食欲素(Orexin)系统调节青少年应激诱导的酒精偏好与复吸：生物信息学与实验证据

《Addiction Biology》：The Orexin System Modulates Stress-Induced Alcohol Preference and Reinstatement in Adolescents: Bioinformatics and Experimental Evidence

　　

未成年人饮酒已成为全球公共卫生问题，其主要诱因之一是应激，而食欲素(Orexin)系统已被报道参与酒精成瘾与应激反应，但其在青少年群体中的作用尚不清楚。因此，研究人员构建蛋白?蛋白相互作用(PPI)网络以确认食欲素受体与应激及酒精依赖相关基因相连，为实验设计提供理论基础。动物实验采用条件位置偏爱(Conditioned Place Preference, CPP)、足部电击应激模型(Foot?shock Stress Model)及酶联免疫吸附测定(Enzyme?Linked Immunosorbent Assay, ELISA)，阐明食欲素系统在应激诱导的青少年小鼠酒精成瘾相关行为中的作用。结果显示，食欲素系统、慢性/急性应激与酒精依赖相关蛋白间存在相互作用；慢性应激可增加动物对酒精成瘾相关行为的易感性；急性足部电击可促进酒精寻求行为的复吸(Reinstatement)并提升奖赏与成瘾相关脑区内食欲素浓度；抑制食欲素受体可减弱青少年小鼠酒精成瘾样行为的形成与复吸。综上，食欲素系统可能是预防青少年应激诱导酒精成瘾及复吸的关键靶点。

《Addiction Biology》刊载论文解读：食欲素(Orexin)系统调控青少年应激诱导酒精偏好与复吸的生物信息与实验研究

一、研究背景与立项依据

未成年人饮酒在全球范围内普遍，世界卫生组织(WHO)数据显示多国15岁青少年饮酒率达50％～70％，中国中学生饮酒率亦达42.73％。青春期酒精暴露可致认知神经缺陷及精神健康问题。应激事件是青少年饮酒的重要危险因素，可促发酒精依赖的启动与复吸(Reinstatement)；然而应激?酒精依赖间的神经机制尤其在青少年中尚未阐明。食欲素(Orexin/Orexin A and B，亦称Hypocretin)系统由下丘脑外侧区(Lateral Hypothalamus, LH)合成，投射至全脑，参与应激反应（激活下丘脑?垂体?肾上腺轴 Hypothalamic?Pituitary?Adrenal axis, HPA轴）及物质成瘾的奖赏强化效应（经伏隔核Nucleus Accumbens, NAc、腹侧被盖区Ventral Tegmental Area, VTA、终纹床核Bed Nucleus of the Stria Terminalis, BNST等中脑边缘多巴胺系统）。OX₁R（Orexin 1 Receptor/OX1R）及OX₂R（Orexin 2 Receptor/OX2R）拮抗剂在成年动物中可减少酒精摄入与复吸，但青少年动物研究匮乏。鉴于青春期大脑发育未成熟使其对应激与酒精更易感，本研究以生物信息学预测结合青少年小鼠行为学及分子检测，探讨食欲素系统在应激诱导青少年酒精偏好形成与复吸中的作用及作为干预靶点的可能性。

二、主要关键技术方法

研究人员以GeneCards数据库检索食欲素、急性应激、慢性应激及酒精依赖相关基因各取前25位并去重，导入STRING数据库构建蛋白?蛋白相互作用(Protein?Protein Interaction, PPI)网络（置信度≥0.7），用Cytoscape 3.10.0可视化。选用4周龄雄性C57BL/6J小鼠（中南大学湘雅二医院伦理委员会批准No.2020680），建立10日慢性足部电击(chronic foot?shock)及单次急性足部电击(acute foot?shock)应激模型；通过条件位置偏爱(Conditioned Place Preference, CPP)三阶段（获得Acquisition、消退Extinction、应激诱导复吸Reinstatement）评估酒精偏好；高架十字迷宫(Elevated Plus Maze, EPM)与开场实验(Open Field Test, OFT)评估焦虑水平；腹腔注射OX₁R拮抗剂SB334867（20 mg/kg）与OX₂R拮抗剂JNJ?10397049（10 mg/kg）进行药理干预；ELISA检测终纹外目标脑区——内侧前额叶皮层(medial Prefrontal Cortex, mPFC)、海马(Hippocampus, Hip)、伏隔核(Nucleus Accumbens, NAc)及腹侧被盖区(Ventral Tegmental Area, VTA)中Orexin A含量；数据以SPSS 26.0行Shapiro?Wilk正态检验、重复测量双因素方差分析(two?way ANOVA)与Bonferroni事后检验、独立样本t检验及单因素方差分析(one?way ANOVA)，p＜0.05为差异显著。

三、研究结果

3.1 Screening Results of Genes Related to Orexin, Chronic Stress, Acute Stress and Alcohol Dependence

从GeneCards分别获取食欲素相关基因337条、慢性应激13 310条、急性应激16 249条、酒精依赖11 867条，取每类前25条去重后，食欲素?慢性应激?酒精依赖组合并得71条基因，食欲素?急性应激?酒精依赖组合同样得71条基因，为后续PPI构建提供数据集。

3.2 Construction of Protein–Protein Interaction Networks

PPI网络显示食欲素系统、慢性/急性应激与酒精依赖相关基因形成紧密互连网络（慢性组56节点228边，急性组55节点183边），食欲素受体位于网络拓扑关键节点，提示其分子水平整合应激与奖赏通路，支持实验假说。

3.3 Effects of Chronic Stress Exposure on the Acquisition of Alcohol?Induced CPP in Adolescent Mice

慢性足部电击组EPM开放臂停留率与OFT中央区停留率显著低于对照组（p＜0.05），证实慢性应激致焦虑样行为；两组均形成酒精?CPP（posttest＞pretest，对照组p＜0.05，慢性组p＜0.01），但慢性应激组CPP评分约为对照组2倍（p＜0.01），表明慢性应激增强青少年小鼠酒精偏好易感性。

3.4 Effects of Orexin Receptor Antagonists on the Acquisition of Alcohol?Induced CPP After Chronic Foot?Shock Stress in Adolescent Mice

慢性应激后，Vehicle组与OX₂R拮抗剂(JNJ?10397049)组仍形成显著酒精?CPP（p＜0.05），OX₁R拮抗剂(SB334867)组未形成（p＞0.05）；SB组与JN组CPP评分均显著低于Vehicle组（p＜0.05），且三组总运动距离无差异（p＞0.05）。结论：OX₁R拮抗完全阻断、OX₂R拮抗部分减弱慢性应激增强的酒精?CPP获得，非运动抑制所致。

3.5 Effects of a Single Acute Stress Exposure on Alcohol?Induced CPP Reinstatement in Adolescent Mice

成功建立酒精?CPP获得与消退后，仅接受单次足部电击组在Rei?test中药物配对箱停留时间较Pretest显著增加（p＜0.01），伪电击组无变化；电击组复吸期停留时间显著长于对照组（p＜0.05），证实急性应激可诱导青少年小鼠酒精?CPP复吸。

3.6 Changes in Orexin Concentrations in Specific Brain Regions After Acute Stress

单次足部电击后，mPFC、Hip及NAc区Orexin A浓度较对照组显著升高（p＜0.05），VTA区呈升高趋势但无统计学差异（p＞0.05），提示急性应激激活奖赏相关区域食欲素释放参与复吸过程。

3.7 Effects of Orexin Receptor Antagonists on Alcohol?Induced CPP Reinstatement After Exposure to Acute Stress in Adolescent Mice

消退后单次电击前给予SB334867或JNJ?10397049，Vehicle组复吸期药物箱停留显著高于Pretest（p＜0.001）且高于两拮抗剂组（p＜0.01），两拮抗剂组未出现复吸（p＞0.05），三组运动距离无差异。表明OX₁R与OX₂R拮抗均可阻断急性应激诱导的酒精?CPP复吸。

四、讨论总结与结论翻译

生物信息学预测食欲素受体为应激?奖赏信号整合的分子枢纽。本研究首次在青少年小鼠模型中证实：慢性应激通过食欲素系统增强酒精偏好获得，急性应激通过升高奖赏脑区食欲素水平促进酒精寻求行为复吸；OX₁R拮抗完全阻断、OX₂R拮抗部分阻断慢性应激增强的偏好获得，二者均阻断急性应激诱导的复吸，且不影响自主活动。研究局限为仅使用雄性小鼠且为强制腹腔给药乙醇模型，未来需纳入雌性并采用自愿饮酒模型及脑区特异性干预。作者指出此研究为青少年应激相关酒精依赖防治提供了OX₁R/OX₂R作为潜在药靶的实验依据。

论文结论部分原文翻译：

综上所述，本研究表明食欲素、慢性/急性应激与酒精依赖并非孤立系统，三者间存在明确交互作用。慢性应激增加青少年小鼠焦虑水平并使其更易产生酒精成瘾行为，该效应可被OX₁R与OX₂R拮抗剂显著削弱。此外，急性应激引起青少年小鼠酒精寻求行为复吸，并提升奖赏相关脑区食欲素浓度；抑制OX₁R或OX₂R可缓解急性应激诱导的酒精寻求行为复吸。基于上述发现，OX₁R与OX₂R可作为预防青少年应激诱导酒精成瘾及复吸的干预靶点。阐明应激系统、食欲素系统与酒精依赖间的关系有助于揭示青少年应激相关酒精依赖与复吸的部分神经生物学机制。