前额叶皮层D1与D2神经元在可卡因戒断及线索诱导复吸中的性别特异性生理神经适应机制

　　本研究针对可卡因戒断不同时期前额叶皮层（PFC）至伏隔核（NAc）投射神经元（PL->NAc PNs）的生理适应性变化展开。通过电生理技术，团队发现D1（PLD1->NAc）与D2（PLD2->NAc）神经元在戒断早期（2小时）和长期戒断（7天）后呈现性别与细胞类型特异的兴奋性与突触可塑性变化，且线索诱导的复吸行为可逆转部分适应性改变。该研究揭示了可卡因成瘾中前额叶环路动态重塑的分子机制，为针对性别的成瘾治疗策略提供了新思路。

　　

药物成瘾是一种慢性复发性脑疾病，其核心特征之一是即使经过长期戒断，患者仍容易因环境线索诱发强烈的药物渴求与复吸行为。前额叶皮层（Prefrontal Cortex, PFC）作为高级认知控制中枢，在抑制冲动行为和决策中起关键作用。其中，前边缘皮层（Prelimbic Cortex, PL）区域投射至伏隔核（Nucleus Accumbens, NAc）的锥体神经元（PL->NAc PNs）已被广泛证实参与药物寻求行为的调控。值得注意的是，这些投射神经元并非均质群体，根据其表达的多巴胺受体类型可分为D1（PL^D1->NAc）和D2（PL^D2->NAc）两类，它们可能在成瘾过程中扮演不同甚至相反的角色。

以往研究多聚焦于分子层面的适应性变化，例如戒断早期（2小时）PL区内与可塑性相关的蛋白（如pERK、pCREB）磷酸化水平下降，而随着戒断时间延长（7天），CREB则呈现过度磷酸化状态。然而，这些分子变化是否伴随相应的电生理特性改变，尤其是在不同细胞类型与性别中是否存在差异，仍不清楚。此外，大多数研究使用非 contingent（非自身给药）给药模式，未能真实模拟人类成瘾过程中的主动用药行为。为此，Saurabh S. Kokane等人利用可卡因自身给药（Self-Administration, SA）模型，结合转基因技术与离体脑片电生理记录，系统研究了戒断不同阶段及线索诱导复吸后PL->NAc PNs的兴奋性与突触可塑性的变化，成果发表于《Addiction Neuroscience》。

本研究主要采用以下几项关键技术方法：使用Drd1-Cre与Drd2-Cre转基因大鼠（Long Evans背景），通过在NAc内注射逆向示踪病毒（AAVrg-hSyn-DIO-eGFP或AAVrg-hSyn-DIO-mCherry）特异性标记PL->NAc神经元；建立可卡因自身给药行为模型（0.2 mg/输注，2小时/天，FR1程序），并设置yoked-saline对照组；在戒断2小时、7天或进行30分钟线索诱导复吸测试后取脑，进行离体全细胞膜片钳记录，检测神经元固有兴奋性（动作电位发放数、基强度）、自发兴奋性突触后电流（sEPSC）以及 evoked AMPAR/NMDAR电流比值（AMPA/NMDA ratio）；并使用PKA抑制剂Rp-cAMPs探讨相关机制。

3.1. 可卡因自身给药及线索诱导的可卡因寻求

病毒注射验证显示PL^D1->NAc与PL^D2->NAc神经元在PFC中成功标记，且NAc内病毒表达位置准确。可卡因自身给药大鼠的主动杠杆按压次数显著高于 inactive lever及 saline对照组，表明成功建立可卡因寻求行为模型。戒断7天后进行线索诱导复吸测试，发现D1⁺与D2⁺大鼠的主动杠杆按压次数均显著增加，提示线索成功诱发复吸行为。

3.2. 可卡因戒断早期对PL^D1->NAc和PL^D2->NAc PNs固有兴奋性和突触可塑性的影响

在戒断2小时后，雄性大鼠PL^D1->NAc神经元的动作电位发放数显著增加，但PL^D2->NAc神经元无变化；雌性大鼠则未见显著变化。突触性质方面，雄性PL^D1->NAc神经元的sEPSC频率增加（提示突触前谷氨酸释放增多），而PL^D2->NAc神经元的AMPA/NMDA比值下降；雌性大鼠中，PL^D2->NAc神经元的sEPSC频率降低，AMPA/NMDA比值无变化。

3.3. 可卡因强制戒断及线索诱导复吸后性别与细胞类型特异性的生理适应性变化

戒断7天后，雄性大鼠PL^D1->NAc神经元的兴奋性进一步增强，且线索诱导复吸可逆转该效应；雌性大鼠则未见兴奋性显著变化，但PL^D1->NAc神经元的AMPA/NMDA比值显著升高，且该效应可被复吸行为逆转。此外，雌性PL^D2->NAc神经元在复吸后AMPA/NMDA比值升高。

3.4. PKA抑制对可卡因戒断后生理适应性变化的影响

使用PKA抑制剂Rp-cAMPs后，发现其对雄性大鼠的神经元兴奋性无显著影响，但可降低 saline对照组中PL^D2->NAc神经元的基强度。在雌性大鼠中，Rp-cAMPs可逆转戒断引起的PL^D1->NAc神经元AMPA/NMDA比值升高，提示雌性戒断相关的突触可塑性变化可能依赖PKA通路。

本研究揭示可卡因戒断过程中前额叶皮层至伏隔核投射神经元存在动态、性别与细胞类型特异的生理神经适应。在雄性大鼠中，戒断早期与长期戒断均显著增强PL^D1->NAc神经元的固有兴奋性，该效应可被线索诱导的复吸行为逆转，且不依赖PKA通路；而雌性大鼠则主要表现为戒断后期PL^D1->NAc神经元突触效能增强（AMPA/NMDA比值升高），该变化依赖PKA且可被复吸行为逆转。这些结果说明，可卡因戒断不同时期前额叶环路的适应性改变具有高度异质性，且雄性以兴奋性升高为主，雌性以突触可塑性变化为主。该研究不仅深化了对成瘾机制的理解，还为开发性别特异性的成瘾治疗策略提供了重要理论依据。