Nat子刊 | 缓解可卡因神经血管损伤的新思路！SBU‌杜聪武团队揭示星胶调控可卡因神经血管低频振荡|介导|神经元|细胞|胶质|血管

大脑 0–1 Hz 自发低频振荡（LFO）是同步反映神经元活动、脑血流与胶质细胞功能的核心生理指标，其稳态失衡是可卡因诱发脑损伤的重要特征。

既往相关研究仅围绕神经元与脑血管展开，星形胶质细胞在可卡因扰乱神经血管节律过程中的调控作用始终缺乏实验证据。

2026年7月2日，美国纽约州立大学石溪分校生物医学工程系杜聪武教授团队（联合美国国家酒精滥用与酒精中毒研究所Nora D. Volkow团队）在《Communications Biology》上发表研究“Astrocytes modulate the effects of cocaine in low frequency neuro-vascular oscillations in mice”。

该研究在小鼠前额叶皮层中证实，星形胶质细胞是介导急性与慢性可卡因诱导神经-血管低频振荡增强的核心细胞；特异性抑制星形胶质细胞功能，可阻断急性可卡因的振荡增强效应，并阻止慢性用药后神经血管网络的适应性改变，为可卡因相关神经血管功能障碍的干预提供了全新靶点。

急性可卡因增强神经 - 星形胶质 - 血管网络的低频振荡

多模态成像平台（MIP）+光学相干多普勒断层成像（ODT）：同时检测星形胶质细胞钙信号、神经元钙信号与脑血流的低频振荡（LFO，0-1Hz）。

低频振荡：LFO，即大脑中 0-1Hz 的自发性节律波动，是反映脑功能状态的常用指标。

研究采用多模态成像平台（MIP）结合光学相干多普勒断层成像（ODT），分别检测星形胶质细胞钙信号、神经元钙信号与脑血流的低频振荡，对比未用药小鼠注射可卡因前后的差异。

结果显示，单次静脉注射可卡因后，三类信号的 0-1Hz 低频振荡功率均显著升高：星形胶质细胞钙振荡提升约 132%，神经元钙振荡提升约 78%，脑血流振荡提升约 25%。基线状态下，脑血流振荡仅与神经元钙振荡显著相关；给药后，脑血流与星形胶质细胞钙振荡的相关性显著增强，达到与神经元相近的水平。

因此，静息状态下血管节律主要跟随神经元活动变化，而可卡因刺激后，星形胶质细胞从静息辅助状态转为深度参与神经 - 血管的同步节律调控。

抑制星形胶质细胞可阻断急性可卡因的振荡增强效应

为验证星形胶质细胞的介导作用，研究使用化学遗传学技术抑制星形胶质细胞的胞内信号通路，再给予小鼠急性可卡因刺激。

结果显示，激活 Gi 通路抑制星形胶质细胞后，急性可卡因无法再引起星形胶质细胞、神经元与脑血流的低频振荡功率升高；同时神经-血管振荡的同步性也未出现增强。阴性对照实验进一步证实，氯氮平本身不影响可卡因的振荡增强效应。

因此，抑制星形胶质细胞可完全阻断急性可卡因对神经-血管网络的节律扰动。

长期用药后，星形胶质细胞的作用是什么？

研究进一步对小鼠进行 14 天慢性可卡因腹腔注射，部分小鼠同时每日激活 DREADDs (Gi) 抑制星形胶质细胞，在第 14 天检测基线振荡水平与急性可卡因再刺激的反应。

结果显示，单纯慢性可卡因暴露后，三类信号的基线低频振荡均显著升高，且此时再给予急性可卡因刺激，不会引发振荡的进一步增强，表现出药物反应的钝化。而同期持续抑制星形胶质细胞的小鼠，星形胶质细胞与脑血流的基线振荡未出现升高，仅神经元振荡仍有部分幅度的升高；且这类小鼠对急性可卡因的反应，恢复至与未用药小鼠类似的模式。

因此，持续抑制星形胶质细胞可阻止慢性可卡因暴露导致的基线振荡升高和反应钝化，让神经血管网络回到接近正常状态。