《Neuropsychopharmacology》:Hypocretin receptor 1 blockade early in abstinence prevents incubation of cocaine seeking and normalizes dopamine transmission
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本研究针对可卡因戒断期间渴求感逐渐增强(即“孵育效应”)这一临床难题,通过间歇性给药(IntA)模型发现,早期单次注射下丘脑泌素受体1(Hcrtr1)拮抗剂RTIOX-276可有效阻止可卡因寻求行为的孵育,并逆转伏隔核(NAc)区多巴胺转运体(DAT)功能异常。该研究为通过调控Hcrtr1通路早期干预可卡因成瘾提供了新的治疗策略。
可卡因成瘾的一个典型特征是,即使在长期戒断后,患者对药物的渴求感不仅不会消失,反而可能随着时间推移逐渐增强,这种现象被称为“渴求孵育效应”(incubation of craving)。这种逐渐强化的渴求感被认为是导致复吸的关键因素之一。尽管这种现象在临床观察和动物模型中均得到证实,但其背后的神经生物学机制,尤其是戒断早期神经系统的适应性变化,仍是当前研究的重点。
以往的研究表明,中脑边缘多巴胺系统,特别是起源于腹侧被盖区(VTA)并投射到伏隔核(NAc)的多巴胺通路,在药物奖赏、动机和复吸行为中扮演核心角色。戒断可卡因会引发多巴胺系统的持续性神经适应,这些适应被认为是渴求孵育的神经基础。然而,直接靶向多巴胺系统的药物治疗策略往往效果不佳,且本身存在滥用风险。因此,寻找上游的、能调控多巴胺系统的非直接靶点,成为开发更有效干预措施的新方向。
近年来,下丘脑泌素(hypocretin/orexin)系统引起了研究人员的极大兴趣。这个系统主要参与调节觉醒、摄食和能量平衡,但大量证据表明,它也深度参与了奖赏和动机过程的调控。下丘脑泌素神经元密集投射到VTA,并通过其受体(主要是Hcrtr1)调节多巴胺神经元的活性和多巴胺的释放。研究表明,阻断Hcrtr1可以减少可卡因的动机行为并阻断药物寻求的复燃,这提示Hcrtr1可能是一个极具潜力的治疗靶点。然而,在戒断早期使用Hcrtr1拮抗剂是否能预防渴求感的孵育,并逆转相关的多巴胺系统异常,尚不清楚。
为了回答这个问题,研究团队在《Neuropsychopharmacology》上发表了一项研究,系统探讨了在戒断第一天(AD1)单次给予Hcrtr1选择性拮抗剂RTIOX-276,能否预防可卡因寻求行为在戒断第八天(AD8)的孵育,并同时检测其对NAc多巴胺传输功能的影响。
研究人员主要运用了几项关键技术来开展这项研究。行为学上,他们训练大鼠进行可卡因自我给药,采用了一种能更好模拟人类间歇性、爆发性用药模式的间歇性给药(IntA)程序。在戒断期的特定时间点(AD1和AD8),他们通过线索诱导的寻求测试来量化渴求行为的孵育。在神经化学层面,研究团队利用快扫描循环伏安法(FSCV)在脑片水平精确测量了NAc脑区 evoked dopamine release(多巴胺释放峰值)和 dopamine uptake(多巴胺摄取速率),并评估了多巴胺转运体(DAT)对可卡因的敏感性。此外,通过Western Blotting技术,他们检测了NAc组织中总膜DAT(tDAT)以及苏氨酸53位点磷酸化DAT(pDAT)的蛋白表达水平。
间歇性给药可卡因促进了部分大鼠可卡因寻求行为的孵育
研究人员首先证实,经过7天的IntA可卡因自我给药训练后,大鼠在戒断8天(AD8)时表现出的线索诱导寻求行为显著高于戒断1天(AD1),即出现了明显的渴求孵育效应。深入分析发现,并非所有大鼠都表现出这种孵育,大约三分之二的大鼠( incubated 组)寻求行为显著增加,而另外三分之一( non-incubated 组)则没有。重要的是,这两组大鼠在之前的可卡因摄入量、学习速度等方面没有差异,表明孵育效应的出现个体差异,且与前期用药量无关。
可卡因寻求行为的孵育与多巴胺转运体功能增强相关
为了探究孵育效应背后的神经机制,研究人员在AD8寻求测试后检查了NAc的多巴胺传输功能。结果发现,与未接触可卡因的 naive 对照组相比,只有那些表现出孵育效应的大鼠( incubated 组)才显示出 baseline dopamine uptake(基础多巴胺摄取速率)的显著增强,并且其DAT对可卡因的敏感性(即可卡因抑制多巴胺摄取的能力)也更高。而未出现孵育效应的大鼠( non-incubated 组)的多巴胺传输指标则与 naive 对照组无异。Western Blot结果进一步显示, incubated 组大鼠的NAc内总膜DAT(tDAT)和磷酸化DAT(pDAT)的蛋白表达水平也更高。这些结果首次将可卡因寻求行为的孵育与特异性的多巴胺终端功能亢进(表现为DAT功能增强和表达上调)联系起来。
早期Hcrtr1阻断阻止了可卡因寻求行为的孵育并正常化了多巴胺传输
研究的核心发现是,在戒断第一天(AD1)的寻求测试后,立即给予单次腹腔注射Hcrtr1拮抗剂RTIOX-276(20 mg/kg),可以完全阻止大鼠在戒断第八天(AD8)时出现可卡因寻求行为的孵育。对照组(注射 vehicle 的大鼠)如期表现出AD8寻求行为的增加,而RTIOX-276处理组的大鼠则没有。更重要的是,这种行为上的保护作用伴随着多巴胺系统的正常化。FSCV检测显示,RTIOX-276处理阻止了戒断期通常出现的 dopamine uptake 增强和DAT对可卡因的超敏反应。Western Blot分析也表明,RTIOX-276处理降低了大鼠NAc内升高的tDAT和pDAT蛋白水平。这些数据表明,在戒断早期进行Hcrtr1药理学干预,能够产生持久的有益效果,既预防了行为上的渴求孵育,也阻止了多巴胺系统的病理性适应。
本研究得出结论,在可卡因戒断的极早期阶段进行Hcrtr1拮抗干预,能够有效阻断随后渴求感孵育的发展,其机制可能与预防了NAc多巴胺终端的功能亢进有关。这项工作具有重要的转化医学意义。它表明,针对下丘脑泌素系统的治疗,特别是早期介入,有望成为一种预防可卡因成瘾者复吸的新策略。由于渴求孵育被认为是导致长期戒断后复吸的关键因素,在戒断初期这个关键时间窗内使用Hcrtr1拮抗剂,可能通过“校准”失调的多巴胺系统,为患者度过戒断早期的高危阶段提供保护,从而降低长期复吸风险。这项研究为开发针对可卡因使用障碍的新型药理疗法提供了坚实的临床前证据和深入的机制见解。