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抑制前腹前额皮层内的NMDAR与CaMKII信号可阻断孵育性可卡因与蔗糖渴求

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为何渴求会随时间增强

许多戒瘾或试图少吃甜食的人会发现,越远离物质或食物,渴求反而可能越强。这个令人迷惑的现象被称为渴求的“孵育”,它提出了一个重要问题:在数周的戒断期间,大脑内部发生了什么变化,使得一首歌、一处地点或甜点的视觉提示变得难以忽视?本研究利用大鼠探查了一个关键脑区,并识别出帮助开启以及可暂时关闭这种延迟性欲望激增的分子开关,适用于可卡因和甜食两种情形。

Figure 1. 一个小型额叶脑区如何将提示与数周内增强的可卡因和糖渴求联系起来,以及阻断该区如何平息这种驱动
Figure 1. 一个小型额叶脑区如何将提示与数周内增强的可卡因和糖渴求联系起来,以及阻断该区如何平息这种驱动

将提示与行为连接的脑枢纽

研究人员将注意力集中在前腹前额皮层,这是大鼠额叶中的一小块区域,粗略对应于人类参与计划与自我控制的区域。大鼠被训练通过静脉注射自给自足获取可卡因,或为蔗糖颗粒工作,每种情形都与灯光和声音配对,成为提示。在训练后,动物被隔离于可卡因或蔗糖之下,分别经历短期或长期的禁断,然后进行测试:按杆仅产生提示,不再获得奖赏。和成瘾者类似,禁断一个月后大鼠比禁断一两天时按杆更积极,显示出对可卡因和糖的孵育性渴求。

渴求回路内的分子开关

为了解孵育后大脑有何不同,研究组测量了参与谷氨酸信号传导的蛋白质,谷氨酸是与学习密切相关的重要化学递质。他们研究了两个关键角色:位于神经元表面并感知谷氨酸的NMDA受体,以及在细胞内被钙激活后像记忆开关一样作用的酶CaMKII。对于可卡因,模式非常直接:在雄性与雌性大鼠的前腹前额皮层中,CaMKII的“活化”形式在戒断一个月后升高,与提示驱动的可卡因寻求最强烈的时期相吻合。然而,该区域的NMDA受体总量变化不大,提示系统的使用方式比受体数量更为关键。

糖的性别差异性特征

蔗糖呈现出更复杂的景象。大鼠仍表现出孵育的蔗糖渴求,但额叶皮质中的相关蛋白变化高度依赖性别和所检查的特定亚区。总体上,雌性在若干NMDA亚基和CaMKII含量上低于雄性。长期戒断蔗糖后,某些NMDA亚基在特定区域于一种性别中下降而另一性别不变,CaMKII活性在雄雌之间则朝相反方向转变。这些模式明显有别于可卡因,强调即便表面行为相似,大脑对不同奖赏的处理并不相同。

用定点阻断剂降低渴求

找到相关性只是故事的一半,科学家们接着问:干扰这些分子是否能真正改变行为?他们在提示测试前将微量NMDA受体阻断剂(D-AP5)或CaMKII阻断剂(myr-AIP)直接注入前腹前额皮层。在经历长期戒断的大鼠中,任一阻断剂都显著降低了对可卡因和蔗糖的孵育性寻求,而在对照条件下对行为的影响不明显。两种阻断剂合用对可卡因寻求产生更强且持续时间稍长的抑制,这暗示CaMKII既可由NMDA受体驱动,也可由其它钙源驱动。重要的是,这些处理并未永久消除渴求;药效消退后,增强的反应又会恢复。

Figure 2. 在渴求回路内,谷氨酸激活双重开关以增强寻求行为,而局部阻断剂可关闭该通路
Figure 2. 在渴求回路内,谷氨酸激活双重开关以增强寻求行为,而局部阻断剂可关闭该通路

对未来治疗的意义

对普通读者来说,关键信息是:同一小块前额皮层使用相关的化学开关来推动对药物和甜食的延迟性渴求激增,尽管两者的具体线路各有不同。通过调低该区域的NMDA受体或CaMKII,研究者能在大鼠中暂时压制这些被放大的提示反应。尽管这项工作离临床应用尚远,但它将抗渴求药物的搜索聚焦到前额回路中特定的信号通路,这些通路决定了在数周戒断后提示有多强的影响。

引用: Huerta Sanchez, L.L., Siao, N.M., Chaudhari, S.R. et al. Inactivation of NMDAR and CaMKII signaling within the prelimbic cortex blocks incubated cocaine- and sucrose-craving. Neuropsychopharmacol. 51, 1197–1206 (2026). https://doi.org/10.1038/s41386-025-02310-0

关键词: 可卡因渴求, 蔗糖渴求, 前额皮质, NMDA 受体, CaMKII