可卡因与酒精联合暴露对大鼠中脑边缘多巴胺通路肽/蛋白质表达谱的协同调控作用：基于MALDI成像质谱的创新研究

为解决多药滥用（尤其是可卡因与酒精联用）对神经系统的协同损伤机制这一科学难题，西班牙国立远程教育大学团队采用MALDI-TOF IMS技术，系统分析了中脑边缘通路5个关键脑区的肽/蛋白质表达谱。研究发现联合用药通过调控神经肽受体结合（如GABAA受体、阿片受体）和线粒体功能相关蛋白，产生显著区别于单一用药的协同效应，为多药成瘾的生物标志物发现提供了新视角。

　　

在物质成瘾研究领域，可卡因和酒精的联合使用是西方社会最常见的多药滥用模式之一。流行病学数据显示，高达74%的可卡因使用者会同时摄入酒精，这种组合不仅会形成具有神经活性的代谢产物乙烯可卡因（cocaethylene），还会显著增强欣快感和心血管风险。然而，现有研究多聚焦于单一药物作用，对两种物质协同作用的神经生物学机制知之甚少。特别是在中脑边缘多巴胺通路——这个调控奖赏和动机行为的核心神经环路中，肽类和蛋白质的时空动态变化仍是一片空白。

为破解这一难题，西班牙国立远程教育大学（UNED）心理学系的研究团队在《Neurochemistry International》发表了一项开创性研究。通过建立大鼠慢性静脉给药模型，结合基质辅助激光解吸电离成像质谱（MALDI-TOF IMS）这一革命性技术，首次绘制了可卡因与酒精联用对五个关键脑区（伏隔核NAc、背侧/腹侧海马DHipp/VHipp、前额叶皮层PFC和杏仁核Amy）蛋白质表达谱的影响图谱。

研究团队采用了三项关键技术：1）建立标准化的大鼠静脉给药系统，通过导管同步输注可卡因（0.5 mg/kg/次）和酒精（66 mg/kg/次），持续21天模拟人类多药滥用模式；2）应用高分辨率MALDI-TOF IMS技术（空间分辨率50 μm，检测范围2000-24000 Da），在保留组织空间信息的前提下获取蛋白质指纹图谱；3）采用SCiLS Lab软件进行生物信息学分析，结合ClueGO和Enrichr平台开展功能富集分析。

3.1 差异表达蛋白的鉴定

通过主成分分析发现，联合用药组与生理盐水组在所有脑区均呈现显著分离，其中杏仁核的差异最为突出。ANOVA鉴定出13个显著差异峰，对应12种肽/蛋白质，包括伏隔核中的ORF1蛋白（m/z 2346.056）和前脑啡肽原B（m/z 2533.146），杏仁核中的分泌素（m/z 15218.380）等。

3.2 联合用药的协同效应

与单一用药相比，可卡因+酒精组在五个脑区共产生112个差异表达蛋白（DEPs），其中杏仁核独占35个。功能富集显示这些蛋白主要参与神经肽信号通路（如阿片受体结合）和昼夜节律调控。值得注意的是，79%的DEPs表现为下调，包括GABA_A受体δ亚基和代谢型GABA_B受体β3亚基。

3.3 单一用药的对比分析

酒精单独作用主要影响杏仁核（6个DEPs），而可卡因单独作用更显著改变伏隔核（4个DEPs）。Venn分析揭示联合用药具有显著协同效应：58%的酒精相关DEPs和50%的可卡因相关DEPs在联合用药中也被调控。

3.4 功能通路解析

上调蛋白主要富集于线粒体膜相关功能（如细胞呼吸），而下调蛋白集中于质膜组分（如G蛋白偶联受体）。KEGG分析显示，吗啡成瘾通路和GABA能突触通路是受调控最显著的路径。

这项研究首次系统揭示了多药滥用对神经系统的"分子重塑"特征：1）证实可卡因与酒精联用会产生独特的蛋白质表达谱，而非简单叠加效应；2）发现杏仁核是药物协同作用最敏感的靶区；3）鉴定出GABA_A受体、前脑啡肽原等关键分子靶点。这些发现不仅为理解多药成瘾的神经生物学基础提供了新视角，更重要的是为开发针对特定蛋白标志物的精准诊疗策略指明了方向。特别是发现的神经肽系统与线粒体功能双重调控机制，可能解释为何多药滥用者往往表现出更严重的戒断症状和更高复发率。该研究建立的MALDI-IMS技术框架，也为其他精神活性物质的神经毒性研究提供了可借鉴的方法学范式。