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第一章 海洛因依赖人群样本库建立[目的]建立长期海洛因依赖人群样本库,总结人口学特征,分析外周血生化指标的改变,为海洛因依赖患者戒治研究逐步储备研究资源。[方法]根据纳入标准,对1509名海洛因依赖患者(Herion dependent patients,HDPs)进行职业、吸食种类、戒毒次数、吸毒史、患病情况等统计调查;感染HIV等病毒或梅毒,699名海洛因依赖者被排除,最终选择年龄在30～50岁区间的555名HDPs与105名健康对照者,比较外周血生化指标的差异。[结果]初步建立海洛因依赖患者的人群数据,发现海洛因依赖患者外周血白/球蛋白比、低密度脂蛋白、高密度脂蛋白、尿酸、间接胆红素、碱性磷酸酶、总胆固醇、总胆红素、总胆汁酸低于健康对照组。[结论]海洛因依赖人群分布复杂,吸食方式多样,滥用病程不一,但海洛因依赖者与正常人外周血的血生化指标存在显著差异。第二章 海洛因依赖导致神经系统退行性变的相关基因和代谢物的表达[目的]研究长期海洛因依赖(HDPs)导致神经退行性变患者的转录组和代谢组数据变化特征。[方法]对16个长期HDPs和25个HCs的血液进行转录组测序分析;对HDPs与2型脊髓小脑共济失调(SCA2)、创伤后应激障碍(PTSDs)患者的差异表达基因(DEGs)进行meta分析;对51例男性海洛因依赖者血清进行代谢组测序,与50例正常对照组进行对照分析。[结果]1.海洛因依赖患者外周血RNA测序,数据比较发现,HDPs、SCA及PTSD的上、下调差异表达基因明显重叠。2.正负模式下,在HDPs和HCs组血清中共筛选到15个差异代谢物。部分代谢物上调,部分下调。其中鞘脂类代谢物上调显著,HDPs组和HCs组血清中鞘脂类代谢物合成存在极显著差异。3.TNF α信号通路相关因子表达显著上调介导SPHK调节S1P1;显著上调的鞘脂类代谢产物通过Cdase调节S1P。转录组学和代谢组学联合分析提示,海洛因滥用与神经退行性改变密切相关,均可导致SPHK及其磷酸化产物S1P上调。[结论]与正常对照组比较,长期依赖海洛因与神经退行性疾病的差异表达基因高度重叠;海洛因依赖者的脂肪酸代谢、核苷酸代谢及谷胱甘肽代谢受到扰乱,引起神经功能退行性变。转录组和代谢组的组学数据分析发现,SPHK及其磷酸化产物S1P上调,通过介导AKT通道上调,从而参与到由PI3K/AKT信号通道介导的成瘾及神经系统退行性变的机制中。第三章 海洛因给药小鼠神经系统损伤及相关基因的表达[目的]研究海洛因给药小鼠脑皮质、海马以及前叶的病理特征,进行RNA测序,验证给药戒断后神经系统损伤基因的表达情况。[方法]对正常组和海洛因给药组小鼠丘脑和皮质进行病理检查。提取滥用小鼠及正常小鼠的脑皮质、海马以及前叶进行转录组测序;将小鼠随机分为:正常组(Normal),不给药;海洛因给药组(T),连续给药8天;海洛因给药后戒断1天组(JD-1),给药8天,第9天开始不给药,第10天取全血;海洛因给药后戒断7天组(JD-7)组,给药8天,第9-15不给药,第16天取全血。提取各组RNA,利用q-PCR检测关键基因的表达。[结果]1.HE染色结果表明:未给药大鼠丘脑表现出正常的形态特征,而海洛因给药小鼠(16d和24d)均可见胶质细胞增生,皮质神经元减少。2.与Normal组相比,给药组小鼠转录组测序TNFα,SPHK和S1P1表达量显著性升高。与给药组相比,JD-1和JD-7组小鼠TNFα,SPHK和S1P1表达量显著性降低。3.与Normal组相比,给药组小鼠白细胞ZFP36,CXCL1,CXCL5,CXCR4和THBS1表达量显著性升高。与给药组相比,JD-1和JD-7组小鼠白细胞ZFP36,CXCL1,CXCL5,CXCR4和THBS1表达量显著性降低。[结论]海洛因给药小鼠的胶质细胞增生,皮质神经元减少;脑皮质,海马和前叶转录组测序发现,TNF α通路里各信号显著上调后最终导致S1P1上调;关键基因ZFP36、CXCL1、CXCL5、CXCR4、THBS1与海洛因成瘾及戒断密切相关,或可作为临床判断是否成瘾、是否戒断提供新的评价方法。