《Neuropharmacology》：Incubation of oxycodone craving is associated with CP-AMPAR upregulation in D1 and A2a receptor-expressing medium spiny neurons in nucleus accumbens core and shell
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氧化可酮戒断后渴望的突触机制研究：CP-AMPARs在伏隔核D1和A2a中型棘突神经元中的动态上调及其对渴望表达的影响
金伯利·A·芒特（Kimberley A. Mount）| 海莉·M·库恩（Hayley M. Kuhn）| 惠英黄（Eun-Kyung Hwang）| 玛德琳·M·博特勒（Madelyn M. Beutler）| 玛丽娜·E·沃尔夫（Marina E. Wolf）
俄勒冈健康与科学大学行为神经科学系，波特兰，OR 97239
摘要
治疗阿片类药物使用障碍的一个主要问题是，在长期戒断后仍存在强烈的渴望。这一现象已在啮齿动物中通过“渴望 incubation”模型得到验证：在戒除药物自我给药的前几周内，由线索引发的觅药行为会增加，随后会持续较长时间。已有研究表明，这种渴望的 incubation 适用于多种阿片类药物（包括羟考酮），但对其背后的突触可塑性知之甚少。相比之下，已知可卡因和甲基苯丙胺引起的渴望 incubation 是由于纹状体伏隔核（NAc）中的谷氨酸突触通过钙通透性 AMPAR（CP-AMPAR）的增强而实现的。与在未接触过药物的动物中起兴奋性传递作用的非钙通透性 AMPAR 相比，CP-AMPAR 具有更高的电导率，并具有其他独特特性。在本研究中，我们利用雄性和雌性野生型及转基因大鼠，探讨了在强制戒除羟考酮或生理盐水自我给药后，NAc 核心和壳层区域中 MSN（中等棘状神经元）的 AMPAR 传递情况。在戒断初期（第1-2天），无论是 D1 还是 A2a（D2）受体表达的 MSN 中均未检测到 CP-AMPAR 的上调。当 incubation 进入稳定阶段（第17-33天）后，两种类型的 MSN 中的 CP-AMPAR 都出现了升高。这些结果解释了先前研究中的发现：将选择性 CP-AMPAR 抗剂注入 NAc 核心或壳层可以阻止羟考酮渴望的 incubation。然而，CP-AMPAR 在两种 MSN 类型中的上调情况与可卡因和甲基苯丙胺诱导的渴望 incubation 不同。我们的研究表明，CP-AMPAR 上调在精神刺激剂和羟考酮引起的渴望 incubation 中起着共同作用，尽管在不同 MSN 类型中的具体机制存在差异。
引言
在阿片类药物使用障碍患者中，强烈的渴望与复发的可能性密切相关（Lueptow 等，2020年），并且这种复发的脆弱性在长期戒断期间仍然存在（Sinha，2011年）。为了研究长期戒断期间维持阿片类药物渴望的机制，我们采用了“渴望 incubation”模型：在该模型中，由线索引发的觅药行为在戒断初期逐渐增加，随后会持续数周甚至数月。该模型已在多种滥用药物（包括兴奋剂、尼古丁和阿片类药物）的强制戒断过程中得到验证（Chow 等，2025年；Pickens 等，2011年），同时也适用于通过选择药物或非药物奖励或药物与惩罚相结合实现的自愿戒断情况（Chow 等，2025年；Fredriksson 等，2021b年）。在人类中，也发现了类似现象，涉及可卡因、甲基苯丙胺、尼古丁和酒精的戒断过程（Bedi 等，2011年；Li 等，2015a年；Li 等，2016年；Parvaz 等，2016年；Wang 等，2013年；Zhao 等，2021年）。然而，尚未针对阿片类药物进行类似的研究（Chow 等，2025年）。尽管机制可能有所不同，但戒断期间渴望的持续存在（即 incubation 模型的平台期）适用于所有药物。该模型关注由线索引发的渴望，具有重要的临床意义：戒断的阿片类药物使用者对与阿片类药物相关的刺激表现出强烈的动机偏向（MacLean 等，2018年），这种偏向可预测海洛因的复发（Marissen 等，2006年），并且与渴望程度相关（Field 等，2009年）。
羟考酮是一种容易滥用的处方阿片类药物，其在阿片类药物流行病的初期起到了重要作用（Kibaly 等，2021年）。无论是强制戒断还是自愿戒断，大鼠中的羟考酮渴望 incubation 都已被证实（Chow 等，2025年）。鉴于这两种情况下可能涉及不同的机制（Fredriksson 等，2023年），并且我们的研究采用强制戒断方法，因此我们将重点关注这方面的研究。此类研究发现了羟考酮寻求行为在多个脑区的适应性变化（Alonso-Caraballo 等，2024年；Blackwood 等，2019a年；Blackwood 等，2019b年；Bossert 等，2019年；Salisbury 等，2020年），并证实了眶额皮层到背侧纹状体回路的关键作用（Altshuler 等，2021b年；Lin 等，2024年；Olaniran 等，2023年）。我们的工作探讨了伏隔核（NAc）中的兴奋性突触传递在羟考酮渴望 incubation 中的作用。NAc 是驱动行为的关键区域，与消退-再诱导模型中的阿片类药物寻求行为以及阿片类药物条件性位置偏好（CPP）相关（Hearing，2019年；Hearing 等，2018年；Heinsbroek 等，2021年；Reiner 等，2019年）。此外，对戒断的阿片类药物使用者的临床研究表明 NAc 的重要作用（Ieong 和 Yuan，2017年；Welsch 等，2020年）。例如，戒断的海洛因使用者表现出 NAc 静息状态连接性的改变，且这种改变与戒断时间有关（Zou 等，2015年）。在一项 fMRI 研究中，接受美沙酮维持治疗的海洛因依赖者在接下来的3个月内复发的患者中，海洛因线索引发了更强的渴望，这与 NAc 的更大激活程度相关（Li 等，2015b年）。
AMPAR 是中等棘状神经元（MSN）的主要兴奋性驱动来源，而 MSN 是 NAc 的主要神经元（Hu 和 White，1996年；Pennartz 等，1990年）。在未接触过药物的鼠类的 NAc MSN 中，几乎所有 AMPAR 都含有 GluA2 亚单位，因此是钙不可通透的 CI-AMPAR（Conrad 等，2008年；Kourrich 等，2007年）。缺乏 GluA2 亚单位的 AMPAR（CP-AMPAR）具有更高的电导率，因此能增强突触功能（Isaac 等，2007年）。CP-AMPAR 还影响后续的可塑性变化（例如 Mameli 等，2011年）。因此，CP-AMPAR 的可塑性具有重要的功能意义。对于可卡因和甲基苯丙胺等精神刺激剂，渴望 incubation 最终依赖于 NAc MSN 突触中 CP-AMPAR 的上调（Wolf，2025年）（见讨论部分）。
我们之前发现，将选择性 CP-AMPAR 抗剂注入 NAc 核心或壳层可以在强制戒断 15-30天后阻止羟考酮渴望的 incubation，但在早期戒断阶段对觅药行为没有影响，这表明 CP-AMPAR 是随着戒断时间的延长而逐渐积累的（Wong 等，2022年）。本研究的目的是利用电生理方法明确检测羟考酮渴望 incubation 期间 NAc 中 CP-AMPAR 的可塑性。首先，在未鉴定的 MSN 的记录中，我们发现羟考酮 incubation 后核心和壳层 MSN 的兴奋性突触中 CP-AMPAR 上调，这与精神刺激剂的研究结果一致。然后，利用转基因大鼠，我们发现在羟考酮 incubation 后，多巴胺 D1 受体表达的 MSN（D1 MSN）和腺苷 2a 受体表达的 MSN（A2a MSN；A2a 和 D2 受体在 MSN 中共存）中 CP-AMPAR 上调，而在早期戒断阶段则没有这种现象。这与可卡因和甲基苯丙胺的 incubation 不同，后者的 CP-AMPAR 上调仅限于 D1 MSN（见讨论部分）。结合我们的行为结果（Wong 等，2022年），这些数据表明 NAc 核心和壳层中 CP-AMPAR 的积累是时间依赖性的，并且是羟考酮渴望 incubation 发生的必要条件。
实验对象
实验对象为成年雄性（250-275 克）和雌性（225-250 克）野生型大鼠或转基因（TG）Long Evans 大鼠（实验开始时约8-10周龄）。转基因品系的来源为 Rat Resource & Research Center（RRRC），野生型品系的来源为 Charles River（Crl:LE，品系 006）。部分实验用野生型大鼠直接来自 Charles River。为了区分表达 D1 和 D2 受体的 MSN，我们使用了通过 CRISPR-Cas9 基因编辑技术生成的敲入大鼠品系。
羟考酮自我给药与渴望 incubation
野生型 Long-Evans 大鼠通过鼻部触碰进行自我给药：生理盐水（15只大鼠；9只雄性，6只雌性）或羟考酮（58只大鼠；36只雄性，22只雌性）（每天6次，持续10天；每次给药都伴随一个光刺激）（图1A）。我们首先使用混合效应方差分析（ANOVA）分析了自我给药过程中的鼻部触碰次数，其中处理因素为羟考酮或生理盐水，孔洞状态（活跃或非活跃）为受试者内因素，会话（1-10次）为重复测量因素。ANOVA 的结果表明……
讨论
我们首次发现，在羟考酮渴望 incubation 期间，CP-AMPAR 在 NAc 核心和壳层的 D1 和 A2a MSN 的兴奋性突触中积累，即 AD1-2 期的 CP-AMPAR 水平较低，而在 AD17-33 期显著升高。这些发现解释了将 CP-AMPAR 抗剂 Naspm 注入 NAc 核心或壳层能够阻止羟考酮渴望 incubation 的原因（Wong 等，2022年）。这与精神刺激剂引起的渴望 incubation 不同，在后者中 CP-AMPAR 在整个 NAc 中都上调。
作者贡献声明
金伯利·A·芒特（Kimberley A Mount）：撰写初稿、数据可视化、方法设计、实验实施、数据分析、概念构建。海莉·M·库恩（Hayley M Kuhn）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、实验实施、数据分析。惠英黄（Eun-Kyung Hwang）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、实验实施、数据分析。玛德琳·M·博特勒（Madelyn M Beutler）：实验实施。玛丽娜·E·沃尔夫（Marina E Wolf）：撰写、审稿与编辑、数据可视化、项目监督、方法设计、资金申请、概念构建。
数据和材料获取
所有数据均可在正文或补充材料中找到。
利益冲突声明
作为编辑委员会成员，玛丽娜·沃尔夫未参与本文的同行评审，也不了解其评审过程的相关信息。本文的编辑工作由另一位期刊编辑负责。除此之外，作者们没有其他需要披露的内容。
写作过程中使用的人工智能和人工智能辅助技术声明
作者们未使用任何人工智能技术。
资助
本项工作得到了美国国立卫生研究院（National Institute of Health）的 DA059601 资助（MEW），美国国家科学基金会（NSF）的博士前奖学金（KAM），以及 ARCS 基金会（ARCS Foundation）对 KAM 和 HMK 的资助。同时，我们也感谢 Rat Resource & Research Center 提供的 P40OD011062 资助。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢 Alana Moutier 和 Jonathan Funke 在药物自我给药实验中的帮助。
