停用之后,旧线索为何更容易牵动寻药行为?
小鼠研究发现,曾参与可卡因经历的伏隔核细胞群,在戒断后更易兴奋。Kir2.1相关电流的变化,将细胞反应性与线索诱发的寻药行为联系起来。
一段经历已经过去,与它相关的线索却可能越来越有吸引力。药物成瘾研究中,这种停用一段时间后线索诱发寻药增强的现象,被称为渴求孵育。2022年12月8日发表于 Molecular Psychiatry 的小鼠研究,把视线从整个脑区缩小到曾参与可卡因经历的一群细胞:伏隔核壳区NAcSh中的相关细胞群。它们在线索面前更容易被重新唤起,膜兴奋性也随戒断阶段变化。参与维持细胞电活动的Kir2.1通道,为这段从过去经历到后来行为的联系提供了机制线索。
可卡因经历相关的NAcSh细胞群在戒断30天时兴奋性较高,Kir2.1相关内向整流电流较弱。增强相关通道功能可降低该群体反应性与寻药行为,降低其功能则使增强的寻药更早出现。
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同样的线索,隔一段时间反应更强
研究通过线索相关的主动探鼻行为观察寻药。与戒断较早阶段相比,戒断30天时行为更强,与可卡因经历相关的NAcSh细胞群也有更高的再激活比例。被最初标记的细胞总数相近,变化主要体现在它们后来怎样被调动。
相关细胞的群体钙事件发生得更频繁,但单次主动探鼻前后钙峰的比较,并未显示显著的戒断阶段交互。再激活细胞所占比例与寻药增强相关,单看活动标记总数却没有同样的显著关联。哪些细胞参与,比一个整体数量更能提供线索。
来源:He G et al. · Molecular psychiatry · CC BY
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改变旧经历细胞群,后来行为也改变
研究进一步降低这些经历相关细胞的活动,较晚戒断阶段的主动探鼻随之减少。相反,抑制由中性环境经历标记的对照细胞群,没有显著改变对应的活动或寻药比较。这使结果指向特定经历相关群体,而非随意一群伏隔核细胞。
在改变环境、减少原有药物相关线索的条件中,增强相关细胞群活动又促进了寻药响应。这些结果让群体活动与行为建立了功能联系,但探鼻仍是动物行为读出;它既涉及先前学习,也未直接量到人类主观感受到的渴求。
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变化带有阶段性,也带有群体差别
在膜电活动比较中,戒断30天的经历相关细胞,对输入更容易产生放电,触发放电所需的电流较低,输入电阻较高。相邻未被标记的细胞没有呈现相同的阶段变化;盐水经历相关群体的对照中,也未见对应的显著变化。
不过这种兴奋性升高并非一路持续增加。到戒断90天时,多项膜性质回到了接近早期阶段的水平。这是一幅随时间变化的细胞图景,而非永久上升的曲线;膜性质恢复也尚不足以说明动物的相关记忆或成瘾风险已经消失。
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Kir2.1相关变化,藏在群体内部
为什么这群细胞更容易响应?研究比较了与群体相关的RNA,发现包括Kcnj2在内的分子线索发生变化。Kcnj2编码Kir2.1通道,参与形成内向整流钾电流,与神经元膜的反应性有关。
这一变化在整个NAcSh的混合样本中并未同样显著出现,盐水经历相关群体也没有对应的显著降低。细胞群选择因此很关键:混在一起看,可能淡化与特定经历有关的分子差别。与此同时,其他分子也有变化,Kir2.1并不是所有适应过程的唯一候选。
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膜上的电流,为反应性提供另一层解释
电活动结果进一步显示,戒断30天时,相关细胞群的内向整流电流减弱,其中对Kir2.1相关阻断敏感的电流成分也较小。相邻非群体细胞的相应比较未见显著变化,分离后的残余成分也没有显著组间差异。
RNA、膜电流与放电反应性,由此在同一研究问题上相互呼应。它们覆盖不同层次:分子读出提示候选,电流解释膜功能的一部分,行为则反映系统输出。要判断这条联系是否参与寻药,还需要看有针对性的功能变化能否同时影响细胞和行为。
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把反应性拉低,寻药也减弱
增强经历相关细胞群中的Kir2.1相关功能后,内向整流电流和放电阈电流增加,细胞更不容易被输入激发;输入电阻和再激活比例降低,较晚阶段的主动寻药也减少。细胞与行为两个层次,出现了相互一致的变化方向。
这些结果支持通道相关的膜适应参与行为增强,但并未把原有经历从脑中抹除。细胞仍属于一个更大的网络,来自其他区域的输入、局部连接和既往学习,都可能共同决定线索出现时的响应。
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旧经历的影响,会随着细胞状态而改变
在相反方向的功能比较中,降低Kir2.1相关功能使细胞更易兴奋,戒断较早阶段就出现更强的群体再激活与寻药行为。这进一步支持膜反应性参与了线索作用随时间增强的过程,而非只在行为发生后被动变化。
这项小鼠研究把特定经历细胞群的膜状态,与后来的线索诱发行为联系起来。增强的关联记忆与渴求各占多大作用、上游信号如何改变通道功能,仍待进一步区分。研究为成瘾的细胞适应提供了机制线索,人类治疗效果尚未由此建立。
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