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为探究青少年为何对 THC 更敏感，研究人员以年轻（P14-P54）和成年（P66-P240）小鼠为对象，开展 3 天 THC 暴露对 VTA 区 GABA 神经元 CB1 依赖型 LTD 影响的研究，发现年轻小鼠 LTD 消除，成年未消，为揭示青少年 THC 敏感机制提供依据。
在青少年群体中，大麻是最常见的非法滥用药物。尽管大麻在成年人中也有使用，但青少年不仅是最大的消费群体，还面临着更高的负面风险，如记忆受损、动机下降和社交缺陷等，且更早使用大麻的人更容易发展成大麻使用障碍。然而，目前对于这种年龄相关易感性的生物学机制尚不完全清楚。腹侧被盖区（VTA）的多巴胺信号在奖励学习和药物依赖中起着关键作用，而 VTA 多巴胺细胞的活动部分受局部 GABA 中间神经元的调节，这些中间神经元参与调节奖励预测。此前研究发现，VTA GABA 细胞中存在一种依赖大麻素 1 型受体（CB1）的兴奋性长时程抑制（LTD），且在年轻和成年小鼠中，7-10 天的 Δ?- 四氢大麻酚（THC）暴露都会消除这种 LTD。但青少年对 THC 更为敏感，那么年轻小鼠是否在更少的 THC 暴露后就会出现 VTA GABA 细胞可塑性的改变呢？为了回答这一问题，杨百翰大学（Brigham Young University）的研究人员开展了相关研究，其成果发表在《Journal of Cannabis Research》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：选用雄性和雌性年轻（P14-P54）和成年（P66-P240）的 CD1 杂合 GAD67-GFP 敲入小鼠，通过腹腔注射的方式，对两组小鼠分别进行为期 3 天的 THC（10mg/kg）或 vehicle control（乙醇生理盐水）处理；利用全细胞膜片钳电生理记录技术，在离体脑片中记录 VTA GABA 细胞的谷氨酸介导的兴奋性突触后电流（EPSCs），通过高频刺激（HFS）诱导可塑性；运用实时定量 PCR（qRT-PCR）技术，检测 VTA 区域内相关基因的 mRNA 表达水平，以评估 3 天 THC 暴露对年轻和成年小鼠的年龄依赖性差异。
三 - day THC exposure eliminates LTD in young, but not adult mice
研究人员通过电生理实验发现，3 天的 THC 暴露并未消除成年小鼠 VTA GABA 细胞中 HFS 诱导的 LTD，使用乙醇 vehicle 处理的成年小鼠也仍然表现出 LTD。然而，令人惊讶的是，在接受相同 THC 处理的年轻小鼠的 VTA GABA 细胞中，LTD 被消除，而 vehicle 处理的年轻小鼠中 LTD 仍然存在。进一步分析归一化的 HFS 后 EPSC 振幅发现，与所有其他组相比，THC 处理的年轻小鼠的可塑性明显更少（HFS 后 EPSC 振幅更大）。此外，为了确认 3 天 THC 消除 LTD 的机制，研究人员使用特定的 CB1 激动剂 WIN55,212-2 检测谷氨酸能输入处的突触 CB1 受体是否仍有功能，发现在经过 3 天 THC 处理的年轻小鼠中，WIN55,212-2 诱导的抑制不再存在。
Three-day THC treatment impacts mRNA expression in young and adult mice
qRT-PCR 结果显示，年轻小鼠（无论是 THC 处理还是 vehicle 处理）的 VTA 中 CB1 mRNA 水平均低于 vehicle 处理的成年小鼠。与 vehicle 处理和 THC 处理的成年小鼠相比，年轻 THC 处理和年轻 vehicle 处理的小鼠 VTA 中的组蛋白去乙酰化酶 3（HDAC3）mRNA 水平更高，这表明 VTA 中的组蛋白乙酰化速率存在年龄依赖性差异。在负责内源性大麻素代谢的酶的 mRNA 水平方面，与成年对照小鼠相比，对照或 THC 处理的年轻小鼠的单酰基甘油脂肪酶（MAGL）mRNA 表达增加，而年轻对照小鼠的脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）mRNA 水平低于成年对照小鼠。年轻对照小鼠的 GluA1 mRNA 水平也低于成年对照小鼠，这与之前的研究结果相似。然而，与年龄匹配的对照组相比，在成年或青少年小鼠中，3 天 THC 暴露未发现任何显著的 mRNA 水平变化。
研究结论表明，3 天的 THC 暴露会消除年轻小鼠 VTA GABA 细胞中的 LTD，但在成年小鼠中则不会，这表明年轻小鼠的可塑性对 THC 诱导的变化更为敏感，揭示了 VTA 内神经适应的一种新的年龄依赖性差异。这种对 THC 处理的年龄依赖性差异反应突显了年龄如何影响滥用药物对可塑性的作用。从机制上看，可能是由于 CB1 的表面表达或敏感性降低所致，因为 CB1 激动剂 WIN55,212-2 在 THC 处理 3 天的年轻小鼠中也未能诱导抑制。
在讨论部分，研究人员指出，大多数滥用药物，包括 THC，会引起表观遗传和转录改变，这被认为是依赖的关键因素。此前研究发现，年轻小鼠在 THC 处理后 VTA 内的 mRNA 水平存在差异，而本研究进一步发现年轻小鼠的 HDAC3 水平高于成年小鼠，HDAC3 活性促进与药物寻求行为相关的可塑性改变，年轻小鼠中脱乙酰酶的上调可能导致更紧密的染色质结构，减少调节基因的表达，从而可能阻止 VTA 电路的畸形。此外，年轻小鼠中 MAGL 水平的增加可能导致 VTA 内 2-AG 信号的减少，而 FAAH 表达的降低可能增强年轻小鼠中的花生四烯酸水平。尽管 3 天 THC 暴露对基因转录的影响有限，但这些年龄相关的差异可能有助于解释 THC 暴露三天后这种年龄相关的可塑性消除差异。
该研究为不断扩大的关于年轻人群使用大麻的后果的文献做出了贡献，年轻小鼠中可塑性的加速消除表明，对大麻诱导的神经适应的易感性在整个发育过程中会发生变化。这些发现强调了进一步探索大麻暴露后年龄相关的中脑边缘系统适应的必要性，研究奖励系统神经回路中的这些年龄相关差异对于理解发育过程中合法（处方）或非法 THC 暴露的潜在负面影响至关重要。
