慢性可卡因自我给药的禁欲改变了恒河猴的纹状体多巴胺系统。 (2009)

对其他成瘾的研究可能暗示色情成瘾的最严重影响持续多久评论:为数不多的研究之一涉及禁欲如何影响灵长类动物的多巴胺受体水平。

  • D2受体反弹得很快-不到一个月
  • D1受体在一个月内过高,但在90天内反弹。
  • 高或低D1受体可能是急性戒断和渴望的关键

神经精神药理学 (2009)34,1162-1171; DOI:10.1038 / npp.2008.135; 在线发布3九月2008

托马斯·贝弗里奇1,希拉里·R·史密斯1,迈克尔·纳德1 和琳达·J·波里诺(Linda J Porrino)1

1美国北卡罗来纳州温斯顿 - 塞勒姆,维克森林大学医学院药物滥用神经生物学研究中心生理学和药理学系

通讯:LJ Porrino博士,美国北卡罗来纳州温斯顿 - 塞勒姆医学中心大学医学院医学院药物滥用神经生物学研究中心生理学和药理学系,27157-1083。 电话:+ 1 336 716 8575; 传真:+ 1 336 716 8501; 电子邮件: [电子邮件保护]

29年2008月25日收到; 2008年30月2008日修订; 3年2008月XNUMX日接受; 在线发布于XNUMX年XNUMX月XNUMX日。

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抽象

虽然多巴胺(DA)系统内的失调是慢性可卡因暴露的一个标志性特征,但这些改变是否持续到禁欲的问题仍然很大程度上没有答案。 非人灵长类动物代表了一种理想的模型,用于评估禁欲对慢性可卡因暴露后DA系统的影响。 在这项研究中,雄性恒河猴自我管理可卡因(0.3mg/在固定间隔30-min下,每次注射kg,每次3增强剂)为100天做准备,然后是30或90天禁欲。 这种可卡因自我给药的持续时间先前已被证明可降低DA D2样受体密度并增加D1样受体和DA转运蛋白(DAT)的水平。。 对照猴子的响应通过食物呈现在相同的方案和相同的禁欲期内维持。 [3H]SCH 23390绑定到 与对照动物相比,在1天禁欲后的DA D30受体在纹状体的所有部分中显着更高,而 [3H]raclopride与DA D2受体的结合在各组之间没有差异。 [3H]在禁欲35天后,几乎所有背侧和腹侧纹状体部分的WIN 428 30与DAT的结合也显着更高。 然而,在禁欲90天之后,DA D1受体和DAT的水平与对照值没有差异。 虽然这些结果表明最终恢复了DA系统的各个要素,但它们也强调了在禁用慢性可卡因自我管理的初始阶段这些组成部分的动态性质。

关键词:

可卡因,多巴胺,放射自显影,禁欲,纹状体

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引言

人类成瘾者使用慢性可卡因与多巴胺(DA)系统中的神经适应有关(Malison , 1998; 沃尔科夫 , 1993, 1997)。 这些包括DA转运蛋白(DAT)密度的增加和DA D2样受体浓度的降低(, 1999; , 2002; 沃尔科夫 , 1993)。 此外,还观察到DA释放的改变。 例如,研究人员使用正电子发射断层扫描(PET)研究 [11C]raclopride和哌甲酯已显示慢性可卡因使用者纹状体中DA释放减少(沃尔科夫 , 1997; , 2006)。 然而,一个问题是,通常很难排除其他因素的影响,例如使用其他非法和合法药物,先前药物摄入和使用模式的差异,以及生活方式的差异。 这些差异以及可能早于药物使用的条件的存在可能限制对人类患者的研究的解释。

可以系统地操纵变量的非人灵长类动物模型代表了研究慢性可卡因自我管理和随后禁欲的后果的替代方法。 以前的研究表明,慢性可卡因暴露伴随着DA D2受体浓度的显着下降以及D1受体水平的升高和DAT的密度(莱奇沃思 , 2001; 摩尔 ,1998a, 1998b; 纳德 , 2002, 2006)。 这些效果反映了人类所见的效果,从而证实了这些药物暴露模型的实用性。

尽管有大量证据表明DA系统失调,但已证明更难以评估停止使用药物后是否有任何恢复证据(Malison , 1998; 雅各布森 , 2000; 沃尔科夫 , 1993或者这些变化是否持续超过持续摄入可卡因的时间范围。 同样,非人灵长类动物模型可以提供对这个成瘾阶段的见解。 法尔费尔 (1992) 据报道,禁用慢性非连续性暴露于可卡因后,猴子纹状体中DAT和D1样受体的浓度降低。 然而,禁欲的具体作用很难确定,因为没有禁欲期的群体缺乏测量。 以类似的方式, Melega (2008) 据报道,3戒烟后不断升级的甲基苯丙胺方案显着降低了黑长尾猴纹状体中DAT的水平。 然而,两项研究中兴奋剂的使用都是非连续性的。 管理方式(或有 vs 非连续性已被证明在两种DA释放方面差异地影响大脑(Hemby , 1997)和葡萄糖代谢(Graham和Porrino,1995; Porrino , 2002)。 因此,在本研究中使用自我管理可以避免这个问题。 此外,长期可卡因自我给药对大脑DA系统的影响已经在恒河猴中使用这种自我施用模型进行了广泛研究,从而提供了评估禁欲期间发生的神经适应的基线。

因此,这些研究的目的是确定DAT和DA D1和D2受体浓度的变化是否已经在暴露于可卡因自我给药的动物中得到证实(莱奇沃思 , 2001; 摩尔 ,1998a, 1998b; 纳德 , 2002)在长期禁欲后会被逆转。 在对人类吸毒者的研究基础上(参见 沃尔科夫 , 1993),我们假设DA系统中的这些变化即使在3禁欲数月后也会持续存在。 为此,猴子自我管理可卡因用于100疗程,总摄入量为900mg/kg,然后禁用30或90天药物。 用定量测量DA D1和D2受体以及DAT 细胞/组织 受体放射自显影。

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方法

主题

共有17实验性幼稚成年雄性恒河猴(猕猴mulatta)在7.7和13之间称重研究开始时的kg(平均值±SD,10.2±1.32)作为受试者。 所有程序均按照中所述的既定做法进行 美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南。 此外,所有程序均由维克森林大学动物护理和使用委员会审查和批准。 将猴子单独圈养在带有水的不锈钢笼中 随意; 动物彼此有物理和视觉接触。 他们的体重维持在大约90-95% 在实验期间通过实验室饮食猴子食物的补充喂养获得的香蕉味药丸的自由喂食重量,在30之前提供分钟后会议。 此外,他们每周至少三次获得新鲜水果或花生。 每只猴子每周称重一次,如果需要,调整它们的饮食以保持稳定的重量。

行为仪器

实验课程在通风和声音衰减的操作室中进行(1.5×0.74×0.76米; Med Associates Inc.,East Fairfield,VT)旨在容纳灵长类动物椅子(型号R001;灵长类动物产品,Redwood City,CA)。 该室包含一个情报小组(48×69cm),由两个可伸缩的杠杆组成(5厘米宽)和三个刺激灯。 将杠杆放置在坐在灵长类动物椅子中的猴子的容易触及范围内。 香蕉味食品颗粒(1G; Bio-Serv,Frenchtown,NJ)从位于室顶部的进料器输送。 使用蠕动输注泵(7531-10; Cole-Parmer Co.,Chicago,IL)以约1的速率递送药物注射剂每10 ml这些动物自我管理可卡因。 使用具有接口的Power Macintosh计算机系统(Med Associates Inc.)完成腔室的操作和数据采集。

外科手术

所有猴子,包括对照,在无菌条件下通过留置静脉内导管和血管通路端口(Model GPV; Access Technologies,Skokie,IL)手术制备。 用氯胺酮(15)组合麻醉猴子mg/kg,im)和butorphanol(0.03mg/kg,im)并在股静脉附近切开。 在钝性解剖和静脉隔离后,将导管的近端插入静脉一段距离,计算终止于下腔静脉。 将导管的远端皮下穿到切口,该切口略微偏离背部的中线。 将血管进入口放置在该切口附近通过钝性解剖形成的口袋内。 猴子给予24-48恢复食物加强反应之前的恢复时间。 在终末手术前大约5天,将每只猴子植入慢性留置导管进入相邻的股动脉以收集定时动脉血样。 外科手术程序与静脉导管描述的相同。 在最后一天,进行了一项终末脑葡萄糖代谢研究,其中猴子注射了2-[14C]脱氧葡萄糖(2-DG)约为2在会话结束后的最小时间,通过45上的动脉导管获得血样最小时期(见 贝弗里奇 , 2006 详情)。 这里没有提供这些研究的代谢数据。

自我管理程序

最初训练猴子通过用食物颗粒加强对正确杠杆的每个响应来对两个杠杆中的一个做出响应。 在大约3周期间,食物颗粒的可用性之间的间隔逐渐增加,直到达到3-min间隔(即固定间隔3-min增强方案; FI 3-min)。 在最终的时间表条件下,3之后的杠杆上的第一个响应min导致食物颗粒的输送; 会议在30食品展示后结束。 在每次会议结束时,响应杆被收回,室内灯和刺激灯熄灭,动物留在黑暗的房间里大约30在他们被送回家笼之前的一分钟。 所有猴子都在FI 3-min食物展示时间表内进行了至少20次的回复,直到获得稳定的表现(±20)% 连续三届会议的平均数,没有回应率的趋势)。 当食物保持响应稳定时,将喂食器拔掉,连续五个疗程检查灭绝对响应的影响,之后通过食物呈现重新建立并维持响应。

在建立基线性能后,如上所述,用静脉导管手术制备所有猴子,并随机分配到三组中的一组。 一组猴子作为对照,并继续根据FI 3-min食物呈现时间表进行响应,共计100次(N=6)。 其余的11猴子被分配到可卡因自我管理组(0.3mg/每次注射kg)。 因为0.3mg/对于大多数动物,每次注射的可卡因被认为是高剂量,对于大多数动物而言,这种剂量是在两个疗程中实现的,首先允许猴子自我施用0.1mg/千克可卡因。 在可卡因自我管理会议开始之前,允许食物维持的表现在手术后(大约4-6天)稳定。 在每次实验之前,用95清洁动物的背部% 将乙醇和聚维酮碘擦洗剂和22测量仪Huber Point Needle(型号PG20-125)插入通向静脉导管的端口,将含有可卡因溶液的输注泵连接到导管。 在会议开始之前,泵运行大约3s,在实验期间使用可卡因剂量填充港口。 30注射后会话结束; 在对照条件下,猴子在暗室中保持大约30分钟。 在每个疗程结束时,端口充满肝素化盐水(100U/ml)有助于防止凝血。

实验课程每天大约在同一时间进行,并持续总共100次。 在完成100会话后,引入30或90天的禁欲期,在此期间每天用肝素化盐水冲洗导管,但不进行可卡因或食物自我给药。 对于对照组,在4只动物中施加30天的禁欲期,在另外两只动物中施加90天。 对于可卡因组,对8只动物施加30天的禁欲期,对3只动物施加90天。 在禁欲期结束时,进行了最后一次自我管理会议(食品控制或可卡因),并在会议结束后立即启动了2-DG程序。 在30天禁欲组中的两个对照和四个可卡因自我管理的动物中,在最后一次会话中没有收到可卡因。 用过量戊巴比妥(100)人道地杀死动物mg/kg,iv)在45结束时最小示踪剂摄取期。

组织处理

杀死后,立即取出脑,封闭,并在异戊烷中于-35至-55℃冷冻,然后在-80℃下储存。 然后将含有纹状体的组织块在低温恒温器中在-20°C的冠状面切割成20μ将m部分收集到带静电的载玻片上,在真空下在4℃下干燥过夜,然后在-80℃下储存直至进行放射自显影处理。 从尾状核,壳核和伏隔核的部分收集脑切片,所述部分位于前连合处。 该区域被称为先前的纹状体。 此外,关于伏隔核指定了前连续纹状体的嘴侧和尾侧水平。 延髓前前纹状体是伏隔核未分化为不同的壳和核心亚室的区域。 尾部前结构纹状体是与伏隔核的外壳和核心外观一致的区域,其位于嗅结节的出现之后。 对于每个结合研究,通过前连续纹状体在五个水平(两个嘴侧和三个尾侧)中的每一个处取两个相邻切片,每个动物总共10切片。

D1 Receptor绑定

用DX测定DA D1受体结合位点密度 [3H]SCH 23390(具体活动-85Ci/毫摩尔; PerkinElmer,波士顿,马萨诸塞州通过定量 细胞/组织 受体放射自显影根据改编自的程序 Lidow (1991)纳德 (2002)。 切片用于20的预孵育缓冲区中的最小值(50mM Tris,120mM NaCl,5mM KCl,2mM CaCl2, 1mM MgCl2,pH 7.4,25°C)去除内源性DA,可卡因和 [14C] 来自2-DG程序。 然后将切片孵育用于30min在相同的缓冲液中,pH 7.4,25°C,含有1mM抗坏血酸,40nM ketanserin和1nM [3H]SCH 23390。 孵育后,将切片冲洗两次以用于20在包含1的缓冲区中在pH 7.4,4℃下使用mM抗坏血酸,然后在4℃下浸入蒸馏水中,并在冷空气流下干燥。 通过在5存在下孵育孵育溶液中的相邻切片来定义非特异性结合μM(+)-butaclamol。 部分,以及校准 [3H] 放射自显影标准(Amersham,Piscataway,NJ)与Kodak Biomax MR胶片(Fisher Scientific,Pittsburgh,PA)一起用于6周。

D2 Receptor绑定

用DX测定DA D2受体结合位点的密度和分布 [3H]raclopride(特定活动,87Ci/毫摩尔; PerkinElmer)根据程序改编而成 Lidow (1991)纳德 (2002)。 切片用于20的预孵育缓冲区中的最小值(50mM Tris,120mM NaCl,5mM KCl,pH 7.4,25°C)去除内源性DA,可卡因和 [14C] 来自2-DG程序。 然后将载玻片孵育用于30min在相同的缓冲区中,包含5mM抗坏血酸和2nM [3H]雷氯必利。 切片切割3×2在pH 7.4,4℃的缓冲液中min,然后浸入4℃的蒸馏水中,并在冷空气流下干燥。 通过在1存在下孵育孵育溶液中的相邻切片来定义非特异性结合μM(+)-butaclamol。 部分,以及校准 [3H] 放射自显影标准,适用于8周的Kodak Biomax MR胶片。

多巴胺转运蛋白结合

使用以下方法测定DAT结合位点的密度 [3H]WIN 35,428(特定活动,87Ci/毫摩尔; PerkinElmer)根据程序改编自放射自显影 坎菲尔德 (1990)莱奇沃思 (2001)。 将组织切片在缓冲液(50中)预孵育mM Tris,100对于7.4,mM NaCl,pH 4,20°C)分钟去除任何残留的DA,可卡因和 [14C] 来自2-DG程序。 然后将切片孵育用于2h在4°C处于含有5的相同缓冲液中nM [3H]WIN 35 428。 冲洗切片以获得总共2在4℃的缓冲液中min,然后浸入4℃的蒸馏水中,并在冷空气流下干燥。 通过在30存在下孵育孵育溶液中的相邻切片来定义非特异性结合μM可卡因。 部分,以及校准 [3H] 放射自显影标准,适用于6周的Kodak Biomax MR胶片。

密度测定和数据分析

用柯达GBX显影剂,停止浴和快速固定剂(VWR,West Chester,PA)开发膜,然后冲洗。 通过计算机化图像处理系统(MCID,Imaging Research; InterFocus Imaging Ltd,Cambridge,UK)通过定量光密度测定法进行放射自显影图的分析。 光密度值转换为fmol/mg(湿重组织)参照校准的 [3H] 标准。 通过从叠加的相邻的总结合图像中数字减去非特异性结合的图像来确定特异性结合。 通过Nissl染色鉴定与所分析的受体结合相邻的切片的结构。 通过单因素方差分析,然后是最小二乘差异,独立分析来自每个测定的数据 事后 测试多重比较。 每个区域都包含一个单独的分析。 因为从30和90天禁食的对照动物获得的结合数据彼此之间没有显着差异,类似于先前的研究(纳德 , 2002),来自对照组的数据合并。 此外,接受可卡因的动物和最后一次动物的数据之间没有显着差异,因此这些组的数据也合并在一起。

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成果

慢性可卡因自我给药对30天的禁食效果

浓度 [3H]SCH 23390与precommissural纹状体中DA D1受体的结合如图所示 表1。 特异性结合 [3H]SCH 23390占比大于90% 总结合。 与之前的报道一致(摩尔 ,1998a; 纳德 , 2002),绑定 [3H]非药物暴露的对照动物中的SCH 23390至D1受体是异质的,纹状体亚区之间的结合程度存在明显差异。 整个纹状体的更多的嘴部和内侧部分的标记更密集。

 

在从可卡因暴露中禁用30天后,与非药物暴露的对照动物的结合密度相比,结合D1受体的特征是在整个前 - 纹状体的整个尾端 - 尾部范围内广泛升高(表1; 图1)。 在更具延髓的纹状体中,尾状核(包括背外侧)的浓度显着更高(+27%),中央(+27%),背内侧(+27%)和腹内侧(+23%)部分,以及背部(+17%),中央(+22%)和腹面(+23%)与非药物暴露的对照动物的密度相比,壳核的部分。 伏核中也有明显的升高(+23%)在这个级别。 在纹状体的水平,伏隔核的核心和壳是最分化的,D1样受体的密度在整个背外侧也显着更高(+31%),中央(+29%),背内侧(+30%)和腹内侧(+18%)尾状核,以及背侧(+23%),中央(+29%)和腹面(+28%)与非药物暴露对照的密度相比,壳核。 在该水平的腹侧纹状体内,D的浓度1 伏隔核核心受体结合位点较高(+45%)和壳(+20%),以及嗅结节(+26%),与对照中的密度相比。

图1。

图1  - 遗憾的是,我们无法为此提供可访问的替代文本。 如果您在访问此图片时需要帮助,请联系help@nature.com或作者代表性放射自显影图 [3H] SCH 23390与D1受体的结合(上图)和 [3H]WIN 35428与恒河猴纹状体冠状切面的多巴胺转运蛋白(下图)结合。 (a,d)控制动物对食物增强作出反应。 (b,e)可卡因自我管理的动物,30天禁欲。 (c,f)可卡因自我管理的动物,90天禁欲。

全图和图例(328K)

 

浓度 [3H]raclopride与precommissural纹状体中DA D2受体的结合如图所示 表2。 具体绑定 [3H]raclopride占大于90% 总结合。 的分布 [3H]与之前的报道一样,raclopride与D2受体的结合在背侧和腹侧纹状体的亚区域也是异质的(摩尔 ,1998b; 纳德 , 2002)。 在非药物暴露的对照中,与腹侧纹状体相比,背侧存在更高浓度的D2结合位点。 此外,有证据表明在纹状体的更多侧面部分存在更高浓度的结合位点的内侧到外侧梯度。

 

禁欲30天后,可卡因暴露和食物强化动物中D2受体结合水平在纹状体的大多数区域彼此之间没有显着差异。 在腹侧壳核中观察到更高浓度的结合位点(+10%)和前核伏隔核(+12%)与对照相比,来自可卡因暴露的猴子的组织。 没有发现其他重大差异。

浓度 [3H]WIN 35428绑定到precommissural纹状体中的DAT显示在 表3。 与之前的报道一致(莱奇沃思 , 2001)与非腹侧纹状体相比,在非药物暴露的动物中与DAT位点的结合在背侧更高。 在伏隔核内,与壳分裂相比,在核心中观察到更高的密度。 最后,非特异性结合占小于10% 总数。

 

在30天暴露于可卡因暴露后,与非药物暴露的对照动物的结合相比,在前连合的纹状体的大部分区域中与DAT的结合显着更高(图1)。 具体而言,中央部位DAT结合部位的浓度显着高于中部(+22%),背内侧(+25%)和腹内侧(+28%)尾状核和背侧(+16%)和中央(+23%)与食物增强对照相比,壳核。 此外,伏隔前核中与DAT的结合也明显更高(+37%)与食物强化的猴子相比,可卡因。 在早期前纹状体的更尾部,DAT结合位点的密度在中央尾状核中显着更高(+21%),和壳核,中央(+20%)和腹面(+19%; 图1)。 在该水平的腹侧纹状体内,伏隔核中与DAT的结合显着更高(+20%)和嗅结节(+24%)来自可卡因的组织 - vs 食物加强的猴子。

慢性可卡因自我给药对90天的禁食效果

与1禁欲天数后暴露于可卡因的动物中观察到的D30受体结合位点密度的广泛差异相比,在禁欲90天后,与预先判断的任何部分中的食物增强对照相比,没有显着差异。纹状体(表1; 图1)。 同样,浓度为 [3H]在禁欲2天后,raclopride与precommissural纹状体中DA D90受体的结合也与非药物暴露的动物没有显着差异(表2).

的浓度 [3H]WIN 35428与DAT的结合表现出与D1和D2受体相似的模式。 禁忌90天后暴露于可卡因的猴子的DAT密度与非药物暴露对照组的DAT密度无显着差异(表3; 图1虽然应该注意到伏隔前核存在更高水平的结合趋势。

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讨论

我们小组以前的研究表明,长期暴露于可卡因自我管理伴随着非人灵长类动物DA系统的显着失调(莱奇沃思 , 2001; 摩尔 ,1998a, 1998b; 纳德 , 2002, 2006)。 本研究的结果表明,在停止接触可卡因后,这种失调仍然很明显。 在禁食30天后,与食物增强对照相比,DA D1受体和DAT的浓度在整个猴子纹状体中显着升高,具有慢性可卡因自我给药的历史。 然而,本研究还为更长时间戒断(90天)后DA系统内的恢复提供了明确的证据,这表明在此时间点可卡因暴露和对照动物之间缺乏显着差异。 这些数据表明,可卡因暴露可能不会在DA系统中产生永久性改变,但是长期禁用药物可能会导致恢复。

禁欲后显示的DAT浓度失调与之前非人灵长类动物的报道一致(莱奇沃思 , 2001),显示腹侧和背侧纹状体中DAT结合位点的密度显着升高。 虽然没有明确测试,但似乎在药物暴露停止后,DAT结合部位密度的升高幅度至少与纹状体区域的幅度一样大,并且比没有任何停药期报告的更高。莱奇沃思 , 2001)。 同样,在禁欲1天后观察到的D30受体结合位点浓度升高也与以前的研究一致,这些研究表明暴露于相同的可卡因自我给药方案的非人灵长类动物的纹状体中D1样受体结合密度增加(纳德 , 2002)。 相反,在可卡因暴露和对照动物的纹状体中D2样受体结合密度水平之间没有观察到显着差异。 尽管人类成瘾者中报道的D2受体浓度大幅下降,但仍存在这种缺乏调节异常的情况(沃尔科夫 , 1993)和可卡因自我管理的动物模型(摩尔 ,1998a, 1998b; 纳德 , 2002, 2006)。 然后,与D1样受体和DAT相比,本数据表明该系统中控制水平的更快速标准化。 总之,DA受体和DAT的变化清楚地表明,可卡因自我停止后立即停止的时期非常不稳定,发生DA系统的调节发生了相当大的变化,但随后重新调节在更长时间的禁欲后,系统接近更正常的DA受体和DAT分布。

D1 Receptor更改

在停止使用可卡因后观察到的D1受体密度的广泛升高与证明D1受体在戒断期间的敏感性增加的报道一致。 在一项研究中进行了D1灵敏度的测量 亨利和怀特(1991),与盐水处理的对照相比,慢性每日注射可卡因后,发现伏隔核神经元的单个单位记录对D1受体激动剂SKF 38393更敏感。 这种效果持续存在,因为在停药后一个月内,敏感性增加仍然很明显。 作者假设D1受体致敏是由于在体细胞树突状A2区域的D10自身受体亚敏感性,从而减少了整个mesoaccumbens DA系统的抑制性脉冲流量(亨利和怀特,1991)。 来自本研究的数据表明禁欲中D1受体结合位点增加,这可以解释多巴胺能神经元对直接作用D1受体激动剂的敏感性增加。 此外,SKF 38393对伏隔核神经元的增强作用在停药两个月后不明显,表明D1受体敏感性恢复(亨利和怀特,1991); 结果与1禁欲天数后本研究中记录的D90受体密度的恢复一致。 其他报道也支持D1受体在复发中的重要作用。 伏隔核壳中D1受体的直接刺激可以恢复在禁食啮齿动物中寻找可卡因(施密特 , 2006)。 然而,文献有些不一致,因为D1激动剂和拮抗剂都可以减弱可卡因素或可卡因相关刺激引起的药物寻找(Alleweireldt , 2002; 德弗里斯 , 1999; Khroyan , 2000; , 1996; 魏斯 , 2001)。 最近, Khroyan (2003) 据报道,D1激动剂和拮抗剂可减少可卡因寻求的非人灵长类动物模型的复发。 这些作者提出可能存在寻找可卡因所需的D1受体活性的临界范围,并且拮抗剂和激动剂都可以将活性转移到这个窗口之外。 伴随禁欲的D1受体浓度增加可能会改变这一范围,从而导致该系统灵敏度的改变。 另一个考虑因素是D1活性可能调节D2受体的活性(诺兰 , 2007; 拉斯金 , 1999; 沃尔特斯 , 1987)。 目前的数据表明D1与D2受体的比例在禁欲过程中发生变化,从而可能改变这种调节的功效。

尽管与现有数据相反,有报道称慢性可卡因自我给药后D1受体水平降低(摩尔 ,1998a),这些研究之间存在相当大的差异,例如接触可卡因的剂量和长度,总摄入量和比较对照组。 因此,综合证据表明D1系统在从慢性可卡因给药中退出后具有相当大的流量。

多巴胺转运蛋白变化

在停止使用药物后,暴露于可卡因的动物的纹状体中DAT浓度升高的发现延伸了我们之前的研究,这些研究表明伴随非人灵长类动物的可卡因自我给药的DAT结合位点水平增加。 目前的数据表明,这种失调在禁欲的初始阶段仍然存在。 此外,他们建议恢复到对照水平遵循相对较长的时间过程(在本研究中达到90天)。 在我们之前的研究中,我们发现虽然最初限于大部分腹侧纹状体区域,但DAT结合部位密度的变化扩大到包含纹状体的更多背部和延髓部分,并且暴露于可卡因的时间更长(莱奇沃思 , 2001; Porrino , 2004)。 在本研究中,禁欲期间DAT浓度的控制水平恢复在背侧纹状体中比在腹侧纹状体中更快更快,因此似乎遵循与慢性可卡因暴露引起的效应模式相反的解剖轨迹。 。

目前的数据也与人类可卡因使用者的报告一致(, 1999; Malison , 1998; , 2002; 斯特利 , 1994)与对照组相比,纹状体中DAT位点的结合水平升高,最明显的增加位于腹侧纹状体。 最近,已显示这些升高伴随着囊泡单胺转运蛋白2(VMAT2)结合的显着降低(, 2003),提示DA神经元的实际损失。 作者得出结论,升高的DAT可能直接归因于可卡因对药理学阻断的代偿性反应,而VMAT2的降低更可能反映了DA代谢的总体变化,导致了低多巴胺能功能。

据报道,与健康对照组相比,人类可卡因成瘾者用PET测定的腹侧纹状体DA浓度降低,以应对哌醋甲酯攻击(沃尔科夫 , 1997)。 最近, 马丁内斯 (2007) 据报道,可卡因使用者对腹侧纹状体和壳核中苯丙胺攻击的反应迟钝。 此外,安非他明诱导的DA释放的这种减少与单独的自我管理会议中可卡因的选择相关,因此那些对安非他明具有最低DA释放程度的用户最有可能选择可卡因而非替代增强剂(马丁内斯 , 2007)。 最近对可卡因使用的啮齿动物模型的研究也支持这一观点。 圣马特奥 (2005)例如,报告说接触慢性可卡因自我管理与DAT功能的改变有关。 这些研究人员表明,基线DA摄取增加,导致突触DA更快速清除,因此,细胞外DA的基础水平或hypodopaminergic状态下降。 因此,在本研究中观察到的从慢性可卡因自我施用中退出后增加的DAT浓度可能代表补偿反应,导致细胞外DA的基线水平较低。

D2 Receptor更改

本研究的一个结果是D2受体水平的浓度在禁欲30天后恢复到对照值,而在没有停药期的动物中观察到显着降低(纳德 , 2002)。 与目前的调查相反,人体成像研究一般发现D2受体水平低于长期禁用慢性可卡因暴露后的对照组(马丁内斯 , 2004; 沃尔科夫 , 1993)。 这些人类研究与目前非人灵长类动物研究之间差异的潜在解释包括可卡因摄入的模式和持续时间的差异,以及在人类成瘾者中预先存在较低水平的D2受体的可能性。

与后一种观点相一致,有证据表明,健康人体中较低的基础D2受体水平可以预测兴奋剂的增强效果会增强,如 哌甲酯和(沃尔科夫 , 1999),同样在猴子中,D2受体的基线水平预测了自我管理可卡因的倾向(摩根 , 2002; 纳德 , 2006)。 为了保持这些发现在物种间的平行性,人类(沃尔科夫 , 1993)和非人灵长类动物(纳德 , 2006) 成像研究表明,禁用可卡因暴露后,D2受体的可用性水平较低。 值得注意的是,后一实验中可卡因自我管理的时间表(纳德 , 2006)与本研究中使用的强化计划类似。 因此,这两项研究的不同结果不太可能是由于方法学上的差异,例如可卡因自我给药期间的强化或累积摄入时间表。

更可能的解释涉及DA系统的功能动态。 PET的D2受体可用性测量被描述为“功能性”,因为信号与蛋白质的量(在这种情况下是D2受体的密度)和循环神经递质的水平有关。 (见 Laruelle,2000; Nader和Czoty,2008 进一步讨论)。 一世相反,受体放射自显影不受循环DA水平的污染。 因此,本研究以及我们早期的研究表明,可卡因自我给药可降低D2受体密度,但受体水平似乎在禁欲期间恢复。 在类似的PET研究中(纳德 , 2006),五只猴子中有三只发现了恢复。 目前的研究结果表明,这些猴子在D2受体密度方面可能没有差异,但也许DA系统的反应性(即在禁欲期间循环DA的水平)在“恢复的”和“未恢复的”受试者之间进行区分。

限制

目前研究的一个重要限制是我们的研究无法解决D1和D2受体或DAT的功能。 相反,我们仅检查了受体蛋白密度的变化。 虽然结果对这些系统的潜在作用有影响,但还需要进一步研究,以阐明这里所示变化的行为后果。 本研究的另一个限制是放射自显影配体通常不能在其靶标的细胞内和细胞质位置之间解离,因为放射性标记的拮抗剂通常是膜可渗透的。 (2002) 表明长期暴露于可卡因导致转染细胞中DAT在膜表面显着上调,同时细胞内DAT浓度降低。 最近, Samuvel (2008) 报道了在大鼠纹状体突触体制剂中的类似发现。 这些结果表明,在本研究中观察到的DAT分布的改变可能代表膜表面的变化,而不是细胞内部位的变化。

最后,应该对延长(90天)禁欲研究的解释给予一些警告,因为这些研究结果是基于相对较小的一组动物(N=3)。 尽管受试者数量很少,但从该组获得的数据相当一致,如图中所示的散点图所示 图2。 穿过纹状体的D1受体结合位点的浓度在组内几乎没有变化,表明这些发现的可靠性。 来自D2受体和DAT结合测定的数据中也显示出类似的一致性。 尽管应该谨慎行事,但这些数据强烈表明,长期禁欲可以恢复纹状体内DAT和DA受体的浓度。

图2。

图2  - 遗憾的是,我们无法为此提供可访问的替代文本。 如果您在访问此图片时需要帮助,请联系help@nature.com或作者在食物强化(对照)或1或30天禁用慢性可卡因自我给药后,个体动物的D90受体的结合密度在整个纹状体上平均。 组的手段用黑条表示, ***p与食品强化对照组相比,<0.001。

全图和图例(9K)

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结论

总之,接触可卡因自我管理对DA系统的调节产生了显着的改变,这种改变在禁欲的早期阶段(第一个30天)持续存在。 这在D1受体和DAT浓度的调节中最明显,无论是它们的改变幅度还是它们的形貌范围。 相比之下,有证据表明,从可卡因暴露中获得更长的戒断持续时间正常化,因为禁欲1天后DAT,D2和D90受体的浓度与非药物暴露对照的浓度没有差异。 T然而,这些系统不一定遵循相同的恢复时间过程,这表明在DA水平的调节中可能存在一些不稳定性,特别是在禁欲早期。 这种多巴胺能失调可能影响对戒断可卡因成瘾者施用的任何潜在药物疗法的有效性,特别是如果药物依赖于DA系统的作用机制。

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披露/利益冲突

作者没有披露利益冲突。

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