CRF神经元中Hcrt受体信号传导对酒精摄入和焦虑行为的性别特异性调控及其BNST兴奋性机制

【字体: 时间:2025年09月21日 来源:Biological Psychiatry Global Open Science 4.0

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  本研究针对酒精使用障碍(AUD)中性别差异显著的负性情感状态与复发机制,通过CRF神经元特异性敲除HcrtR1和/或HcrtR2受体,结合行为学与电生理技术,揭示HcrtR1缺失显著降低酒精摄入并性别特异性调控BNST兴奋性,双受体敲除则呈现性别依赖性饮酒行为逆转及戒断期焦虑缓解。该研究为开发性别特异性AUD靶向疗法提供了重要理论依据。

  

酒精使用障碍(Alcohol Use Disorder, AUD)作为一种慢性复发性脑病,其特征不仅包括强迫性饮酒行为,更伴随着戒断期间显著的负性情感状态——这种情绪障碍与觉醒系统功能失调密切相关,构成了成瘾循环维持的关键病理基础。近年来,下丘脑泌素(Hypocretin/Orexin, Hcrt)神经肽系统作为觉醒调控的核心枢纽,与应激相关的促肾上腺皮质激素释放因子(Corticotropin-Releasing Factor, CRF)系统在终纹床核(Bed Nucleus of the Stria Terminalis, BNST)区域的交互作用逐渐成为研究热点。然而,这种交互是否存在性别特异性差异?其通过何种受体亚型介导?又如何影响BNST神经元的兴奋性?这些问题成为揭示AUD性别差异机制的关键。

为深入探究CRF神经元中Hcrt受体信号对酒精饮用行为与焦虑状态的调控机制,斯坦福大学医学院精神病学与行为科学系的Yihe Ma、Haniyyah Sardar等研究人员开展了一项综合性研究。他们通过构建CRF神经元特异性敲除HcrtR1和/或HcrtR2受体的小鼠模型,结合长达8周的双瓶选择间歇性饮酒(Two-Bottle Choice Intermittent Access, 2BC IA)行为学范式、高架十字迷宫(Elevated Plus Maze, EPM)和开放场地(Open Field Test, OFT)焦虑测试,以及脑片膜片钳记录技术,系统揭示了Hcrt受体信号在CRF神经元中对酒精摄入、焦虑样行为和BNST兴奋性的性别特异性调控作用。该研究近期发表在《Biological Psychiatry Global Open Science》期刊,为理解AUD的性别差异机制提供了新的神经环路解释。

研究采用的关键技术方法主要包括:利用Cre-loxP系统构建CRF神经元特异性HcrtR1和HcrtR2单敲除及双敲除小鼠模型;通过RNAscope荧光原位杂交技术验证BNST区域CRF神经元中受体敲除效率;采用双瓶选择间歇性饮酒范式进行长期酒精摄入监测;使用高架十字迷宫、开放场地测试和新奇抑制喂食实验(Novelty-Suppressed Feeding Test, NSFT)评估焦虑样行为;通过急性脑片膜片钳技术记录BNST神经元的固有兴奋性和自发突触活动。

HcrtR1缺失显著降低酒精摄入并产生性别特异性BNST兴奋性改变

研究人员发现,CRF特异性HcrtR1敲除(CRFHcrtR1-KO)小鼠的酒精摄入量显著降低,且表现出性别特异性的BNST兴奋性改变。在酒精经验小鼠中,雄性CRFHcrtR1-KO小鼠的BNST神经元诱发放电频率显著增加,而雌性小鼠在酒精 na?ve状态下即表现出BNST CRF神经元的自发兴奋性突触后电流(sEPSCs)振幅和频率增强。这些结果表明HcrtR1信号通过性别特异性机制调控BNST兴奋性。

HcrtR2缺失产生雄性特异性抗焦虑效应

与HcrtR1不同,CRF特异性HcrtR2敲除(CRFHcrtR2-KO)虽不影响酒精摄入,但能显著降低雄性小鼠的基线焦虑样行为。在开放场地测试中,雄性CRFHcrtR2-KO小鼠表现出中心区域停留时间增加,且BNST神经元兴奋性在酒精 na?ve雄性小鼠中增强。这表明HcrtR2信号主要参与焦虑调控的雄性特异性机制。

双受体敲除呈现性别依赖性饮酒行为逆转及焦虑缓解

最引人注目的发现来自双受体敲除(CRFHcrtR1&R2-KO)小鼠。与单敲除不同,双敲除导致雄性小鼠酒精摄入降低而雌性小鼠摄入增加,呈现出显著的性别×基因型交互作用。在 protracted withdrawal(长期戒断)阶段,双敲除小鼠在高架十字迷宫、开放场地测试和新奇抑制喂食实验中均表现出焦虑样行为减少,且BNST神经元诱发放电频率显著降低。这表明HcrtR1和HcrtR2在CRF神经元中通过协同作用调控戒断期情感状态。

研究结论与讨论部分指出,Hcrt系统通过CRF神经元差异性调控AUD相关行为:HcrtR1信号主要驱动过度酒精摄入,而HcrtR2信号更参与焦虑调控;两种受体通过互补和补偿机制共同维持BNST兴奋性状态;这些调控作用均表现出显著的性别依赖性。该发现的重要意义在于:首先,揭示了Hcrt-CRF系统交互作用在AUD中的性别差异机制,为解释临床AUD性别差异提供了神经环路基础;其次,明确了HcrtR1和HcrtR2在成瘾行为中的分工与协作,为开发受体亚型特异性治疗策略指明方向;最后,证实了BNST兴奋性状态作为AUD治疗潜在靶标的可行性,特别是针对戒断期负性情感状态的干预。这些发现强调未来AUD治疗策略需考虑性别特异性方法,靶向Hcrt系统可能通过调节BNSTCRF神经元活动缓解戒断期负性情感反应。

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