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烟碱是烟草中奖励习惯性抽吸的主要成分。反复暴露于烟碱可以导致蛋白质表达水平的改变,这种改变不仅参与调节单个神经元和相关神经回路,还可能影响成瘾相关的异常行为。因此,识别烟碱诱导和参与烟碱依赖形成相关的蛋白质是理解烟碱成瘾潜在分子机制的关键。蛋白质组学技术可以获得烟碱诱导过程中整体蛋白质组的动态变化,后续生物信息学分析如基因本体注释(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路注释,对于获得烟碱诱导蛋白质的作用靶点、生物过程和相关通路具有重要意义。本研究分别从细胞水平和动物水平研究了烟碱诱导人神经元细胞和大鼠海马体蛋白质的差异表达。主要研究内容包括以下两个部分: 一、在体外研究中,人神经母瘤细胞(SH-SY5Y)作为烟碱诱导相关蛋白质表达的细胞系,在烟碱暴露浓度为1 mM下,基于同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)蛋白质组学技术结合纳升液相色谱四极杆飞行时间串联质谱(nano-LC-Q-TOF)初步鉴定了烟碱诱导神经元蛋白质的差异表达,并对差异蛋白质进行生物信息学分析。结果共鉴定筛选出132种差异表达的蛋白质,其中蛋白酶体、真核翻译起始因子、氨酰-tRNA合成酶、核糖体蛋白和 ALDH18A1位于蛋白质互作网络的中心,特别是参与丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联生物过程和蛋白酶体信号通路的蛋白酶体蛋白,可能在烟碱诱导神经元蛋白质的表达中发挥重要作用。 二、在体内研究中,在烟碱给药剂量为0.2 mg/kg/d的条件下建立烟碱诱导大鼠条件性位置偏爱(CPP)模型,在此模型的基础上,基于iTRAQ蛋白组学技术结合nano-LC-Q-TOF分析了烟碱诱导 CPP大鼠海马体中蛋白质的差异表达。结果共鉴定筛选出127种差异表达的蛋白质,其中117种显著下调,10种显著上调。并使用反转录酶-聚合酶链锁反应(RT-PCR)对7种差异蛋白质在基因表达水平上进行验证。生物信息学分析的结果表明差异表达的蛋白质主要参与钙介导的信号调节、神经递质传导、γ-氨基丁酸(GABA)能突触和长期突触增强效应等生物过程,表明烟碱可能作用于nAChR,从而直接或间接调节钙介导的信号通路和神经递质的转运与释放,引起神经兴奋性,最终通过调节神经可塑性导致长期突触增强效应。