丘脑下内侧核（Sub）及其与眶额皮层（OFC）的相互作用在羟考酮（oxycodone）渴求孵育中的角色

《Neuropsychopharmacology》：Role of submedius thalamus and its interaction with orbitofrontal cortex in incubation of oxycodone craving

　　

阿片类成瘾治疗中的主要障碍是戒断期内的复吸。在大鼠模型中，羟考酮（oxycodone）寻求行为在戒断期内逐渐增强，且眶额皮层（orbitofrontal cortex, OFC）对该"渴求孵育（incubation of drug craving）"现象至关重要。本研究以雄性Sprague-Dawley大鼠为对象，探讨了丘脑下内侧核（nucleus submedius thalamus, Sub）及其与OFC的互返性连接在此孵育过程中的作用。首先，研究人员采用药物失活（pharmacological inactivation）方法考察了Sub在羟考酮渴求孵育中的因果作用。其次，结合荧光标记霍乱毒素B亚基（fluorescence-conjugated cholera toxin subunit b, CTb，逆行示踪剂）与Fos（神经元活动标志物）免疫组化，评估戒断第15天（abstinence day 15, AD15）孵育态羟考酮寻求是否与Sub?OFC投射的激活相关联。随后，通过解剖学断开（anatomical disconnection）程序考察Sub与OFC相互作用在孵育态羟考酮寻求中的因果作用。此外，研究人员还检测了单侧Sub失活对AD15羟考酮寻求的影响，以及AD1（非孵育态）时Sub与OFC对侧断开对羟考酮寻求的作用。结果显示：双侧Sub失活选择性降低AD15而非AD1的羟考酮寻求；孵育态寻求与Sub→OFC及OFC→Sub投射的共同激活相关；Sub与OFC的对侧及同侧断开均降低孵育态羟考酮寻求；单侧Sub失活不影响总反应数但影响试次内应答模式；AD1时Sub-OFC对侧断开无效应。综上，结果表明Sub及其与OFC的相互作用在羟考酮渴求孵育中发挥新颖且时间依赖性的关键作用。

论文解读：丘脑下内侧核（Sub）及其与眶额皮层（OFC）相互作用在羟考酮渴求孵育中的角色

本文发表于Neuropsychopharmacology。

研究背景

羟考酮（oxycodone）是常用处方阿片类药物，戒断后渴求进行性增强并长期维持的现象被称为药物渴求孵育（incubation of drug craving），是促成复吸的核心因素。既往研究表明强迫戒断（forced abstinence）后羟考酮渴求孵育的关键神经基质为眶额皮层（orbitofrontal cortex, OFC）。OFC与多个皮层及皮层下结构形成互返性连接（reciprocal connections），其中OFC?基底外侧杏仁核（basolateral amygdala, BLA）及OFC→背侧纹状体（dorsal striatum, DS）在可卡因或羟考酮复吸/孵育中的作用已有报道。然而，丘脑皮层投射特别是丘脑下内侧核（nucleus submedius thalamus, Sub，亦称nucleus submedius of thalamus）及其与OFC互返性连接在药物复吸及药物成瘾模型中的作用尚属未知。Sub是丘脑中了解较少的区域，已被证实与OFC存在互返性连接，且在伤害性信息传递及线索灵活更新中有作用，但其是否参与药物渴求孵育未见探索。因此，本研究旨在明确Sub及Sub?OFC环路在雄性大鼠羟考酮渴求孵育中的因果作用及时间特异性。

关键技术方法概述

研究人员采用雄性Sprague-Dawley大鼠（n=171，最终纳入统计分析者剔除导管不通、健康异常、脑定位偏差等），建立羟考酮（0.1 mg/kg/infusion）自身给药（self-administration，每日6 h×10 d）及强迫戒断模型，于戒断第1天（AD1，非孵育态）和第15天（AD15，孵育态峰值）进行线索诱发羟考酮寻求测试（seeking test，无药物递送，2 h）。主要技术手段包括：（1）双侧/单侧Sub内给予GABA_A和GABA_B受体激动剂——muscimol+baclofen进行药理学失活；（2）OFC注射CTb-555、对侧Sub注射CTb-647逆行示踪，结合Fos免疫组化检测Sub→OFC及OFC→Sub投射神经元在寻求后的激活情况；（3）OFC与Sub分别植入单侧导套管，行对侧（contralateral）或同侧（ipsilateral）解剖学断开（即两侧分别给予muscimol+baclofen失活）以破坏Sub?OFC环路交互；（4）食物自身给药对照实验排除运动缺陷干扰。

研究结果

Experiment 1: the causal role of Sub in incubation of oxycodone craving（Sub在羟考酮渴求孵育中的因果作用）

研究人员在AD15和AD1测试前15 min向Sub双侧注射vehicle或muscimol+baclofen（3+20 ng/0.3 μl/侧）。结果显示：AD15时双侧Sub失活显著减少活性踏板按压（active lever presses），对无效踏板（inactive lever）无影响，且不损害食物自身给药；AD1时双侧Sub失活对羟考酮寻求无影响。结论：Sub参与羟考酮渴求孵育过程且具有时间依赖性，仅作用于已孵育（AD15）的寻求行为。

Experiment 2: activation of OFC→Sub and Sub→OFC projections associated with oxycodone seeking on AD15（AD15羟考酮寻求伴随OFC→Sub及Sub→OFC投射的激活）

研究人员于OFC注射CTb-555、对侧Sub注射CTb-647，AD15进行寻求测试（Seeking test组）或与居家笼未测试鼠（No test组）比较。结果显示：AD15寻求测试中，Sub内被CTb标记的Sub→OFC投射神经元及OFC内被CTb标记的OFC→Sub投射神经元中Fos⁺双标细胞数和双标百分比均显著高于No test组；Sub→OFC为同侧投射，OFC→Sub为双侧投射但以同侧为主。结论：孵育态羟考酮寻求与Sub?OFC互返性连接神经元活动升高密切相关。

Experiment 3: effect of contralateral and ipsilateral disconnection of Sub and OFC on oxycodone seeking on AD15（AD15时Sub与OFC对侧及同侧断开对羟考酮寻求的影响）

研究人员分别对OFC（50+50 ng/0.5 μl/侧）和Sub（3+20 ng/0.3 μl/侧）行对侧或同侧muscimol+baclofen注射。结果显示：无论对侧还是同侧断开Sub?OFC均显著降低AD15活性踏板按压，无效踏板无变化，且不损害食物自身给药。结论：Sub与OFC间的双边环路交互是孵育态羟考酮寻求所必需的。

Experiment 4: effect of unilateral inactivation of Sub on oxycodone seeking on AD15（AD15单侧Sub失活对羟考酮寻求的影响）

研究人员向单侧Sub注射muscimol+baclofen。结果显示：单侧Sub失活对2 h总活性踏板按压无显著影响，但在试次时间进程上，前30 min略有减少而后30 min反而增加（代偿性恢复），无效踏板无变化，且不损害食物自身给药。结论：单侧Sub活动对整体孵育态寻求非必需，可能短暂调制初期反应，完整对侧半球可代偿。

Experiment 5: effect of contralateral disconnection of Sub and OFC on oxycodone seeking on AD1（AD1时Sub与OFC对侧断开对羟考酮寻求的影响）

研究人员在AD1进行Sub-OFC对侧断开。结果显示：对侧断开对AD1羟考酮寻求无影响。结论：Sub?OFC环路相互作用特异地参与已孵育的羟考酮渴求，不参与非孵育的基础寻求。

讨论与结论总结

讨论中指出：（1）所有行为效应均经食物自身给药验证非运动缺陷所致；（2）Sub体积小药物可能扩散至邻近reuniens（Re）和rhomboid（Rh）核，但错靶注射无效应故主要归因于Sub；（3）对侧与同侧断开均抑制孵育态寻求不同于经典跨半球断开范式预期，结合单侧OFC及单侧Sub单独失活无总效应，提示需双侧Sub-OFC环路完整（含OFC→Sub双侧投射）方能支持孵育态寻求，这与本研究中OFC→Sub为双侧投射的解剖学发现一致；（4）AD1无效应受低基线（floor effect）及样本量限制解释需谨慎；（5）Fos仅在AD15检测，时间动态未明；（6）仅用雄性大鼠，雌性有待研究。

结论（翻译）

研究人员通过神经药理学手段结合逆行示踪证明，丘脑下内侧核（Sub）及Sub?OFC（眶额皮层）相互作用在羟考酮渴求孵育中发挥关键作用。上述发现拓展了先前关于OFC相关环路在药物复吸中作用的认识，并首次揭示Sub及Sub?OFC互返性连接在药物成瘾背景下的重要功能。