《Neuropharmacology》：Profiling the effects of alcohol history on cognitive performance during abstinence: an examination of proenkephalin-A-derived peptides in the medial prefrontal cortex
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•酒精史增加了逆转学习中的固执反应偏差。•酒精史降低了最长工作记忆延迟时的准确性。•有酒精史的 rats 在不同任务间的认知表现呈相关性。•酒精史未改变长期戒断期间经典的 mPFC 脑啡肽水平。•酒精史改变了 mPFC PENK 肽的 C 端组成。引言酒精使用障碍（AUD）与
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酒精史增加了逆转学习中的固执反应偏差。
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酒精史降低了最长工作记忆延迟时的准确性。
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有酒精史的 rats 在不同任务间的认知表现呈相关性。
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酒精史未改变长期戒断期间经典的 mPFC 脑啡肽水平。
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酒精史改变了 mPFC PENK 肽的 C 端组成。
引言
酒精使用障碍（AUD）与戒断期间的认知缺陷相关，这些缺陷可能增加长期复发的易感性（Czapla 等，2016；Teixeira 等，2024）。这些缺陷涵盖多个执行功能领域，包括注意力、工作记忆、认知灵活性和决策（Parsons，1998；Stavro 等，2013）。在系统层面上，额叶皮层区域，特别是内侧前额叶皮层（mPFC），有助于维持与任务相关的信息（Kesner 和 Churchwell，2011），并在先前的强化历史或变化的条件竞争控制时引导行动（Birrell 和 Brown，2000；Floresco，2013）。长期酒精（乙醇；EtOH）暴露会在皮层边缘系统中产生广泛的神经适应，从而削弱对行为的执行控制（Goldstein 和 Volkow，2002；Koob 和 Volkow，2016）。因此，确定在慢性 EtOH 暴露后持续存在于 mPFC 的分子适应，可能有助于深入了解戒断期间认知控制受损的机制。
戒断并非一种同质的恢复状态，因为不同的认知领域可以以不同的速率恢复，并表现出显著的个体差异（Petit 等，2017）。EtOH 暴露的行为和神经生物学后果可以持续超过急性戒断期，并在整个戒断期间不断演变（Littleton，1998；Becker 和 Mulholland，2014）。啮齿动物 EtOH 依赖模型揭示了长期戒断期间的脆弱性，包括反应抑制受损（Irimia 等，2014）、冲动反应增加（Irimia 等，2015，2017）以及认知灵活性降低（Kroener 等，2012；Trantham-Davidson 等，2014；Natividad 等，2018b）。这些发现表明，EtOH 史可能在戒断期间破坏多个与认知控制相关的皮层过程。
认知灵活性和工作记忆对额叶皮层功能提出互补性的需求（Kesner 和 Churchwell，2011；Euston 等，2012）。灵活性需要抑制先前强化的策略并适应变化的条件，这些过程由内侧和前额叶眶部区域支持（Birrell 和 Brown，2000；McAlonan 和 Brown，2003；Floresco 等，2008）。工作记忆则需要跨延迟期维持与任务相关的信息，并随着保持需求的增加而越来越依赖 mPFC（Ragozzino 和 Kesner，2001；Sloan 等，2006）。纵向评估这两个领域可以确定 EtOH 诱导的功能障碍是否仍然具有任务特异性，还是反映了行为控制的更广泛损伤。
神经肽是慢性 EtOH 暴露可能产生持久变化的信号分子候选类别之一。与快速作用的神经递质不同，神经肽对神经元兴奋性、递质释放和回路反应性产生更缓慢和更持久的效应（Van den Pol，2012；Nusbaum 等，2017）。内源性阿片肽尤其相关，鉴于其在 EtOH 奖赏和强化中已确立的角色（Herz，1997；Gianoulakis，2001；Nutt，2014）。例如，阿片受体阻断可减弱 EtOH 诱导的多巴胺释放和强化反应（Benjamin 等，1993；Gonzales 和 Weiss，1998）。急性 EtOH 还会触发中脑边缘末梢区域中内源性阿片肽的细胞外释放（Marinelli 等，2003，2005）。区域性靶向研究进一步证明，伏隔核和杏仁核中的阿片信号调节 EtOH 消耗和自助行为，以及线索诱导和情境诱导的 EtOH 寻求行为（Foster 等，2004；Marinelli 等，2010；Richard 和 Fields，2016）。总之，这些发现确立了亚皮层区域中内源性阿片信号作为 EtOH 强化、动机和神经化学效应的重要调节因子，尽管其对戒断期间持久皮层功能障碍的贡献仍不清楚。
除了奖赏回路外，内源性阿片系统还影响皮层神经传递。mPFC 中的强啡肽/ kappa 阿片受体信号调节局部递质释放和对兴奋性传入输入的反应（Tejeda 等，2015；Yarur 等，2023）。脑啡肽信号和 MOR 定位也与皮层 GABA 能中间神经元相关，其中阿片信号可以调节抑制性传递（Taki 等，2000；Férézou 等，2007；Cole 等，2025）。总之，这些发现表明阿片肽系统能够通过调节局部神经传递和兴奋-抑制平衡来调节前额叶皮层加工（Casello 等，2022；Cole 等，2025）。
脑啡肽肽来源于较大肽前体的蛋白水解切割。虽然脑啡肽序列嵌入在多个前体蛋白中，但前脑啡肽（PENK）是含脑啡肽产物的主要来源（Fricker 等，2020）。PENK 产生经典五肽，如甲硫氨酸脑啡肽（Met-ENK）和亮氨酸脑啡肽（Leu-ENK），但也产生具有不同生物活性的较长肽。例如，扩展的 Met-ENK 产物 BAM-18 优先结合 μ-阿片受体（Hurlbut 等，1987），并在伤害感受测定中产生剂量依赖效应（Stevens 等，1988）。此外，缺乏阿片受体结合基序的较长 C 端 PENK 片段可产生生物效应，如纹状体中谷氨酸溢出增加（Bernay 等，2009）。因此，PENK 衍生肽的生物作用超出了成熟脑啡肽及其阿片受体靶点的范围。
EtOH 可以在转录和肽水平上以不同方式影响 PENK。据报道，急性 EtOH 暴露会在某些暴露后间隔增加 PFC 中的 Penk 表达（Méndez 和 Morales-Mulia，2006），而慢性 EtOH 饮用会增加 mPFC 中的 Penk 表达（Chang 等，2010）。在高饮 rat 中，在预期获得 EtOH 期间，前边缘皮层中的 Penk 表达增加，该区域的局部 MOR 刺激可促进 EtOH 消耗（Morganstern 等，2012）。在肽水平上，EtOH 暴露已产生区域特异性的 Met-ENK 免疫反应性降低（Schulz 等，1980），而 EtOH 饮用史与 mPFC 区域（如眶下皮层）中较低的 Met-ENK 信号相关（Meinhardt 等，2015）。慢性 EtOH 还改变了脑 Met-ENK 免疫反应性的色谱特征。与对照组相比，EtOH 暴露小鼠的全脑样本中与真实 Met-ENK 共同洗脱的免疫反应性比例较小，而更多比例在其他未识别的位置洗脱（Banks 等，2003）。这些发现表明，EtOH 史可能改变经典和非经典 PENK 衍生产物的相对组成，而不是产生总脑啡肽丰度的均匀变化。
在本研究中，我们检验了 EtOH 史是否破坏了早期戒断期间的认知灵活性和长期戒断期间的工作记忆，以及是否在戒断后期改变了 mPFC 中 PENK 衍生肽的组成。我们假设 EtOH 史会损害两个认知领域，并使 mPFC PENK 衍生肽池的相对组成从经典脑啡肽转向非经典产物。Rat 接受了纵向操作性测试，之后使用互补的液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）平台分析 mPFC 组织。在这方面，靶向三重四极杆质谱定量了经典脑啡肽，而基于发现的 LC-MS/MS 鉴定了候选 PENK 衍生片段以供进一步分析。
章节摘要
实验对象
成年雄性 Long-Evans 大鼠（N = 24）购自 Charles River Laboratories（美国马萨诸塞州威尔明顿）。本研究在雄性大鼠中进行，以建立于我们实验室先前使用相同 EtOH 暴露和认知灵活性程序的工作基础之上，同时将研究扩展到其他认知和分子指标（Natividad 等，2018a）。大鼠自由摄食和饮水，饲养在温度和湿度（22°C）控制的生活设施中。
慢性间歇性 EtOH 暴露的监测
雄性 Long-Evans 大鼠在操作性环境中进行训练，分配至 EtOH 组或 CON 组（每组 n = 12），并在戒断期间评估认知表现（图 1）。EtOH 组的大鼠经历了五周的慢性间歇性 EtOH 暴露，总体血液酒精浓度（BAL）为 169.5 ± 37.9 mg/dL（图 1A）。为了确定中毒行为体征是否与 EtOH 暴露的程度相关，将每周平均 BAL 与同时收集的中毒评分进行比较。
讨论
AUD 部分特征在于认知障碍，这些障碍在戒断期间可能持续存在，并可能增加复发的易感性（Czapla 等，2016；Stavro 等，2013；Teixeira 等，2024）。然而，这些障碍的持续性及其在不同认知领域中的表达仍不清楚。在此，我们采用纵向操作性方法，评估了慢性暴露后早期戒断期间的认知灵活性和长期戒断期间的延迟依赖性工作记忆。
CRediT 作者贡献声明
Melendez-Perdomo David E: 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原始草稿，正式分析，数据管理。Asokan Meera: 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原始草稿，方法学，调查研究，正式分析，数据管理。Askins Laura A: 撰写 – 审阅与编辑，方法学，调查研究，正式分析，数据管理。Floresco Stan B: 撰写 – 审阅与编辑，软件，方法学。Natividad Luis A: 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原始草稿，监督，
伦理声明
本研究按照以下动物福利和/或报告准则进行：《实验动物饲养与使用指南》。本研究获得了德克萨斯大学奥斯汀分校动物护理及使用委员会（IACUC）的批准。
利益冲突声明
作者声明他们不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本论文所报告的工作。
致谢
我们感谢国家酒精滥用和酒精中毒研究所通过以下机制提供的支持：R00AA025393、R21AA030862和R01AA031452支持 LAN，德克萨斯大学系统授予 LAN 的 Rising STAR 奖，以及加拿大自然科学和工程研究委员会（RGPIN-2024-04207）授予 SBF 的发现基金。我们感谢德克萨斯大学奥斯汀分校质谱设施，由 Ian Riddington 博士领导。
作者
Melendez-Perdomo David E|Asokan Meera|Askins Laura A|Floresco Stan B|Natividad Luis A
