性别对异源种群(Heterogeneous Stock, HS)大鼠海洛因静脉自身给药(Intravenous Self-Administration, IVSA)行为的影响

《Psychopharmacology》：Impact of sex on heroin intravenous self-administration by heterogeneous stock rats

　　

摘要 背景：大鼠阿片类药物静脉自身给药（Intravenous Self-Administration, IVSA）研究常报道无性别差异、雌性摄入更高或罕见雄性更高，不同实验参数（阿片类药物种类、训练剂量、大鼠品系、会话时长）使一致性结论难以确定。目的：探讨源自8个奠基品系的异源种群（Heterogeneous Stock, HS）大鼠在阿片类药物IVSA中是否存在性别差异。方法：雄性与雌性HS大鼠（每性别N=7–8）在固定比率1（Fixed Ratio 1, FR1）强化程序下，于2小时会话中被允许自身给药海洛因（20 μg/kg/infusion）。获得稳定后，研究人员评估了不同灌注剂量的海洛因（0、15、30、60、120 μg/kg/infusion）、羟考酮（oxycodone, 0、30、60、150、300 μg/kg/infusion）及芬太尼（fentanyl, 0、0.625、1.25、2.5、5.0 μg/kg/infusion）下的给药次数；随后在递进比率（Progressive Ratio, PR）程序下评估上述三种药物的各剂量。采用温水甩尾法（warm water tail-withdrawal assay）检测皮下注射海洛因（0.56–2.4 mg/kg）的抗伤害感受（anti-nociceptive）效应。结果：雌性HS大鼠持续自身给药更多次数的阿片类药物——包括获得期海洛因、FR1剂量替代中三种阿片类药物，以及PR程序中羟考酮和芬太尼；雄性大鼠对海洛因的抗伤害感受效应表现出中等程度的更高敏感性。结论：从遗传多样性群体中随机选取的雌性大鼠，其阿片类药物自身给药速率高于雄性同类。

论文解读：性别对异源种群(HS)大鼠阿片类药物静脉自身给药行为的影响

本研究发表于《Psychopharmacology》。既往关于大鼠阿片类药物静脉自身给药（Intravenous Self-Administration, IVSA）中性别差异的结论不一——部分研究无差异，部分显示雌性摄入更多，极少数显示雄性更多，这种异质性被认为与阿片药物种类、训练剂量、大鼠品系（多用Sprague-Dawley或Wistar封闭群）、会话时长等参数差异有关。异源种群（Heterogeneous Stock, HS）大鼠由8个近交系奠基品系杂交而成，遗传多样性高，常用于全基因组关联研究（Genome-Wide Association Study, GWAS），但HS大鼠阿片类IVSA中是否存在稳定的性别差异尚未明确，且既往HS大鼠海洛因IVSA的大样本GWAS报道未检测到性别差异。为此，研究人员假设雌性HS大鼠会像此前在Wistar大鼠中观察到的那样，以更高速率自身给药阿片类药物，遂以低训练剂量（20 μg/kg/infusion海洛因）在2 h短会话模式下开展研究，系统比较两性在IVSA获得、剂量替代（FR1及PR程序）及非偶联阿片抗伤害感受上的差异。

主要关键技术方法

研究人员选用同一繁殖批次、未经基因型筛选的HS大鼠（每性别N=7–8，雄雌各半），雌雄分笼饲养。大鼠约13周龄时在气体麻醉下施行颈外静脉慢性留置导管手术，恢复2周后开始实验。IVSA获得期为每日2 h、FR1程序、海洛因20 μg/kg/infusion，共17个会话。获得后依次进行FR1剂量替代测试（海洛因0/15/30/60/120 μg/kg/infusion、羟考酮oxycodone 0/30/60/150/300 μg/kg/infusion、芬太尼fentanyl 0/0.625/1.25/2.5/5.0 μg/kg/infusion，各剂量平衡顺序）；再切换至3 h会话、PR程序测试各药各剂量的突破点（breakpoint）。IVSA全部结束后进行非偶联皮下注射海洛因（0、0.56、1.0、1.56、2.4 mg/kg）的52℃温水甩尾抗伤害感受测试；最后用阿片拮抗剂纳洛酮（naloxone, 0–2.0 mg/kg, i.p.）预处理后行海洛因IVSA挑战。数据统计采用双因素ANOVA及混合效应模型分析，P<0.05为显著差异标准，事后检验用Tukey或Dunnett校正。

研究结果

IVSA acquisition（IVSA获得）

经17个连续2 h FR1海洛因（20 μg/kg/infusion）会话，双因素重复测量ANOVA显示性别主效应边缘显著、会话主效应显著、性别×会话交互作用显著。Tukey事后检验确认第13–17会话雌性大鼠获得的灌注（infusion）次数显著多于雄性。药物关联杠杆按压占总反应百分比随会话显著升高，两性无显著差异。表明雌性HS大鼠在海洛因IVSA获得后期即表现出更高的自身给药量。

IVSA fixed ratio dose-substitution（固定比率剂量替代）

FR1程序下分别测试三种阿片类药物的多剂量替代，两因素ANOVA显示剂量主效应及各药性别主效应均显著，交互不显著。雌性大鼠总体获得更多灌注次数；Tukey检验确认雌性在海洛因60–120 μg/kg/infusion、羟考酮60–300 μg/kg/infusion及芬太尼2.5–5.0 μg/kg/infusion（含芬太尼0 μg/kg/infusion对照）条件下获得显著多于雄性。表明在典型倒U形剂量—效应函数上，雌性HS大鼠在FR1下普遍表现出更高的阿片类药物自身给药。

IVSA progressive ratio dose-substitution（递进比率剂量替代）

PR程序下分析突破点（final ratio completed），羟考酮与芬太尼的性别主效应显著，海洛因不显著。Tukey检验显示雌性在羟考酮30和150 μg/kg/infusion及芬太尼0.625和2.5 μg/kg/infusion剂量下突破点显著高于雄性，提示雌性对部分阿片类药物表现更强的觅药动机（incentive motivation）。

Nociception（抗伤害感受/镇痛测试）

皮下注射海洛因后测52℃水甩尾潜伏期，两因素ANOVA显示性别主效应显著（雄性稍敏感）、剂量主效应显著，交互不显著；Tukey检验各单剂量雌雄间无显著差异，但两性各时点均较vehicle显著延长。结合雌性累计阿片暴露更高，提示雌性可能因更高累积自身给药产生了更大耐受，表现为相对抗伤害感受效应减弱趋势。

Antagonist challenge（拮抗剂激发）

预先腹腔注射纳洛酮（0–2.0 mg/kg）后行FR1海洛因IVSA，混合效应模型显示预处理主效应及性别主效应显著，雌性在各剂量（除0.3 mg/kg外）获得的灌注数显著多于雄性；较高剂量纳洛酮使雄性灌注数增加（拮抗引起的补偿性增高）。表明雌性阿片类药物寻求行为受拮抗剂扰动较小。

讨论与结论翻译

本研究表明，当以20 μg/kg/infusion海洛因在2 h会话FR1程序下训练时，雌性HS大鼠自身给药的海洛因量高于雄性；该性别差异在FR1不同阿片剂量替代及PR程序（羟考酮与芬太尼突破点更高）中持续存在。雄性在非偶联海洛因抗伤害感受测试中稍敏感，可能与雌性因更高累积阿片暴露诱发更强耐受有关；雌性IVSA受纳洛酮预处理影响也较小。结果与部分先前Wistar大鼠研究一致，但与另一项使用较短获得期（10个会话）HS大鼠未检出性别差异的报告不同，提示性别差异可能在获得后期（>10会话）才显现。研究警示阿片类IVSA大鼠模型中性别差异的有无受多种情境因素影响，不宜仅凭单一模型做过度推广。

结论（原文翻译）：

从遗传多样性群体中随机选取的雌性大鼠，其阿片类药物自身给药速率高于雄性同类。