象，这种超敏是由于阿片依赖期间cAMP系统上调所致[7]。第三，阿片戒断期间，LC的G蛋白、AC、PKA改变后的恢复时间与LC放电速率和动物戒断行为的恢复时间相平行[6]。第四，给予能升高cAMP的磷酸二酯酶抑制药，可使正常大鼠产生类似于吗啡的戒断症状，并能加重阿片的戒断症状。第五，Rp－cAMPS和Sp－cAMPS分别具有减弱和增强PKA的作用，Rp－cAMPS注入LC可抑制吗啡的部分戒断症状，而Sp－cAMPS注入LC可产生类似于吗啡戒断反应的症状[8]。这些实验都证明阿片慢性给药上调LC的cAMP系统代表了阿片身体依赖性的一种机制。

　　上述的适应性改变在基因表达水平上也有所体现。PKA受第二信使激活后，通过磷酸化和活化cAMP反应序列结合蛋白（cAMP response element binding, CREB），刺激即刻早期基因c－fos和c－jun等的表达，表达产物再回到细胞核内调节其它靶位基因的表达。实验发现，阿片急性作用可使LC神经元CREB的磷酸化水平降低，c－fos和c－jun的表达也降低。而长期给药此作用较缓和，但用纳洛酮催促戒断时CREB的磷酸化水平以及c－fos、c－jun的表达水平骤然升高[9]。这些结果显示，在基因水平上的变化和阿片戒断时电生理及行为学上的变化相一致。

    2.2　对其它核团的研究

　　阿片慢性给药，在中枢神经系统的其它部位，也发现cAMP系统的上调现象。在脊髓背根神经节（DRG/SC）Gi/oα亚单位水平降低、AC、PKA活性增强[10]。旁巨细胞核（nucleus paragigantocellularis, PGi）位于延髓部，发出谷氨酸能神经纤维到LC，损毁PGi减弱阿片戒断症状。DRG/SC有神经纤维止于PGi，在体外培养的DRG/SC或PGi，都发生慢性阿片处理使cAMP系统上调现象[11]。谷氨酸受体拮抗剂MK－801抑制阿片的戒断症状，由于谷氨酸能神经递质存在于脑内许多部位，因此，调控阿片身体依赖性的部位不仅限于LC，可能还存在着其它未知领域。

    3　阿片精神依赖性的分子机制：对中脑边缘多巴胺系统的研究

　　阿片类药物具有精神依赖性，是促使成瘾者反复用药的关键因素。强化效应或奖赏效应反映了药物的精神依赖性。中脑边缘多巴胺系统是药物奖赏效应产生的神经解剖基础[4]。该系统起源于腹侧被盖区（ventral tegmental area, VTA），上行纤维投射到伏隔核（nucleus accumbens, NAc）、杏仁核、隔区等部位。其中，VTA和NAc是两个最重要的核团，阿片类药物直接注入VTA、NAc，可使动物产生奖赏行为；用6－OHDA选择性损毁NAc减弱阿片的偏爱效应；阿片产生奖赏效应的同时，NAc内DA浓度升高。这些实验都证明，VTA－NAc通路是阿片强化效应的主要调控部位，而位置相近的黑质－纹状体DA通路不起主要作用。

      VTA－NAc是DA通路，阿片类药物是怎样影响该通路的呢？目前认为至少有2种机制：(1)在VTA、NAc的DA能神经元上有阿片受体，阿片可能直接作用于阿片受体而影响DA能神经元的兴奋性;(2)VTA内有γ－氨基丁酸（GABA）能中间神经元，属于抑制性神经元，该类神经元上有阿片受体，阿片通过与其受体结合降低GABA能神经元活性，进而增强DA能神经元的功能活动[12]。从这条通路入手研究阿片类药物奖赏效应的受体后机制已积累了较多的资料。

    3.1　在NAc的变化

　　吗啡慢性给药，使NAc中Gi/o α亚单位水平降低。PTX脑室内给药抑制吗啡、DAGO、DPDPE的偏爱效应；向NAc内注射PTX，抑制海洛因的静脉自身给药，出现类似于用阿片拮抗剂催促戒断时的曲线变化。这些实验说明NAc中Gi/o参与调节阿片的强化效应。阿片慢性给药，对NAc中cAMP系统的影响与LC类似，AC、PKA水平升高[10]，而在位置相近的尾壳核不出现这种变化，从分子水平验证了阿片强化效应的调控部位。

　　阿片对NAc的长期效应在基因水平上也有研究。吗啡急性给药时，NAc中c－fos、c－jun等即刻早期基因的表达增强，AP－1结合活性（AP－1 binding activity）增强。慢性给药后，CREB转录活性降低，c－fos表达又逐渐回到基础水平，而AP－1结合活性不仅不降低，反而增高，这是由于慢性给药时诱导了一类慢性Fos相关抗原（chronic Fos relative antigens, chronic Fras）表达所致[13]。这样AP－1复合物的组成发生了改变，转录特性也发生改变，最终导致靶位基因表达的改变。

    3.2　在VTA的变化

　　与NAc中的变化相似，阿片慢性给药，VTA中出现短暂的Gi/oα亚单位水平降低，PTX注入VTA内减弱吗啡的VTA内自身给药，证明VTA内Gi/o在药物强化效应中的作用。最重要的发现是，吗啡和可卡因慢性给药引起一些相同的底物蛋白发生变化，Nestler等[2]将这些底物蛋白命名为“受吗啡和可卡因调节的磷酸蛋白（morphine－and cocaine－regulated  phosphoproteins,MCRPPs ）”。TH、MCRPPs－165、66、62等就是其中的几种。阿片急性给药并不引起这些MCRPPs的变化，只有慢性给药才出现这种变化。MCRPPs的变化也有区域特异性，只在VTA－NAc通路出现，而在黑质、尾壳核等部位不出现。

　　阿片慢性给药能够引起VTA的TH水平升高[14]。因为TH是儿茶酚胺合成的限速酶，因此，TH的升高导致VTA中DA合成增多、VTA神经元活动增强。在VTA神经元上有D2受体，与Gi耦联，属于自身调节受体，VTA中的DA合成增多，以及Gi降低等因素，使D2受体的敏感性降低，负反馈抑制作用减弱，最终造成VTA中DA释放短暂升高的现象。

　　后来发现，富含于VTA的MCRPPs－165、66、62其实是神经纤维蛋白。慢性阿片处理可使VTA中的这些神经纤维蛋白减少，而神经胶质细胞增多。神经纤维蛋白是维持神经元形态和轴突转运功能的重要物质，它的减少必然导致神经元胞体减小，并使TH从VTA到NAc的轴突转运减少，TH在VTA蓄积，在NAc减少[15]。这样，NAc中DA合成减少。但随后NAc中突触前膜的DA转运体（dopamine transporters, DAT）也减少，造成了停药后NAc突触间隙DA浓度的持续升高。因此，DA在NAc的变化是先降低后升高。从一定意义上讲，VTA这样的适应性改变是一种神经损伤，VTA内给予神经营养因子（BDNF）和其相关的其他神经营养因子，可抑制由吗啡引起的VTA内TH升高现象和NAc内cAMP上调现象[16]。

　　为了进一步研究VTA－NAc通路G蛋白、cAMP系统、MCRPPs与药物强化效应的关系，Beinter－Johnson等[17]比较了两种不同种系大鼠的遗传特点及其对强化效应的敏感性。Lewis大鼠自身给阿片类或可卡因的比率比Fischer大鼠高，Lewis大鼠对吗啡和可卡因形成的偏爱效应比Fischer大鼠强。这表明，给以相同的处理，Lewis大鼠更易成瘾。有意义的是，这两种品系的大鼠具有不同的遗传特点，Lewis大鼠与Fischer大鼠相比，VTA中TH水平高、神经纤维蛋白少而神经胶质细胞多，NAc中Giα、TH水平低，AC、PKA水平高。Lewis大鼠的这些遗传特点与吗啡、可卡因慢性处理SD大鼠时所出现的变化相似，也决定了它更易成瘾。

　　总之，阿片慢性给药，动物在行为上产生依赖时，VTA内Gi/o α亚单位短暂降低，TH水平升高，使DA合成增多，神经元自发放电速率加快。由于DA能神经元的萎缩、神经纤维蛋白的减少以及神经胶质细胞的增多，使VTA－NAc通路的DA能神经元结构发生变化，影响轴突转运，使TH在VTA蓄积，而在NAc减少。NAc内发生的适应性变化包括：Gi/o α亚单位的降低，AC、PKA水平升高。NAc内低水平的TH使DA合成减少，但随后，NAc中DA能神经元突触前膜的DAT减少，使停药后NAc突触间隙DA浓度的持续升高。VTA－NAc胞内信息转导通路的这些变化构成了药物强化效应的生化基础。

    3.3　其它部位的变化

　　因为边缘系统的核团较多，因此，调控阿片精神依赖性的部位肯定不只局限于NAc。行为学研究表明，腹侧苍白球、杏仁核、海马、下丘脑、被盖脚桥核等部位也参与药物的精神依赖性。但在分子水平上对这些部位的研究远没有对VTA、NAc研究得清楚。实验也发现，阿片慢性给药使杏仁核的Gi/o α亚单位水平升高，杏仁核和丘脑的AC、PKA活性增强[10]。下一步应注重研究其它部位分子水平上的变化，并阐明与NAc的关系。

    4　其它信息转导通路的变化

　　目前研究资料较多的是阿片慢性给药对G蛋白－cAMP系统的影响，而对其它信息转导通路的研究资料较少。有实验发现阿片使N4TG1细胞和C57BL小鼠外周组织cGMP升高的现象[18]。但由于鸟苷酸环化酶的易溶性等特点，为研究cGMP升高的进一步机制带来了困难。

　　磷脂酰肌醇－4,5－二磷酸（PIP2）水解为甘油二酯（DG）和三磷酸肌醇（IP3），DG和IP3作为第二信使，IP3促使内质网等部位释放Ca2＋，提高胞浆内游离Ca2＋浓度。吗啡急性给药减慢Ca2＋内流，慢性给药增加Ca2＋内流。Johnson等[19]发现在表达大鼠μ受体的COS细胞中吗啡抑制IP3生成，而在表达人的μ受体的COS细胞中吗啡刺激IP3生成。

　　一些实验也发现，在培养细胞和神经丛中，阿片受体活化K＋通道电流、抑制Ca2＋通道电流，其结果都是抑制了神经元放电[20]。

　　需要指出的是，跨膜生物信息传递主要有4条途径，各通路间不是彼此孤立的，而是一个彼此紧密关联的代谢网络。胞外信息作用于受体，通过G蛋白的转导，引起AC－cAMP系统的改变，同时也可能影响其它通路。如：激活PKC的药物能同时减弱阿片引起的AC降低现象。虽然目前尚缺乏资料，但可以预见，阿片可能影响着胞内各条通路，使整个代谢网络发生改变，促成了依赖性的产生与发展。

    5　结语

　　本文主要综述了阿片类药物依赖性的受体后机制研究进展。药物依赖性虽然区分为身体依赖性和精神依赖性，并且还发现了不同的调控部位，但阿片类慢性给药时，在胞内信息转导通路上的改变却是相似的。G蛋白、cAMP系统、蛋白磷酸化水平都出现了适应性改变，这些特定脑区的生化改变构成了阿片类药物耐受、依赖和戒断的基础。但不应将分子水平的研究孤立起来，未来的研究方向应将分子水平的改变与依赖性行为联系起来，这样才更有意义。

    参考文献:

　1　Loha HH, Tao PL, Smith AP. Invited review: role of receptor regulation in opioid tolerance mechanisms.Synapse,1988,2:457－462.
　2　Nestler EJ. Molecular mechanisms of drug addiction. J Neurosci, 1992, 12:2439－2450.
　3　乐志培,尹桂山,李国梁,主编.  生物信息胞内传导分子机理.   世界图书出版公司,1997.
　4　Koob GF. Drugs of abuse: anatomy, pharmacology and function of reward pathways. TIPS, 1992,13:177－184.
　5　Nestler EJ. Under siege: the brain on opiates. Neuron, 1996,16:897－900.
　6　Rasmussen K, Beitner－Johnson D, Krystal JH,et al. Opiate withdrawal and the rat locus coeruleus: behavioral, electrophysiological and biochemical correlates. J Neurosci,1990,10:2308－2317.
　7　Kogan JH, Nestler EJ, Aghajanian GK. Elevated basal firing rats and enhanced response to 8－Br－cAMP in locus coeruleus neurons in brain slices from opiate－dependent rats. Eur J Pharmacol,1992,211:47－53.
　8　Punch LJ, Self DW, Nestler EJ, et al. Opposite modulation of opiate withdrawal behaviors on microinfusion of a protein kinase inhibitor versus activator into the locus coeruleus or periaqueductal gray. J Neurosci,1997,17:8520－8527.
　9　Hayward MD, Duman RS, Nestler EJ. Induction of the c－fos protooncogene during opiate withdrawal in the locus coeruleus and other regions of rats brain. Brain Res, 1990,525:256－266.
　10　Tewilliger RZ, Beitner－Johnson D, Sevarino KA, et al. A general role for adaptations in G－proteins and the cyclic AMP system in mediating the chronic action of morphine and cocaine on neuronal function. Brain Res,1991,548:100－110.
　11　Makman MH, Dvorkin B, Crain SM. Modulation of adenylate cyclase activity of mouse spinal cordganglion explants by opioids, serotonin and pertussis toxin.  Brain Res, 1988,445:303－313.
　12　Johnson SW, North RA. Opioids excite dopamine neurons by hyperpolarization of local interneurons. J Neurosci,1992,12:483－488.
　13　Nye HE, Nestler EJ.  Induction of chronic Fos－related antigens in rat brain by chronic morphine administration. Mol Pharmacol,1996,49:636－645.
　14　Beitner－Johnson D, Nestler EJ. Morphine and cocaine exert common chronic actions on tyrosine hydroxylase in dopaminergic brain reward regions.  J Neurochem,1991,57:344－347.
　15　Sklair－Tavron L, Shi WX, Lane SB, et al. Chronic morphine induces visible changes in the morphology of mesolimbic dopamine neurons. Proc Natl Acad Sci USA, 1996,93:11202－11207.
　16　Berhow MT, Russell DS, Terwilliger RZ, et al. Influence of neurotrophic factors on morphine－ and cocaine－induced biochemical changes in the mesolimbic dopamine system. Neurosci, 1995,68(4):969－979.
　17　Beitner－Johnson D, Guitart X, Nestler EJ. Dopaminergic brain reward regions of Lewis and Fischer rats display different levels of tyrosine hydroxylase and other morphine－ and cocaine－regulated phosphoproteins. Brain Res,1991,56:146－149.
　18　Gwynn CJ, Costa E. Opioids regulate cyclic GMP formation in cloned neuroblastoma cells. Proc Natl Acad Sci USA,1987,79:690－694.
　19　Johnson PS, Wang JB, Uhl GR. μ opiate receptor structure function studies II: effects on second messenger systems. Regulatory Peptides, 1994,54(1):139－140.
　20　North RA, Williams JT, Surprenant A. μ and δ receptors belong to a family of receptors that are coupled to potassium channels. Proc Natl Acad Sci USA, 1987,84(15):5487－5491.