合成冷却剂增强尼古丁强化及中脑边缘多巴胺信号

Synthetic cooling agents enhance nicotine reinforcement and mesolimbic dopamine signaling

作者信息Sarah K Maddox, Esther N Mensah, Lauren E Young, Hannah D Strcula, Shane V Perelman, M Kyle Sword, Brandon J Henderson
PMID42493620
发布时间2026-09
DOI10.1038/s41386-026-02485-0

实验完整度

高

包含行为学(EVSA)、光纤光度法、FSCV、电生理和显微镜等多层次验证,并设有对照组。

主要模型

C57BL/6J小鼠 α6-GFP小鼠 α4-mCherryα6-GFP小鼠 VTA脑片

重点核对

e-liquid组成:尼古丁6 mg/mL,薄荷醇15 mg/mL,WS-3和WS-23各7.5 mg/mL EVSA日程:FR1、FR2、FR3各5天,每天2小时 被动暴露:10次2小时,每次15次递送 FSCV刺激参数:5脉冲,5Hz或60Hz

摘要

电子输送系统(ENDS)中的风味添加剂已被证明能增强尼古丁强化。尽管一些州和城市已试图实施薄荷醇禁令,但WS-3和WS-23等合成冷却剂已成为替代品。本研究探讨了WS-3和WS-23对尼古丁自我给药行为及伏隔核(NAc)核心多巴胺(DA)释放的影响。为模拟尼古丁强化,我们使用了E-Vape®自我给药(EVSA)实验,观察到暴露于尼古丁加WS-3和WS-23的雄性和雌性小鼠比单独尼古丁或PGVG(对照处理)的小鼠表现出增强的自我给药行为。我们还观察到,尼古丁自我给药的增强与薄荷醇观察到的相似。为测量多巴胺释放的变化,我们使用了快速扫描循环伏安法(FSCV)和光纤光度法。我们观察到,与单独尼古丁相比,WS-3和WS-23在强直(5 Hz)和相位(60 Hz)刺激条件下均增加了NAc中释放的多巴胺量。光纤光度记录显示,WS-3和WS-23增强了尼古丁刺激的NAc核心多巴胺释放。通过电生理学和显微镜检测,我们观察到合成冷却剂增强了腹侧被盖区(VTA)多巴胺神经元的固有兴奋性,并增强了尼古丁诱导的烟碱型乙酰胆碱受体(nAChRs)上调。在FSCV和光度测定中,合成冷却剂产生的多巴胺信号增强幅度与薄荷醇观察到的相当。这些发现表明,合成冷却剂增强尼古丁强化,并与中脑边缘多巴胺信号增强、VTA多巴胺神经元兴奋性增强以及尼古丁诱导的nAChR上调增加相关。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
WS-3和WS-23是否影响尼古丁的强化效应及其中脑边缘多巴胺信号?
核心机制
合成冷却剂增强尼古丁强化,可能通过增加VTA多巴胺神经元固有兴奋性和增强尼古丁诱导的nAChR上调。
主要证据
EVSA行为实验显示尼古丁加WS-3/WS-23比单独尼古丁产生更多主动鼻戳和奖励;FSCV和光纤光度法显示NAc核心多巴胺释放增加;电生理显示VTA多巴胺神经元固有兴奋性增强;显微镜显示α4*和α6* nAChR密度增加。
研究意义
合成冷却剂可能增加尼古丁滥用风险,监管机构应评估其在ENDS产品中的滥用责任。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

EVSA行为实验

评估WS-3/WS-23对尼古丁自我给药行为的影响

小鼠按不同e-liquid分组,进行FR1、FR2、FR3自我给药训练,记录主动鼻戳和奖励次数。

2

光纤光度法

测量NAc核心中cue和eVape刺激的多巴胺释放

在NAc核心注射AAV9-CAG-dLight1.3b,记录FR3期间cue和eVape刺激的荧光变化。

3

FSCV

测量电刺激诱发的NAc核心多巴胺释放

被动暴露后制备含NAc的脑片,进行强直和相位刺激,记录多巴胺释放。

4

电生理记录

评估VTA多巴胺神经元的固有兴奋性

用α6-GFP小鼠被动暴露后制备脑片,进行全细胞膜片钳记录,测量rheobase和最大放电频率。

5

共聚焦显微镜

检测VTA多巴胺神经元上nAChR密度

用α4-mCherryα6-GFP小鼠被动暴露后制备脑片,测量α4*、α6*和α4α6* nAChR的荧光强度。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

验证样本或模型特征
验证分子表达变化
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
(-)-薄荷醇Alfa AesarA10474
WS-3TCIE0796
WS-23TCII0729
丙二醇TediaPR1494-065
植物甘油J.T. Baker2143-01
电子烟自我给药装置LJARI--
鼻戳Med-Associates--
Geek Vape储油仓Geek Vape0.40Ω
AAV9-CAG-dLight1.3b----
注射器Hammilton--
光纤插芯----
LEDNeurophotometricsFP3002
振动切片机Precisionary InstrumentsVF-300-OZ
显微镜ZeissAxio
放大器Sutter--
Master-9刺激器AMPI--
伏安计NPI electronic GmbHVA-10X
FSCV电极NPI electronic GmbHCFE-2
冷冻切片机LeicaCM1950
共聚焦显微镜OlympusFV3000
GraphPad PrismGraphPad--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
EVSA行为实验
e-liquid组成:尼古丁6 mg/mL,薄荷醇15 mg/mL,WS-3/WS-23各7.5 mg/mL;每日2小时,FR1、FR2、FR3各5天;主动鼻戳导致3秒蒸汽递送和30秒超时
阅读提示:Methods: E-Vape® Self-administration (EVSA) assays; Figure 1
光纤光度法
AAV9-CAG-dLight1.3b注射体积700 nL,流速100 nL/min,NAc核心坐标AP +1.2, ML 1.2, DV 5.2;记录FR3会话12和14
阅读提示:Methods: Photometry; Figure 2
FSCV
被动暴露:10天,每天2小时,每次15次递送;电刺激参数:5脉冲5Hz或60Hz,350μA
阅读提示:Methods: Patch-clamp electrophysiology and fast-scan cyclic voltammetry; Figure 3
电生理记录
被动暴露10天,每天2小时,15次递送;电流步进-20 pA至90 pA,步长5 pA;记录3-4个VTA多巴胺神经元
阅读提示:Methods: Patch-clamp electrophysiology...; Figure 4
显微镜
α4-mCherryα6-GFP小鼠被动暴露10天;VTA切片厚度20 μm;测量α4*、α6*和α4α6*荧光RID
阅读提示:Methods: Confocal microscopy; Figure 5