《European Journal of Pharmacology》：Oxycodone self-administration induces microRNA and gene expression changes in the rat nucleus accumbens
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摘要
处方类阿片类药物滥用仍然是一个严重的公共卫生问题，也是阿片类药物使用障碍（OUD）发展的主要风险因素。因此，迫切需要更好地了解OUD的神经生物学机制，以便开发治疗药物并应对持续的阿片类药物危机。在本研究中，我们假设微小RNA（miRNAs）调控氧可酮自我给药后基因
摘要
处方类阿片类药物滥用仍然是一个严重的公共卫生问题，也是阿片类药物使用障碍（OUD）发展的主要风险因素。因此，迫切需要更好地了解OUD的神经生物学机制，以便开发治疗药物并应对持续的阿片类药物危机。在本研究中，我们假设微小RNA（miRNAs）调控氧可酮自我给药后基因表达的变化。为验证我们的假设，我们使用了一种长时程药物自我给药范式对大鼠进行研究。简要而言，成年雄性Sprague-Dawley大鼠被训练自我给药氧可酮（0.15mg/kg/次给药）或生理盐水，并在最后一次自我给药后24小时（戒断期）处死。收集大脑样本，提取伏隔核（NAc），进行小RNA和RNA测序。我们发现，氧可酮自我给药改变了40个基因和16个成熟miRNAs的表达。生物信息学预测显示，阿片类调控基因是差异调控miRNAs的预测靶标，提示miRNAs有助于NAc中的阿片类介导的转录组变化。此外，我们在独立的雄性和雌性大鼠队列中以及成瘾周期的不同阶段验证了部分发现。我们鉴定了在氧可酮戒断期间动态调控的miRNAs，以及其他在成瘾周期不同阶段表现出持续调控的miRNAs。总之，我们的数据显示miRNAs可能有助于阿片类调控的基因表达，并指出了miRNAs在OUD治疗中的潜力。
引言
阿片类药物使用障碍（OUD）仍然是美国令人担忧的公共卫生危机，影响约480万人（SAMHSA, 2025）。2022年6月至2023年6月期间，阿片类药物过量导致约85,000人死亡，超过前十年年均水平的两倍以上（CDC, 2025; CDC, 2025）。应对阿片类药物危机需要推进我们对潜在机制的理解，以指导开发治疗OUD的新疗法。
长期用药会在伏隔核（NAc）等大脑奖赏区域诱导恶性可塑性，其中多巴胺能和谷氨酸能信号的变化强化了强迫性觅药行为（Koob和Volkow, 2010）。尽管许多研究已将NAc的结构和功能可塑性与物质使用障碍联系起来（Koob和Volkow, 2010; Smith和Kenny, 2018），但动态的阿片类相关适应，以及基因表达调控如何与成瘾不同阶段的可塑性相联系，仍有待深入探索。在成瘾周期的不同阶段，基因表达存在差异（Kaplan等, 2022）。全面了解OUD的神经生物学需要关注成瘾周期的每个阶段，以及基因表达调控的潜在机制。
一种重要的基因调控机制由称为微小RNA（miRNAs）的小分子非编码RNA介导。研究表明，miRNAs及其靶标为物质使用障碍的治疗药物开发提供了有前景的途径（Hollander等, 2010; Gillespie等, 2022）。每个miRNA可以影响数百至数千个蛋白编码基因的表达（Smith和Kenny, 2018）。尽管已有证据表明miRNAs在基因表达中具有广泛的调控作用，提示其可能在介导长期用药诱导的可塑性中发挥作用（He和Wang, 2012; Tapocik等, 2016; Mavrikaki等, 2019; Grimm等, 2022; Vassoler等, 2024），但其在OUD中的作用尚缺乏全面了解。
在啮齿类动物模型以及使用人类死后前额叶皮层组织的研究中，已鉴定出与阿片类暴露相关的miRNA和基因表达变化（Zhang等, 2017; Zhang等, 2018; Grimm等, 2022; Vassoler等, 2024）。这些研究已开始探讨成瘾特定阶段和脑区中的基因表达变化，但我们对于阿片类戒断期间NAc中miRNA对基因表达调控的理解仍存在空白。
在此，我们旨在评估慢性氧可酮自我给药戒断对雄性大鼠NAc中miRNA和基因表达的影响。首先，大鼠接受长时程自我给药范式，并在最后一次给药后24小时（戒断期）处死。我们对NAc组织打孔样本进行小RNA测序和RNA测序，以鉴定在阿片类戒断期间受调控的miRNAs和基因。我们还利用独立大鼠队列（Carrette等, 2021）的NAc组织验证了三个最受调控的miRNAs及其部分靶基因。最后，我们的目标是确定由氧可酮戒断调控的miRNAs表达是否表现出动态调控，通过使用qPCR评估在不同成瘾周期阶段（包括中毒期和禁欲期）自我给药阿片类药物的大鼠NAc组织中这些miRNAs的表达。
章节摘要
动物
本研究使用成年雄性（275–300 g；n=8）Sprague-Dawley大鼠（Charles River Laboratory, Wilmington, MA）。大鼠到达我们的动物设施后，每笼饲养3–4只，在12小时光/暗周期中适应1周。食物和水始终自由供应。手术后及自我给药研究期间，大鼠单独饲养。实验在光期进行。所有实验均按照动物护理和使用委员会推荐的所有指南进行。
结果
大鼠自我给药的氧可酮次数显著多于生理盐水（自我给药最后一天的平均摄入量：氧可酮组为40.5±4.3次 vs 生理盐水组为3.2±1.2次；图1）。我们发现了显著的氧可酮×时间交互作用（F(15, 90)=8.729, p<0.0001）用于总给药次数；Bonferroni事后检验显示，在6小时长时程范式第3天至第10天存在显著的氧可酮效应（图1B）。为评估氧可酮的效应。
讨论
我们的研究鉴定了与氧可酮自我给药戒断相关的基因和miRNAs。有趣的是，我们的发现表明，虽然某些分子变化似乎是动态的并且更特定于成瘾周期的某些阶段，但其他变化更可能与持久的神经适应相关。
我们的结果表明，氧可酮自我给药在戒断期间驱动大鼠NAc中miRNAs和基因的差异调控，凸显了阿片类物质潜在的分子适应机制。
CRediT作者贡献声明
Christos Miliotis: 写作 – 审阅与编辑，调查研究，形式化分析，数据整理。Frank Slack: 写作 – 审阅与编辑，监督指导，资金获取。Maria Mavrikaki: 写作 – 原稿撰写，监督指导，方法学，调查研究，形式化分析，数据整理，概念构思。Jane Banahan: 写作 – 原稿撰写。Dimitra Karagkouni: 写作 – 审阅与编辑，形式化分析，数据整理。Ioannis Vlachos: 写作 – 审阅与编辑，监督指导，调查研究。
未引用参考文献
C. f. D. C. a. P., 2025；C. f. D. C. a. P., 2025；AuthorAnonymous, 2025；Mavrikaki等, 2019。
伦理声明
本研究遵循以下动物福利和/或报告指南进行：McLean医院机构动物护理和使用委员会。本研究经McLean医院机构动物护理和使用委员会批准。（批准号：#2017N000277）
利益冲突声明
? 作者声明以下财务利益/个人关系可能被视为潜在的利益冲突：Maria Mavrikaki报告了与ExQor Technologies的关系，包括：咨询或顾问。Ioannis Vlachos报告了与AlteRNA Therapeutics、Chronicle Medical Software、Guidepoint Global和Mosaic的关系，包括：咨询或顾问。如有其他作者，他们声明没有已知的竞争性财务利益或。
致谢。
谨以此纪念Elena Chartoff博士，其科学洞见和指导激励了本研究的持续进行。本研究由授予FJS的BIDMC自主基金支持。我们感谢哈佛医学院BPF基因组核心设施的专业知识和设备支持。
Maria Mavrikaki|Christos Miliotis|Dimitra Karagkouni|Lisa Maturin|Jane Banahan|Tanvi Saxena|Irais Valenzueala Arzeta|Sabrina Zhu|Ioannis S. Vlachos|Olivier George|Elena Chartoff|Frank J. Slack
