Az alkohol krónikus önadagolása a megnövekedett ΔFosB-t eredményezi: a hibrid egerek összehasonlítása a különböző ivási mintákkal (2012)

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

forrás

Wagoner Alkoholizmus Központ és Függőség Kutatás, Idegtudományi Intézet, Texasi Egyetem, Austin, Austin, TX, 78712, USA. [e-mail védett].

Absztrakt

ABSZTRAKT:

HÁTTÉR:

Az alkoholfogyasztás csökkentésének vagy szabályozásának képtelensége az alkoholfogyasztási zavarok jellegzetes tünete. Az alkoholfogyasztással kapcsolatos tapasztalatok által kiváltott új viselkedési és genetikai modellek kutatása tovább növeli ismereteinket az alkoholfogyasztási zavarokról. Korábban megfigyelték az alkohol különféle önbevallásának viselkedését, amikor összehasonlítottuk az egerek két F1 hibrid törzsét: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BXN) csökkent alkohol-preferenciát mutatnak a magas alkoholkoncentrációval és az absztinencia időszakaival kapcsolatos tapasztalatok után míg a C57BL / 6J x FVB / NJ (BxF) tartós alkoholpreferenciát mutatnak. Ezek a fenotípusok érdekesek, mivel ezek a hibridek tapasztalatfüggő módon igazolják a genetikai additivitás (BxN) és a túlsúly (BxF) előfordulását az etanol bevitelénél.

Konkrétan, a BxF tartós alkohol-preferenciát mutat, és a BxN csökkentett alkohol-preferencia mutatkozik a magas etanol-koncentrációkkal kapcsolatos tapasztalatok után; az alacsony etanol-koncentrációkkal kapcsolatos tapasztalatok azonban tartós alkohol-preferenciát eredményeznek mindkét hibrid esetében.

Ebben a tanulmányban azt a hipotézist teszteltük, miszerint ezeket a fenotípusokat az indukálható transzkripciós faktor, az ΔFosB differenciált termelése képviseli jutalomban, ellenállásban és a stresszhez kapcsolódó agyi régiókban.

EREDMÉNYEK:

A neuronális plaszticitás változásai (ΔFosB szintekkel mérve) a tapasztalattól, az agyi régiótól és genotípus-specifikustól függtek, ezenkívül támasztja alá, hogy az idegrendszeri áramkör az etanolfogyasztás motivációs szempontjain alapul..

A csökkentett alkohol-preferenciát mutató BxN egerek alacsonyabb ΔFosB-szintje volt az Edinger-Westphal-magban, mint azoknak az egereknek, amelyek tartós alkohol-preferenciát mutattak, és megnövekedett ΔFosB-szintek a központi medialis amygdalaban, összehasonlítva a kontroll egerekkel.

A tartós alkohol-preferenciát mutató BxN egerek magasabb ΔFosB szintet mutattak a ventrális faktormentális területen, Edinger-Westphal mag és amygdala (központi és oldalsó megosztások).

Továbbá, A BxN egerek ΔFosB szintje az Edinger-Westphal magban és a ventrális tegmental régiókban szignifikánsan pozitívan korrelált az etanol preferenciával és a bevitelgel. Ezenkívül a hierarchikus klaszterelemzés során kiderült, hogy sok etanol nélküli, korábban alacsony ΔFosB-szintű egér volt csoportban, míg sok olyan egér, akik tartós alkohol-preferenciát mutatnak az általános ΔFosB-szinttel együtt, klaszterben vannak.

Következtetések:

Két alkohol-fenotípus összehasonlítása és ellentmondása alapján ez a tanulmány bebizonyítja, hogy a jutalom- és stresszel kapcsolatos áramkörök (beleértve az Edinger-Westphal-magot, a ventrális tegmental területet, az amygdala-t) jelentős plaszticitáson mennek keresztül, amely csökkentett alkohol-preferenciaként nyilvánul meg.

Háttér

Ismert környezeti és genetikai érzékenységi tényezők ismertek az alkoholfogyasztással és az alkoholizmussal. Számos alkoholfogyasztási képesség, amely az egyén számára kevés következménnyel jár, sok alkoholistában elsődleges tünet, ami azt jelzi, hogy az alkoholra adott alacsony szintű válasz az alkoholizmus kialakulásának egyik fő sebezhetőségi tényezője [1,2]. Az alkohol mérséklődését elősegítő neurobiológiai tényezők meghatározása elősegíti az alkoholfogyasztás és a visszaélés megértését, és hatékony stratégia az alkoholfogyasztási rendellenességekkel diagnosztizált egyének javított kezelésének kidolgozására. A rágcsálómodelleknek az emberi betegség utánozására történő felhasználása hatékony eszköz volt a betegség megértésének és a kezelések fejlesztésének elősegítésében. Számos rágcsáló modell létezik az alkoholfogyasztás és az alkoholizmus szempontjainak tanulmányozására, azonban egyik sem modellezi teljesen az alkoholizmust. Az, hogy egy egér orálisan beadja-e az etanol-oldatokat hasonló környezeti feltételek mellett, erősen függ az genetikai hátterétől [3].

Nemrégiben azt tapasztaltuk, hogy a C57BL / 6JxFVB / NJ (BxF) és az FVB / NJxC57BL / 6J (FVBxB6) F1 hibrid egerek szokatlanul magas alkoholszintet adnak be két palack preferenciateszt során (nőstények 20-t fogyasztanak 35 – N és férfiak 7 – 25 g / kg / nap, a koncentrációtól és a paradigmától függően) [4]. Ennek az új genetikai modellnek jelentős előnye van a meglévő beltenyésztett törzsekhez viszonyítva, ideértve a túlsúlyban lévő fenotípust és a magas vér-alkoholszinthez való ivást is [4]. Ezenkívül a BxF egerek magas etanolfogyasztását két további etanolfogyasztási paradigmában láthatjuk (sötétben ivás és etanol elfogadása folyadékbevitel tervezett elérésekor) [4]. Ezután megfigyeltük az alkohol önálló beadásának viselkedését, amikor összehasonlítottuk az egerek két F1 hibrid törzsét: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BxN) csökkentett alkohol-preferenciát mutattak a magas alkoholkoncentrációkkal, valamint a tartózkodási periódusokkal és a BxF-rel kapcsolatos tartós alkohol-preferencia mutatása után [5]. Számos viselkedési tesztet használva kimutattuk, hogy a BxN érzékenyebbek, mint a BxF egerek, az etanol riasztó és nyugtató, de nem jutalmazó hatásaival szemben. [6].

A magas alkoholfogyasztás új magatartási és genetikai modelljeivel, valamint az alkoholfogyasztással kapcsolatos tapasztalatok által előidézett változásokkal kapcsolatos alapkutatás tovább növeli ismereteinket az alkoholfogyasztással és az alkoholizmussal kapcsolatban. A csökkentett alkohol-preferencia-fenotípus érdekes, mivel a BxN egerek kezdetben nagy preferenciát mutatnak az etanol oldatok számára. Noha az alkoholfogyasztás csökkentésének motivációs szempontja a magas etanolkoncentrációval és az absztinencia után nem ismert, a BxN egereket hasonlóan lehet a mérsékelt alkoholfogyasztókhoz abban a tekintetben, hogy még mindig etanol-oldatot fogyasztanak, de csökkentett szinten, feltehetően egy riasztó tapasztalat miatt.

A tartós alkohol-preferencia-modell szintén érdekes, mivel a BxF egerek a korábbi tapasztalatoktól függetlenül stabilan rendkívül magas etanolszintet fogyasztanak. A tartós és csökkent alkoholtartalom összefüggésben lehet az alkoholmegvonással, egy olyan jelenséggel, amikor az állatok jelentősen megnövekedett alkoholfogyasztást mutatnak egy kényszer absztinencia időszakát követőene [7]. Az alkoholmentesség hatása hasznos jelenség a fokozott alkoholfogyasztási magatartás tanulmányozásakor. Annak ellenére, hogy az alkoholmegvonási hatást ismert módon befolyásoló kísérleti ütemterv egészen más, mint az itt alkalmazott ütemterv, az tartós és csökkent alkoholfogyasztást inkább az alkoholmegvonási hatás összehasonlításakor az itt tárgyalt különböző viselkedési fenotípusok az alkoholkutatás rágcsálóinak modelleiben bekövetkező fontos jelenséghez kapcsolódnak. A csökkent alkoholpreferencia az alkoholmegvonási hatás ellentéte lenne, és a tartós alkoholpreferencia az alkoholmegvonási hatás hiányának tekinthető. A különféle genetikai állati modellek, például a BxF és a BxN használata nagyban hozzájárul a terület fejlődéséhez, mivel az alkoholfogyasztási rendellenességek feltételezhetően a genetika és a környezet közötti összetett kölcsönhatásokból származnak. Ezen hibridek azonnali korai génexpressziójának differenciált azonosítása betekintést nyújt az etanol jutalmazó és riasztó tulajdonságainak szempontjából fontos agyi áramlásba.

Az etanolt és más gyógyszeres bevonatú neurocircuitsokat meghatározott rágcsálómodellekben vizsgálták neuronális plaszticitás és / vagy aktivitás molekuláris markereinek felhasználásával [8-15]. Az önálló és a kísérletező által beadott etanol nem eredményez egyenértékű agyi anyagcsere-térképeket, arra utalva, hogy az etanol megerősítő hatásainak alapját képezik a specifikus áramkörök [8,9].

Az egyik kulcsfontosságú elem, amelyet még az alkoholkutatásban alaposan feltárni kell, a tartós és csökkent alkoholfogyasztási magatartás vizsgálata, valamint az ilyen viselkedés során részt vevő idegrendszer azonosítása. A kísérlet célja az volt, hogy azonosítsa a tartós és csökkent alkohol-preferencia által érintett agyrégiókat. Mivel bebizonyosodott, hogy a krónikus alkohol beadás (más visszaélés elleni gyógyszerekkel együtt) agyi területi különbségeket okoz az ΔFosB szintekben, azt a hipotézist teszteltük, hogy ezeket a viselkedési fenotípusokat az indukálható transzkripciós faktor, ΔFosB eltérő termelése reprezentálja az agyi régiókban. vegyen részt a jutalomban, a vágyban és a stresszben [10].

Az ΔFosB szintekben regionális különbségeket okozó krónikus ingerek magukban foglalják a visszaélés elleni gyógyszereket (alkohol, kokain, amfetamin, nikotin, morfin és antipszichotikumok), krónikus stresszt (visszatartási stressz, kiszámíthatatlan láb sokk, elektrokonvulzív rohamok) és a kényszerkerék futását [11]. Az agy hosszú távú adaptációjának potenciális közvetítőjeként fontos megkülönböztetni a FosB domináns variánsának (FosB vagy ΔFosB) a krónikus etanolos kezelésre adott válaszát.

Számos tanulmány vizsgálta a FosB és ΔFosB krónikus ingereket, amelyek esetében nem igazolták, hogy az ΔFosB volt a domináns izoform (például az alábbiakban leírtak). Erõs bizonyítékok vannak arra, hogy a ΔFosB, nem a FosB az a domináns izoform a krónikus ingerek után [10-12]. Ryabinin és Wang (1998) tanulmánya azt találta, hogy alacsony alkoholtartalmú DBA / 2J egereknél a négy napos ismételt etanol-injekciók a FosB expressziójának robusztus növekedését eredményezték a következő agyi régiókban: elülső kortikális amygdaloid mag, laterális septum ventrale, központi amygdala , laterális amygdala, laterális hypothalamus, nucleus carrbens héj, stria terminalis ágymag és a talamus paraventricularis magja [13]. Eredményeik azonosítják az etanolra reagáló idegrendszert. A FosB expressziót a magas alkoholtartalmú C57BL / 6J egérben is meghatározták az etanol önbeadása korlátozott hozzáférési feltételek melletti önellátásának megszerzése és fenntartása során. Az önadminisztráció megszerzése során nem változtak a FosB szintjei [14]. Két hetes korlátozott hozzáférésű etanol öninjekciózás után azonban a FosB szint megemelkedett az amygdala és az Edinger-Westphal mag központi medialis magjában [15]. Összességében a jelentések azonosítják az etanol önbeadással foglalkozó új régiókat, valamint szerepet játszanak a mezokortikolimbikus úton és a kiterjesztett amygdalaban [16]. Fontos azonban megjegyezni, hogy az ΔFosB szintekben bekövetkező változások az etanol beadásának módjától, az adagotól és a kezelésnek vagy az ütemtervnek kitett időtartamától függnek [13-15].

A tanulmányban alkalmazott egér törzsek érdekes modelleket kínálnak a tartós és csökkentett alkoholpreferencia, valamint az ezen különálló alkoholválaszok mögött meghúzódó mechanizmusok összehasonlításához. Ez a tanulmány kimutatja, hogy az alacsonyabb alkohol-preferenciát mutató egerek szignifikáns plaszticitást mutatnak a jutalomhoz és a stresszhez kapcsolódó körökben is (ideértve az Edinger-Westphal-magot, a ventrális tegmentális területet, az amygdala-t, a nucleus akumbens-t és a cingulate cortex-et).

Eredmények

Az alkoholkoncentráció és az absztinencia periódusai hatása a BxF és BxN egerek önbeadására

Annak demonstrálására, hogy a változó etanol-koncentrációk és / vagy az absztinencia periódusai megváltoztatják az ezt követő etanol-fogyasztást, négy ütemtervet (csoportot) készítettünk az etanol-fogyasztás mérésére (ábra (Figure1a, b).1a, b). Mindegyik hibrid esetében négy kísérleti csoport volt: magas koncentráció, magas koncentráció absztinencia periódusokban, alacsony koncentráció és alacsony koncentráció absztinencia periódusokban. Az etanolpreferencia teljes adatai (4. Ábra) (Figure2)2) és fogyasztás (4. ábra) (Figure3)3) az adatokat (minden csoportra és mindkét genotípusra) referenciaként mutatjuk be. A tartós és csökkent alkohol-preferencia viselkedési fenotípusainak meghatározására és szemléltetésére az 9% etanol preferencia és fogyasztás adatait mutatjuk be az ábrákon. Figures44 és a and5.5. Ezek a viselkedési fenotípusok az 9% etanol-preferencia és fogyasztás összehasonlításán alapulnak a magas koncentrációjú csoportok első, második, harmadik és negyedik előadása alapján, valamint az alacsony koncentrációjú csoportok megfelelő kísérleti napjain. Az 9% etanol preferencia és fogyasztás kétirányú ANOVA-ját (genotípus x idő) végeztük. A magas koncentrációjú csoport esetében az etanol preferencia (4. Ábra) (Figure4a)4a) és fogyasztás (4. ábra) (Figure5a)5a) nagyobbak voltak a BxF-ben, mint a BxN-ben, és a BxF tartós alkoholpreferenciát és -fogyasztást mutatott, míg a BxN-ben csökkent az alkoholpreferencia és -fogyasztás (ETHANOL PREFERENCE - interakció F (3,54) = 4.83, P <0, F genotípus (01, 1,54) = 24.10, P <0.001, F idő (3,54) = 9.92, P <0.0001; ETANOL-FOGYASZTÁS - kölcsönhatás N / S, F genotípus F (1,54) = 50.73, P <0.0001, F idő (3,54, 11.68) = 0.0001, P <XNUMX). A magas koncentrációjú csoportok absztinencia mellett előnyben részesítették az etanolt (XNUMX. Ábra) (Figure4b)4b) és fogyasztás (4. ábra) (Figure5b)5b) nagyobbak voltak a BxF-ben, mint a BxN-ben, és a BxF tartós alkoholpreferenciát és -fogyasztást mutatott, míg a BxN-ben csökkent az alkoholpreferencia és -fogyasztás (ETHANOL PREFERENCE - interakció F (3,132) = 15.89, P <0.0001, F genotípus F (1,132) = 250.43, P <0.0001, F idő (3,132 27.48) = 0.0001, P <3,132; ETANOL-FOGYASZTÁS - kölcsönhatás F (11.35 0.0001) = 1,132, P <510.88, F genotípus F (0.0001 3,132) = 22.42, P <0.0001, F idő (XNUMX XNUMX) = XNUMX, P <XNUMX). Az alacsony koncentrációjú csoport esetében az etanol preferencia (XNUMX. Ábra) (Figure4c)4c) és fogyasztás (4. ábra) (Figure5c)5c) nagyobbak voltak a BxF-ben, mint a BxN-ben, és mindkét hibrid tartós alkoholpreferenciát és fogyasztást mutatott (ETHANOL PREFERENCE - interakció N / S, F genotípus F (1,54) = 12.2, P <0.01, idő N / S; ETANOL FOGYASZTÁS - interakció N / S, F genotípus (1,54) = 74.83, P <0.0001, idő N / S). Az alacsony koncentrációjú csoportok absztinencia mellett előnyben részesítették az etanolt (XNUMX. Ábra) (Figure4d)4d) és fogyasztás (4. ábra) (Figure5d)5d) nagyobbak voltak a BxF-ben, mint BxN, és mindkét hibrid mérsékelt csökkenést mutatott az alkoholpreferencia és -fogyasztás terén (ETHANOL PREFERENCE - interakció N / S, F genotípus F (1,132) = 166.58, P <0.0001, idő N / S; ETANOL-FOGYASZTÁS - interakció F (3,132) = 3.61, P <0.05, F genotípus (1,132 480.64) = 0.0001, P <3,132, F idő (7.87 0.0001) = 6, P <XNUMX). Összefoglalva, a magas koncentrációjú csoportokban (absztinencia nélkül) a BxF tartós alkoholpreferenciát mutatott, míg a BxN csökkentett preferenciát mutatott, míg az alacsony koncentrációjú csoportokban (absztinencia nélkül) mind a BxF, mind a BXNUMXxN tartós alkoholpreferenciát mutatott. Mivel az érdeklődésre számot tartó fenotípusokat leginkább absztinencia nélküli csoportokban lehet megragadni, a vizsgálat további részében ezek állnak a középpontban.

ábra 1  

A folyamatos hozzáférésű önkéntes etanolfogyasztás kísérleti ütemterve. a. Kísérleti ütemterv alacsony koncentrációjú és magas koncentrációjú csoportok számára. b. Kísérleti ütemterv alacsony absztrakciós periódusok és magas koncentrációk esetén ...
ábra 2  

Az etanol preferenciája a genotípustól és az etanol koncentrációtól függ. a. A magas koncentrációjú csoportokban az etanol-preferencia (etanol-fogyasztás / teljes folyadékfogyasztás) nagyobb a BxF-nél, mint a BxN, és a kínált etanol-koncentrációtól függ. b ...
ábra 3  

Az etanolfogyasztás a genotípustól és az etanolkoncentrációtól függ. a. A magas koncentrációjú csoportokban az etanolfogyasztás (g / kg / nap tiszta etanol) nagyobb a BxF-nél, mint a BxN, és a kínált etanol-koncentrációtól függ. b. Magas koncentrációban ...
ábra 4  

Tartós és csökkentett alkoholfogyasztási magatartási fenotípusok. Az 9% etanol-preferencia összehasonlítása az első, a második, a harmadik és a negyedik beadástól bemutatva bemutatja a tartós vagy csökkent alkohol-preferencia viselkedési fenotípusait. a. ...
ábra 5  

Tartós és csökkent alkoholfogyasztási viselkedési fenotípusok. Az 9% etanolfogyasztás összehasonlítása az első, a második, a harmadik és a negyedik beadástól bemutatva megmutatja a tartós vagy csökkent alkoholfogyasztás viselkedési fenotípusait. ...

ΔFosB szintek

Az ΔFosB mennyiségi meghatározását és elemzését arra használtuk, hogy azonosítsuk a tartós és csökkentett alkoholpreferencia során krónikusan aktiválódott idegrendszert. Mindegyik hibrid esetében három kísérleti csoport volt: magas koncentráció, alacsony koncentráció és víz (kontroll). Az ΔFosB adatokat százalékos ΔFosB pozitív neuronokként mutatjuk be [(ΔFosB pozitív neuronok száma #) / (ΔFosB pozitív neuronok száma + Nissl pozitív neuronok száma száma]) (táblázat (Table1).1). Korábbi munkák kimutatták, hogy az etanol tapasztalatai indukálhatják a neurodegenerációt [17]. Ezért ebben a tanulmányban megvizsgáltuk az idegrendszeri számokat, és nem számoltunk szignifikáns különbségről a genotípus vagy csoport alapján az ebben a tanulmányban számszerűsített agyi régiókban. Az ΔFosB adatok következő három elemzését végeztük: 1) háromutas ANOVA (genotípus x csoport x agyi régió), 2) kétirányú ANOVA (agyi régió x csoport) minden genotípusra és 3) korrelációs mátrixokat fejlesztettek ki a korreláció feltérképezésére. hálózatokat.

Táblázat 1  

Százalékos ΔFosB pozitív neuronok

Ismételt mértékű háromutas ANOVA (genotípus x csoport x agy régió) genotípus x agy régió interakciót mutatott ki [F (15,375) = 2.01, P <05], egy csoport x agy régió interakciót [F (15.375) = 1.99, P <0.01], és az agy régiójának fő hatása [F (15,375 43.36) = 000, P <2,374]. Az ismételt mérések szerint kétirányú ANOVA (agyi régió x csoport) minden genotípus esetében azt mutatta, hogy a csoport és az agy régiójának fő hatása volt mind BxF, mind BxN esetében [BxF - F (11.79) = 0001, P <.15,374, a csoport; F (25.64) = 0001, P <2,360, az agy régiójának fő hatása; BxN-F (43.38) = 0001, P <15,360, a csoport fő hatása; F (23.73 0001) = XNUMX, P <XNUMX, a genotípus fő hatása]. A post-hoc elemzés hat szignifikáns csoportkülönbséget tárt fel a BxN esetében (XNUMX. ábra) (Figure6a-c).6ac). A százalékos ΔFosB szint magasabb volt az alacsony koncentrációjú csoportban, mint a vízcsoportban La, CeC / CeL, EW és VTA esetében. A ΔFosB százalékos aránya magasabb volt a magas koncentrációjú csoportban, mint a CeMPV vízcsoportjában. A ΔFosB százalékos értéke magasabb volt az alacsony koncentrációjú csoportban, mint a magas koncentrációjú csoportban az EW-ben. Az összes többi agyi régió ΔFosB-adatait a 4. táblázat tartalmazza Table1.1. Pearson r korrelációs analízisét használták annak meghatározására, hogy az ΔFosB pozitív idegsejtek% -a egy adott agyi régióban korrelál-e az etanol fogyasztásával vagy preferenciájával. Az etanolfogyasztás és preferencia szignifikáns pozitív korrelációt mutatott a% ΔFosB-vel a BxN egerek EW és VTA értékében (ETANOL-FOGYASZTÁS - EW r = 0.85; VTA r = 0.85; ETANOL-PREFERENCIA - EW r = 0.83, VTA r = 0.88; p <0.05 mindenkinek).

ábra 6  

A tartós és csökkent alkoholpreferencia ΔFosB-t indukál az amygdalaban, az EW-ben és a VTA-ban. Az ΔFosB pozitív neuronok százalékos aránya az amygdala régióiban (a.), EW (b.) és a VTA (c.). d. és e. Reprezentatív képek az ΔFosB / Nissl festésről ...

Az ΔFosB expresszió, a genotípus, az agyi régió és az etanol-fogyasztás összetett kapcsolatát tovább vizsgáltam alapelem-elemzés és hierarchikus klaszterezés alkalmazásával. Az alapkomponensek elemzése azt mutatta, hogy az adatok variabilitásának nagy részét (~ 80%) az 5 komponensek képviselik. Ezután elvégezték a nem felügyelt hierarchikus csoportosítást (az egyének és az agyi régiók csoportosítása alapján), és az első főkomponens használatával megrendelték (ábra (Figure7).7). Az egyes csoportosulások az etanol-fogyasztáson alapuló erős, de nem tökéletes csoportosítási mintákat mutattak ki, genotípusuktól függetlenül. Az etanollal nem kezelt egerek sokasága összefüggesztett és kevésbé mutatott ΔFosB-értéket, mint az átlag, és sok olyan egeret, amelyek tartós alkohol-preferenciát mutattak, csoportosítva, és általánosabb ΔFosB-t mutattak, mint az átlag. Ez a két klaszter volt a legkülönfélébb. A három klaszter között a ΔFosB-értékek és az etanol-ivó fenotípusok nagyobb, kevesebb és átlagos keveréke képviselteti magát.

ábra 7  

Az ΔFosB szintet nem csak az etanol-fogyasztás befolyásolja. Hierarchikus csoportosítást hajtottunk végre, és az egyes ΔFosB szintek hőtérképe és a megfelelő 9% etanol-fogyasztás látható. Zöld = ΔFosB kevesebb, mint ...

Megbeszélés

Különböző alkohol-önbeadási viselkedéseket figyeltünk meg, amikor összehasonlítottuk az egerek két F1 hibrid törzsét: A BxN csökkentett alkohol-preferenciát mutatott a magas alkoholkoncentrációval szerzett tapasztalatok és az absztinencia időszakai után, míg a BxF tartós alkohol-preferenciát mutatott. A BxF modellek stabil, magas fogyasztású (tartós alkoholpreferencia) és BxN modellek mérsékelt ivást (csökkent alkoholfogyasztási preferencia). A neuronális plaszticitás (vagy az aktivitás, ΔFosB szintekkel mérve) az etanol tapasztalatától függően különbözött, ezenkívül alátámasztja a specifikus idegrendszer alapvető szerepét a tartós és csökkentett alkoholpreferenciában.

A nagy alkoholfogyasztással rendelkező C57BL / 6 törzs esetében az etanol preferencia és fogyasztás nagymértékben függ az eredeti etanol koncentrációtól, az absztinencia hosszától és az altól (C57BL / 6Cr vagy C57BL / 6J) [7,18]. Megállapítottuk, hogy a BxF egerekben észlelt etanol preferencia és fogyasztás következetesen magasabb volt (és stabilabb, mint a BxN esetében) a négy különböző tesztelt ütemtervben. A mérsékelten magas etanol-preferenciát és fogyasztást a BxN-ben csak a krónikus ivás ütemtervével tartották fenn (alacsony koncentráció absztinencia nélkül), míg az előny és fogyasztás csökkenését figyelték meg az összes többi vizsgált krónikus ivási ütemtervnél. A BxN csökkent alkoholfogyasztási preferencia új állatmodellt kínál, amelyben a tapasztalatok (az etanol ismételt bemutatása több magas etanolkoncentrációval és / vagy több rövid absztinencia periódus után) drasztikusan csökkentik a korábban rendkívül előnyben részesített etanolkoncentrációra adott válaszukat.

Az ön-beadott és a kísérletileg beadott etanol különböző agyi anyagcsere-térképeket hoz létre, amelyek arra utalnak, hogy az etanol megerősítő hatásainak alapját képezik a specifikus áramkörök. [8,9]. Megvizsgáltuk azt a hipotézist, miszerint a tartós és csökkentett alkoholfogyasztási magatartási fenotípusokat az indukálható transzkripciós faktor, az ΔFosB differenciális termelése reprezentálja az agyi régiókban, amelyekről ismert, hogy a jutalomban, az idegenkedésben és a stresszben vesznek részt. Az ΔFosB egy olyan transzkripciós faktor, amely egyedülálló hosszú távú stabilitással rendelkezik, és nem érzékenyíti az ingereket, mint a c-Fos, inkább felhalmozódik krónikus kezelések során. Az ΔFosB növekedése a megnövekedett neuronális aktivitás következménye, és úgy gondolják, hogy tükrözik a tartós idegrendszeri plaszticitást. Megállapítottuk, hogy az ΔFosB pozitív neuronok százaléka az agyi régiókban a genotípustól (BxF és BxN) és a csoporttól (vízkontroll, alacsony koncentráció és magas koncentráció) függ.

Fvagy BxN, post-hoc elemzés kimutatta, hogy az önkéntes etanolfogyasztás megnövekedett ΔFosB-t eredményez az EW magban, a VTA-ban és az amygdala-ban: ez arra utal, hogy megnövekedett neuronális plaszticitás az agyi régiókban, amelyekről ismert, hogy részt vesz az etanolban, a jutalomban és a stresszválaszban. A magas koncentrációjú csoportba tartozó BxN egerek (csökkent alkohol-preferencia) csökkent neuronális plaszticitása az EW-ben, ami arra utal, hogy ezek az idegsejtek tapasztalatfüggő plaszticitással reagálnak az alkoholbevitelre. Az alacsony koncentrációjú csoportban (amely tartós alkohol-preferenciát mutatott) a neuronális plaszticitás az EW-ben nagyobb, mint a magas koncentrációjú és a víz kontrollcsoportban. Bár a különféle etanolfogyasztási paradigmák és genetikai egérmodellek alapján végeztük, a BxN egerek EW-jében tett megállapításaink megegyeznek a korábbi etanolfogyasztási tanulmányokkal [14,15]. A nem preganglionikus EW-t nemrégiben jellemezték perioculomotor urocortin (Ucn) -tartalmú idegsejteket tartalmazóvá [19]. Az Ucn1 egy kortikotropint felszabadító faktor (CRF) szerű peptid, amely köti a CRF1 és a CRF2 receptorokat. A genetikai, farmakológiai és léziós megközelítéseket használó korábbi vizsgálatok kimutatták, hogy az Ucn1 részt vesz az alkoholfogyasztás szabályozásában [19-22]. Titt ismert a rágcsálók magas alkoholfogyasztásának genetikai hajlama, amely korrelál az Ec és LSi Ucn1 magasabb alapszintjével [23]. Így váratlan volt a post-hoc jelentőség hiánya, amelyet az EW-ben megfigyeltünk a magas alkoholtartalmú BxF-egereknél. Talán ennek oka a kissé megemelkedett ΔFosB szint a BxF vízcsoportban a BxN vízcsoporthoz képest. Valójában a folyamatos alkohol-preferenciát mutató egerek százalékos ΔFosB-szintjei (BxF magas koncentrációjú csoport, BxF alacsony koncentrációjú csoport és BxN alacsony koncentrációjú csoport) nagyon hasonlóak voltak.

A BxN esetében az alacsony koncentrációjú csoport etanolfogyasztása fokozta a neuronális plaszticitást a VTA-ban (nagyobb, mint a magas koncentrációjú és vízkontroll csoportokban). Az etanol preferencia és a fogyasztás szintén nagyobb volt az alacsony koncentrációjú csoportban. A post-hoc szignifikancia hiánya, amelyet a VTA-ban megfigyeltünk a magas alkoholtartalmú BxF-egereknél és -fogyasztó egereknél, váratlan volt, és ennek oka a vízkontroll-csoport kissé magasabb ΔFosB-alapszintje lehet. A% ΔFosB szint kissé megemelkedett a BxF vízcsoportban a BxN vízcsoporthoz képest, míg a% ΔFosB szint meglehetõsen hasonló volt minden olyan egeren, amely tartós alkohol-preferenciát mutatott (BxF magas koncentrációjú csoport, BxF alacsony koncentrációjú csoport és BxN alacsony koncentrációjú csoport). . A VTA dopamin rendszer fontos szerepet játszik az etanol erősítő hatásának közvetítésében, és részt vesz számos, az etanolhoz és a jutalomhoz kapcsolódó viselkedés szempontjából fontos kölcsönös kapcsolatban [24-26]. Ezenkívül a VTA az amygdala és az EW magba is beterjed. Kimutatták, hogy a patkányok önmagukban adják be az etanolt a VTA-ba [27]. Az etanol-expozíció emellett növeli a dopaminerg idegsejtek kiürülési sebességét a VTA-ban [28,29]. A megnövekedett égetési sebesség összekapcsolható az ΔFosB indukciójával a VTA-ban, amelyet megfigyeltünk a krónikus önkéntes etanol beadást követően a BxN-ben.

Az alkoholfüggőség hosszú távú neuroadapciókat vált ki, negatív érzelmi állapotokat eredményezve; a negatív megerősítés fontos mechanizmusa a kortikotropint felszabadító faktor (CRF) jelzése az amygdala területén [30]. A CeA-ban lévő neuronok farmakológiai manipulációi a GABA, CRF, opioid, szerotonin, dynorfin és norepinefrin receptorokat célozták meg [25,31-34]. GAz ABA antagonisták, valamint a CRF antagonisták csökkentik az etanol-fogyasztást [32,33,35]. A CeA sérülései csökkentik az önkéntes etanolfogyasztást [36]. Megállapításaink további alátámasztják a CeA szerepét az alkoholfogyasztási magatartás szabályozásában. A központi amygdalaban lévő GABAerg neuronok heterogén populációt képeznek, amelynek kapcsolata peptidtartalmukkal függ össze. Ezek a GABAergic neuronok integrálják a CeA kimeneti aktivitását. Amint azt a [Wee és Koob (2010]), saz évi kutatások meghatározták a dynorfin és a kappa-opioid receptorok szerepét az etanol intak fenntartásában és eszkalációjábane [37]. A közelmúltban Walker és munkatársai bebizonyították, hogy a kibővített amygdalaban a κ-opioid receptor antagonista, a nor-binaltorphimin szelektíven csökkenti az etanol önbeadását az eltartott állatokban [38]. A kappa opioid receptor jelátvitel továbbra is a kutatás legfontosabb érdeke a stressz, a jutalom és az ellenállás metszéspontjában. Azt is kimutatták, hogy a stressz által kiváltott etanol önbeadását a kappa opioid receptor jelátvitel közvetíti [39]. A központi CeA felosztható a latero-kapszuláris (CeL / CeC) és a hátsó ventrális medialisba. A CeL / CeC GABAerg neuronjai dopaminerg beidegződéseket kapnak a VTA-tól; amint azt korábban megjegyeztük, ezeket a neuronokat akut etanol beadása után aktiválják, és megnövekedett ΔFosB egerek mutatják tartós alkohol-preferenciájukat. Lásd még Mc [Menyasszony (2002]) a CeA és az alkohol hatásainak kitűnő áttekintése érdekében [40]. Vizsgálatunkban a tartós alkohol-preferenciájú BxN egerek (alacsony koncentrációjú csoport) fokozott neuronális plaszticitást mutattak a CeC / CeL és La és BxN egerekben, csökkent alkoholfogyasztással (magas koncentrációk csoport) fokozott neuronális plaszticitást mutatnak a CeMPV-ben. Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a specifikus etanol tapasztalat magában foglalja az amygdala GABAerg neuronjainak plaszticitását. Ezekkel az adatokkal, valamint a VTA és az EW idegrendszeri plaszticitásának megfelelő változásaival együtt azt javasoljuk, hogy ez az áramkör jelentős plaszticitáson megy keresztül tartós alkoholpreferencia-körülmények között.

Korábbi kutatások kimutatták, hogy a C57BL / 6J egerek két vizes palackban történő ivással elérhetik a magas vér-alkoholszintet, azonban ezek a vér-alkoholszintek nem tarthatók fenn, és gyakran az ivás nem felel meg a Dole és Gentry által meghatározott farmakológiai motivációs kritériumoknak (1984) [41,42]. A csökkent alkohol-preferenciát mutató BxN egerek kevesebbet fogyasztanak, mint amit egy tipikus C57BL / 6J egérnél elvárnának [1]. Ezért, bár nem vettünk vér-alkohol-mintákat, nem valószínű, hogy a csökkent alkohol-preferenciát mutató BxN egerek tartós farmakológiai szempontból releváns vér-alkoholszintet értek el, ami arra utal, hogy a magas vér-alkohol-koncentrációk nem szükségesek ezen agyi régiók plaszticitásának indukálásához. Fontos megjegyezni, hogy a csoport rendkívül jelentős hatása van a BxF-ben is, bár a postx-hoc eredmények (többszörös összehasonlításokhoz korrigálva) a BxF agyi régiók esetében nem mutattak szignifikáns változást az ΔFosB pozitív neuronok százalékában a régiók krónikus etanolfogyasztását követően ezekkel a különböző ütemtervekkel.

A változók közötti potenciális kapcsolatok megjelenítéséhez hierarchikus csoportosítást végeztünk. A kapott elemzés hőtérképe általános tendenciát mutat az ΔFosB szintek és az etanol-fogyasztás között, függetlenül a genotípustól. A magasabb ΔFosB szintet a magas ivóvízhez, az alacsonyabb ΔFosB szintet a kontroll állatokhoz társították; azonban a kapcsolat erőssége nem volt elegendő az ivófenotípusok pontos megjósolására kizárólag ΔFosB szint alapján.

Következtetések

Eltérő alkohol-önadási viselkedést figyeltünk meg két F1 hibrid törzsnél: a BxN csökkentett alkohol-preferenciát mutatott a magas alkoholkoncentrációk tapasztalatai után, míg a BxF tartós alkohol-preferenciát mutatott. A BxF modellek stabil, magas fogyasztású (tartós alkoholpreferencia) és BxN modellek mérsékelt ivást (csökkent alkoholfogyasztási preferencia). A neuronális plaszticitás változásai (ΔFosB szintekkel mérve) tapasztalatfüggőek, valamint az agyi régió- és genotípus-specifikusak, az idegrendszer további meghatározása alapja az etanol-fogyasztás motivációs szempontjai. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az egyik szülővonal megváltozása hibrid egerekben az alkoholfogyasztás mintáinak megváltozását és az ΔFosB expressziós mintázatainak jelentős változásait eredményezi, ami arra utal, hogy ezekben a különböző hibrid egerekben különféle agyi hálózatok vesznek részt.

Mód

Etika

Ezt a tanulmányt szigorúan a Nemzeti Egészségügyi Intézetek laboratóriumi állatok gondozására és felhasználására vonatkozó útmutatóban szereplő ajánlásokkal összhangban végezték el. A protokollt a texasi egyetemi intézményes állatgondozási és felhasználási bizottság hagyta jóvá az Austinban (AUP 2010 – 00028). Az összes műtétet nátrium-pentobarbitális érzéstelenítés alatt hajtottuk végre, és minden erőfeszítést megtettünk a szenvedés minimalizálása érdekében.

Állatok

A vizsgálatokat C1BL / 57J-ből származó, keresztezett nőstény F6 hibrid egerekkel és FVB / NJ vagy NZB / B1NJ egerekkel (BxF F1 és BxN F1, anyai törzs x apai törzs) végeztük. A C57BL / 6J, FVB / NJ és NZB / B1NJ tenyésztőket a The Jackson Laboratory-tól (Bar Harbor, ME) vásárolták és 7 – 8 héten párosították. Az utódokat az egyes genotípusok izoszexuális csoportjaiba választottuk (BxF F1, BxN F1). Csak nőstény egereket teszteltünk a korábban összegyűjtött adatokkal való összehasonlítás megkönnyítése érdekében [1,5,6]. Az egereket standard ketrecekben helyeztük el, táplálékkal és vízzel ellátva ad libitum. A kolóniahelyiség és a vizsgálati helyiség 12 h fényben: 12 h sötét ciklusban volt (világítás bekapcsolva 07: 00).

Két palack választott etanol preferencia teszt

A két palack választási módszert használták az önkéntes etanol önbeadási minták meghatározására nőstény BxF és BxN egerekben [1,6]. Az F1 hibrid nőstény egereket (életkor: 63 nap) külön-külön szokásos ketrecekben helyeztük el, miközben egy hétig szoktuk a vizet tartalmazó orrcsővel ellátott palackokba, az etanolos oldat bevezetése előtt. A megszokás után az egerek két azonos palackhoz jutottak: az egyik vizet tartalmazott, a másik etanolos oldatot tartalmaz. A csőpozíciókat naponta cserélték a pozíciópreferenciák ellenőrzése érdekében. A potenciális kiömlés és párolgás figyelembevétele érdekében az egerek nélküli kontroll ketrecekben lévő csövekből kimerült átlagos tömeget minden nap levontuk az egyedi ivási értékekből. Az egereket minden 4 napon át lemértük a kísérlet során. A folyadékfogyasztást naponta mérjük a kísérlet során. Minden egeren kiszámítottuk az elfogyasztott etanol mennyiségét és az etanol preferenciáját, és ezeket az értékeket átlagoltuk az etanol minden koncentrációja esetén. Az alkoholkoncentrációk és az absztinencia periódusok hatását a BxF és BxN egerek önbeadására egy nagy koncentrációjú hozzáféréssel rendelkező kísérleti csoport kijelölésével (az 3-35% etanol oldatokhoz való hozzáférés fokozása, majd az 3 ismételt ciklusai az 9, 18, és 27% etanol, végül az 9% etanol végső bemutatásával) és egy másik, alacsony koncentrációjú csoporttal (az 3-9% etanolhoz való hozzáférés fokozódása, a kísérlet hátralévő részében az 9% etanol elérésével). Ezen csoportok mindegyikének volt egy alcsoportja, amely három egyhetes tartózkodási időszakot tapasztalt vagy nem tapasztalt. A kontroll egerek hasonló körülményeket tapasztaltak egyidőben a kísérleti egerekkel, de csak egy üveg vizet kínáltak.

Mindegyik hibrid számára összesen öt csoport volt: víz (n = 14-16), magas koncentráció (n = 10), magas koncentráció az absztinencia periódusokkal (n = 20), alacsony koncentráció (n = 10) és alacsony koncentráció. absztinencia periódusokkal (n = 20). Lásd az ábrát Figure11 a két palackválasztási csoport részletes ütemtervéhez.

ΔFosB immunhisztokémia és mennyiségi meghatározás

A ΔFosB immunhisztokémiát (IHC) 16 agyi régióban mértük olyan egerektől, amelyek 72 napig folyamatosan hozzáférhettek a vízhez (kontroll) vagy a vízhez és alkoholhoz [magas koncentrációk és alacsony koncentrációk]. A magas koncentrációk hatása az etanol-preferenciára és a fogyasztásra sokkal nagyobb volt, mint az absztinencia hatása; ezért az absztinenciát tapasztalt csoportokat nem vették be a ΔFosB IHC mérésekbe. Ezenkívül a kísérletet a tartós vagy csökkentett alkoholpreferencia első megjelenésén túl hajtották végre annak bemutatására, hogy a viselkedési fenotípusok stabilak-e az etanolkoncentráció ismételt ciklusainak ismételt ciklusával, a krónikus etanolfogyasztás hatásainak vizsgálatához. Négy-nyolc órával az alkohol eltávolítása után a kísérlet 73. napján az egereket mélyen altattuk (175 mg / kg nátrium-pentobarbitál), és intrakardiálisan perfundáltuk 20 ml 0.01 M foszfáttal pufferolt sóoldattal (PBS), majd 100 ml 4% -os paraformaldehid PBS-ben. Az agyakat eltávolítottuk, 4% paraformaldehidben 4 ° C-on utólag rögzítettük, 3% agarózba ágyazottuk (50 um, koronális) egy vibratómára osztva, krioprotektánsba (30% szacharóz, 30% etilénglikol és 0.1% polivinil) helyeztük. pirrolidon PBS-ben) egy éjszakán át 4 ° C-on, és -20 ° C-on tároljuk, amíg az IHC-re feldolgozódik. A felolvasztott szakaszokat PBS-sel mossuk, 0.3% H2O2-tal kezeljük, és egy órán át 3% normál kecskeszérumban inkubáljuk a nem specifikus jelölés minimalizálása érdekében. A szöveti metszeteket egy éjszakán át 4 ° C-on inkubáltuk 3% normál kecskeszérumban és anti-FosB-ben (SC-48, 1: 5000 hígítás, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA). A metszeteket egy órán át mossuk, biotinilezett kecske anti-nyúl Ig-ben (1: 200 hígítás, Vector Laboratories, Burlingame, CA) inkubáljuk, mossuk és avidin-biotin komplexben (1: 200 hígítás, Elite kit-Vector Laboratories) inkubáljuk. . A peroxidáz aktivitást 0.05% diaminobenzidinnel (0.015% H tartalommal) reagáltatva láthatóvá tettük2O2). A szöveti metszeteket Nissl-rel ellenválasztottuk (metilénkék / azure II alkalmazásával). A diákat kódolták a vak számoláshoz. Az ΔFosB-IR idegsejteket megszámoltuk 50X (olaj) nagyításnál az optikai frakcionáló módszerrel és a StereoInvestigator számítógépes szoftverrel. A mintavételi paraméter adatai: a számláló keret (50um x 50um x 10um) minden számszerűsített régióban azonos volt; mindazonáltal a rács méretét meghatározták az agy egyes régiói számára annak biztosítása érdekében, hogy az összes bilaterális sejtszám megegyezzen az 100 – 300 értékkel annak érdekében, hogy az variabilitási együttható az 0.1-nél kisebb legyen. Az adatokat kiszámoltuk az ΔFosB pozitív magok százalékában (ΔFosB pozitív magok száma / az neuronok száma) az egyes régiókban.

A vizsgálatban használt FosB antitestet (SC-48, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) a FosB belső régiójával szemben tenyésztették, és felismeri mind a FosB, mind az ΔFosB. Bár ez az ellenanyag felismeri mind a FosB-t, mind az ΔFosB-t, az ebben a vizsgálatban számszerűsített immunopozitív idegsejteket ΔFosB-pozitív neuronoknak nevezzük, mivel kimutatták, hogy a visszaélés elleni gyógyszerek, beleértve az alkoholt, kifejezetten ΔFosB-t indukálnak, nem pedig a FosB-t. Perrotti et al. ([2008]) mért ΔFosB indukció (válaszként a visszaélés elleni gyógyszerek, beleértve az alkoholt is) krónikus beadására két antitest felhasználásával: az egyik felismeri a FosB-t és ΔFosB-t (SC-48), az egyik szelektív az ΔFosB-re (nem kapható a kereskedelemben) és megállapította, hogy minden drog esetében A FosB antitest (SC-48) alkalmazásával megfigyelt immunreaktivitás ΔFosB miatt van, mivel a teljes hosszúságú FosB-re szelektív ellenanyagot nem mutattak ki immunreaktiv neuronokat [10]. Ezenkívül ismert, hogy az ΔFosB agyi régió- és sejttípus-specifikus módon indukálódik különböző krónikus kezelésekkel, és erről a témáról kiváló vélemények állnak rendelkezésre [11,43,44].

A neuroanatómiai struktúrák rövidítése és elhelyezkedése

Il - infralimbikus kéreg (+1.70 mm); Cg1 - cinguláris kéreg 1 (+1.1 mm); Cg2 - cinguláris kéreg 1 (+1.10 mm); NAcc mag - nucleus accumbens mag (+1.10 mm); NAcc héj - nucleus accumbens héj (+1.10 mm); LSi - laterális septum köztes (+1.10 mm); La - oldalsó amygdala (-1.22 mm); Bla - bazolaterális amygdala (−1.22 mm); CeC / CeL - központi kapszula és centrális laterális amygdala (−1.22 mm); CeMPV - az amygdala központi magjának mediális posterioventralis része (-1.22 mm); PAG - periaquaductalis szürke (−3.64 mm); EW - Edinger-Westphal mag (−3.64 mm); VTA - ventrális tegmentális terület (−3.64 mm); DR - hátsó raphe (- 4.60 mm); PBN - parabrachialis mag (−5.2 mm); NTS - nucleus tractus solitarius (−6.96 mm). Az egér agya sztereotaxikus koordinátákban[45] szubjektíven egy-három szakasz illesztésére használták az egyes agyi régiók mennyiségi meghatározásához.

Statisztikai eljárások

Az adatokat középérték ± SEM formájában adjuk meg, kivéve, ha másképp jelezzük. Az adatokat általában szétosztották. A statisztikákat a Statistica 6 verzióval (StatSoft, Tulsa, OK, USA) és a GraphPad Prism 4.00 verzióval (GraphPad Software, San Diego, CA, USA) használtuk. Az ismételt mérések során kétirányú ANOVA-kat végeztünk az etanol-fogyasztás és a preferenciaadatok alapján a csoportok közötti különbségek értékelésére. Két és háromutas ANOVA-t végeztünk ΔFosB adatokra az interakciók és a fő hatások értékelése érdekében a csoport (magas koncentráció, alacsony koncentráció és víz), agyi régió és genotípus szempontjából. Bonferroni korrekcióját több összehasonlításhoz és Bonferroni post-hoc korrekcióját adott esetben elvégezték. Pontosabban feltételeztük, hogy a stressz- és jutalmazási áramkör növelte volna a FosB-t olyan egerekben, amelyek csökkent alkohol-preferenciát mutattak. Az egyes hibrid kereszteknél Pearson-féle r-t használtuk az ΔFosB szintek és az etanol preferencia, valamint az etanollal tapasztalt egerek fogyasztásának szignifikáns korrelációjának azonosítására.

Hierarchikus csoportosítást végeztünk annak érdekében, hogy megvizsgáljuk, hogyan változnak az adatok és hogyan értékeljük az adatok csoportját. A becsült medián értékek helyettesítették a hiányzó ΔFosB adatokat, amelyek nem haladták meg az adatok 15% -át. Bár nagyobb a bizonytalanság, mint ha a becsült értékeket ténylegesen megfigyelték, a hierarchikus klaszterelemzéshez teljes tagság vagy teljes törlés szükséges az eset-összehasonlításokhoz. A hierarchikus csoportosítást Ward módszerével hajtottuk végre, és a kapott klasztereket a főkomponens-elemzés első alapeleme alapján rendeztük (JMP®, 8 verzió, SAS Institute Inc., Cary, NC). Víz- és etanol-tapasztalatokkal rendelkező csoportok esetében az agyi régiók ΔFosB adatait z-ponttal transzformáltuk, és a fő komponensek elemzését elvégeztük a klaszterek számának meghatározása céljából. Az adatokat az agyi régiók és az egyének csoportosítottuk felügyelt hierarchikus klaszterelemzés segítségével.

Érdekütközés

A szerzők kijelentik, hogy nincs versengő érdekeik.

Szerzők hozzájárulása

ARO, YAB, RAH, TAJ hozzájárult a tanulmány megtervezéséhez. Az ARO megszerezte az adatokat. Az ARO, IP, RDM elemezte az adatokat. Az ARO, RDM, IP, TAJ, YAB és RAH részt vett a kézirat elkészítésében és felülvizsgálatában. Minden szerző elolvasta és jóváhagyta a végső kéziratot.

Köszönetnyilvánítás

Szeretnénk megköszönni Drs-nek. Jody Mayfield és Colleen McClung a hasznos beszélgetésekért, valamint Marni Martinez, Jennifer Stokes, Michelle Foshat, Jose Cienfuegos, Jamie Seymour és Darshan Pandya a technikai segítségért. Ezt a kutatást az Alkoholizmus Konzorcium AA13520 támogatásával kapcsolatos integrált idegtudományi kezdeményezés, valamint az Alkohollal való visszaélés és alkoholizmus Nemzeti Intézete az AA06399-S és AA16424 támogatásokkal támogatta.

Referenciák

  • Garcia-Andrade C, Wall TL, Ehlers CL. A tűzvíz mítosz és az alkoholra adott válasz a missziós indiánok körében. J J Pszichiátria. 1997;154: 983-988. [PubMed]
  • Schuckit, MA, Smith TL, Kalmijn J. Alcsoportok közötti megállapítások az alkoholra adott válaszok szintjéről mint az alkoholfogyasztási rendellenességek kockázati tényezőjéről: nők és latinok egyetemi populációja. Alkohol Clin Exp Res. 2004;10: 1499-1508. [PubMed]
  • Belknap JK, Crabbe JC, Young ER. Etanol önkéntes fogyasztása 15 beltenyésztett egér törzsekben. 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. A hibrid C57BL / 6J x FVB / NJ egerek több alkoholt fogyasztanak, mint a C57BL / 6J egerek. Alkohol Clin Exp Res. 2005;29:1949–1958. doi: 10.1097/01.alc.0000187605.91468.17. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Blednov YA, Ozburn AR, Walker D, Ahmed S, Belknap JK. et al. Hibrid egerek mint a magas alkoholfogyasztás genetikai modelljei. Behav Genet. 2010;40:93–110. doi: 10.1007/s10519-009-9298-4. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Ozburn AR, Harris RA, Blednov YA. A C57BL / 6JxFVB / NJ és a C57BL / 6JxNZB / B1NJ F1 hibrid egerek viselkedésbeli különbségei: az etanol bevitel szabályozásának viszonya. Behav Genet. 2010;40:551–563. doi: 10.1007/s10519-010-9357-x. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Melendez RI, Middaugh LD, Kalivas PW. Alkoholhiány és eszkalációs hatás kialakulása a C57BL / 6J-ben. Alkohol 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. Az etanol és az etanol / szacharóz önbeadásának hatása a patkányok helyi agyi glükózfelhasználásának sebességére. Brain Res. 1998;791(1-2): 18-26. [PubMed]
  • Williams-Hemby L, Porrino LJ. Az alacsony és közepes mennyiségű etanol különféle mintázatot mutat az agyi anyagcsere változásaiban patkányokban. Alkohol 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. A DeltaFosB indukciójának megkülönböztető mintái az agyban a visszaélésszerű gyógyszerek által. Szinapszis. 2008;62(5):358–369. doi: 10.1002/syn.20500. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: molekuláris kapcsoló az agy hosszú távú alkalmazkodásához. 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. A DeltaFosB a pszichostimuláns kezelés után egy GABAergikus sejtpopulációban halmozódik fel a ventrális tegmental terület hátsó farkában. Eur J Neurosci. 2005;21:2817–2824. doi: 10.1111/j.1460-9568.2005.04110.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE, Wang YM. Az ismételt alkohol beadás differenciáltan befolyásolja a c-Fos és a FosB fehérje immunreaktivitását DBA / 2J egerekben. Alkohol 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. Az ITF expressziója az egér agyában az alkohol önbeadásának megszerzése során. 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. Az alkoholfogyasztás az agy régiószelektív változásait eredményezi az indukálható transzkripciós faktorok expressziójában. Brain Res. 1999;847(2):157–165. doi: 10.1016/S0006-8993(99)02019-3. [PubMed] [Cross Ref]
  • Kalivas PW. Hogyan határozhatjuk meg, mely gyógyszer-indukált neuroplasztikus változások fontosak? Nat Neurosci. 2005;8:1440–1441. doi: 10.1038/nn1105-1440. [PubMed] [Cross Ref]
  • Crews FT, Nixon K. A neurodegeneráció és a regeneráció mechanizmusai az alkoholizmusban. Alkohol. 2009;44: 115-127. doi: 10.1093 / alcalc / agn079. [Cross Ref]
  • Khisti RT, Wolstenholme J., Shelton KL, Miles MF. Az etanol-megvonási hatás jellemzése C57BL / 6 egerek alvázaiban. Alkohol. 2006;40: 119-126. doi: 10.1016 / j.alkohol.2006.12.003. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Weitemier AZ, Tsivkovskaia NO, Ryabinin AE. Az Urocortin 1 eloszlása ​​az egér agyában törzsfüggő. Neuroscience. 2005;132: 729-740. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2004.12.047. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE. Az Edinger-Westphal sejtmag károsodásai a C57BL / 6J egerekben megszakítják az etanol által kiváltott hipotermiát és az etanol-fogyasztást. 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. Az Urocortin 1 mikroinjekció az egér oldalirányú szekréciójába szabályozza az alkoholfogyasztás megszerzését és kifejeződését. Neuroscience. 2008;151: 780-790. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2007.11.014. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Turek VF, Tsivkovskaia NO, Hyytia P, Harding S, Lê AD, Ryabinin AE. Az Urocortin 1 expressziója öt pár patkányvonalban szelektíven tenyésztették az alkoholfogyasztás különbségei alapján. Psychopharmacology. 2005;181:511–517. doi: 10.1007/s00213-005-0011-x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE, Weitemier AZ. Az urocortin 1 neurocircuit: etanol-érzékenység és potenciális részvétel az alkoholfogyasztásban. 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. Az alkohol önfelhasználása: a mezolimbikus dopamin szerepe. Ann NY Acad Sci. 1992;654:242–253. doi: 10.1111/j.1749-6632.1992.tb25971.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • McBride WJ, Li TK. Az alkoholizmus állati modelljei: rágcsálók magas alkoholfogyasztási magatartásának neurobiológiája. 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 célok etanol jutalomban és függőségben. Alkohol 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. Etanol intrakraniális önbeadása hím Wistar patkányok ventrális testmentális területén: a dopamin neuronok bevonásának bizonyítéka. 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. Az etanol alacsony dózisai aktiválják a dopaminerg idegsejteket a ventrális tegmental területén. Brain Res. 1985;348:201–203. doi: 10.1016/0006-8993(85)90381-6. [PubMed] [Cross Ref]
  • Brodie MS, Shefner SA, Dunwiddie TV. Az etanol in vitro növeli a patkányok ventrális testmental dopamin idegsejtjeinek lövési sebességét. Brain Res. 1990;508:65–69. doi: 10.1016/0006-8993(90)91118-Z. [PubMed] [Cross Ref]
  • Heilig M, Koob GF. A kortikotropin felszabadító tényező kulcsfontosságú szerepet játszik az alkoholfüggőségben. Trendek Neurosci. 2007;30(8):399–406. doi: 10.1016/j.tins.2007.06.006. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Dyr W, Kostowski W. Bizonyítás, hogy az amygdala szerepet játszik az 5-HT3 receptor antagonisták patkányok alkoholfogyasztására gyakorolt ​​gátló hatásában. Alkohol. 1995;12:387–391. doi: 10.1016/0741-8329(95)00023-K. [PubMed] [Cross Ref]
  • Gilpin NW, Richardson HN, Koob GF. A CRF1-receptor és az opioid-receptor-antagonisták hatása az alkoholfogyasztástól függő (P) patkányok függõség által kiváltott növekedésére az alkoholfogyasztásban. Alkohol Clin Exp Res. 2008;32:1535–1542. doi: 10.1111/j.1530-0277.2008.00745.x. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Hyytiä P, Koob GF. A kiterjesztett amygdala GABAA receptor antagonizmusa csökkenti az etanol önadását patkányokban. 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. Az etanol növeli a GABAerg transzmissziót mind a pre-, mind a posztszinaptikus helyeken patkány központi amygdala idegsejtekben. Proc Natl Acad Sci. 2003;100: 2053-2058. doi: 10.1073 / pnas.0437926100. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Roberts AJ, Cole M, Koob GF. Az intra-amygdala muscimol csökkenti az operatív etanol önbeadását az eltartott patkányokban. Alkohol 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. Csökkent a kísérleti szorongás és az önkéntes etanolfogyasztás patkányokban, a központi, de nem a basolateralis amygdala elváltozások következtében. Brain Res. 1997;760:94–101. doi: 10.1016/S0006-8993(97)00308-9. [PubMed] [Cross Ref]
  • Wee S, Koob GF. A dynorphin-kappa opioid rendszer szerepe a kábítószer-visszaélés erősítő hatásaiban. Pszichofarmakológia (Berl) 2010;210:121–135. doi: 10.1007/s00213-010-1825-8. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Walker BM, Valdez GR, McLaughlin JP, Bakalkin G. A dynorphin / kappa opioid receptor rendszerek célzása az alkoholfogyasztás és függőség kezelésére. Alkohol. 2012;46: 359-370. doi: 10.1016 / j.alkohol.2011.10.006. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Sperling RE, Gomes SM, Sypek EI, Carey AN, McLaughlin JP. Az etanollal kondicionált helypreferencia és a stressz által kiváltott potencírozás endogén kappa-opioid mediációja. Pszichofarmakológia (Berl) 2010;210:199–209. doi: 10.1007/s00213-010-1844-5. [PubMed] [Cross Ref]
  • McBride WJ. Az amygdala központi magja és az alkohol, valamint az alkoholfogyasztási magatartás hatásai rágcsálókban. Pharmacol Biochem Behav. 2002;71:509–515. doi: 10.1016/S0091-3057(01)00680-3. [PubMed] [Cross Ref]
  • Dole VP, Gentry RT. Az egerek alkoholizmusának analógja felé: Méretezési tényezők a modellben. Proc Natl Acad Sci. 1984;81: 3543-3546. doi: 10.1073 / pnas.81.11.3543. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Dole VP, Gentry RT. Az egerek alkoholizmusának analógja felé: A farmakológiai szempontból motivált ivás elismerésének kritériumai. Proc Natl Acad Sci. 1985;82: 3469-3471. doi: 10.1073 / pnas.82.10.3469. [PMC ingyenes cikk] [PubMed] [Cross Ref]
  • Nestler EJ. A függőség molekuláris neurobiológiája. J Addict vagyok. 2001;10: 201-217. doi: 10.1080 / 105504901750532094. [PubMed] [Cross Ref]
  • Nestler EJ, Kelz MB, Chen J. DeltaFosB: a hosszú távú neurális és viselkedési plaszticitás molekuláris közvetítője. Brain Res. 1999;835:10–17. doi: 10.1016/S0006-8993(98)01191-3. [PubMed] [Cross Ref]
  • Franklin KJ, Paxinos G. Az egér agya sztereotaxikus koordinátákban. 2. San Diego, Kalifornia: tudományos; 2001.