Odstoupení indukuje odlišné vzory exprese FosB / ΔFosB u šlechtických švýcarských myší klasifikovaných jako náchylné a rezistentní vůči lokomotorické senzitizaci indukované etanolem (2014)

Klíčová slova

• FosB;
• DeltaFosB;
• Lokomotorická senzibilizace;
• Výběr peněz;
• Variabilita chování;
• Myši

1. Úvod

Úkolem současného neurobiologického výzkumu v oblasti drogové závislosti je pochopení mechanismů neuronální plasticity, které zprostředkovávají přechod od rekreačního užívání ke ztrátě kontroly chování v souvislosti s hledáním drog a užíváním drog. Jedna z nejdůležitějších teorií drogové závislosti, nazvaná „temná stránka závislosti“, naznačuje, že existuje postup od impulzivity (související s pozitivním posilováním) k kompulzivitě (související s negativním posilováním). Tato progrese, v kolapsovaném cyklu, zahrnuje následující stavy: předčasné ošetření / předvídání, intoxikace záchvaty a abstinenční / negativní vliv (Koob a Le Moal, 2005, Koob a Le Moal, 2008  a  Koob a Volkow, 2010). Z tohoto scénáře se studie drogových závislostí zaměřují na neurobiologické mechanismy související s negativními emocionálními stavy, které vznikají jak z akutní, tak z protrahované abstinence. Zdá se, že podle teorie „temné stránky závislosti“ dochází k dlouhodobým a přetrvávajícím změnám plasticity v nervových obvodech s cílem omezit odměnu. Tyto změny plasticity však vedou k negativnímu emocionálnímu stavu, který se objeví, když je zabráněno přístupu k léku. Tento mechanismus poskytuje silnou motivační sílu pro zavedení závislosti a také pro její udržování (Koob a Le Moal, 2005  a  Koob a Le Moal, 2008).

Lokomotorická senzibilizace je užitečný živočišný model založený na skutečnosti, že zvýšení subjektivních účinků léků při jejich opakované expozici je podobné vzestupu stimulačních lokomotorických účinků vyvolaných léčivem (Vanderschuren a Kalivas, 2000  a  Vanderschuren a Pierce, 2010). I když lokomotorická senzibilizace nenapodobuje několik chování souvisejících s drogovou závislostí, její časové morfologické a neurochemické rysy jsou paralelní s těmi, které vedou k přechodu od rekreačního užívání k drogové závislosti samotné (Robinson a Kolb, 1999, Vanderschuren a Kalivas, 2000  a  Vanderschuren a Pierce, 2010). Tradičně protokol lokomotorické senzibilizace zahrnuje tři fáze: získání (opakovaná expozice léku), ochranná doba a provokace (nový kontakt s lékem po ochranné lhůtě). Většina studií používajících lokomoční senzibilizaci se bohužel zaměřila pouze na akviziční a stimulační fázi, překrývající ochrannou lhůtu.

Je dobře známo, že opakované vystavení drogům zneužívání (Perrotti a kol., 2008) a chronického stresu (Perrotti a kol., 2004) zvyšuje expresi transkripčního faktoru fosB / deltafosB v kortikolimbickém systému. Akumulace FosB / DeltaFosB v těchto regionech se předpokládá, že bude hrát ústřední roli v odolnosti vůči stresu (Berton a kol., 2007  a  Vialou a kol., 2010) a v odměňování účinků kokainu (\ tHarris a kol., 2007  a  Muschamp a kol., 2012), ethanolu (Kaste et al., 2009  a  Li et al., 2010) a opioidy (Zachariou a kol., 2006  a  Solecki a kol., 2008). Je tedy možné, že FosB / DeltaFosB moduluje některé z neuronálních plasticitních událostí souvisejících s etho-indukovanou lokomotorickou senzibilizací, stejně jako abstinencí, které následují po akviziční fázi lokomotorické senzibilizace.

Je pozoruhodné, že během přechodu z rekreačního užívání na drogovou závislost jsou pozorovány individuální rozdíly (Flagel a kol., 2009, George a Koob, 2010  a  Swendsen a Le Moal, 2011). Například DBA / 2 J myši jsou náchylnější reagovat než C57BL / 6 J na lokomotorickou senzibilizaci vyvolanou ethanolem (Phillips a kol., 1997  a  Melón a Boehm, 2011a). U outbredních švýcarských myší byla nejprve popsána behaviorální variabilita, pokud jde o lokomoční senzibilizaci vyvolanou ethanolem Masur a dos Santos (1988). Od té doby další studie prokázaly důležité neurochemické rysy související s variabilitou chování při získávání citlivosti vyvolané ethanolem (Souza-Formigoni a kol., 1999, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Quadros a kol., 2002a  a  Quadros a kol., 2002b). Tyto studie se však nezabývaly vlivem variability chování během období odezvy po akviziční fázi senzibilizace pohybového aparátu. V nedávné studii naše laboratoř popsala významný rozdíl mezi senzibilizovanými a nesenzibilizovanými švýcarskými myšmi, pokud jde o expresi kanabinoidního receptoru typu 1 (CB1R) během vysazení. V této studii měly senzibilizované (ale ne senzibilizované myši) zvýšenou expresi CB1R v prefrontálním kortexu, ventrální tegmentální oblasti, amygdale, striatu a hipokampu (Coelhoso a kol., 2013).

Vzhledem k dobře zavedené variabilitě chování u outbredních švýcarských myší, pokud jde o lokomoční senzibilizaci vyvolanou ethanolem, a že tato variabilita je doprovázena zřetelnými neurochemickými rysy během následného vysazení, zkoumala tato studie expresi FosB / DeltaFosB u senzibilizovaných a nesenzibilizovaných myší na začátku (18 h) a po 5 dnech odstoupení.

2. materiály a metody

2.1. Předměty

Byli použity samci outbredních myší Swiss Webster (EPM-1 Colony, São Paulo, SP, Brazílie), původně odvozených z linie Albino Swiss Webster z Centra pro vývoj zvířecích modelů v biologii a medicíně na Universidade Federal de São Paulo . Myši byly na začátku testování ve věku 12 týdnů (30–40 g). Skupiny 10 myší byly umístěny v klecích (40 × 34 × 17 cm) s podestýlkou ​​z dřevní štěpky. Teplota (20–22 ° C) a vlhkost (50%) kontrolovaná kolonie zvířat byla udržována na cyklu světlo / tma (12/12 h), se rozsvícenými světly v 07:00 h, s pelety myší chow a vodou z vodovodu libitum, s výjimkou testování. Myši byly udržovány v těchto podmínkách ustájení po dobu nejméně 7 dnů před zahájením léčby a testů chování. Péče o zvířata a experimentální postupy byly prováděny podle protokolů schválených Etickou komisí pro péči o zvířata a používání univerzity (číslo protokolu: 2043/09), podle směrnice EU 2010/63 / EU pro pokusy na zvířatech (http://ec.europa.eu/environmental/chemicals/lab_animals/legislation_en.htm).

2.2. Lokomotorická senzibilizace

Protokol lokomoční senzibilizace byl založen na předchozí studii z naší vlastní laboratoře (Coelhoso a kol., 2013). Na začátku protokolu byla všem zvířatům injikována intraperitoneálně (ip) fyziologický roztok a okamžitě testována v boxu s automatizovanou aktivitou (Insight, Brazílie) po dobu 15 minut, aby se stanovila bazální lokomoce. O dva dny později byla zvířatům denně injikována etanol (2 g / kg, 15% hmotn./obj. V 0.9% NaCl, ip - EtOH skupina, N = 40) nebo fyziologický roztok (podobný objem, ip, - kontrolní skupina, N = 12), během 21 dnů. Hned po 1., 7., 14. a 21. injekci byla zvířata umístěna na 15 minut do klece s aktivitou. Horizontální pohyb v každé situaci byl měřen systémem behaviorální analýzy (Pan Lab, Španělsko). Podle očekávání ( Masur a dos Santos, 1988  a  Coelhoso a kol., 2013), variabilita chování v lokomoční aktivitě v 21st den akvizice nám umožňuje distribuovat zvířata skupiny EtOH v podskupinách 2: EtOH_High (převzato z horního 30% distribuce) a EtOH_Low (převzato z nižšího 30% rozdělení). Do analýzy bylo tedy zahrnuto pouze 60% zvířat. Tato strategie je totožná se strategiemi používanými ve studiích zkoumajících individuální variabilitu v rámci paradigmatu senzibilizace ethanolem ( Masur a dos Santos, 1988, Souza-Formigoni a kol., 1999, Quadros a kol., 2002a, Quadros a kol., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012  a  Coelhoso a kol., 2013).

Po klasifikaci definující experimentální skupiny jsme provedli 2 nezávislé experimenty podle časových kritérií ochranné lhůty: (i) zvířata podrobená akviziční fázi a usmrcená po 18 hodinách stažení a (ii) zvířata podrobená akviziční fázi a usmrcená po 5 dnech od výběru. Tato studie tedy zahrnovala 3 experimentální skupiny (kontrolní, EtOH_High a EtOH_Low), které byly rozděleny do 2 podskupin (18 hodin a 5 dnů odběru) (N = 6 na podskupinu). Volba těchto dvou časových značek během ochranné lhůty byla způsobena kinetickými aspekty exprese FosB a DeltaFosB po 18 hodinách od odběru (jak je vysvětleno v diskusní části) a po 5 dnech od odběru, na základě předchozích studií z naší laboratoře který zkoumal některé neurochemické rysy týkající se ochranné lhůty v paradigmatu lokomotorické senzibilizace ( Fallopa et al., 2012  a  Escosteguy-Neto et al., 2012). Nakonec, abychom provedli korelace mezi lokomoční senzibilizací a expresí FosB / DeltaFosB, vypočítali jsme skóre lokomoční senzibilizace pro každé zvíře podle vzorce: skóre = (Lokomotiva 21. den - Lokomotiva 1. den) * 100 / Lokomotiva v 1. den.

2.3. Imunohistochemie

Po příslušné ochranné lhůtě byla zvířata hluboce anestetizována koktejlem obsahujícím ketamin (75 mg / kg, ip) a xylazin (25 mg / kg, ip). Po ztrátě rohovkového reflexu byly transkardiálně promývány 100 ml roztoku fosfátového pufru 0.1 M [fosfátem pufrovaný fyziologický roztok (PBS)], poté 100 ml 4% paraformaldehydu (PFA). Mozky byly odstraněny bezprostředně po perfúzi, uloženy v PFA po dobu 24 hodin a poté udržovány v 30% roztoku sacharózy / PBS po dobu 48 hodin. Sériové koronální řezy (30 μm) byly nařezány pomocí zmrazovacího mikrotomu a udržovány uvnitř nemrznoucího roztoku, který byl použit v imunohistochemických postupech volným plovoucím barvením.

Pro imunohistochemii byla provedena konvenční technika avidin – biotin – imunoperoxidáza. Mozkové řezy všech experimentálních skupin byly zahrnuty do stejného cyklu, byly předem ošetřeny peroxidázou vodíku (3%) po dobu 15 minut a poté promyty PBS po dobu 30 minut. Poté byly všechny řezy exponovány po dobu 30 minut v PBS-BSA 5%, aby se zabránilo nespecifickým reakcím. Poté byly řezy inkubovány přes noc s králičí primární protilátkou anti-FosB / DeltaFosB (1: 3,000 32519; Sigma Aldrich, St Louis, MO, USA, kat. Číslo AV30) v roztoku PBS-T (300 ml PBS, 100 μl Tritonu X-2). Následně byly řezy inkubovány po dobu 1 hodin v biotinylované kozí anti-králičí IgG sekundární protilátce (600: 90; Vector, Burlingame, CA, USA) při teplotě místnosti. Řezy byly poté po dobu XNUMX minut ošetřeny komplexem avidin-biotin (Vectastain ABC Standard kit; Vector, Burlingame, CA, USA) a podrobeny diaminobenzidinové reakci zesílené niklem. Mezi kroky byly řezy opláchnuty v PBS a míchány na rotátoru. Řezy byly upevněny na podložní sklíčka potažená želatinou, sušena, dehydratována a krycí sklíčka.

Byly analyzovány následující encefalické oblasti: prefrontální kortex [přední cingulární kortex (Cg1), prelimbický kortex (PrL) a infralimbický kortex (IL)], motorická kůra [primární (M1) a sekundární (M2)], dorzální striatum [dorsomediální striatum ( DmS) a dorsolaterální striatum (DlS)], ventrální striatum [coreus accumbens core (Acbco) a shell (Acbsh), ventrální pallidum (VP)], hippocampus [pyramidová vrstva Cornus Ammong 1 a 3 (CA1 a CA3, resp.), granulovaná vrstva zubního gyrusu (DG)], amygdala [bazolaterální jádro (BlA) a centrální jádro (CeA)], ventromediální jádro hypotalamu (VMH) a ventrální tegmentální oblast [přední (VTAA) a zadní (VTAP) části] ( Vidět Obr. 1). K zachycení snímků z každé sekce při zvětšení × 200 byl použit mikroskop Nikon Eclipse E20 připojený k počítači. Snímky byly uloženy jako archivy .tiff pro zadní analýzu imunoreaktivity FosB / DeltaFosB. Imunoreaktivní buňky byly spočítány pomocí softwaru ImageJ (NIH Image, Bethesda, MD, USA). Oblasti mozku byly vymezeny na každé fotografii podle The Stereotaxic Mouse Brain Atlas (Franklin a Paxinos, 1997). Protože mikrofotografie pořízené mikroskopem představují 2.5 × 10³ um² při 20násobném zvětšení je kvantifikace buněk označených FosB / DeltaFosB vyjádřena jako průměr z imunoznačení buněk na 2.5 × 10³ um². Hodnoty získané ve skupinách EtOH byly normalizovány na kontrolní hodnoty a vyjádřeny jako%. (Kontrola = 100%).

2.4. Statistická analýza

Shapiro – Wilk byl původně používán k ověření normálnosti distribuce všech proměnných. Výsledky chování byly analyzovány jednosměrnou ANOVA pro opakované měření s ohledem na 5 období lokomotorické senzibilizace: bazální, den 1, den 7, den 14 a den 21. Histologické výsledky byly analyzovány pomocí obousměrné ANOVA s ohledem na jako faktory: období stažení (18 hodin a 5 dní) a experimentální skupina (kontrolní, EtOH_High a EtOH_Low). Neparametrické proměnné byly standardizovány do Z skóre, aby se snížila disperze dat, a následně byly použity v dvousměrné ANOVA, jak bylo popsáno výše. Newman Keuls post-hoc byl použit v případě potřeby. Nakonec jsme zkoumali možné korelace mezi pozitivními buňkami FosB / DeltaFosB a skóre lokomotorické senzibilizace. Tyto korelace byly vypočítány pouze pro jádra, kde byly zjištěny statistické rozdíly mezi experimentálními skupinami. Protože tyto rozdíly byly omezeny na 5 dní odběru (viz část s výsledky), hodnoty FosB / DeltaFosB uvažované v těchto korelacích se vztahují k tomuto konkrétnímu období odběru. Protože tyto rozdíly byly omezeny na 5 dní odběru (viz část s výsledky), hodnoty FosB / DeltaFosB uvažované v této korelaci se vztahují k této konkrétní době odběru. Hladina významnosti byla stanovena na 5% (p <0.05).

3. Výsledek

3.1. Lokomotorická senzibilizace

ANOVA pro opakovaná měření zjistila významné rozdíly ve faktoru skupiny [F_(2,32) = 68.33, p <0.001], v období protokolu [F_(4,128) = 9.13, p <0.001] a interakce mezi nimi [F_(8,128) = 13.34, p <0.001]. Nebyly zjištěny žádné rozdíly v bazální lokomoci a obě skupiny EtOH měly podobné zvýšení lokomoce v první den akvizice ve srovnání s kontrolní skupinou (p <0.01). EtOH_High (ale ne EtOH_Low) však vykazoval progresivní nárůst pohybové aktivity během akviziční fáze (p <0.01, ve vztahu ke skupinám Control a EtOH_Low, v poslední den pořízení; p <0.01 ve vztahu k jeho pohybové aktivitě v první den pořízení) ( Obr. 2). Tyto údaje potvrdily výsledky původní studie ( Masur a dos Santos, 1988) az naší předchozí zprávy ( Coelhoso a kol., 2013) týkající se behaviorální variability u outbredních švýcarských myší podrobených citlivosti vyvolané ethanolem.

3.2. Exprese FosB / DeltaFosB

Ilustrativní fotomikrografie FosB / DeltaFosB imunoreaktivity je znázorněna na obr. \ T Obr. 3 a normalizované hodnoty jsou uvedeny v Obr. 4, Obr. 5, Obr. 6  a  Obr. 7. Obousměrná ANOVA zjistila významné rozdíly v M1, M2, DmS, DlS, Acbco, Acbsh, VP a VTA (pro nenormalizované hodnoty imunoreaktivity FosB / DeltaFosB a statistické analýzy všech struktur, viz. Tabulka Suppl1 a stůl 1). Ve strukturách, kde bylo možné pozorovat statistické rozdíly, byly čtyři různé vzorce exprese FosB / DeltaFosB. V první, pozorované u M1 a M2, došlo ke zvýšení exprese FosB / DeltaFosB v pátý den odběru ethanolu pouze ve skupině EtOH_High (ve srovnání s hodnotami EtOH_High po 18 hodinách odběru, stejně jako u kontroly a EtOH_Low skupiny po 5 dnech odběru) (viz Obr. 4). Ve druhém vzoru, pozorovaném ve VTAA, se exprese FosB / DeltaFosB zvýšila po 5 dnech odběru ethanolu pouze ve skupině EtOH_Low (ve srovnání s hodnotami EtOH_Low po 18 hodinách odběru, stejně jako u kontrolní skupiny po 5 dnech odběru) ) (viz Obr. 5). Ve třetím vzoru, pozorovaném u DmS, Acbco a Acbsh, se exprese FosB / DeltaFosB zvýšila po 5 dnech odběru ethanolu v obou skupinách EtOH_High a EtOH_Low (ve srovnání s jejich příslušnými hodnotami po 18 h odběru), avšak pouze skupina EtOH_Low se lišil od kontrolní skupiny (viz Obr. 6). A konečně, ve čtvrtém vzoru, pozorovaném u DlS a VP, se exprese FosB / DeltaFosB zvýšila po 5 dnech odběru ethanolu v obou skupinách EtOH_High a EtOH_Low (ve srovnání s jejich příslušnými hodnotami po 18 hodinách od odběru), ačkoli toto zvýšení bylo statisticky expresivnější ve skupině EtOH_Low než ve skupině EtOH_High a pouze skupina EtOH_Low se lišila od kontrolní skupiny (viz Obr. 7).

Aby se potvrdilo, že změny v expresi FosB / DeltaFosB byly způsobeny abstinencí a ne expozicí ethanolu, provedli jsme korelace mezi skóre lokomotorické senzibilizace a imunoznačenými buňkami FosB / DeltaFosB v 5th den odběru v jádrech uvedených výše (M1, M2, Acbco, Acbsh, DmS, DlS, VP, VTAA). Jak se dalo očekávat, nebyly žádné významné korelace pro žádné z těchto jader (M1 - r² = 0.027862, p = 0.987156; M2 - r² = 0.048538, p = 0.196646; Acbco - r² = 0.001920, p = 0.799669; Acbsh - r² = 0.006743, p = 0.633991; DmS - r² = 0.015880, p = 0.463960; DlS - r² = 0.023991, p = 0.914182; VP - r² = 0.002210, p = 0.785443; VTAA - r² = 0.001482, p = 0.823630 XNUMX).

4. Diskuse

Výsledky pozorované v této studii naznačují, že zvýšená exprese FosB / DeltaFosB pozorovaná v paradigmatu lokomoční senzibilizace vyvolané ethanolem pravděpodobně souvisí spíše s abstinencí než s chronickou expozicí léku. Variabilita chování ve vývoji lokomotorické senzibilizace však byla doprovázena odlišnými vzory exprese FosB / DeltaFosB během vysazení. Úloha motorické kortexu, ventrální tegmentální oblasti a striatum v akvizici a expresi paradigmatu lokomotorické senzibilizace je dobře zavedena (Vanderschuren a Pierce, 2010). Kromě toho je deregulace mezolimbické dráhy jedním z centrálních neurobiologických rysů ochranné lhůty, spolu se vznikem rozšířené amygdaly (Koob a Le Moal, 2005  a  Koob a Le Moal, 2008). Pouze několik studií však zkoumalo abstinenční období paradigmy lokomotorické senzibilizace. Naše výsledky se setkaly se zajímavými změnami v expresi FosB / DeltaFosB v motorické kůře, ventrální tegmentální oblasti a striatu v tomto období.

FosB cDNA kóduje expresi 33, 35 a 37 kDa proteinů. Expozice akutních stimulů vede k silné indukci proteinu Fos s 33 a 35 kDa Fos. V důsledku toho při akutní aktivaci souvisí převažující exprese FosB s 37 kDa (McClung a kol., 2004  a  Nestler, 2008). Mezi těmito proteiny je další pozoruhodný rozdíl: pouze 35–37 kDa proteiny jsou vysoce stabilní izoformy. Kvůli této vysoké stabilitě se tyto zkrácené formy FosB, nazývané také DeltaFosB, hromadí v mozku a jsou vysoce exprimovány v reakci na chronické podněty, jako je léčba psychotropními léky, chronické elektrokonvulzivní záchvaty a stres (Kelz a Nestler, 2000, Nestler a kol., 2001  a  McClung a kol., 2004). V důsledku toho byl DeltaFosB považován za trvalý molekulární přepínač, který zprostředkovává formy dlouhodobé neurální a behaviorální plasticity. Je zajímavé, že elegantní studie používající myší linie exprimující odlišně FosB a DeltaFosB ukázala, že FosB je nezbytný pro zvýšení tolerance stresu a také neutralizuje korelaci mezi psychostimulační indukovanou lokomoční senzibilizací a akumulací DeltaFosB ve striatu (Ohnishi a kol., 2011). Oba proteiny proto mohly hrát důležitou roli v experimentálním protokolu použitém v této studii. Je pozoruhodné, že použitá protilátka FosB rozpoznává jak FosB, tak DeltaFosB. Protože FosB klesá na základní hladinu do 6 hodin po akutním stimulu (Nestler a kol., 2001) a DeltaFosB se hromadí po opakovaných expozicích stimulů, rozhodli jsme se zvířata usmrtit 18 hodin po akviziční fázi, abychom se vyhnuli možným předsudkům při ošetření ethanolem nad expresí FosB. Abychom byli technicky přesní, budeme v této studii označovat výraz FosB / DeltaFosB. Je důležité si uvědomit, že tato strategie byla použita v jiných studiích, včetně těch, které používaly tu popsanou stejnou primární protilátku (Conversi et al., 2008, Li et al., 2010, Flak a kol., 2012  a  García-Pérez a kol., 2012). V důsledku toho, kromě těchto experimentálních omezení, budeme diskutovat naše výsledky s ohledem na roli DeltaFosB v neuronální plasticitě.

Je dobře známo, že chronická expozice léku zvyšuje expresi FosB / DeltaFosB v několika oblastech mozku (Nestler a kol., 2001  a  Perrotti a kol., 2008). Je zajímavé, že v této studii se ani myši nesenzibilizované na ethanol, ani nesenzibilizované na ethanol nelišily od myší ošetřených chronickým solným roztokem, pokud jde o expresi FosB / DeltaFosB 18 hodin po akviziční fázi. Kromě toho neexistovaly žádné významné korelace mezi expresí FosB / DeltaFosB a skóre lokomotorické senzibilizace. Tuto divergenci lze alespoň částečně vysvětlit rozdíly zjištěnými v experimentálním protokolu. Například s ohledem na expozici ethanolu bylo ve dvou studiích použito paradigma volby bez lahve se dvěma lahvemi v 15 přerušovaných relacích pití (Li et al., 2010) nebo nutričně kompletní tekutá strava podávaná automaticky po dobu 17 dnů (pokud zvířata konzumují ethanol v dávkách od 8 do 12 g / kg / den) (Perrotti a kol., 2008). V jiné studii, i když autoři odkazují na chronickou léčbu, protokol sestával pouze z expozic ethanolu 4 (Ryabinin a Wang, 1998). Protokoly používané jinde jsou tedy zcela odlišné od protokolů používaných zde, které sestávaly z 21 dnů léčby, kdy byly denně podávány injekce etanolu experimentátorem. Navzdory těmto rozdílům existuje několik studií zahrnujících intraperitoneální injekce, které uvádějí zvýšení exprese FosB / DeltaFosB po protokolech pohybové senzibilizace vyvolané psychostimulanty (Brenhouse a Stellar, 2006, Conversi et al., 2008  a  Vialou a kol., 2012) a opioidy (Kaplan a kol., 2011). Protokoly lokomotorické senzibilizace v těchto studiích však zahrnují mnohem méně než expozice léku 21 a v některých z nich se léčivo podává přerušovaně. Náš protokol naopak použil stejnou léčbu popsanou v předchozích studiích zahrnujících injekce ethanolu 21 denně (Masur a dos Santos, 1988, Souza-Formigoni a kol., 1999, Quadros a kol., 2002a, Quadros a kol., 2002b, Abrahão et al., 2011  a  Abrahão et al., 2012). Existují důkazy o tom, že i když chronické podávání kokainu podporuje akumulaci exprese DeltaFosB v nucleus accumbens, podporuje také toleranci k indukci mRNA DeltaFosB ve ventriálním i dorzálním striate (Larson a kol., 2010). Proto jsme předpokládali, že nedostatek rozdílů v našich experimentálních skupinách v akviziční fázi může být způsoben tolerancí týkající se indukce FosB / DeltaFosB, protože v tomto protokolu existovala větší doba akviziční fáze ve srovnání s obdobími používanými pro psychostimulanty a opioidy. v jiných studiích.

Studie používající knockout a transgenní myši ukázaly, že mutantní myši FosB mají zvýšenou behaviorální odpověď na kokain, jako jsou stimulační lokomotorické účinky a podmíněné podmínky. V těchto mutantních myších navíc chybí exprese bazálních i kokainem indukovatelných deltaFosB (Hiroi a kol., 1997). Naproti tomu transgenní myši s indukovatelnou nadměrnou expresí DeltaFosB vykazují zvýšenou citlivost na odměňující účinky kokainu a morfinu (Muschamp a kol., 2012). Tyto výsledky poskytly přímý důkaz úzké korelace mezi DeltaFosB a odměňujícím procesem. Kromě opakovaných expozic léků chronický stres také zvyšuje expresi DeltaFosB v kortikolimbických okruzích (Perrotti a kol., 2004). Je zajímavé, že transgenní myši nadměrně exprimující DeltaFosB jsou méně citlivé na pro-depresivní účinky kappa-opioidního agonisty, o němž je známo, že indukují dysforii a stresem podobné účinky u hlodavců (Muschamp a kol., 2012). Kromě procesu odměňování hraje DeltaFosB také klíčovou roli v emocionálních aspektech jevů. V tomto scénáři může vysazení také spustit expresi FosB / DeltaFosB, protože stres je klíčovou složkou vysazení léku. Tato perspektiva je v souladu s našimi výsledky, protože neexistovaly žádné korelace mezi expresí FosB / DeltaFosB a skóre senzibilizace a dále byl nárůst exprese FosB / DeltaFosB pozorován až pátý den odběru.

Je zajímavé, že v některých strukturách bylo pozorováno zvýšení FosB / DeltaFosB ve skupině EtOH_High a EtOH_Low, ačkoliv v dřívější skupině bylo výraznější, což naznačuje, že tato zvýšení by mohla mít různé funkční důsledky podle jejich intenzity. Tato hypotéza by mohla být vysvětlena několika odlišnými funkčními rolemi FosB / DeltaFosB. Například krysy chronicky exponované kokainu zvýšily expresi DeltaFosB v nucleus accumbens během ochranného období, účinek pozitivně koreloval s preferencí kokainu, ale negativně s preferencí novinek. Kromě toho stres během vysazení zvyšuje behaviorální odpověď na psychostimulancia zvýšením exprese DeltaFosB v kortikolimbických neuronech (Nikulina a kol., 2012). DeltaFosB by tak mohl předvídat dysregulaci hedonického zpracování, ke kterému dochází při protahování (Marttila a kol., 2007). Na druhé straně, jak odolnost vůči stresu, tak antidepresivní reakce souvisí s vyšší expresí DeltaFosB v striatu (Vialou a kol., 2010). Proto se domníváme, že zvýšený FosB / DeltaFosB na striatu v EtOH_High by mohl zvýšit odměňovací účinky ethanolu, což by mělo za následek vyšší náchylnost k následným expozicím léků. Na druhé straně, intenzivnější nárůst FosB / DeltaFosB pozorovaný ve skupině EtOH_Low mohl snížit citlivost na dysforii a stresové účinky, minimalizovat negativní účinky zesílení následného vystavení účinkům léku a v důsledku toho vysvětlit vyšší rezistenci v této skupině. skupina. Je zajímavé, že tento paradox měl neurochemický základ. Například transgenní myši nadměrně exprimující FosB ve středně velkých páteřních GABAergních neuronech nucleus accumbens měly zvýšené hladiny jak mu-, tak kappa-opioidních receptorů (Sim-Selley a kol., 2011a tyto receptory zvyšují a inhibují mesolimbický tón (Manzanares et al., 1991  a  Devine a kol., 1993). Exprese buněčného typu by také mohla drasticky změnit funkční důsledky zvýšeného FosB / DeltaFosB. V elegantní studii používající myši nadměrně exprimující DeltaFosB v D1- nebo D2- exprimujících neuronech v nucleus accumbens bylo zjištěno, že DeltaFosB v neuronech D1- (ale ne v D2-) zvyšuje odezvy na chování kokainu (Grueter a kol., 2013).

Je zajímavé, že pokud jde o motorickou kůru, došlo ke zvýšení exprese FosB / DeltaFosB pouze ve skupině EtOH_High a bylo omezeno na 5. den vysazení. Nedostatek zvýšení po 18 hodinách odběru lze vysvětlit možným mechanismem tolerance v expresi FosB / DeltaFosB v této oblasti po chronické expozici ethanolu. Naše výsledky dále naznačují, že během ochranného období dochází k aktivním neurochemickým změnám v motorické kůře, a to navzdory skutečnosti, že se zvířaty během tohoto období nedocházelo k manipulaci. To je zajímavé, protože tato plasticita by mohla alespoň částečně hrát roli při udržování pohybové senzibilizace. Ačkoli zde nebyla studována trvalá hyperlokomoce po několika dnech vysazení, existuje několik studií, včetně předchozích z naší laboratoře, které ukazují, že senzibilizované myši (ale ne nesenzibilizované) měly zvýšenou pohyblivost, když byly po dané ochranné lhůtě vystaveny působení ethanolu (Masur a dos Santos, 1988, Souza-Formigoni a kol., 1999, Quadros a kol., 2002a, Quadros a kol., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Fallopa et al., 2012  a  Coelhoso a kol., 2013).

Konečně je pozoruhodné, že pouze skupina EtOH_Low vykazovala zvýšenou expresi FosB / DeltaFosB v přední (ale nikoli zadní) části ventrální tegmentální oblasti. Tyto části mají odlišné projekce a neurochemické profily a jejich účast v procesu odměňování závisí na několika faktorech (Ikemoto, 2007). Například samopodávání ethanolu u potkanů ​​souvisí se zadní částí, ale ne s ventrální částí ventrální tegmentální oblasti (Rodd-Henricks a kol., 2000  a  Rodd a kol., 2004). Endokanabinoidní systém, stejně jako GABA-A, dopaminergní D1-D3 a serotoninergní receptory 5HT3, hrají důležitou roli v chování při hledání etanolu (Linsenbardt a Boehm, 2009, Rodd a kol., 2010, Melón a Boehm, 2011b  a  Hauser a kol., 2011). Nicméně GABA-B v přední části ventrální tegmentální oblasti je důležitý z hlediska odměňování (Moore a Boehm, 2009a stimulační lokomotorické účinky (Boehm a kol., 2002) ethanolu. Kromě toho se cholinergní nikotinové receptory v přední části podílejí na zvýšených hladinách akumulace dopaminu indukovaných ethanolem (Ericson et al., 2008). Bez ohledu na odlišný profil těchto částí je tedy možné, že změny pozorované ve skupině EtOH_Low v předních částech mohou souviset s procesem odměňování. Chronický kokain, ale nikoli chronické vystavení morfinu nebo chronickému stresu, zvyšuje DeltaFosB ve ventrální tegmentální oblasti, konkrétně v populaci buněk gama-aminomáselné kyseliny (GABA) (Perrotti a kol., 2005). Tato skutečnost by mohla vysvětlit normální hladiny FosB / DeltaFosB v průběhu abstinenčního stavu vyskytujícího se ve ventrální tegmentální oblasti myší EtOH_High, bez ohledu na předpokládané vysoké stresové zkušenosti v tomto období. Dále tato data přinejmenším částečně potvrzují hypotézu, že zvýšení exprese FosB / DeltaFosB v průběhu odběru v EtOH_Low lze charakterizovat jako adaptivní odpověď.

Pozoruhodné jsou individuální rozdíly pozorované během přechodu od rekreačního užívání k drogové závislosti (Flagel a kol., 2009, George a Koob, 2010  a  Swendsen a Le Moal, 2011). V důsledku toho je nezbytné studovat neurobiologické rysy související s individuální variabilitou. Behaviorální senzibilizace je zvířecí model, který se běžně používá ke zkoumání neurobiologických rysů drogové závislosti. Základem tohoto modelu je, že subjektivní účinky léků se zvyšují po opakované expozici. Jakmile je lokomotorická senzibilizace získána, je dlouhotrvající a je v přímém časovém vztahu s morfologickými a neurochemickými změnami v mezolimbické dráze a několika encefalických jádrech souvisejících s emocionalitou a motorickým chováním (Robinson a Kolb, 1999  a  Vanderschuren a Pierce, 2010). Průkopnická studie, kterou provedla Masur a dos Santos (1988) bylo prokázáno, že existuje velká variabilita chování u outbredních švýcarských myší, pokud jde o lokomoční senzibilizaci vyvolanou ethanolem. Od té doby další studie prokázaly významnou korelaci mezi neurochemickými rysy a variabilitou chování, zejména ty, které souvisejí s dopaminergním (Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012  a  Souza-Formigoni a kol., 1999) a glutamátergních systémů (Quadros a kol., 2002a  a  Quadros a kol., 2002b). Dále, předchozí studie z naší laboratoře používající paradigma lokomoční senzibilizace vyvolané ethanolem ukázala, že senzibilizované (ale nikoli nesenzibilizované) myši vykazovaly během období odvykání pozornosti významný nárůst na kanabinoidovém receptoru typu 1 (CB1R) (Coelhoso a kol., 2013). Zde jsme identifikovali různé vzory exprese FosB / DeltaFosB během stažení mezi skupinami EtOH_High a EtOH_Low.

Abychom to shrnuli, variabilita chování pozorovaná v akviziční fázi lokomoční senzibilizace vyvolané ethanolem je doprovázena zřetelnou neuronální plasticitou během období vysazení. Je zajímavé, že naše výsledky naznačují, že různé vzorce exprese FosB / DeltaFosB detekované u senzibilizovaných a nesenzibilizovaných myší jsou spíše spjaté s dobou vysazení než s chronickou expozicí léku, pravděpodobně v důsledku tolerance transkripce FosB / DeltaFosB indukované léčivem.

Další informace týkající se tohoto článku jsou následující.

Reference

• Nikulina a kol., 2012
• EM Nikulina, MJ Lacagnina, S. Fanous, J. Wang, RP Hammer Jr.
• Přerušovaný sociální porážkový stres zvyšuje mezokortikolimbickou expressionFosB / BDNF koexpresi a trvale aktivuje kortikotegmentální neurony: implikace pro zranitelnost vůči psychostimulanciam
• Neuroscience, 212 (2012), str. 38-48
• Článek

  |

   PDF (1552 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (12)
•  
• Vialou a kol., 2012
• V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie, et al.
• Pro indukci kokainu AFosB jsou oba potřebné faktory faktoru odezvy na sérum a vazebný protein cAMP
• J Neurosci, 32 (2012), str. 7577 – 7584
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (17)
• Vanderschuren a Pierce, 2010
• LJ Vanderschuren, RC Pierce
• Senzibilizační procesy v drogové závislosti
• Měna Nahoru Behav Neurosci, 3 (2010), s. 179 – 195
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (53)
• Vanderschuren a Kalivas, 2000
• LJ Vanderschuren, PW Kalivas
• Změny v dopaminergním a glutamátergním přenosu v indukci a expresi behaviorální senzibilizace: kritický přehled preklinických studií
• Psychofarmakologie (Berl), 151 (2000), s. 99 – 120
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (884)
• Swendsen a Le Moal, 2011
• J. Swendsen, M. Le Moal
• Individuální zranitelnost vůči závislosti
• Ann NY Acad Sci, 1216 (2011), str. 73 – 85
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (35)
• Souza-Formigoni a kol., 1999
• ML Souza-Formigoni, EM De Lucca, DC Hipólide, SC Enns, MG Oliveira, JN Nobrega
• Senzibilizace na stimulační účinek ethanolu je spojena s lokalizovaným zvýšením vazby receptoru D2 na mozek
• Psychopharmacology, 146 (1999), str. 262-267
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (54)
• Solecki a kol., 2008
• W. Solecki, T. Krowka, J. Kubik, L. Kaczmarek, R. Przewlocki
• Role fosb v chování vztahujícím se k odměně morfinu a prostorové paměti
• Behav Brain Res, 190 (2008), s. 212 – 217
• Článek

  |

   PDF (328 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (7)
• Sim-Selley a kol., 2011
• LJ Sim-Selley, MP Cassidy, A. Sparta, V. Zachariou, EJ Nestler, DE Selley
• Vliv nadměrné exprese AFosB na signalizaci zprostředkovanou opioidy a kanabinoidními receptory v nucleus accumbens \ t
• Neurofarmakologie, 61 (2011), pp. 1470 – 1476
• Článek

  |

   PDF (446 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (10)
• Ryabinin a Wang, 1998
• AE Ryabinin, YM Wang
• Opakované podávání alkoholu odlišně ovlivňuje imunoreaktivitu proteinu c-Fos a FosB u myší DBA / 2 J
• Alkohol Clin Exp Res, 22 (1998), str. 1646 – 1654
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (33)
• Rodd-Henricks a kol., 2000
• ZA Rodd-Henricks, DL McKinzie, RS Crile, JM Murphy, WJ McBride
• Regionální heterogenita pro intrakraniální podávání ethanolu ve ventrální tegmentální oblasti samic potkanů ​​Wistar
• Psychofarmakologie (Berl), 149 (2000), s. 217 – 224
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (130)
• Rodd a kol., 2010
• ZA Rodd, RL Bell, SM Oster, JE Toalston, TJ Pommer, WJ McBride, et al.
• Receptory serotoninu-3 v zadní ventrální tegmentální oblasti regulují ethanolové samodávkování potkanů ​​preferujících alkohol (P)
• Alkohol, 44 (2010), s. 245 – 255
• Článek

  |

   PDF (604 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (19)
• Rodd a kol., 2004
• ZA Rodd, RI Melendez, RL Bell, KA Kuc, Y. Zhang, JM Murphy, et al.
• Intrakraniální samodávkování ethanolu ve ventrální tegmentální oblasti samců krys Wistar: důkaz pro zapojení dopaminových neuronů
• J Neurosci, 24 (2004), str. 1050 – 1057
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (111)
• Robinson a Kolb, 1999
• TE Robinson, B. Kolb
• Změny v morfologii dendritů a dendritických páteří v nucleus accumbens a prefrontálním kortexu po opakované léčbě amfetaminem nebo kokainem
• Eur J Neurosci, 11 (1999), str. 1598 – 1604
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (427)
• Quadros a kol., 2002b
• IM Quadros, JN Nóbrega, DC Hipolide, EM de Lucca, ML Souza-Formigoni
• Diferenciální náchylnost k senzibilizaci na ethanol není spojena se změnou vazby na receptory D1 nebo transportéry dopaminu v mozku myší
• Addic Biol, 7 (2002), str. 291 – 299
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (21)
• Quadros a kol., 2002a
• IM Quadros, DC Hipólide, R. Frussa Filho, EM De Lucca, JN Nóbrega, ML Souza-Fomigoni
• Rezistence na senzibilizaci na ethanol je spojena se zvýšenou vazbou na NMDA receptor v určitých oblastech mozku
• Eur J Pharmacol, 442 (2002), str. 55 – 61
• Článek

  |

   PDF (128 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (36)
• Phillips a kol., 1997
• TJ Phillips, AJ Roberts, CN Lessov
• Behaviorální senzibilizace na ethanol: genetika a účinky stresu
• Pharmacol Biochem Behav, 57 (1997), str. 487 – 493
• Článek

  |

   PDF (186 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (101)
• Perrotti a kol., 2008
• LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani, et al.
• Odlišné vzorce indukce DeltaFosB v mozku drogami zneužívání
• Synapse, 62 (2008), str. 358-369
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (79)
• Perrotti a kol., 2004
• LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman, et al.
• Indukce deltaFosB v mozkových strukturách souvisejících s odměnou po chronickém stresu
• J Neurosci, 24 (2004), str. 10594 – 10602
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (148)
• Perrotti a kol., 2005
• LI Perrotti, CA Bolaños, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery, et al.
• DeltaFosB se hromadí v populaci GABAergních buněk v zadním konci ventrální tegmentální oblasti po psychostimulační léčbě
• Eur J Neurosci, 21 (2005), str. 2817 – 2824
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (85)
• Ohnishi a kol., 2011
• YN Ohnishi, YH Ohnishi, M. Hokama, H. Nomaru, K. Yamazaki, Y. Tominaga, et al.
• FosB je nezbytný pro zvýšení tolerance stresu a antagonizuje lokomotorickou senzibilizaci pomocí AFosB
• Biol Psychiatry, 70 (2011), s. 487 – 495
• Článek

  |

   PDF (2016 K)

  |

  Zobrazit záznam v Scopus

   | 

  Citace článků (13)
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  

• Vialou a kol., 2010
• V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington III, DM Dietz, YN Ohnishi, et al.
• DeltaFosB v okruzích odměňování mozku zprostředkovává odolnost vůči stresu a antidepresivním reakcím
• Nat Neurosci, 13 (2010), str. 745 – 752
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (141)
•  
• Zachariou a kol., 2006
• V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz, et al.
• Zásadní role DeltaFosB v nucleus accumbens při působení morfinu
• Nat Neurosci, 9 (2006), str. 205 – 211
• Zobrazit záznam v Scopus

  |

  Plný text přes CrossRef

   | 

  Citace článků (138)

•  
• Odpovědný autor na adrese: Rua Cesário Mota Jr, 61, 12 andar, São Paulo, SP 01221-020, Brazílie. Tel./fax: + 55 11 33312008.
• 1
• Tito autoři se na této studii podíleli stejně.