背景：可卡因是仅次于大麻的第二大神经兴奋剂，药物成瘾性很强。成瘾患者表现为低意识的自控力，强迫觅药和滥用，严重影响个人身体健康，易引发社会问题。开发有效治疗可卡因成瘾新药一直是热点。现有研究中，可卡因通过直接或间接的作用方式，改变与奖赏相关的伏隔核(NAc)和前额叶皮质(PFC)等脑区的多巴胺(Dopamine，DA)、γ-氨基丁酸(GABA)、谷氨酸(Glu)等神经递质释放。长期用药损害神经元，破坏自然奖赏机制，引起的适应性变化，产生耐受，降低自然奖赏刺激反应，进而增加药物摄取量。在分子水平上，药物刺激可引起DNA甲基化、组蛋白修饰、MicroRNAs等表观遗传学的变化，进而调控特定基因表达变化，改变离子通道、受体、细胞信使和细胞骨架等蛋白的表达。其中，简化DNA甲基化测序(Reduced representation bisulfite sequencing，RRBS)作为单精度DNA甲基化检测技术，已用于发育生物学进程、癌症的DNA甲基化研究。RNA-Seq已经发展为研究表达谱的成熟技术。充分利用下一代测序技术可加速可卡因成瘾机制的研究。　　 目的：　　 1.获得可卡因成瘾中的DNA甲基化图谱和基因表达谱。　　 2.鉴定出可卡因模型中由DNA甲基化水平改变而引起的表达变化的基因。　　 3.探索DNA甲基化在可卡因成瘾的作用。　　 方法：　　 1.选取经可卡因训练的条件位置偏好(CPP)的小鼠，取可卡因处理组和盐水处理的对照组NAc和PFC的组织作为实验材料;　　 2.对所取的实验材料进行DNA甲基化的RRBS(40～380bp)测序和基因表达谱的RNA-Seq测序;　　 3.使用自主开发的DNA甲基化分析流程，得到差异甲基化区域(Differentialmethylated region，DMRs)，通过Cytoscape的ClueGO对DMRs相关基因进行通路富集;　　 4.使用tophat和cuffdiff软件对RNA-Seq数据进行差异表达基因分析，获得差异表达基因，再通过Cytoscape软件的ClueGO进行差异基因的通路富集;　　 5.联合分析DNA甲基化数据和RNA-Seq表达谱数据，找出潜在的与可卡因成瘾相关的基因及通路。　　 结果：　　 1.整体水平上，RRBS的富集区域DNA甲基化水平变化不大。　　 2.在NAc中，有2，243个DMRs甲基化水平下降，有622个基因的启动子与甲基化水平下降的DMRs相关;1，068个DMRs甲基化水平上升，391基因启动子与甲基化水平上升的DMRs相关;差异表达基因中，646个基因表达下降，776个基因表达上升。在PFC中，有1，276个DMRs甲基化水平下降，有326个基因的启动子与甲基化水平下降的DMRs相关;1，800个DMRs甲基化水平上升，417基因启动子与甲基化水平上升的DMRs相关;差异表达基因中，804个基因表达下降，783个基因表达上升。　　 3.对DMRs相关的基因和差异表达基因分别进行Cytoscape的ClueGO的通路富集分析。DMRs相关的基因的ClueGO通路富集中:NAc中有刺激神经组织的配体受体相互作用、钙信号通路、唾液分泌等相关通路;PFC中有可卡因成瘾、谷氨酸突触和赖氨酸降解等相关通路。表达差异相关基因的ClueGO通路富集中:NAc中有可卡因成瘾、尼古丁成瘾、安非他命成瘾、突触囊泡循环、GABA能的突触、氧化磷酸化、长程增强效应等相关通路;PFC中有尼古丁成瘾、吗啡成瘾、突触囊泡循环、GABA能的突触、氧化磷酸化、刺激神经组织的配体受体相互作用、长时程抑制、赖氨酸降解、精氨酸代谢等通路。　　 4.DMR与差异基因联合分析中，在NAc中得到9个基因相关的DMR甲基化趋势和基因表达趋势相反，在PFC中有2个。　　 结论：　　 1.整体上，DNA甲基化水平在酶切区域变化不大，但仍有部分基因发生DNA甲基化变化，进而可能调控基因表达改变。　　 2.表达谱中，NAc和PFC的GABA的合成和释放都受到抑制，表明抑制GABA的释放是可卡因成瘾的重要过程。　　 3.另外在NAc和PFC的差异表达通路中都有赖氨酸的代谢，暗示可卡因成瘾可能调控基因表达的组蛋白的甲基化修饰有关。