Neuron丨“促快乐，防害怕”的氯胺酮--华中科技大学田波团队最新发表

2024年7月19日，华中科技大学田波教授团队在Neuron发表“Ketamine ameliorates post-traumatic social avoidance by erasing the traumatic memory encoded in VTA-innervated BLA engram cells”，该研究发现氯胺酮能够减轻由创伤引发的长期社交回避行为，并揭示了这一效应背后的神经生物学机制。

在记忆再巩固过程中消除创伤性记忆是治疗创伤后应激障碍（PTSD）的一种很有前途的提取-消除策略。作者建立了一个急性社交挫败应激（SDS）小鼠模型，具有短期和再暴露诱发的长期社交回避。SDS相关的创伤记忆被确定存储在基底外侧杏仁核（BLA）印记细胞中。在再暴露时间窗内，单次腹腔注射亚麻醉剂量氯胺酮显著减轻了SDS诱导的社交回避，从而减少了重新激活的BLA印记细胞的活性。单细胞RNA测序显示，氯胺酮再次暴露触发了BLA中记忆相关通路的变化。总之，该研究促进了对氯胺酮如何减轻创伤后应激障碍症状的理解，并为开发更有效的创伤相关疾病治疗方法提供了有希望的途径。

图一 SDS小鼠表现出短期和再诱导的长期社交回避

首先将小鼠在"居民者-入侵"范式诱导社交回避行为。随后，这些经历过社交挫败压力（SDS）的小鼠或者对照组小鼠被单独饲养4周，到了第30天，评估其长期的社交回避行为。第31天，在让实验小鼠观察到同种小鼠遭受CD1攻击者的身体接触和挫败后，检测重新暴露诱发的长期社交回避行为。在第2天，经历过SDS的小鼠表现出明显的短期回避行为。在三箱社交互动测试中，这些小鼠在社交区域花费的时间和运动距离减少，社交偏好指数降低。在社交偏好-回避测试中，它们在互动区域花费的时间和运动距离减少，进入互动区域的次数变少，社交互动指数降低。到了第30天，与对照组鼠相比，SDS小鼠在这两种行为测试中没有显示出显著的差异，这表明了创伤记忆的自然遗忘过程。然而，在第31天，经历过SDS的小鼠在观察到同种小鼠遭受物理接触和被CD1攻击者击败后，表现出社交指数降低。SDS小鼠在重新暴露后没有表现出明显的焦虑样行为。这些数据表明，SDS小鼠展现了短期以及重新暴露诱发的长期回避行为，而且社交互动的变化依赖于先前的创伤记忆本身，而不仅仅是反映一般焦虑相关的回避行为。这一发现强调了社交挫败经历对小鼠后续社交行为模式的持久影响，以及重新激活创伤记忆线索如何诱发长期的回避行为。

图二 与SDS相关的创伤性记忆存储在BLA印记细胞中

在探究记忆形成和巩固的过程中，探究了SDS后BLA神经元的活动，并发现与对照组相比，SDS小鼠的BLA中c-Fos阳性细胞明显增加。作者运用了印记细胞识别技术探究这些c-Fos阳性细胞是否为编码与创伤记忆相关回避行为的印记细胞（engram cells）。向C57BL/6小鼠的BLA区域注射AAV9-c-Fos-tTA与对照病毒，并让小鼠接受印记标记和行为范式的训练，同时给予适当的多西环素饮食。一个月后，当创伤记忆自然遗忘时，作者使用蓝光激活在SDS期间标记的BLA印记神经元。在光遗传学激活后，ChR2组在两种行为测试中表现出明显的社交回避行为，表现为社交区域内的时间、距离、进入次数以及社交互动（或偏好）指数的减少。化学遗传学激活SDS标记的BLA印记神经元诱导了社交回避行为，而没有影响社交能力和对社交新奇性的反应。SDS标记的BLA群体确实是编码SDS创伤记忆的印记细胞，这表明印记细胞在创伤记忆形成和维持中的重要作用。

图三 在再暴露时间窗内单次给药氯胺酮可有效缓解短期和再暴露诱发的长期社交回避

为了探讨氯胺酮在SDS小鼠模型中对创伤记忆擦除的潜在影响，在重新暴露治疗后立即给小鼠腹腔注射亚麻醉剂量的氯胺酮，随后评估短期的社交回避行为。雷帕霉素作为阳性对照，因其在重新暴露时间窗口内给药时能有效清除创伤记忆。运动轨迹和统计分析显示，无论是重新暴露加生理盐水还是氯胺酮都没有明显影响SDS诱导的回避行为。然而，在重新暴露时间窗口内给予氯胺酮显著减少了SDS小鼠的短期回避行为，产生了与雷帕霉素类似的效果。仅氯胺酮对笼养小鼠或仅重新暴露的小鼠的社交行为没有影响。为了测试氯胺酮对创伤记忆擦除的长期影响，研究者在第30天评估了长期的社交回避行为，并在第31天评估了重新暴露诱发的回避行为。在第30天，各组间没有明显差异，这表明了创伤记忆的自然遗忘。在第31天，只有重新暴露+氯胺酮组的小鼠在社交时间、社交区域的距离、进入次数以及社交指数上表现出持续增加。作者采用了经典条件反射恐惧范式进一步验证氯胺酮对恐惧记忆擦除的效果。在消退时间窗口内单次亚麻醉剂量的氯胺酮注射减少了提示引起的僵直行为，表明氯胺酮在减少恐惧反应方面的有效性。为了测试氯胺酮与重新暴露结合的治疗效果是否具有时间特异性，研究者考察了氯胺酮干预超出重新暴露时间窗口的影响。C57BL/6小鼠在第1天经历SDS创伤事件，而在第2天重新暴露后6小时给予氯胺酮。在第3天，评估了短期的社交回避行为。结果显示，超出重新暴露时间窗口给予氯胺酮并没有减轻短期的社交回避行为。这些结果表明，氯胺酮的给药时机对其缓解SDS诱导的社交回避行为的效果至关重要。具体来说，氯胺酮必须在重新巩固时间窗口内（而非窗口期后）给药，才能实现其治疗效果，即在重新暴露后的6小时内。这一发现强调了时间窗口在记忆重新巩固过程中对于药物干预的重要性，为利用氯胺酮作为治疗PTSD和其他相关心理障碍的策略提供了科学依据。

图四 氯胺酮再暴露的治疗效果依赖于BLA中的多巴胺D2受体

作者接下来研究了BLA中的多巴胺受体是否介导了氯胺酮与重新暴露结合在SDS中的治疗效果。首先在双侧BLA植入了导管，给予多巴胺D1受体（D1R）拮抗剂SCH-23390或D2受体（D2R）拮抗剂舒必利。在7天的恢复期和SDS建模后，如同之前一样进行了重新暴露结合氯胺酮的处理。在给予氯胺酮之前，先给予SCH-23390、舒必利或生理盐水，然后评估了短期的回避行为。与盐水组或SCH-23390组相比，舒必利组在三箱社交互动测试中，在社交区的时间、距离和进入次数减少，以及社交偏好指数降低。同样地，舒必利的给予明显减少了在互动区域花费的时间、运动距离和进入次数，以及社交互动指数降低。舒必利未能缓解社交回避行为，这些结果表明，在重新暴露时间窗口内，氯胺酮的效果依赖于D2受体，而不是D1受体。总之，重新暴露与氯胺酮结合在SDS诱导的回避行为中的治疗效果依赖于BLA中的D2受体。这项研究表明，在社交挫败压力模型中，D2受体在氯胺酮的治疗机制中扮演着重要角色，这为未来针对PTSD和其他焦虑障碍的治疗提供了潜在的靶点。

全文图解摘要示意图

综上所述，在重新暴露时间窗口内给予氯胺酮能够有效缓解类似PTSD的症状，这一发现为创伤后应激障碍的治疗提供了新的视角。研究揭示了以下关键点：

1. 氯胺酮在重新暴露时间窗口内的治疗效果：在重新暴露于创伤记忆的情境下，氯胺酮能够通过减少基底外侧杏仁核（BLA）中印记细胞的活动来减轻类似PTSD的症状。这一发现强调了氯胺酮在记忆重新巩固过程中的重要作用，特别是在管理创伤后应激障碍方面。

2.腹侧被盖区（VTA）到BLA的多巴胺能激活模拟氯胺酮的治疗效果：激活从VTA到BLA的多巴胺能途径可以产生与氯胺酮相似的治疗效果。VTA是大脑中的一个关键区域，负责释放多巴胺，而多巴胺在情绪调节和记忆处理中扮演着重要角色。这一途径的激活能够促进积极情绪状态和记忆的消退，与氯胺酮的治疗作用相符。

3. 治疗效果依赖于多巴胺D2受体：氯胺酮的治疗效果依赖于多巴胺D2受体的活性。这意味着氯胺酮可能通过调节D2受体来影响BLA印记细胞的活动，从而减轻PTSD症状。这一发现为未来开发靶向D2受体的新型治疗药物提供了理论依据。

4. 单细胞RNA测序揭示氯胺酮改变记忆相关基因表达：通过单细胞RNA测序技术发现氯胺酮能够改变记忆相关的基因表达模式。这表明氯胺酮不仅在行为水平上产生效果，还在分子水平上对记忆处理和神经可塑性产生深远影响。这一发现有助于深入理解氯胺酮如何影响记忆过程，为PTSD和其他记忆障碍的治疗提供了分子层面的见解。

氯胺酮作为一种快速作用的抗抑郁药物，其在PTSD治疗中的应用潜力日益受到关注。通过影响记忆重新巩固过程、激活关键的多巴胺能途径、调节D2受体活性以及改变记忆相关基因表达，氯胺酮为PTSD的治疗提供了新的思路。

文章来源

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2024.06.026

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