氯胺酮给药减少了条件性防御行为，并上调了与神经可塑性相关的蛋白质表达——基于一种涉及厌恶记忆再激活的扁形动物模型

《Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry》：Ketamine administration reduced conditioned defensive behaviour and upregulated protein expression associated with neuroplasticity in a planarian model of aversive memory reactivation

- 施用氯胺酮可减少褐涡虫（*Girardia dorotocephala*）在条件性厌恶记忆和学习模型中的防御行为
- 氯胺酮导致与突触可塑性和神经元生长相关的分子通路富集程度增加
- 这些发现显示了与哺乳动物模型中氯胺酮抗抑郁作用机制的相似性
- 这凸显了涡虫作为无脊椎动物模型的潜力，可用于研究进化保守的应激相关行为和记忆过程机制

**引言**

创伤后应激障碍（PTSD）是一种精神障碍，其特征是在经历创伤事件后，创伤性记忆的持续和不自主回忆，以及恐惧和回避反应的过度泛化（Bisson and Olff, 2021; Kessler et al., 2017; WHO, 2024; Yehuda et al., 2015）。世界卫生组织（WHO, 2024）估计，全球至少70%的人口在其一生中会经历创伤事件，其中约5.6%会进一步发展出PTSD。被诊断为PTSD的患者由于PTSD的侵入性和严重症状，面临较高的身心健康不佳和生活质量下降的风险，同时PTSD与多种其他精神障碍和躯体疾病（包括物质滥用、重度抑郁症和心肺疾病）的共病率也相应增加（Bisson and Olff, 2021; Howlett and Stein, 2016; Kessler et al., 2017; WHO, 2024）。

目前PTSD的一线治疗包括心理治疗，如创伤聚焦认知行为疗法（CBT）和暴露疗法，已获批的药物治疗主要是选择性5-羟色胺再摄取抑制剂（SSRIs）（Bisson and Olff, 2021; Kessler et al., 2017; Raut et al., 2022; WHO, 2024）。然而，这些治疗往往无法解决导致PTSD许多关键症状的恐惧记忆学习和消退过程中的潜在紊乱（Beckers and Kindt, 2017; Kida, 2019），多达33%的PTSD患者对现有治疗没有反应（Raut et al., 2022）。鉴于该疾病的高患病率及其特征性症状的严重性和负面影响，迫切需要针对这些潜在机制的有效治疗。

近年来，记忆再巩固过程已被突出为PTSD治疗的一个潜在靶点（Beckers and Kindt, 2017; Kida, 2019; Parsons and Ressler, 2013）。记忆再巩固是指记忆在被回忆后变得不稳定并易受修改的过程，从而导致记忆状态和强度的变化，使其成为治疗PTSD中顽固且强烈编码的恐惧记忆的潜在途径（Beckers and Kindt, 2017; Kida, 2019; Nader, 2015; Nader et al., 2000）。导致这种不稳定的记忆回忆需要涉及突触和神经元结构重组的蛋白质合成，该过程由某些受体激活，如β-肾上腺素能和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体，并导致ERK/MAPK和哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）等重要信号级联的磷酸化（Coyner et al., 2014; Duvarci et al., 2005; Kida, 2019; Nader et al., 2000）。正是在这个回忆期间，添加外部因素，如呈现新信息或施用某些治疗药物，会导致更大的不稳定和记忆修改，从而增加将记忆再巩固作为治疗靶点的成功率（Ecker, 2015; Raut et al., 2022）。

氯胺酮是一种具有解离特性的非竞争性NMDA受体拮抗剂，其亚麻醉剂量在最近针对多种精神障碍的临床试验和护理环境中显示出巨大前景，包括难治性抑郁症（Hietamies et al., 2023; Li et al., 2016）、焦虑（Hietamies et al., 2023）和强迫症（Sharma et al., 2020），临床前和临床证据支持其作为PTSD治疗药物的潜力，特别是与现有心理治疗结合使用时（Choi et al., 2020; Feder et al., 2014; Philippens et al., 2021; Raut et al., 2022; Werle and Bertoglio, 2024）。氯胺酮还显示出对慢性应激的有益神经保护作用，加速恐惧记忆编码关键脑区中受损神经元的恢复，并减少这些脑区（包括杏仁核和海马）的应激反应（Choi et al., 2020; Duek et al., 2023; Krzystyniak et al., 2019; Raut et al., 2022）。尽管如此，氯胺酮减少厌恶记忆的精确作用机制仍然知之甚少（Philippens et al., 2021; Raut et al., 2022），临床前研究结果仍存在分歧，氯胺酮的效果在很大程度上取决于剂量、给药途径以及相对于记忆再激活的给药时间（Choi et al., 2020; Duek et al., 2023; Radford et al., 2018）。

使用高通量组学数据分析方法，如组学研究，是阐明氯胺酮作用机制及其对大脑和身体多系统影响的有力工具。此前利用蛋白质组学研究氯胺酮神经药理学效应的研究主要在啮齿动物上进行，并侧重于其抗抑郁作用（Moaddel et al., 2023; Weckmann et al., 2018）。Weckmann等人（2018）在小鼠上进行的蛋白质组学研究显示，NMDA受体的腐胺和丝氨酸-2调节因子显著上调，以及AMPA受体亚基Gria2（神经元树突棘生长和神经元通讯的重要调节因子）上调，而GABA受体蛋白水平下调，这与小鼠抑郁样行为的减少相关。Al Shweiki等人（2020）对s-氯胺酮给药后小鼠杏仁核和海马蛋白质组变化进行的探索性研究表明，谷氨酸信号、肌动蛋白成核和跨膜运输显著富集，这些在恐惧记忆处理和抗抑郁作用中起关键作用，特别是在杏仁核中（Al Shweiki et al., 2020）。在对难治性抑郁症患者进行的研究显示，氯胺酮输注后一段时间内，具有抗炎和抗抑郁特性的蛋白上调，以及神经元可塑性的调节（Moaddel et al., 2023; Zhou et al., 2025），进一步加强了氯胺酮对神经元结构有益作用的证据，并提供了关于其精确作用机制的更多线索。

更好地理解氯胺酮机制的一个潜在途径是利用更简单的动物模型。涡虫（扁形动物门，Platyhelminthes）是自由生活的淡水扁形虫，因其神经系统解剖的高度保守性（包括受体、信号传导以及神经元和突触结构）与脊椎动物（包括哺乳动物）的相似性，而作为精神药理学临床前模型引起了关注（Buttarelli et al., 2008; Byrne et al., 2019; Deochand et al., 2018; Pagan, 2014a; Pagan, 2014b; Sarnat and Netsky, 1985）。此外，涡虫还能够可靠地学习和保留简单的条件性反应，包括厌恶和趋利记忆条件化，使其被用作物质滥用、焦虑和创伤障碍的行为模型（Amaning-Kwarteng et al., 2017; Buttarelli et al., 2008; Deochand et al., 2018; James et al., 2026; Jordan et al., 2023; Pagan, 2014b; Tallarida et al., 2014）。此前在涡虫上施用氟西汀的研究显示，在捕食者气味暴露范式（Cho et al., 2019）和明暗测试范式（Zewde et al., 2018）中，焦虑样行为显著减少，证明涡虫可以作为焦虑症潜在治疗药物作用的可靠行为模型。关键的是，涡虫具有谷氨酸能信号系统，包括NMDA受体，其结果作用机制和行为与哺乳动物中显示的特征相似（Byrne et al., 2019; Rawls et al., 2010）。Rawls及其同事的先前研究表明，施用NMDA受体拮抗剂LY 235959显著减少了涡虫大麻素物质滥用和戒断模型中的大麻素依赖性（Rawls et al., 2007），表明涡虫在NMDA受体拮抗方面的行为与哺乳动物模型相当。因此，涡虫是模拟氯胺酮给药对厌恶记忆再激活及其相关行为影响的合适候选模型。此外，目前缺乏氯胺酮在厌恶记忆再巩固期间给药的全蛋白质组效应的数据，这对理解氯胺酮减少创伤症状的精确作用机制至关重要。因此，本研究旨在探索在涡虫条件性厌恶记忆再激活模型中，氯胺酮给药对防御行为和全蛋白质组变化的影响。本研究是首次调查氯胺酮对涡虫厌恶记忆再激活及相关蛋白质组变化的影响。

**动物**

实验使用实验室饲养的褐涡虫（*Girardia dorotocephala*），最初购自Southern Biological（澳大利亚Alphington），饲养于塔斯马尼亚大学（澳大利亚Sandy Bay）无脊椎动物精神药理学实验室。涡虫以群体形式饲养，放置在矩形的食品级玻璃容器（Sistema，澳大利亚Dandenong South）中，容器内含有Montjuic水（1.6 mM NaCl，1.0 mM CaCl?，1.0 mM MgSO?，0.1 mM MgCl?，0.1 mM KCl，1.2 mM NaHCO?稀释

**行为结果**

采用单因素方差分析比较两种不同剂量氯胺酮对涡虫防御行为的影响。比较在高剂量氯胺酮组（HDK）、低剂量氯胺酮组（LDK）和溶剂对照组之间进行。

治疗组之间的收缩运动存在显著差异（p < 0.05），F(2,12) = 11.86，p = 0.0014，效应量大（η2 = 0.66）。Tukey事后多重比较检验显示，HDK组（M = 3，SE = 1.807）显示出75%的显著减少，p

**讨论**

本探索性研究调查了氯胺酮给药后在涡虫厌恶记忆再激活模型中观察到的行为及相应蛋白质组学变化。在条件性厌恶记忆再激活范式中，记录了涡虫在施用氯胺酮（1 μM或10 μM）或溶剂后的防御行为，随后对整个涡虫进行蛋白质组学分析。该方法用于探索与氯胺酮对随后...

**结论**

本探索性研究首次提供了氯胺酮给药对涡虫模型中防御行为和蛋白质组学变化影响的证据。氯胺酮治疗减少了防御行为，并与与mRNA加工、细胞骨架组织、突触增强以及更广泛的与神经可塑性相关通路相关的蛋白质探索性变化相关。这些探索性发现与哺乳动物系统中的发现平行，特别是在...

**作者贡献声明**

Fionnghuala L.J. James：撰写–审稿与编辑，撰写–初稿，可视化，验证，项目管理，方法论，调查研究，形式分析，数据整理，概念化。Sayed K. Ahamed：撰写–审稿与编辑，方法论，调查研究，数据整理，概念化。Cheng Yang：撰写–审稿与编辑，可视化，软件，资源，方法论，调查研究，形式分析，数据整理，概念化。Richard Wilson：撰写–

**伦理声明**

本研究不需要正式伦理审批，因为其完全在未受管制的无脊椎动物物种上进行。尽管如此，仍采取了措施确保维持高福利和伦理标准。涡虫在满足其需求并允许其表现自然行为条件下饲养。这包括将涡虫养在大型群体中，在配有岩石和塑料水族安全植物等丰富项的水族箱中饲养，以允许社会

**资金**

本研究由澳大利亚联邦通过澳大利亚政府研究培训计划奖学金支持[DOI: https://doi.org/10.82133/C42F-K220]。资金来源对研究设计、数据收集、分析和解释、稿件撰写或提交发表的决定没有任何意见。

**利益冲突声明**

作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Fionnghuala L. J. James报告由澳大利亚联邦提供资金支持。Sayed K. Ahamed报告由澳大利亚联邦提供资金支持。Cheng Yang报告由澳大利亚联邦提供资金支持。如有其他作者，他们声明没有已知的竞争财务利益或个人

**致谢**

我们感谢Stowers医学研究所Sánchez Alvarado实验室的Lawrence Florens博士提供本研究中使用的Smed FASTA文件。我们还要感谢Harmanjeet和Devika Gaire在整个研究过程中提供的技术支持。

Fionnghuala L.J. James | Sayed K. Ahamed | Cheng Yang | Richard Wilson | Juan J. Canales | Carmelo M. Vicario | Luke R. Johnson | Vanni Caruso