FGF21 类似物 PF-05231023 对酒精摄入及伏隔核神经元活动的调控机制研究

【字体: 时间:2025年05月27日 来源:Neuropsychopharmacology 6.6

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  酒精使用障碍(AUD)治疗手段有限,本研究探讨 FGF21 类似物 PF-05231023 对酒精相关行为及伏隔核(Acb)神经元活动的影响。发现其剂量、性别特异性抑制酒精摄入,减弱酒精线索反应,与 GLP-1 agonist 联用效果更佳,为 AUD 治疗提供新方向。

  酒精,这个与人类文明相伴千年的饮品,在带来社交愉悦的同时,也引发了严峻的健康和社会问题。世界卫生组织数据显示,酒精使用及相关危害已成为全球主要致病因素之一。目前,酒精使用障碍(Alcohol Use Disorder, AUD)的治疗药物如纳曲酮、阿坎酸等虽已应用,但疗效差异显著,临床需求远未满足。近年来,代谢调节肽类因其在酒精动机行为与饱腹感通路中的潜在共享机制,成为研究热点。成纤维细胞生长因子 21(Fibroblast Growth Factor 21, FGF21)作为一种肝脏分泌的内分泌肽,已在小鼠和非人类灵长类动物中显示出抑制酒精摄入的作用,但其对酒精相关环境线索驱动行为、获取酒精的努力行为的调控机制,以及与伏隔核(Nucleus Accumbens, Acb)神经元活动的关联尚不清楚。
为填补这些研究空白,澳大利亚新南威尔士大学(UNSW Sydney)等机构的研究人员开展了一系列实验,相关成果发表在《Neuropsychopharmacology》。

研究人员主要运用了以下关键技术方法:通过病毒注射(AAV9-syn-GCaMP7f)结合微型内窥镜(micro-endoscopy)记录伏隔核神经元的钙信号动态,以监测神经元活动;采用条件性线索反应实验(Pavlovian cue approach)评估酒精和蔗糖线索引发的行为反应;利用渐进比率(Progressive Ratio, PR)实验检测小鼠为获取酒精或蔗糖而付出的努力行为;通过舔舐行为微结构分析(licking microstructure analysis)探讨酒精摄入的模式变化;结合腹腔注射药物处理,在雄性和雌性 C57BL/6J 小鼠中进行剂量效应和性别差异研究。

实验 1:PF-05231023 对居家酒精摄入的影响


研究发现,PF-05231023 对酒精摄入呈现剂量和性别特异性作用。在雄性小鼠中,3 mg/kg 剂量可显著降低 24 小时酒精摄入量和偏好(酒精摄入:F(1,9)=9.381,p=0.014;偏好:F(1,9)=8.955,p=0.015),呈 U 型剂量反应曲线,而雌性小鼠无显著变化。该效应并非由液体摄入普遍减少所致,因水摄入量呈反向 U 型变化,且对体重无影响。进一步分析饮管接触行为发现,雄性小鼠在药物作用下,酒精饮管停留时间增加,但接触频率和平均时长无变化,提示药物可能解离了摄入行为与接触动机。

实验 2:PF-05231023 对酒精和蔗糖线索反应的影响


条件性线索实验显示,PF-05231023 仅减弱酒精线索引发的行为反应。在 10 mg/kg 剂量下,雄性小鼠对酒精线索后奖励呈现阶段的接触频率显著降低(处理 × 线索交互作用:F(1,10)=6.817,p=0.026),而对蔗糖线索反应无影响。这表明 PF-05231023 对酒精相关条件性线索反应具有选择性抑制作用,可能与酒精动机行为的特异性调控有关。

实验 3:PF-05231023 对渐进比率任务中酒精寻求的影响


在雄性小鼠中,10 mg/kg PF-05231023 显著降低酒精寻求的断点(Breakpoint)和总按压次数(断点:F(1,9)=8.840,p=0.016;按压次数:F(1,9)=7.017,p=0.027),且与 GLP-1 激动剂 Exendin-4 联用可进一步减少按压次数,显示协同效应。而对蔗糖寻求无影响,证实其对酒精奖励的选择性作用。3 mg/kg 剂量无显著效应,提示剂量依赖性。此外,药物对食物摄入的抑制与任务表现无相关性,排除非特异性运动或动机干扰。

实验 4:伏隔核神经元活动与酒精摄入微结构的关联


通过 GCaMP7f 钙成像发现,10 mg/kg PF-05231023 未显著减少总舔舐次数,但缩短舔舐 bout 持续时间(F(1,7)=8.17,p=0.024),尤其在首次 bout 中更为明显,提示可能影响酒精适口性(Palatability)。神经元活动分析显示,药物减弱了伏隔核中与 bout 起始相关的抑制性神经元比例,增加了与 bout 终止相关的暂停细胞(Pause cells)招募,且增强了 bout 起始细胞的活动强度。这些变化可能通过调节伏隔核神经元亚群的活动平衡,抑制酒精摄入的持续性。

研究结论与意义


本研究系统揭示了 FGF21 类似物 PF-05231023 对酒精动机行为的多维度抑制作用:通过降低酒精适口性、减弱条件性线索反应、减少工具性努力行为,并调控伏隔核神经元活动的动态平衡。值得注意的是,药物效应存在性别差异,仅在雄性小鼠中显著,这可能与 FGF21 受体表达或代谢差异相关,提示临床应用需关注性别因素。此外,PF-05231023 与 GLP-1 激动剂的协同作用为 AUD 的联合治疗策略提供了实验依据。

从机制层面看,研究证实了伏隔核在酒精摄入调控中的关键作用,特别是 FGF21 通过调节杏仁核 - 腹侧纹状体通路(Amygdala-Ventral Striatal Pathway)中 KLB?神经元投射至伏隔核的活动,影响消费相关的神经元暂停与激活模式。这一发现不仅拓展了 FGF21 在成瘾神经生物学中的作用靶点,也为开发靶向代谢 - 神经通路的新型 AUD 治疗药物奠定了基础。未来研究可进一步探索性别差异的分子机制,以及 FGF21 与其他肽类激素的协同作用网络,推动临床转化进程。

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