Lähde
Wagonerin alkoholismin keskus ja Riippuvuus Tutkimus, Neurotieteen laitos, Texasin yliopisto, Austin, Austin, TX, 78712, USA. [sähköposti suojattu].
Abstrakti
ABSTRAKTI:
TAUSTA:
Alkoholikäytön tunnusmerkkinä on kyvyttömyys vähentää tai säätää alkoholin käyttöä. Uusien käyttäytymis- ja geneettisten mallien tutkiminen, jotka liittyvät kokemusten aiheuttamiin juomien muutoksiin, lisäävät tietämystämme alkoholin käytön häiriöistä. Aiemmin havaittiin alkoholin itsensä antamisen käyttäytymistä vertaamalla kahta hiiren F1-hybridikantaa: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BXN) Alkoholipitoisuus on vähentynyt kokemuksen jälkeen, kun alkoholin pitoisuus on korkea ja pidätysjaksot ovat pitkiä kun C57BL / 6J x FVB / NJ (BxF) osoittavat jatkuvaa alkoholiasetusta. Nämä fenotyypit ovat mielenkiintoisia, koska nämä hybridit osoittavat geneettisen aditiivisuuden (BxN) ja yliannostuksen (BxF) esiintymisen etanolin saannissa kokemuksesta riippuvaisella tavalla.
Erityisesti BxF: llä on pysyvä alkoholipreferenssi ja BxN: llä on alentunut alkoholipreferenssi sen jälkeen, kun kokemus on korkea etanolipitoisuus; Alhaisen etanolipitoisuuden kokemus tuottaa kuitenkin molempien hybridien alkoholipitoisuuden.
Tässä tutkimuksessa testasimme hypoteesin, että näitä fenotyyppejä edustaa indusoituvan transkriptiotekijän ΔFosB: n erilaistuotanto palkitsemis-, vastenmielisyys- ja stressiin liittyvissä aivojen alueilla.
TULOKSET:
Muutokset hermosolujen plastisuudessa (mitattuna ΔFosB-tasoilla) olivat kokemuksesta riippuvaisia sekä aivojen alue ja genotyyppispesifiset, ja lisäksi tuettiin, että neuronaaliset piirit perustuvat etanolin kulutuksen motivoiviin näkökohtiin.
BxN-hiirillä, joilla oli alentunut alkoholipreferenssi, oli alhaisemmat AFosB-tasot Edinger-Westphalin ytimessä kuin hiirillä, joilla oli pitkäaikainen alkoholiasetus, ja lisääntyneet AFosB-tasot keski-mediaalisessa amygdalassa verrattuna kontrollihiiriin.
BxN-hiirillä, joilla oli pysyvä alkoholipreferenssi, esiintyi korkeampia AFosB-tasoja ventral tegmental -alueella, Edinger-Westphalin ydin ja amygdala (keski- ja sivuosat).
Lisäksi vuonna BxN-hiiret ΔFosB-tasot Edinger-Westphalin ytimessä ja ventral tegmental -alueilla korreloivat merkittävästi positiivisesti etanoliasetuksen ja saannin kanssa. Lisäksi hierarkkinen klusterointianalyysi paljasti, että monet etanoli-naivuttamattomat hiiret, joilla on yleinen alhainen AFosB-taso, ovat klusterissa, kun taas monet hiiret, joilla on pysyvä alkoholipreferenssi yleisesti korkeilla AFosB-tasoilla, ovat klusterissa yhdessä.
Päätelmät:
Vertaamalla ja kontrastoimalla kahta alkoholifenotyyppiä tämä tutkimus osoittaa, että palkkio- ja stressiin liittyvät piirit (mukaan lukien Edinger-Westphalin ydin, ventral tegmental -alue, amygdala) käyvät läpi huomattavan pehmeyden, joka ilmenee alkoholin edullisuuden vähenemisenä.
Tausta
Alkoholin väärinkäyttöön ja alkoholismiin liittyy tunnettuja herkkyystekijöitä, jotka ovat ympäristö- ja geneettisiä. Kyky juoda runsaasti alkoholia, jolla on vain vähän vaikutusta yksilöön, on ensisijainen oire monissa alkoholisteissa, mikä osoittaa, että alhainen vaste alkoholille on merkittävä haavoittuvuus tekijä alkoholismin kehittymisessä [1,2]. Alkoholin maltillisuuteen vaikuttavien neurobiologisten tekijöiden määrittely auttaa meitä ymmärtämään alkoholin käyttöä ja väärinkäyttöä, ja se on tehokas strategia parantuneiden hoitojen kehittämiseksi potilaille, joilla on diagnosoitu alkoholin käyttö. Jyrsijämallien käyttö ihmisen sairauksien jäljittelemiseksi on ollut tehokas työkalu tämän sairauden ymmärtämisessä ja hoitojen parantamisessa. On olemassa useita jyrsijämalleja, joilla tutkitaan alkoholin väärinkäytön ja alkoholismin näkökohtia, mutta kukaan ei mallinnu alkoholismia kokonaan. Se, missä määrin hiiri suuntaa itsestään etanoliliuokset samanlaisissa ympäristöolosuhteissa, riippuu suuresti sen geneettisestä taustasta [3].
Viime aikoina huomasimme, että C57BL / 6JxFVB / NJ (BxF) ja FVB / NJxC57BL / 6J (FVBxB6) F1-hybridi-hiiret hallinnoivat epätavallisen korkeita alkoholipitoisuuksia kahden pullon mieltymystestissä (naiset kuluttavat 20 – 35 g / kg / päivä ja urokset 7 – 25 g / kg / vrk, riippuen pitoisuudesta ja paradigmasta) [4]. Tällä uudella geneettisellä mallilla on huomattava etu verrattuna olemassa oleviin sisäisistä kantoihin, mukaan lukien todisteet ylikansanttisesta fenotyypistä ja juomista korkeaan veren alkoholipitoisuuteen [4]. Lisäksi BxF-hiirien osoittama suuri etanolin kulutus on nähtävissä kahdessa muussa etanolin juomaparadigmassa (juominen pimeässä ja etanolin hyväksyminen aikataulunesteen käytön aikana) [4]. Sitten havaitsimme erilliset alkoholin itsensä antamisen käyttäytymisen verrattaessa kahta F1-hybridikantaa hiiristä: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BxN) osoittivat alkoholipitoisuuden heikkenemistä sen jälkeen, kun kokemus on ollut korkealla alkoholipitoisuudella, ja pidätysjaksot ja BxF osoittavat pysyvää alkoholiasetusta [5]. Käyttäen käyttäytymistestejä, olemme osoittaneet, että BxN ovat herkempiä kuin BxF-hiiret etanolin aversiivisille ja rauhoittaville, mutta ei palkitseville vaikutuksille [6].
Alkoholikäytön ja kokemuksen aiheuttamien juomien muutosten aiheuttamien uusien käyttäytymis- ja geneettisten mallien perustutkimus lisää tietämystämme alkoholin väärinkäytöstä ja alkoholismista. Alennetun alkoholipitoisuuden fenotyyppi on mielenkiintoinen, koska BxN-hiiret osoittavat aluksi etanoli-liuosten suurta suosimista. Vaikka alkoholin saannin vähentämisen motivoiva näkökohta korkean etanolipitoisuuden ja abstinention kokemuksen jälkeen ei ole tiedossa, BxN-hiiret saattaisivat verrata kohtalaisiin alkoholijuomiin, koska ne kuluttavat edelleen etanoliliuoksia, mutta alemmalla tasolla, oletettavasti johtuen pelottavasta kokemuksesta.
Pitkäaikainen alkoholipreferenssimalli on myös mielenkiintoinen, sillä BxF-hiiret kuluttavat stabiilisti erittäin suuria määriä etanolia edellisestä kokemuksesta riippumatta. Jatkuva ja vähentynyt alkoholipreferenssi voi liittyä alkoholin puutteelliseen vaikutukseen, ilmiöön, jossa eläimillä on huomattavasti lisääntynyt alkoholinkäyttö sen jälkeen, kun hänet on pakotettu pidättymään.e [7]. Alkoholipitoisuus on hyödyllinen ilmiö alkoholin alkoholinkäytön lisääntymiseen. Vaikka kokeellisen aikataulun, jonka tiedetään aiheuttavan alkoholin puutteen vaikutus, on melko erilainen kuin tässä käytetty aikataulu, kestävän ja vähentyneen alkoholipreferenssin vertailu alkoholin puutteelliseen vaikutukseen yhdistää tässä käsitellyt erilaiset käyttäytymis fenotyypit tärkeään ilmiöön alkoholitutkimuksen jyrsijämalleissa. Alkoholipitoisuuden väheneminen olisi päinvastainen alkoholin puutteen vaikutukselle, ja alkoholin etuuskohtelua voitaisiin kuvata alkoholin puutteellisen vaikutuksen puuttumisena. Erilaisten geneettisten eläinmallien, kuten BxF: n ja BxN: n, käyttö edistää merkittävästi alan kehittymistä, koska alkoholin käytön häiriöiden uskotaan johtuvan geneettisen ja ympäristöön liittyvistä monimutkaisista vuorovaikutuksista. Välittömän varhaisen geenien ilmentymisen tunnistaminen näille hybrideille tarjoaa tietoa aivopiiristä, jotka ovat tärkeitä etanolin palkitseville ja aversiivisille ominaisuuksille.
Etanolia ja muita lääkeaineeseen sitoutuneita neuropiirejä on tutkittu spesifisissä jyrsijämalleissa käyttämällä neuronaalisen plastisuuden ja / tai aktiivisuuden molekyylimarkkereita [8-15]. Itse antama ja kokeilija-antama etanoli ei johda vastaaviin aivojen metabolisiin karttoihin, mikä viittaa siihen, että etanolin vahvistavat vaikutukset perustuvat erityisiin piireihin [8,9].
Yksi keskeinen tekijä, jota on vielä tutkittava laajasti alkoholitutkimuksessa, on kestävien ja alentuneiden alkoholikäyttötoimintojen tutkiminen ja näiden käyttäytymisten aikana sitoutuneiden hermosolujen tunnistaminen. Tämän kokeilun tavoitteena oli tunnistaa aivopiirit, jotka olivat sitoutuneet jatkuvaan ja alentuneeseen alkoholipreferenssiin. Koska kroonisen alkoholin antamisen (yhdessä muiden väärinkäytösten kanssa) on osoitettu aiheuttavan aivojen alueellisia eroja ΔFosB-tasoissa, testasimme hypoteesin, että nämä käyttäytymis fenotyypit edustavat indusoituvan transkriptiotekijän ΔFosB: n erilaista tuotantoa aivojen alueilla, joiden tiedetään olevan osallistua palkitsemiseen, vastenmielisyyteen ja stressiin [10].
Krooniset ärsykkeet, jotka aiheuttavat alueellisia eroja ΔFosB-tasoissa, sisältävät huumeita, jotka ovat väärinkäyttöä (alkoholi, kokaiini, amfetamiini, nikotiini, morfiini ja antipsykoottiset aineet), krooninen stressi (hillitsevä stressi, ennakoimaton jalkakokki, sähkökouristukset) ja kompulsiivinen pyörä [11]. Aivojen pitkän aikavälin mukautusten mahdollisena välittäjänä FosB: n (FosB tai ΔFosB) hallitsevan muunnoksen tunnistaminen vastauksena krooniseen etanolikäsittelyyn on tärkeä ero.
On olemassa useita tutkimuksia, joissa mitattiin FosB ja AFosB kroonisten ärsykkeiden jälkeen, joiden osalta ei ole varmistettu, että AFosB oli hallitseva isoformi (kuten alla kuvatut). On kuitenkin olemassa vahvoja todisteita siitä, että ΔFosB, ei FosB, on kroonisten ärsykkeiden jälkeen vallitseva isoformi [10-12]. Ryabininin ja Wangin (1998) tekemässä tutkimuksessa todettiin, että matalassa alkoholipitoisissa DBA / 2J-hiirissä neljän päivän toistuvat etanolin injektiot johtivat voimakkaaseen FosB-ilmentymisen lisääntymiseen seuraavissa aivojen alueilla: anteriorinen kortikaalinen amygdaloidi-ydin, lateraalinen väliseinä, keski-amygdala , lateraalinen amygdala, lateraalinen hypotalamus, ydin accumbens-kuori, striaterminaalin sängyn ydin ja talamuksen paraventrikulaarinen ydin [13]. Niiden tulokset tunnistavat etanolia reagoivan neurokierron. FosB-ilmentymistä on myös mitattu korkealla alkoholipitoisella C57BL / 6J-hiirellä etanolin itsensä antamisen ja ylläpidon aikana rajoitetuissa käyttöolosuhteissa. FosB-tasoilla ei tapahtunut muutoksia itsehallinnon hankinnan aikana [14]. Kahden viikon rajoitetun etanolin itsensä antamisen jälkeen FosB-tasot lisääntyivät amygdalan ja Edinger-Westphalin ytimen keskusmediaalisen ytimen [15]. Kaiken kaikkiaan raportit määrittelevät uusia alueita, jotka osallistuvat etanolin itsehallintoon, sekä merkitsevät roolia mesokortikolimbisen reitin ja laajennetun amygdalan [16]. On kuitenkin tärkeää huomata, että ΔFosB-tasojen muutokset riippuvat etanolin antamisen reitistä, annoksesta ja hoidon tai aikataulun altistumisajasta [13-15].
Tässä tutkimuksessa käytetyt hiirikannat tarjoavat mielenkiintoisia malleja, joilla verrataan pysyvää ja vähentynyttä alkoholipreferenssiä ja taustalla olevia mekanismeja, jotka vastaavat näistä erillisistä alkoholivasteista. Tämä tutkimus osoittaa, että hiirillä, joilla on alentunut alkoholipreferenssi, on myös huomattava plastisuus palkkio- ja stressiin liittyvissä piirissä (mukaan lukien Edinger-Westphalin ydin, ventral tegmental -alue, amygdala, ydin accumbens ja cingulate cortex).
tulokset
Alkoholipitoisuuksien ja abstinensi jaksojen vaikutus itsehoitoon BxF- ja BxN-hiirissä
Osoittaaksemme, että vaihtelevat etanolipitoisuudet ja / tai pidätysjaksot muuttivat etanolin kulutusta, suunnittelimme neljä aikataulua (ryhmät) etanolin kulutuksen mittaamiseksi (kuva (Figure1a, b).1a, b). Jokaiselle hybridille oli neljä koeryhmää: korkeat pitoisuudet, suuret pitoisuudet, joissa on pysyvyysjaksot, alhaiset konsentraatiot ja vähäiset pitoisuudet, joissa on pidätysjaksoja. Täydelliset tiedot etanoliasetuksesta (kuva 1). \ T (Figure2)2) ja kulutus (Figure3)3) tiedot (kaikkien ryhmien ja molempien genotyyppien osalta) esitetään viitteenä. 9-etanoli-etuuskohtelun ja kulutustietojen esittäminen kestävän ja pienentyneen alkoholipreferenssin käyttäytymisen fenotyypeistä esitetään kuvioissa Figures44 ja and5.5. Nämä käyttäytymis fenotyypit perustuvat 9-etanolipreferenssin ja -kulutuksen vertailuun korkean konsentraation ryhmien ensimmäisestä, toisesta, kolmannesta ja neljännestä esityksestä ja vastaavista koepäivistä matalan konsentraation ryhmille. Suoritettiin kaksisuuntainen 9-etanoli-etanolin ja kulutuksen ANOVA (genotyyppi x aika). Korkean pitoisuuden ryhmälle etanoliasetus (kuvio 1). \ T (Figure4a)4a) ja kulutus (kuva. \ t (Figure5a)5a) olivat suurempia BxF: n kuin BxN: n suhteen, ja BxF: llä oli jatkuva alkoholipreferenssi ja -kulutus, kun taas BxN: llä oli alhaisempi alkoholipreferenssi ja -kulutus (ETANOLIVIHTEET - vuorovaikutus F (3,54) = 4.83, P <0, genotyyppi F (01, 1,54) = 24.10, P <0.001, aika F (3,54) = 9.92, P <0.0001; ETANOLIN KULUTUS - vuorovaikutus N / S, genotyyppi F (1,54) = 50.73, P <0.0001, aika F (3,54, 11.68) = 0.0001, P <XNUMX). Suurten pitoisuuksien ryhmälle, joka pidättyy, etanoli-etusija (kuva XNUMX) (Figure4b)4b) ja kulutus (kuva 1). \ t (Figure5b)5b) olivat suurempia BxF: n kuin BxN: n suhteen, ja BxF: llä oli jatkuva alkoholipreferenssi ja -käyttö, kun taas BxN: llä oli alhaisempi alkoholipreferenssi ja -kulutus (ETANOLIVIHTEET - vuorovaikutus F (3,132) = 15.89, P <0.0001, genotyyppi F (1,132) = 250.43, P <0.0001, aika F (3,132) = 27.48, P <0.0001; etanolin kulutus - vuorovaikutus F (3,132) = 11.35, P <0.0001, genotyyppi F (1,132 510.88) = 0.0001, P <3,132, aika F (22.42) = 0.0001, P <XNUMX). Alhaisen pitoisuuden ryhmälle etanolipreferenssi (kuva XNUMX) (Figure4c)4c) ja kulutus (Figure5c)5c) olivat suurempia BxF: n kuin BxN: n suhteen, ja molemmilla hybrideillä oli jatkuva alkoholipreferenssi ja -käyttö (ETANOLIVALTAISUUS - vuorovaikutus N / S, genotyyppi F (1,54) = 12.2, P <0.01, aika N / S; ETANOLIN KULUTUS - vuorovaikutus N / S, genotyyppi F (1,54) = 74.83, P <0.0001, aika N / S). Matalien pitoisuuksien ryhmälle, joka pidättyy, etanoli-etusija (kuva XNUMX) (Figure4d)4d) ja kulutus (kuva 1). \ t (Figure5d)5d) olivat suurempia BxF: n kuin BxN: n suhteen, ja molemmilla hybrideillä alkoholijärjestelmä ja -kulutus vähentyivät kohtuullisesti (ETANOLIREFERENSSI - vuorovaikutus N / S, genotyyppi F (1,132) = 166.58, P <0.0001, aika N / S; ETANOLIN KULUTUS - vuorovaikutus F (3,132 3.61) = 0.05, P <1,132, genotyyppi F (480.64 0.0001) = 3,132, P <7.87, aika F (0.0001 6) = XNUMX, P <XNUMX). Yhteenvetona voidaan todeta, että korkean pitoisuuden ryhmissä (ilman pidättymistä) BxF: llä oli jatkuva alkoholipreferenssi, kun taas BxN: llä oli alhaisempi alkoholipreferenssi ja matalien konsentraatioiden ryhmillä (ilman abstinensiota) sekä BxF: llä että BXNUMXxN: llä oli pitkäaikainen alkoholipreferenssi. Koska kiinnostavat fenotyypit saadaan parhaiten kiinni ryhmistä ilman pidättymistä, ne ovat loppututkimuksen painopiste.
ΔFosB-tasot
AFosB-kvantifiointia ja -analyysiä käytettiin kroonisesti aktivoidun neurokierron tunnistamiseksi kestävän ja pienentyneen alkoholipreferenssin aikana. Kullekin hybridille oli kolme koeryhmää: suuret konsentraatiot, alhaiset pitoisuudet ja vesi (kontrolli). AFosB-data esitetään prosentteina AFosB-positiivisia neuroneja [(AFosB-positiivisten neuronien # #) / (AFosB-positiivisten neuronien # # Nissl-positiivisten neuronien määrä)] (taulukko (Table1).1). Aiempi työ on osoittanut, että etanolikokemus voi aiheuttaa neurodegeneraatiota [17]. Siksi tutkimme tässä tutkimuksessa neuronilukuja ja raportoimme tässä tutkimuksessa määritetyt aivojen alueiden genotyyppiin tai ryhmään perustuvat merkittävät erot. Seuraavat kolme AFosB-datan analyysiä suoritettiin: 1) kolmisuuntainen ANOVA (genotyyppi x ryhmä x aivotila), 2) kaksisuuntainen ANOVA (aivojen alueen x ryhmä) kullekin genotyypille ja 3) korrelaatiomatriisit kehitettiin korrelaation kartoittamiseksi verkoissa.
Toistettujen mittausten kolmitie ANOVA (genotyyppi x ryhmä x aivojen alue) paljasti genotyypin x aivojen vuorovaikutuksen [F (15,375) = 2.01, P <05], ryhmän x aivojen alueen vuorovaikutuksen [F (15.375) = 1.99, P <0.01], ja aivojen alueen päävaikutus [F (15,375 43.36) = 000, P <2,374]. Toistetut mittaukset kaksisuuntainen ANOVA (aivojen alue x ryhmä) kullekin genotyypille osoitti, että ryhmän ja aivojen alueen päävaikutus oli sekä BxF: lle että BxN: lle [BxF - F (11.79) = 0001, P <.15,374, ryhmä; F (25.64) = 0001, P <2,360, aivojen alueen päävaikutus; BxN - F (43.38) = 0001, P <15,360, ryhmän päävaikutus; F (23.73 0001) = XNUMX, P <XNUMX, genotyypin päävaikutus]. Post-hoc-analyysi paljasti kuusi merkittävää ryhmäeroa BxN: n suhteen (kuva XNUMX) (Figure6a-c).6ac). Prosenttia AFosB-tasot olivat korkeampia matalan konsentraation ryhmässä kuin vesiryhmässä La, CeC / CeL, EW ja VTA. Prosentti AFosB oli korkeamman konsentraation ryhmässä suurempi kuin CeMPV: n vesiryhmässä. Prosenttiosuus AFosB oli korkeampi matalan pitoisuuden ryhmässä kuin korkean konsentraation ryhmässä EW: ssä. Kaikkien muiden aivojen alueiden AFosB-tiedot on esitetty taulukossa Table1.1. Pearsonin r-korrelaatioanalyysiä käytettiin määrittämään, korreloiko% AFosB-positiivisten hermosolujen tietyllä aivojen alueella etanolin kulutuksen tai mieltymyksen kanssa. Etanolin kulutus ja mieltymykset osoittivat merkittävää positiivista korrelaatiota% ΔFosB: n kanssa BxN-hiirten EW: ssä ja VTA: ssa (ETANOLINKULUTUS - EW r = 0.85; VTA r = 0.85; ETANOLIVIHTEET - EW r = 0.83, VTA r = 0.88; p <0.05 kaikille).
AFosB-ekspressiota, genotyyppiä, aivojen aluetta ja etanolin kulutusta koskeva monimutkainen suhde tutkittiin edelleen käyttämällä periaatteellisia komponenttianalyysejä ja hierarkkista klusterointia. Pääosien analyysi paljasti, että suurin osa vaihtelusta (~ 80%) tiedoissa oli edustettuna 5-komponenteilla. Sitten suoritettiin ja ei-valvottu hierarkkinen klusterointi (ryhmitelty yksilöiden ja aivojen alueilla) ja tilattiin käyttäen ensimmäistä pääkomponenttia (kuva (Figure7).7). Yksittäinen klusterointi paljasti vahvan, mutta ei täydellisen, ryhmittelymallit, jotka perustuivat etanolin kulutukseen genotyypistä riippumatta. Monet etanoli-naaras hiiristä klusteroituivat yhteen ja osoittivat vähemmän yleistä AFosB: tä kuin keskiarvo ja monet hiiristä, jotka näyttivät jatkuvaa alkoholipreferenssia, ryhmittyneinä yhteen ja osoittivat yleisempää AFosB: tä kuin keskiarvo. Nämä kaksi klusteria olivat eniten erimielisiä. Kolme klusteria edustivat suurempia kuin, pienempiä ja keskimääräisiä yhdistelmiä ΔFosB-arvoja ja etanolin juomien fenotyyppejä.
Keskustelu
Havaittiin kaksi erillistä hiiren F1-hybridikantaa vertaamalla alkoholin itsensä antamista. BxN: llä on alentunut alkoholipitoisuus sen jälkeen, kun kokemus on korkea alkoholipitoisuus ja pidättymisjaksot, kun taas BxF: llä on jatkuvaa alkoholipitoisuutta. BxF-mallit ovat vakaita, korkea kulutus (pitkäkestoinen alkoholiasetus) ja BxN-mallit kohtuullisen juoman (vähentyneen alkoholipitoisuuden) mukaan. Neuronaalinen plastisuus (tai aktiivisuus, mitattuna ΔFosB-tasoilla) oli erilainen riippuen etanolikokemuksesta, tukemalla edelleen spesifisen neuronaalisen piirin taustalla olevaa roolia jatkuvassa ja vähentyneessä alkoholipreferenssissa.
Korkean alkoholinkäyttöisen kannan, C57BL / 6, etanoliasetus ja -kulutus riippuvat suuresti alkuperäisestä etanolikonsentraatiosta, pidättyvyyden pituudesta ja alikannasta (C57BL / 6Cr tai C57BL / 6J) [7,18]. Huomasimme, että BxF-hiirissä havaittu etanolipreferenssi ja -kulutus olivat jatkuvasti suurempia (ja vakaampia kuin BxN: ssä) neljässä eri testatussa aikataulussa. BxN: n kohtalaisen korkea etanoliasetus ja kulutus säilyivät vain yhdellä kroonisen juomisen aikataululla (matalat pitoisuudet ilman abstinensiota), kun taas kaikkien muiden kroonisten juomasuunnitelmien testauksessa havaittiin etuuskohtelun ja kulutuksen väheneminen. BxN: n alentunut alkoholipreferenssi tarjoaa uuden eläinmallin, jossa kokemus (etanolin toistuva esittäminen monien suurten etanolipitoisuuksien ja / tai useiden lyhyiden pidättymisjaksojen jälkeen) vähentää merkittävästi niiden vastetta aikaisemmin erittäin edulliseen etanolipitoisuuteen.
Itse antama ja kokeilija-antama etanoli tuottaa erilaisia aivojen aineenvaihduntakarttoja, mikä viittaa siihen, että etanolin vahvistavat vaikutukset perustuvat erityisiin piireihin. [8,9]. Testasimme hypoteesin, että pysyviä ja alentuneita alkoholipreferenssejä käyttäviä fenotyyppejä edustaa indusoituvan transkriptiotekijän ΔFosB differentiaalinen tuotanto aivojen alueilla, joiden tiedetään osallistuvan palkitsemiseen, vastenmielisyyteen ja stressiin. ΔFosB on transkriptiotekijä, jolla on ainutlaatuinen pitkäaikainen stabiilisuus ja joka ei desensitisoida ärsykkeitä, kun c-Fos tekee, vaan se kertyy kroonisten hoitojen aikana. AFosB: n lisääntyminen johtuu lisääntyneestä neuronaalisesta aktiivisuudesta ja niiden uskotaan heijastavan pitkäkestoista neuronaalista plastisuutta. Huomasimme, että AFosB-positiivisten hermosolujen prosenttiosuus aivojen alueilla riippuu genotyypistä (BxF ja BxN) ja ryhmästä (veden säätö, matalat konsentraatiot ja korkeat pitoisuudet).
Ftai BxN, post-hoc-analyysi paljasti, että vapaaehtoinen etanolin kulutus johti lisääntyneeseen AFosB: hen EW-ytimessä, VTA: ssa ja amygdalassa: osoitti lisääntynyttä neuronaalista plastisuutta aivojen alueilla, joiden tiedetään osallistuvan etanoliin, palkkioihin ja stressivasteisiin. BxN-hiirillä High Concentrations -ryhmässä (alentunut alkoholipreferenssi) on vähentynyt neuronaalinen plastisuus EW: ssä, mikä viittaa siihen, että nämä neuronit reagoivat alkoholin saantiin kokemuksesta riippuvaisella plastisuudella. Alhaisen konsentraation ryhmässä (joka osoitti jatkuvaa alkoholiasetusta) hermosolujen plastisuus EW: ssä on suurempi kuin korkean konsentraation ja veden kontrolliryhmissä. Vaikka BxN-hiirten EW-tutkimukset on tehty erilaisilla etanolia käyttävillä juomaparameemeilla ja geneettisillä hiirimalleilla, ne ovat yhtä mieltä aikaisempien etanolin kulutustutkimusten kanssa [14,15]. Ei-preganglionista EW: tä on karakterisoitu äskettäin sisältäen periokulomotorisen urokortiinin (Ucn) sisältäviä neuroneja [19]. Ucn1 on kortikotropiinia vapauttava tekijä (CRF) -tyyppinen peptidi, joka sitoo CRF1- ja CRF2-reseptoreita. Aiemmat tutkimukset, joissa on käytetty geneettisiä, farmakologisia ja vaurioita, ovat osoittaneet, että Ucn1 osallistuu alkoholin kulutuksen säätelyyn [19-22]. Ttässä on tunnettu geneettinen alttius korkealle alkoholin saannille jyrsijöissä, jotka korreloivat korkeampien Ucn1-emäksen tasojen kanssa EW: ssä ja LSi: ssä [23]. Siten post-hoc-merkityksen puuttuminen, jota havaitsimme EW: ssä korkean alkoholin suosivan ja kuluttavan BxF-hiiren suhteen, oli odottamaton. Ehkä tämä johtuu BxF-vesiryhmän hieman suuremmista AFosB-tasoista BxN-vesiryhmään verrattuna. Itse asiassa kaikkien hiirien prosentuaaliset AFosB-tasot, joilla oli pysyvä alkoholipreferenssi (BxF High Concentrations -ryhmä, BxF Low Concentrations -ryhmä ja BxN Low Concentrations -ryhmä), olivat melko samanlaisia.
BxN: n kohdalla etanolin kulutus matalan konsentraation ryhmässä lisäsi neuronaalista plastisuutta VTA: ssa (suurempi kuin korkean konsentraation ja veden kontrolliryhmissä). Etanoliasetus ja kulutus olivat myös pienempien konsentraatioiden ryhmässä suuremmat. Post-hoc-merkityksen puuttuminen, jota havaitsimme VTA: ssa korkean alkoholipitoisen ja nauttivan BxF-hiiren kohdalla, oli odottamaton ja se voi johtua ΔFosB: n hieman suuremmista perusarvoista vesikontrolliryhmässä. AFosB-tasojen prosenttiosuudet olivat hieman koholla BxF-vesiryhmässä verrattuna BxN-vesiryhmään, kun taas AFosB-tasojen prosenttiosuudet olivat melko samanlaiset kaikissa hiirissä, joilla oli pitkäaikainen alkoholiasetus (BxF High Concentrations -ryhmä, BxF Low Concentrations -ryhmä ja BxN Low Concentrations -ryhmä) . VTA-dopamiinijärjestelmällä on tärkeä rooli etanolin vahvistavien vaikutusten välittämisessä ja osallistuu moniin vastavuoroisiin yhteyksiin, jotka ovat tärkeitä etanolin ja palkkioon liittyvän käyttäytymisen kannalta [24-26]. Lisäksi VTA toimii Amygdala- ja EW-ytimessä. Rottien on osoitettu itse antavan etanolia suoraan VTA: han [27]. Etanolialtistus lisää myös dopaminergisten neuronien polttonopeutta VTA: ssa [28,29]. Lisääntynyt laukaisunopeus voitaisiin liittää FosB-induktioon VTA: ssa, jota havaitsimme kroonisen vapaaehtoisen etanolin antamisen jälkeen BxN: ssä.
Alkoholiriippuvuus aiheuttaa pitkäaikaisia neuroadaptioita, mikä johtaa negatiivisiin emotionaalisiin tiloihin; tärkeä mekanismi negatiivisessa vahvistuksessa on kortikotropiinia vapauttavan tekijän (CRF) signalointi amygdalan sisällä [30]. CeA: n neuronien farmakologiset manipulaatiot ovat kohdistaneet GABA: ta, CRF: ää, opioidia, serotoniinia, dynorfiinia ja norepinefriinireseptoreita [25,31-34]. GABA-antagonistit sekä CRF-antagonistit vähentävät etanolin kulutusta [32,33,35]. CeA: n vauriot vähentävät jatkuvaa vapaaehtoista etanolin kulutusta [36]. Tuloksemme tukevat edelleen CeA: n roolia alkoholinkäytön sääntelyssä. GABAergiset neuronit keski-amygdalassa muodostavat heterogeenisen populaation, jonka yhteydet näkyvät suhteessa niiden peptidipitoisuuteen. Nämä GABAergiset neuronit integroivat CeA: n lähtöaktiivisuuden. Kuten tarkistettu [Wee ja Koob (2010]), sEveral-tutkimukset ovat osoittaneet dynorfiini- ja kappa-opioidireseptorien merkityksen etanolin intak- \ te [37]. Viime aikoina Walker et ai. Ovat osoittaneet, että κ-opioidireseptorin antagonisti, nor-binaltorfimiini, laajennetun amygdalan sisällä vähentää selektiivisesti etanolin itsensä antamista riippuvaisilla eläimillä [38]. Kappa-opioidireseptorin signalointi on edelleen tutkimuksen keskeinen etu stressin, palkinnon ja vastenmielisyyden leikkauspisteessä. On myös osoitettu, että stressin aiheuttama etanolin itsensä antaminen välittyy kappa-opioidireseptorin signaloinnilla [39]. Keski-CeA voidaan jakaa osaksi latero-kapselia (CeL / CeC) ja mediaalista takaosaa. CeL / CeC: n GABAergiset neuronit saavat dopaminergisiä innervaatioita VTA: sta; kuten aiemmin on todettu, nämä neuronit aktivoituvat akuutin etanolin antamisen jälkeen ja osoittavat lisääntyneitä AFosB-hiiriä, jotka osoittavat jatkuvaa alkoholiasetusta. Katso myös Mc [Morsian (2002]) CeA: n ja alkoholin vaikutusten erinomaisesta tarkistamisesta [40]. Tutkimuksessamme BxN-hiirillä, joilla oli pysyvä alkoholipreferenssi (Low Concentrations group), oli lisääntynyt neuronaalinen plastisuus CeC / CeL- ja La- ja BxN-hiirissä, joilla oli alentunut alkoholipreferenssi (High Concentrations -ryhmä), osoittivat lisääntynyttä neuronaalista plastisuutta CeMPV: ssä. Nämä tulokset viittaavat siihen, että spesifinen etanolikokemus sisältää GABAergisten neuronien plastisuuden amygdalassa. Näillä tiedoilla yhdessä vastaavien muutosten kanssa hermosolujen plastisuudessa VTA: ssa ja EW: ssä ehdotamme, että tämä piiri muuttuu merkittävällä plastisuudella pitkäkestoisissa alkoholin suositusolosuhteissa.
Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet, että C57BL / 6J-hiiret voivat saavuttaa korkean veren alkoholipitoisuuden kahdella pullonvalinnan juomalla, mutta näitä veren alkoholipitoisuuksia ei ylläpidetä, ja usein juominen ei täytä farmakologisen motivaation kriteerejä, jotka on esittänyt Dole ja Gentry (1984) [41,42]. BxN-hiirillä, joilla oli alentunut alkoholipreferenssi, kulutettiin vähemmän kuin olisi odotettavissa tyypillisestä C57BL / 6J-hiirestä [1]. Siksi, vaikka emme olleet ottaneet veripitoisia alkoholinäytteitä, ei ole todennäköistä, että BxN-hiiret, joilla on alentunut alkoholipreferenssi, saavuttivat kestäviä farmakologisesti merkityksellisiä veren alkoholipitoisuuksia, mikä viittaa siihen, että korkeat alkoholipitoisuudet eivät ole välttämättömiä plastisyyden aikaansaamiseksi näillä aivojen alueilla. On tärkeää huomata, että BxF: ssä esiintyy myös erittäin merkittävä vaikutus ryhmään, vaikka BxF-aivojen alueiden post-hoc-tulokset (korjattuna useille vertailuille) eivät osoittaneet merkittäviä muutoksia AFosB-positiivisissa neuroneissa millään alueella kroonisen etanolin kulutuksen jälkeen näiden eri aikataulujen kanssa.
Muuttujien välisten mahdollisten suhteiden visualisoimiseksi suoritettiin hierarkkinen klusterointi. Tuloksena olevan analyysin lämpökartta osoittaa yleisen suuntauksen ΔFosB-tasojen ja etanolin kulutuksen välillä genotyypistä riippumatta. Korkeammat AFosB-tasot liittyivät korkeaan juomiseen ja pienemmät AFosB-tasot liittyivät kontrollieläimiin; Suhteiden vahvuus ei kuitenkaan riittänyt ennustamaan juoman fenotyyppejä, jotka perustuivat yksinomaan AFosB-tasoihin.
Päätelmät
Erillisiä alkoholin itsensä antamisen käyttäytymisiä havaittiin kahdella hiiren F1-hybridikannalla: BxN: llä on alentunut alkoholipitoisuus sen jälkeen, kun kokemus on ollut korkealla alkoholipitoisuudella, kun taas BxF: llä on jatkuvaa alkoholiasetusta. BxF-mallit ovat vakaita, korkea kulutus (pitkäkestoinen alkoholiasetus) ja BxN-mallit kohtuullisen juoman (vähentyneen alkoholipitoisuuden) mukaan. Muutokset hermosolujen plastisuudessa (mitattuna ΔFosB-tasoilla) olivat kokemuksesta riippuvaisia sekä aivojen alueen ja genotyyppispesifisiä, neuronipiirin edelleen määrittely perustuu etanolin kulutuksen motivoiviin näkökohtiin. Nämä tulokset osoittavat, että yhden vanhemman linjan muutos hybridi-hiirissä johtaa muutoksiin alkoholin kulutuksen malleissa ja merkittävissä muutoksissa AFosB-ekspressiossa, mikä viittaa siihen, että näihin erilaisiin hybridihiiriin liittyy erillisiä aivoverkkoja.
Menetelmät
Etiikka
Tämä tutkimus tehtiin tiukasti kansallisten terveyslaitosten laboratorioeläinten hoitoa ja käyttöä koskevan oppaan suositusten mukaisesti. Texasin yliopiston eläinlääkintä- ja käyttövaliokunta hyväksyi pöytäkirjan Austinissa (AUP 2010 – 00028). Kaikki leikkaus suoritettiin natriumpentobarbitaalianestesiassa ja kaikki ponnistelut kärsimyksen minimoimiseksi tehtiin.
Eläimet
Tutkimukset suoritettiin käyttäen C1BL / 57J: stä peräisin olevia ristikkäisiä naaraspuolisia F6-hybridi-hiiriä ja joko FVB / NJ- tai NZB / B1NJ-hiiriä (BxF F1 ja BxN F1, äidin kanta x isänkanta). C57BL / 6J, FVB / NJ ja NZB / B1NJ kasvattajat ostettiin The Jackson Laboratorysta (Bar Harbor, ME) ja pariutuivat 7 – 8-viikkoina. Jälkeläiset vieroitettiin kunkin genotyypin isoseksuaalisiin ryhmiin (BxF F1, BxN F1). Testasimme vain naaraspuolisia hiiriä helpottamaan vertailua aikaisemmin kerättyihin tietoihin [1,5,6]. Hiiret sijoitettiin vakiohäkkeihin, joissa oli ruoka ja vesi ad libitum. Siirtotila ja testaushuone olivat 12 h -valossa: 12 h tumma sykli (valot palavat 07: 00).
Kahden pullonvalinnan etanolipreferenssitesti
Kahden pullonvalintamenetelmää käytettiin määrittämään vapaaehtoiset etanolin itsehoitomallit naaraspuolisissa BxF- ja BxN-hiirissä [1,6]. F1-hybridi-naaraspuoliset hiiret (ikä 63-päivät) sijoitettiin yksilöllisesti vakiohäkkeihin samalla, kun ne viettivät yhden viikon pulloihin, joissa oli sipperputkia, jotka sisälsivät vettä ennen etanoliliuoksen lisäämistä. Harjoittelun jälkeen hiirillä oli pääsy kahteen identtiseen pulloon: toinen sisälsi vettä ja toinen sisälsi etanoliliuoksen. Putkiasennot vaihdettiin päivittäin, jotta voidaan säätää sijaintiasetuksia. Mahdollisen roiskumisen ja haihtumisen huomioon ottamiseksi keskimääräiset painot, jotka oli poistettu putkista kontrollikehissä ilman hiiriä, vähennettiin yksittäisistä juomien arvoista joka päivä. Hiiret punnittiin jokaista 4-päivää päivässä koko kokeen ajan. Kaikki nesteen kulutus mitattiin päivittäin koko kokeen ajan. Kulutetun etanolin määrä ja etanolipitoisuus laskettiin kullekin hiirelle, ja nämä arvot laskettiin keskimäärin jokaisen etanolipitoisuuden osalta. Alkoholipitoisuuksien ja abstinensiojaksojen vaikutus itsehoitoon BxF- ja BxN-hiirissä osoitettiin osoittamalla koeryhmä, jolla oli pääsy High Concentrations -laitteeseen (lisääntynyt pääsy 3-35% etanoliliuoksiin, jota seurasi 3: n toistuvat syklit 9, 18, ja 27% etanoli, joka päättyy lopulliseen 9% etanolin esitykseen ja toiseen ryhmään, jossa on alhaiset konsentraatiot (laajeneva pääsy 3-9% etanoliin, ja loppuosa kokeesta suoritettiin pääsemällä 9% etanoliin). Kullakin näistä ryhmistä oli alaryhmä, joka koki tai ei kokenut kolmea viikon kestävää pidättymistä. Kontrollihiirillä oli samanlaiset olosuhteet samanaikaisesti kokeellisten hiirien kanssa, mutta niille tarjottiin vain yksi pullo vettä.
Jokaiselle hybridille oli yhteensä viisi ryhmää: Vesi (n = 14-16), suuret pitoisuudet (n = 10), suuret pitoisuudet, joissa on pysyvyysjaksot (n = 20), pienet konsentraatiot (n = 10) ja pienet konsentraatiot kanssa Abstinence Periods (n = 20). Katso kuva Figure11 yksityiskohtaiset kaksi pullonvalintaryhmäsuunnitelmaa.
ΔFosB Immunohistokemia ja kvantifiointi
AFosB-immunohistokemia (IHC) mitattiin 16 aivojen alueella hiiriltä, joilla oli 72 päivän jatkuva pääsy joko veteen (kontrolli) tai veteen ja alkoholiin [suuret pitoisuudet ja matalat pitoisuudet]. Suurten pitoisuuksien vaikutus etanolin mieltymyksiin ja kulutukseen oli paljon suurempi kuin pidättymisen vaikutus; sen vuoksi ryhmiä, jotka kokivat pidättymisjaksoja, ei otettu mukaan AFosB IHC -mittauksiin. Lisäksi koe suoritettiin pidemmän tai vähentyneen alkoholipreferenssin ensimmäisen esiintymisen jälkeen sen osoittamiseksi, että käyttäytymisfenotyypit ovat vakaita toistuvien etanolipitoisuuden muutosjaksojen kanssa kroonisen etanolin kulutuksen vaikutusten tutkimiseksi. Neljästä kahdeksaan tuntiin alkoholin poistamisen jälkeen kokeen 73. päivänä hiiret nukutettiin syvästi (175 mg / kg natriumpentobarbitaalia) ja perfusoitiin intrakardiaalisesti 20 ml: lla 0.01 M fosfaattipuskuroitua suolaliuosta (PBS), mitä seurasi 100 ml 4% paraformaldehydi PBS: ssä. Aivot poistettiin, jälkikiinnitettiin 4-prosenttisessa paraformaldehydissä 4 ° C: ssa, upotettiin 3-prosenttiseen agaroosiin, leikattiin (50 um, koronaali) vibratomiin, laitettiin kryosuoja-aineeseen (30% sakkaroosia, 30% etyleeniglykolia ja 0.1% polyvinyyliä pyrrolidoni PBS: ssä) yön yli 4 ° C: ssa ja säilytettiin -20 ° C: ssa, kunnes se oli käsitelty IHC: lle. Sulatetut osat pestiin PBS: llä, käsiteltiin 0.3% H2: lla ja inkuboitiin yhden tunnin ajan 2% normaalissa vuohen seerumissa epäspesifisen leimautumisen minimoimiseksi. Kudosleikkeitä inkuboitiin sitten yön yli 3 ° C: ssa 4% normaalissa vuohen seerumissa ja anti-FosB: ssä (SC-3, laimennos 48: 1, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA). Leikkeitä pestiin, inkuboitiin biotinyloidussa vuohen anti-kani-Ig: ssä (5000: 1 laimennus, Vector Laboratories, Burlingame, CA) yhden tunnin ajan, pestiin ja inkuboitiin avidiini-biotiinikompleksissa (200: 1 laimennus, Elite kit-Vector Laboratories) . Peroksidaasiaktiivisuus visualisoitiin reaktiolla 200% diaminobentsidiinin kanssa (joka sisälsi 0.05% H: ta2O2). Kudososat olivat Nissl-värjättyjä (käyttäen metyleenisinisä / taivaansininen II). Diat koodattiin sokeasti laskemista varten. AFosB-IR-neuronit laskettiin 50X (öljy) suurennuksella käyttäen optista fraktiointimenetelmää ja StereoInvestigatorin tietokoneohjelmistoa. Näytteenottoparametritiedot: laskentakehys (50um x 50um x 10um) oli sama kaikilla alueilla määrällisesti; kuitenkin ruudukon koko määritettiin kullekin aivojen alueelle sen varmistamiseksi, että kahdenvälisten solujen kokonaismäärät olisivat yhtä suuret kuin 100-300, jotta saavutettaisiin vaihtelukerroin alle 0.1. Tiedot laskettiin prosentteina ΔFosB-positiivisista ytimistä (AFosB-positiivisten ytimien lukumäärä / neuronien lukumäärä) kullekin alueelle.
Tässä tutkimuksessa käytetty FosB-vasta-aine (SC-48, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) nostettiin FosB: n sisäistä aluetta vastaan ja tunnistaa sekä FosB: n että AFosB: n. Vaikka tämä vasta-aine tunnistaa sekä FosB: n että AFosB: n, tässä tutkimuksessa kvantifioituja immunopositiivisia neuroneja kutsutaan AFosB-positiivisiksi neuroneiksi, koska on osoitettu, että väärinkäytökset, mukaan lukien alkoholi, indusoivat spesifisesti AFosB: tä, ei FosB: tä, neuroneissa. Perrotti et ai. ([2008]) mitattiin ΔFosB-induktiota (vasteena väärinkäytösten, mukaan lukien alkoholin, pitkäaikaiselle antamiselle) käyttäen kahta vasta-ainetta: yhtä, joka tunnistaa FosB: n ja ΔFosB: n (SC-48) ja yhden selektiivisen ΔFosB: lle (ei kaupallisesti saatavilla) ja totesi, että kaikkien lääkkeiden osalta tutkittu, FosB-vasta-aineella (SC-48) havaittu immunoreaktiivisuus johtuu ΔFosB: stä, koska ne eivät havainneet mitään immunoreaktiivisia neuroneja käyttäen täysimittaista FosB: tä selektiivistä vasta-ainetta [10]. Lisäksi tiedetään, että ΔFosB indusoidaan aivojen alueella ja solutyyppisillä tavoilla, erilaisilla kroonisilla hoidoilla ja erinomaiset arviot tästä aiheesta ovat saatavilla [11,43,44].
Neuroanatomisten rakenteiden lyhenteet ja sijainnit
Il - infralimbinen aivokuori (+1.70 mm); Cg1 - cingulate cortex 1 (+1.1 mm); Cg2 - cingulate cortex 1 (+1.10 mm); NAcc-ydin - ydin accumbens -ydin (+1.10 mm); NAcc-kuori - nucleus accumbens -kuori (+1.10 mm); LSi - sivuseinän välituote (+1.10 mm); La - sivusuunnassa oleva amygdala (−1.22 mm); Bla - basolateraalinen amygdala (−1.22 mm); CeC / CeL - keskikapseli ja keskimmäinen lateraalinen amygdala (-1.22 mm); CeMPV - amygdalan keskiytimen mediaalinen posterioventraalinen osa (-1.22 mm); PAG - periaquaductal harmaa (−3.64 mm); EW - Edinger-Westphal-ydin (−3.64 mm); VTA - ventraalinen tegmentaalialue (−3.64 mm); DR - selkärehu (- 4.60 mm); PBN - parabrachiaalinen ydin (−5.2 mm); NTS - nucleus tractus solitarius (−6.96 mm). Hiiren aivot stereotaksisissa koordinaateissa[45] käytettiin subjektiivisesti yhden tai kolmen osion sovittamiseen kunkin aivojen alueen kvantifioimiseksi.
Tilastolliset menettelyt
Tiedot ilmoitetaan keskiarvona ± SEM, ellei toisin mainita. Tiedot jaettiin normaalisti. Tilastot suoritettiin käyttäen Statistica-versiota 6 (StatSoft, Tulsa, OK, USA) ja GraphPad Prism -versiota 4.00 (GraphPad Software, San Diego, CA, USA). Toistuvat toimenpiteet suoritettiin etanolin kulutuksen ja etuoikeustietojen osalta kaksisuuntaisilla ANOVA-arvoilla ryhmien välisten erojen arvioimiseksi. AFosB-dataa varten suoritettiin kaksi- ja kolmisuuntaiset ANOVA-arvot vuorovaikutusten ja päävaikutusten arvioimiseksi ryhmälle (High Concentrations, Low Concentrations ja Water), aivojen alueelle ja genotyypille. Bonferronin korjaus useisiin vertailuihin ja Bonferronin post-hoc-korjauksiin tehtiin tarvittaessa. Erityisesti oletimme, että stressin ja palkkion piirit olisivat kasvattaneet FosB: tä hiirissä, jotka vähentäisivät alkoholin käyttöä. Kunkin hybridiristin kohdalla Pearsonin r: tä käytettiin tunnistamaan merkittävien korrelaatioiden olemassaolo ΔFosB-tasojen ja etanoliasetuksen ja kulutuksen välillä etanolilla kokeneissa hiirissä.
Hierarkkinen klusterointi suoritettiin havainnollistamaan, miten data vaihtelee ja arvioi, kuinka tietoryhmä yhdessä. Imputoidut mediaaniarvot korvaavat puuttuvat prosenttiosuudet AFosB-datasta, joka ei ylittänyt 15%: a. Vaikka epävarmuus on suurempi kuin jos oletetut arvot olisi todellisuudessa havaittu, hierarkkinen klusterointianalyysi edellyttää täydellistä jäsenyyttä tai täydellistä poistamista tapauskohtaisiin vertailuihin. Hierarkkinen klusterointi suoritettiin käyttäen Wardin menetelmää ja tuloksena olevat klusterit tilattiin pääkomponenttianalyysin ensimmäisellä peruskomponentilla (JMP®, versio 8, SAS Institute Inc., Cary, NC). Veden ja etanolin kokeneiden ryhmien osalta AFosB-tiedot kullekin aivojen alueelle oli z-pisteet transformoitu ja pääkomponenttien analyysi suoritettiin klusterien lukumäärän määrittämiseksi. Aine-alueet ja yksilöt ryhmittelivät sitten tiedot valvotun hierarkkisen klusterointianalyysin avulla.
Tekijöiden rahoitusosuudet
ARO, YAB, RAH, TAJ vaikuttivat tutkimuksen suunnitteluun. ARO hankki tiedot. ARO, IP, RDM analysoi tiedot. ARO, RDM, IP, TAJ, YAB ja RAH olivat mukana käsikirjoituksen laatimisessa ja tarkistamisessa. Kaikki kirjoittajat lukivat ja hyväksyivät lopullisen käsikirjoituksen.
Kiitokset
Haluamme kiittää dr. Jody Mayfield ja Colleen McClung avulias keskusteluissa ja Marni Martinez, Jennifer Stokes, Michelle Foshat, Jose Cienfuegos, Jamie Seymour ja Darshan Pandya teknisestä avusta. Tätä tutkimusta tukivat integroiva neurotieteen aloite alkoholismikonsortio-apurahan AA13520 ja kansallisen alkoholin väärinkäyttöä ja alkoholismia käsittelevän instituutin AA06399-S ja AA16424.
Viitteet
- Garcia-Andrade C, Wall TL, Ehlers CL. Palomuurin myytti ja vastaus alkoholiin Mission Indiansissa. Olen J Psykiatria. 1997;154: 983-988. [PubMed]
- Schuckit MA, Smith TL, Kalmijn J. Alaryhmien havainnot alkoholin käytön vasteena alkoholin käytön häiriöiden riskitekijänä: korkeakoulupopulaatio naisista ja latinoista. Alkoholi Clin Exp Res. 2004;10: 1499-1508. [PubMed]
- Belknap JK, Crabbe JC, Young ER. Etanolin vapaaehtoinen kulutus 15in sisäisissä hiirikannoissa. Psychopharmacology. 1993;112: 503-510. doi: 10.1007 / BF02244901. [PubMed] [Cross Ref]
- Blednov YA, Metten P, Finn DA, Rhodes JS, Bergeson SE, Harris RA, Crabbe JC. Hybridi C57BL / 6J x FVB / NJ-hiiret juovat enemmän alkoholia kuin C57BL / 6J-hiirillä. Alkoholi Clin Exp Res. 2005;29:1949–1958. doi: 10.1097/01.alc.0000187605.91468.17. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Blednov YA, Ozburn AR, Walker D, Ahmed S, Belknap JK. et ai. Hybridi-hiiret geenimallina, joilla on korkea alkoholinkäyttö. Behav Genet. 2010;40:93–110. doi: 10.1007/s10519-009-9298-4. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Ozburn AR, Harris RA, Blednov YA. Käyttäytymiserot C57BL / 6JxFVB / NJ ja C57BL / 6JxNZB / B1NJ F1 hybridi-hiirien välillä: suhteessa etanolin saannin hallintaan. Behav Genet. 2010;40:551–563. doi: 10.1007/s10519-010-9357-x. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Melendez RI, Middaugh LD, Kalivas PW. Alkoholipitoisuuden ja eskalaation vaikutuksen kehittyminen C57BL / 6J: ssä. Alkoholi Clin Exp Res. 2006;30:2017–2025. doi: 10.1111/j.1530-0277.2006.00248.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Porrino LJ, Whitlow CT, Samson HH. Etanolin ja etanolin / sakkaroosin itsensä antamisen vaikutukset paikallisten aivojen glukoosin käyttöasteisiin rotilla. Brain Res. 1998;791(1-2): 18-26. [PubMed]
- Williams-Hemby L, Porrino LJ. Alhaiset ja kohtalaiset etanoliannokset tuottavat erillisiä aivojen metabolisten muutosten kuvioita rotilla. Alkoholi Clin Exp Res. 1994;18(4):982–988. doi: 10.1111/j.1530-0277.1994.tb00070.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, Renthal W, Maze I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Self DW, Nestler EJ. DeltaFosB: n induktiokohtia aivoissa väärinkäytösten avulla. Synapsi. 2008;62(5):358–369. doi: 10.1002/syn.20500. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: molekyylikytkin aivojen pitkäaikaiseen sopeutumiseen. Brain Res. Mol Brain Res. 2004;132: 146-154. [PubMed]
- Perrotti LI, Bolaños CA, Choi KH, Russo SJ, Edwards S, Ulery PG, Wallace DL, Self DW, Nestler EJ, Barrot M. DeltaFosB kerääntyvät GABAergiseen solupopulaatioon ventral tegmentaalisen alueen takaosassa psykostimulanttikäsittelyn jälkeen. Eur J Neurosci. 2005;21:2817–2824. doi: 10.1111/j.1460-9568.2005.04110.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Ryabinin AE, Wang YM. Toistuva alkoholin antaminen vaikuttaa c-Fos-proteiinin ja FosB-proteiinin immunoreaktiivisuuteen DBA / 2J-hiirissä. Alkoholi Clin Exp Res. 1998;22:1646–1654. doi: 10.1111/j.1530-0277.1998.tb03962.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Ryabinin AE, Bachtell RK, Freeman P, Risinger FO. ITF-ilmentyminen hiiren aivoissa alkoholin itsensä antamisen aikana. Brain Res. 2001;890:192–195. doi: 10.1016/S0006-8993(00)03251-0. [PubMed] [Cross Ref]
- Bachtell RK, Wang YM, Freeman P, Risinger FO, Ryabinin AE. Alkoholin juominen tuottaa aivojen alueen selektiivisiä muutoksia indusoituvien transkriptiotekijöiden ilmentymisessä. Brain Res. 1999;847(2):157–165. doi: 10.1016/S0006-8993(99)02019-3. [PubMed] [Cross Ref]
- Kalivas PW. Miten määritetään, mitkä lääkeaineen aiheuttamat neuroplastiset muutokset ovat tärkeitä? Nat Neurosci. 2005;8:1440–1441. doi: 10.1038/nn1105-1440. [PubMed] [Cross Ref]
- Crews FT, Nixon K. Neurodegeneraation ja alkoholin regeneraation mekanismit. Alkoholia. 2009;44: 115-127. doi: 10.1093 / alcalc / agn079. [Cross Ref]
- Khisti RT, Wolstenholme J, Shelton KL, Miles MF. Etanolipitoisuuden vaikutuksen karakterisointi C57BL / 6-hiirien aineosissa. Alkoholia. 2006;40: 119-126. doi: 10.1016 / j.alcohol.2006.12.003. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Weitemier AZ, Tsivkovskaia NO, Ryabinin AE. Urokortiini 1-jakauma hiiren aivoissa on kannasta riippuvainen. Neuroscience. 2005;132: 729-740. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2004.12.047. [PubMed] [Cross Ref]
- Ryabiniini AE. Edinger-Westphalin ytimen vaurioituminen C57BL / 6J-hiirissä häiritsee etanolin aiheuttamaa hypotermiaa ja etanolin kulutusta. Eur J Neurosci. 2004;20:1613–1623. doi: 10.1111/j.1460-9568.2004.03594.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Ryabinin AE, Yoneyama N, Tanchuck MA, Mark GP, Finn DA. Urokortiini 1 mikroinjektio hiiren sivuttaiseen väliseinään säätää alkoholin kulutuksen hankkimista ja ilmentymistä. Neuroscience. 2008;151: 780-790. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2007.11.014. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Turek VF, Tsivkovskaia NO, Hyytia P, Harding S, Lê AD, Ryabinin AE. Urokortiini 1: n ilmentyminen viidellä rotta-riviparilla, jotka on kasvatettu valikoivasti alkoholin juoman erojen vuoksi. Psychopharmacology. 2005;181:511–517. doi: 10.1007/s00213-005-0011-x. [PubMed] [Cross Ref]
- Ryabinin AE, Weitemier AZ. Urokortiinin 1-neuropiiri: etanoliherkkyys ja potentiaalinen osallistuminen alkoholin kulutukseen. Brain Res Rev. 2006;52: 368-380. doi: 10.1016 / j.brainresrev.2006.04.007. [PubMed] [Cross Ref]
- Samson HH, Tolliver GA, Haraguchi M, Hodge CW. Alkoholin itsehoito: mesolimbisen dopamiinin rooli. Ann NY Acad Sei. 1992;654:242–253. doi: 10.1111/j.1749-6632.1992.tb25971.x. [PubMed] [Cross Ref]
- McBride WJ, Li TK. Alkoholismin eläinmallit: jyrsijöiden korkean alkoholinkäytön neurobiologia. Crit Rev Neurobiol. 1998;12:339–369. doi: 10.1615/CritRevNeurobiol.v12.i4.40. [PubMed] [Cross Ref]
- Koob GF, Roberts AJ, Schulteis G, Parsons LH, Heyser CJ, Hyytiä P, Merlo-Pich E, Weiss F. Neurocircuitry-tavoitteet etanolipalkinnossa ja riippuvuudessa. Alkoholi Clin Exp Res. 1998;22:3–9. doi: 10.1111/j.1530-0277.1998.tb03611.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Rodd ZA, Melendez RI, Bell RL, Kuc KA, Zhang Y, Murphy JM, McBride WJ. Etanolin intrakraniaalinen antaminen urospuolisten Wistar-rottien ventral tegmentaaliseen alueeseen: todisteet dopamiinin neuronien osallistumisesta. J Neurosci. 2004;24:1050–1057. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1319-03.2004. [PubMed] [Cross Ref]
- Gessa GL, Muntoni F, Collu M, Vargiu L, Mereu G. Pienet annokset etanolia aktivoivat dopaminergisia neuroneja ventral tegmental -alueella. Brain Res. 1985;348:201–203. doi: 10.1016/0006-8993(85)90381-6. [PubMed] [Cross Ref]
- Brodie MS, Shefner SA, Dunwiddie TV. Etanoli lisää rotan ventral tegmentaalisen alueen dopamiinien neuronien polttonopeutta in vitro. Brain Res. 1990;508:65–69. doi: 10.1016/0006-8993(90)91118-Z. [PubMed] [Cross Ref]
- Heilig M, Koob GF. Kortikotropiinia vapauttavan tekijän keskeinen rooli alkoholiriippuvuudessa. Trendit Neurosci. 2007;30(8):399–406. doi: 10.1016/j.tins.2007.06.006. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Dyr W, Kostowski W. Todisteet siitä, että amygdala on osallisena 5-HT3-reseptoriantagonistien inhiboivissa vaikutuksissa alkoholin juomiseen rotilla. Alkoholia. 1995;12:387–391. doi: 10.1016/0741-8329(95)00023-K. [PubMed] [Cross Ref]
- Gilpin NW, Richardson HN, Koob GF. CRF1-reseptorin ja opioidireseptoriantagonistien vaikutukset alkoholin edullisten (P) rottien riippuvuuden indusoimaan lisääntymiseen. Alkoholi Clin Exp Res. 2008;32:1535–1542. doi: 10.1111/j.1530-0277.2008.00745.x. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Hyytiä P, Koob GF. GABAA-reseptorin antagonismi laajennetussa amygdalassa pienentää etanolin itsensä antamista rotilla. Eur J Pharmacol. 1995;283:151–159. doi: 10.1016/0014-2999(95)00314-B. [PubMed] [Cross Ref]
- Roberto M, Madamba SG, Moore SD, Tallent MK, Siggins GR. Etanoli lisää GABAergista transmissiota sekä pre- että postsynaptisissa kohdissa rotan keski-amygdala-neuroneissa. Proc Natl Acad Sci. 2003;100: 2053-2058. doi: 10.1073 / pnas.0437926100. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Roberts AJ, Cole M, Koob GF. Amigdala-muskimoli alentaa operantin etanolin itsensä antamista riippuvaisille rotille. Alkoholi Clin Exp Res. 1996;20:1289–1298. doi: 10.1111/j.1530-0277.1996.tb01125.x. [PubMed] [Cross Ref]
- Möller C, Wiklund L, Sommer W, Thorsell A, Heilig M. Vähensivät kokeellista ahdistusta ja vapaaehtoista etanolin kulutusta rotilla, jotka olivat keskeisiä mutta eivät basolateraalisia amygdala-vaurioita. Brain Res. 1997;760:94–101. doi: 10.1016/S0006-8993(97)00308-9. [PubMed] [Cross Ref]
- Wee S, Koob GF. Dynorfiini-kappa-opioidijärjestelmän rooli huumeiden väärinkäytön vahvistavissa vaikutuksissa. Psykofarmakologia (Berl) 2010;210:121–135. doi: 10.1007/s00213-010-1825-8. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Walker BM, Valdez GR, McLaughlin JP, Bakalkin G. Dynorphin / kappa-opioidireseptorijärjestelmien kohdistaminen alkoholin väärinkäytön ja riippuvuuden hoitoon. Alkoholia. 2012;46: 359-370. doi: 10.1016 / j.alcohol.2011.10.006. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Sperling RE, Gomes SM, Sypek EI, Carey AN, McLaughlin JP. Etanolikäsiteltyjen paikkatoivomusten ja itsensä antamisen stressiä aiheuttavan potentiaation endogeeninen kappa-opioidivälitys. Psykofarmakologia (Berl) 2010;210:199–209. doi: 10.1007/s00213-010-1844-5. [PubMed] [Cross Ref]
- McBride WJ. Amygdalan keskusydin ja alkoholin ja alkoholin juomakäyttäytymisen vaikutukset jyrsijöihin. Pharmacol Biochem Behav. 2002;71:509–515. doi: 10.1016/S0091-3057(01)00680-3. [PubMed] [Cross Ref]
- Dole VP, Gentry RT. Kohti hiirien alkoholismin analogia: mallin mittakaavat. Proc Natl Acad Sci. 1984;81: 3543-3546. doi: 10.1073 / pnas.81.11.3543. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Dole VP, Gentry RT. Kohti hiirien alkoholismin analogia: Farmakologisesti motivoituneen juoman tunnustamisen kriteerit. Proc Natl Acad Sci. 1985;82: 3469-3471. doi: 10.1073 / pnas.82.10.3469. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed] [Cross Ref]
- Nestler EJ. Riippuvuuden molekyyli neurobiologia. Olen J Addict. 2001;10: 201-217. doi: 10.1080 / 105504901750532094. [PubMed] [Cross Ref]
- Nestler EJ, Kelz MB, Chen J. DeltaFosB: pitkäaikaisen hermoston ja käyttäytymisen plastisuuden molekulaarinen välittäjä. Brain Res. 1999;835:10–17. doi: 10.1016/S0006-8993(98)01191-3. [PubMed] [Cross Ref]
- Franklin KJ, Paxinos G. Hiiren aivot stereotaksisissa koordinaateissa. 2. San Diego, CA: Academic; 2001.