慢病毒介导的伏隔核中CD81的调节作用：对雄性大鼠可卡因诱导的条件性奖励行为及复发的影响

《Neurochemistry International》：Lentiviral-mediated CD81 modulation in the nucleus accumbens: effects on cocaine-induced conditioned reward and relapse in male rats

可卡因成瘾的神经机制研究中，CD81在腹侧纹状体（NAc）通过慢病毒介导的敲低和过表达发现：敲低显著抑制可卡因条件性位置偏好的获得和复吸，过表达则增强其效应，四环素处理可逆转过表达的影响。相关性分析表明CD81 mRNA水平与条件偏好程度正相关，提示CD81参与可卡因奖赏和复吸相关的神经可塑性调控。

　　

阿明·巴希（Amine Bahi）| 让-吕克·德雷耶（Jean-Luc Dreyer）

阿联酋阿吉曼大学医学院基础医学科学系

摘要

可卡因使用障碍是一个重大的公共卫生问题，目前尚无获批的药物治疗方法。与药物相关的情境记忆可能会引发强烈的渴望和复发。尽管CD81已被证明与可卡因引起的运动行为有关，但其在条件性奖励和复发中的作用仍不清楚。本研究调查了CD81在纹状体伏隔核（NAc）中的表达在大鼠可卡因条件性位置偏好（CPP）习得和药物诱发再激活过程中的作用。成年雄性Wistar大鼠通过慢病毒载体在NAc中操纵CD81的表达，以实现敲低（shRNA）或过表达。这些操作分别在可卡因条件作用之前（10 mg/kg）进行以评估习得过程，或在消退后及可卡因诱发注射之前（5 mg/kg）进行以评估再激活过程。死后测量CD81的mRNA水平，并对基因表达与行为结果进行了皮尔逊相关性分析。结果显示，CD81敲低显著降低了CPP的习得和再激活，而CD81过表达则增加了两个阶段的条件性偏好。多西环素处理抑制了转基因表达并消除了CD81过表达的行为效应。相关性分析表明CD81 mRNA水平与CPP强度之间存在显著的正相关关系。这些发现表明CD81参与了NAc中可卡因条件性奖励和类似复发行为的调节。需要在其他临床前模型中进行进一步研究，以阐明CD81在成瘾相关神经可塑性中的更广泛作用。

引言

可卡因是全球滥用最广泛的兴奋剂之一，是一个重大的公共卫生和社会经济挑战。流行病学研究表明，在美国、欧洲和拉丁美洲等地区，可卡因的流行率持续上升（Kasperski等人，2011年；Castells等人，2016年）。仅在美国，2001年就有超过120万人开始使用可卡因（O’Brien和Anthony，2005年），到2007年，12岁及以上的当前使用者已超过200万人（Kasperski等人，2011年）。尽管进行了大量研究，但目前仍没有获批用于治疗可卡因使用障碍（CUD）的药物治疗方法，这突显了继续研究可卡因成瘾的神经和分子机制的必要性。因此，理解可卡因强化和复发的生物学基础对于深入探讨可卡因使用障碍的机制并指导未来治疗开发至关重要。

在治疗物质使用障碍（包括CUD）的过程中，一个主要障碍是即使经过长期戒断后，复发风险仍然很高。复发通常由压力、与药物相关的线索或再次接触少量药物触发（Shalev等人，2002年；Andersson等人，2019年）。为了在受控条件下研究这些过程，临床前行为模型发挥了重要作用。其中，条件性位置偏好（CPP）提供了一个研究可卡因奖励和类似复发行为的强大平台（Aguilar等人，2009年；Correia等人，2026a）。在CPP范式中，通过药物诱发可以可靠地重新激活可卡因寻求行为，从而识别影响复发易感性的分子机制（Parker和McDonald，2000年；Wang等人，2000年；Farrell等人，2018年；Arguello等人，2023年）。

来自CPP研究的见解集中在介导奖励相关学习的具体脑区。纹状体伏隔核（NAc）是大脑奖励回路的核心组成部分，在可卡因引起的强化、渴望和复发中起着关键作用（Di Chiara和Imperato，1988年；Carboni等人，1989年；Quintero，2013年）。NAc中的多巴胺能信号传导在可卡因的动机性和强化特性中起着关键作用，而该区域内的药物诱导的突触可塑性被认为是持续药物寻求行为的基础（Cannella等人，2018年；Lax和Sapozhnikov，2019年）。尽管这一作用已被充分证实，但调控NAc中可卡因诱导可塑性的分子调节因子尚未完全明确。

最近的研究开始将膜相关分子确定为多巴胺能信号传导和突触组织的关键调节因子。其中，四跨膜蛋白（tetraspanins）作为受体定位、细胞内信号传导和神经元连接的重要调节因子脱颖而出（Berditchevski和Odintsova，2007年；Hemler，2008年）。实验证据表明，几种四跨膜蛋白影响多巴胺相关行为和奖励处理（Masoudi等人，2014年；Lee等人，2017年），遗传学研究将四跨膜蛋白变异与神经精神表型（包括情绪障碍和成瘾）联系起来（Hua等人，2001年；Scholz等人，2010年；Gupta等人，2016年；Ho等人，2021年）。这些发现表明四跨膜蛋白可能作为奖励回路中可卡因诱导行为适应的调节因子。

在四跨膜蛋白中，CD81因其在中枢神经系统中的表达及其与多巴胺能通路的关联而特别值得关注。CD81在大脑中广泛表达（Sullivan和Geisert Jr.，1998年；Lonsdale等人，2013年），但其对可卡因相关行为的贡献仍不甚清楚。我们实验室的早期筛选研究表明，可卡因暴露后NAc中的CD81 mRNA选择性上调（Brenz Verca等人，2001年；Michna等人，2002年），随后的研究显示CD81缺陷小鼠对可卡因的行为敏感性发生改变（Michna等人，2001年）。然而，尽管存在这些关联，CD81在NAc中调节可卡因奖励和复发中的因果作用尚未直接验证。

为了解决这一空白，对CD81进行区域特异性操纵提供了一种直接的实验方法。基于我们之前的发现，即CD81在NAc中的调节会改变可卡因诱导的运动活动、行为敏感性和乙醇相关行为（Bahi等人，2004b，2005b；Bahi和Dreyer，2022年），本研究考察了CD81敲低和过表达对可卡因CPP习得和再激活的影响。鉴于CD81参与调节多巴胺的可用性（Brenz Verca等人，2001年），在NAc中靶向操纵CD81有助于研究可卡因条件性奖励的多巴胺能机制。我们使用慢病毒载体在体内调节CD81的表达，并在CPP范式中评估行为结果。同时，我们量化了NAc中的CD81 mRNA水平，并分析了其与CPP表现的相关性，以加强行为结果的解释。我们假设CD81的功能丧失会减弱可卡因奖励，而CD81过表达会增强可卡因条件性偏好和再激活。

实验部分

动物

雄性Wistar大鼠（约235克）被分成四组，饲养在透明塑料笼中，处于标准实验室条件（12/12小时光照-黑暗周期，早上6点关灯，约22°C），并持续提供水和标准啮齿动物饲料。所有实验程序均严格遵循瑞士关于实验室动物护理和使用的法规。

慢病毒载体的构建和生产

CD81-shRNA和CD81过表达载体按照我们之前的研究方法制备（Bahi等人，2004b）

实验1：CD81敲低减少了可卡因-CPP的习得

为了排除可卡因条件作用前腔室偏好的基线偏差，我们对Mock组（n = 10）和shCD81组（n = 11）的Pre-CPP得分进行了Mann–Whitney U检验。两组之间没有显著差异（U = 66，z = 0.781，p = 0.468）。在预测试期间，Mock组在药物相关区域花费的时间为450.6 ± 22.1秒，shCD81组为460.7 ± 24.2秒，表明两组对CPP装置的探索基线相当

讨论

我们之前的研究表明，NAc中CD81的操纵显著损害了可卡因诱导的运动刺激和行为敏感化（Bahi等人，2004b，2005b）。在本研究中，我们测试了选择性CD81操纵是否同样会影响可卡因诱导的条件性奖励和药物寻求行为。

局限性和未来方向

本研究的局限性在于使用了三组设计（Mock组、CD81组和CD81+Doxy组），而不是完整的2×2因子设计。所选方法使我们能够确定抑制转基因驱动的CD81过表达是否能使行为反应恢复到基线水平，从而评估持续CD81过表达对可卡因相关行为的因果贡献。然而，这种设计无法完全区分多西环素是否可能产生独立影响

结论

总之，本研究表明CD81调节了CPP模型中的可卡因诱导行为，影响奖励习得和类似复发的反应。CD81抑制和过表达观察到的相反效应突显了其在与成瘾相关的神经可塑性过程中的作用。虽然这些发现推进了我们对可卡因相关学习和记忆的分子机制的理解，但在解释其转化相关性时仍需谨慎。

作者贡献声明

让-吕克·德雷耶（Jean-Luc Dreyer）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，监督，资源管理，项目管理，资金获取。阿明·巴希（Amine BAHI）：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，软件使用，方法学设计，资金获取，数据分析，数据管理，概念构思

未引用参考文献

deBacker等人，2015年；Sullivan和Geisert Jr，1998年。

数据可用性

本研究生成的数据可根据合理请求向相应作者索取。

利益声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

资金来源的作用

本工作得到了阿吉曼大学（2019-IRG- MED-1）和瑞士国家基金会（3100-059350和3100AO-100686）的资助。资助者在研究设计、数据分析、报告撰写或决定提交论文发表方面没有进一步的作用。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

作者感谢Christine Deforel- Poncet女士的技术协助。