Gedrag Brain Res. Auteur manuscript; beschikbaar in PMC 2015 Jun 5.
Gepubliceerd in definitief bewerkte vorm als:
Gedrag Brain Res. 2014 apr 1; 262: 101-108.
Gepubliceerd online 2014 Jan 7. doi: 10.1016 / j.bbr.2013.12.014
PMCID: PMC4457313
NIHMSID: NIHMS554276
Abstract
Deze studie bepaalde de effecten van toediening van nicotine door adolescenten op de voorkeur van volwassen alcohol bij ratten die een hoge of lage gedragsreactiviteit vertonen voor een nieuwe omgeving, en vastgesteld of nicotine ΔFosB veranderde in het ventrale striatum (vStr) en de prefrontale cortex (PFC) onmiddellijk na toediening van het geneesmiddel of nadat de ratten volwassen waren geworden.
Dieren werden gekenmerkt door het vertonen van hoge (HLA) of lage (LLA) locomotorische activiteit in het nieuwe open veld op dag na de geboorte (PND) 31 en kregen injecties van zoutoplossing (0.9%) of nicotine (0.56 mg vrije base / kg) van PND 35 -42. Ethanol-geïnduceerde geconditioneerde plaatsvoorkeur (CPP) werd beoordeeld op PND 68 na 8 dagen conditionering in een bevooroordeeld paradigma; ΔFosB werd gemeten op PND 43 of PND 68. Na blootstelling aan nicotine bij adolescenten, HLA-dieren vertoonden een CPP indien geconditioneerd met ethanol; LLA-dieren werden niet beïnvloed. Verder verhoogde blootstelling aan nicotine bij volwassenen gedurende 8-dagen de niveaus van ΔFosB in limbische regio's in zowel HLA- als LLA-ratten, maar deze toename hield alleen aan in volwassenheid bij LLA-dieren.
De resultaten wijzen erop dat blootstelling aan nicotine door adolescenten de vestiging van een ethanol-CPP in HLA-ratten vergemakkelijkt en dat aanhoudende verhogingen in ΔFosB niet noodzakelijk of voldoende zijn voor de oprichting van een ethanol-CPP op volwassen leeftijd. Deze studies onderstrepen het belang van het beoordelen van gedragsfenotype bij het bepalen van de gedrags- en cellulaire effecten van blootstelling aan nicotine bij adolescenten.
1. Inleiding
Talrijke studies hebben aangetoond dat hoge nieuwheidsbenaderingen en exploratie geassocieerd zijn met een verhoogde gevoeligheid voor geneesmiddelbeloning [1-8]. Van adolescenten is aangetoond dat ze meer naar nieuwe dingen zoeken en exploreren dan volwassenen [9-11], en verschillende rapporten tonen aan dat adolescenten vaker dan volwassenen verslaven bij het starten van drugsgebruik [12-18]. Zo kunnen adolescenten gevoeliger zijn voor de versterkende en belonende effecten van misbruikte geneesmiddelen, en adolescenten met een hoog sensatiezoekend profiel kunnen de meest kwetsbare populatie vertegenwoordigen.
De twee drugs die het meest worden gebruikt door adolescenten zijn nicotine en alcohol [19, 20], en er zijn aanwijzingen dat het gebruik van nicotine invloed heeft op alcoholgebruik. Roken en drinkgedrag komen vaak samen voor, waarbij de frequentie van elk gedrag dat verband houdt met de frequentie van de andere [21]. Grant [22] meldde dat bijna 29% van personen die beginnen te roken vóór de leeftijd van 14 alcoholafhankelijk worden en 8% tijdens hun leven alcoholverslaafden wordt. Verder wordt 19% van degenen die beginnen met roken tussen 14 en 16 alcoholafhankelijk, met 7% van deze personen die overgaan tot alcoholmisbruik. Interessant is dat individuen die niet beginnen met roken tot het 17-jaar de helft minder alcoholverslaafd of verslaafd wordt. Aldus is vroegtijdig roken een sterke voorspeller van drinkgedrag gedurende het hele leven en alcoholverslaving en -misbruik [22].
Er is aangetoond dat blootstelling aan nicotine in de adolescentie de lonende effecten van verschillende geneesmiddelen bij volwassen proefdieren, waaronder nicotine, cocaïne en diazepam [23-26]. Verder, Riley et al. [27] toonde aan dat de toediening van nicotine aan muizen tijdens de adolescentie, maar niet op volwassen leeftijd, de gevoeligheid voor ethanolonttrekking toen gemeten op volwassen leeftijd verhoogt, en suggereerde dat adolescentie een kritische periode van gevoeligheid voor nicotine vertegenwoordigt die resulteert in veranderingen in de hersenen die blijven bestaan in de volwassenheid. Dit idee wordt ondersteund door verschillende onderzoeken die aantonen dat blootstelling van adolescenten aan nicotine leidt tot een anxiogene toestand op volwassen leeftijd [28-30]. Het is mogelijk dat blijvende veranderingen na blootstelling aan nicotine bij adolescenten de transcriptiefactor ΔFosB inhouden, waarvan is aangetoond dat het aanhoudende sensibilisatie van de mesolimbische route produceert en gevoeligheid verhoogt voor de motivatie-eigenschappen van verschillende drugsmisbruik, waaronder alcohol [31-34], en waarvan de overexpressie in het limbisch systeem de voorkeuren van geneesmiddelen verbetert [31, 35]. Interessant is dat adolescente dieren grotere toenamen vertonen dan volwassenen in ΔFosB in de nucleus accumbens (NAcc) als reactie op de toediening van cocaïne of amfetamine [36]; het effect van toediening van nicotine tijdens de adolescentie op ΔFosB is niet onderzocht. Omdat adolescente dieren verhoogde regulatie van ΔFosB ten opzichte van volwassenen vertonen in reactie op misbruikte geneesmiddelen, kunnen ze gevoeliger zijn voor belonende stimuli na herhaalde blootstelling dan op vergelijkbare wijze blootgestelde volwassenen. Dit idee wordt ondersteund door onderzoeken die aangeven dat adolescente ratten die een door nicotine geïnduceerde plaatsbepaling (CPP) na plaatsing van 4-injecties vertonen, een toename in FosB-immunoreactiviteit vertonen (de ΔFosB-splitsingsvariant werd niet specifiek gemeten) in het ventrale tegmentale gebied (VTA), NAcc en prefrontale cortex (PFC) direct na gedragstesten [37].
Ondanks het bewijs dat adolescentie een periode is van toegenomen sensatiezoekend en eerste drugsgebruik, is dat nicotinegebruik gekoppeld aan een verhoogd ethanolgebruik en dat een verhoogde gevoeligheid voor misbruiktegen drugs geassocieerd is met ΔFosB-accumulatie [31], de impact van blootstelling aan nicotine bij adolescenten op ΔFosB-niveaus en de langetermijngevolgen daarvan voor ethanolbeloning zijn onduidelijk. Daarom heeft deze studie: 1) de effecten van toediening van nicotine door adolescenten op de voorkeur van volwassen alcohol bij ratten tijdens de adolescentie bepaald door hun gedragsreactiviteit tot een nieuwe omgeving, namelijk hoge of lage locomotorische activiteit; en 2) vastgesteld of nicotine ΔFosB in het ventrale striatum (vStr) en PFC van deze dieren veranderde onmiddellijk na toediening in de adolescentie of nadat de ratten volgroeid waren tot in de volwassenheid.
2. methoden
2.1-materialen
Ethanol werd verkregen van AAPER Alcohol and Chemical Company (Shelbyville, KY). Alle andere reagentia werden gekocht van Sigma-Aldrich Life Sciences (St. Louis, MO) tenzij anders aangegeven.
2.2 onderwerpen
Het mannelijke en vrouwelijke nageslacht (n = 89) van getimede zwangere ratten (n = 10) werden als proefpersonen gebruikt; de dag van geboorte werd gedefinieerd als dag na de geboorte 0 (PND 0). Om een gelijkaardige ontwikkeling over nesten te garanderen, werden alle nesten geruimd naar 10-12-pups (5-6-mannetjes / 5-6-vrouwtjes) op PND 1, en bleven ze gehuisvest met hun respectievelijke moederdieren tot PND 21, op dat moment werden de dieren gespeend en gehuisvest in groepen van hetzelfde geslacht van 3 in standaardpolypropyleenkooien met maïskolfmatrassen. Alle dieren werden gehuisvest aan de Universiteit van Zuid-Florida in een temperatuur- en vochtigheidsgestuurd vivarium op een 12: 12-uur licht-donkercyclus (7 am / 7 pm). Experimenten werden uitgevoerd tijdens de lichte fase en de verzorging en het gebruik van dieren was in overeenstemming met de richtlijnen van de Institutional Animal Care and Use Committee en de National Institutes of Health Guide for Care and Use of Laboratory Animals. In overeenstemming met deze richtlijnen gebruikten experimenten het minste aantal dieren per groep dat nodig was om zinvolle gegevens te verkrijgen.
2.3 Karakterisatie van reactiviteit van gedrag naar een nieuwe omgeving
Locomotorische activiteit werd gebruikt om de gedragsreactiviteit van ratten in een nieuwe omgeving te karakteriseren. Om dit te bereiken, werden op PND 31 dieren uit hun thuissysteem verwijderd en geplaatst in een cirkelvormige arena (100 cm diameter) onder matige verlichting (20 lux) voor 5 min. De totale afstand verplaatst (TDM) werd automatisch opgenomen met een videocamera en geanalyseerd met behulp van EthoVision-software (Noldus Information Technology, Leesburg, VA) zoals beschreven [38]. Dieren werden geclassificeerd als vertonen een hoge (HLA) of lage (LLA) locomotorische activiteit in het nieuwe open veld met behulp van een mediane split-strategie, waarbij de eerste activiteit vertoont in het bovenste 50%, en de laatste in het lagere 50% ten opzichte van hun nestgenoten [4].
2.4 Nicotine-injecties
Dieren ontvingen eenmaal daags injecties (sc) van fosfaatgebufferde zoutoplossing (PBS, 0.9%) of nicotine waterstofbitartraat in PBS (0.56 mg vrije base nicotine / kg) voor 4- of 8-dagen beginnend op PND 35. Het is aangetoond dat deze dosis nicotine de reactie op geconditioneerde stimuli [39, 40] en verhoog breekpunten voor versterkte antwoorden [41] wat aangeeft dat het lonend en versterkend is, en werd gebruikt in een eerdere studie van adolescenten [38]. Voor elke injectie werden dieren in hun kooi naar een slecht verlichte procedurekamer vervoerd, in een nieuwe kooi geplaatst met vers strooisel, ingespoten en teruggebracht naar hun huiskooi.
2.5 Conditioned Place Preference (CPP)
Voor CPP-metingen ontvingen ratten injecties van nicotine van PND 35-42 en 18 dagen na de laatste injectie van nicotine, op PND 60, dieren (n = 40; 4-5 per groep) kregen vrije toegang tot twee onderling verbonden plexiglaskamers (elke kamer: 21 cm breed × 18 cm lang × 21 cm hoog) met duidelijke visuele (verticale of horizontale zwarte en witte strepen) en tactiele aanwijzingen (gerubberde of schuurpapier vloeren) voor drie 5 min. intervallen. De gemiddelde tijd die aan elke zijde van het apparaat werd doorgebracht, werd gebruikt om de basiskamer-voorkeur voor elk dier te bepalen. Hoewel elk dier bij de basislijn een zijvoorkeur vertoonde, was er binnen de populatie geen neiging dat een specifieke kamer de voorkeur had. Gedurende de volgende 8-dagen, van PND 61 tot 68, werd een bevooroordeeld conditioneringsparadigma gebruikt waarbij dieren werden getraind om de niet-voorkeurkamer te associëren met de subjectieve effecten van ethanol. Voor conditionering ontving elk dier een injectie van ethanol (17%; 1.0 g / kg, ip) en werd vervolgens opgesloten voor de aanvankelijk niet-voorkeurkamer voor 15 min. Er is aangetoond dat deze dosis en ethanolconcentratie tijdens de late adolescentie een CPP bepalen [42] en om dopamine in de NAcc van adolescente en jonge volwassen dieren significant te verhogen [43, 44]. Controledieren waren beperkt tot 15 min tot de initieel niet-voorkeurkamer na een injectie van zoutoplossing (0.9%, ip). Zowel met ethanol geconditioneerde als controledieren kregen zoutoplossinginjecties voordat ze elke dag werden opgesloten tot de aanvankelijk de voorkeur genietende kamer voor 15 min elke dag. Aldus ontving elk dier 2-trainingssessies per dag, één voor de aanvankelijk niet-geprefereerde en één voor de voorkeurskamer. De volgorde van deze sessies werd op elke dag afgewisseld en vond plaats in de ochtend en de middag, gescheiden door ten minste 5-uren. Op PND 69, ongeveer 16-18 uren na de laatste trainingssessie, kregen dieren gratis toegang tot beide kamers voor 5 min. De tijd doorgebracht in elke kamer werd gemeten om de CPP te beoordelen. Een voorkeursscore werd berekend door de tijd doorgebracht in de aanvankelijk de voorkeur verdienende kamer af te trekken van de tijd doorgebracht in de aanvankelijk niet-voorkeurkamer.
2.6 Western Blot-analyses
Voor immunoblot-analyses werden ratten snel onthoofd en de vStr en PFC isoleerden 24 uur na respectievelijk de 4th- of 8th-nicotine-injectie op PND 39 of 43, (n = 32; 4 per groep) of 26-dagen na de 8th-injectie op PND 69 (n = 16; 4 per groep), overeenkomend met de dag waarop de CPP werd beoordeeld in een afzonderlijke groep dieren. Weefsel werd snel bevroren op droog ijs en bewaard bij -80 ° C totdat het werd gehomogeniseerd zoals beschreven [38]. Eiwitten werden gescheiden door natriumdodecylsulfaat polyacrylamidegelelektroforese (10% polyacrylamide) en elektroforetisch overgebracht op polyvinylideenfluoride membranen. De membranen werden gedurende 1 uur geblokkeerd in Tris-gebufferde zoutoplossing met 0.1% Tween 20 en 5% niet-vette droge melk. Vervolgens wordt primair antilichaam [FosB (5G4) #2251, 1: 4000; Cell Signalling, Danvers, MA], dat robuuste labeling van ΔFosB [45], werd toegevoegd in een blokkerende oplossing en de membranen werden overnacht geïncubeerd bij 4 ° C. Zestien uur later werden de membranen gewassen en geïncubeerd met secundair antilichaam [geit anti-konijn IgG-HRP, 1: 2000, Santa Cruz Biotechnology, Inc., Santa Cruz, CA] in blokkerende oplossing voor 1 uur bij kamertemperatuur, en signalen gevisualiseerd met behulp van verbeterde chemiluminescentie. Na immunodetectie werden blots gestript, geblokkeerd en geïncubeerd met een primair antilichaam gericht tegen p-tubuline [H-235, Santa Cruz Biotechnology, Inc., 1: 16,000] als een ladingscontrole. De 35 / 37 kDa-band die AFosB en de 50 kDa-band overeenkomend met (3-tubuline vertegenwoordigde, werd op elke blot gekwantificeerd met behulp van een densitometer en Un-Scan-It gel-digitaliserende software (Silk Scientific Inc., Orem, Utah). De optische dichtheid van de eerstgenoemde was voor elk monster genormaliseerd naar de laatste en de resultaten worden uitgedrukt als percentage van overeenkomstige zoutcontroles op elke blot om variabiliteit over blots te elimineren.
2.7 statistische analyses
Een 4-factor variantieanalyse (ANOVA) werd gebruikt om de effecten op CPP [(mannelijk of vrouwelijk) × (HLA of LLA) × (blootstelling aan zoutoplossing of nicotine) × (conditionering met zoutoplossing of ethanol)] te bepalen en de test van Tukey werd post-hoc gebruikt om significante verschillen tussen groepen vast te stellen. Een 3-factor ANOVA werd gebruikt om verschillen in ΔFosB tussen mannelijke en vrouwelijke HLA- en LLA-dieren [(mannelijk of vrouwelijk) × (HLA of LLA) × (zoutoplossing of nicotine)] te bepalen met de Student's t-test die post-hoc werd uitgevoerd om verschillen tussen groepen. Een niveau van p <0.05 werd aanvaard als bewijs voor een significant effect. Omdat de steekproefomvang in deze onderzoeken klein was, leidde dit tot een verminderde statistische power, effectgrootte
3. Resultaten
3.1 Gedrag Reactiviteit voor een nieuwe omgeving
De locomotorische activiteit van adolescente ratten in een nieuw open veld voor 5 min is weergegeven in Figuur 1. De TDM was normaal verdeeld (Kolmogorov-Smirnov D = 0.083, p> 0.05), waarbij dieren een bewegingsbereik vertoonden tussen 4339 en 7739 cm / 5 min. De mediane TDM was 5936 cm / 5 min met één dier bij de mediaan (weergegeven in de grijze cirkel), die uit verder onderzoek werd verwijderd. De TDM voor HLA- en LLA-groepen was significant verschillend [t (86) = 12.15, p <0.05; Cohen's D = 2.56] met een TDM van 6621 TDM ± 71 cm / 5 min voor HLA-dieren en 5499 ± 59 cm / 5 min voor LLA-dieren. Dieren werden systematisch toegewezen aan experimentele groepen op basis van gedragsreactiviteit op de nieuwe omgeving om ervoor te zorgen dat alle groepen gelijkwaardigheid vertoonden in nieuwe open-veldactiviteit en gelijke aantallen HLA- en LLA-dieren bevatten (Tabel 1). Verder werden aan elke groep niet meer dan 1 reuen en 1-reuen uit een bepaald nest toegewezen.
3.2 Ethanol CPP in volwassenheid na blootstelling aan nicotine tijdens de adolescentie
De eerste reeks experimenten bepaalde of blootstelling aan nicotine tijdens de adolescentie de kwetsbaarheid voor de belonende effecten van alcohol op volwassen leeftijd verhoogde en stelde vast of de reacties afhankelijk waren van de gedragsreactiviteit van de ratten voor een nieuwe omgeving. Na classificatie van ratten als HLA of LLA, kregen dieren injecties van zoutoplossing of nicotine van PND 35-42, en CPP tot ethanol werd bepaald wanneer ratten jonge volwassenen waren op PND 69. Resultaten worden getoond in Figuur 2. ANOVA duidde op een significante 3-weg interactie tussen nieuwe open veld activiteit (HLA of LLA), nicotineblootstelling en ethanolconditionering [F (1,19) = 5.165, p <0.05], met een waargenomen kracht van 0.578 en een geschat effect grootte
3.3 ΔFosB in adolescentie tijdens herhaalde blootstelling aan nicotine
Omdat verhogingen in ΔFosB in limbische structuren de voorkeur voor geneesmiddelen [15,16], experimenten bepaalden of blootstelling aan nicotine bij adolescenten een differentieel effect had op de niveaus van deze transcriptiefactor in vStr en PFC van HLA- en LLA-ratten. Na de gedragsclassificatie kregen mannelijke en vrouwelijke ratten injecties van zoutoplossing of nicotine voor 4- of 8-dagen vanaf PND 35. Hersenstalen werden geïsoleerd 24 uren na de laatste injectie op respectievelijk PND 39 of 43 en onderworpen aan Western immunoblotanalyses. Resultaten van ΔFosB-metingen in de vStr (Figuur 3) wezen op een significant hoofdeffect van zowel het aantal dagen van injecties [F (1, 16) = 4.542, p <0.05;
3.4 ΔFosB in volwassenheid na blootstelling aan nicotine tijdens de adolescentie
Om te bepalen of de nicotine-geïnduceerde verhogingen in ΔFosB waargenomen tijdens de adolescentie aanhield gedurende de jongvolwassenheid, volgens de gedragsclassificatie van ratten, kregen dieren injecties met zoutoplossing of nicotine gedurende 8-dagen van PND 35-42 en 27 dagen later op PND 69, de vStr en PFC werden geïsoleerd en AFosB gekwantificeerd. Resultaten van ΔFosB-metingen in de vStr (Figuur 4) wezen op een significant hoofdeffect van beide fenotypes [F (1, 16) = 14.349, p <0.05;
4. Discussie
De huidige studie toont aan dat blootstelling aan nicotine tijdens de adolescentie verschillende effecten heeft op ethanol CPP en veranderingen in ΔFosB in limbische regio's van ratten met verschillende gedragsreactiviteiten naar een nieuwe omgeving. Adolescente nicotineblootstelling vergemakkelijkte de vestiging van een ethanol CPP op volwassen leeftijd alleen bij dieren die een hoge locomotorische activiteit vertoonden in de nieuwe omgeving in de adolescentie. Verder, hoewel blootstelling aan adolescente nicotine de niveaus van ΔFosB verhoogde in de vStr en PFC na 8-dagen van toediening, bleef deze toename tot in de volwassenheid alleen bestaan bij dieren die lage locomotorische activiteit vertoonden in een nieuwe omgeving.
Resultaten wijzen er dus op dat de effecten van blootstelling aan nicotine door adolescenten op ethanol-CPP op volwassen leeftijd afhangen van het gedragsfenotype van de dieren, en suggereren dat aanhoudende verhogingen in ΔFosB in limbische regio's niet noodzakelijk of voldoende zijn om een ethanol-CPP op volwassen leeftijd te vergemakkelijken.
De bevinding dat blootstelling aan nicotine bij volwassenen een CPP naar ethanol in volwassenheid vergemakkelijkt bij HLA-dieren is in overeenstemming met de bevindingen dat personen met verhoogde gedragsreactiviteit voor nieuwe stimuli een grotere gevoeligheid vertonen voor de belonende effecten van misbruikte verbindingen dan personen met lagere reactiviteit [1-8]. Er moet echter worden opgemerkt dat een CPP kan worden geproduceerd door de versterking van specifieke gedragingen tijdens conditionering of het gevolg zijn van geconditioneerde effecten van geneesmiddelen [47], en dus moet voorzichtigheid worden betracht bij het interpreteren van CPP-resultaten als indicatie voor verhoogde medicijnbeloning. Inderdaad, Smith et al. [48] verhoogde de inname van ethanol bij volwassen Sprague-Dawley-ratten na blootstelling aan nicotine bij adolescenten niet, wat suggereert dat de lonende eigenschappen van ethanol niet veranderd zijn door eerdere ervaring met nicotine. Deze auteurs gebruikten echter een continu belichtingsparadigma gedurende 21-dagen en maakten geen onderscheid tussen dieren op basis van voortbewegingsactiviteit in een nieuwe omgeving. De resultaten van de huidige studie suggereren dat de consequenties van dagelijkse injecties van nicotine kunnen verschillen van die van continue blootstelling aan nicotine en tonen aan hoe belangrijk het is om onderscheid te maken tussen HLA- en LLA-ratten, een onderscheid dat met name van belang kan zijn bij het bestuderen van adolescenten. Hoewel veel onderzoekers hebben gemeld dat de adolescente bevolking gevoeliger kan zijn voor de belonende en versterkende effecten van drugs [49-51], weerspiegelt deze waarneming waarschijnlijk de neiging tot ontwikkeling van adolescenten om kenmerken van HLA-dieren te bezitten [10]. Studies in de menselijke populatie hebben inderdaad aangetoond dat sensatiezoekende pieken tijdens de adolescentie nadien afnemen en dat degenen die adolescente sensaties behouden, het meeste kans hebben om alcoholgebruik te escaleren [52].
Resultaten die wijzen op een differentieel effect van blootstelling aan nicotine bij adolescenten op ΔFosB in de hersenen van HLA- en LLA-ratten onderstrepen de inherente verschillen tussen deze groepen dieren. De resultaten tonen een duidelijke toename van de ΔFosB-niveaus in de vStr en PFC van beide groepen ratten na de 8-dagen van blootstelling aan nicotine bij adolescenten, maar dit effect hield alleen in volwassenheid aan in de hersenen van LLA-ratten. Soderstrom et al. [53] aangetoond dat 10-dagen van blootstelling aan nicotine (0.4 mg / kg, ip) van PND 34-43 de FosB-immunoreactiviteit verhoogden in de NAcc op 37-dagen na de laatste nicotine-injectie, maar deze auteurs meten niet specifiek AFosB of kenmerken het gedragsfenotype van de dieren. Resultaten die aangeven dat verlengde verhogingen in ΔFosB na blootstelling aan nicotine bij adolescenten alleen voorkomen bij LLA-adolescenten suggereren dat LLA-adolescenten meer "volwassen" zijn dan hun HLA-tegenhangers. Inderdaad, een verlengde verhoging van ΔFosB na toediening van het geneesmiddel is herhaaldelijk aangetoond bij volwassen dieren [31, 33, 34].
Er werd verwacht dat HLA-dieren die tijdens de adolescentie aan nicotine waren blootgesteld, zowel een door ethanol geïnduceerde CPP op volwassen leeftijd zouden aantonen als een aanhoudende verhoging van ΔFosB die vermoedelijk de beloningsroutes gevoelig maakte. De resultaten wijzen er echter op dat aanhoudende verhogingen in ΔFosB na blootstelling aan nicotine bij adolescenten niet nodig of voldoende zijn voor de oprichting van een ethanol-CPP op volwassen leeftijd. Omdat het vooringenomen CPP-paradigma dat in dit onderzoek wordt gebruikt, gevoelig is voor de anxiolytische effecten van ethanol [54, 55], kan de door ethanol geïnduceerde CPP die wordt waargenomen na blootstelling aan nicotine bij adolescenten worden gemedieerd door veranderingen in de gevoeligheid voor de anxiolytische effecten van ethanol, in plaats van het resultaat van een gesensibiliseerde beloningsroute. Volwassen dieren die tijdens de adolescentie aan nicotine zijn blootgesteld, vertonen een verhoogde gevoeligheid voor stress en angst op volwassen leeftijd, zoals blijkt uit een verhoogd corticosteron [28], verminderde verkenning van het nieuwe open veld en verminderde tijd in de open armen van het verhoogde plus doolhof [29, 30]. Het lijkt dus waarschijnlijk dat volwassen dieren blootgesteld aan nicotine als adolescenten een ethanol-CPP kunnen vertonen in een bevooroordeeld paradigma als een gevolg van de anxiolytische eigenschappen van ethanol. Interessant is dat dieren die een verhoogde ΔFosB-expressie vertonen, minder gevoelig kunnen zijn voor stress en angst, zoals blijkt uit de toegenomen tijd doorgebracht in de open armen van het verhoogde plus doolhof [56], verhoog de zwemtijd in de Porsolt geforceerde zwemproef [56], toegenomen veerkracht na sociale nederlaag stress [57] en een verminderde corticosteronrespons op beperking van de druk [58]. Dus, nicotine-blootgestelde LLA-dieren, die aanhoudende AFosB-expressie vertonen als volwassenen, vinden mogelijk niet de anxiolytische effecten van ethanolbeloning, en als een consequentie, slagen ze er niet in om een CPP in het bevooroordeelde paradigma te vertonen. Ethanol-geïnjecteerde LLA-dieren vertoonden inderdaad een grote reductie (D = 0.80) in de tijd doorgebracht aan de aan ethanol gepaarde zijde in vergelijking met zoutoplossing-geïnjecteerde LLA-dieren, hetgeen wijst op een ethanol-geïnduceerde geconditioneerde plaatsaversie. Verdere studies zijn nodig om de verschillen tussen HLA- en LLA-dieren in angstig gedrag en stressgevoeligheid na blootstelling aan nicotine door adolescenten te bevestigen.
Hoewel er geen statistisch significante verschillen werden waargenomen tussen mannelijke en vrouwelijke dieren, waren er enkele matige tot grote geslachtsgerelateerde effecten. ΔFosB-metingen in de PFC waren ongeveer 25% lager bij mannelijke adolescenten dan hun vrouwelijke tegenhangers na 4-zoutoplossinginjecties, en ongeveer 19% hoger bij mannelijke dan vrouwelijke adolescenten na 4 nicotine-injecties, wat suggereert dat adolescente mannen een toename in ΔFosB kunnen vertonen na minder blootstellingen nicotine dan adolescente vrouwtjes. Bovendien waren ΔFosB-metingen 15-17% hoger in de vStr en PFC van volwassen mannetjes dan waargenomen bij volwassen vrouwtjes, ongeacht of deze dieren als adolescenten werden blootgesteld aan zoutoplossing of nicotine. De laatste bevinding komt overeen met een rapport waaruit blijkt dat volwassen mannetjes iets hogere niveaus van ΔFosB vertonen in de nucleus accumbens-kern en shell-regio's dan hun vrouwelijke tegenhangers en dat dit verschil aanwezig is in dieren geïnjecteerd met zoutoplossing of cocaïne (15 mg / kg) voor 2-weken die aangeven dat dit verschil onafhankelijk is van blootstelling aan geneesmiddelen [45]. Voor zover bekend hebben geen studies met adolescente of volwassen dieren de geslachtsverschillen in ΔFosB-expressie onderzocht na blootstelling aan nicotine; deze bevindingen rechtvaardigen verder onderzoek.
Kortom, adolescente dieren die verschillen vertonen in gedragsreactiviteit op een nieuwe omgeving, vertonen ook verschillen in: 1) de langetermijngevolgen van nicotineblootstelling op de gevoeligheid voor de effecten van ethanol op volwassen leeftijd; 2) de inductie van ΔFosB tijdens herhaalde blootstelling aan nicotine; en 3) de persistentie van ΔFosB na herhaalde blootstelling aan nicotine. Deze bevindingen bieden een basis voor het onderzoeken van verschillen in de inherente kwetsbaarheden van adolescente dieren, kenmerken die kunnen worden gescreend met relatief eenvoudige gedragsmaatregelen.
Hoogtepunten
- Adolescent nicotine blootstelling resulteert in een alcohol-CPP bij volwassenen met een hoge sensitiviteit
- De blootstelling aan nicotine in de adolescentie verhoogt de ΔFosB-expressie
- ΔFosB-expressie na adolescente nicotine houdt aan in volwassenheid bij mensen met een lage sensatie
Dankwoord
Onderzoek werd gesteund door de staat Florida en NIAAA van de National Institutes of Health onder gunning nummer F32AA016449. De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de staat Florida of de National Institutes of Health.
voetnoten
Disclaimer uitgever: Dit is een PDF-bestand van een onbewerkt manuscript dat is geaccepteerd voor publicatie. Als service aan onze klanten bieden wij deze vroege versie van het manuscript. Het manuscript zal een copy-editing ondergaan, een typografie en een review van het resulterende bewijs voordat het in zijn definitieve citeervorm wordt gepubliceerd. Houd er rekening mee dat tijdens het productieproces fouten kunnen worden ontdekt die van invloed kunnen zijn op de inhoud en alle wettelijke disclaimers die van toepassing zijn op het tijdschrift.
Referenties
;
