α7煙堿型乙酰膽堿受體在煙堿成癮不同階段發(fā)揮的作用及其作用機(jī)制

田慧娟,陳 歡,王紅娟,侯宏衛(wèi),胡清源

(國(guó)家煙草質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心,中國(guó)河南鄭州450001)

煙堿是煙草中備受關(guān)注的致癮性物質(zhì),同時(shí)也是吸煙者持續(xù)使用煙草制品的主要原因之一,但煙堿成癮的作用機(jī)制尚未被完全揭示。煙堿隨卷煙煙氣吸入肺部,經(jīng)肺泡血液交換迅速進(jìn)入動(dòng)脈循環(huán),透過血腦屏障后與中樞神經(jīng)元表面的煙堿型乙酰膽堿受體(nicotinic acetylcholine receptors,nAChRs)結(jié)合,作用于中腦邊緣多巴胺系統(tǒng),進(jìn)而產(chǎn)生獎(jiǎng)賞效應(yīng)[1]。在所有 nAChRs中,α4β2nAChRs和α7nAChR的表達(dá)豐度最高,分布最廣泛,普遍存在于神經(jīng)元和非神經(jīng)元細(xì)胞中,占大腦中nAChRs的90%以上。

α7nAChR是由5個(gè)相同亞基組成的五聚體跨膜寡蛋白[2～4],由502個(gè)氨基酸組成,相對(duì)分子質(zhì)量約56 kD,其N-端結(jié)構(gòu)域含有胞外二硫鍵,可以產(chǎn)生1個(gè)半胱氨酸環(huán),形成半胱氨酸環(huán)配體門控離子通道[5～6],對(duì)鈣離子高度敏感,參與調(diào)節(jié)細(xì)胞間信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和神經(jīng)遞質(zhì)釋放[7]。作為大腦中最豐富的乙酰膽堿受體,α7nAChR與α4β2nAChRs在分布位置、功能特性(例如激活動(dòng)力學(xué)、脫敏和脫敏恢復(fù))及鈣離子滲透性等方面都存在較大區(qū)別。首先,α7nAChR的5個(gè)亞基系屬相同類型,而α4β2*nAChRs則是異源五聚體,并且有可能再與其他亞基相結(jié)合(符號(hào)“*”表示可能存在其他亞基);其次,α7nAChR在神經(jīng)系統(tǒng)中大多位于突觸前,而α4β2nAChRs則大多是突觸后定位[5,8～9];第三,α7nAChR對(duì)鈣離子具有更強(qiáng)的通透性,鈣離子可以引發(fā)谷氨酸的釋放,而α4β2nAChRs具有更強(qiáng)的鈉、鉀、氯離子通透性[5];第四,突觸前定位的α7nAChR主要通過下列方式發(fā)揮作用:煙堿等與乙酰膽堿結(jié)構(gòu)類似的激動(dòng)劑與受體結(jié)合后通過軸突-軸突型突觸改變突觸前膜的結(jié)構(gòu),打開鈉、鈣離子通道,陽離子進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)一步激活電壓依賴性鈣通道,從而允許更多的鈣離子進(jìn)入,進(jìn)入神經(jīng)元細(xì)胞的鈣離子促進(jìn)谷氨酸等神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,實(shí)現(xiàn)突觸傳遞的變化[10～14](圖1)。而突觸后定位的α4β2nAChRs發(fā)揮作用則是由興奮的中間神經(jīng)元末梢釋放γ-氨基丁酸等神經(jīng)遞質(zhì),這些神經(jīng)遞質(zhì)與突觸后膜受體結(jié)合,增加其對(duì)鉀、氯離子的通透性,產(chǎn)生突觸后電位,實(shí)現(xiàn)超極化現(xiàn)象[5];第五,與α4β2nAChRs相比,α7nAChR的脫敏速度和脫敏恢復(fù)速度均較慢[15],因此早期被認(rèn)為與煙堿的親和力低,對(duì)煙堿致癮作用的貢獻(xiàn)度有限。

圖1 α7nAChR結(jié)合煙堿借由鈣離子調(diào)控谷氨酸釋放Fig.1 α7nAChR binds nicotine to regulate glutamate release through calcium ion

相關(guān)證據(jù)顯示,α7nAChR在精神分裂癥[16～18]、認(rèn)知障礙[19]、阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病[20]以及學(xué)習(xí)記憶[21]等方面發(fā)揮著重要作用。α7nAChR在神經(jīng)系統(tǒng)中的重要性主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:1)其在外周免疫細(xì)胞和負(fù)責(zé)學(xué)習(xí)、記憶腦區(qū)的神經(jīng)元中表達(dá),可通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)、記憶[22]和疼痛反應(yīng),并通過抑制炎癥來發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[23～24];2)α7nAChR可調(diào)節(jié)γ-氨基丁酸、谷氨酸、多巴胺等多種神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,在突觸前神經(jīng)遞質(zhì)釋放的短期變化以及突觸后樹突可塑性的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要意義。近年來,α7nAChR在煙堿成癮過程中發(fā)揮的重要作用逐漸受到關(guān)注[7,16,25]。課題組前期成功構(gòu)建了煙堿條件性位置偏愛(conditioned place preference,CPP)模型,該模型包括煙堿成癮的獲得、消退和重建3個(gè)階段,以模仿吸煙成癮、戒煙和復(fù)吸[26]。通過對(duì)比不同階段大鼠中腦腹側(cè)被蓋區(qū)的α7nAChR表達(dá)量,發(fā)現(xiàn)大鼠中腦腹側(cè)被蓋區(qū)的α7nAChR表達(dá)量在CPP成癮階段未發(fā)生顯著變化,但在消退階段顯著下調(diào),提示α7nAChR在煙堿成癮和戒斷過程中可能發(fā)揮重要作用(尚未發(fā)表)。大量研究顯示,調(diào)控α7nAChR對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物煙堿成癮模型的構(gòu)建和戒斷均產(chǎn)生重要影響,這里將針對(duì)α7nAChR在煙堿成癮不同階段所起的作用進(jìn)行詳細(xì)綜述,并闡述其潛在作用機(jī)理。

1 煙堿暴露對(duì)α7nAChR表達(dá)量的影響

多重證據(jù)顯示,煙堿暴露將引起各個(gè)腦區(qū)α7nAChR表達(dá)量的變化。相關(guān)研究對(duì)大鼠進(jìn)行煙堿皮下暴露(6 mg·kg-1·d-1)14 d后,制備腦冷凍切片,并進(jìn)行[125I]-銀環(huán)蛇毒素定量放射自顯影,結(jié)果顯示慢性煙堿暴露導(dǎo)致所有腦區(qū)的α7nAChR表達(dá)量上調(diào)[27～28]。在Slotkin等[29]的研究中,對(duì)大鼠進(jìn)行煙堿皮下暴露(6 mg·kg-1·d-1)15 d后,不同腦區(qū)α7nAChR表達(dá)量上調(diào)程度依次為:紋狀體區(qū)域＞腦干區(qū)域＞小腦區(qū)域。Small等[30]在大鼠煙堿靜脈暴露(5 mg·kg-1·d-1)8～10 d的實(shí)驗(yàn)中利用放射自顯影的手段發(fā)現(xiàn),小鼠腦部海馬區(qū)域的α7nAChR表達(dá)量升高。Pakkanen等[31]在電子顯微鏡下觀察到,通過飲水實(shí)施煙堿暴露8周的大鼠(前3周:50 μg/mL;3～7 周:350 μg/mL;7～8 周:500 μg/mL),其腹側(cè)被蓋區(qū)α7nAChR的免疫標(biāo)記增加,α7-nAChR表達(dá)量增加。另外,含煙堿的卷煙煙氣和電子煙氣溶膠暴露也可以引發(fā)腦區(qū)α7nAChR表達(dá)量的變化。Small等[30]在卷煙煙氣暴露的研究中借助放射自顯影發(fā)現(xiàn),卷煙煙氣暴露28 d可以增加小鼠海馬CA2/3區(qū)域和角質(zhì)層中的α7nAChR表達(dá)量。Alasmari等[32]利用蛋白質(zhì)印跡法發(fā)現(xiàn),吸入電子煙氣溶膠6個(gè)月后小鼠紋狀體中α7nAChR的表達(dá)量上調(diào)。

此外,停止煙堿暴露也會(huì)相應(yīng)引發(fā)α7nAChR表達(dá)量的變化。Slotkin等[29]對(duì)大鼠進(jìn)行煙堿皮下暴露(6 mg·kg-1·d-1)7 d后,停止煙堿暴露3 d,放射自顯影結(jié)果顯示α7nAChR水平恢復(fù)至正?；蚵缘陀谡Ｋ?且直到停止煙堿暴露30 d后都沒有進(jìn)一步變化。在煙堿戒斷24 h后,Borkar等[33]利用熒光顯微鏡發(fā)現(xiàn)在小鼠海馬神經(jīng)元上α7nAChR共標(biāo)記抗體的免疫應(yīng)答增強(qiáng),α7nAChR表達(dá)量增加。Barik等[34]將大鼠煙堿皮下暴露(4 mg·kg-1·d-1)14 d后,戒斷3 d,免疫熒光染色結(jié)果顯示,與對(duì)照組相比α7nAChR表達(dá)量短暫性上調(diào);戒斷7 d后,α7nAChR表達(dá)量回落至與對(duì)照組相同的水平,α7nAChR的短暫上調(diào)伴隨著實(shí)驗(yàn)大鼠戒斷反應(yīng)的增強(qiáng),提示下調(diào)α7nAChR的表達(dá)量可能有助于煙堿戒斷。

上述文獻(xiàn)表明,煙堿暴露后實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不同腦區(qū)的α7nAChR表達(dá)量都存在一定程度的上調(diào),煙堿戒斷后α7nAChR的表達(dá)量又恢復(fù)正常水平。這種α7nAChR表達(dá)量水平隨煙堿暴露情況改變而變化的現(xiàn)象,暗示α7nAChR可能與煙堿暴露密切相關(guān)。此外,α7nAChR表達(dá)量上調(diào)不僅在煙堿單獨(dú)暴露時(shí)發(fā)生,在卷煙煙氣、電子煙氣溶膠等含煙堿的復(fù)雜成分暴露中也存在,這意味著α7n-AChR對(duì)于煙堿成癮甚至煙草依賴都可能有著重要意義。

2 α7nAChR參與煙堿成癮

2.1 調(diào)控α7nAChR對(duì)煙堿成癮模型構(gòu)建的影響

研究發(fā)現(xiàn),在構(gòu)建煙堿成癮動(dòng)物模型的過程中,采用特異性抑制劑或基因敲除等相關(guān)手段抑制α7nAChR的功能,對(duì)煙堿成癮模型的構(gòu)建無明顯負(fù)面影響。Stolerman等[35]在對(duì)野生型和煙堿型乙酰膽堿受體α7亞基基因CHRNA7(α7 neuronal nicotinic acetylcholine receptor gene)敲除小鼠的對(duì)比中發(fā)現(xiàn),CHRNA7的缺失并不影響小鼠對(duì)煙堿的獲取,CHRNA7敲除小鼠同野生型小鼠一樣都可以成功構(gòu)建煙堿自身給藥成癮模型(0.4 mg/kg、0.8 mg/kg)。Walters等[36]使用 5.0 mg/kg、10.0 mg/kg兩種不同劑量α7nAChR拮抗劑甲基烏頭堿(methyllycaconitine,MLA)對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠進(jìn)行皮下注射(subcutaneous,sc)預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)其和CHRNA7敲除小鼠均可成功構(gòu)建煙堿(0.5 mg/kg,sc)CPP模型。Liu[37]借助MLA的腹腔注射(intraperitoneal,ip)預(yù)處理(2.5 mg/kg、10 mg/kg)和煙堿自身給藥模型(0.03 mg/kg)證明了下調(diào)α7nAChR的功能并不阻礙煙堿自身給藥模型的構(gòu)建。Pons等[9]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,CHRNA7敲除的大鼠在煙堿自身給藥方式(8.7～52.6 μg/kg)下,仍可表現(xiàn)出煙堿急性獎(jiǎng)賞效應(yīng)。Brunzell等[38]通過大鼠靜脈注射煙堿自身給藥模型(0.03 mg/kg)發(fā)現(xiàn),敲除CHRNA7或施予拮抗劑減弱α7nAChR的功能之后,實(shí)驗(yàn)大鼠仍可成功構(gòu)建煙堿成癮模型,且相較于對(duì)照組提升了煙堿自身給藥的動(dòng)機(jī)。

相反,采用特異性激動(dòng)劑等手段上調(diào)α7n-AChR功能,將對(duì)煙堿成癮動(dòng)物模型的構(gòu)建產(chǎn)生負(fù)面影響。Zhou等[39]發(fā)現(xiàn),煙堿暴露后的大鼠因運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(久坐、高強(qiáng)度、中等強(qiáng)度和低強(qiáng)度)不同大腦中α7nAChR和下游信號(hào)分子的表達(dá)量出現(xiàn)差異,而α7nAChR和下游信號(hào)分子的表達(dá)量與Go/NoGo準(zhǔn)確性和水迷宮(Morris water maze,MWM)測(cè)試性能呈正相關(guān),與CPP評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。Brunzell等[16,38]向大鼠腦部伏隔核區(qū)局部顯微注射α7-nAChR激動(dòng)劑,以揭示其在煙堿成癮構(gòu)建中的潛在作用,結(jié)果顯示在自身給藥模型中大鼠單次輸注煙堿的能力降低(0.03 mg/kg),上調(diào)α7nAChR的功能與煙堿強(qiáng)化和獎(jiǎng)賞之間存在反比關(guān)系。Jackson等[40～41]在小鼠煙堿CPP模型中使用正變構(gòu)調(diào)節(jié)劑(positive allosteric modulator,PAM)(0.5 mg/kg)驗(yàn)證了上調(diào)α7nAChR功能可引起煙堿CPP評(píng)分顯著降低,導(dǎo)致小鼠煙堿CPP模型構(gòu)建時(shí)長(zhǎng)增加?？傊?多重證據(jù)顯示,煙堿成癮模型構(gòu)建的難度與α7nAChR的表達(dá)量呈反比關(guān)系,α7nAChR的表達(dá)量越高,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物自主獲取煙堿的能力越弱,煙堿依賴的程度越低。

通過不同調(diào)控手段對(duì)α7nAChR的功能進(jìn)行抑制或增強(qiáng),所得到的研究結(jié)論并不一致(表1)。當(dāng)采用基因敲除或特異性抑制劑下調(diào)α7nAChR的功能時(shí),并不影響煙堿成癮模型的構(gòu)建,因此有學(xué)者認(rèn)為α7nAChR在煙堿成癮構(gòu)建過程中并不是必不可少的,其作用和貢獻(xiàn)可以被其他乙酰膽堿受體替代;當(dāng)使用特異性激動(dòng)劑上調(diào)α7nAChR的功能時(shí),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的煙堿成癮模型構(gòu)建受到了阻礙,構(gòu)建時(shí)長(zhǎng)明顯增加或者難以構(gòu)建煙堿成癮模型,因此部分學(xué)者認(rèn)為α7nAChR對(duì)煙堿成癮的構(gòu)建并非毫無貢獻(xiàn),上調(diào)α7nAChR是解決煙堿依賴問題的一種有前景的手段。

2.2 調(diào)控α7nAChR對(duì)煙堿成癮戒斷和重建的影響

戒斷和重建是煙堿成癮過程中的重要階段,對(duì)于探究煙堿成癮機(jī)制具有重要意義。研究者普遍使用拮抗劑或激動(dòng)劑調(diào)控α7nAChR的表達(dá),發(fā)現(xiàn)α7nAChR在煙堿暴露后的戒斷和重建過程中同樣起著重要作用。

在煙堿戒斷過程中,通過下調(diào)和上調(diào)α7n-AChR的功能發(fā)現(xiàn),α7nAChR與煙堿戒斷癥狀密切相關(guān),α7nAChR的下調(diào)可以減弱戒斷癥狀,利于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物完成戒斷,而α7nAChR的上調(diào)可以加重戒斷癥狀。Salas等[42]以 24 mg·kg-1·d-1的劑量實(shí)施煙堿皮下暴露,成功構(gòu)建煙堿成癮模型后開展煙堿戒斷實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無論是CHRNA7敲除小鼠還是α7nAChR特異性拮抗劑MLA預(yù)處理(7.5 mg/kg)的小鼠,在停止煙堿暴露后,梳理毛發(fā)、抓撓、咀嚼、搖晃、曠場(chǎng)移動(dòng)距離等戒斷反應(yīng)均明顯減少。Jackson 等[43]以 36 mg·kg-1·d-1的劑量實(shí)施煙堿暴露14 d后停止暴露,發(fā)現(xiàn)CHRNA7敲除小鼠相較于野生型小鼠的戒斷反應(yīng)減少(如搖頭、爪子震顫、身體震顫、后退、眼瞼下垂、毛發(fā)卷起和跳躍等),同時(shí),通過十字迷宮評(píng)價(jià)的焦慮樣行為也有所減輕。此外,相關(guān)研究報(bào)道,非選擇性nAChRs拮抗劑美卡拉明(3.5 mg/kg,ip)可通過抑制所有乙酰膽堿受體功能減弱實(shí)驗(yàn)小鼠的戒斷癥狀,而在此基礎(chǔ)上再給予α7nAChR的完全激動(dòng)劑PNU-282987(1 mg/kg、3 mg/kg、9 mg/kg,sc),可通過僅上調(diào)α7nAChR的功能逆轉(zhuǎn)這種作用效果,加強(qiáng)戒斷癥狀[41]。

在煙堿成癮的重建過程中,下調(diào)α7nAChR表達(dá)量可阻礙煙堿成癮重建。Liu等[25,37]采用自身給藥系統(tǒng)對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠實(shí)施煙堿暴露(0.03 mg/kg),成功構(gòu)建煙堿自身給藥模型后停止給藥,完成戒斷后,恢復(fù)攝入煙堿和自身給藥系統(tǒng)中提示信號(hào)的聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)α7nAChR特異性拮抗劑MLA預(yù)處理(10 mg/kg)的大鼠尋求煙堿反應(yīng)減弱,戒斷后重建失敗。

綜上可知,α7nAChR在煙堿戒斷和重建階段行使了一定的功能,下調(diào)α7nAChR的表達(dá)可以減弱煙堿戒斷階段的戒斷反應(yīng),降低重建的可能性;相反,通過α7nAChR激動(dòng)劑上調(diào)α7nAChR的功能,將加重戒斷癥狀,增加重建的可能性(表1)。

表1 調(diào)控α7nAChR對(duì)煙堿成癮形成、戒斷和重建的影響Table 1 Effects of regulating α7nAChR on the acquisition,withdrawal and reinstatement of nicotine addiction

2.3 α7nAChR在煙堿暴露中的調(diào)控與環(huán)境線索有關(guān)

環(huán)境線索對(duì)于藥物成癮尤其是煙堿成癮有著重要意義,環(huán)境線索是煙堿成癮重要且不可或缺的因素之一,因?yàn)槲鼰熜袨橄噍^于其他濫用藥物要包含更多的環(huán)境線索。近年來,研究者不斷認(rèn)識(shí)到環(huán)境線索暴露在戒煙后復(fù)吸中的重要性,但相關(guān)神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制還知之甚少。通過對(duì)α7nAChR的表達(dá)量實(shí)施調(diào)控,目前已證實(shí)α7nAChR的功能與煙堿成癮過程中的環(huán)境線索特異性相關(guān)。

Liu等[37,44]在構(gòu)建大鼠煙堿自身給藥模型(0.03 mg/kg)的過程中,將煙堿輸注與聽覺/視覺刺激進(jìn)行關(guān)聯(lián),所述聽覺/視覺刺激包括5 s聲音刺激和20 s活動(dòng)杠桿上方的光照射,完成關(guān)聯(lián)訓(xùn)練后,對(duì)大鼠腹腔施與不同劑量的α7nAChR特異性拮抗劑MLA(2.5 mg/kg、10 mg/kg)以下調(diào) α7n-AChR的表達(dá),結(jié)果顯示實(shí)驗(yàn)大鼠在環(huán)境線索誘導(dǎo)下的煙堿覓藥行為顯著減弱,戒斷后重建失敗,下調(diào)α7nAChR的表達(dá)可抑制環(huán)境線索誘導(dǎo)的煙堿覓藥行為。研究者提出調(diào)控α7nAChR的表達(dá)量有望成為減少由環(huán)境線索誘導(dǎo)復(fù)吸的一種手段,且指出同樣高表達(dá)的α4β2nAChRs并不具備這種特性[25,37,44]。在該項(xiàng)對(duì)比研究中,Liu等[37]認(rèn)為α4-β2nAChRs和α7nAChR在煙堿成癮中發(fā)揮著不同的作用,α4β2nAChRs更多地參與煙堿引起的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用,而α7nAChR則更多地調(diào)控?zé)焿A線索誘導(dǎo)的條件增強(qiáng)作用。這兩種不同亞型的乙酰膽堿受體在煙堿成癮方面的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制是不同且相互獨(dú)立的,分別是煙堿的增強(qiáng)作用和煙堿線索誘導(dǎo)的增強(qiáng)作用。

3 α7nAChR在煙堿成癮中的作用機(jī)制

3.1 α7nAChR通過谷氨酸調(diào)控多巴胺釋放

煙堿與乙酰膽堿受體結(jié)合介導(dǎo)釋放多巴胺是煙堿成癮的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[45]。大量釋放多巴胺是煙堿引起愉悅感的主要原因,并被認(rèn)為是引發(fā)和維持煙堿成癮的關(guān)鍵機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)α7nAChR可以影響多巴胺的釋放。Waeiss等[46]直接將3 μL煙堿顯微注射到大鼠后腹側(cè)被蓋區(qū),利用高效液相色譜-電化學(xué)檢測(cè)對(duì)微透析結(jié)果進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)煙堿可刺激伏隔核中的多巴胺釋放,α7nAChR是后腹側(cè)被蓋區(qū)中多巴胺能活性的有效調(diào)節(jié)劑。Neves等[17]研究發(fā)現(xiàn),α7nAChR激動(dòng)劑PNU120596可增加正常大鼠中腹側(cè)被蓋區(qū)活躍多巴胺神經(jīng)元的數(shù)量,進(jìn)而導(dǎo)致多巴胺的釋放量顯著增加。

大量研究探討了α7nAChR調(diào)控谷氨酸進(jìn)而影響多巴胺釋放的分子機(jī)制。谷氨酸是大腦中一種關(guān)鍵的興奮性神經(jīng)遞質(zhì),在藥物依賴的發(fā)展和維持過程中起著重要作用,如強(qiáng)化、致敏、渴求和復(fù)吸[47],谷氨酸能神經(jīng)元的可塑性變化也介導(dǎo)藥物依賴的強(qiáng)化[32,48]。研究表明,煙堿與α7nAChR結(jié)合,開啟離子通道,鈣離子流入[10～13]。進(jìn)入細(xì)胞的鈣離子進(jìn)一步激活電壓依賴性鈣通道,從而允許更多的鈣離子流入,進(jìn)而引起谷氨酸的釋放[34,49～51]。同時(shí),鈣離子濃度的增加,也會(huì)引發(fā)α7nAChR的上調(diào)[14],這解釋了為何煙堿暴露后大腦中α7nAChR的表達(dá)量上調(diào)。眾多研究表明,煙堿暴露會(huì)增加中腦皮質(zhì)[32]、紋狀體[47,52]和腹側(cè)被蓋區(qū)[53]等區(qū)域內(nèi)谷氨酸的濃度。Ryu等[54]使用實(shí)時(shí)谷氨酸生物傳感器和開放式行為評(píng)估,研究大鼠在卷煙煙氣冷凝物(cigarette smoke condensate,CSC)重復(fù)暴露下背側(cè)紋狀體中谷氨酸水平的變化與行為變化的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)大鼠重復(fù)暴露于包含0.4 mg煙堿(1.0 mL·kg-1·d-1,sc)的 CSC 中 14 d,大鼠背側(cè)紋狀體區(qū)域細(xì)胞外谷氨酸濃度顯著增加。現(xiàn)已有研究證實(shí),長(zhǎng)期暴露于煙堿可通過刺激α7nAChR加強(qiáng)煙堿的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用,從而導(dǎo)致腹側(cè)被蓋區(qū)、伏隔核、前額葉皮層和海馬等腦區(qū)的谷氨酸釋放量大量增加[55]。通過對(duì)α7nAChR表達(dá)量的調(diào)控,研究者進(jìn)一步驗(yàn)證了α7nAChR對(duì)谷氨酸釋放的調(diào)控作用。Jiang等[56]在野生型小鼠和CHRNA7敲除小鼠的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn),煙堿暴露使谷氨酸能突觸傳遞增強(qiáng),其中α7nAChR發(fā)揮促進(jìn)谷氨酸能傳遞的作用。Ryu等[47]報(bào)道,通過在大鼠背側(cè)紋狀體顯微注射MLA的方式下調(diào)α7nAChR的功能后,實(shí)驗(yàn)大鼠中煙堿誘導(dǎo)的紋狀體區(qū)域細(xì)胞外谷氨酸濃度和神經(jīng)元活動(dòng)水平顯著降低。與此類似,Howe等[57]使用谷氨酸生物傳感器以高時(shí)間精度監(jiān)測(cè)大鼠背側(cè)紋狀體中谷氨酸的釋放,證實(shí)α7nAChR增加了谷氨酸的釋放量。

同時(shí),谷氨酸能的傳遞將引發(fā)多巴胺能神經(jīng)元興奮[58],使其釋放大量多巴胺[59],從而帶來愉悅、欣快感[8,60～63]。Spanos等[64]利用快速掃描循環(huán)伏安法證明,乙酰膽堿和谷氨酸協(xié)同作用于腹側(cè)被蓋區(qū)中的多巴胺神經(jīng)元,以調(diào)節(jié)腹側(cè)被蓋區(qū)、伏隔核的多巴胺能輸出。McGehee等[11,65]利用CHRNA7敲除大鼠和電生理技術(shù)證實(shí),煙堿通過結(jié)合中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)腹側(cè)被蓋區(qū)α7nAChR,增強(qiáng)谷氨酸能輸入,促進(jìn)谷氨酸釋放,同時(shí),腹側(cè)被蓋區(qū)顯微注射谷氨酸受體拮抗劑DNQX可以可逆性地阻斷多巴胺神經(jīng)元超極化所激發(fā)的電流,這證明谷氨酸對(duì)多巴胺能神經(jīng)元具有激活作用,可誘導(dǎo)其興奮性的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng),促進(jìn)多巴胺的釋放。Stoker等[66]認(rèn)為煙堿通過激活位于腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺能神經(jīng)元突觸后的谷氨酸能神經(jīng)元末端的α7nAChR,增加谷氨酸能傳遞,激活從腹側(cè)被蓋區(qū)到伏隔核的多巴胺能投射(圖2)。綜上可知,α7n-AChR主要通過谷氨酸能和多巴胺能的傳遞實(shí)現(xiàn)對(duì)多巴胺釋放的調(diào)控,進(jìn)而影響煙堿成癮。

圖2 煙堿結(jié)合α7nAChR釋放谷氨酸進(jìn)而調(diào)控多巴胺釋放的示意圖Fig.2 Schematic diagram showing nicotine binding to α7nAChR to release glutamic acid and then to regulate dopamine release

另外,對(duì)于α7nAChR在煙堿戒斷過程中的調(diào)控作用,Barik等[34]聚焦于α7nAChR對(duì)去甲腎上腺素的調(diào)控,認(rèn)為α7nAChR通過對(duì)谷氨酸釋放的調(diào)控影響腎上腺素的水平,而腎上腺素的釋放與γ-氨基丁酸密切相關(guān),γ-氨基丁酸作為一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)與煙堿戒斷密切相關(guān)。

3.2 α7nAChR參與神經(jīng)突觸可塑性改變

煙堿慢性、反復(fù)作用將導(dǎo)致獎(jiǎng)賞系統(tǒng)、學(xué)習(xí)記憶環(huán)路中一系列神經(jīng)適應(yīng)性變化,其中的重要機(jī)制是神經(jīng)突觸可塑性改變[67]。煙堿成癮涉及煙堿所引發(fā)的突觸可塑性的細(xì)胞和分子水平的病理變化[68],形態(tài)表現(xiàn)為樹突分支和樹突棘密度的增加,功能上表現(xiàn)為突觸傳遞的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)和長(zhǎng)時(shí)程抑制等變化。有研究證實(shí)α7nAChR參與了神經(jīng)突觸可塑性的改變。研究者利用免疫熒光染色和共聚焦顯微成像等手段發(fā)現(xiàn),CHRNA7敲除小鼠海馬區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元突觸減少,同時(shí)膜片鉗記錄也顯示谷氨酸能輸入減少,這說明α7nAChR可以引發(fā)谷氨酸能突觸可塑性變化,并在谷氨酸能神經(jīng)元的形態(tài)和功能成熟中起著重要作用[69～70]。在此之前,有研究利用單細(xì)胞記錄法等手段證實(shí),全身性的煙堿暴露通過α7nAChR增強(qiáng)突觸前和突觸后的谷氨酸功能,并引發(fā)谷氨酸能神經(jīng)元的突觸可塑性變化[53,71]。此外,基于CHRNA7基因敲除小鼠的研究發(fā)現(xiàn),CHRNA7缺失的小鼠在發(fā)育期間皮質(zhì)N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartic acid,NMDA)受體的表達(dá)和谷氨酸能神經(jīng)元突觸的形成減少[48]。Morel等[72]利用體外電生理等手段也證實(shí),α7nAChR激動(dòng)劑和煙堿一樣都可以激活谷氨酸能神經(jīng)元并使其產(chǎn)生可塑性變化。

α7nAChR在興奮性信號(hào)輸入中參與谷氨酸能神經(jīng)元突觸可塑性變化的形成和對(duì)多巴胺能神經(jīng)元的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用,進(jìn)而在學(xué)習(xí)和記憶控制中發(fā)揮作用,這也解釋了α7nAChR在線索誘導(dǎo)的成癮模型中的特有影響。

3.3 α7nAChR的作用隨煙堿暴露時(shí)間不同而顯現(xiàn)出差異

隨煙堿暴露時(shí)間的延長(zhǎng),α7nAChR對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為的調(diào)控會(huì)發(fā)生變化。Levin等[73]在CHRNA7敲除小鼠的煙堿長(zhǎng)期暴露研究中發(fā)現(xiàn),α7nAChR在煙堿暴露全過程不同階段顯現(xiàn)出不同的作用,在煙堿暴露的最初幾周內(nèi),CHRNA7敲除小鼠與野生型對(duì)照小鼠沒有顯著差異,并不影響煙堿成癮模型的構(gòu)建,但在之后的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),CHRNA7敲除小鼠的煙堿自主消耗急劇下降,而且在整個(gè)研究的5個(gè)月期間,CHRNA7敲除引起的煙堿消耗減少持續(xù)存在。該長(zhǎng)期對(duì)照實(shí)驗(yàn)提示,在煙堿暴露初期,下調(diào)α7nAChR功能并未影響煙堿成癮模型的構(gòu)建和自主獲取煙堿的行為;但當(dāng)煙堿暴露時(shí)間加長(zhǎng)時(shí),下調(diào)α7nAChR的功能則會(huì)對(duì)自主獲取煙堿行為產(chǎn)生負(fù)面影響。

另外,在煙堿急性暴露和長(zhǎng)期暴露的條件下,α7nAChR對(duì)谷氨酸釋放的調(diào)節(jié)作用不同。通常,α7nAChR引起谷氨酸釋放[34,49～51],α7nAChR特異性激動(dòng)劑PAM可以增加α7nAChR介導(dǎo)的谷氨酸釋放[74]。但是,急性煙堿暴露不會(huì)通過α7nAChR增加谷氨酸釋放量。Pons等[9]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,CHRNA7敲除大鼠與對(duì)照組大鼠在煙堿急性暴露(8.7～52.6 μg/kg)下并無差異,煙堿不會(huì)使腹側(cè)被蓋區(qū)中谷氨酸能軸突上的α7nAChR脫敏,進(jìn)而釋放多巴胺并改變多巴胺能神經(jīng)元的放電模式。Ryu等[47]證實(shí)煙堿急性暴露不會(huì)引起細(xì)胞外谷氨酸濃度變化。在一項(xiàng)卷煙煙氣冷凝物暴露的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,Ryu等[54]借助谷氨酸生物傳感器發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期煙堿暴露(1.0 mL·kg-1·d-1,sc)的大鼠相較于煙堿暴露1 d的大鼠,谷氨酸能神經(jīng)元超敏化時(shí)間延長(zhǎng),背側(cè)紋狀體區(qū)域細(xì)胞外谷氨酸濃度顯著增加。這是基于α7nAChR對(duì)谷氨酸能神經(jīng)元可塑性的影響,隨著煙堿暴露時(shí)間延長(zhǎng),α7nAChR對(duì)谷氨酸能神經(jīng)元的影響逐漸加強(qiáng),新的神經(jīng)回路形成,故其對(duì)谷氨酸釋放量的調(diào)控也隨之變化。

隨著煙堿暴露時(shí)間的變化,α7nAChR對(duì)多巴胺的調(diào)控也會(huì)發(fā)生改變。Besson等[75]利用自身給藥系統(tǒng)和微透析等手段,在野生型和CHRNA7基因敲除大鼠的對(duì)比研究中發(fā)現(xiàn),煙堿誘導(dǎo)的多巴胺釋放受α7nAChR調(diào)控,隨著暴露時(shí)間延長(zhǎng),細(xì)胞外多巴胺水平升高,而后逐漸降低。

綜上可知,在煙堿暴露的過程中煙堿的作用不斷加強(qiáng),并通過α7nAChR影響谷氨酸能神經(jīng)元的可塑性,逐漸構(gòu)建α7nAChR通過谷氨酸介導(dǎo)釋放多巴胺的神經(jīng)回路,因此α7nAChR對(duì)谷氨酸、多巴胺的調(diào)控會(huì)隨煙堿暴露時(shí)長(zhǎng)的變化而調(diào)整,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在行為學(xué)上也會(huì)隨之表現(xiàn)出不同。

3.4 α7nAChR在多巴胺調(diào)控中的維穩(wěn)作用

α7nAChR在中樞神經(jīng)中的表達(dá)量雖然很高,但是卻不是調(diào)控多巴胺釋放的唯一因素。Besson等[75]發(fā)現(xiàn)在缺乏α7nAChR的情況下,煙堿在腹側(cè)被蓋區(qū)內(nèi)多巴胺能神經(jīng)元的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用減弱,但仍然存在。Liu等[76]也借助MLA的預(yù)處理和煙堿自身給藥模型(0.03 mg/kg)證明,在煙堿成癮構(gòu)建階段主要是α4β2nAChRs而不是α7nAChR介導(dǎo)了煙堿的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)作用。Parikh等[77]的研究發(fā)現(xiàn),煙堿所誘發(fā)的膽堿能和谷氨酸能變化是瞬變的衰減而不是振幅衰減,α7nAChR對(duì)谷氨酸能和多巴胺能的調(diào)控是減緩其變化速率。Wickham等[78]通過在腹側(cè)被蓋區(qū)內(nèi)微注射特異性拮抗劑MLA下調(diào)α7nAChR的功能,評(píng)估α7nAChR對(duì)多巴胺釋放的調(diào)控,結(jié)果證實(shí)α7nAChR調(diào)節(jié)伏隔核中多巴胺的階段性釋放,放緩多巴胺的釋放速度,避免多巴胺瞬時(shí)劇烈變化。Mameli-Engvall等[79]則認(rèn)為,在中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)的煙堿和內(nèi)源性乙酰膽堿所介導(dǎo)的多巴胺能神經(jīng)元調(diào)節(jié)過程中,β2*nAChRs做直接性調(diào)節(jié),α7nAChR則更精細(xì)地調(diào)節(jié)這些神經(jīng)元的反應(yīng)。激活β2*nAChRs可將多巴胺能神經(jīng)元從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)狀態(tài),而激活α7nAChR可以很好地調(diào)節(jié)激發(fā)狀態(tài)下多巴胺能神經(jīng)元的狀態(tài),且這種調(diào)節(jié)只有當(dāng)β2*n-AChRs激活多巴胺神經(jīng)元之后才起作用。同時(shí),當(dāng)腹側(cè)被蓋區(qū)中的煙堿濃度顯著增加時(shí),對(duì)煙堿具有低親和力的其他nAChRs可能被激活并補(bǔ)償α7nAChR 的缺乏[75]。Brunzell等[38]還發(fā)現(xiàn),上調(diào)α7nAChR的功能對(duì)β2*nAChRs的功能產(chǎn)生負(fù)面影響。α7nAChR的功能上調(diào)可彌補(bǔ)其他nAChRs功能下調(diào)帶來的多巴胺釋放量不足,下調(diào)則可以減弱其他nAChRs功能上調(diào)引發(fā)的多巴胺過量釋放,進(jìn)而使nAChRs的多巴胺總調(diào)控能力保持在一定的水平,因此敲除CHRNA7或使用α7nAChR特異性抑制劑等手段并不能阻礙煙堿成癮模型的構(gòu)建。

α7nAChR在成癮過程中對(duì)多巴胺的調(diào)控作用主要是維持多巴胺釋放的穩(wěn)態(tài)[80]。α7nAChR的維穩(wěn)作用與其親和力低、脫敏速度慢等特點(diǎn)相關(guān),也與其減緩多巴胺釋放速率的特性相關(guān)。由于α7nAChR對(duì)谷氨酸、多巴胺的調(diào)控作用隨煙堿暴露時(shí)間不同而不同,且其在成癮不同階段對(duì)多巴胺釋放起到維穩(wěn)作用[81],因此在成癮、戒斷等不同階段對(duì)α7nAChR實(shí)施調(diào)控,可能引發(fā)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物行為學(xué)表征結(jié)果的差異。在煙堿成癮模型構(gòu)建階段,為了維持多巴胺穩(wěn)態(tài),α7nAChR的表達(dá)量會(huì)上調(diào),以控制多巴胺的釋放速度和釋放總量,減緩多巴胺大量且長(zhǎng)時(shí)間釋放帶來的沖擊,因而在這個(gè)時(shí)候下調(diào)α7nAChR的功能,對(duì)煙堿成癮模型的構(gòu)建并無負(fù)面影響,但是上調(diào)α7nAChR的功能卻無法成功構(gòu)建煙堿成癮模型。隨著煙堿暴露時(shí)間延長(zhǎng),α7nAChR會(huì)影響谷氨酸能神經(jīng)元的突觸可塑性,可以借由谷氨酸能傳遞興奮引發(fā)多巴胺能神經(jīng)元興奮,使機(jī)體釋放大量多巴胺。在此時(shí)進(jìn)行煙堿戒斷,α7nAChR為了維持體內(nèi)穩(wěn)態(tài),會(huì)出現(xiàn)短暫性的上調(diào),使機(jī)體釋放大量谷氨酸進(jìn)而釋放大量多巴胺,彌補(bǔ)煙堿不足引發(fā)的多巴胺缺口,所以在戒斷階段下調(diào)α7nAChR的功能,避免了大量多巴胺釋放帶來的強(qiáng)烈興奮,因而無法完成重建。

3.5 α7nAChR與學(xué)習(xí)記憶環(huán)路密切相關(guān)

煙堿成癮涉及的神經(jīng)環(huán)路與學(xué)習(xí)記憶環(huán)路密切相關(guān),且有很大部分重疊。煙堿引發(fā)的突觸可塑性的細(xì)胞和分子水平的病理變化主要發(fā)生在獎(jiǎng)賞和學(xué)習(xí)記憶的神經(jīng)環(huán)路,如腹側(cè)被蓋區(qū)、伏隔核、前額葉皮層、海馬CA1腦區(qū)等[67～68]。

有證據(jù)顯示α7nAChR在學(xué)習(xí)記憶方面發(fā)揮著重要作用。Wright等[22]將α7nAChR特異性拮抗劑MLA(6.7 μg)顯微注射于大鼠的腹側(cè)海馬中以下調(diào)α7nAChR的功能,結(jié)果顯示,與正常大鼠相比,下調(diào)α7nAChR的功能致使大鼠無法完成阿片類藥物CPP的重建,提示α7nAChR在檢索并喚起藥物記憶中發(fā)揮特定作用。Zhou等[39]的研究顯示,不同程度的運(yùn)動(dòng)致使煙堿暴露(0.5 mg/kg)的大鼠α7nAChR的表達(dá)量不同,而實(shí)驗(yàn)大鼠的兩項(xiàng)學(xué)習(xí)記憶行為評(píng)價(jià)范式Go/NoGo和MWM測(cè)試性能與α7nAChR表達(dá)量呈正相關(guān),α7nAChR的高表達(dá)使實(shí)驗(yàn)大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力明顯提高。另外,Young等[82]通過對(duì)野生型和CHRNA7敲除小鼠實(shí)施對(duì)比訓(xùn)練證實(shí),煙堿成癮和學(xué)習(xí)記憶存在密切聯(lián)系,CHRNA7的缺失并不影響實(shí)驗(yàn)小鼠對(duì)煙堿的獲取,也不影響空間記憶任務(wù)的完成,但是隨著任務(wù)難度的加大,CHRNA7敲除小鼠與野生型小鼠相比,如果要獲得相同的完成度則需要更久的時(shí)間。

大腦中藥物暴露引發(fā)的神經(jīng)突觸可塑性變化使機(jī)體對(duì)藥物和環(huán)境產(chǎn)生異常聯(lián)系,當(dāng)再次暴露于相關(guān)環(huán)境就會(huì)檢索并喚起相關(guān)記憶,然后產(chǎn)生強(qiáng)迫性的用藥和心里渴求[83]。Stoker等[66]認(rèn)為,線索誘導(dǎo)的煙堿覓藥行為主要是因?yàn)棣?nAChR引發(fā)的伏隔核中的谷氨酸能傳遞,伏隔核中的谷氨酸能傳遞不但參與煙堿引發(fā)的中腦邊緣神經(jīng)回路的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng),在恢復(fù)線索誘導(dǎo)的煙堿覓藥行為中也起到重要作用,所以當(dāng)α7nAChR功能缺失時(shí),即便相關(guān)環(huán)境線索再次出現(xiàn),但是谷氨酸能傳遞受其影響無法被激活,環(huán)境線索的記憶也因此無法被喚起,重建無法完成。

煙堿成癮神經(jīng)環(huán)路和學(xué)習(xí)記憶環(huán)路密切相關(guān),當(dāng)前越來越多的研究者把煙堿成癮研究的關(guān)注點(diǎn)放在成癮記憶的編碼、儲(chǔ)存和提取上。α7nAChR在學(xué)習(xí)記憶方面發(fā)揮著重要作用,通過影響谷氨酸能等神經(jīng)元的可塑性變化,使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)煙堿和環(huán)境因素產(chǎn)生關(guān)聯(lián),進(jìn)而調(diào)控?zé)焿A暴露下環(huán)境線索記憶的編碼、儲(chǔ)存和提取[36]。環(huán)境線索記憶作為成癮記憶的重要組成部分,在煙堿成癮的獲得、戒斷、重建等不同階段都有著重要影響。

4 總結(jié)與展望

煙堿暴露引發(fā)大腦中α7nAChR表達(dá)量的變化,而上調(diào)和下調(diào)兩種調(diào)控α7nAChR功能手段的實(shí)施也驗(yàn)證了α7nAChR在煙堿成癮形成、消退、重建(包括線索誘導(dǎo)的重建)過程中起著重要作用。在煙堿成癮構(gòu)建階段,基因敲除或者抑制劑等手段并不阻礙煙堿成癮模型的構(gòu)建,而使用α7nAChR激動(dòng)劑反而會(huì)對(duì)煙堿的自主消耗和成癮模型的構(gòu)建產(chǎn)生負(fù)面影響。在煙堿戒斷階段,抑制α7nAChR會(huì)促進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物成功戒斷,阻礙重建,而使用激動(dòng)劑上調(diào)α7nAChR功能則對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的戒斷癥狀無明顯影響,這與成癮階段α7nAChR所行使的功能相反。另外,在煙堿暴露過程中,下調(diào)α7nAChR功能致使線索誘導(dǎo)的煙堿尋求失敗,證實(shí)了α7nAChR在煙堿暴露中的調(diào)控與環(huán)境線索密切相關(guān)。再有,α7nAChR在煙堿暴露過程中的調(diào)控隨時(shí)間發(fā)生變化,這種變化依賴于α7nAChR對(duì)谷氨酸能神經(jīng)元可塑性的影響,α7nAChR引發(fā)谷氨酸的釋放進(jìn)而引發(fā)多巴胺的大量釋放,引起興奮,最終達(dá)到維持多巴胺穩(wěn)態(tài)的作用效果。

α7nAChR作為大腦中廣泛存在的乙酰膽堿受體之一,由于受其親和力低的說法所限,其機(jī)制研究尚不充分,研究手段也很局限。當(dāng)前,對(duì)于α7nAChR上游調(diào)控機(jī)制的研究更偏向于基因敲除等手段,首先基因敲除的精準(zhǔn)調(diào)控程度和無損程度較差,其次轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型構(gòu)建耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。另外,目前針對(duì)α7nAChR的RNA層面的調(diào)控研究還較少,隨著基因編輯和光遺傳等新興技術(shù)的興起與完善,研究層面從DNA調(diào)控轉(zhuǎn)變?yōu)镽NA調(diào)控或許對(duì)α7nAChR的深入研究更為有利。對(duì)于其下游調(diào)控機(jī)制的研究,目前更多的還是關(guān)注神經(jīng)環(huán)路的探索及其對(duì)神經(jīng)遞質(zhì)釋放的影響,雖然國(guó)內(nèi)外研究對(duì)于這些領(lǐng)域的探索還在不斷深入中,但是其已知功能機(jī)制的解釋還不夠明確,未知的功能和作用仍待挖掘。其中,α7nAChR對(duì)多巴胺的維穩(wěn)作用及其作用下神經(jīng)回路的逐漸構(gòu)建過程的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制還不夠詳盡?，F(xiàn)有研究顯示,α7nAChR在線索誘導(dǎo)的煙堿尋求恢復(fù)中發(fā)揮重要作用,但其中詳細(xì)機(jī)理仍未闡明。α7nAChR發(fā)揮作用的核團(tuán)和神經(jīng)環(huán)路也尚未完全揭示,如對(duì)藥物成癮也具有重要意義的韁核、與記憶儲(chǔ)存喚起密切相關(guān)的海馬,且α7nAChR在煙堿戒斷階段的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制是否與“戒斷因子”促腎上腺皮質(zhì)激素釋放因子或γ-氨基丁酸和5-羥色胺等抑制性神經(jīng)遞質(zhì)相關(guān)還有待探索。同時(shí),同源五聚體α7nAChR有5個(gè)功能性激動(dòng)劑結(jié)合位點(diǎn),通常需要兩個(gè)激動(dòng)劑(乙酰膽堿、煙堿等激動(dòng)劑)占用結(jié)合位點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)通道開放,獨(dú)特結(jié)構(gòu)和子通道的脫敏或重新敏化速率所帶來的與其他乙酰膽堿受體功能上的不同仍有待挖掘。并且,α7nAChR的功能可以被其他乙酰膽堿受體所代償?shù)木唧w機(jī)制也有待探索。最后,α7nAChR已知與多種復(fù)雜行為如學(xué)習(xí)、成癮、記憶密切相關(guān),其功能、機(jī)制間如何相互影響也有待進(jìn)一步探索。