Penarikan menginduksi pola yang berbeda dari ekspresi FosB / ∆FosB pada tikus Swiss outbred yang diklasifikasikan sebagai rentan dan tahan terhadap sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol (2014)

Kata kunci

• FosB;
• DeltaFosB;
• Sensitisasi alat gerak;
• Penarikan;
• Variabilitas perilaku;
• Tikus

1. Pengantar

Tantangan penelitian neurobiologis saat ini dalam kecanduan narkoba adalah untuk memahami mekanisme plastisitas neuron yang memediasi transisi dari penggunaan rekreasi ke hilangnya kontrol perilaku atas pencarian obat dan penggunaan narkoba. Salah satu teori yang paling penting dari kecanduan narkoba, yang disebut "sisi gelap kecanduan", menunjukkan bahwa ada perkembangan dari impulsif (terkait dengan penguatan positif) ke kompulsivitas (terkait dengan penguatan negatif). Perkembangan ini, dalam siklus runtuh, terdiri dari keadaan berikut: keasyikan / antisipasi, mabuk pesta, dan penarikan / pengaruh negatif (Koob dan Le Moal, 2005, Koob dan Le Moal, 2008 dan Koob dan Volkow, 2010). Dari skenario ini, studi kecanduan narkoba telah berfokus pada mekanisme neurobiologis terkait dengan keadaan emosi negatif yang muncul dari pantang akut dan berlarut-larut. Menurut teori "sisi gelap kecanduan", tampaknya ada perubahan plastisitas jangka panjang dan persisten di sirkuit saraf yang bertujuan membatasi hadiah. Namun, perubahan plastisitas ini mengarah pada keadaan emosional negatif yang muncul ketika akses ke obat dicegah. Mekanisme ini memberikan dorongan motivasi yang kuat untuk pembentukan kecanduan, serta, untuk pemeliharaannya (Koob dan Le Moal, 2005 dan Koob dan Le Moal, 2008).

Sensitisasi lokomotor adalah model hewan yang berguna berdasarkan fakta bahwa peningkatan efek subyektif dari obat sepanjang paparan berulang mereka mirip dengan peningkatan efek lokomotor stimulan yang diinduksi obat (Vanderschuren dan Kalivas, 2000 dan Vanderschuren dan Pierce, 2010). Meskipun kepekaan lokomotor tidak meniru beberapa perilaku yang terkait dengan kecanduan obat, fitur morfologis dan neurokimia temporalnya sejalan dengan perilaku yang mengarah pada transisi dari penggunaan rekreasi ke kecanduan obat itu sendiri (Robinson dan Kolb, 1999, Vanderschuren dan Kalivas, 2000 dan Vanderschuren dan Pierce, 2010). Secara tradisional, protokol sensitisasi lokomotor terdiri dari tiga fase: akuisisi (paparan obat berulang), periode penarikan dan tantangan (kontak baru dengan obat setelah periode penarikan). Sayangnya, sebagian besar penelitian menggunakan sensitisasi lokomotor hanya berfokus pada fase akuisisi dan tantangan, tumpang tindih dengan periode penarikan.

Sudah mapan bahwa paparan berulang terhadap penyalahgunaan obat-obatan (Perrotti et al., 2008) dan stres kronis (Perrotti et al., 2004) meningkatkan ekspresi faktor transkripsi fosB / deltafosB dalam sistem kortikolimbik. Akumulasi FosB / DeltaFosB di wilayah ini telah dihipotesiskan untuk memainkan peran sentral dalam ketahanan terhadap stres (Berton et al., 2007 dan Vialou et al., 2010) dan dalam efek bermanfaat dari kokain (Harris et al., 2007 dan Muschamp et al., 2012), etanol (Kaste et al., 2009 dan Li et al., 2010), dan opioid (Zachariou et al., 2006 dan Solecki et al., 2008). Oleh karena itu, ada kemungkinan bahwa FosB / DeltaFosB memodulasi beberapa peristiwa plastisitas neuron yang terkait dengan sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol, serta, penarikan yang terjadi pada fase akuisisi sensitisasi lokomotor.

Perlu dicatat bahwa ada perbedaan individu yang diamati selama transisi dari penggunaan rekreasi ke kecanduan narkoba (Flagel et al., 2009, George dan Koob, 2010 dan Swendsen dan Le Moal, 2011). Misalnya, tikus DBA / 2 J lebih rentan merespons daripada C57BL / 6 J terhadap sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol (Phillips et al., 1997 dan Melón dan Boehm, 2011a). Pada tikus Swiss outbred, variabilitas perilaku mengenai sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol pertama kali dijelaskan oleh Masur dan dos Santos (1988). Sejak saat itu, penelitian lain telah menunjukkan fitur neurokimia penting terkait dengan variabilitas perilaku dalam perolehan sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol (Souza-Formigoni et al., 1999, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Quadros et al., 2002a dan Quadros et al., 2002b). Namun, penelitian ini tidak membahas dampak variabilitas perilaku selama periode penarikan setelah fase akuisisi kepekaan alat gerak. Dalam sebuah studi baru-baru ini, laboratorium kami menggambarkan perbedaan yang signifikan antara tikus Swiss yang peka dan tidak peka terhadap ekspresi dari reseptor cannabinoid tipe 1 (CB1R) selama penarikan. Dalam penelitian itu, tikus yang peka (tetapi bukan yang peka) telah meningkatkan ekspresi CB1R di korteks prefrontal, daerah tegmental ventral, amigdala, striatum, dan hippocampus (Coelhoso et al., 2013).

Mengingat variabilitas perilaku yang mapan pada tikus Swiss yang ketinggalan zaman mengenai sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol, dan bahwa variabilitas ini disertai dengan fitur neurokimia yang berbeda selama penarikan berikutnya, penelitian ini menyelidiki ekspresi FosB / DeltaFosB pada tikus yang peka dan tidak peka pada awalnya. (18 jam) dan setelah 5 hari penarikan.

2. Bahan dan metode

2.1. Subjek

Tikus Swiss Webster yang dikalahkan jantan (EPM-1 Colony, São Paulo, SP, Brazil), aslinya berasal dari garis Albino Swiss Webster dari Pusat Pengembangan Model Hewan dalam Biologi dan Kedokteran di Universidade Federal de São Paulo, digunakan . Tikus berusia 12 minggu (30-40 g) pada awal pengujian. Kelompok yang terdiri dari 10 ekor mencit ditempatkan dalam kandang (40 × 34 × 17 cm) dengan alas serpihan kayu. Temperatur (20-22 ° C) dan kelembaban (50%) koloni hewan yang dikendalikan dipertahankan pada siklus terang / gelap (12/12 jam), dengan lampu menyala pada pukul 07:00, dengan pelet makanan tikus dan air keran. libitum, kecuali selama pengujian. Tikus dipelihara dalam kondisi kandang ini setidaknya selama 7 hari sebelum dimulainya terapi obat dan tes perilaku. Perawatan hewan dan prosedur eksperimental dilakukan di bawah protokol yang disetujui oleh Komite Etika Perawatan dan Penggunaan Hewan Universitas (nomor protokol: 2043/09), menurut EU Directive 2010/63 / EU untuk hewan percobaan (http://ec.europa.eu/environmental/chemicals/lab_animals/legislation_en.htm).

2.2. Sensitisasi alat gerak

Protokol kepekaan alat gerak didasarkan pada penelitian sebelumnya dari laboratorium kami sendiri (Coelhoso et al., 2013). Pada awal protokol, semua hewan diinjeksi secara intraperitoneal (ip) dengan saline dan segera diuji dalam kotak aktivitas otomatis (Insight, Brazil) selama 15 menit untuk membangun penggerak basal. Dua hari kemudian, hewan diinjeksi setiap hari dengan etanol (2 g / kg, 15% b / v dalam gugus NaCl 0.9%, ip - EtOH, N = 40) atau saline (volume serupa, ip, - Grup kontrol, N = 12), selama 21 hari. Tepat setelah suntikan ke-1, ke-7, ke-14, dan ke-21, hewan ditempatkan di kandang aktivitas selama 15 menit. Penggerak horizontal dalam setiap situasi diukur dengan sistem analisis perilaku (Pan Lab, Spanyol). Seperti yang diharapkan ( Masur dan dos Santos, 1988 dan Coelhoso et al., 2013), variabilitas perilaku dalam aktivitas lokomotor pada hari 21st akuisisi memungkinkan kami untuk mendistribusikan hewan kelompok EtOH dalam subkelompok 2: EtOH_High (diambil dari% 30 atas dari distribusi) dan EtOH_Low (diambil dari 30% lebih rendah dari distribusi). Dengan demikian, hanya 60% hewan yang dimasukkan dalam analisis. Strategi ini identik dengan yang digunakan dalam penelitian yang menyelidiki variabilitas individu dalam paradigma sensitisasi etanol ( Masur dan dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012 dan Coelhoso et al., 2013).

Setelah klasifikasi yang menentukan kelompok eksperimen, kami melakukan 2 percobaan independen sesuai dengan kriteria temporal periode penarikan: (i) hewan diserahkan ke fase akuisisi dan dikorbankan setelah 18 jam penarikan dan (ii) hewan diserahkan ke fase akuisisi dan dikorbankan setelah 5 hari penarikan. Jadi, penelitian ini terdiri dari 3 kelompok eksperimen (Kontrol, EtOH_High, dan EtOH_Low) yang dibagi menjadi 2 subkelompok (18 jam dan 5 hari penarikan) (N = 6 per subkelompok). Pilihan dua tanda temporal ini dalam periode penarikan disebabkan oleh aspek kinetik ekspresi FosB dan DeltaFosB setelah 18 jam penarikan (seperti yang dijelaskan di bagian diskusi), dan setelah 5 hari penarikan, berdasarkan penelitian sebelumnya dari Lab kami. yang menyelidiki beberapa fitur neurokimia mengenai periode penarikan dalam paradigma sensitisasi lokomotor ( Fallopa et al., 2012 dan Escosteguy-Neto et al., 2012). Terakhir, untuk melakukan korelasi antara sensitisasi lokomotor dan ekspresi FosB / DeltaFosB, kami menghitung skor sensitisasi lokomotor untuk masing-masing hewan, dengan rumus: skor = (Gerak pada hari ke-21 - Gerak pada hari ke-1) * 100 / Gerak pada Hari pertama.

2.3. Imunohistokimia

Setelah periode penghentian masing-masing, hewan dibius secara mendalam dengan koktail yang mengandung ketamin (75 mg / kg, ip) dan xylazine (25 mg / kg, ip). Setelah hilangnya refleks kornea, mereka disemprotkan secara transkardial dengan 100 ml larutan buffer fosfat 0.1 M [fosfat buffered saline (PBS)], diikuti oleh 100 ml paraformaldehida 4% (PFA). Otak dikeluarkan segera setelah perfusi, disimpan dalam PFA selama 24 jam dan kemudian disimpan dalam larutan sukrosa / PBS 30% selama 48 jam. Bagian koronal serial (30 μm) dipotong menggunakan mikrotom beku dan disimpan di dalam larutan anti beku untuk digunakan dalam prosedur imunohistokimia dengan pewarnaan mengambang bebas.

Untuk imunohistokimia, teknik konvensional avidin-biotin-imunoperoksidase dilakukan. Bagian otak dari semua kelompok eksperimen dimasukkan dalam proses yang sama, diberi perlakuan awal dengan hidrogen peroksidase (3%) selama 15 menit dan kemudian dicuci dengan PBS selama 30 menit. Kemudian, semua bagian dipajankan selama 30 menit dalam PBS-BSA 5% untuk menghindari reaksi nonspesifik. Setelah itu, bagian diinkubasi semalaman dengan antibodi primer kelinci anti-FosB / DeltaFosB (1: 3,000; Sigma Aldrich, St Louis, MO, USA. No.cat. AV32519) dalam larutan PBS-T (30 ml PBS, 300 μl Triton X-100). Selanjutnya, bagian diinkubasi selama 2 jam dalam antibodi sekunder IgG anti-kelinci kambing yang dibiotinilasi (1: 600; Vector, Burlingame, CA, USA) pada suhu kamar. Bagian tersebut kemudian dirawat dengan avidin-biotin complex (Vectastain ABC Standard kit; Vector, Burlingame, CA, USA) selama 90 menit dan diserahkan ke reaksi diaminobenzidine yang diintensifkan nikel. Di sela-sela langkah, potongan dibilas dengan PBS dan diaduk pada rotator. Bagian dipasang pada slide berlapis gelatin, dikeringkan, didehidrasi dan ditutup dengan penutup.

Daerah ensefalik berikut dianalisis: korteks prefrontal [anterior cingulate cortex (Cg1), korteks prelimbik (PrL) dan korteks infralimbik (IL)], korteks motor [primer (M1) dan sekunder (M2)], striatum dorsal [striatum dorsomedial (striatum (dorsomedial striatum)) DmS) dan striatum dorsolateral (DlS)], striatum ventral [inti accumbens (Acbco) dan shell (Acbsh), ventral pallidum (VP)], hippocampus [lapisan piramidal Cornus Ammong 1 dan 3 (masing-masing CA1, dan CA3) lapisan granular dentate gyrus (DG)], amygdala [nukleus basolateral (BlA), dan nukleus sentral (CeA)], nukleus ventromedial dari hipotalamus (VMH) dan daerah tegmental ventral [anterior (VTAA) dan bagian posterior (VTAP)] Lihat Gambar 1). Mikroskop Nikon Eclipse E200 yang terhubung ke komputer digunakan untuk menangkap gambar dari setiap bagian pada perbesaran × 20. Gambar disimpan sebagai arsip .tiff untuk analisis posterior imunoreaktivitas FosB / DeltaFosB. Sel imunoreaktif dihitung menggunakan perangkat lunak ImageJ (NIH Image, Bethesda, MD, USA). Daerah otak digambarkan pada setiap foto menurut The Stereotaxic Mouse Brain Atlas (Franklin dan Paxinos, 1997). Karena fotomikrografi yang diambil dengan mikroskop mewakili 2.5 × 10³ um² dalam perbesaran 20x, penghitungan sel berlabel FosB / DeltaFosB dinyatakan sebagai rata-rata sel imunostaining per 2.5 × 10.³ um². Nilai yang diperoleh dalam kelompok EtOH dinormalisasi ke nilai Kontrol, dan dinyatakan sebagai%. (Kontrol = 100%).

2.4. Analisis statistik

Awalnya, Shapiro-Wilk digunakan untuk memverifikasi normalitas distribusi semua variabel. Hasil perilaku dianalisis dengan ANOVA satu arah untuk pengukuran berulang dengan mempertimbangkan faktor 5 periode sensitisasi lokomotor: basal, hari 1, hari 7, hari 14, dan hari 21. Hasil histologis dianalisis dengan ANOVA dua arah, dengan pertimbangan sebagai faktor: periode penarikan (18 jam dan 5 hari) dan kelompok eksperimen (Kontrol, EtOH_High dan EtOH_Low). Variabel nonparametrik distandarisasi menjadi skor Z untuk mengurangi penyebaran data, dan selanjutnya diterapkan dalam ANOVA dua arah, seperti yang dijelaskan sebelumnya. Newman Keuls post-hoc digunakan bila perlu. Akhirnya, kami menyelidiki kemungkinan korelasi antara sel positif FosB / DeltaFosB dan skor sensitisasi alat gerak. Korelasi ini dihitung hanya untuk inti di mana perbedaan statistik antara kelompok eksperimen telah ditemukan. Karena perbedaan ini dibatasi pada 5 hari penarikan (Lihat bagian hasil), nilai FosB / DeltaFosB yang dipertimbangkan dalam korelasi ini mengacu pada periode waktu penarikan tertentu. Karena perbedaan ini dibatasi pada 5 hari penarikan (Lihat bagian hasil), nilai FosB / DeltaFosB yang dipertimbangkan dalam korelasi ini mengacu pada waktu penarikan khusus ini. Tingkat signifikansi ditetapkan pada 5% (p <0.05).

3. Hasil

3.1. Sensitisasi alat gerak

ANOVA untuk tindakan berulang mendeteksi perbedaan signifikan dalam faktor kelompok [F_(2,32) = 68.33, p <0.001], dalam periode protokol [F_(4,128) = 9.13, p <0.001], dan interaksi di antara mereka [F_(8,128) = 13.34, p <0.001]. Tidak ada perbedaan dalam penggerak basal, dan kedua kelompok EtOH memiliki peningkatan penggerak yang sama pada hari pertama akuisisi, jika dibandingkan dengan kelompok Kontrol (p <0.01). Namun, EtOH_High (tetapi tidak EtOH_Low) menunjukkan peningkatan progresif dalam aktivitas lokomotor selama fase akuisisi (p <0.01, terkait dengan grup Kontrol dan EtOH_Low, di hari terakhir akuisisi; p <0.01 sehubungan dengan aktivitas lokomotornya di hari pertama perolehan) ( Gambar 2). Data ini menguatkan hasil dari penelitian asli ( Masur dan dos Santos, 1988) dan dari laporan kami sebelumnya ( Coelhoso et al., 2013) mengenai variabilitas perilaku pada tikus Swiss outbred yang dikirim ke sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol.

3.2. Ekspresi FosB / DeltaFosB

Photomicrographics ilustratif dari imunoreaktivitas FosB / DeltaFosB digambarkan dalam Gambar 3 dan nilai-nilai yang dinormalisasi ditunjukkan pada Gambar 4, Gambar 5, Gambar 6 dan Gambar 7. ANOVA dua arah mendeteksi perbedaan yang signifikan dalam M1, M2, DmS, DlS, Acbco, Acbsh, VP, dan VTA (untuk nilai non-normalisasi imunoreaktivitas FosB / DeltaFosB dan analisis statistik semua struktur, lihat Tabel Suppl1 dan Tabel 1, masing-masing). Dalam struktur dimana perbedaan statistik dapat diamati, terdapat empat pola ekspresi FosB / DeltaFosB yang berbeda. Yang pertama, diamati di M1 dan M2, ada peningkatan ekspresi FosB / DeltaFosB di hari kelima penarikan etanol hanya di kelompok EtOH_High (dibandingkan dengan nilai EtOH_High pada 18 jam penarikan, serta, ke Kontrol dan EtOH_Low kelompok pada 5 hari penarikan) (lihat Gambar 4). Dalam pola kedua, diamati dalam VTAA, ekspresi FosB / DeltaFosB meningkat pada 5 hari penghentian etanol hanya pada kelompok EtOH_Low (dibandingkan dengan nilai EtOH_Low pada 18 jam penarikan, serta, pada kelompok Kontrol pada 5 hari penarikan ) (Lihat Gambar 5). Dalam pola ketiga, diamati di DmS, Acbco, dan Acbsh, ekspresi FosB / DeltaFosB meningkat pada 5 hari penghentian etanol di kedua kelompok EtOH_High dan EtOH_Low (dibandingkan dengan nilai masing-masing pada 18 jam penarikan), namun, hanya kelompok EtOH_Low berbeda dari kelompok Kontrol (lihat Gambar 6). Akhirnya, dalam pola keempat, diamati di DlS dan VP, ekspresi FosB / DeltaFosB meningkat pada 5 hari penghentian etanol di kedua kelompok EtOH_High dan EtOH_Low (dibandingkan dengan nilai masing-masing pada 18 jam penarikan), meskipun peningkatan ini secara statistik lebih ekspresif di EtOH_Low daripada di grup EtOH_High, dan hanya grup EtOH_Low yang berbeda dari grup Kontrol (lihat Gambar 7).

Untuk mengkonfirmasi bahwa perubahan dalam ekspresi FosB / DeltaFosB adalah karena penarikan, dan bukan karena paparan etanol, kami melakukan korelasi antara skor kepekaan alat gerak dan sel immunolabelled FosB / DeltaFosB pada hari ke-5 penarikan pada inti yang disebutkan di atas (M1, M2, Acbco, Acbsh, DmS, DlS, VP, VTAA). Seperti yang diharapkan, tidak ada korelasi yang signifikan untuk semua inti ini (M1 - r² = 0.027862, p = 0.987156; M2 - r² = 0.048538, p = 0.196646; Acbco - r² = 0.001920, p = 0.799669; Acbsh - r² = 0.006743, p = 0.633991; DmS - r² = 0.015880, p = 0.463960; DlS - r² = 0.023991, p = 0.914182; VP - r² = 0.002210, p = 0.785443; VTAA - r² = 0.001482, p = 0.823630).

4. Diskusi

Hasil yang diamati dalam penelitian ini menunjukkan bahwa peningkatan ekspresi FosB / DeltaFosB diamati dalam paradigma sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol cenderung terkait dengan penarikan daripada paparan obat kronis. Namun, variabilitas perilaku dalam kepekaan locomotor pengembangan disertai dengan pola yang berbeda dari ekspresi FosB / DeltaFosB selama penarikan. Peran korteks motorik, daerah tegmental ventral, dan striatum dalam akuisisi dan ekspresi paradigma sensitisasi lokomotor sudah mapan (Vanderschuren dan Pierce, 2010). Selanjutnya, deregulasi jalur mesolimbik adalah salah satu fitur neurobiologis sentral dari periode penarikan, bersama dengan munculnya amigdala yang diperpanjang (Koob dan Le Moal, 2005 dan Koob dan Le Moal, 2008). Namun, hanya sedikit penelitian yang mengeksplorasi periode penarikan paradigma sensitisasi alat gerak. Hasil kami mengalami perubahan menarik dalam ekspresi FosB / DeltaFosB di korteks motorik, daerah tegmental ventral, dan striatum dalam periode ini.

FosB cDNA mengkodekan ekspresi protein 33, 35, dan 37 kDa. Paparan rangsangan akut menyebabkan induksi protein 33- dan 35- kDa Fos yang kuat dan diskrit. Akibatnya, di bawah aktivasi akut, ekspresi FosB dominan terkait dengan 37 kDa (McClung et al., 2004 dan Nestler, 2008). Ada perbedaan mencolok lainnya antara protein-protein ini: hanya protein 35-37 kDa yang merupakan isoform yang sangat stabil. Karena stabilitas tinggi ini, bentuk-bentuk FosB yang terpotong ini, juga disebut DeltaFosB, terakumulasi di otak dan sangat diekspresikan sebagai respons terhadap rangsangan kronis, seperti perawatan obat psikotropika, kejang elektrokonvulsif kronis, dan stres (Kelz dan Nestler, 2000, Nestler et al., 2001 dan McClung et al., 2004). Sebagai akibatnya, DeltaFosB telah dipandang sebagai saklar molekuler berkelanjutan untuk memediasi bentuk plastisitas saraf dan perilaku yang tahan lama. Menariknya, sebuah penelitian elegan menggunakan garis-garis tikus yang mengekspresikan FosB dan DeltaFosB secara berbeda menunjukkan bahwa FosB sangat penting untuk peningkatan toleransi stres dan juga menetralkan korelasi antara kepekaan locomotor yang diinduksi oleh psikostimulan dan akumulasi DeltaFosB di striatum (Ohnishi et al., 2011). Oleh karena itu, kedua protein dapat memainkan peran penting dalam protokol eksperimental yang digunakan dalam penelitian ini. Patut dicatat bahwa antibodi FosB yang digunakan mengenali FosB dan DeltaFosB. Karena FosB berkurang ke tingkat dasar dalam 6 jam setelah stimulus akut (Nestler et al., 2001) dan DeltaFosB terakumulasi setelah paparan rangsangan berulang, kami memutuskan untuk mengorbankan hewan 18 jam setelah fase akuisisi, untuk menghindari kemungkinan bias perlakuan etanol atas ekspresi FosB. Meskipun demikian, tepatnya secara teknis, kami akan merujuk dalam penelitian ini sebagai ekspresi FosB / DeltaFosB. Penting untuk dicatat bahwa strategi ini telah digunakan dalam penelitian lain, termasuk penelitian yang menggunakan antibodi primer yang sama yang dijelaskan di sini (Conversi et al., 2008, Li et al., 2010, Flak et al., 2012 dan García-Pérez et al., 2012). Sebagai konsekuensinya, selain keterbatasan eksperimental ini, kami akan membahas hasil kami dengan mempertimbangkan peran DeltaFosB dalam plastisitas neuron.

Sudah diketahui bahwa paparan obat kronis meningkatkan ekspresi FosB / DeltaFosB di beberapa daerah otak (Nestler et al., 2001 dan Perrotti et al., 2008). Anehnya, dalam penelitian ini tidak ada tikus yang peka terhadap etanol atau tikus yang tidak peka terhadap etanol berbeda dari tikus yang diberi saline kronis mengenai ekspresi FosB / DeltaFosB 18 jam setelah fase akuisisi. Selain itu, tidak ada korelasi yang signifikan antara ekspresi FosB / DeltaFosB dan skor sensitisasi alat gerak. Perbedaan ini dapat dijelaskan, setidaknya sebagian, oleh perbedaan yang ditemukan dalam protokol eksperimental. Misalnya, mempertimbangkan paparan etanol, dalam dua penelitian paradigma dua botol pilihan bebas digunakan dalam 15 sesi minum intermiten (Li et al., 2010) atau makanan cair lengkap bergizi yang diberikan secara otomatis selama 17 hari (di mana hewan mengonsumsi etanol dengan dosis mulai dari 8 hingga 12 g / kg / hari) (Perrotti et al., 2008). Dalam studi lain, meskipun penulis merujuk pada pengobatan kronis, protokol hanya terdiri dari paparan etanol 4 (Ryabinin dan Wang, 1998). Jadi, protokol yang digunakan di tempat lain sama sekali berbeda dari yang digunakan di sini, yang terdiri dari 21 hari pengobatan di mana suntikan etanol harian diberikan oleh seorang peneliti. Terlepas dari perbedaan ini, ada beberapa penelitian yang melibatkan suntikan intraperitoneal yang melaporkan peningkatan ekspresi FosB / DeltaFosB setelah protokol sensitisasi lokomotor yang disebabkan oleh psikostimulan (Brenhouse dan Stellar, 2006, Conversi et al., 2008 dan Vialou et al., 2012) dan opioid (Kaplan et al., 2011). Namun, protokol sensitisasi alat gerak dalam studi tersebut melibatkan jauh lebih sedikit daripada paparan obat 21, dan dalam beberapa di antaranya, obat diberikan secara intermiten. Sebaliknya, protokol kami menggunakan pengobatan yang sama seperti yang dijelaskan dalam penelitian sebelumnya yang melibatkan injeksi etanol harian 21 (Masur dan dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011 dan Abrahão et al., 2012). Ada bukti bahwa walaupun pemberian kokain kronis meningkatkan akumulasi ekspresi DeltaFosB dalam nukleus accumbens, ia juga mendorong toleransi terhadap induksi mRNA DeltaFosB pada ventri dan dorsal striatum (Larson et al., 2010). Oleh karena itu, kami berhipotesis bahwa kurangnya perbedaan dalam kelompok eksperimental kami dalam fase akuisisi mungkin karena toleransi mengenai induksi FosB / DeltaFosB, karena dalam protokol ini ada periode fase akuisisi yang lebih besar dibandingkan dengan periode yang digunakan untuk psikostimulan dan opioid. dalam penelitian lain.

Studi menggunakan knockout dan tikus transgenik menunjukkan bahwa tikus mutan FosB telah meningkatkan respon perilaku terhadap kokain, seperti efek lokomotor stimulan dan preferensi tempat yang dikondisikan. Lebih lanjut, ekspresi DeltaFosB yang diinduksi oleh basal dan kokain tidak ada pada tikus mutan ini (Hiroi et al., 1997). Sebaliknya, tikus transgenik dengan ekspresi berlebih dari DeltaFosB menunjukkan peningkatan sensitivitas terhadap efek bermanfaat dari kokain dan morfin (Muschamp et al., 2012). Hasil ini memberikan bukti langsung korelasi erat antara DeltaFosB dan proses penghargaan. Selain paparan obat berulang, stres kronis juga meningkatkan ekspresi DeltaFosB di sirkuit kortikolimbik (Perrotti et al., 2004). Menariknya, tikus transgenik yang mengekspresikan DeltaFosB kurang peka terhadap efek pro-depresi agonis kappa-opioid, yang diketahui menginduksi disforia dan efek seperti stres pada tikus (Muschamp et al., 2012). Jadi, selain proses reward, DeltaFosB juga memainkan peran penting dalam aspek emosional dari fenomena tersebut. Dalam skenario ini, penarikan juga dapat memicu ekspresi FosB / DeltaFosB, karena stres adalah komponen kunci dari penghentian obat. Perspektif ini sesuai dengan hasil kami, karena tidak ada korelasi antara ekspresi FosB / DeltaFosB dan skor sensitisasi, dan selanjutnya peningkatan ekspresi FosB / DeltaFosB diamati hanya pada hari kelima penarikan.

Menariknya, dalam beberapa struktur, peningkatan FosB / DeltaFosB terlihat pada kelompok EtOH_High dan EtOH_Low, meskipun lebih ekspresif pada kelompok sebelumnya, menunjukkan bahwa peningkatan ini dapat memiliki konsekuensi fungsional yang berbeda, sesuai dengan intensitasnya. Hipotesis ini dapat dijelaskan oleh beberapa peran fungsional yang berbeda dari FosB / DeltaFosB. Sebagai contoh, tikus yang terpapar kronis dengan kokain telah meningkatkan ekspresi DeltaFosB dalam nukleus accumbens selama periode penarikan, efek yang berkorelasi positif dengan preferensi kokain, tetapi negatif dengan preferensi kebaruan. Selanjutnya, stres selama penarikan meningkatkan respon perilaku terhadap psikostimulan dengan meningkatkan ekspresi DeltaFosB dalam neuron kortikolimbik (Nikulina et al., 2012). Jadi, DeltaFosB dapat memprediksi disregulasi pemrosesan hedonis yang terjadi selama penarikan berlarut-larut (Marttila et al., 2007). Di sisi lain, ketahanan terhadap stres dan respons antidepresan terkait dengan ekspresi DeltaFosB yang lebih tinggi di striatum (Vialou et al., 2010). Oleh karena itu, kami berspekulasi bahwa peningkatan FosB / DeltaFosB pada striatum di EtOH_High dapat meningkatkan efek menguntungkan etanol, memberikan kerentanan yang lebih tinggi terhadap paparan obat berikutnya. Di sisi lain, peningkatan yang lebih intens pada FosB / DeltaFosB yang terlihat pada kelompok EtOH_Low dapat menurunkan sensitivitas terhadap disforia dan efek stres, meminimalkan efek penguatan negatif dari paparan obat berikutnya dan, sebagai konsekuensinya, menjelaskan resistensi yang lebih tinggi dalam hal ini. kelompok. Menariknya, paradoks ini memiliki dasar neurokimia. Sebagai contoh, tikus transgenik yang mengekspresi FosB secara berlebihan pada neuron GABAgenik tulang belakang dari nucleus accumbens telah meningkatkan level reseptor mu dan kappaid (Sim-Selley et al., 2011), dan reseptor-reseptor itu masing-masing meningkatkan dan menghambat nada mesolimbik (Manzanares et al., 1991 dan Devine et al., 1993). Lebih jauh, ekspresi tipe sel juga dapat secara drastis mengubah konsekuensi fungsional dari peningkatan FosB / DeltaFosB. Dalam sebuah penelitian elegan yang menggunakan tikus yang mengekspresikan DeltaFosB secara berlebihan di neuron pengekspres D1- atau D2- di nucleus accumbens mengungkapkan bahwa DeltaFosB di neuron D1- (tetapi tidak di D2-) meningkatkan respons perilaku terhadap kokain (Grueter et al., 2013).

Anehnya, mengenai korteks motorik, ada peningkatan ekspresi FosB / DeltaFosB hanya pada kelompok EtOH_High, dan itu dibatasi hingga hari ke-5 penarikan. Kurangnya peningkatan pada 18 jam penghentian dapat dijelaskan oleh mekanisme toleransi yang mungkin dalam ekspresi FosB / DeltaFosB di wilayah ini setelah paparan etanol kronis. Lebih lanjut, hasil kami menunjukkan bahwa ada perubahan neurokimia aktif di korteks motorik selama periode penarikan, meskipun fakta bahwa hewan tidak dimanipulasi selama periode ini. Ini menarik, karena plastisitas ini dapat berperan, setidaknya sebagian, dalam pemeliharaan sensitisasi lokomotor. Meskipun hiperlokomosi berkelanjutan setelah beberapa hari penarikan tidak dipelajari di sini, ada beberapa penelitian, termasuk penelitian sebelumnya dari Lab kami, menunjukkan bahwa tikus yang peka (tapi bukan non-peka) telah meningkatkan penggerak ketika ditantang dengan etanol setelah periode penarikan tertentu (Masur dan dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Fallopa et al., 2012 dan Coelhoso et al., 2013).

Akhirnya, perlu dicatat bahwa hanya kelompok EtOH_Low yang memperlihatkan ekspresi FosB / DeltaFosB yang meningkat di bagian anterior (tetapi bukan posterior) dari area tegmental ventral. Bagian-bagian ini memiliki proyeksi dan profil neurokimia yang berbeda, dan partisipasi mereka dalam proses penghargaan tergantung pada beberapa faktor (Ikemoto, 2007). Misalnya, pemberian etanol sendiri oleh tikus terkait dengan bagian posterior, tetapi tidak dengan bagian ventral dari area tegmental ventral (Rodd-Henricks et al., 2000 dan Rodd et al., 2004). Selain itu, sistem endocannabinoid, serta GABA-A, dopaminergik D1-D3, dan reseptor 5HT3 serotoninergik, memainkan peran penting dalam perilaku mencari etanol (Linsenbardt dan Boehm, 2009, Rodd et al., 2010, Melón dan Boehm, 2011b dan Hauser et al., 2011). Namun, GABA-B di bagian anterior daerah ventral tegmental penting dalam hal pemberian penghargaan (Moore dan Boehm, 2009) dan efek lokomotor stimulan (Boehm et al., 2002) dari etanol. Selain itu, reseptor nikotinik kolinergik pada bagian anterior terlibat dalam peningkatan kadar dopamin akumbal yang disebabkan oleh etanol (Ericson et al., 2008). Oleh karena itu, terlepas dari profil yang berbeda dari bagian-bagian ini, ada kemungkinan bahwa perubahan yang terlihat pada kelompok EtOH_Low di bagian anterior dapat dikaitkan dengan proses pemberian hadiah. Kokain kronis tetapi tidak morfin kronis atau paparan stres kronis meningkatkan DeltaFosB di daerah ventral tegmental, khususnya pada populasi sel asam gamma-aminobutyric (GABA) (Perrotti et al., 2005). Fakta ini bisa menjelaskan tingkat normal FosB / DeltaFosB selama penarikan yang ditemukan di daerah tegmental ventral dari tikus EtOH_High, terlepas dari pengalaman stres tinggi yang diduga dalam periode ini. Selain itu, data ini menguatkan, setidaknya sebagian, hipotesis bahwa peningkatan ekspresi FosB / DeltaFosB di seluruh penarikan di EtOH_Low dapat dikategorikan sebagai respon adaptif.

Perbedaan individu yang diamati selama masa transisi dari penggunaan rekreasi menjadi kecanduan narkoba sangat luar biasa (Flagel et al., 2009, George dan Koob, 2010 dan Swendsen dan Le Moal, 2011). Sebagai akibatnya, sangat penting untuk mempelajari fitur neurobiologis terkait dengan variabilitas individu. Sensitisasi perilaku adalah model hewan yang biasa digunakan untuk menyelidiki fitur neurobiologis dari kecanduan obat. Dasar dari model ini adalah bahwa efek subjektif dari obat meningkat sepanjang paparan berulang mereka. Setelah diperoleh, sensitisasi lokomotor tahan lama dan berada dalam hubungan temporal langsung dengan perubahan morfologis dan neurokimiawi di jalur mesolimbik dan beberapa nukleus ensefal yang berkaitan dengan emosi dan perilaku motorik (Robinson dan Kolb, 1999 dan Vanderschuren dan Pierce, 2010). Studi perintis yang dilakukan oleh Masur dan dos Santos (1988) menunjukkan bahwa ada variabilitas perilaku yang besar pada tikus Swiss yang outbred mengenai sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol. Sejak saat itu penelitian lain telah menunjukkan korelasi penting antara fitur neurokimia dan variabilitas perilaku, terutama yang terkait dengan dopaminergik (Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012 dan Souza-Formigoni et al., 1999) dan sistem glutamatergic (Quadros et al., 2002a dan Quadros et al., 2002b). Selain itu, penelitian sebelumnya dari laboratorium kami menggunakan paradigma sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol menunjukkan bahwa tikus yang peka (tetapi tidak peka) menunjukkan peningkatan yang luar biasa pada reseptor cannabinoid tipe 1 (CB1R) selama periode penarikan (Coelhoso et al., 2013). Di sini kami mengidentifikasi berbagai pola ekspresi FosB / DeltaFosB selama penarikan antara kelompok EtOH_High dan EtOH_Low.

Untuk meringkas, variabilitas perilaku diamati dalam fase akuisisi sensitisasi lokomotor yang diinduksi etanol disertai dengan plastisitas neuron yang berbeda selama periode penarikan. Menariknya, hasil kami menunjukkan bahwa pola yang berbeda dari ekspresi FosB / DeltaFosB terdeteksi pada tikus yang peka dan tidak peka lebih terkait dengan periode penarikan daripada paparan obat kronis, mungkin karena toleransi transkripsi FosB / DeltaFosB yang diinduksi oleh obat.

Berikut ini adalah data tambahan terkait dengan artikel ini.

Referensi

• Nikulina et al., 2012
• EM Nikulina, MJ Lacagnina, S. Fanous, J. Wang, RP Hammer Jr.
• Kekalahan sosial yang terputus-putus meningkatkan ko-ekspresi expressionFosB / BDNF mesokortikolimbik dan secara terus-menerus mengaktifkan neuron kortikotegmental: implikasi untuk kerentanan terhadap psikostimulan
• Ilmu saraf, 212 (2012), hlm. 38 – 48
• Artikel

  |

   PDF (1552 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (12)
•  
• Vialou et al., 2012
• V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie, et al.
• Faktor respons serum dan protein pengikat elemen respons cAMP keduanya diperlukan untuk induksi kokain ΔFosB
• J Neurosci, 32 (2012), hlm. 7577 – 7584
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (17)
• Vanderschuren dan Pierce, 2010
• LJ Vanderschuren, RC Pierce
• Proses sensitisasi dalam kecanduan narkoba
• Curr Top Behav Neurosci, 3 (2010), hlm. 179 – 195
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (53)
• Vanderschuren dan Kalivas, 2000
• LJ Vanderschuren, PW Kalivas
• Perubahan pada transmisi dopaminergik dan glutamatergik dalam induksi dan ekspresi kepekaan terhadap perilaku: tinjauan kritis studi praklinis
• Psikofarmakologi (Berl), 151 (2000), hlm. 99 – 120
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (884)
• Swendsen dan Le Moal, 2011
• J. Swendsen, M. Le Moal
• Kerentanan individu terhadap kecanduan
• Ann NY Acad Sci, 1216 (2011), hlm. 73 – 85
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (35)
• Souza-Formigoni et al., 1999
• ML Souza-Formigoni, EM De Lucca, DC Hipólide, SC Enns, MG Oliveira, JN Nobrega
• Sensitisasi terhadap efek stimulan etanol dikaitkan dengan peningkatan ikatan reseptor D2 yang terlokalisasi
• Psikofarmakologi, 146 (1999), hlm. 262 – 267
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (54)
• Solecki et al., 2008
• W. Solecki, T. Krowka, J. Kubik, L. Kaczmarek, R. Przewlocki
• Peran fosB dalam perilaku yang terkait dengan penghargaan morfin dan memori spasial
• Behav Brain Res, 190 (2008), hlm. 212 – 217
• Artikel

  |

   PDF (328 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (7)
• Sim-Selley et al., 2011
• LJ Sim-Selley, MP Cassidy, A. Sparta, V. Zachariou, EJ Nestler, DE Selley
• Efek dari ekspresi berlebih BFosB pada pensinyalan yang dimediasi reseptor opioid dan kanabinoid dalam nucleus accumbens
• Neurofarmakologi, 61 (2011), hlm. 1470 – 1476
• Artikel

  |

   PDF (446 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (10)
• Ryabinin dan Wang, 1998
• AE Ryabinin, YM Wang
• Pemberian alkohol berulang secara berbeda mempengaruhi imunoreaktivitas protein c-Fos dan FosB pada tikus DBA / 2 J
• Res Klinik Clin Exp, 22 (1998), hlm. 1646 – 1654
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (33)
• Rodd-Henricks et al., 2000
• ZA Rodd-Henricks, DL McKinzie, RS Crile, JM Murphy, WJ McBride
• Heterogenitas regional untuk pemberian etanol intrakranial secara mandiri dalam area tegmental ventral tikus Wistar betina
• Psikofarmakologi (Berl), 149 (2000), hlm. 217 – 224
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (130)
• Rodd et al., 2010
• ZA Rodd, RL Bell, SM Oster, JE Toalston, TJ Pommer, WJ McBride, et al.
• Reseptor serotonin-3 di daerah tegmental ventral posterior mengatur pemberian sendiri etanol dari tikus yang lebih menyukai alkohol (P)
• Alkohol, 44 (2010), hlm. 245 – 255
• Artikel

  |

   PDF (604 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (19)
• Rodd et al., 2004
• ZA Rodd, RI Melendez, RL Bell, KA Kuc, Y. Zhang, JM Murphy, et al.
• Pemberian etanol secara mandiri intrakranial di dalam area tegmental ventral tikus Wistar jantan: bukti keterlibatan neuron dopamin
• J Neurosci, 24 (2004), hlm. 1050 – 1057
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (111)
• Robinson dan Kolb, 1999
• TE Robinson, B. Kolb
• Perubahan dalam morfologi dendrit dan duri dendritik pada nucleus accumbens dan prefrontal cortex setelah perawatan berulang dengan amphetamine atau kokain
• Eur J Neurosci, 11 (1999), hlm. 1598 – 1604
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (427)
• Quadros et al., 2002b
• IM Quadros, JN Nóbrega, DC Hipolide, EM de Lucca, ML Souza-Formigoni
• Kecenderungan diferensial untuk sensitisasi etanol tidak terkait dengan perubahan ikatan pada reseptor D1 atau transporter dopamin di otak tikus.
• Addic Biol, 7 (2002), hlm. 291 – 299
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (21)
• Quadros et al., 2002a
• IM Quadros, Hipólide DC, R. Frussa Filho, EM De Lucca, JN Nóbrega, ML Souza-Fomigoni
• Resistensi terhadap sensitisasi etanol dikaitkan dengan peningkatan pengikatan reseptor NMDA di area otak tertentu
• Eur J Pharmacol, 442 (2002), hlm. 55 – 61
• Artikel

  |

   PDF (128 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (36)
• Phillips et al., 1997
• TJ Phillips, AJ Roberts, CN Lessov
• Sensitisasi perilaku terhadap etanol: genetika dan efek stres
• Pharmacol Biochem Behav, 57 (1997), hlm. 487 – 493
• Artikel

  |

   PDF (186 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (101)
• Perrotti et al., 2008
• LI Perrotti, Penenun RR, B. Robison, W. Renthal, I. Labirin, S. Yazdani, et al.
• Pola yang berbeda dari induksi DeltaFosB di otak oleh obat-obatan pelecehan
• Sinaps, 62 (2008), hlm. 358 – 369
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (79)
• Perrotti et al., 2004
• LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman, et al.
• Induksi deltaFosB dalam struktur otak yang berhubungan dengan hadiah setelah stres kronis
• J Neurosci, 24 (2004), hlm. 10594 – 10602
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (148)
• Perrotti et al., 2005
• LI Perrotti, CA Bolaños, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery, et al.
• DeltaFosB terakumulasi dalam populasi sel GABAergik di ekor posterior daerah tegmental ventral setelah pengobatan psikostimulan
• Eur J Neurosci, 21 (2005), hlm. 2817 – 2824
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (85)
• Ohnishi et al., 2011
• YN Ohnishi, YH Ohnishi, M. Hokama, H. Nomaru, K. Yamazaki, Y. Tominaga, et al.
• FosB sangat penting untuk peningkatan toleransi stres dan memusuhi kepekaan alat gerak oleh ΔFosB
• Biol Psikiatri, 70 (2011), hlm. 487 – 495
• Artikel

  |

   PDF (2016 K)

  |

  Lihat Catatan di Scopus

   | 

  Mengutip artikel (13)
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  

• Vialou et al., 2010
• V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington III, DM Dietz, YN Ohnishi, et al.
• DeltaFosB di sirkuit imbalan otak memediasi ketahanan terhadap stres dan respons antidepresan
• Nat Neurosci, 13 (2010), hlm. 745 – 752
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (141)
•  
• Zachariou et al., 2006
• V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz, et al.
• Peran penting untuk DeltaFosB dalam nukleus accumbens dalam aksi morfin
• Nat Neurosci, 9 (2006), hlm. 205 – 211
• Lihat Catatan di Scopus

  |

  Teks Penuh melalui CrossRef

   | 

  Mengutip artikel (138)

•  
• Penulis korespondensi di: Rua Cesário Mota Jr, 61, 12 andar, São Paulo, SP 01221-020, Brazil. Tel./fax: + 55 11 33312008.
• 1
• Para penulis ini sama-sama berpartisipasi dalam penelitian ini.