青少年期乙醇暴露降低中央杏仁核的 GABA 传递，但在成年期保留去甲肾上腺素能信号传导

《Neuropharmacology》：Adolescent ethanol exposure reduces central amygdala GABA transmission but preserves noradrenergic signaling in adulthood

　　青少年乙醇降低成年CeA基础GABA能传递。青少年乙醇不改变成年NE对CeA GABA能传递的调节。青少年乙醇不改变成年CeA肾上腺素能受体mRNA水平。引言青少年酒精滥用是一个严重的公共卫生问题，超过75%的美国青少年在17-18岁前已消费过酒精（Swendsen et al., 2012）。超过500万青少年报告在过去一个月内消费过酒精（Substance Abuse and Mental Health Services Administration, 2025），52%的高三学生报告在过去12个月内使用过酒精（Miech et al., 2023）。这一情况尤为令人担忧，因为青春期是大脑发育的关键时期，其特征是通过突触修剪导致灰质体积显著减少，同时白质体积增加，与持续的轴突髓鞘化相关（Giorgio et al., 2010）。酒精对这些发育过程的干扰可能导致持久的神经功能障碍和酒精使用障碍（AUD）易感性增加（Spear, 2018）。事实上，早期开始饮酒是日后发展为AUD的重要风险因素（Dawson et al., 2008; Forman-Hoffman et al., 2017），凸显了理解酒精对青少年大脑独特影响的重要性。关于酒精在青少年去甲肾上腺素（又称去甲肾上腺素；NE）应激系统成熟过程中诱导的潜在功能障碍知之甚少。在成年实验大鼠中，乙醇激活多个脑区，包括产生NE的蓝斑（LC）和孤束核（NTS）（Aimino et al., 2018; Varodayan et al., 2025）。NE随后释放至扩展杏仁核、海马、前额叶皮层和腹侧被盖区（VTA），这被认为强化了乙醇的摄入。与此临床前研究一致，成年AUD患者的研究表明，在酒精中毒期间，中枢神经系统和脑脊液中NE及其代谢物水平升高，且这种去甲肾上腺素能失调在戒断期及戒断后很长一段时间内持续存在（Borg et al., 1981; Patkar, 2003; Retson et al., 2016）。除了对成年期AUD的贡献（Varodayan et al., 2025）外，临床前研究表明NE在早期妊娠和整个青春期的神经发育中起着关键作用（Lovell, 1982; Maeda et al., 1974）。去甲肾上腺素能神经元最早出现在妊娠第10至13天（Coyle, 1977），其纤维在皮层神经元迁移之前延伸至大脑皮层，表明去甲肾上腺素能系统在早期大脑支架搭建中发挥作用（Lauder and Bloom, 1974）。尽管出现较早，但去甲肾上腺素能神经元的突触发生直到出生后（P）第10至30天才开始（Murrin et al., 2007），NE直到青春期中期才达到成熟水平（Kohno et al., 1982）。这一时间与去甲肾上腺素能神经元活动从周期性放电向持续性放电的转变相一致（Nakamura et al., 1987）。重要的是，肾上腺素能受体（α1R、α2R和βR）水平也随发育而变化，α1R和α2R在P20完全表达（Happe et al., 2004; Morris and Woodcock, 1983），βR在出生后最初过表达，但在青春期被修剪至成年水平（Murrin et al., 2007）。综上所述，这些数据表明去甲肾上腺素能信号的结构组分在青春期前就已建立；然而，在这一关键时期的信号和传递紊乱可能导致去甲肾上腺素能基因表达和行为的持久性改变，并持续至成年期（Saboory et al., 2020; Shishkina et al., 2004）。一个可能特别受到青春期酒精相关去甲肾上腺素能功能障碍影响的脑区是杏仁核。杏仁核是一个整合区域，它将具有情感意义的感觉信息转化为行为反应，与LC和NTS形成双向回路，并被认为是介导AUD相关负性情感状态的关键结构（Gilpin et al., 2015; Varodayan et al., 2022）。杏仁核由三个亚区组成：内侧杏仁核、外侧/基底外侧杏仁核和中央杏仁核（CeA）。CeA的过度激活与成年动物模型和临床人群中的酒精依赖相关。CeA的内侧部是整个扩展杏仁核复合体的主要输出区域；该区域的神经元主要由γ-氨基丁酸（GABA）中间神经元组成，这些神经元可以形成局部微回路并抑制GABA投射神经元（Gilpin et al., 2015）。值得注意的是，成年雄性大鼠的慢性乙醇暴露增加了内侧CeA的活动，导致该区域过度激活，主要通过增强GABA释放的突触前机制实现（Varodayan et al., 2017; Varodayan et al., 2017a, Varodayan et al., 2017b）。虽然在成年雌性CeA中未观察到慢性乙醇的这种效应（Kirson et al., 2021），但这些性别差异在哪个发育阶段出现尚不清楚。关于乙醇如何塑造雄性vs.雌性CeA NE系统的青春期成熟过程，尽管成年大鼠中乙醇-NE相互作用存在明显的性别差异，但研究仍知之甚少。在成年未接触乙醇的雄性大鼠中，我们发现α1受体激活增强CeA GABA能传递并驱动中等水平的乙醇摄入（Varodayan et al., 2022）。在通过慢性间歇乙醇蒸气暴露产生依赖后，β受体活性解除CeA神经元的抑制以增加兴奋性，而向CeA内灌注非选择性β拮抗剂普萘洛尔可减少饮酒，表明CeA可能是依赖期间乙醇摄入增加的关键贡献因素（Varodayan et al., 2022）。最后，长期戒断产生了去甲肾上腺素能系统的功能性恢复，但诱导了表达肾上腺素能受体的细胞的持久性改变，其后果尚未完全理解。与雄性相反，成年雌性去甲肾上腺素能系统似乎对乙醇暴露的敏感性较低；对照和乙醇依赖大鼠均显示出NE对CeA GABA能传递相同的双向效应（即增加对一种神经元亚群的抑制性输入，同时减少对另一种的输入）（Anjos-Santos et al., 2025）。综上所述，这些数据表明在成年期，CeA GABA突触对慢性乙醇暴露具有性别特异性易感性，但青少年乙醇暴露的长期效应仍未知。因此，青春期代表了一个易感窗口期，乙醇可能在此诱导去甲肾上腺素能信号紊乱，并可能对CeA环路功能产生持续至成年期的后果。此外，去甲肾上腺素能化合物目前正在作为AUD的潜在治疗药物进行研究（Haass-Koffler et al., 2017; Varodayan et al., 2025），而理解青少年酒精使用如何塑造成年NE对CeA突触的调节，对于了解靶向该系统的药物是否对青少年早期开始饮酒的个体有效至关重要。因此，本研究旨在表征青春期慢性乙醇暴露对两种性别成年CeA GABA能传递中肾上腺素能受体介导调节的持久效应。动物饲养雄性Sprague-Dawley大鼠在宾汉姆顿大学Werner实验室的种群中繁育（繁殖个体购自Envigo公司，印第安纳波利斯，IN）。P1时，每窝缩减至10只幼崽，尽可能使雄性和雌性数量相等。大鼠在P21断奶，作为同性别配对饲养在标准笼中，饲养在温度和湿度可控（21°C）的房间，维持12:12光暗周期，自由摄取食物和水。离体电生理学和基因表达AIE降低成年CeA GABA能传递我们首先使用单独的2（性别；雄性、雌性）x 2（青春期暴露：水、AIE）双因素方差分析评估了内侧CeA神经元膜特性和兴奋性。在静息膜电位、膜电容、输入电阻、阈下电流和动作电位阈值方面，性别、青春期暴露或性别与青春期暴露交互作用均无差异（所有数值和统计分析见表格1）。然后我们应用谷氨酸和GABAB受体拮抗剂来记录基础自发性GABA讨论15岁之前开始饮酒的青少年比在青春期后期才开始饮酒的青少年更容易发展为AUD（Dawson et al., 2008; Warner et al., 2007）。虽然青少年饮酒频率通常低于成年人，但他们通常在大量暴饮发作中饮酒，导致血液酒精浓度达到80 mg/dL或更高（Chung, 2018）。暴饮对发育中的青少年大脑特别有害，人体研究发现结论综合来看，我们目前和先前的研究结果表明，尽管分别由青春期或成年酒精暴露产生的持久性基础GABA能缺陷或增强，大鼠CeA去甲肾上腺素能系统仍保持功能上的韧性。尚不清楚这种CeA失调是在AIE后立即出现还是在长期戒断期间逐渐发展。正在进行的研究目前正在解决这一问题，这对于理解作者贡献声明**Paige Marsland：** 撰写 – 审阅与编辑，撰写 – 原稿，可视化，验证，方法学，调查，资金获取，形式分析。**Peter T. Penta：** 撰写 – 审阅与编辑，方法学，调查，资金获取，形式分析。**Trevor T. Towner：** 撰写 – 审阅与编辑，方法学，调查，资金获取。**Harper J. Coleman：** 撰写 – 审阅与编辑，方法学，调查。**Andrea Liss：** 撰写 – 审阅与编辑，方法学，资金本研究由国家卫生研究院（NIH）资助 [T32 AA025606 (PM, AL), F31 AA032445 (PTP), F31 AA029300 (TTT), F31 AA032442 (AL), P50 AA017823 (DFW, EIV, FPV), U01 AA019972 (DFW, EIV), R00 AA025408 (FPV)]。作者声明无竞争性经济利益或潜在利益冲突。利益冲突声明作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能会影响本论文所报告的工作。Paige Marsland|Peter T. Penta|Trevor T. Towner|Harper J. Coleman|Andrea Liss|Elena I. Varlinskaya|David F. Werner|Florence P. Varodayan