Tilbaketrekking induserer distinkte mønstre av FosB / FosB-uttrykk i utavlede sveitsiske mus klassifisert som mottakelig og resistent mot etanol-indusert lokomotorisk sensibilisering (2014)

nøkkelord

• FosB;
• DeltaFosB;
• Lokomotorisk sensibilisering;
• Tilbaketrekking;
• Behavioral variabilitet;
• Mus

1. Innledning

Utfordringen med nåværende nevrologisk undersøkelse i narkotikamisbruk er å forstå nevroniske plastisitetsmekanismer som formidler overgangen fra rekreasjonsbruk til tap av atferdskontroll over narkotikasøk og narkotikamisbruk. En av de viktigste teoriene om narkotikamisbruk, kalt "den mørke siden av avhengighet", antyder at det er en progresjon fra impulsivitet (relatert til positiv forsterkning) til kompulsivitet (relatert til negativ forsterkning). Denne progresjonen, i en sammenbruddssyklus, omfatter følgende tilstander: preoccupation / anticipation, binge intoxication og withdrawal / negative påvirkning (Koob og Le Moal, 2005, Koob og Le Moal, 2008 og Koob og Volkow, 2010). Fra dette scenariet har narkotikamisbrukstudier fokusert på nevrologiske mekanismer knyttet til negative følelsesmessige tilstander som kommer fra både akutt og langvarig avholdenhet. Ifølge teorien om «den mørke siden av avhengighet», synes det å forekomme langsiktige og vedvarende plastiske endringer i nevrale kretser som tar sikte på å begrense belønningen. Disse plastisitetsendringene fører imidlertid til en negativ følelsesmessig tilstand som oppstår når tilgangen til stoffet er forhindret. Denne mekanismen gir en sterk motivasjonsdrift for etablering av avhengighet, så vel som for vedlikehold (Koob og Le Moal, 2005 og Koob og Le Moal, 2008).

Lokomotorisk sensibilisering er en nyttig dyremodell basert på det faktum at økninger på subjektive virkninger av legemidlene langs deres gjentatte eksponering ligner økning i de medikament-fremkalte stimulerende lokomotoriske effekter (Vanderschuren og Kalivas, 2000 og Vanderschuren og Pierce, 2010). Selv om lokomotorisk sensibilisering ikke etterligner adferd relatert til narkotikamisbruk, er dens tidsmessige morfologiske og neurokjemiske egenskaper parallelle med de som fører overgangen fra rekreasjonsbruk til narkotikamisbruk selv (Robinson og Kolb, 1999, Vanderschuren og Kalivas, 2000 og Vanderschuren og Pierce, 2010). Tradisjonelt omfatter lokomotorisk sensibiliseringsprotokoll tre faser: oppkjøp (gjentatt legemiddeleksponering), tilbaketrekningsperiode og utfordring (ny kontakt med legemidlet etter tilbaketrekningsperioden). Dessverre fokuserte de fleste av studiene ved hjelp av lokomotorisk sensibilisering kun i oppkjøps- og utfordringsfasen, som overlapper tilbaketrekningsperioden.

Det er godt etablert at gjentatt eksponering for rusmidler (Perrotti et al., 2008) og kronisk stress (Perrotti et al., 2004) øker uttrykket for transkripsjonsfaktoren fosB / deltafosB i corticolimbic systemet. FosB / DeltaFosB akkumulering i disse regionene er blitt hypotetisert for å spille en sentral rolle i motstanden mot stress (Berton et al., 2007 og Vialou et al., 2010) og i de givende effektene av kokain (Harris et al., 2007 og Muschamp et al., 2012), etanol (Kaste et al., 2009 og Li et al., 2010) og opioider (Zachariou et al., 2006 og Solecki et al., 2008). Derfor er det mulig at FosB / DeltaFosB modulerer noen av neuronal plasticitetshendelser relatert til etanol-indusert lokomotorisk sensibilisering, samt tilbaketrekking som følger kjøpsfasen av lokomotorisk sensibilisering.

Det er bemerkelsesverdig at det er observert individuelle forskjeller under overgangen fra rekreasjonsbruk til narkotikamisbruk (Flagel et al., 2009, George og Koob, 2010 og Swendsen og Le Moal, 2011). For eksempel er DBA / 2 J-mus mer utsatt for å svare enn C57BL / 6 J på etanolindusert lokomotorisk sensibilisering (Phillips et al., 1997 og Melón og Boehm, 2011a). I utavbredte sveitsiske mus ble oppførselsvariabilitet vedrørende etanolinducert lokomotorisk sensibilisering først beskrevet av Masur og dos Santos (1988). Fra da av har andre studier vist viktige nevrokemiske egenskaper relatert til atferdsvariabilitet i oppkjøpet av etanol-indusert lokomotorisk sensibilisering (Souza-Formigoni et al., 1999, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012, Quadros et al., 2002a og Quadros et al., 2002b). Disse studiene behandlet imidlertid ikke virkningen av atferdsvariabilitet i løpet av tilbaketrekningsperioden etter oppkjøpsfasen av lokomotorisk sensibilisering. I en nylig studie beskrev vårt laboratorium en signifikant forskjell mellom sensibiliserte og ikke-sensibiliserte utavbredte sveitsiske mus angående ekspresjon av cannabinoidreseptortype 1 (CB1R) gjennom hele uttaket. I den studien hadde sensitiviserte (men ikke-sensibiliserte mus) økt CB1R-ekspresjon i prefrontal cortex, ventral tegmental-område, amygdala, striatum og hippocampus (Coelhoso et al., 2013).

Gitt den veletablerte atferdsvariabiliteten hos utavlede sveitsiske mus angående etanolindusert lokomotorisk sensibilisering, og at denne variabiliteten er ledsaget av distinkte nevrokjemiske trekk under påfølgende tilbaketrekning, undersøkte den foreliggende studien uttrykket av FosB / DeltaFosB i sensibiliserte og ikke-sensibiliserte mus i begynnelsen (18 timer) og etter 5 dagers uttak.

2. Materialer og metoder

2.1. Temaer

Hanavl av sveitsiske Webster-mus (EPM-1 Colony, São Paulo, SP, Brasil), opprinnelig avledet fra Albino Swiss Webster-linjen fra Center for Development of Animal Models in Biology and Medicine ved Universidade Federal de São Paulo, ble brukt . Mus var 12 ukers alder (30-40 g) ved teststart. Grupper på 10 mus ble plassert i bur (40 × 34 × 17 cm) med flisbelegg. Temperaturen (20–22 ° C) og fuktigheten (50%) kontrollert dyrekoloni ble opprettholdt på en lys / mørk syklus (12/12 h), med lys på klokken 07:00, med musesjovpellets og vann fra springen libitum, unntatt under testing. Mus ble opprettholdt i disse husforholdene i minst 7 dager før begynnelsen av medikamentell behandling og atferdstester. Dyrepleie og eksperimentelle prosedyrer ble utført i henhold til protokoller som er godkjent av Animal Care and Use Ethics Committee of the University (protokollnummer: 2043/09), i henhold til EU-direktiv 2010/63 / EU for dyreforsøk (http://ec.europa.eu/environmental/chemicals/lab_animals/legislation_en.htm).

2.2. Lokomotorisk sensibilisering

Protokollen for lokomotorisk sensibilisering ble basert på en tidligere studie fra vårt eget laboratorium (Coelhoso et al., 2013). Ved begynnelsen av protokollen ble alle dyrene injisert intraperitonealt (ip) med saltvann og umiddelbart testet i en automatisert aktivitetsboks (Insight, Brasil) i 15 minutter for å etablere basal bevegelse. To dager senere ble dyr injisert daglig med etanol (2 g / kg, 15% vekt / volum i 0.9% NaCl, ip - EtOH-gruppe, N = 40) eller saltvann (lignende volum, ip, - Kontrollgruppe, N = 12), i løpet av 21 dager. Rett etter 1., 7., 14. og 21. injeksjon ble dyr plassert i aktivitetsburet i 15 minutter. Den horisontale bevegelsen i hver situasjon ble målt med et atferdsanalysesystem (Pan Lab, Spania). Som forventet ( Masur og dos Santos, 1988 og Coelhoso et al., 2013), atferdsevariabilitet i den lokomotoriske aktiviteten på 21st dagen for oppkjøpet, tillater oss å distribuere dyrene av EtOH-gruppe i 2-undergrupper: EtOH_High (tatt fra den øvre 30% av fordelingen) og EtOH_Low (tatt fra den nedre 30% av fordeling). Således ble bare 60% av dyr inkludert i analysen. Denne strategien er identisk med de som ble brukt i studier som undersøker individuell variabilitet innenfor etanomsensibiliseringsparadigmet ( Masur og dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012 og Coelhoso et al., 2013).

Etter klassifiseringen som definerte eksperimentgruppene, utførte vi to uavhengige eksperimenter i henhold til de tidsmessige kriteriene for tilbaketrekningsperiode: (i) dyr sendt til anskaffelsesfasen og ofret etter 2 timers tilbaketrekning og (ii) dyr sendt til anskaffelsesfasen og ofret etter 18 dagers uttak. Så denne studien besto av 5 eksperimentelle grupper (Control, EtOH_High og EtOH_Low) som ble delt inn i 3 undergrupper (2 timer og 18 dagers tilbaketrekning) (N = 6 per undergruppe). Valget av disse to tidsmessige merkene innen tilbaketrekningsperioden skyldtes de kinetiske aspektene ved FosB- og DeltaFosB-uttrykk etter 18 timers tilbaketrekning (som forklart i diskusjonsdelen), og etter 5 dagers tilbaketrekning, basert på tidligere studier fra laboratoriet vårt. som undersøkte noen nevrokjemiske trekk angående tilbaketrekningsperiode i lokomotorisk sensibiliseringsparadigmet ( Fallopa et al., 2012 og Escosteguy-Neto et al., 2012). Til slutt, for å utføre korrelasjoner mellom lokomotorisk sensibilisering og FosB / DeltaFosB-ekspresjon, beregnet vi poengsummen for lokomotorisk sensibilisering for hvert dyr, med formelen: score = (Bevegelse på den 21. dagen - Bevegelse på 1. dag) * 100 / Bevegelse 1. dag.

2.3. immunhistokjemi

Etter den respektive tilbaketrekningsperioden ble dyrene bedøvet dypt med en cocktail som inneholdt ketamin (75 mg / kg, ip) og xylazin (25 mg / kg, ip). Etter tapet av hornhinnerefleks ble de perfundert transcardially med 100 ml fosfatbufferløsning 0.1 M [fosfatbufret saltvann (PBS)], etterfulgt av 100 ml 4% paraformaldehyd (PFA). Hjernen ble fjernet umiddelbart etter perfusjon, lagret i PFA i 24 timer og deretter holdt i en 30% sukrose / PBS-løsning i 48 timer. Serielle koronale seksjoner (30 mikrometer) ble kuttet ved hjelp av en frysende mikrotom og holdt inne i en frostvæskeoppløsning som skulle brukes i immunhistokjemiske prosedyrer ved fritt flytende farging.

For immunhistokjemi ble en konvensjonell teknikk av avidin – biotin – immunoperoksidase utført. Hjerneseksjonene i alle eksperimentelle grupper ble inkludert i samme forsøk, og ble forbehandlet med hydrogenperoksidase (3%) i 15 minutter og deretter vasket med PBS i 30 minutter. Deretter ble alle seksjoner eksponert i løpet av 30 minutter i en PBS-BSA 5% for å unngå uspesifikke reaksjoner. Deretter ble seksjoner inkubert over natten med det primære antistoffkanin anti-FosB / DeltaFosB (1: 3,000; Sigma Aldrich, St Louis, MO, USA. Nr. Kat. AV32519) i PBS-T-løsning (30 ml PBS, 300 ul Triton X-100). Deretter ble seksjoner inkubert i 2 timer i et biotinylert geit-anti-kanin IgG sekundært antistoff (1: 600; Vector, Burlingame, CA, USA) ved romtemperatur. Seksjonene ble deretter behandlet med avidin-biotinkompleks (Vectastain ABC Standard-sett; Vector, Burlingame, CA, USA) i 90 minutter og underkastet nikkel-forsterket diaminobenzidinreaksjon. Mellom trinnene ble seksjonene skyllet i PBS og omrørt på en rotator. Seksjoner ble montert på gelatinbelagte glass, tørket, dehydrert og dekket.

Følgende encephaliske områder ble analysert: prefrontal cortex (Cg1), prelimbisk cortex (PrL) og infralimbisk cortex (IL)], motorcortex [primær (M1) og sekundær (M2)], dorsalstriatum [dorsomedial striatum DmS) og dorsolateral striatum (DlS)], ventral striatum [kjernen accumbens core (Acbco) og skallet (Acbsh), ventral pallidum (VP)], hippocampus [pyramidalt lag av Cornus Ammong 1 og 3 (CA1 og CA3, henholdsvis) granulært lag av dentate gyrus (DG)], amygdala [basolateral kjerne (BlA) og sentral kjernen (CeA)], ventromedial kjerne av hypotalamus (VMH) og ventral tegmentalareal (VTAA) og posterior (VTAP) Se Figur 1). Et Nikon Eclipse E200-mikroskop koblet til en datamaskin ble brukt til å ta bilder fra hver seksjon med en forstørrelse på × 20. Bildene ble lagret som .tiff arkiver for bakre analyse av FosB / DeltaFosB immunreaktivitet. De immunreaktive cellene ble talt ved hjelp av ImageJ-programvaren (NIH Image, Bethesda, MD, USA). Hjerneregionene ble avgrenset på hvert fotografi i henhold til The Stereotaxic Mouse Brain Atlas (Franklin og Paxinos, 1997). Siden mikrofotografier tatt av mikroskopet representerer 2.5 × 10³ mikrometer² i en forstørrelse på 20 ×, blir kvantifiseringen av FosB / DeltaFosB-merkede celler uttrykt som gjennomsnittet av immunfarging av celler per 2.5 × 10³ mikrometer². Verdiene oppnådd i EtOH-gruppene ble normalisert til kontrollverdiene og uttrykt som%. (Kontroll = 100%).

2.4. Statistisk analyse

Opprinnelig ble Shapiro – Wilk brukt til å verifisere normalfordelingen av alle variablene. Atferdsresultatene ble analysert ved enveis ANOVA for gjentatt tiltak med tanke på som faktor de 5 periodene av lokomotorisk sensibilisering: basal, dag 1, dag 7, dag 14 og dag 21. De histologiske resultatene ble analysert ved toveis ANOVA, med tanke på som faktorer: periode med uttak (18 timer og 5 dager) og eksperimentell gruppe (kontroll, EtOH_High og EtOH_Low). De ikke-parametriske variablene ble standardisert i Z-poeng for å redusere spredningen av data, og deretter brukt i toveis ANOVA, som tidligere beskrevet. Newman Keuls post-hoc ble brukt når det var nødvendig. Til slutt undersøkte vi mulige sammenhenger mellom FosB / DeltaFosB-positive celler og poengene med lokomotorisk sensibilisering. Disse korrelasjonene ble bare beregnet for kjernene der man hadde funnet statistiske forskjeller mellom eksperimentelle grupper. Fordi disse forskjellene var begrenset til 5 dagers tilbaketrekning (se resultatseksjonen), refererer FosB / DeltaFosB-verdiene som er vurdert i disse korrelasjonene til denne spesifikke perioden for uttak. Fordi disse forskjellene var begrenset til 5 dagers tilbaketrekning (se resultatseksjonen), refererer FosB / DeltaFosB-verdiene som er vurdert i denne korrelasjonen til denne spesifikke tiden for uttak. Signifikansnivået ble satt til 5% (p <0.05).

3. resultater

3.1. Lokomotorisk sensibilisering

ANOVA for gjentatte tiltak oppdaget signifikante forskjeller i gruppefaktoren [F_(2,32) = 68.33, p <0.001], i protokollperioden [F_(4,128) = 9.13, p <0.001], og samspillet mellom dem [F_(8,128) = 13.34, p <0.001]. Det var ingen forskjeller i den basale bevegelsen, og begge EtOH-gruppene hadde tilsvarende økning i bevegelse den første anskaffelsesdagen, sammenlignet med kontrollgruppen (p <0.01). Imidlertid presenterte EtOH_High (men ikke EtOH_Low) en progressiv økning i lokomotorisk aktivitet gjennom oppkjøpsfasen (p <0.01, i forhold til Control- og EtOH_Low-grupper, i den siste anskaffelsesdagen; p <0.01 i forhold til sin lokomotoriske aktivitet den første anskaffelsesdagen) ( Figur 2). Disse dataene bekreftet resultatene fra den opprinnelige studien ( Masur og dos Santos, 1988) og fra vår tidligere rapport ( Coelhoso et al., 2013) angående atferdsvariabilitet hos utavbredte sveitsiske mus innleveret til etanol-indusert lokomotorisk sensibilisering.

3.2. FosB / DeltaFosB-uttrykk

De illustrerende mikrofotografier av FosB / DeltaFosB immunoreaktivitet er avbildet i Figur 3 og de normaliserte verdiene vises i Figur 4, Figur 5, Figur 6 og Figur 7. Toveis ANOVA oppdaget signifikante forskjeller i M1, M2, DmS, DlS, Acbco, Acbsh, VP og VTA (for ikke-normaliserte verdier av FosB / DeltaFosB immunoreaktivitet og statistiske analyser av alle strukturer, se Tabell Suppl1 og Tabell 1, henholdsvis). I strukturene der statistiske forskjeller kunne observeres, var det fire forskjellige mønstre for FosB / DeltaFosB-uttrykk. I den første, observert i M1 og M2, var det en økning i FosB / DeltaFosB-ekspresjon på den femte dagen med etanoluttak bare i EtOH_High-gruppen (sammenlignet med EtOH_High-verdier ved 18 timers tilbaketrekning, så vel som til Control og EtOH_Low-grupper 5 dager etter uttak) (se Figur 4). I det andre mønsteret, observert i VTAA, økte FosB / DeltaFosB-ekspresjon bare 5 dager med etanoluttak i EtOH_Low-gruppen (sammenlignet med EtOH_Low-verdier ved 18 timers tilbaketrekning, så vel som til kontrollgruppen ved 5 dagers uttak ) (se Figur 5). I det tredje mønsteret, observert i DmS, Acbco og Acbsh, økte FosB / DeltaFosB-ekspresjon 5 dager med etanoluttak i både EtOH_High og EtOH_Low-gruppene (sammenlignet med deres respektive verdier ved 18 timers tilbaketrekning), men bare EtOH_Low-gruppen skilte seg fra kontrollgruppen (se Figur 6). Til slutt, i det fjerde mønsteret, observert i DlS og VP, økte FosB / DeltaFosB-ekspresjon 5 dager med etanoluttak i både EtOH_High- og EtOH_Low-grupper (sammenlignet med deres respektive verdier ved 18 timers tilbaketrekning), selv om denne økningen var statistisk mer uttrykksfull i EtOH_Low enn i EtOH_High-gruppen, og bare EtOH_Low-gruppen skilte seg fra kontrollgruppen (se Figur 7).

For å bekrefte at endringer i FosB / DeltaFosB-uttrykk skyldtes tilbaketrekking, og ikke til etanoleksponering, utførte vi sammenhenger mellom poengsummen for lokomotorisk sensibilisering og FosB / DeltaFosB-immunmerkede celler ved den 5te dagen for uttak i kjernene ovenfor nevnt (M1, M2, Acbco, Acbsh, DmS, DlS, VP, VTAA). Som forventet var det ingen signifikante korrelasjoner for noen av disse kjernene (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. Diskusjon

Resultatene observert i den foreliggende studien antyder at det økte uttrykket av FosB / DeltaFosB observert i det etanol-induserte lokomotoriske sensibiliseringsparadigmet, sannsynligvis vil være relatert til uttak snarere enn til kronisk legemiddeleksponering. Bevegelsesvariabiliteten i utviklingslokomotorisk sensibilisering ble imidlertid ledsaget av forskjellige mønstre av FosB / DeltaFosB-uttrykk under tilbaketrekning. Rollen av motorisk cortex, ventral tegmental-området og striatum i oppkjøpet og ekspresjon av lokomotorisk sensibiliseringsparadigm er veletablert (Vanderschuren og Pierce, 2010). Videre er deregulering av mesolimbisk bane en av de sentrale nevrologiske egenskapene ved tilbaketrekningsperioden, sammen med fremveksten av utvidet amygdala (Koob og Le Moal, 2005 og Koob og Le Moal, 2008). Men bare få studier undersøkte tilbaketrekningsperioden for det lokomotoriske sensibiliseringsparadigmet. Våre resultater opplevde interessante endringer i FosB / DeltaFosB-uttrykk i motorcortex, ventral tegmental-området og striatum i denne perioden.

FosB cDNA koder for ekspresjon av 33, 35 og 37 kDa proteiner. Akutt stimulieksponering fører til sterk 33- og diskret 35- og 37 kDa Fos proteininduksjon. Som en konsekvens, under akutt aktivering, er det dominerende FosB-uttrykket relatert til 33 kDa (McClung et al., 2004 og Nestler, 2008). Det er en annen bemerkelsesverdig forskjell mellom disse proteinene: bare 35–37 kDa proteiner er svært stabile isoformer. På grunn av denne høye stabiliteten akkumuleres disse avkortede formene av FosB, også kalt DeltaFosB, i hjernen og uttrykkes sterkt som respons på kroniske stimuli, for eksempel psykotrope medikamentelle behandlinger, kroniske elektrokonvulsive anfall og stress (Kelz og Nestler, 2000, Nestler et al., 2001 og McClung et al., 2004). Som en følge av dette, har DeltaFosB blitt sett på som en vedvarende molekylær bryter for å formidle former for langvarig nevral og atferdsplastikk. Interessant nok viste en elegant studie med muselinjer som uttrykker differensielt FosB og DeltaFosB at FosB er avgjørende for å øke stresstoleransen og nøytraliserer også korrelasjonen mellom psykostimulerende inducert lokomotorisk sensibilisering og akkumulering av DeltaFosB i striatumet (Ohnishi et al., 2011). Derfor kunne begge proteiner spille viktige roller i den eksperimentelle protokollen som ble brukt i denne studien. Det er bemerkelsesverdig at FosB-antistoffet som brukes gjenkjenner både FosB og DeltaFosB. Siden FosB avtar til baselinjenivå innen 6 timer etter en akutt stimulus (Nestler et al., 2001) og DeltaFosB akkumuleres etter gjentatte stimulieksponeringer, bestemte vi oss for å ofre dyrene 18 timer etter oppkjøpsfasen, for å unngå mulige forstyrrelser av etanolbehandling over FosB-ekspresjon. For å være teknisk presis vil vi likevel referere i denne studien som FosB / DeltaFosB-uttrykk. Det er viktig å merke seg at denne strategien har blitt brukt i andre studier, inkludert de som brukte det samme primære antistoffet som er beskrevet her (Conversi et al., 2008, Li et al., 2010, Flak et al., 2012 og García-Pérez et al., 2012). Som et resultat, utover disse eksperimentelle begrensningene, vil vi diskutere resultatene våre med tanke på DeltaFosBs rolle i neuronal plastisitet.

Det er godt etablert at kronisk legemiddeleksponering øker FosB / DeltaFosB-ekspresjonen i flere regioner av hjernen (Nestler et al., 2001 og Perrotti et al., 2008). Merkelig nok, i den foreliggende studien, skilte hverken etanolsensibiliserte eller etanol ikke-sensibiliserte mus seg fra kronisk saltbehandlede mus angående FosB / DeltaFosB-ekspresjon 18 timer etter oppkjøpsfasen. Videre var det ingen signifikante korrelasjoner mellom FosB / DeltaFosB-ekspresjon og score for lokomotorisk sensibilisering. Denne avviket kan forklares, i det minste delvis, av forskjellene som er funnet i den eksperimentelle protokollen. For eksempel, med tanke på etanoleksponeringen, ble paradigmet med to valg av flaskefrie valg i to studier brukt i 15 intermitterende drikkerøkter (Li et al., 2010) eller ernæringsmessig fullstendig flytende diett automatisk administrert i løpet av 17 dager (der dyr spiser etanol i doser fra 8 til 12 g / kg / dag) (Perrotti et al., 2008). I en annen studie, selv om forfatterne refererer til kronisk behandling, bestod protokollen i bare 4-etanol-eksponeringer (Ryabinin og Wang, 1998). Så protokoller som brukes andre steder er helt forskjellige fra den som brukes her, som besto av 21 dagers behandling hvor daglige etanolinjeksjoner ble administrert av en eksperimentator. Til tross for disse forskjellene er det flere studier som involverer intraperitoneale injeksjoner som rapporterer om økning i FosB / DeltaFosB-uttrykk etter protokoller for lokomotorisk sensibilisering indusert av psykostimulerende midler (Brenhouse og Stellar, 2006, Conversi et al., 2008 og Vialou et al., 2012) og opioider (Kaplan et al., 2011). Protokollene av lokomotorisk sensibilisering i disse studiene innebærer imidlertid mye mindre enn 21-legemiddeleksponeringer, og i noen av dem ble legemidlet administrert på en intermitterende måte. I kontrast brukte protokollen vår samme behandling som beskrevet i tidligere studier som involverer 21 daglig etanol injeksjoner (Masur og dos Santos, 1988, Souza-Formigoni et al., 1999, Quadros et al., 2002a, Quadros et al., 2002b, Abrahão et al., 2011 og Abrahão et al., 2012). Det er tegn på at selv om kronisk kokainadministrasjon fremmer akkumulering av DeltaFosB-ekspresjon i nucleus accumbens, fremmer det også toleranse for DeltaFosB mRNA-induksjon i både ventral og dorsalstriatum (Larson et al., 2010). Derfor antydet vi at mangelen på forskjeller i våre eksperimentelle grupper i oppkjøpsfasen kan skyldes en toleranse for FosB / DeltaFosB induksjon, siden i den foreliggende protokoll var det en større periode med oppkjøpsfase sammenlignet med perioder brukt for psykostimulerende og opioider i andre studier.

Studier ved bruk av knockout og transgene mus viste at FosB mutantmus har forbedret atferdsrespons mot kokain, for eksempel stimulerende lokomotoriske effekter og betinget stedpreferanse. Videre er uttrykket av både basal og kokain-inducerbar DeltaFosB fraværende i disse mutante musene (Hiroi et al., 1997). I motsetning til dette viser transgene mus med inducerbar overekspresjon av DeltaFosB økt følsomhet overfor de givende effektene av kokain og morfin (Muschamp et al., 2012). Disse resultatene ga direkte bevis på nært forhold mellom DeltaFosB og den givende prosessen. Foruten gjentatte legemiddeleksponeringer øker kronisk stress også DeltaFosB-ekspresjon i kortikolimbiske kretser (Perrotti et al., 2004). Interessant er transgene mus som overuttrykker DeltaFosB mindre følsomme for de pro-depressive effektene av kappa-opioidagonist, kjent for å indusere dysfori og stresslignende effekter hos gnagere (Muschamp et al., 2012). Så, i tillegg til belønningsprosessen, spiller DeltaFosB også en sentral rolle i de emosjonelle aspektene av fenomenene. I dette scenariet kan tilbaketrekning også utløse FosB / DeltaFosB-uttrykk, siden stress er en nøkkelkomponent i stoffets tilbaketrekning. Dette perspektivet er i samsvar med resultatene våre, fordi det ikke var noen sammenheng mellom FosB / DeltaFosB-ekspresjon og sensibiliseringspoengene, og dessuten ble økningen i FosB / DeltaFosB-ekspresjon observert bare den femte dagen for tilbaketrekning.

Interessant, i noen strukturer økte FosB / DeltaFosB i både EtOH_High og EtOH_Low-gruppen, selv om de var mer uttrykksfulle i den tidligere gruppen, noe som tyder på at disse økningen kunne ha forskjellige funksjonelle konsekvenser, i henhold til deres intensitet. Denne hypotesen kan forklares av flere forskjellige funksjonelle roller i FosB / DeltaFosB. For eksempel hadde rotter kronisk utsatt for kokain økt DeltaFosB-ekspresjon i kjernen accumbens i tilbaketrekningsperioden, en effekt positivt korrelert med kokainpreferanse, men negativt med nyhetspreferanse. Videre øker spenningen under tilbaketrekning adferdsresponsen til psykostimulerende midler ved å øke DeltaFosB-ekspresjonen i kortikolimbiske nevroner (Nikulina et al., 2012). Så, DeltaFosB kunne forutsi dysregulering av hedonisk behandling som oppstår under langvarig tilbaketrekning (Marttila et al., 2007). På den annen side er både elastisitet mot stress og antidepressive responser relatert til høyere DeltaFosB-ekspresjon i striatum (Vialou et al., 2010). Derfor spekulerer vi på at økt FosB / DeltaFosB på striatum i EtOH_High kunne ha forbedret de givende effektene av etanol, noe som gir en høyere følsomhet overfor påfølgende legemiddeleksponeringer. På den andre siden kunne en mer intens økning i FosB / DeltaFosB sett i gruppen EtOH_Low ha redusert følsomheten for både dysforia og stresseffekter, minimere negative forsterkningseffekter av påfølgende eksponering av stoffet og som en konsekvens forklare en høyere motstand i dette gruppe. Interessant, dette paradokset hadde et nevrokemisk grunnlag. For eksempel hadde transgene mus som overuttrykk FosB i GABAergic neurons av mediumkjernen accumbens økte nivåer av både mu- og kappa-opioid-reseptorer (Sim-Selley et al., 2011), og de respektive reseptorene øker og hemmer mesolimbisk tone (Manzanares et al., 1991 og Devine et al., 1993). Videre kan celletypekspressjonen også drastisk endre de funksjonelle konsekvensene av den økte FosB / DeltaFosB. I en elegant studie med mus som overuttrykkede DeltaFosB i D1- eller D2-uttrykkende nevroner i nucleus accumbens viste at DeltaFosB i D1- (men ikke i D2-) nevronene forbedrer atferdsresponsene mot kokain (Grueter et al., 2013).

Merkelig, når det gjelder motorisk cortex, var det en økning i FosB / DeltaFosB-uttrykk bare i EtOH_High-gruppen, og det var begrenset til den 5. dagen for uttak. Mangelen på økning ved 18 timers tilbaketrekning kan forklares med en mulig toleransemekanisme i FosB / DeltaFosB-ekspresjonen i denne regionen etter kronisk etanoleksponering. Videre antyder resultatene at det er aktive nevrokjemiske endringer i motorisk cortex under tilbaketrekningsperioden, til tross for at dyrene ikke ble manipulert i denne perioden. Dette er interessant, fordi denne plastisiteten kan spille en rolle, i det minste delvis, i opprettholdelsen av lokomotorisk sensibilisering. Selv om vedvarende hyperlocotion etter flere dager med tilbaketrekning ikke ble studert her, er det flere studier, inkludert tidligere fra vårt laboratorium, som viser at sensibiliserte mus (men ikke ikke-sensibiliserte) hadde forbedret bevegelse når de ble utfordret med etanol etter en gitt tilbaketrekningsperiode (Masur og 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 og Coelhoso et al., 2013).

Endelig er det bemerkelsesverdig at bare EtOH_Low-gruppen viste et økt FosB / DeltaFosB-uttrykk i den fremre delen (men ikke bakre) av det ventrale tegmentale området. Disse delene har tydelige fremskrivninger og nevrokemiske profiler, og deres deltakelse i belønningsprosessen er avhengig av flere faktorer (Ikemoto, 2007). For eksempel er rottenes selvadministrering av etanol relatert til den bakre, men ikke til den ventrale delen av det ventrale tegmentale området (Rodd-Henricks et al., 2000 og Rodd et al., 2004). Videre spiller endocannabinoid-systemet, så vel som GABA-A, dopaminerge D1-D3 og serotoninergiske 5HT3-reseptorer, en viktig rolle i etanomsøkende adferd (Linsenbardt og Boehm, 2009, Rodd et al., 2010, Melón og Boehm, 2011b og Hauser et al., 2011). Imidlertid er GABA-B i den fremre delen av ventral tegmentalområdet viktig når det gjelder den givende (Moore og Boehm, 2009) og stimulerende lokomotoriske effekter (Boehm et al., 2002) av etanol. Videre er kolinergiske nikotinreceptorer i den fremre del involvert i de økte akkumulale dopaminnivåer indusert av etanol (Ericson et al., 2008). Derfor, uansett den distinkte profilen til disse delene, er det mulig at endringer sett i EtOH_Low-gruppen i de fremre delene kunne være relatert til den givende prosessen. Kronisk kokain, men ikke kronisk morfin eller kronisk stresseksponering, øker DeltaFosB i ventral tegmentalområdet, spesielt i en gamma-aminosmørsyre (GABA) cellepopulasjon (GABA)Perrotti et al., 2005). Dette faktum kunne forklare de normale nivåene av FosB / DeltaFosB gjennom tilbaketrekking som oppstod i ventral tegmental-området av EtOH_High-mus, uansett den formodede høye stressopplevelsen i denne perioden. Videre bekrefter disse data, i det minste delvis, hypotesen om at økningen av FosB / DeltaFosB-ekspresjon gjennom tilbaketrekking i EtOH_Low kunne karakteriseres som en adaptiv respons.

Individuelle forskjeller observert under overgangen fra rekreasjonsbruk til narkotikamisbruk er bemerkelsesverdige (Flagel et al., 2009, George og Koob, 2010 og Swendsen og Le Moal, 2011). Som et resultat er det avgjørende å studere de neurobiologiske egenskapene knyttet til individuell variabilitet. Behavioral sensibilisering er en dyremodell som ofte brukes til å undersøke de nevrologiske egenskapene til narkotikamisbruk. Grunnlaget for denne modellen er at de subjektive virkningene av stoffene øker etter deres gjentatte eksponering. Når det er kjøpt, er lokomotorisk sensibilisering langvarig og er i direkte temporal sammenheng med morfologiske og nevrokemiske endringer i mesolimbic-banen og flere encefaliske kjerner relatert til følelsesmessighet og motorisk adferd (Robinson og Kolb, 1999 og Vanderschuren og Pierce, 2010). En pionerstudie utført av Masur og dos Santos (1988) viste at det er stor adferdsvariabilitet i utavlede sveitsiske mus angående etanol-indusert lokomotorisk sensibilisering. Fra da av har andre studier vist en viktig sammenheng mellom nevrokemiske egenskaper og atferdsvariabilitet, hovedsakelig de som er relatert til dopaminerge (Abrahão et al., 2011, Abrahão et al., 2012 og Souza-Formigoni et al., 1999) og glutamatergiske systemer (Quadros et al., 2002a og Quadros et al., 2002b). Videre viste en tidligere studie fra laboratoriet vårt ved bruk av det etanol-induserte lokomotoriske sensibiliseringsparadigmet at sensitiserte (men ikke-sensibiliserte) mus ga en bemerkelsesverdig økning på cannabinoidreseptortype 1 (CB1R) i tilbaketrekningsperioden (Coelhoso et al., 2013). Her identifiserte vi forskjellige mønstre av FosB / DeltaFosB-uttrykk under tilbaketrekning mellom EtOH_High og EtOH_Low-grupper.

For å oppsummere blir adferdsvariabilitet observert i oppkjøpsfasen av etanolinducert lokomotorisk sensibilisering ledsaget av tydelig nevonal plastisitet i løpet av tilbaketrekningsperioden. Interessant, tyder våre resultater på at forskjellige mønstre av FosB / DeltaFosB-uttrykk som er detektert i sensibiliserte og ikke-sensibiliserte mus, er mer relatert til tilbaketrekningsperioden enn til den kroniske legemiddeleksponeringen, sannsynligvis på grunn av toleransen for FosB / DeltaFosB transkripsjon.

Følgende er tilleggsdata relatert til denne artikkelen.

Referanser

• Nikulina et al., 2012
• EM Nikulina, MJ Lacagnina, S. Fanous, J. Wang, RP Hammer Jr.
• Intermitterende sosial nederlagsstress forsterker mesokortikolimbisk ΔFosB / BDNF samuttrykk og vedvarende aktiverer kortikotegmentale nevroner: implikasjon for sårbarhet for psykostimulerende midler
• Neurovitenskap, 212 (2012), pp. 38-48
• Artikkel

  |

   PDF (1552 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (12)
•  
• Vialou et al., 2012
• V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie, et al.
• Serumresponsfaktor og cAMP-responselementbindingsprotein er begge nødvendige for kokaininduksjon av ΔFosB
• J Neurosci, 32 (2012), s. 7577-7584
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (17)
• Vanderschuren og Pierce, 2010
• LJ Vanderschuren, RC Pierce
• Sensibiliseringsprosesser i narkotikamisbruk
• Curr Top Behav Neurosci, 3 (2010), s. 179-195
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (53)
• Vanderschuren og Kalivas, 2000
• LJ Vanderschuren, PW Kalivas
• Endringer i dopaminerg og glutamatergisk overføring ved induksjon og uttrykk for atferdssensibilisering: En kritisk gjennomgang av prekliniske studier
• Psykofarmakologi (Berl), 151 (2000), s. 99-120
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (884)
• Swendsen og Le Moal, 2011
• J. Swendsen, M. Le Moal
• Individuell sårbarhet mot avhengighet
• Ann NY Acad Sci, 1216 (2011), s. 73-85
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (35)
• Souza-Formigoni et al., 1999
• ML Souza-Formigoni, EM De Lucca, DC Hipolide, SC Enns, MG Oliveira, JN Nobrega
• Sensibilisering til etanols stimulerende effekt er assosiert med lokaliserte økninger i D2-reseptorbindingen i hjernen
• Psykofarmakologi, 146 (1999), s. 262-267
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (54)
• Solecki et al., 2008
• W. Solecki, T. Krowka, J. Kubik, L. Kaczmarek, R. Przewlocki
• Rolle av fosB i oppførsel relatert til morfinbelønning og romlig minne
• Behav Brain Res, 190 (2008), s. 212-217
• Artikkel

  |

   PDF (328 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (7)
• Sim-Selley et al., 2011
• LJ Sim-Selley, MP Cassidy, A. Sparta, V. Zachariou, EJ Nestler, DE Selley
• Effekt av ΔFosB overekspresjon på opioid- og cannabinoidreceptormediert signalering i nukleotilførselen
• Neurofarmakologi, 61 (2011), s. 1470-1476
• Artikkel

  |

   PDF (446 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (10)
• Ryabinin og Wang, 1998
• AE Ryabinin, YM Wang
• Gjentatt alkoholadministrasjon påvirker differensielt c-Fos og FosB-proteinimmunreaktivitet i DBA / 2 J-mus
• Alkohol Clin Exp Res, 22 (1998), pp. 1646-1654
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (33)
• Rodd-Henricks et al., 2000
• ZA Rodd-Henricks, DL McKinzie, RS Crile, JM Murphy, WJ McBride
• Regional heterogenitet for intrakranial selvadministrasjon av etanol i det ventrale tegmentale området av kvinnelige Wistar-rotter
• Psykofarmakologi (Berl), 149 (2000), s. 217-224
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (130)
• Rodd et al., 2010
• ZA Rodd, RL Bell, SM Oster, JE Toalston, TJ Pommer, WJ McBride, et al.
• Serotonin-3-reseptorer i det bakre ventrale tegmentale området regulerer etanol selvforsyning av alkoholforetrukne (P) rotter
• Alkohol, 44 (2010), pp. 245-255
• Artikkel

  |

   PDF (604 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (19)
• Rodd et al., 2004
• ZA Rodd, RI Melendez, RL Bell, KA Kuc, Y. Zhang, JM Murphy, et al.
• Intrakranial selvadministrasjon av etanol i det ventrale tegmentale området av mannlige Wistar-rotter: bevis for involvering av dopaminneuroner
• J Neurosci, 24 (2004), s. 1050-1057
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (111)
• Robinson og Kolb, 1999
• TE Robinson, B. Kolb
• Endringer i morfologien til dendritter og dendritiske ryggrader i nukleinsystemet og prefrontale cortex etter gjentatt behandling med amfetamin eller kokain
• Eur J Neurosci, 11 (1999), s. 1598-1604
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (427)
• Quadros et al., 2002b
• IM Quadros, JN Nóbrega, DC Hipolide, EM de Lucca, ML Souza-Formigoni
• Differensiell tilbøyelighet til etanol sensibilisering er ikke forbundet med endret binding til D1 reseptorer eller dopamin transportører i musens hjerne
• Addic Biol, 7 (2002), s. 291-299
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (21)
• Quadros et al., 2002a
• IM Quadros, DC Hipolide, R. Frussa Filho, EM De Lucca, JN Nóbrega, ML Souza-Fomigoni
• Resistens mot etanol sensibilisering er assosiert med økt NMDA reseptor binding i bestemte hjernen områder
• Eur J Pharmacol, 442 (2002), s. 55-61
• Artikkel

  |

   PDF (128 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (36)
• Phillips et al., 1997
• TJ Phillips, AJ Roberts, CN Lessov
• Behavioral sensibilisering til etanol: genetikk og effekter av stress
• Pharmacol Biochem Behav, 57 (1997), s. 487-493
• Artikkel

  |

   PDF (186 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (101)
• Perrotti et al., 2008
• LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani, et al.
• Distinkte mønstre av DeltaFosB induksjon i hjernen av misbruk
• Synapse, 62 (2008), s. 358-369
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (79)
• Perrotti et al., 2004
• LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman, et al.
• Induksjon av deltaFosB i belønningsrelaterte hjernestrukturer etter kronisk stress
• J Neurosci, 24 (2004), s. 10594-10602
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (148)
• Perrotti et al., 2005
• LI Perrotti, CA Bolaños, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery, et al.
• DeltaFosB akkumuleres i en GABAergic cellepopulasjon i bakre hale av det ventrale tegmentale området etter psykostimulerende behandling
• Eur J Neurosci, 21 (2005), s. 2817-2824
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (85)
• Ohnishi et al., 2011
• YN Ohnishi, YH Ohnishi, M. Hokama, H. Nomaru, K. Yamazaki, Y. Tominaga, et al.
• FosB er avgjørende for forbedring av stresstoleranse og motvirker lokomotorisk sensibilisering av ΔFosB
• Biolpsykiatri, 70 (2011), s. 487-495
• Artikkel

  |

   PDF (2016 K)

  |

  Se posten i Scopus

   | 

  Siterer artikler (13)
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  
•  

• Vialou et al., 2010
• V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington III, DM Dietz, YN Ohnishi, et al.
• DeltaFosB i hjernekompetanse kretser medierer motstandskraft mot stress og antidepressive responser
• Nat Neurosci, 13 (2010), pp. 745-752
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (141)
•  
• Zachariou et al., 2006
• V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz, et al.
• En viktig rolle for DeltaFosB i kjernen accumbens i morfin handling
• Nat Neurosci, 9 (2006), pp. 205-211
• Se posten i Scopus

  |

  Full tekst via CrossRef

   | 

  Siterer artikler (138)

•  
• Tilsvarende forfatter på: Rua Cesário Mota Jr, 61, 12 andar, São Paulo, SP 01221-020, Brasil. Tlf./faks: + 55 11 33312008.
• 1
• Disse forfatterne deltok også i den nåværende studien.