酒精滥用是全球最普遍的精神类疾病之一,美国有超过1500万的成年人被该疾病所困扰,严重危害公共卫生安全。酒精滥用者在停止摄入酒精后会产生消极的情绪状态,普遍生活质量低下,生产力下降。然而目前针对酒精滥用的治疗主要关注在患者的成瘾性,缺少针对酒精滥用患者脑损伤的作用机理和治疗方案的研究。所以如何逆转酒精暴露患者的神经损伤,恢复患者的认知功能,使其回归正常生活成为了一个重要的研究领域。本研究聚焦于探究引起酒精暴露后脑神经损伤的可能分子,即酒精的代谢产物醋酸的作用位点以及其机制,探究酒精暴露影响认知的作用机理,为病理机制提供线索,为患者的治疗寻找新的靶点。因此本课题在前人的研究基础上提出,酒精的代谢产物醋酸才是真正导致脑损伤的分子,探究了饮酒后醋酸的生物学功能和调控机制。通过体外培养原代海马神经元和皮层神经元,构建不同浓度的神经细胞损伤模型,发现相比于同剂量酒精,醋酸对不同脑区神经元产生了更剧烈的损伤,且具有剂量依赖的特性。流式细胞术也验证了醋酸能够使神经元凋亡程度明显增加。我们通过构建急性酒精中毒模型,经旷场实验和Y迷宫的行为学检测,发现同剂量醋酸能够引发更剧烈的急性酒精中毒反应,包括步态不稳,活动降低,急性认知障碍、学习记忆能力下降等。在确认了醋酸能够引发急性酒精中毒后,我们还构建了慢性酒精中毒模型小鼠。通过对构建的慢性酒精中毒模型小鼠进行行为学检测包括旷场实验,Y迷宫,高架十字迷宫,新事物识别等,我们发现相比于同剂量酒精,醋酸使小鼠的记忆以及认知出现更严重的损伤,好奇心降低,并引发了焦虑样行为,悬尾实验的结果表明小鼠有抑郁倾向,这也再次印证了醋酸是酒精中毒导致脑损伤的分子。对于慢性醋酸和酒精中毒模型小鼠海马区凋亡因子和炎症因子进行检测发现,醋酸能够使海马体神经细胞抗凋亡因子BCL-2表达降低,凋亡因子BAX表达升高,炎症因子包括TNF-α,TGF-β、IL-1、IL-4、IL-6都有所升高,结果表明醋酸能够使小鼠海马出现损伤,神经元凋亡水平升高,并产生了炎症风暴。我们在慢性酒精中毒模型小鼠脑组织的免疫荧光结果中发现,醋酸能够使皮层区域小胶质细胞数量减少。在进一步分子机制的研究中,我们对建立的醋酸及慢性酒精中毒模型小鼠海马进行了代谢组学测序,结果表明醋酸使慢性酒精中毒模型小鼠海马内腺苷合成及代谢相关通路出现紊乱,并且这些腺苷代谢合成通路与慢性酒精中毒模型小鼠海马内差异代谢通路有很大部分重叠,这提示我们醋酸很可能通过腺苷相关通路使海马代谢出现紊乱,介导酒精中毒的脑损伤。基于此假设我们对急性中毒模型小鼠使用腺苷A1A受体抑制剂DPCPX进行干预,随后进行行为学检测,旷场实验结果表明DPCPX能够挽救由急性给予醋酸所导致的活动降低,焦虑心理等急性中毒症状。由此验证了醋酸在急性模型小鼠中是通过激活腺苷受体A1A通路引发的急性酒精中毒症状;对构建的慢性酒精中毒模型小鼠同频率给予DPCPX进行干预,随后进行行为学检测,我们发现给予小鼠腺苷受体A1A的抑制剂能够减轻由慢性醋酸导致的抑郁症状。这表明醋酸在慢性模型中对抑郁样行为的产生是通过腺苷A1AR通路所影响的。因此,本研究表明,醋酸介导的腺苷受体通路激活是导致饮酒后急慢性学习记忆能力损伤、抑郁样行为和焦虑样行为以及脑内神经元凋亡并引起炎症风暴的根本原因,针对阻断醋酸与腺苷受体的相互作用,可能成为预防以及治疗酒精中毒的新方案。