【原】bioRxiv丨阿片受体通过苏氨酸磷酸化调控运动抑制和位置厌恶

脑声常谈 2024-05-12 发布于上海

展开全文

强啡肽Dynorphin（DYN）/kappa阿片类受体（KOR）的激活有助于厌恶、焦虑、镇静、抑郁和增强的精神兴奋剂奖赏效应，这被归因于抑制多巴胺（DA）的释放。DYN纤维突触到同时表达KOR又表达多巴胺转运体（DAT）的DA末端。DAT活性在DA动力学和多巴胺能神经传递的调节中至关重要。此前，作者证明了KOR激动剂通过涉及磷酸化-thr53DAT的ERK1/2信号通路上调DAT活性。然而，pT53-DAT是否参与了KOR介导的DAT在体内的调控，以及这种现象是否有助于KOR激动作用的行为效应尚不清楚。

基于此，2024年5月9日弗吉尼亚联邦大学药理学和毒理学系 Sammanda Ramamoorthy研究团队在bioRxiv杂志发表了“Dopamine transporter threonine-53 phosphorylation dictates kappa opioid receptor mediated locomotor suppression and conditioned place aversion via transporter upregulation”揭示了多巴胺转运蛋白苏氨酸-53磷酸化决定kappa阿片受体介导的运动抑制和通过转运蛋白上调调节性位置厌恶。

作者研究了内源性pT53-DAT在KOR介导的DAT调节中的作用，以及KOR激动剂对运动抑制和厌恶行为的影响，使用DAT-Ala53敲入小鼠，携带53位非磷酸化Ala取代Thr。急性全身给予KOR激动剂U69593导致KOR拮抗剂敏感的DAT活性增加，同时pT53-DAT增加，而DAT-Ala53小鼠没有。KOR激动剂在WT小鼠中产生条件性位置厌恶（CPA）和运动抑制，而在DAT-Ala53小鼠中没有产生。然而，WT和DATAla53小鼠均表现出类似的氯化锂诱导的CPA和吗啡诱导的条件下小鼠位置偏好设置。这些发现表明运动抑制和对KOR激动剂的厌恶反应是由于通过DAT-T53磷酸化调节DAT活性，建立了pT53-DAT在KOR介导的DAT调节和KOR激动剂诱导的不良反应中的因果关系。

图一 U69593对腹侧和背侧纹状体突触体中DAT和SERT活性的影响

作者发现KOR激动剂SalA以erk1/2依赖的方式上调DAT功能，发现ERK1/2抑制并不能抑制/改变DAT-Ala53敲入小鼠中的纹状体DAT活性。因此，研究KOR的激活如何调节DAT的功能，以及在体内KOR介导的内源性DAT功能的上调是否需要DAT的磷酸化是至关重要的。与WT对照相比，表达正常DAT功能和表达但缺乏Thr53磷酸化的DATAla53敲入小鼠中KOR介导的腹侧和背侧纹状体DAT（DAT-Ala53）上调。将KOR激动剂U69593系统给药于DAT-Ala53和WT对照小鼠以激活KOR。为了进一步证实KOR参与了U69593介导的DAT功能的上调，检测了长效KOR拮抗剂nor-BNI的作用。虽然nor-BNI单独不影响WT中DAT的基础功能，但它阻止了U69593介导的两个腹侧DAT功能的上调。norBNI单独使用或联合U69593对DAT-Ala53小鼠的DAT功能没有显著影响。在全身给药U69593后，在DAT-Ala53小鼠中观察到腹侧和背侧纹状体SERT活性增强。这些结果表明DAT-Ala53突变在KOR介导的DAT调控中具有特异性作用。

图二 U69593诱导的DAT V_max的增加在DAT-Ala53小鼠的腹侧和背侧纹状体中被减弱

作者对WT和DAT-Ala53小鼠给予U69593检测DAT介导的DA摄取的动力学特性。在 DAT-Ala53 小鼠中，与溶媒对照相比，全身性给予U69593并未对腹侧和背侧纹状体的DAT Vmax产生明显变化。这些结果表明，在KOR激活后，Thr53的磷酸化是增强腹侧和背侧纹状体的内源性DAT活性所必需的。

图三 U69593激活KOR并不引起DAT-Ala53基因敲入小鼠的运动抑制

由于KOR激活降低了DA的释放，啮齿动物全身给予KOR激动剂会导致运动活性降低。作者的研究结果显示，KOR激活也通过DAT-T53磷酸化依赖的转运机制增加了DA的清除，推测DAT-T53磷酸化可能与KOR激动剂的行为效应有因果关系。作者比较了系统性U69593对WT和DAT-Ala53小鼠运动活动调节的影响。与溶媒给药相比，全身给药U69593显著降低了WT小鼠的运动活动。然而，U69593用药对DAT-Ala53小鼠的运动活性没有任何明显影响。长效KOR拮抗剂nor-BIN预处理可减弱U69593诱导的WT小鼠运动抑制，表明KOR激活的参与。此外，WT和DAT-Ala53小鼠之间U69593对运动活动的影响存在明显差异，表明DAT-T53磷酸化在KOR介导的运动抑制中发挥重要作用。

图四在DAT-Ala53基因敲入小鼠中，吗啡诱导的运动增强不受影响

作者检测了μ阿片受体激动剂吗啡对运动活动调节的影响，以探究U69593给药后DAT-A53小鼠运动抑制的缺失不是一种普遍现象。全身注射吗啡触发了WT和DAT-Ala53小鼠的运动活动。与WT小鼠相比，DATAla53小鼠表现出更高的吗啡诱导的运动活性。这些结果表明，U69593介导的DATAla53小鼠的运动抑制的缺失并不是一种普遍的现象。