摘要　成癮相關(guān)記憶長(zhǎng)期性的腦機(jī)制一直是**成癮研究領(lǐng)域的難點(diǎn)與熱點(diǎn)，該文簡(jiǎn)要介紹了成癮記憶長(zhǎng)期性分子機(jī)制的研究脈絡(luò)，提示表觀遺傳學(xué)修飾可能是研究**成癮的新視角。成癮**可以調(diào)節(jié)染色體不同亞型組蛋白乙酰化水平，不同基因DNA的甲基化程度從而改變?nèi)旧w的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)節(jié)基因的表達(dá)導(dǎo)致成癮，特別是DNA甲基化改變的相對(duì)的穩(wěn)定性可能是成癮記憶長(zhǎng)期存在的分子基礎(chǔ)。記憶再鞏固過程中學(xué)習(xí)記憶相關(guān)腦區(qū)的記憶促進(jìn)基因與記憶抑制基因的表現(xiàn)遺傳學(xué)改變可能是未來研究的新趨勢(shì)。 

關(guān)鍵詞　**成癮，表觀遺傳學(xué)，組蛋白乙酰化，DNA甲基化。  
　　　  
　　**成癮作為一種慢性復(fù)發(fā)性腦**。復(fù)吸率達(dá)95％以上。環(huán)境線索誘發(fā)的復(fù)吸一直是**成癮**的難題，大多成癮者在經(jīng)過戒毒**之后對(duì)環(huán)境刺激沒有明顯的渴求和復(fù)吸傾向，但離開戒毒所回到原來的生活環(huán)境之后，又會(huì)出現(xiàn)很高的復(fù)吸率。主要原因就是成癮**導(dǎo)致的異常記憶的長(zhǎng)期存在所致。△FosB是目前成癮與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)保持時(shí)間*長(zhǎng)的分子，但其時(shí)間長(zhǎng)度顯然無法與成癮行為及成癮記憶的長(zhǎng)期性相匹配。成癮記憶長(zhǎng)期性的分子機(jī)制有待進(jìn)一步探索。神經(jīng)細(xì)胞中**保持穩(wěn)定的就是染色體組，研究表明DNA甲基化等表觀遺傳學(xué)的改變是發(fā)育過程中細(xì)胞記憶的重要分子基礎(chǔ)，進(jìn)而維持細(xì)胞在分裂過程中保持表型的相對(duì)穩(wěn)定，尤其是某些基因的甲基化能使該基因長(zhǎng)久沉默和不再激活，有可能是細(xì)胞分化結(jié)束后記憶長(zhǎng)期保持的重要分子機(jī)制。提示表觀遺傳變異的長(zhǎng)時(shí)穩(wěn)定性也許可作為成癮長(zhǎng)期性的非常重要的候選機(jī)制。因此，表觀遺傳學(xué)有可能為成癮記憶長(zhǎng)期存在的腦機(jī)制研究提供新視角，并且為**成癮的臨床**提供新的思路。  
　　  
2　成癮記憶長(zhǎng)期性分子機(jī)制的研究進(jìn)展  
　　2.1　學(xué)習(xí)記憶的異常改變是**成癮長(zhǎng)期存在的重要原因  
　　**成癮的形成是從偶爾或控制性使用**發(fā)展到不可控制的強(qiáng)迫性使用**的過程，其主要特征是產(chǎn)生不惜一切代價(jià)的覓藥行為并長(zhǎng)期保持這一行為。這一過程伴隨著學(xué)習(xí)記憶功能的變化。大量研究表明，不論是學(xué)習(xí)記憶還是成癮過程都使相應(yīng)腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生長(zhǎng)時(shí)程變化從而導(dǎo)致行為改變。**成癮過程與學(xué)習(xí)記憶可能存在相同的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)。行為學(xué)實(shí)驗(yàn)表明二者作用于相同的腦區(qū)，學(xué)習(xí)記憶過程中起關(guān)鍵作用的相關(guān)腦區(qū)(如，海馬)參與成癮**的強(qiáng)化效應(yīng)，在**成癮過程中起關(guān)鍵的作用的中腦多巴胺系統(tǒng)也參與學(xué)習(xí)記憶過程；電生理實(shí)驗(yàn)證明二者有相同的細(xì)胞機(jī)制，盡管成癮**主要通過中腦多巴胺系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)化作用，學(xué)習(xí)記憶過程主要發(fā)生于海馬、杏仁核、前額葉皮層等腦區(qū)，但兩個(gè)過程都在相應(yīng)腦區(qū)出現(xiàn)細(xì)胞突觸長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)(LTP)或長(zhǎng)時(shí)程抑制(LTD)現(xiàn)象；分子生物學(xué)研究表明，學(xué)習(xí)記憶和成癮的形成無論發(fā)生在哪一腦區(qū)，不論是通過何種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制*終大多匯聚于環(huán)一磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(CREB，cAMP-response element binding protein)，并通過CREB調(diào)控相應(yīng)的靶基因改變細(xì)胞的可塑性。此外，某些個(gè)體初次接觸成癮**就能產(chǎn)生深刻記憶從而形成和維持強(qiáng)迫性用藥行為；戒斷很長(zhǎng)一段時(shí)間的成癮行為仍能由條件線索誘發(fā)。以上事實(shí)表明學(xué)習(xí)記憶功能的異常改變并長(zhǎng)期保持是產(chǎn)生**成癮的重要原因。  
　　  
　　2.2　成癮相關(guān)記憶長(zhǎng)期性的分子生物學(xué)機(jī)制  
　　成癮**進(jìn)入體內(nèi)會(huì)導(dǎo)致海馬、前額葉皮層、中腦腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)及伏隔核等學(xué)習(xí)記憶相關(guān)腦區(qū)的多巴胺、谷氨酸等神經(jīng)遞質(zhì)釋放的異常變化，通過作用于相應(yīng)的受體引發(fā)一系列分子事件，包括激活細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，改變神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子、轉(zhuǎn)錄因子、即刻早期基因或染色體的結(jié)構(gòu)等，并*終引起突觸的可塑性、甚至神經(jīng)元的形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而導(dǎo)致成癮記憶的長(zhǎng)期存在。因此闡明成癮記憶長(zhǎng)期性與頑固性的分子機(jī)制是****成癮的關(guān)鍵。  
　　CREB是目前研究*多的與成癮記憶密切相關(guān)的分子機(jī)制之一，大多數(shù)成癮**都可以通過直接或間接途徑增加多巴胺的釋放，然后通過作用于D1受體增加cAMP的釋放從而活化PKA，使CREB磷酸化調(diào)控靶基因的轉(zhuǎn)錄，調(diào)節(jié)成癮**的行為效應(yīng)。CREB也是哺乳動(dòng)物長(zhǎng)時(shí)記憶形成的必要環(huán)節(jié)，促進(jìn)海馬、杏仁核CREB的活動(dòng)的動(dòng)物學(xué)習(xí)記憶能力增強(qiáng)。因此，CREB在**成癮與學(xué)習(xí)記憶相關(guān)基因表達(dá)過程中起樞紐作用，參與成癮記憶的形成。長(zhǎng)期慢性成癮**處理可使cAMP/PKA/CREB通路的功能上調(diào)，導(dǎo)致異常的記憶形成。毋庸置疑，cAMP/PKA/CREB通路的變化是成癮記憶產(chǎn)生的關(guān)鍵分子機(jī)制之一，但是CREB的變化在停止**使用后幾天內(nèi)便恢復(fù)正常，不能解釋**戒斷后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)(甚至終身)成癮記憶長(zhǎng)期存在這一客觀事實(shí)。可能的解釋是CBEB的變化是啟動(dòng)而不是維持成癮記憶長(zhǎng)期存在的更加穩(wěn)定的分子機(jī)制的必要環(huán)節(jié)。  
　　△FosB是目前成癮與學(xué)習(xí)記憶領(lǐng)域內(nèi)保持時(shí)間*長(zhǎng)的分子，在成癮**急性作用下通過cAMP/PKA/CREB通路誘發(fā)即刻早期基因c-fos、c-jun的表達(dá)，但在數(shù)小時(shí)后便恢復(fù)到正常水平。△FosB也是Fos蛋白家族成員之一，但對(duì)**的急性效應(yīng)無明顯的反應(yīng)。相反在成癮**的反復(fù)作用下，△FosB的表達(dá)逐漸增加，而c-fos、c-jun的表達(dá)逐漸減少。△FosB蛋白具有較高的穩(wěn)定性，在停止**后數(shù)月內(nèi)都保持相對(duì)穩(wěn)定。△FosB一旦形成后便能調(diào)節(jié)許多靶基因表達(dá)，細(xì)胞周期素依賴激酶5(cdk5)基因便是其調(diào)控的*重要的靶基因之一，參與神經(jīng)元的生長(zhǎng)。因此，△FosB的高表達(dá)能夠增強(qiáng)突觸的可塑性，甚至改變神經(jīng)元的形態(tài)，維持成癮記憶的長(zhǎng)期性。但是△FosB蛋白的變化在停止**后只能保持幾個(gè)月，其時(shí)間長(zhǎng)度仍然無法與成癮行為及成癮記憶的長(zhǎng)期性相匹配。  
　　2.3　成癮記憶長(zhǎng)期性的表觀遺傳學(xué)研究  
　　表觀遺傳學(xué)(Epigenetics)是研究核苷酸序列不發(fā)生改變的情況下，基因表達(dá)了可以遺傳的變化的一門遺傳學(xué)分支學(xué)科。其中DNA甲基化的改變一般不可逆轉(zhuǎn)，是發(fā)育過程中細(xì)胞記憶的重要分子基礎(chǔ)，維持細(xì)胞在分裂過程中保持表型的相對(duì)穩(wěn)定。由此推測(cè)表觀遺傳學(xué)的變化，尤其是基因的甲基化能使該基因長(zhǎng)久沉默和不再激活，有可能是細(xì)胞分化結(jié)束后記憶長(zhǎng)期保持的重要分子機(jī)制。可以推測(cè)DNA甲基化等表觀遺傳學(xué)的改變可能是成癮記憶長(zhǎng)期存在的分子基礎(chǔ)之一。  
　　真核生物的遺傳信息主要儲(chǔ)存在染色體上，染色體的基本結(jié)構(gòu)主要是H2A、H2B、H3、H4四種組蛋白構(gòu)成的八聚體以及纏繞在上面的DNA所組成。染色體空間結(jié)構(gòu)的變化調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子與相關(guān)基因的結(jié)合，從而控制基因的表達(dá)。表觀遺傳學(xué)機(jī)制主要通過改變?nèi)旧w的空間構(gòu)型來影響基因的表達(dá)，主要包括DNA甲基化、組蛋白修飾(包括乙酰化、甲基化、磷酸化等)、染色體重塑和非編碼RNA(如RNAi)等作用方式。DNA甲基化、組蛋白修飾和染色質(zhì)重塑之間是相互作用的，染色質(zhì)的重塑和組蛋白的去乙酰化是相互依賴的，DNA甲基化可能需要組蛋白去乙酰化酶(HDACs)的活動(dòng)或染色質(zhì)的重塑中的成分參與。通常，DNA甲基化、組蛋白去乙酰化和染色質(zhì)的壓縮狀態(tài)和DNA的不可接近性，以及基因處于抑制和沉默狀態(tài)相關(guān)；而DNA的去甲基化、組蛋白的乙酰化和染色質(zhì)松散狀態(tài)，則與轉(zhuǎn)錄的啟動(dòng)、基因活化和行使功能有關(guān)。DNA甲基化是*早發(fā)現(xiàn)的基因表觀修飾方式之一，可能存在于所有高等生物中。DNA甲基化能關(guān)閉某些基因的活性，去甲基化則誘導(dǎo)了基因的重新活化和表達(dá)。DNA的甲基化是在DNA甲基化轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)的作用下使CpG二核苷酸5’端的胞嘧啶轉(zhuǎn)變?yōu)?/font>5I甲基胞嘧啶。乙酰化轉(zhuǎn)移酶(HATs)主要是在組蛋白H3、H4的N端尾上的賴氨酸加上乙酰基，去乙酰化酶(HDACs)則相反。不同位置的修飾均需要特定的酶來完成，通過這些酶作用改變?nèi)旧w的空間結(jié)構(gòu)。  
　　成癮**會(huì)導(dǎo)致VTA、NAe和其他相關(guān)腦區(qū)的mRNA水平的改變。這些基因表達(dá)的變化在戒斷后可存月余。這些長(zhǎng)時(shí)程的變化使人們將研究染色質(zhì)重塑作為長(zhǎng)時(shí)程甚至終身持續(xù)影響大腦獎(jiǎng)賞區(qū)域的基因表達(dá)的分子基礎(chǔ)。*近研究表明，早期接觸成癮**不改變基因編碼而調(diào)控基因活性的表觀遺傳學(xué)機(jī)制，對(duì)成熟的神經(jīng)元具有長(zhǎng)效作用從而增加成年后的成癮易感性，并且在急性或慢性接觸成癮**的過程中表現(xiàn)出不同的作用機(jī)制。  
　　急性***注射導(dǎo)致紋狀體的e-Fos和FosB表達(dá)，并且這個(gè)現(xiàn)象與給藥后30分鐘內(nèi)的H4乙酰化的短暫增加有關(guān)。CBP因?yàn)槠鋬?nèi)在的組蛋白乙酰化活性，在**導(dǎo)致的FosB基因組蛋白乙酰化過程中起了重要的介導(dǎo)作用，并且也可能在其他基因中也起了類似的作用。急性***注射也能誘導(dǎo)出e-Fos基因啟動(dòng)子的H3的乙酰化，并且這種作用需要蛋白激酶MSK1。相對(duì)于急性處理，慢性***處理和自我給藥可以激活或者抑制許多不同的基因。比如急性或者慢性處理都會(huì)產(chǎn)生FosB基因，但是急性暴露使H4產(chǎn)生乙酰化而慢性處理使H3產(chǎn)生乙酰化。慢性成癮**處理后特異性誘導(dǎo)的基因，比如Cdk5和Bdnf基因也表現(xiàn)出H3的乙酰化，并且得到證明的確是這種表觀遺傳學(xué)的變化引起來特定基因表達(dá)的變化。因?yàn)槁蕴幚砗蟮慕鋽嗥冢霈F(xiàn)了***引起的BDNF啟動(dòng)子的組蛋白乙酰化，組蛋白修飾的變化是先于這個(gè)區(qū)域BDNFmRNA和蛋白質(zhì)的增加。

在急性和慢性給藥引起的表觀遺傳學(xué)修飾不同，存在著由H4乙酰化向H3乙酰化的轉(zhuǎn)變。在海馬急性和慢性電刺激之后也會(huì)有這種類似的轉(zhuǎn)變。這提示H3乙酰化可能象征著一種染色質(zhì)變化的信號(hào)，代表持久穩(wěn)固或者重復(fù)激活的基因的。HATs(組蛋白乙酰基轉(zhuǎn)移酶)和HDACs(組蛋白去乙酰化酶)對(duì)于H3H4的特定乙酰基殘余的催化反應(yīng)的特異性現(xiàn)在知之甚少。急性或慢性處理之后，HATs或HDACs對(duì)于基因調(diào)控的截然相反的作用可能介導(dǎo)了H4乙酰化向H3乙酰化的轉(zhuǎn)變。  
　　全基因組水平的表觀遺傳修飾的檢測(cè)手段使相關(guān)基因的篩查更為有效。***調(diào)控Cdk5和Bdnf基因的組蛋白乙酰化，使應(yīng)用染色體**沉淀芯片(ChIP on ChiD)或SACO[301的方法探索全基因組層面的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法顯示出重要作用，提示染色質(zhì)水平的失調(diào)可能導(dǎo)致***成癮。基因組層面的表觀遺傳學(xué)方法在發(fā)育和腫瘤生物學(xué)領(lǐng)域曾發(fā)現(xiàn)了許多令人振奮的結(jié)果，現(xiàn)在類似的研究正在成癮研究中進(jìn)行。現(xiàn)在Nestler的實(shí)驗(yàn)室初步鑒定了幾百個(gè)慢性***處理后顯著過高或過低乙酰化的基因。  
　　此外，慢性***處理可引起甲基化CPG島結(jié)合蛋白2(MeCP2)與甲基化CPG島結(jié)合蛋白MBD1的高表達(dá)，通過蛋白去乙酰化酶抑制下游基因的表達(dá)參與成癮過程。以上結(jié)果提示染色體重塑(組蛋白乙酰化與DNA甲基化)可能在成癮記憶的形成與保持過程中起關(guān)鍵作用，從而為成癮記憶長(zhǎng)期性的分子機(jī)制提供了新的研究思路。目前研究初步發(fā)現(xiàn)組蛋白去乙酰化酶抑制劑(HDAC)參與***行為敏感化的聯(lián)想性學(xué)習(xí)記憶過程，這些結(jié)果表明表觀遺傳學(xué)的變化參與維持成癮過程中神經(jīng)適應(yīng)性的變化。  
　　盡管在許多成癮關(guān)鍵因子中發(fā)現(xiàn)了表觀遺傳學(xué)修飾，但有證據(jù)表明這些修飾可能通過不同的作用機(jī)制起作用。轉(zhuǎn)錄因子△FosB與成癮狀態(tài)的轉(zhuǎn)換有關(guān)，在NAc能顯示出在***作用下大于25％的mRNA穩(wěn)定狀態(tài)所有變化。染色體**沉淀能顯示其中一種mRNA的反應(yīng)，***能引起Cdk5基因14的△FosB直接激活，而Bdnf基因則不是直接激活△FosB，說明這些基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的變化不是通過相同的機(jī)制。Cdk5基因的激活部分介導(dǎo)了慢性***引起的NAc中的樹突可塑性。這些發(fā)現(xiàn)都支持這樣一個(gè)模型：△FosB的積累和特定啟動(dòng)子的染色體重塑因子相互作用在成癮的發(fā)展和維持中發(fā)揮重要作用。 **成癮記憶長(zhǎng)期性分子機(jī)制的研究進(jìn)展
3　研究展望  
　　表觀遺傳學(xué)和**成癮都不是新興的研究領(lǐng)域，但是從表觀遺傳學(xué)角度研究成癮問題，是近幾年興起的一個(gè)研究熱點(diǎn)。從表觀遺傳變異解釋**成癮的神經(jīng)可塑性變化和精神依賴，為成癮**獎(jiǎng)賞性的后天獲得和成癮相關(guān)記憶長(zhǎng)時(shí)存在都提供了很有力的解釋機(jī)制。目前對(duì)于成癮進(jìn)程中的一些關(guān)鍵因子的組蛋白乙酰化有了初步的研究，研究的結(jié)果使我們看到了更多表觀遺傳機(jī)制在**成癮研究領(lǐng)域的前景。  
　　**成癮記憶長(zhǎng)期性分子機(jī)制的研究進(jìn)展  
　　3.1　成癮記憶再鞏固過程的表觀遺傳機(jī)制研究  
　　近幾年來，記憶再鞏固是學(xué)習(xí)記憶領(lǐng)域里的一個(gè)研究熱點(diǎn)，結(jié)果表明記憶再鞏固與記憶鞏固存在部分共同的神經(jīng)機(jī)制，但它不是鞏固過程的延續(xù)，而是記憶過程中的一個(gè)獨(dú)立現(xiàn)象，存在特有的神經(jīng)機(jī)制。再鞏固理論為成癮記憶的長(zhǎng)期性提供了一種新的解釋機(jī)制，在特定環(huán)境使用成癮**會(huì)激活已經(jīng)形成的成癮記憶，被激活的記憶后會(huì)變得不穩(wěn)定，在成癮**作用下能夠促進(jìn)記憶的再鞏固過程，使原有的記憶痕跡更加牢固，多次結(jié)合后便產(chǎn)生病理性記憶，這種異常的再鞏固機(jī)制可能導(dǎo)致成癮記憶長(zhǎng)期存在。  
　　記憶再鞏固過程需要合成新的蛋白質(zhì)來維持原來的記憶的穩(wěn)定，記憶提取激活后在外周或記憶相關(guān)腦區(qū)(如，海馬、基底外側(cè)杏仁核、伏隔核)注射蛋白合成抑制劑能阻斷原來形成的成癮記憶。ERK是參與成癮記憶再鞏固過程的重要分子，**相關(guān)的環(huán)境線索在喚醒成癮記憶時(shí)能夠激活ERK的表達(dá)，記憶喚醒后抑制ERK通路可阻斷記憶的再鞏固過程，從而消除或減弱原來的成癮記憶，抑制ERK通路下游的鋅指蛋白(Zif268)的表達(dá)同樣能干擾記憶的再鞏固。說明ERK通路是成癮記憶再鞏固的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這種反復(fù)的再鞏固過程和其積累效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致一段時(shí)間內(nèi)相關(guān)記憶不容易消退致使成癮記憶長(zhǎng)期存在。記憶再鞏固的表觀遺傳機(jī)制研究可能是該領(lǐng)域研究的一個(gè)新的趨勢(shì)。  
　　  
　　3.2　成癮過程中促進(jìn)記憶的基因與抑制記憶基因的表觀遺傳學(xué)改變  
　　許多基因參與記憶形成、鞏固、保持與提取過程，一類是記憶促進(jìn)基因(memory promoting genes)，另一類是記憶抑制基因(memory suppressing genes)。目前大多數(shù)研究關(guān)注記憶促進(jìn)基因在記憶形成過程中的作用，發(fā)現(xiàn)了一些在短時(shí)記憶轉(zhuǎn)化為長(zhǎng)時(shí)記憶過程中起關(guān)鍵作用的基因。相對(duì)于記憶促進(jìn)基因研究取得的重要進(jìn)展，目前對(duì)記憶抑制基因情況知之甚少，蛋白磷酸酯酶1(proteinphosl)hatase1，PP1)與cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白2(CREB2)是目前已知的兩個(gè)抑制長(zhǎng)時(shí)記憶形成的分子，二者都是多巴胺受體激活后誘發(fā)的cAMP/PKA/CREB通路的重要環(huán)節(jié)，抑制PP1與CREB2基因的表達(dá)則促進(jìn)短時(shí)記憶向長(zhǎng)時(shí)記憶的轉(zhuǎn)換。提示這種甲基化的發(fā)生與記憶形成過程中匹配的環(huán)境線索相聯(lián)系，即在條件化的過程起重要作用。因此，綜合研究成癮**作用先記憶促進(jìn)與記憶抑制基因的表觀學(xué)變化便于更清晰的闡明成癮記憶長(zhǎng)期存在的分子機(jī)制。  
**成癮記憶長(zhǎng)期性分子機(jī)制的研究進(jìn)展