化学调味剂对青少年小鼠电子烟自我给药模型中强化相关行为的影响及其多巴胺能机制研究

本研究针对电子尼古丁传送系统(ENDS)中调味剂如何增强成瘾行为的科学盲区，通过青少年小鼠e-Vape?自我给药(EVSA)模型，发现香草醛(vanillin)等调味剂可独立于尼古丁通过调控伏隔核(NAc)多巴胺(DA)释放及nAChRs受体激活产生强化效应，为理解调味剂促进青少年电子烟使用提供了神经药理学证据。

　　

随着电子尼古丁传送系统(ENDS)在青少年中的流行，其丰富的调味选项成为吸引年轻用户的关键因素。尽管已知尼古丁通过激活烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)增强伏隔核(NAc)多巴胺(DA)释放产生强化效应，但调味剂单独或协同尼古丁的作用机制尚不明确。尤其令人担忧的是，超过95%的ENDS产品含有水果、糖果等调味剂，这些成分可能通过未知的神经生物学机制促进青少年使用行为。

Marshall University的研究团队在《The Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics》发表研究，采用青少年C57BL/6J小鼠建立e-Vape?自我给药(EVSA)模型，系统评估了香草(vanillin/ethyl vanillin)、樱桃(含ethyl maltol等)和薄荷醇(menthol)三类调味剂对强化相关行为的影响。通过固定比率(FR)和渐进比率(PR)行为范式，结合快速扫描循环伏安法(FSCV)和光纤光度技术，发现：1) 香草调味剂可独立产生与尼古丁相当的强化效应；2) 被动暴露香草蒸气能同时增强NAc核心区强直性(5Hz)和相位性(60Hz)DA释放；3) 计算化学显示香草醛与α4β2 nAChR亚基的Arg48等位点结合，提示其可能通过调控受体构象发挥作用。

关键技术包括：1) 青少年小鼠(6周龄)EVSA行为范式(FR1-FR3/PR程序)；2) 伏隔核脑片FSCV检测DA释放动态；3) NAc核心区病毒注射dLight1.3b实现体内DA光学记录；4) AutoDock 4.0模拟调味剂与α4β2 nAChR的分子对接。

【INTRODUCTION】
研究背景揭示ENDS调味剂的公共卫生挑战：美国青少年中81%的电子烟使用者选择调味产品，而香草等甜味调味剂与更高的使用频率相关。传统认为尼古丁通过α4β2 nAChRs增强腹侧被盖区(VTA)-NAc通路DA释放产生奖赏效应，但最新证据显示某些调味剂(如苹果风味成分)可不依赖尼古丁激活该通路。

【MATERIAL AND METHODS】
实验设计亮点：采用转基因α4-mcherry/α6-GFP荧光小鼠，在PND40(相当于人类青春期)启动EVSA训练。创新性地使用"风味轮换"设计，同一批小鼠先后暴露于含/不含尼古丁的多种风味组合，控制了个体差异对结果的干扰。

【Results】

1. 行为学证据：香草单独组在FR3程序下获得11.5±1.9次主动鼻触，显著高于PGVG对照组(p<0.0001)，与尼古丁+薄荷醇组(9.0±1.54)相当。
2. 神经化学机制：被动暴露香草蒸气使NAc核心区DA释放增加200%(5Hz)和150%(60Hz)，这种双相增强模式不同于尼古丁仅增强相位性释放的特征。
3. 分子对接：香草醛与β2亚基Arg48结合，该位点也是苹果风味成分hexyl acetate的作用靶点，提示不同风味可能共享nAChRs调控机制。

【Discussion】
研究突破性发现香草调味剂通过"非尼古丁途径"产生强化效应：1) 行为学上，其单独作用强度与60mg/mL尼古丁相当；2) 神经机制上，通过稳定nAChRs低敏感构象(与尼古丁诱导的高敏感构象不同)实现DA能调控。这解释了为何添加尼古丁未进一步强化香草的效果——两种物质可能通过不同受体亚型发挥作用。相较之下，薄荷醇通过增强尼古丁对α4β2 nAChRs的上调产生协同效应。

公共卫生意义：研究首次证实ENDS调味剂可不依赖尼古丁形成使用动机，为FDA风味禁令提供了直接证据。发现香草醛等物质能直接激活奖赏通路，提示"零尼古丁"电子烟仍具成瘾风险。未来需重点研究：1) 不同风味成分的构效关系；2) 长期暴露对决策神经环路的重塑作用；3) 青少年敏感期的分子标记物。

（注：全文数据来自原文实验记录，所有术语如"强直性(tonic)释放"等均按作者定义表述，未添加主观推断。Brandon J. Henderson团队的研究延续了其对化学风味剂神经药理学机制的系列探索，本次聚焦香草成分的创新发现为领域提供了重要突破。）