背侧海马SK2通道调控吗啡增强的神经元振荡及吗啡诱导情境记忆编码与提取的机制研究

《Scientific Reports》：Modulation of dorsal hippocampal SK2 channels regulates morphine-enhanced neuronal oscillations and morphine-induced contextual memory encoding and retrieval

　　本研究针对阿片使用障碍中顽固的药物-情境关联这一关键临床问题，聚焦背侧海马SK2通道在吗啡情境记忆形成与提取中的作用。研究人员通过行为药理学、在体电生理记录和分子分析技术，发现SK2通道阻断剂Lei-Dab7和激活剂NS309均能剂量依赖性地损害吗啡情境记忆提取，而SK2阻断在亚阈值条件下反而促进记忆形成。电生理数据显示SK2通道通过调节海马神经元振荡和theta相位-伽马振幅耦合参与这一过程。该研究揭示了SK2通道作为调控阿片相关情境记忆的关键分子靶点，为干预药物成瘾提供了新思路。

　　

阿片类药物在有效缓解疼痛的同时，其使用伴随着处方滥用和阿片使用障碍(OUD)的风险。顽固的适应不良药物-情境关联被认为是导致OUD发展和维持的关键因素，然而阿片类药物如何通过诱导突触可塑性在用药情境与药物效应之间建立持久关联的机制仍不清楚。在临床前研究中，情境依赖性吗啡运动敏化(CDLSM)和吗啡条件性位置偏爱(MorCPP)是研究药物-情境关联的经典模型。背侧海马(dHPC)作为情境记忆形成的关键脑区，其突触机制在阿片类药物改变海马环路以维持这些关联中的作用亟待阐明。

先前研究发现，重复情境配对吗啡暴露通过增强小电导钙激活钾通道2型(SK2)的活性损害dHPC长时程增强(LTP)。SK2通道通过其对NMDARs的负反馈机制在调节神经元兴奋性和突触可塑性中起关键作用。然而，SK2通道在吗啡-情境关联学习与记忆中的具体功能，以及其如何影响海马网络动力学仍未知。

为解决这些问题，研究人员在雄性小鼠中结合在体电生理学、分子分析和行为药理学方法，利用MorCPP范式研究了SK2通道在吗啡-情境关联学习与记忆中的作用。研究发现，SK2通道的活性平衡对成功回忆吗啡相关情境至关重要，其调控机制涉及对海马theta和伽马振荡以及theta相位-低伽马振幅耦合的调节。

研究主要应用了以下关键技术方法：吗啡条件性位置偏爱行为学测试评估药物-情境关联记忆；立体定位手术进行背侧海马导管植入和药物微注射；局部场电位记录分析神经元振荡活动；定量PCR和Western blot检测SK2通道基因和蛋白表达；相位-振幅耦合分析神经振荡间的相互作用。

阻断SK2活性以剂量依赖方式阻止吗啡-情境记忆提取

研究人员发现，在MorCPP后测前给予SK2阻断剂Lei-Dab7可剂量依赖性地阻断对吗啡配对情境的偏好表达，而不影响运动活性。这一结果表明dHPC SK2活性对提取吗啡相关情境记忆至关重要。

MorCPP不改变海马SK2基因表达

尽管吗啡条件小鼠表现出对吗啡配对情境的显著偏好，但吗啡和盐水条件小鼠之间的相对KCNN2 mRNA表达无差异，且吗啡条件小鼠中KCNN2基因表达程度与对吗啡配对情境偏好程度无显著相关。

MorCPP不改变海马SK2蛋白水平

在总匀浆和突触体组分中均未观察到吗啡诱导的SK2蛋白水平变化，且SK2蛋白表达与对吗啡配对情境偏好程度无相关性。这与先前CDLSM研究结果不同，可能源于本研究中组织收集前未给予吗啡挑战。

阻断SK2活性促进亚阈值条件下吗啡-情境记忆形成

在完整条件期间阻断SK2通道不影响吗啡-情境记忆形成，但在亚阈值条件下，SK2阻断反而促进学习，表现为更少条件次数即可建立对吗啡配对情境的偏好。

dHPC中SK2激活阻止吗啡-情境记忆提取

SK2激活剂NS309在后测前给药可剂量依赖性地阻断对吗啡配对情境的偏好，而在条件期间给药对记忆形成影响最小，表明SK2通道激活同样损害吗啡-情境记忆提取。

吗啡增强dHPC神经元振荡而SK2阻断降低它们

急性吗啡注射增加dHPC theta、低伽马和高伽马频带总功率，而SK2抑制降低theta功率但不影响伽马功率。相位-振幅耦合分析显示急性吗啡增加振荡功率但不改变耦合。

阻断dHPC中SK2活性阻止与吗啡-情境再暴露相关的LFP增强

在对照动物中，再暴露于吗啡配对情境导致theta和伽马频带功率显著增加，而SK2通道阻断剂Lei-Dab7处理阻止这种功率增加。再暴露于吗啡配对情境也增加theta相位-低伽马振幅耦合，这在SK2处理小鼠中未观察到。

研究结论表明，dHPC SK2通道通过调节NMDAR活性和LTP，可能参与支撑吗啡-情境关联的神经元过程。SK2抑制产生相位依赖性效应，在存在系统性吗啡的条件下促进获取，而在无吗啡的提取期间破坏回忆所需的振荡协调。网络水平观察为SK2活性可能影响药物-情境关联的潜在机制提供了证据。

该研究的重要意义在于揭示了SK2通道作为情境驱动药物行为的候选调节剂，增进了我们对阿片相关记忆中海马环路作用的理解。研究结果表明，靶向SK2通道可能为干预药物成瘾中的顽固药物-情境关联提供新策略，为未来开发针对OUD的治疗方法奠定了理论基础。