《Pharmacological Reports》:Adolescent fluoxetine exposure as a developmental cause of anxiety-like behavior in adult female mice
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背景:选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)氟西汀(FLX)是青少年群体情绪相关疾病的一线药物治疗方案——其中女性被诊断患有此类疾病的风险约为男性的两倍。尽管青少年中FLX的处方率不断上升,但其潜在的意外长期副作用仍知之甚少。为解决这一问题,研究人员评估了青
背景:选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)氟西汀(FLX)是青少年群体情绪相关疾病的一线药物治疗方案——其中女性被诊断患有此类疾病的风险约为男性的两倍。尽管青少年中FLX的处方率不断上升,但其潜在的意外长期副作用仍知之甚少。为解决这一问题,研究人员评估了青少年期FLX暴露是否会改变成年期对焦虑诱发环境的基础反应。方法:青春期雌性C57BL/6小鼠连续15天(出生后第[PD]35–49天)接受FLX(20 mg/kg)给药。三周后,当小鼠达到成年期(PD70)时,对不同组别的小鼠分别采用新型抑制摄食实验或高架十字迷宫进行评估,这两个行为任务已被验证可用于评估焦虑相关反应。结果:研究人员发现,青春期FLX预暴露的成年雌性小鼠在高架十字迷宫中表现出体重下降和探索行为减少,同时在新型抑制摄食实验中表现出更长的开始摄食潜伏期,而运动活性未见改变。结论:研究人员的数据表明,青春期暴露于FLX会导致成年期的焦虑样表型,提示生命早期SSRI暴露可能诱导调节情感相关行为的神经回路发生长期改变。
**研究背景与问题**
情绪相关障碍是青少年群体中最常被诊断的精神疾病之一,流行病学数据显示,在这一发育阶段,女性与男性的患病率比值显著扩大。因此,青春期既是一个临床风险升高的时期,也是药物暴露可能对发育中的大脑产生意外持久影响的窗口期。抗抑郁药物,特别是选择性5-羟色胺再摄取抑制剂(SSRI)氟西汀(FLX),是青少年情绪相关疾病最常用的药物治疗之一;然而,理解其长期神经发育影响的实证基础却不成比例地依赖于新生儿期暴露研究或以雄性受试者为主进行的临床前研究。总体而言,文献提示,通过慢性FLX暴露在生命早期增加5-羟色胺能张力,会导致绝望相关行为的长期减少,同时增加对伤害性刺激和奖赏相关刺激的敏感性,并损害记忆相关表现。重要的是,临床证据也表明,该发育期的FLX暴露可与持续的生物学和行为改变相关。在接受FLX治疗的患有重度抑郁和/或焦虑障碍的青少年中,六个月随访时观察到循环炎性细胞因子水平升高。此外,有报道称有青春期SSRI使用史的成年女性出现性功能障碍。这些发现共同凸显了理解青春期FLX暴露的持久生物学和行为后果的重要性。尽管这些发现共同表明青少年期FLX暴露可诱导持久的行为改变,但其对焦虑相关表型的长期影响研究较少,尤其是在女性中。先前研究确实表明,青春期FLX暴露会减少雄性和雌性啮齿动物的开阔空间探索行为——这是评估致焦虑相关反应的行为任务中的主要指标。这提示青春期药物诱导的5-羟色胺能信号增强会导致调节环境威胁反应的大脑区域/回路发生长期改变,包括海马、腹侧被盖区、杏仁核和前额叶皮层。鉴于焦虑样行为具有多面性,无法仅通过有限的行为范式(如高架十字迷宫)完全表征,因此需要采用其他在不同动机和环境条件下的互补行为学实验,以检验青春期FLX暴露是否会导致广泛性而非情境特异性的焦虑样行为增加。新型抑制摄食实验(NSFT)提供了这样一种互补性测量方法,通过检查在新异环境中接近和摄取食物的潜伏期来评估。该任务的表现需要在获取食物和回避潜在威胁情境这两种竞争性驱力之间取得平衡,使得NSFT对环境新异性引发的焦虑尤为敏感。与主要评估探索性回避(开阔臂)的EPM不同,NSFT评估在显著动机冲突存在下的焦虑样行为,且对包括FLX在内的抗抑郁药物的慢性给药敏感。因此,同时采用这两种范式可提供对焦虑样行为更全面的评估,并能够确定青春期FLX暴露的行为后果是否在不同致焦虑情境中具有广泛性,而非反映任务特异性效应。基于此,本研究采用NSFT和EPM评估慢性青春期FLX暴露对雌性小鼠焦虑样行为的长期后果。鉴于先前研究表明青春期FLX暴露会减少EPM中的探索行为,研究人员假设有青少年期FLX暴露史的成年雌性小鼠会表现出整体致焦虑样特征,即EPM开阔臂停留时间减少,同时在NSFT中表现出更长的开始摄食潜伏期。
**主要技术方法**
研究人员使用青春期雌性C57BL/6小鼠(PD35,共44只),随机分配接受溶剂对照(VEH)或FLX(20 mg/kg,腹腔注射)连续15天(PD35–49),该方案模拟人类青春期的发育时间窗。经过21天休息/洗脱期后(PD70),两个独立队列分别接受行为学测试:新型抑制摄食实验(NSFT;VEH n=10,FLX n=11)或高架十字迷宫(EPM;VEH n=11,FLX n=12)。行为通过EthovisionXT视频追踪系统记录。NSFT中,小鼠在禁食过夜后被置于开阔场箱中,记录接近并开始摄食的潜伏期(最长10分钟)。EPM中,小鼠在距地面50 cm的十字形迷宫中自由探索5分钟,记录开阔臂和闭合臂停留时间及总运动距离。数据采用ANOVA和Student's t检验分析。
**研究结果**
**青春期FLX暴露对体重的急性和长期影响**:通过两因素混合设计重复测量ANOVA,研究人员发现FLX暴露、暴露天数及其交互作用均显著影响体重。事后分析显示,与VEH组相比,FLX给药组从PD36至PD49体重下降。该FLX诱导的体重降低具有长期性,PD70时FLX预暴露的成年雌性小鼠体重仍低于VEH组(t19=3.05,p=0.003)。
**青春期FLX暴露对NSFT的长期影响**:通过Student's t检验,研究人员发现FLX预暴露动物与VEH对照组相比,在PD70时开始摄食的潜伏期增加(t19=2.20,p=0.04),表明青春期FLX暴露可导致对焦虑诱发环境敏感性的长期增加。
**青春期FLX暴露对EPM的长期影响**:通过t检验,研究人员发现青春期FLX暴露史的成年小鼠与VEH对照组相比,在EPM开阔臂中探索时间减少(t21=2.26,p=0.017)。闭合臂停留时间组间无差异(t21=1.43,p=0.08)。重要的是,5分钟EPM测试中运动距离无组间差异(t21=0.30,p=0.38),表明青春期抗抑郁药暴露不改变成年期一般运动活性。
**讨论与结论**
本简报表明,青春期慢性FLX暴露会改变成年期行为。具体而言,青春期FLX预暴露的成年雌性小鼠在NSFT中表现出摄食潜伏期增加,在EPM中开阔臂停留时间减少,同时体重下降。EPM中探索行为减少与先前研究一致,即青春期FLX暴露减少成年雄性和雌性啮齿动物的开阔臂探索。尽管EPM仍是文献中最广泛使用的焦虑样行为评估方法之一,但其主要测量对开阔/暴露环境的探索性回避。因此,加入NSFT评估SSRI暴露的长期效应扩展了该领域的先前工作,因为NSFT通过要求禁食动物在获取生物学相关奖赏的动机与新异环境的厌恶性之间取得平衡来检查趋避冲突。该任务的表现依赖于整合动机和情绪过程,而这些仅被EPM等探索范式部分捕获。总之,青春期FLX暴露在两种实验中均增加焦虑样行为的观察表明,这些长期行为后果不限于开阔空间探索减少(即仅EPM),而是青春期FLX暴露似乎诱导了更广泛的情绪加工改变,影响跨不同环境和动机情境的多种焦虑相关行为形式。因此,本研究结果强化了日益增长的共识,即通过FLX给药在青少年发育阶段增加5-羟色胺能张力会导致成年期异常的情绪和焦虑样行为。鉴于青春期FLX史降低成年期体重,有必要考虑持久的代谢变化而非焦虑样过程是否可能影响禁食动物的NSFT表现。然而,这种可能性不大,因为先前评估FLX对体重长期影响的工作表明,青春期FLX暴露导致体重持续下降,伴随餐食大小差异但全天总餐数无差异。这些发现反对简单的动机或饥饿驱动解释:如果较低体重反映代谢驱动的改变,FLX处理动物应更快而非更慢地接近食物,因为代谢率和能量消耗增加与啮齿动物更高的运动输出相关。此外,青春期FLX史不影响成年期一般运动活性,如研究人员和其他人一致所示,表明摄食潜伏期增加也不太可能反映运动输出的广泛性降低。总之,这些发现支持NSFT表型反映焦虑样回避过程而非代谢或运动功能改变的次要后果的解释,特别是因为该NSFT表型可被重复SSRI暴露逆转。尽管这种FLX诱导的致焦虑样表型的长期潜在神经生物学机制尚不清楚,但几个候选大脑区域/回路和分子通路可能解释观察到的探索行为减少。在雄性中,已有报道FLX诱导的与生长和存活相关的信号标志物的持久神经生物学改变,涉及海马、前额叶皮层和腹侧被盖区。尽管对雌性中FLX持久神经生物学效应了解较少,但类似大脑区域可能受影响,因为FLX为全身给药。事实上,青春期FLX预暴露的成年雌性在前额叶皮层和海马中表现出脑源性神经营养因子(BDNF)相关信号减少,FLX再暴露可逆转EPM探索行为减少同时使前额叶皮层BDNF信号正常化——突显该大脑区域可能在调节这种持久SSRI诱导的致焦虑样特征的回路中发挥关键作用。值得注意的是,FLX被给予非应激且其他方面正常的小鼠,而在临床背景下,它常被处方给已有障碍的青春期女孩,包括但不限于抑郁、焦虑、进食、疼痛、物质使用/滥用和/或经前相关障碍。由于没有啮齿动物模型能真正再现这些疾病的完整综合征,研究人员的给药方案模拟临床给药时间表而非特定临床前验证的疾病模型。因此,本实验设计允许将青春期FLX暴露的持久后果与其他变量(如替代性或社会挫败应激)的后果隔离开来评估,后者可能产生不同的持久行为和/或神经生物学特征。例如,青春期暴露于快速起效抗抑郁药氯胺酮增强成年期对可卡因和蔗糖的偏好,与FLX预处理相似。然而,当青春期同时经历应激和氯胺酮时,成年雄性或雌性小鼠中对可卡因或蔗糖奖赏特性的行为反应均无变化。此外,当青春期同时经历应激时,氯胺酮预暴露改变成年雄性和雌性之间海马AKT(蛋白激酶B)信号的差异性。尽管氯胺酮和FLX的药理作用机制不同,青春期FLX预暴露单独可能以与应激同时给药相似或不同的方式介导持久神经生物学效应。当然,未来工作需要探索这一假设。本简报支持以下观点:青春期暴露于SSRI FLX导致成年雌性C57BL/6小鼠对焦虑诱发环境的敏感性增强。研究人员证明,FLX暴露三周后,成年雌性在EPM中表现出探索行为减少,同时在NSFT中开始摄食行为需要更长时间,与先前在雄性大鼠和小鼠中的报道一致。此外,研究人员表明FLX不仅在治疗期间降低体重,而且这种体重降低在成年期仍明显,而运动活性无改变。这些发现增加了越来越多的证据,即发育期对5-羟色胺系统的药理学操作导致持久的非预期行为改变。重要的是,这些发现具有转化意义,因为临床研究报告有青春期SSRI暴露史(包括FLX)的成年女性出现持续性功能障碍。尽管本研究未直接探讨性功能,但临床前和临床研究中持续行为改变的汇聚突显了青春期SSRI暴露在成年行为多个领域介导长期未预见副作用的可能性。因此,研究人员的结果强调了考虑青春期SSRI暴露持久副作用的重要性,尤其是在青少年女孩中,尽管该群体FLX处方率较高,但在临床和临床前层面的研究仍然不足。