《Synapse》:Sex and Chronic Stress Alter the Distribution of Corticotropin-Releasing Factor Receptor in Rat Hippocampus Following Oxycodone Conditioned Place Preference
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促肾上腺皮质激素释放因子受体1(CRFR1)参与应激诱导的海马可塑性,可影响学习与记忆过程,包括成瘾相关的联想学习。研究人员既往工作揭示,大鼠CA3锥细胞与齿状回(DG)门区中间神经元内CRFR1分布存在性别差异,可能差异化影响雌性与雄性对慢性 immobil
促肾上腺皮质激素释放因子受体1(CRFR1)参与应激诱导的海马可塑性,可影响学习与记忆过程,包括成瘾相关的联想学习。研究人员既往工作揭示,大鼠CA3锥细胞与齿状回(DG)门区中间神经元内CRFR1分布存在性别差异,可能差异化影响雌性与雄性对慢性 immobilization 应激(CIS)的联想学习反应。本研究采用免疫电镜技术,考察无应激(US)与CIS成年雌、雄大鼠在羟考酮(Oxy)条件性位置偏爱(CPP)后,CA3锥细胞与DG门区中间神经元树突中CRFR1的亚细胞分布。Oxy CPP后,雄性相较雌性在CA3锥细胞与DG中间神经元树突质膜相关CRFR1更多,与雄性促肾上腺皮质激素释放因子(CRF)结合能力更强一致。CIS单独作用使雄性CA3锥细胞层与 stratum oriens(SO)中 Crhr1 mRNA上调。CIS联合Oxy CPP行为下,仅雌性获得CPP。Oxy CIS雌性较Oxy CIS雄性在DG中间神经元树突总CRFR1更多;且CIS Oxy雌性DG中间神经元树突中CRFR1由胞质向质膜转运,提示该神经元群在CIS Oxy雌性中CRF结合能力潜在增强。上述发现结合既往研究提示,CIS雌性中CRFR1与阿片受体转运改变参与CIS雌性而非雄性获得Oxy CPP的机制。
研究背景与立项依据:遗传、环境应激及多药滥用均为阿片依赖与成瘾的重要因素,使得性别对阿片成瘾的影响难以孤立。临床观察显示女性因应激或抑郁复发倾向更高,动物研究中雌性对渴求与复吸更敏感,且雌激素波动调节阿片介导的海马长时程增强(LTP)。海马是情境联想学习的核心,其经苔藓纤维(MF)?CA3通路与中脑边缘奖赏系统互作;CRF系统与阿片系统在海马内交织,CRFR1可与δ阿片受体(DOR)共定位并受慢性应激与性别调控。研究人员既往发现CIS仅使雌性而非雄性大鼠获得Oxy CPP,并伴阿片肽/受体重排,但CRFR1在MF?阿片通路中的亚细胞转运是否存性别差异、是否受CIS调节尚不清楚。该研究即为此开展,论文发表于《Synapse》。
主要关键技术方法:研究使用两组既往CPP实验组织——队列1为US下Sal或Oxy处理的雌、雄Sprague?Dawley大鼠各6只;队列2为CIS下Sal或Oxy处理雌、雄各6只;另用独立CIS雌、雄队列(各5只CIS与4只对照)做 Crhr1 原位杂交。电镜层面采用丙烯醛/多聚甲醛灌流固定、振动切片、抗CRFR1山羊多克隆抗体(识别羧基端425?444 aa)与1 nm金颗粒二抗、银增强(silver-intensified immunogold, SIG)显示,在CA3放射层(SR)与DG门区采集树突轮廓,按质膜上(On/μm)、质膜近旁(Near/μm, ≤50 nm)、胞质(Cyto/μm2)、总计(Total/μm2)定量;RNAScope 2.5检测 dorsal 海马CA3b各层 Crhr1 mRNA。全部定量由盲法完成。
研究结果
3.1 队列1:US大鼠Oxy CPP后CA3与DG的CRFR1分布
3.1.1 CA3锥细胞树突:US Sal雌雄无基线差异;Oxy后雄性CA3树突质膜CRFR1?SIG多于雌性(p=0.041),提示雄性结合容量上调。
3.1.2 CA3树突棘:SR与 stratum lucidum(SLu)中MF接触棘的CRFR1标记比例及亚细胞分布无性别或处理差异。
3.1.3 DG门区中间神经元树突:US Sal雌性质膜CRFR1高于雄性(p=0.042);Oxy雌性总密度较Sal雌性升高(p=0.031),Oxy雄性近质膜与总密度较Sal雄性升高(p=0.005、p=0.0008)。
3.2 队列2:CIS大鼠的CRFR1分布
3.2.1 CA3小锥细胞树突:Oxy CIS雌性总CRFR1高于Sal CIS雌性(p=0.044)与Oxy CIS雄性(p=0.006),雄性无类似变化。
3.2.2 CA3树突棘:CIS下棘标记无处理/性别差异。
3.2.3 DG门区中间神经元树突:Sal CIS雄性近质膜CRFR1高于Sal CIS雌性(p=0.032);Oxy CIS雌性胞质CRFR1较Sal CIS雌性降低(p=0.013)、较Sal CIS雄性升高(p=0.0001),总CRFR1在Sal/Oxy CIS雌性均高于对应雄性(p=0.042、p=0.045);小直径(<1.0 μm)树突中Oxy使CIS雌性近质膜CRFR1增加(p=0.032),而Sal CIS雄性近质膜高于Sal CIS雌性(p=0.003),表明CIS Oxy雌性出现胞质→质膜转运。
3.3 跨队列US与CIS Sal对照比较
3.3.1 CA3锥细胞:CIS Sal雌雄近质膜CRFR1均低于US Sal对应性别(雌p=0.017,雄p=0.011),胞质在雌性升高。
3.3.2 CA3棘:CIS不改变Sal组棘CRFR1。
3.3.3 DG中间神经元:US Sal雌性质膜/近质膜/总CRFR1高于CIS Sal雌性,胞质反之;CIS Sal雌性总CRFR1高于CIS Sal雄性。
3.4 Crhr1 mRNA:CIS雄性CA3锥细胞层(PCL)与SO的 Crhr1+ 细胞数较US雄性增多(PCL p<0.01,SO p=0.059),总CA3计数升高;雌性无变化,DG极少标记。
讨论与结论翻译:本研究揭示Oxy CPP后海马神经元CRFR1密度与转运具性别依赖、细胞类型特异性,且受前期CIS塑造。US下雌性DG中间神经元基线质膜CRFR1更高;Oxy CPP后雄性CA3/DG近质膜CRFR1上升。CIS使两性CA3锥细胞质膜CRFR1下降,雌性DG中间神经元亦下降。CIS+Oxy CPP仅雌性获CPP,且CIS Oxy雌性DG中间神经元总CRFR1更多并伴胞质→质膜转运,提示该群CRF结合力增强。结合既往DOR/MOR重排,CIS雌性经DG门区?CA3回路协同受体转运促成Oxy CPP易感性,而CIS雄性CA3谷氨酸受体上调但CRFR1未变,缺乏此可塑性故未获CPP。结论:CRFR1密度与 Crhr1 表达变化参与基线及Oxy CPP/CIS后海马学习记忆的性别差异;慢性应激后海马促药联学习的机制雌雄迥异,为阿片成瘾性别化神经机制提供亚细胞证据。