《Neuropharmacology》：Mediodorsal thalamus of alcohol-dependent mice shows genetic and physiological adaptations and alcohol-biased calcium signaling
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酒精使用障碍（AUD）患者常表现出认知功能受损和难以控制的酒精摄入。为了揭示这种酒精偏向性行为的神经适应机制，研究人员聚焦于参与认知和奖赏决策的关键脑区——内侧背侧丘脑（MD）。他们利用慢性间歇性乙醇（CIE）暴露的小鼠依赖模型，结合免疫组化、电生理、基因表达分析和光纤光度记录等技术，发现CIE暴露诱导了MD中随时间变化的c-Fos和转录本表达改变，增加了戒断期神经元的兴奋性。特别值得注意的是，在酒精、水或蔗糖的舔舐过程中，MD活性均升高，且对酒精的信号显著高于其他溶液。这些发现揭示了CIE暴露导致了对酒精的偏向性选择行为，并在MD中引发了独特的遗传与生理神经适应，为理解AUD的神经机制提供了新见解。
想象一下，面对一杯酒和一杯诱人的甜果汁，大多数人可能会被果汁的香甜所吸引。然而，对于深受酒精使用障碍困扰的人来说，酒精的吸引力可能远超其他任何选择，这种“身不由己”的偏向是此类疾病的核心特征。酒精使用障碍（AUD）不仅是一个公共卫生难题，更深刻地影响着个体的决策能力、行为灵活性和生活质量。尽管科学家们已经认识到大脑的奖赏和认知环路在其中扮演关键角色，但对于酒精依赖如何在大脑深处“重写”神经回路，导致对酒精的顽固偏好，仍有许多谜团待解。近期，发表于《Neuropharmacology》的一项研究，将目光投向了一个相对未被充分探索、却至关重要的脑区——内侧背侧丘脑（MD），试图揭开酒精依赖背后的神经适应面纱。
为了探索这些问题，研究人员采用了酒精依赖研究的经典模型——慢性间歇性乙醇（CIE）暴露，对小鼠进行处理。他们综合运用了多种技术手段：通过c-Fos免疫组化评估不同戒断时间点MD神经元的激活情况；采用NanoString基因表达分析技术，检测戒断早期MD组织中的转录本变化；利用脑片膜片钳电生理技术，记录戒断期MD神经元的电生理特性；并通过病毒载体在MD中表达钙指示剂GCaMP6f，结合光纤光度记录技术，在体、实时地监测小鼠在自由选择饮用酒精、水或蔗糖时MD神经元的钙信号活动。研究还使用了经典的两瓶选择行为学测试，评估CIE暴露前后小鼠对酒精的摄入量和偏好变化。
研究结果
1. 酒精依赖与c-Fos诱导
研究人员首先通过检测c-Fos蛋白的表达来评估MD神经元的活动变化。结果发现，在CIE暴露后的不同戒断时间点，MD中c-Fos阳性细胞的数量呈现出独特的时间依赖性变化模式：在戒断2小时（此时小鼠仍处于醉酒状态），c-Fos表达降低；在戒断10小时（戒断高峰期），表达增加；而到了戒断74小时，c-Fos表达再次出现下降。这种变化模式与大脑皮层等其他脑区的反应不完全一致，提示MD对慢性酒精暴露的反应具有其特异性。
2. 差异基因表达
在戒断8小时，研究人员发现CIE暴露导致了MD中49个基因的表达发生显著改变，其中39个为下调。通过基因本体富集分析发现，这些差异表达的基因主要集中在胶质细胞功能、轴突髓鞘形成以及蛋白质结合等相关生物学过程中。这表明，酒精依赖可能早期就影响了MD的神经胶质环境和轴突结构。同时，在未接触酒精的对照组小鼠中，研究人员也发现了15个随时间点不同而表达有差异的基因，其中13个已被报道与昼夜节律相关，提示MD本身可能参与节律调节，且酒精依赖可能干扰了部分节律相关基因（如Egr1和Gtf2ird1）的表达。
3. 生理适应性
在戒断72小时，研究人员对MD神经元进行了电生理记录。结果显示，与对照组相比，CIE暴露小鼠的MD神经元兴奋性显著增加，表现为在给予去极化和超极化电流刺激时，诱发的动作电位频率更高。此外，动作电位产生的阈值也有所降低。这些电生理特性的改变，发生在小鼠对酒精的摄入量增加的时期，提示神经元兴奋性的增强可能与酒精寻求行为的增强有关。
4. 酒精偏向性选择行为
在行为学实验中，无论是雄性还是雌性小鼠，CIE暴露都显著增加了它们对酒精的摄入量和偏好。当给予小鼠在酒精和水之间选择时，对照组和CIE组都表现出对酒精的高偏好（>80%）。然而，当把选择换成酒精和3%蔗糖溶液时，情况发生了戏剧性变化：对照组小鼠对酒精的偏好急剧下降至45%以下，而CIE小鼠则依然保持着65-80%的高酒精偏好。这清晰地表明，酒精依赖诱导了一种对酒精的强烈偏向性选择，即使面对像蔗糖这样的天然奖赏物时也是如此。
5. 饮酒期间MD信号升高
最后，研究人员利用光纤光度记录技术，实时观察了小鼠在饮水或饮酒时MD神经元的活动。他们发现，无论是饮水、饮蔗糖还是饮酒，在舔舐动作开始和结束后，MD的钙信号都会升高。至关重要的是，在饮酒过程中记录的MD钙信号强度，显著高于饮水或饮蔗糖时的信号。这种对酒精信号的“偏爱”在对照组和CIE依赖组小鼠中均存在，且CIE暴露并未进一步放大这种信号差异。这表明，MD神经元的活动本身就编码了对酒精的独特反应，这种反应可能构成了酒精偏好行为的神经基础。
结论与意义
这项研究系统性地揭示了酒精依赖如何重塑内侧背侧丘脑。研究表明，慢性间歇性乙醇暴露在MD中引发了一系列复杂的、随时间变化的神经适应：包括早期戒断期的基因表达重编程（尤其是胶质相关基因）、中期戒断的神经元兴奋性增强，以及贯穿始终的对酒精刺激的特异性钙信号反应。这些适应共同构成了一个神经生物学基础，可能解释了为何依赖个体会表现出对酒精的顽固性偏好，即使存在更具自然奖赏性的替代选择。
这项研究的重要意义在于：首先，它突出强调了内侧背侧丘脑作为AUD研究中的一个关键且尚未被充分重视的脑区，其在整合认知、决策和奖赏信息方面的功能使其成为理解酒精偏向性行为的理想靶点。其次，研究揭示了酒精依赖导致的神经适应具有高度的细胞类型特异性和时间动态性，这提示未来的干预策略需要考虑不同戒断阶段的特定机制。最后，研究发现在体MD活动对酒精具有特异性反应，这为开发针对该脑区活动的新型干预手段（如神经调控技术）提供了潜在的生物学靶点。通过深入解析MD在酒精依赖中的作用，这项工作为最终开发出能够帮助患者恢复行为灵活性、减少酒精偏向选择的新型疗法铺平了道路。
