Chronische Selbstverabreichung von Alkohol führt zu erhöhtem ΔFosB: Vergleich von Hybridmäusen mit ausgeprägtem Trinkverhalten (2012)

BMC Neurosci. 2012 Oct 29;13:130. doi: 10.1186/1471-2202-13-130.
 

Quelle

Waggoner Center für Alkoholismus und Sucht Forschung, Institut für Neurowissenschaften, University of Texas in Austin, Austin, TX, 78712, USA. [E-Mail geschützt] .

Abstrakt

ABSTRAKT:

HINTERGRUND:

Die Unfähigkeit, den Alkoholkonsum zu reduzieren oder zu regulieren, ist ein charakteristisches Symptom für Störungen des Alkoholkonsums. Die Erforschung neuer Verhaltens- und Genmodelle erfahrungsbedingter Veränderungen beim Trinken wird unser Wissen über Störungen des Alkoholkonsums vertiefen. Beim Vergleich zweier F1-Hybridstämme von Mäusen wurde zuvor ein deutliches Verhalten bei der Selbstverabreichung von Alkohol beobachtet: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BxN) reduzierte Alkoholpräferenz nach Erfahrung mit hohen Alkoholkonzentrationen und Abstinenzzeiten während C57BL / 6J x FVB / NJ (BxF) zeigen anhaltende Alkoholpräferenz. Diese Phänotypen sind interessant, da diese Hybride das Auftreten von genetischer Additivität (BxN) und Überdominanz (BxF) bei der Ethanolaufnahme erfahrungsabhängig nachweisen.

Insbesondere zeigt BxF eine anhaltende Alkoholpräferenz und BxN zeigt nach Erfahrung mit hohen Ethanolkonzentrationen eine verringerte Alkoholpräferenz. Die Erfahrung mit niedrigen Ethanolkonzentrationen führt jedoch zu einer anhaltenden Alkoholpräferenz beider Hybride.

In der vorliegenden Studie haben wir die Hypothese getestet, dass diese Phänotypen durch differenzielle Produktion des induzierbaren Transkriptionsfaktors ΔFosB in Belohnungs-, Aversion- und stressbezogenen Gehirnregionen dargestellt werden.

ERGEBNISSE:

Veränderungen der neuronalen Plastizität (gemessen durch die ΔFosB-Spiegel) waren erfahrungsabhängig, ebenso wie die Region des Gehirns und des Genotyps. Dies untermauert weiter, dass neuronale Schaltkreise den motivationalen Aspekten des Ethanolkonsums zugrunde liegen.

BxN-Mäuse mit reduzierter Alkoholpräferenz hatten im Edinger-Westphal-Kern niedrigere ΔFosB-Spiegel als Mäuse mit anhaltender Alkoholpräferenz und erhöhten ΔFosB-Spiegel in der zentralen medialen Amygdala im Vergleich zu Kontrollmäusen.

BxN-Mäuse mit anhaltender Alkoholpräferenz zeigten höhere ΔFosB-Spiegel im ventralen tegmentalen Bereich. Kern von Edinger-Westphal und Amygdala (zentrale und laterale Abteilung).

Darüber hinaus Die ΔFosB-Spiegel der BxN-Mäuse im Edinger-Westphal-Kern und den ventralen Segmenten korrelierten signifikant positiv mit der Ethanolpräferenz und -aufnahme. Darüber hinaus ergab eine hierarchische Clusteranalyse, dass sich viele ethanolnaive Mäuse mit insgesamt niedrigen ΔFosB-Spiegeln in einem Cluster befinden, wohingegen viele Mäuse, die anhaltende Alkoholpräferenz mit insgesamt hohen ΔFosB-Spiegeln aufweisen, sich in einem Cluster befinden.

FAZIT:

Durch den Vergleich und Vergleich zweier Alkoholphänotypen zeigt diese Studie, dass die belohnungs- und stressbezogenen Schaltkreise (einschließlich des Edinger-Westphal-Kerns, des ventralen Tegmentbereichs, der Amygdala) eine signifikante Plastizität aufweisen, die sich als reduzierte Alkoholpräferenz äußert.

Hintergrund

Es sind bekannte Suszeptibilitätsfaktoren bekannt, die im Zusammenhang mit Alkoholmissbrauch und Alkoholismus stehen, sowohl Umwelt- als auch genetische Faktoren. Die Fähigkeit, reichlich Alkohol zu trinken, ist für viele Alkoholiker ein primär einsetzendes Symptom, was darauf hinweist, dass eine geringe Reaktion auf Alkohol ein Hauptanfälligkeitsfaktor bei der Entwicklung von Alkoholismus ist.1,2]. Die Definition neurobiologischer Faktoren, die zu einer Alkoholabschwächung beitragen, trägt zu einem besseren Verständnis von Alkoholkonsum und -missbrauch bei und ist eine effektive Strategie für die Entwicklung verbesserter Behandlungen für Personen, bei denen Alkoholmissbrauchsstörungen diagnostiziert werden. Die Verwendung von Nagetiermodellen zum Imitieren einer menschlichen Krankheit war ein wirksames Instrument, um diese Krankheit besser zu verstehen und Behandlungen zu verbessern. Es gibt mehrere Nagetiermodelle, um Aspekte des Alkoholmissbrauchs und Alkoholismus zu untersuchen, jedoch keinen Modell-Alkoholismus vollständig. Inwieweit eine Maus Ethanollösungen unter ähnlichen Umweltbedingungen oral selbst verabreichen kann, hängt stark von ihrem genetischen Hintergrund ab.3].

Kürzlich haben wir festgestellt, dass F57-Hybridmäuse von C6BL / 57JxFVB / NJ (BxF) und FVB / NJxC6BL / 6J (FVBxB1) ungewöhnlich hohe Mengen an Alkohol während der Zweiflaschen-Präferenztests selbst verabreichen (Weibchen konsumieren 20-XNU) und Männchen 35 – 7 g / kg / Tag, abhängig von Konzentration und Paradigma)4]. Dieses neue genetische Modell hat einen erheblichen Vorteil im Vergleich zu bestehenden Inzuchtstämmen, einschließlich des Nachweises eines überdominanten Phänotyps und des Trinkens bis zu hohen Blutalkoholwerten [4]. Darüber hinaus zeigt sich der hohe Ethanolverbrauch von BxF-Mäusen in zwei zusätzlichen Paradigmen zum Ethanol-Trinken (Trinken im Dunkeln und Ethanol-Akzeptanz während des geplanten Flüssigkeitszugangs) [4]. Beim Vergleich zweier F1-Hybridstämme von Mäusen beobachteten wir dann ein deutliches Verhalten bei der Selbstselbstabgabe von Alkohol: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BxN) zeigen nach Erfahrungen mit hohen Alkoholkonzentrationen und Abstinenzphasen eine reduzierte Alkoholpräferenz.5]. Anhand einer Reihe von Verhaltenstests haben wir gezeigt, dass BxN empfindlicher als BxF-Mäuse für die aversiven und beruhigenden, aber nicht lohnenden Wirkungen von Ethanol ist [6].

Grundlagenforschung zu neuen Verhaltens- und Genmodellen mit hohem Alkoholkonsum und erfahrungsbedingten Veränderungen beim Trinken wird unser Wissen über Alkoholmissbrauch und Alkoholismus vertiefen. Der reduzierte Alkohol-Präferenz-Phänotyp ist interessant, da BxN-Mäuse anfangs eine hohe Präferenz für Ethanollösungen zeigen. Obwohl der motivierende Aspekt der Reduzierung des Alkoholkonsums nach Erfahrung mit hohen Ethanolkonzentrationen und Abstinenz unbekannt ist, können BxN-Mäuse mit moderaten Alkoholtrinkern verglichen werden, da sie immer noch Ethanollösungen konsumieren, jedoch auf einem niedrigeren Niveau, vermutlich aufgrund einer aversiven Erfahrung.

Das Modell für anhaltende Alkoholpräferenzen ist auch interessant, da BxF-Mäuse unabhängig von den bisherigen Erfahrungen extrem hohe Ethanolmengen konsumieren. Anhaltende und verringerte Alkoholpräferenz kann mit einem Alkoholentzugseffekt zusammenhängen, einem Phänomen, bei dem Tiere nach einer erzwungenen Abstinenz einen deutlich erhöhten Alkoholkonsum zeigene [7]. Der Alkoholentzugseffekt ist ein nützliches Phänomen zur Untersuchung eines erhöhten Alkoholtrinkverhaltens. Obwohl das experimentelle Schema, das bekannt ist, um den Alkoholentzugseffekt zu induzieren, ziemlich unterschiedlich ist, unterscheidet sich der Vergleich der anhaltenden und reduzierten Alkoholpräferenz mit einem Alkoholentzugseffekt durch die unterschiedlichen Verhaltensphänotypen, die hier diskutiert werden, mit einem wichtigen Phänomen in Nagetiermodellen der Alkoholforschung. Eine reduzierte Alkoholpräferenz wäre das Gegenteil einer Alkoholentzugswirkung, und eine anhaltende Alkoholpräferenz könnte als Abwesenheit eines Alkoholentzugseffekts beschrieben werden. Die Verwendung verschiedener genetischer Tiermodelle wie BxF und BxN trägt wesentlich zur Weiterentwicklung des Feldes bei, da Alkoholkonsumstörungen vermutlich aus komplexen Interaktionen zwischen Genetik und Umwelt entstehen. Die Identifizierung der differentiellen, frühen Genexpression für diese Hybride bietet Einblick in die Schaltkreise des Gehirns, die für die belohnenden und aversiven Eigenschaften von Ethanol wichtig sind.

Ethanol und andere arzneimittelbedingte Neurocircuits wurden in spezifischen Nagetiermodellen unter Verwendung molekularer Marker für neuronale Plastizität und / oder Aktivität untersucht.8-15]. Selbst verabreichtes und vom Experimentator verabreichtes Ethanol führt nicht zu äquivalenten Hirnstoffwechselkarten, was darauf hindeutet, dass spezifische Schaltkreise den verstärkenden Wirkungen von Ethanol zugrunde liegen [8,9].

Eine Schlüsselkomponente, die in der Alkoholforschung noch eingehend erforscht werden muss, ist die Untersuchung von anhaltenden und reduzierten Alkoholpräferenzverhalten und die Identifizierung von neuronalen Schaltkreisen, die während dieses Verhaltens eingesetzt werden. Ziel dieses Experiments war es, Hirnregionen zu identifizieren, an denen anhaltende und reduzierte Alkoholpräferenzen beteiligt sind. Da gezeigt wurde, dass die chronische Alkoholverabreichung (zusammen mit anderen Drogenmissbrauchsmitteln) regionale Unterschiede in den ΔFosB-Spiegeln verursacht, haben wir die Hypothese getestet, dass diese Verhaltensphänotypen durch unterschiedliche Produktion des induzierbaren Transkriptionsfaktors ΔFosB in bekannten Gehirnregionen dargestellt werden an Belohnung, Abneigung und Stress beteiligt sein [10].

Chronische Stimuli, die zu regionalen Unterschieden in den ΔFosB-Spiegeln führen, umfassen Missbrauchsdrogen (Alkohol, Kokain, Amphetamin, Nikotin, Morphin und Antipsychotika), chronischen Stress (Stress durch Zurückhaltung, unvorhersehbarer Fußschock, Elektrokrampfanfälle) und zwangsweise Radrennen [11]. Als potenzieller Mediator für Langzeitanpassungen im Gehirn ist die Identifizierung der dominanten Variante von FosB (FosB oder ΔFosB) als Reaktion auf eine chronische Ethanolbehandlung ein wichtiger Unterschied.

Es gibt mehrere Studien, in denen FosB und ΔFosB nach chronischen Stimuli gemessen wurden, für die nicht nachgewiesen wurde, dass ΔFosB die dominante Isoform war (wie die unten beschriebenen). Es gibt jedoch deutliche Hinweise darauf, dass ΔFosB, nicht FosB, die dominante Isoform nach chronischen Stimuli ist [10-12]. Eine Studie von Ryabinin und Wang (1998) ergab, dass bei Mäusen mit niedrigem Alkoholgehalt, die DBA / 2J-Mäuse bevorzugten, viermal wiederholte Ethanol-Injektionen in den folgenden Hirnregionen robuste Zunahmen der FosB-Expression zur Folge hatten: vorderer kortikaler Amygdaloidkern, laterales Septum ventrale, zentrale Amygdala , laterale Amygdala, lateraler Hypothalamus, Nucleus accumbens shell, Bettkern des stria terminalis und paraventrikulärer Kern des Thalamus [13]. Ihre Ergebnisse identifizieren einen auf Ethanol reagierenden Neurocircuit. Die FosB-Expression wurde auch bei C57BL / 6J-Mäusen mit hohem Alkoholgehalt während der Akquisition und Aufrechterhaltung der Ethanol-Selbstverabreichung unter eingeschränkten Zugangsbedingungen gemessen. Es gab keine Änderungen in den FosB-Niveaus während des Erwerbs der Selbstverwaltung [14]. Nach zwei Wochen eingeschränkter Ethanol-Selbstverabreichung waren die FosB-Spiegel im zentralen Medialkern des Amygdala- und Edinger-Westphal-Kerns jedoch erhöht [15]. In den Berichten werden neuartige Regionen identifiziert, die sich mit der Selbstverabreichung von Ethanol befassen, und implizieren eine Rolle für den mesocorticolimbischen Weg und die erweiterte Amygdala [16]. Es ist jedoch wichtig anzumerken, dass Änderungen der ΔFosB-Spiegel von der Art der Ethanolverabreichung, der Dosis und der Dauer einer Behandlung oder eines Zeitplans abhängen [13-15].

Die in dieser Studie verwendeten Mausstämme bieten interessante Modelle zum Vergleich der anhaltenden und reduzierten Alkoholpräferenz und der zugrunde liegenden Mechanismen, die für diese unterschiedlichen Alkoholreaktionen verantwortlich sind. Diese Studie zeigt, dass Mäuse, die eine reduzierte Alkoholpräferenz aufweisen, auch eine signifikante Plastizität in belohnungs- und stressbezogenen Kreisläufen zeigen (einschließlich des Edinger-Westphal-Kerns, des ventralen Tegmentbereichs, der Amygdala, des Nucleus accumbens und des cingulate cortex).

Die Ergebnisse

Die Auswirkung von Alkoholkonzentrationen und Abstinenzzeiten auf die Selbstverabreichung bei BxF- und BxN-Mäusen

Um zu zeigen, dass unterschiedliche Ethanolkonzentrationen und / oder Abstinenzzeiten den späteren Ethanolverbrauch veränderten, haben wir vier Zeitpläne (Gruppen) entworfen, um den Ethanolverbrauch zu messen (Abbildung (Figure1a, b).1a, b). Für jeden Hybrid gab es vier experimentelle Gruppen: Hohe Konzentrationen, Hohe Konzentrationen mit Abstinenzperioden, Niedrige Konzentrationen und Niedrige Konzentrationen mit Abstinenzperioden. Vollständige Daten für die Ethanolpräferenz (Abbildung (Figure2)2) und Verbrauch (Abbildung (Figure3)3) Daten (für alle Gruppen und beide Genotypen) sind als Referenz angegeben. Um die Verhaltensphänotypen einer anhaltenden und reduzierten Alkoholpräferenz zu ermitteln und zu veranschaulichen, werden 9% Ethanol-Präferenz- und Verbrauchsdaten in den Abbildungen dargestellt Abbildungen44 und und5.5. Diese Verhaltensphänotypen basieren auf einem Vergleich von 9% Ethanol-Präferenz und -Verbrauch aus der ersten, zweiten, dritten und vierten Präsentation in den Hochkonzentrationsgruppen und entsprechenden Versuchstagen für die Niedrigkonzentrationsgruppen. Eine Zweiweg-ANOVA (Genotyp x-Zeit) mit 9% Ethanol-Präferenz und Verbrauch wurde durchgeführt. Für die Gruppe Hohe Konzentrationen die Ethanolpräferenz (Abbildung (Figure4a)4a) und Verbrauch (Abbildung (Figure5a)5a) waren für BxF größer als für BxN, und BxF zeigte eine anhaltende Alkoholpräferenz und -konsum, während BxN eine verringerte Alkoholpräferenz und -konsum aufwies (ETHANOL-Präferenz - Wechselwirkung F (3,54) = 4.83, P <0, Genotyp F (01, 1,54) = 24.10, P <0.001, Zeit F (3,54) = 9.92, P <0.0001; ETHANOLVERBRAUCH - Wechselwirkung N / S, Genotyp F (1,54) = 50.73, P <0.0001, Zeit F (3,54, 11.68) = 0.0001, P <XNUMX). Für die Gruppe mit hohen Konzentrationen mit Abstinenz Ethanolpräferenz (Abbildung (Figure4b)4b) und Verbrauch (Abbildung (Figure5b)5b) waren für BxF größer als für BxN, und BxF zeigte eine anhaltende Alkoholpräferenz und -konsum, während BxN eine verringerte Alkoholpräferenz und -konsum zeigte (ETHANOL-Präferenz - Wechselwirkung F (3,132) = 15.89, P <0.0001, Genotyp F (1,132) = 250.43, P. <0.0001, Zeit F (3,132) = 27.48, P <0.0001; ETHANOL-VERBRAUCH - Wechselwirkung F (3,132) = 11.35, P <0.0001, Genotyp F (1,132) = 510.88, P <0.0001, Zeit F (3,132) = 22.42, P <0.0001). Für die Gruppe mit niedrigen Konzentrationen Ethanolpräferenz (Abbildung (Figure4c)4c) und Verbrauch (Abbildung (Figure5c)5c) waren für BxF größer als für BxN, und beide Hybride zeigten eine anhaltende Alkoholpräferenz und -konsum (ETHANOL-Präferenz - Wechselwirkung N / S, Genotyp F (1,54) = 12.2, P <0.01, Zeit N / S; ETHANOL-VERBRAUCH - Wechselwirkung N / S, Genotyp F (1,54) = 74.83, P <0.0001, Zeit N / S). Für die Gruppe mit niedrigen Konzentrationen mit Abstinenz Ethanolpräferenz (Abbildung (Figure4d)4d) und Verbrauch (Abbildung (Figure5d)5d) waren für BxF größer als für BxN, und beide Hybride zeigten eine moderate Verringerung der Alkoholpräferenz und des Alkoholkonsums (ETHANOL PREFERENCE - Wechselwirkung N / S, Genotyp F (1,132) = 166.58, P <0.0001, Zeit N / S; ETHANOL CONSUMPTION - Wechselwirkung F (3,132) = 3.61, P <0.05, Genotyp F (1,132) = 480.64, P <0.0001, Zeit F (3,132) = 7.87, P <0.0001). Zusammenfassend zeigte BxF in Gruppen mit hohen Konzentrationen (ohne Abstinenz) eine anhaltende Alkoholpräferenz, während BxN eine verringerte Alkoholpräferenz zeigte, und in den Gruppen mit niedrigen Konzentrationen (ohne Abstinenz) zeigten sowohl BxF als auch B6xN eine anhaltende Alkoholpräferenz. Da die interessierenden Phänotypen am besten in Gruppen ohne Abstinenz erfasst werden, stehen sie im Mittelpunkt des weiteren Verlaufs der Studie.

Figure 1  

Experimenteller Zeitplan für den freiwilligen freiwilligen Ethanolverbrauch. a. Experimenteller Zeitplan für Gruppen mit niedrigen Konzentrationen und hohen Konzentrationen. b. Experimenteller Zeitplan für niedrige Konzentrationen mit Abstinenzperioden und hohe Konzentrationen ...
Figure 2  

Die Ethanolpräferenz ist vom Genotyp und der Ethanolkonzentration abhängig. a. In den Gruppen mit hohen Konzentrationen ist die Ethanolpräferenz (Ethanolverbrauch / Gesamtflüssigkeitsverbrauch) für BxF größer als BxN und variiert mit der angebotenen Ethanolkonzentration. b ...
Figure 3  

Der Ethanolverbrauch hängt vom Genotyp und der Ethanolkonzentration ab. a. In den Hochkonzentrationsgruppen ist der Ethanolverbrauch (g / kg / Tag reines Ethanol) für BxF höher als BxN und variiert mit der angebotenen Ethanolkonzentration. b. In den hohen Konzentrationen ...
Figure 4  

Anhaltende und reduzierte Verhaltensprobleme des Alkoholpräferenzverhaltens. Ein Vergleich der 9% Ethanol-Präferenz aus der ersten, zweiten, dritten und vierten Präsentation wird gezeigt, um die Verhaltensphänotypen einer anhaltenden oder reduzierten Alkoholpräferenz zu ermitteln. a. ...
Figure 5  

Anhaltende und reduzierte Verhaltensphänotypen des Alkoholkonsums. Ein Vergleich des 9-Ethanolverbrauchs aus der ersten, zweiten, dritten und vierten Präsentation zeigt die Verhaltensphänotypen eines anhaltenden oder verringerten Alkoholkonsums. ...

ΔFosB Levels

Die Quantifizierung und Analyse von ΔFosB wurde verwendet, um die neurozirkuläre Schaltung zu identifizieren, die während einer anhaltenden und reduzierten Alkoholpräferenz chronisch aktiviert wurde. Für jeden Hybrid gab es drei Versuchsgruppen: Hohe Konzentrationen, Niedrige Konzentrationen und Wasser (Kontrolle). Die ΔFosB-Daten werden als prozentuale ΔFosB-positive Neuronen [(Anzahl der ΔFosB-positiven Neuronen) / (# der ΔFosB-positiven Neuronen + # der Nissl-positiven Neuronen)] (Tabelle (Tabelle1).1). Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass Ethanol Erfahrung Neurodegeneration induzieren kann [17]. Daher untersuchten wir die neuronalen Zahlen in dieser Studie und berichten über keinen signifikanten Unterschied basierend auf dem Genotyp oder der Gruppe für die in dieser Studie quantifizierten Hirnregionen. Die folgenden drei Analysen der ΔFosB-Daten wurden durchgeführt: 1) Dreiwege-ANOVA (Genotyp x Gruppe x Gehirnregion), 2) Zweiwege-ANOVA (Gehirnregion x Gruppe) für jeden Genotyp und 3) -Korrelationsmatrizen wurden zur Kartierung der Korrelation entwickelt Netzwerke.

Tabelle 1  

Prozent ΔFosB Positive Neuronen

Drei-Wege-ANOVA mit wiederholten Messungen (Genotyp x Gruppe x Gehirnregion) ergab eine Interaktion Genotyp x Gehirnregion [F (15,375) = 2.01, P <05], eine Interaktion Gruppe x Gehirnregion [F (15.375) = 1.99, P. <0.01] und ein Haupteffekt der Gehirnregion [F (15,375) = 43.36, P <000]. Wiederholte Messungen der Zweiwege-ANOVA (Gehirnregion x Gruppe) für jeden Genotyp zeigten, dass sowohl für BxF als auch für BxN ein Haupteffekt der Gruppe und der Gehirnregion bestand [BxF - F (2,374) = 11.79, P <0001, Haupteffekt von Gruppe; F (15,374) = 25.64, P <0001, Haupteffekt der Gehirnregion; BxN - F (2,360) = 43.38, P <0001, Haupteffekt der Gruppe; F (15,360) = 23.73, P <0001, Haupteffekt des Genotyps]. Die Post-hoc-Analyse ergab sechs signifikante Gruppenunterschiede für BxN (Abbildung) (Figure6a-c).6ac). Der Prozentsatz der ΔFosB-Werte war in der Gruppe mit niedriger Konzentration höher als in der Wassergruppe in La, CeC / CeL, EW und VTA. Der Prozentsatz von ΔFosB war in der Gruppe mit hohen Konzentrationen höher als in der Gruppe mit Wasser in CeMPV. Der Prozentsatz von ΔFosB war in der Gruppe mit niedrigen Konzentrationen höher als in der Gruppe mit hohen Konzentrationen in EW. Die ΔFosB-Daten für alle anderen quantifizierten Hirnregionen sind in der Tabelle dargestellt Tabelle1.1. Die Pearson-Korrelationsanalyse wurde verwendet, um zu bestimmen, ob% der ΔFosB-positiven Neuronen in einer gegebenen Gehirnregion mit dem Ethanolverbrauch oder der Ethanolpräferenz korrelierten. Ethanolverbrauch und -präferenz zeigten eine signifikante positive Korrelation mit% ΔFosB im EW und VTA von BxN-Mäusen (ETHANOL-VERBRAUCH - EW r = 0.85; VTA r = 0.85; ETHANOL-PRÄFERENZ - EW r = 0.83, VTA r = 0.88; p <0.05 für alle).

Figure 6  

Anhaltende und reduzierte Alkoholpräferenz induzieren ΔFosB in der Amygdala, EW und VTA. Prozent ΔFosB positive Neuronen in Regionen der Amygdala (a.), EW (b.) und VTA (c.). d. und e. Repräsentative Bilder der ΔFosB / Nissl-Färbung ...

Die komplexe Beziehung zwischen der ΔFosB-Expression, dem Genotyp, der Hirnregion und dem Ethanolverbrauch wurde unter Verwendung der Hauptkomponentenanalyse und des hierarchischen Clusters weiter untersucht. Die Analyse der Hauptkomponenten ergab, dass die Mehrheit der Variabilität (~ 80%) in den Daten durch 5-Komponenten dargestellt wurde. Anschließend wurde ein unüberwachtes hierarchisches Clustering (gruppiert nach Individuen und Hirnregionen) durchgeführt und anhand der ersten Hauptkomponente geordnet (Abbildung (Abbildung7).7). Das individuelle Clustering zeigte starke, aber nicht perfekte Gruppierungsmuster basierend auf dem Ethanolverbrauch, unabhängig vom Genotyp. Viele der ethanolnaiven Mäuse gruppierten sich zusammen und zeigten weniger Gesamt-ΔFosB als der Mittelwert, und viele der Mäuse, die anhaltende Alkoholpräferenz zeigten, gruppierten sich zusammen und zeigten mehr Gesamt-ΔFosB als der Mittelwert. Diese zwei Cluster waren am unterschiedlichsten. Die drei Cluster dazwischen repräsentierten eine größere als, mittlere und mittlere Mischung aus ΔFosB-Werten und Ethanoltrinkphänotypen.

Figure 7  

Die ΔFosB-Spiegel werden nicht allein durch den Ethanolverbrauch bestimmt. Hierarchisches Clustering wurde durchgeführt, und die resultierende Wärmekarte der einzelnen ΔFosB-Gehalte und der entsprechende 9-Ethanolverbrauch werden angezeigt. Grün = ΔFosB kleiner als ...

Diskussion

Beim Vergleich zweier F1-Hybridstämme von Mäusen wurde ein deutliches Verhalten der Alkoholselbstverabreichung beobachtet: BxN zeigt nach Erfahrungen mit hohen Alkoholkonzentrationen und Abstinenzperioden eine verringerte Alkoholpräferenz, während BxF eine anhaltende Alkoholpräferenz aufweist. BxF-Modelle stabil, hoher Konsum (anhaltende Alkoholpräferenz) und BxN-Modelle moderat trinken (reduzierte Alkoholpräferenz). Die neuronale Plastizität (oder Aktivität, gemessen anhand der ΔFosB-Spiegel) war je nach Ethanolerfahrung unterschiedlich, was die zugrunde liegende Rolle spezifischer neuronaler Schaltkreise bei anhaltender und reduzierter Alkoholpräferenz weiter unterstützte.

Für den Alkoholkonsum mit hohem Alkoholkonsum, C57BL / 6, hängen Ethanolpräferenz und -verbrauch in hohem Maße von der anfänglichen Ethanolkonzentration, der Abstinenzlänge und dem Substamm ab (C57BL / 6Cr oder C57BL / 6J) [7,18]. Wir fanden, dass die Ethanolpräferenz und der Ethanolverbrauch bei BxF-Mäusen in den vier getesteten Zeitplänen konstant höher (und stabiler als bei BxN) waren. Die mäßig hohe Ethanolpräferenz und der Alkoholkonsum in BxN wurden nur mit einem Zeitplan für chronisches Trinken (niedrige Konzentrationen ohne Abstinenz) aufrechterhalten, während bei allen anderen getesteten chronischen Alkoholkonsumplänen ein Rückgang der Präferenz und des Verbrauchs beobachtet wurde. Die reduzierte Alkoholpräferenz von BxN stellt ein neuartiges Tiermodell dar, bei dem die Erfahrung (wiederholte Präsentation von Ethanol nach Erfahrungen mit mehreren hohen Ethanolkonzentrationen und / oder mehreren kurzen Abstinenzperioden) ihre Reaktion auf eine zuvor sehr bevorzugte Ethanolkonzentration drastisch reduziert.

Selbst verabreichtes und vom Experimentator verabreichtes Ethanol erzeugt unterschiedliche Stoffwechselkarten des Gehirns, was darauf hindeutet, dass eine spezifische Schaltung den verstärkenden Wirkungen von Ethanol zugrunde liegt [8,9]. Wir haben die Hypothese getestet, dass die Phänomene des anhaltenden und reduzierten Alkoholpräferenzverhaltens durch differenzielle Produktion des induzierbaren Transkriptionsfaktors ΔFosB in Gehirnregionen dargestellt werden, von denen bekannt ist, dass sie an Belohnung, Abneigung und Stress beteiligt sind. ΔFosB ist ein Transkriptionsfaktor mit einer einzigartigen Langzeitstabilität und desensibilisiert nicht gegenüber Stimuli wie c-Fos, sondern sammelt sich während chronischer Behandlungen an. Die Zunahme von ΔFosB ist auf eine erhöhte neuronale Aktivität zurückzuführen und spiegelt vermutlich lang anhaltende neuronale Plastizität wider. Wir fanden heraus, dass der Prozentsatz von ΔFosB-positiven Neuronen in Gehirnregionen vom Genotyp (BxF und BxN) und der Gruppe (Wasserkontrolle, niedrige Konzentrationen und hohe Konzentrationen) abhängt.

Foder BxN ergab eine Post-hoc-Analyse, dass freiwilliger Ethanolkonsum zu erhöhtem ΔFosB im EW-Kern, VTA und Amygdala führte: Dies zeigt eine erhöhte neuronale Plastizität in Gehirnregionen an, die bekanntermaßen an Ethanol-, Belohnungs- und Stressreaktionen beteiligt sind. BxN-Mäuse in der Gruppe mit hohen Konzentrationen (reduzierte Alkoholpräferenz) haben die neuronale Plastizität in der EW reduziert, was darauf hindeutet, dass diese Neuronen auf die Alkoholaufnahme mit einer erfahrungsabhängigen Plastizität ansprechen. In der Gruppe mit niedrigen Konzentrationen (anhaltende Alkoholpräferenz) ist die neuronale Plastizität in der EW größer als in den Kontrollgruppen für hohe Konzentrationen und Wasser. Obwohl mit verschiedenen Ethanol-Trinkparadigmen und genetischen Mäusemodellen durchgeführt, stimmen unsere Ergebnisse in der EW von BxN-Mäusen mit früheren Ethanol-Verbrauchsstudien überein.14,15]. Das nicht-preganglionäre EW wurde kürzlich so charakterisiert, dass es perioculomotorische Urocortin (Ucn) -haltige Neuronen enthält [19]. Ucn1 ist ein Corticotropin-Releasing-Factor (CRF) -ähnliches Peptid, das CRF1- und CRF2-Rezeptoren bindet. Frühere Studien mit genetischen, pharmakologischen und Läsionsansätzen haben gezeigt, dass Ucn1 an der Regulierung des Alkoholkonsums beteiligt ist [19-22]. THier ist eine bekannte genetische Prädisposition für einen hohen Alkoholkonsum bei Nagetieren, die mit höheren Basalwerten von Ucn1 in EW und LSi korreliert [23]. Daher war der Mangel an Post-hoc-Signifikanz, den wir in EW für Alkohol mit hohem Alkoholgehalt und bevorzugtem Konsum von BxF-Mäusen beobachteten, unerwartet. Möglicherweise liegt dies an den leicht erhöhten prozentualen ΔFosB-Gehalten in der BxF-Wassergruppe im Vergleich zur BxN-Wassergruppe. In der Tat waren die prozentualen ΔFosB-Spiegel für alle Mäuse, die eine anhaltende Alkoholpräferenz aufwiesen (Gruppe BxF High Concentrations, BxF Low Concentrations und BxN Low Concentrations), ziemlich ähnlich.

Bei BxN erhöhte der Ethanolverbrauch in der Gruppe mit niedrigen Konzentrationen die neuronale Plastizität in der VTA (stärker als in den Kontrollgruppen mit hoher Konzentration und Wasser). Ethanolpräferenz und -verbrauch waren für die Gruppe mit niedrigen Konzentrationen ebenfalls höher. Der Mangel an Post-hoc-Signifikanz, den wir in VTA für einen hohen Alkoholkonsum, der BxF-Mäuse bevorzugt und konsumiert, festgestellt hat, war unerwartet und könnte auf etwas höhere Basisspiegel von ΔFosB in der Wasserkontrollgruppe zurückzuführen sein. Die prozentualen ΔFosB-Spiegel waren in der BxF-Wassergruppe im Vergleich zur BxN-Wassergruppe geringfügig erhöht, während die prozentualen ΔFosB-Spiegel für alle Mäuse, die eine anhaltende Alkoholpräferenz zeigten, ziemlich ähnlich waren (Gruppe BxF High Concentrations, Gruppe BxF Low Concentrations). . Das VTA-Dopaminsystem spielt eine wichtige Rolle bei der Vermittlung der verstärkenden Wirkungen von Ethanol und ist an vielen wechselseitigen Verbindungen beteiligt, die für Ethanol und belohnungsbezogenes Verhalten wichtig sind.24-26]. Darüber hinaus ist die VTA auf die Amygdala und den EW-Kern ausgerichtet. Es wurde gezeigt, dass Ratten Ethanol selbst direkt in den VTA verabreichen [27]. Außerdem erhöht die Ethanolexposition die Brennrate von dopaminergen Neuronen in VTA [28,29]. Eine erhöhte Feuerrate könnte mit der ΔFosB-Induktion in der VTA zusammenhängen, die wir nach chronischer freiwilliger Ethanol-Verabreichung in BxN beobachteten.

Alkoholabhängigkeit induziert langfristige Neuroadaptationen, die zu negativen emotionalen Zuständen führen. Ein wichtiger Mechanismus bei der negativen Verstärkung ist die Signalübertragung von Corticotropin-Releasing-Factor (CRF) innerhalb der Amygdala [30]. Pharmakologische Manipulationen von Neuronen im CeA zielten auf GABA-, CRF-, Opioid-, Serotonin-, Dynorphin- und Noradrenalin-Rezeptoren ab [25,31-34]. GABA-Antagonisten sowie CRF-Antagonisten senken den Ethanolverbrauch [32,33,35]. Läsionen des CeA verringern den freiwilligen Ethanol-Konsum [36]. Unsere Ergebnisse unterstützen zudem eine Rolle von CeA bei der Regulierung des Alkoholtrinkverhaltens. GABAerge Neuronen in der zentralen Amygdala bilden eine heterogene Population, deren Verbindungen sich auf ihren Peptidgehalt beziehen. Diese GABAergen Neuronen integrieren die Ausgangsaktivität des CeA. Wie überprüft in [Wee und Koob (2010]), sIn allen Studien wurde eine Rolle für Dynorphin- und Kappa-Opioidrezeptoren bei der Aufrechterhaltung und Eskalation von Ethanol-Intak identifizierte [37]. In jüngerer Zeit haben Walker et al gezeigt, dass der κ-Opioidrezeptor-Antagonist Nor-binaltorphimin innerhalb der erweiterten Amygdala selektiv die Ethanol-Selbstverabreichung bei abhängigen Tieren reduziert [38]. Die Signalisierung des Kappa-Opioidrezeptors ist nach wie vor ein Hauptinteresse der Forschung an der Schnittstelle von Stress, Belohnung und Abneigung. Es wurde auch gezeigt, dass die stressinduzierte Ethanol-Selbstverabreichung durch die Signalisierung des Kappa-Opioidrezeptors vermittelt wird [39]. Das zentrale CeA kann in Latero-Kapseln (CeL / CeC) und mediales posteriores Ventral unterteilt werden. GABAerge Neurone des CeL / CeC erhalten dopaminerge Innervationen vom VTA; Wie bereits erwähnt, werden diese Neuronen nach akuter Ethanol-Verabreichung aktiviert und zeigen erhöhte ΔFosB-Mäuse mit anhaltender Alkoholpräferenz. Siehe auch Mc [Braut (2002]) für eine hervorragende Überprüfung von CeA und den Auswirkungen von Alkohol [40]. In unserer Studie zeigten BxN-Mäuse mit anhaltender Alkoholpräferenz (Gruppe "Low Concentrations") eine erhöhte neuronale Plastizität in den CeC / CeL- und La- und BxN-Mäusen mit reduzierter Alkoholpräferenz (Gruppe "High Concentrations") eine erhöhte neuronale Plastizität im CeMPV. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die spezifische Ethanolerfahrung eine Plastizität in GABAergen Neuronen in der Amygdala beinhaltet. Mit diesen Daten und entsprechenden Änderungen der neuronalen Plastizität in VTA und EW schlagen wir vor, dass dieser Kreislauf unter anhaltenden Alkoholpräferenzbedingungen einer signifikanten Plastizität unterliegt.

Frühere Forschungen haben gezeigt, dass C57BL / 6J-Mäuse einen hohen Blutalkoholspiegel durch Trinken mit zwei Flaschen erreichen können. Diese Blutalkoholspiegel werden jedoch nicht aufrechterhalten und das Trinken erfüllt oft nicht die Kriterien für die pharmakologische Motivation von Dole und Gentry (1984) [41,42]. BxN-Mäuse mit reduzierter Alkoholpräferenz verbrauchten weniger, als man von einer typischen C57BL / 6J-Maus erwarten würde [1]. Obwohl wir keine Blutalkoholproben genommen haben, ist es unwahrscheinlich, dass BxN-Mäuse, die eine verringerte Alkoholpräferenz aufweisen, dauerhaft pharmakologisch relevante Blutalkoholspiegel erreichten, was darauf hindeutet, dass hohe Blutalkoholkonzentrationen nicht erforderlich sind, um Plastizität in diesen Gehirnregionen zu induzieren. Es ist wichtig anzumerken, dass eine hochsignifikante Wirkung der Gruppe auch bei BxF besteht, obwohl Post-hoc-Ergebnisse (für mehrere Vergleiche korrigiert) für BxF-Hirnregionen keine signifikanten Veränderungen der prozentualen ΔFosB-positiven Neuronen für eine Region nach chronischem Ethanolkonsum zeigten mit diesen unterschiedlichen Zeitplänen.

Um mögliche Beziehungen zwischen Variablen zu visualisieren, wurde ein hierarchisches Clustering durchgeführt. Die Heatmap der resultierenden Analyse zeigt einen generellen Trend zwischen dem ΔFosB-Spiegel und dem Ethanolverbrauch, unabhängig vom Genotyp. Höhere ΔFosB-Spiegel waren mit hohem Trinken verbunden, niedrigere ΔFosB-Spiegel waren Kontrolltieren zugeordnet. Die Stärke der Beziehung reichte jedoch nicht aus, um Trinkphänotypen auf der Grundlage der ΔFosB-Spiegel genau vorherzusagen.

Schlussfolgerungen

Bei zwei F1-Hybridstämmen von Mäusen wurde ein deutliches Verhalten bei der Selbstverabreichung von Alkohol beobachtet: BxN zeigt nach Erfahrung mit hohen Alkoholkonzentrationen eine verringerte Alkoholpräferenz, während BxF eine anhaltende Alkoholpräferenz zeigt. BxF-Modelle stabil, hoher Konsum (anhaltende Alkoholpräferenz) und BxN-Modelle moderat trinken (reduzierte Alkoholpräferenz). Die Veränderungen der neuronalen Plastizität (gemessen mit den ΔFosB-Spiegeln) waren erfahrungsabhängig sowie hirnregion- und genotypspezifisch, was die Definition der neuronalen Schaltkreise auf motivationale Aspekte des Ethanolkonsums begründet. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Änderung einer Elternlinie in Hybridmäusen zu Änderungen in den Mustern des Alkoholkonsums und zu deutlichen Änderungen in den Mustern der ΔFosB-Expression führt, was darauf hindeutet, dass unterschiedliche Gehirnnetzwerke an diesen verschiedenen Hybridmäusen beteiligt sind.

Methoden

Ethik

Diese Studie wurde in strikter Übereinstimmung mit den Empfehlungen des Leitfadens zur Pflege und Verwendung von Labortieren der National Institutes of Health durchgeführt. Das Protokoll wurde vom Institutional Animal Care and Use Committee der University of Texas in Austin (AUP 2010 – 00028) genehmigt. Alle Operationen wurden unter Natrium-Pentobarbital-Anästhesie durchgeführt und es wurden alle Anstrengungen unternommen, um das Leiden zu minimieren.

Tiere

Die Studien wurden mit weiblichen CrossNUMX-Hybridmäusen durchgeführt, die von C1BL / 57J und entweder FVB / NJ- oder NZB / B6NJ-Mäusen (BxF F1 und BxN F1, Mutterstamm x väterlicher Stamm) stammen. Die Züchter C1BL / 57J, FVB / NJ und NZB / B6NJ wurden von The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) gekauft und in den Wochen 1-7 gepaart. Die Nachkommen wurden in isosexuelle Gruppen jedes Genotyps (BxF F8, BxN F1) entwöhnt. Wir haben nur weibliche Mäuse getestet, um den Vergleich mit zuvor gesammelten Daten zu erleichtern [1,5,6]. Die Mäuse wurden in Standardkäfigen untergebracht, wobei Nahrung und Wasser zur Verfügung standen ad libitum. Der Kolonieraum und der Testraum befanden sich in einem 12 h-Licht: 12-h-Dunkelzyklus (Lichter an 07: 00).

Ethanol-Präferenztest mit zwei Flaschen

Die Zwei-Flaschen-Auswahlmethode wurde verwendet, um freiwillige Ethanol-Selbstverwaltungsmuster bei weiblichen BxF- und BxN-Mäusen zu bestimmen [1,6]. Weibliche weibliche F1-Mäuse (Alter 63-Tage) wurden einzeln in Standardkäfigen gehalten, wobei sie sich vor dem Einführen einer Ethanollösung eine Woche lang an Flaschen mit Wasser enthaltenden Sipper-Röhrchen gewöhnten. Nach der Gewöhnung hatten die Mäuse Zugang zu zwei identischen Flaschen: eine mit Wasser und die andere mit einer Ethanollösung. Die Positionen der Rohre wurden täglich geändert, um die Positionseinstellungen zu steuern. Um dem möglichen Verschütten und Verdampfen Rechnung zu tragen, wurde das durchschnittliche Gewicht, das von den Röhrchen in Kontrollkäfigen ohne Mäuse abgenommen wurde, täglich von den einzelnen Trinkwerten abgezogen. Die Mäuse wurden während des Experiments alle 4-Tage gewogen. Der gesamte Flüssigkeitsverbrauch wurde während des gesamten Experiments täglich gemessen. Die verbrauchte Ethanolmenge und die Ethanolpräferenz wurden für jede Maus berechnet und diese Werte wurden für jede Ethanolkonzentration gemittelt. Die Wirkung von Alkoholkonzentrationen und Abstinenzzeiten auf die Selbstverabreichung bei BxF- und BxN-Mäusen wurde durch die Benennung einer experimentellen Gruppe mit Zugang zu hohen Konzentrationen demonstriert (eskalierender Zugang zu 3-35-Ethanollösungen, gefolgt von 3, 9, 18. und 27% Ethanol, endend mit einer abschließenden Präsentation von 9% Ethanol) und einer anderen Gruppe mit niedrigen Konzentrationen (eskalierender Zugang zu 3-9% Ethanol, wobei der Rest des Experiments mit Zugang zu 9% Ethanol durchgeführt wurde). Jede dieser Gruppen hatte eine Untergruppe, in der drei einwöchige Abstinenzperioden erlebt wurden oder nicht. Kontrollmäuse erlebten ähnliche Bedingungen zur gleichen Zeit wie experimentelle Mäuse, erhielten jedoch nur eine Flasche Wasser.

Insgesamt gab es fünf Gruppen für jeden Hybrid: Wasser (n = 14-16), hohe Konzentrationen (n = 10), hohe Konzentrationen mit Abstinenzperioden (n = 20), niedrige Konzentrationen (n = 10) und niedrige Konzentrationen mit Abstinenzperioden (n = 20). Siehe Abbildung Figure11 für detaillierte zwei Flaschenauswahl-Zeitpläne.

ΔFosB Immunhistochemie und Quantifizierung

Die ΔFosB-Immunhistochemie (IHC) wurde in 16 Hirnregionen von Mäusen gemessen, die 72 Tage lang ununterbrochen Zugang zu Wasser (Kontrolle) oder Wasser und Alkohol hatten [hohe Konzentrationen und niedrige Konzentrationen]. Die Wirkung hoher Konzentrationen auf die Ethanolpräferenz und den Ethanolkonsum war viel größer als die Wirkung der Abstinenz; Daher wurden Gruppen, bei denen Abstinenzperioden auftraten, nicht in die ΔFosB-IHC-Messungen einbezogen. Ferner wurde das Experiment über das erste Auftreten einer anhaltenden oder reduzierten Alkoholpräferenz hinaus durchgeführt, um zu zeigen, dass die Verhaltensphänotypen bei wiederholten Zyklen von Änderungen der Ethanolkonzentration stabil sind, um die Auswirkungen des chronischen Ethanolkonsums zu untersuchen. Vier bis acht Stunden nach dem Entfernen von Alkohol am 73. Versuchstag wurden die Mäuse tief anästhesiert (175 mg / kg Natriumpentobarbital) und intrakardial mit 20 ml 0.01 M phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) perfundiert, gefolgt von 100 ml 4% Paraformaldehyd in PBS. Die Gehirne wurden entfernt, in 4% Paraformaldehyd bei 4 ° C nachfixiert, in 3% Agarose eingebettet, auf einem Vibratom geschnitten (50 & mgr; m, koronal), in ein Kryoprotektivum (30% Saccharose, 30% Ethylenglykol und 0.1% Polyvinyl gegeben) Pyrrolidon in PBS) über Nacht bei 4 ° C und bis zur Verarbeitung für IHC bei –20 ° C gelagert. Aufgetaute Schnitte wurden mit PBS gewaschen, mit 0.3% H 2 O 2 behandelt und eine Stunde in 3% normalem Ziegenserum inkubiert, um die unspezifische Markierung zu minimieren. Gewebeschnitte wurden dann über Nacht bei 4 ° C in 3% normalem Ziegenserum und Anti-FosB (SC-48, 1: 5000-Verdünnung, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) inkubiert. Die Schnitte wurden gewaschen, eine Stunde lang in biotinyliertem Ziegen-Anti-Kaninchen-Ig (1: 200-Verdünnung, Vector Laboratories, Burlingame, CA) inkubiert, gewaschen und in Avidin-Biotin-Komplex (1: 200-Verdünnung, Elite Kit-Vector Laboratories) inkubiert. . Die Peroxidaseaktivität wurde durch Reaktion mit 0.05% Diaminobenzidin (enthaltend 0.015% H) sichtbar gemacht2O2). Die Gewebeschnitte wurden mit Nissl gegengefärbt (unter Verwendung von Methylenblau / Azur II). Folien wurden für die Blindzählung codiert. ΔFosB-IR-Neuronen wurden bei 50X (Öl) -Vergrößerung unter Verwendung des optischen Fraktionierungsverfahrens und der StereoInvestigator-Computersoftware gezählt. Informationen zu Stichprobenparametern: Der Zählrahmen (50um x 50um x 10um) war für alle quantifizierten Regionen gleich. Die Gittergröße wurde jedoch für jede Hirnregion bestimmt, um sicherzustellen, dass die bilaterale Gesamtzellenzahl 100-300 entspricht, um einen Variationskoeffizienten unter 0.1 zu erreichen. Die Daten wurden als Prozentsatz von ΔFosB-positiven Kernen (Anzahl von ΔFosB-positiven Kernen / Anzahl von Neuronen) für jede Region berechnet.

Der in dieser Studie verwendete FosB-Antikörper (SC-48, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) wurde gegen eine interne Region von FosB gewonnen und erkennt sowohl FosB als auch ΔFosB. Obwohl dieser Antikörper sowohl FosB als auch ΔFosB erkennt, werden die in dieser Studie quantifizierten immunopositiven Neuronen als ΔFosB-positive Neuronen bezeichnet, da gezeigt wurde, dass Drogenmissbrauch, einschließlich Alkohol, in Neuronen spezifisch ΔFosB und nicht FosB induzieren. Perrotti et al. ([2008]) gemessene ΔFosB-Induktion (als Reaktion auf die chronische Verabreichung von Missbrauchsmedikamenten, einschließlich Alkohol) mit zwei Antikörpern: einer, der FosB und ΔFosB (SC-48) erkennt, und einer, der für ΔFosB (nicht im Handel erhältlich) selektiv ist, und fand dies für alle Medikamente untersucht wurde, ist die mit dem FosB-Antikörper (SC-48) beobachtete Immunreaktivität auf ΔFosB zurückzuführen, da keine immunreaktiven Neuronen mit einem Antikörper nachgewiesen wurden, der für FosB voller Länge selektiv ist.10]. Darüber hinaus ist bekannt, dass ΔFosB durch verschiedene chronische Behandlungen hirnregion- und zelltypspezifisch induziert wird. Zu diesem Thema liegen hervorragende Bewertungen vor.11,43,44].

Abkürzungen und Positionen neuroanatomischer Strukturen

Il - infralimbischer Kortex (+1.70 mm); Cg1 - cingulierter Cortex 1 (+1.1 mm); Cg2 - cingulierter Cortex 1 (+1.10 mm); NAcc-Kern - Nucleus accumbens-Kern (+1.10 mm); NAcc-Schale - Nucleus accumbens-Schale (+1.10 mm); LSi - laterales Septumzwischenprodukt (+1.10 mm); La - laterale Amygdala (–1.22 mm); Bla - basolaterale Amygdala (–1.22 mm); CeC / CeL - zentrale Kapsel- und zentrale laterale Amygdala (–1.22 mm); CeMPV - medialer posterioventraler Teil des zentralen Kerns der Amygdala (–1.22 mm); PAG - periaquaduktales Grau (–3.64 mm); EW - Edinger-Westphal-Kern (–3.64 mm); VTA - ventraler tegmentaler Bereich (–3.64 mm); DR - Rückenraphe (- 4.60 mm); PBN - parabrachialer Kern (–5.2 mm); NTS - Nucleus tractus solitarius (–6.96 mm). Das Mausgehirn in stereotaktischen Koordinaten[45] wurde zur subjektiven Anpassung von ein bis drei Abschnitten zur Quantifizierung jeder Hirnregion verwendet.

Statistische Verfahren

Die Daten sind als Mittelwert ± SEM angegeben, sofern nicht anders angegeben. Die Daten wurden normalerweise verteilt. Statistiken wurden unter Verwendung der Statistica Version 6 (StatSoft, Tulsa, OK, USA) und der GraphPad Prism Version 4.00 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) durchgeführt. Für Ethanolverbrauch und Präferenzdaten wurden wiederholt bidirektionale ANOVAs durchgeführt, um die Unterschiede zwischen den Gruppen zu bewerten. Zwei- und Drei-Wege-ANOVAs wurden für ΔFosB-Daten durchgeführt, um die Interaktionen und Haupteffekte für die Gruppe (hohe Konzentrationen, niedrige Konzentrationen und Wasser), die Hirnregion und den Genotyp zu bewerten. Bonferronis Korrektur für Mehrfachvergleiche und Bonferronis Post-hoc wurden gegebenenfalls durchgeführt. Insbesondere stellten wir die Hypothese auf, dass die Belastungs- und Belohnungsschaltung FosB bei Mäusen erhöht hätte, wenn sie weniger Alkohol bevorzugten. Für jedes Hybridkreuz wurde Pearson's r verwendet, um das Vorhandensein signifikanter Korrelationen zwischen den ΔFosB-Spiegeln und der Ethanolpräferenz und dem Verbrauch in Ethanol-erfahrenen Mäusen zu identifizieren.

Hierarchisches Clustering wurde durchgeführt, um zu visualisieren, wie die Daten gemeinsam variieren und bewerten, wie die Daten gruppieren. Unterstellte Medianwerte ersetzten fehlende ΔFosB-Daten, die 15% der Daten nicht überschritt. Obwohl die Unsicherheit größer ist, als wenn die unterstellten Werte tatsächlich beobachtet worden wären, erfordert die hierarchische Clusteranalyse eine vollständige Mitgliedschaft oder ein vollständiges Löschen für fallbezogene Vergleiche. Hierarchisches Clustering wurde mit der Ward-Methode durchgeführt, und die resultierenden Cluster wurden nach der ersten Hauptkomponente einer Hauptkomponentenanalyse (JMP®, Version 8, SAS Institute Inc., Cary, NC) geordnet. Für Wasser- und Ethanol-erfahrene Gruppen wurden die ΔFosB-Daten für jede Hirnregion z-Score-transformiert und die Hauptkomponentenanalyse wurde durchgeführt, um die Anzahl der Cluster zu bestimmen. Die Daten wurden dann unter Verwendung einer überwachten hierarchischen Clusteranalyse nach Hirnregionen und Einzelpersonen gruppiert.

Konkurrierende Interessen

Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden Interessen haben.

Autorenbeiträge

ARO, YAB, RAH, TAJ trugen zum Design der Studie bei. ARO hat die Daten erworben. ARO, IP, RDM analysierten die Daten. ARO, RDM, IP, TAJ, YAB und RAH waren an der Ausarbeitung und Überarbeitung des Manuskripts beteiligt. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Danksagung

Wir möchten uns bei Dr. Jody Mayfield und Colleen McClung für hilfreiche Diskussionen und Marni Martinez, Jennifer Stokes, Michelle Foshat, Jose Cienfuegos, Jamie Seymour und Darshan Pandya für technische Unterstützung. Diese Forschung wurde durch die Integrative Neuroscience-Initiative für das Alcoholism Consortium Grant AA13520 und das National Institute für Alkoholmissbrauch und Alcoholism Grant AA06399-S und AA16424 unterstützt.

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