可卡因滥用一直是全球关注的重要科学问题，危害着人类健康和社会稳定。长久以来，可卡因药物成瘾的机制研究主要聚焦于神经元及神经环路，而星形胶质细胞，作为大脑中数量众多的细胞之一，其在药物成瘾中的作用仍不清楚。星形胶质细胞可分泌胶质递质，参与调控神经突触传导、血管和递质稳态平衡。但近年来的研究工作证明，星形胶质细胞也能被神经元调控，形成复杂的“神经元-星形胶质细胞”相互调控网络。
2026年5月，北京大学周专课题组发表于Molecular Psychiatry 的一项研究利用清醒小鼠双光子钙成像技术，首次揭示生理相关剂量的可卡因可使前额叶皮层（FrA）星形胶质细胞产生同步化、超活跃的钙信号——胞体钙活动频率提升约3.5倍，且钙活跃状态可持续近60分钟。机制上，可卡因并非直接作用于星形胶质细胞，而是通过增强蓝斑（LC）去甲肾上腺素（NE）能神经元的释放（同时阻断重吸收），使局部NE浓度骤升，进而激活星形胶质细胞上的α1肾上腺素能受体。有趣的是，虽然可卡因能同时激活星形胶质细胞胞体与突起的钙活动，但不同细胞亚结构的钙来源不同：胞体依赖 IP₃R2介导的胞内钙库释放，而突起则依赖胞外钙内流。
更重要的是，研究人员通过阻断钙库释放或条件性敲除星形胶质细胞的α1受体发现，抑制星形胶质细胞的超活化钙信号，反而会“保护”可卡因引发的前额叶神经元活动抑制，并加重可卡因诱导的运动敏化行为。这意味着，星形胶质细胞在可卡因暴露下不是“帮凶”，而是一套大脑自发的保护性反馈机制——它通过接受蓝斑（LC）去甲肾上腺素（NE）能神经元的调控，抑制神经元活动，对抗可卡因的行为效应。
该研究通过结合活体脑成像、神经调控、动物行为学等实验技术不仅揭示了一条由可卡因启动的“蓝斑/去甲肾上腺素→星形胶质细胞α1受体→胶质钙信号→神经元活动”的完整信号通路，还发现星形胶质细胞在可卡因暴露下并未“助纣为虐”，反而充当了大脑自带的“保护系统”，提示未来药物成瘾的干预可以考虑靶向星形胶质细胞。
可卡因诱发前额叶星型胶质细胞钙信号的机制模型
北京大学孙素华博士（现清华大学博士后）、吴曦博士（现南佛罗里达大学博士后）、高敏博士（现斯坦福大学博士后）、李杰博士（现约翰-霍普金斯研究所博士后）为共同第一作者。北京大学未来技术学院周专教授、中国科学院遗传与发育生物学研究所祝飞鹏博士为共同通讯作者。本研究获得国家自然科学基金、国家重点研发计划、2030脑计划、科技部国家基础研究计划（“973”计划），以及陕西省自然科学基金等经费赞助。
原文链接：https://doi.org/10.1038/s41380-026-03582-8
