Przewlekłe samodzielne podawanie alkoholu powoduje podwyższenie poziomu ΔFosB: porównanie myszy hybrydowych z wyraźnymi wzorcami picia (2012)

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

Źródło

Wagoner Center for Alcoholism and Nałóg Research, Institute for Neuroscience, University of Texas w Austin, Austin, TX, 78712, USA. [email chroniony]

Abstrakcyjny

ABSTRAKCYJNY:

Wstęp:

Niemożność zmniejszenia lub uregulowania spożycia alkoholu jest charakterystycznym objawem zaburzeń związanych z piciem alkoholu. Badania nad nowymi behawioralnymi i genetycznymi modelami wywołanych przez doświadczenie zmian w piciu pogłębią naszą wiedzę na temat zaburzeń związanych z piciem alkoholu. Wyraźne zachowania samopodawania alkoholu były wcześniej obserwowane przy porównywaniu dwóch hybrydowych szczepów myszy F1: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BxN) wykazują zmniejszoną preferencję alkoholową po doświadczeniach z wysokim stężeniem alkoholu i okresami abstynencji podczas gdy C57BL / 6J x FVB / NJ (BxF) wykazują długotrwałe preferencje alkoholowe. Te fenotypy są interesujące, ponieważ hybrydy te wykazują występowanie addytywności genetycznej (BxN) i naddominacji (BxF) w spożyciu etanolu w sposób zależny od doświadczenia.

Konkretnie, BxF wykazuje trwałe preferencje alkoholowe, a BxN wykazuje obniżoną preferencję alkoholową po doświadczeniach z wysokimi stężeniami etanolu; jednakże doświadczenie z niskimi stężeniami etanolu powoduje utrzymywanie się preferencji alkoholowej dla obu hybryd.

W niniejszym badaniu testowaliśmy hipotezę, że te fenotypy są reprezentowane przez zróżnicowane wytwarzanie indukowalnego czynnika transkrypcyjnego, ΔFosB, w regionach mózgu związanych z nagrodą, awersją i stresem.

WYNIKI:

Zmiany w plastyczności neuronalnej (mierzone przez poziomy ΔFosB) zależały od doświadczenia, a także regionu mózgu i specyficznego genotypu, co dodatkowo potwierdza, że ​​obwody neuronalne stanowią podstawę motywacyjnych aspektów konsumpcji etanolu.

Myszy BxN wykazujące obniżoną preferencję alkoholową miały niższe poziomy ΔFosB w jądrze Edingera-Westphala niż myszy wykazujące utrzymującą się preferencję alkoholową i zwiększone poziomy ΔFosB w środkowej środkowej części ciała migdałowatego w porównaniu z myszami kontrolnymi.

Myszy BxN wykazujące przedłużone preferencje alkoholowe wykazywały wyższe poziomy ΔFosB w brzusznym obszarze nakrywowym, Jądro Edingera-Westphala i jądro migdałowate (centralne i boczne podziały).

Ponadto, w Myszy BxN Poziomy ΔFosB w jądrze Edingera-Westphala i brzusznych obszarach nakrywkowych istotnie dodatnio korelowały z preferencją i spożyciem etanolu. Dodatkowo hierarchiczna analiza skupień wykazała, że ​​wiele myszy nieleczonych etanolem o ogólnie niskich poziomach ΔFosB znajduje się w skupisku, podczas gdy wiele myszy wykazujących utrzymującą się preferencję alkoholową o ogólnie wysokich poziomach ΔFosB znajduje się w skupieniu razem.

WNIOSKI:

Porównując i porównując dwa fenotypy alkoholowe, badanie to pokazuje, że obwody związane z nagrodą i stresem (w tym jądro Edingera-Westphala, brzuszny obszar nakrywki, jądro migdałowate) ulegają znaczącej plastyczności, która manifestuje się jako obniżona preferencja alkoholowa.

tło

Znane są czynniki podatności, środowiskowe i genetyczne, związane z nadużywaniem alkoholu i alkoholizmem. Zdolność picia dużych ilości alkoholu z niewielkimi konsekwencjami dla danej osoby jest głównym objawem u wielu alkoholików, co wskazuje, że niski poziom odpowiedzi na alkohol jest głównym czynnikiem ryzyka w rozwoju alkoholizmu [1,2]. Zdefiniowanie czynników neurobiologicznych przyczyniających się do umiaru alkoholu ułatwi zrozumienie spożywania i nadużywania alkoholu i jest skuteczną strategią opracowywania ulepszonych metod leczenia osób z diagnozą zaburzeń związanych z piciem alkoholu. Wykorzystanie modeli gryzoni do naśladowania ludzkiej choroby było potężnym narzędziem w rozwoju zrozumienia tej choroby i poprawy leczenia. Istnieje kilka modeli gryzoni w celu zbadania aspektów nadużywania alkoholu i alkoholizmu, jednak żaden z nich nie modeluje całkowicie alkoholizmu. Stopień, w jakim mysz będzie doustnie podawać samemu roztwory etanolu w podobnych warunkach środowiskowych, zależy w dużej mierze od jego podłoża genetycznego [3].

Niedawno odkryliśmy, że myszy hybrydowe C57BL / 6JxFVB / NJ (BxF) i FVB / NJxC57BL / 6J (FVBxB6) F1 samodzielnie podają niezwykle wysokie poziomy alkoholu podczas testów z dwiema butelkami (kobiety spożywają 20-35 g / kg / dzień i mężczyźni 7-25 g / kg / dzień, w zależności od stężenia i paradygmatu) [4]. Ten nowy model genetyczny ma znaczącą przewagę w porównaniu z istniejącymi rasami wsobnymi, w tym dowody na fenotyp nadwrażliwości i picie do wysokiego poziomu alkoholu we krwi [4]. Dodatkowo, wysokie spożycie etanolu wykazywane przez myszy BxF obserwowano w dwóch dodatkowych parachigmatach picia alkoholu etylowego (picie w ciemności i akceptacja etanolu podczas zaplanowanego dostępu do płynów) [4]. Następnie obserwowaliśmy różne zachowania związane z samoopijaniem się alkoholu, porównując dwa hybrydowe szczepy myszy F1: C57BL / 6J x NZB / B1NJ (BxN) wykazują obniżoną preferencję alkoholu po doświadczeniach z dużymi stężeniami alkoholu i okresami abstynencji, a BxF wykazuje utrzymującą się preferencję alkoholową [5]. Korzystając z baterii testów behawioralnych, wykazaliśmy, że BxN są bardziej wrażliwe niż myszy BxF na awersyjne i uspokajające, ale nie nagradzające działanie etanolu [6].

Podstawowe badania nad nowymi behawioralnymi i genetycznymi modelami dużego spożycia alkoholu i wywołanymi przez doświadczenie zmianami w piciu pozwolą pogłębić naszą wiedzę na temat nadużywania alkoholu i alkoholizmu. Zredukowany fenotyp preferencji alkoholowej jest interesujący, ponieważ myszy BxN początkowo wykazują dużą preferencję dla roztworów etanolu. Chociaż motywacyjny aspekt zmniejszania spożycia alkoholu po doświadczeniach z wysokim stężeniem etanolu i abstynencją jest nieznany, myszy BxN można przyrównać do umiarkowanych pijących alkohol, ponieważ nadal konsumują roztwory etanolu, ale na obniżonym poziomie, przypuszczalnie z powodu awersyjnego doświadczenia.

Bardzo interesujący jest również trwały model preferencji alkoholowych, ponieważ myszy BxF stabilnie spożywają niezwykle wysokie poziomy etanolu, niezależnie od wcześniejszych doświadczeń. Trwała i obniżona preferencja dotycząca alkoholu może być związana z efektem deprywacji alkoholu, zjawiskiem, w którym zwierzęta wykazują znacznie zwiększone spożycie alkoholu po okresie przymusowej abstynencjie [7]. Efekt deprywacji alkoholu jest przydatnym zjawiskiem w badaniu zwiększonego spożycia alkoholu. Chociaż harmonogram eksperymentu, o którym wiadomo, że wywołuje efekt deprywacji alkoholu, jest zupełnie inny niż stosowany tutaj harmonogram, porównanie utrzymującej się i zredukowanej preferencji z alkoholem z efektem deprywacji alkoholu wiąże różne fenotypy behawioralne omawiane tutaj z ważnym zjawiskiem w modelach badań nad alkoholem u gryzoni. Zmniejszenie preferencji alkoholowych byłoby przeciwieństwem efektu pozbawienia alkoholu, a trwałe preferencje alkoholowe można opisać jako brak efektu pozbawienia alkoholu. Wykorzystanie różnorodnych genetycznych modeli zwierzęcych, takich jak BxF i BxN, w dużym stopniu przyczynia się do postępu w tej dziedzinie, ponieważ uważa się, że zaburzenia związane z piciem alkoholu wynikają ze złożonych interakcji między genetyką a środowiskiem. Identyfikacja ekspresji różnicowej natychmiastowej wczesnej genu dla tych hybryd daje wgląd w obwody mózgu istotne dla satysfakcjonujących i awersyjnych właściwości etanolu.

Etanol i inne neurotropowe leki są badane w konkretnych modelach gryzoni z wykorzystaniem molekularnych markerów plastyczności i aktywności neuronalnej [8-15]. Samo podawany i podawany przez eksperymenty etanol nie daje równoważnych map metabolicznych mózgu, co sugeruje, że specyficzne obwody leżą u podstaw wzmacniającego działania etanolu [8,9].

Jednym z kluczowych elementów, który należy jeszcze szczegółowo zbadać w badaniach nad alkoholem, jest badanie trwałych i ograniczonych zachowań związanych z zachowaniem alkoholu oraz identyfikacja obwodów neuronalnych zaangażowanych podczas tych zachowań. Celem tego eksperymentu było zidentyfikowanie regionów mózgu zaangażowanych w ciągłe i zmniejszone preferencje alkoholowe. Ponieważ wykazano, że przewlekłe podawanie alkoholu (wraz z innymi lekami nadużywania) powoduje regionalne różnice w poziomach ΔFosB w mózgu, testowaliśmy hipotezę, że te behawioralne fenotypy są reprezentowane przez zróżnicowane wytwarzanie indukowalnego czynnika transkrypcyjnego, ΔFosB, w regionach mózgu znanych być zaangażowanym w nagrodę, niechęć i stres [10].

Przewlekłe bodźce, które powodują regionalne różnice w poziomach ΔFosB, obejmują narkotyki (alkohol, kokaina, amfetamina, nikotyna, morfina i leki przeciwpsychotyczne), stres przewlekły (stres ograniczający, nieprzewidywalny wstrząs u stóp, drgawki elektrowstrząsowe) i kompulsywne działanie kół [11]. Jako potencjalny mediator długofalowej adaptacji w mózgu, ważne jest odróżnienie dominującego wariantu FosB (FosB lub ΔFosB) w odpowiedzi na przewlekłe leczenie etanolem.

Istnieje kilka badań, które mierzyły FosB i ΔFosB po przewlekłych bodźcach, dla których nie zweryfikowano, że ΔFosB był dominującą izoformą (jak te opisane poniżej). Istnieją jednak silne dowody na to, że ΔFosB, a nie FosB, jest dominującą izoformą po przewlekłych bodźcach [10-12]. Badanie Ryabinina i Wanga (1998) wykazało, że u myszy o niskiej zawartości alkoholu preferujących DBA / 2J, cztery dni powtarzanych wstrzyknięć etanolu skutkowały silnym wzrostem ekspresji FosB w następujących regionach mózgu: jądro przedniego korowego amygdaloidu, boczna przegroda przegrody, centralne ciało migdałowate , boczne jądro migdałowate, podwzgórze boczne, jądro otoczone rdzeniem, jądro łożyska śluzówki ogonowej i jądro przykomorowe wzgórza wzrokowego [13]. Ich wyniki identyfikują neurocircuit reagujący na etanol. Ekspresję FosB mierzono również u myszy C57BL / 6J o wysokiej zawartości alkoholu preferowanej podczas nabywania i utrzymywania podawania samemu etanolu w warunkach ograniczonego dostępu. Nie było zmian w poziomie FosB podczas nabywania samodzielnego podawania [14]. Jednak po dwóch tygodniach samodzielnego podawania etanolu o ograniczonym dostępie poziomy FosB zostały zwiększone w środkowym rdzeniu jądra migdałowatego i jądra Edingera-Westphala [15]. Ogólnie rzecz biorąc, raporty identyfikują nowe regiony zaangażowane w samo-podawanie etanolu, a także wskazują na rolę szlaku mezokortykolimbicznego i rozszerzonego ciała migdałowatego [16]. Należy jednak pamiętać, że zmiany poziomów ΔFosB zależą od drogi podawania etanolu, dawki i czasu ekspozycji na leczenie lub harmonogram [13-15].

Wykorzystane w tym badaniu szczepy myszy dostarczają interesujących modeli do porównywania długotrwałej i zredukowanej preferencji alkoholowej i mechanizmów leżących u podstaw odpowiedzialnych za te wyraźne reakcje alkoholowe. Badanie to wykazuje, że myszy wykazujące obniżoną preferencję alkoholową wykazują również znaczną plastyczność w obwodach związanych z nagrodą i stresem (w tym jądro Edingera-Westphala, brzuszny obszar nakrywowy, jądro migdałowate, jądro półleżące i kora obręczy).

wyniki

Wpływ stężeń alkoholu i okresów abstynencji na samodzielne podawanie myszom BxF i BxN

Aby wykazać, że zmieniają się stężenia etanolu i / lub okresy abstynencji, a następnie zużycie etanolu, opracowaliśmy cztery harmonogramy (grupy) do pomiaru zużycia etanolu (rysunek (Figure1a, b).1a, b). Dla każdej hybrydy istniały cztery grupy eksperymentalne: wysokie stężenia, wysokie stężenia z okresami abstynencji, niskie stężenia i niskie stężenia z okresami abstynencji. Kompletne dane dotyczące preferencji etanolu (ryc (Figure2)2) i konsumpcji (ryc (Figure3)3) dane (dla wszystkich grup i obu genotypów) są przedstawione jako odniesienie. W celu ustalenia i zilustrowania behawioralnych fenotypów długotrwałej i obniżonej preferencji alkoholowej, dane preferencji i zużycia 9% etanolu przedstawiono na rysunkach Figury44 i i5.5. Te fenotypy behawioralne są oparte na porównaniu preferencji 9% etanolu i konsumpcji z pierwszej, drugiej, trzeciej i czwartej prezentacji w grupach o wysokim stężeniu i odpowiednich dni eksperymentalnych dla grup o niskiej koncentracji. Przeprowadzono dwukierunkową ANOVA (genotyp x czas) preferencji i konsumpcji etanolu 9%. W przypadku grupy o wysokim stężeniu preferencje etanolu (ryc (Figure4a)4a) i konsumpcji (ryc (Figure5a)5a) były większe dla BxF niż BxN, a BxF wykazywało trwałe preferencje i spożycie alkoholu, podczas gdy BxN wykazywało zmniejszone preferencje i spożycie alkoholu (ETANOL PREFERENCE - interakcja F (3,54) = 4.83, P <0, genotyp F (01, 1,54) = 24.10, P <0.001, czas F (3,54) = 9.92, P <0.0001; ZUŻYCIE ETANOLU - interakcja N / S, genotyp F (1,54) = 50.73, P <0.0001, czas F (3,54, 11.68) = 0.0001, P <XNUMX). W grupie osób z wysokim stężeniem i abstynencją preferowano etanol (ryc (Figure4b)4b) i konsumpcji (ryc (Figure5b)5b) były większe dla BxF niż BxN, a BxF wykazywało trwałe preferencje i spożycie alkoholu, podczas gdy BxN wykazywało zmniejszone preferencje i spożycie alkoholu (ETANOL PREFERENCJA - interakcja F (3,132) = 15.89, P <0.0001, genotyp F (1,132) = 250.43, P <0.0001, czas F (3,132) = 27.48, P <0.0001; ZUŻYCIE ETANOLU - interakcja F (3,132) = 11.35, P <0.0001, genotyp F (1,132) = 510.88, P <0.0001, czas F (3,132) = 22.42, P <0.0001). W przypadku grupy o niskim stężeniu preferowany etanol (ryc (Figure4c)4c) i konsumpcji (ryc (Figure5c)5c) były większe dla BxF niż BxN, a obie hybrydy wykazywały trwałe preferencje i spożycie alkoholu (PREFERENCJA ETANOLU - interakcja N / S, genotyp F (1,54) = 12.2, P <0.01, czas N / S; ZUŻYCIE ETANOLU - interakcja N / S, genotyp F (1,54) = 74.83, P <0.0001, czas N / S). W grupie niskiego stężenia z abstynencją preferowano etanol (ryc (Figure4d)4d) i konsumpcji (ryc (Figure5d)5d) były większe dla BxF niż BxN, a obie hybrydy wykazywały umiarkowane obniżenie preferencji i spożycia alkoholu (PREFERENCJA ETANOLU - interakcja N / S, genotyp F (1,132) = 166.58, P <0.0001, czas N / S; KONSUMPCJA ETANOLU - interakcja F (3,132) = 3.61, P <0.05, genotyp F (1,132) = 480.64, P <0.0001, czas F (3,132) = 7.87, P <0.0001). Podsumowując, w grupach o wysokim stężeniu (bez abstynencji) BxF wykazywał długotrwałą preferencję alkoholową, podczas gdy BxN wykazywał zmniejszone preferencje alkoholowe, aw grupach o niskim stężeniu (bez abstynencji), zarówno BxF, jak i B6xN wykazywały długotrwałą preferencję alkoholową. Ponieważ interesujące fenotypy najlepiej wychwytywać w grupach bez abstynencji, są one przedmiotem pozostałej części badania.

Rysunek 1  

Eksperymentalny harmonogram ciągłego dostępu do dobrowolnego spożycia etanolu. a. Plan eksperymentalny dla grup o niskim stężeniu i wysokich stężeniach. b. Plan eksperymentalny dla niskich stężeń w okresach abstynencji i wysokich stężeniach ...
Rysunek 2  

Preferencja etanolu zależy od stężenia genotypu i etanolu. a. W grupach o wysokim stężeniu preferencje etanolu (zużycie etanolu / całkowite zużycie płynów) są większe w przypadku BxF niż BxN i zmieniają się w zależności od stężenia etanolu. b ...
Rysunek 3  

Zużycie etanolu zależy od stężenia genotypu i etanolu. a. W grupach o wysokim stężeniu zużycie etanolu (czysty etanol / kg / dzień) jest większe dla BxF niż BxN i zmienia się w zależności od stężenia etanolu. b. W wysokich stężeniach ...
Rysunek 4  

Długotrwałe i zredukowane fenotypy behawioralne preferencji alkoholowych. Pokazano porównanie preferencji 9% etanolu z pierwszej, drugiej, trzeciej i czwartej prezentacji w celu ustalenia fenotypów behawioralnych utrzymującej się lub zredukowanej preferencji alkoholowej. a. ...
Rysunek 5  

Długotrwałe i ograniczone fenotypy behawioralne spożywania alkoholu. Wykazano, że porównanie zużycia etanolu 9% z pierwszej, drugiej, trzeciej i czwartej prezentacji ma na celu ustalenie fenotypów behawioralnych długotrwałego lub zmniejszonego spożycia alkoholu. ...

Δ Poziomy FosB

ΔFosB kwantyfikacja i analiza została wykorzystana do identyfikacji układu nerwowego przewlekle aktywowanego podczas utrzymującej się i obniżonej preferencji alkoholowej. Dla każdej hybrydy istniały trzy grupy eksperymentalne: wysokie stężenia, niskie stężenia i woda (kontrola). Dane ΔFosB przedstawiono jako procent neuronów pozytywnych FosB [(liczba neuronów pozytywnych ΔFosB) / (liczba neuronów pozytywnych Δ FosB + liczba neuronów pozytywnych Niss1)] (tabela (Table1).1). Wcześniejsze prace wykazały, że doświadczenie etanolu może indukować neurodegenerację [17]. Dlatego badaliśmy liczby neuronów w tym badaniu i nie stwierdziliśmy znaczącej różnicy w oparciu o genotyp lub grupę dla regionów mózgu oznaczonych ilościowo w tym badaniu. Wykonano następujące trzy analizy danych ΔFosB: 1), opracowano trójwymiarową analizę wariancji ANOVA (genotyp x grupa x region mózgu), 2) macierz korelacji dwukierunkowej ANOVA (region mózgu x) dla każdego genotypu i 3) w celu odwzorowania korelacji sieci.

Tabela 1  

Procent ΔFosB Pozytywne Neurony

Powtarzane pomiary trójczynnikowej ANOVA (genotyp x grupa x region mózgu) ujawniły interakcję genotyp x obszar mózgu [F (15,375 2.01) = 05, P <15.375], interakcję grupa x obszar mózgu [F (1.99) = 0.01, P <15,375] i główny efekt regionu mózgu [F (43.36 000) = 2,374, P <.11.79]. Powtarzane pomiary dwukierunkowe ANOVA (region mózgu x grupa) dla każdego genotypu wykazały, że istniał główny efekt grupy i regionu mózgu zarówno dla BxF, jak i BxN [BxF - F (0001) = 15,374, P <.25.64, główny efekt Grupa; F (0001 2,360) = 43.38, P <0001, efekt główny regionu mózgu; BxN - F (15,360) = 23.73, P <.0001, efekt główny grupy; F (XNUMX XNUMX) = XNUMX, P <.XNUMX, główny efekt genotypu]. Analiza post-hoc ujawniła sześć istotnych różnic między grupami dla BxN (ryc (Figure6a-c).6ac). Procentowy poziom ΔFosB był wyższy w grupie Niskie Stężenia niż w grupie Wody w La, CeC / CeL, EW i VTA. Procent ΔFosB był wyższy w grupie o wysokich stężeniach niż w grupie wody w CeMPV. Procent ΔFosB był wyższy w grupie Low Concentrations niż w grupie High Concentrations w EW. Dane ΔFosB dla wszystkich pozostałych regionów mózgu są przedstawione w tabeli Table1.1. Analiza korelacyjna r Pearsona została wykorzystana do określenia, czy% neuronów dodatnich dla ΔFosB w danym regionie mózgu koreluje z konsumpcją etanolu lub preferencjami. Spożycie etanolu i preferencje wykazały istotną dodatnią korelację z% ΔFosB w EW i VTA myszy BxN (ZUŻYCIE ETANOLU - EW r = 0.85; VTA r = 0.85; PREFERENCJA ETANOLU - EW r = 0.83, VTA r = 0.88; p <0.05 dla wszystkich).

Rysunek 6  

Długotrwałe i zmniejszone preferencje alkoholowe indukują ΔFosB w ciele migdałowatym, EW i VTA. Procent neuronów dodatnich FB w rejonach ciała migdałowatego (a.), EW (b.) i VTA (c.). d. i e. Reprezentatywne obrazy barwienia ΔFosB / Nissl ...

Złożona zależność między ekspresją ΔFosB, genotypem, regionem mózgu i spożyciem etanolu była dalej badana przy użyciu analizy głównych składników i hierarchicznego grupowania. Analiza głównych składników wykazała, że ​​większość zmienności (~ 80%) w danych była reprezentowana przez komponenty 5. Następnie przeprowadzono nienadzorowane hierarchiczne grupowanie (grupowane przez osoby i obszary mózgu) i uporządkowano je przy użyciu pierwszego głównego składnika (rysunek (Figure7).7). Indywidualne grupowanie ujawniło silne, ale nie doskonałe wzorce grupowania oparte na konsumpcji etanolu, niezależnie od genotypu. Wiele z myszy nieleczonych etanolem grupowało się razem i wykazywało mniej całkowitego ΔFosB niż średnia, a wiele myszy, które wykazywały trwałą preferencję alkoholową, grupowało się razem i wykazywało bardziej ogólny ΔFosB niż średnia. Te dwa klastry były najbardziej rozbieżne. Trzy skupienia pośrednie reprezentowały większą niż, mniejszą niż i średnią mieszankę wartości ΔFosB i fenotypów picia alkoholu etanolem.

Rysunek 7  

Poziomy ΔFosB nie wynikają wyłącznie z konsumpcji etanolu. Przeprowadzono hierarchiczne grupowanie i pokazano wynikową mapę cieplną poszczególnych poziomów ΔFosB i odpowiadające zużycie etanolu 9%. Zielony = ΔFosB mniejszy niż ...

Dyskusja

Podczas porównywania dwóch hybrydowych szczepów myszy F1 zaobserwowano różne zachowania samopodawania alkoholu: BxN wykazują zmniejszoną preferencję alkoholową po doświadczeniach z wysokim stężeniem alkoholu i okresami abstynencji, podczas gdy BxF wykazuje utrzymującą się preferencję alkoholową. Modele BxF są stabilne, mają wysokie spożycie (utrzymujące się preferencje alkoholowe), a modele BxN umiarkowane spożycie alkoholu (ograniczenie alkoholu). Plastyczność neuronowa (lub aktywność, mierzona na podstawie poziomów ΔFosB) różniła się w zależności od doświadczenia z etanolem, dodatkowo wspierając podstawową rolę specyficznego zespołu obwodów neuronalnych w utrzymywaniu i zmniejszaniu preferencji alkoholowych.

Dla szczepu o wysokiej zawartości alkoholu, C57BL / 6, preferencje i zużycie etanolu są bardzo zależne od początkowego stężenia etanolu, długości abstynencji i szczepu podrzędnego (C57BL / 6Cr lub C57BL / 6J) [7,18]. Stwierdziliśmy, że preferencje i zużycie etanolu obserwowane u myszy BxF były konsekwentnie wyższe (i bardziej stabilne niż w BxN) w czterech różnych testowanych schematach. Umiarkowanie wysokie preferencje i spożycie etanolu w BxN utrzymywały się tylko dzięki jednemu harmonogramowi długotrwałego picia (niskie stężenia bez abstynencji), a obniżenie preferencji i spożycia obserwowano przy wszystkich innych chronionych harmonogramach picia. BxN zmniejszona preferencja alkoholowa oferuje nowatorski model zwierzęcy, w którym doświadczenie (powtarzana prezentacja etanolu po doświadczeniach z wieloma wysokimi stężeniami etanolu i / lub kilkoma krótkimi okresami abstynencji) dramatycznie zmniejsza ich odpowiedź na wcześniej wysoce korzystne stężenie etanolu.

Samo podawany i podawany eksperymentalnie etanol wytwarza różne mapy metaboliczne mózgu, co sugeruje, że specyficzne obwody leżą u podstaw wzmacniającego działania etanolu [8,9]. Testowaliśmy hipotezę, że fenotypy behawioralne i obniżone preferencje alkoholowe są reprezentowane przez zróżnicowane wytwarzanie indukowalnego czynnika transkrypcyjnego, ΔFosB, w regionach mózgu, o których wiadomo, że są zaangażowane w nagrodę, niechęć i stres. ΔFosB jest czynnikiem transkrypcyjnym o wyjątkowej długoterminowej stabilności i nie znieczula na bodźce, takie jak c-Fos, a raczej gromadzi się podczas długotrwałych terapii. Wzrosty ΔFosB są spowodowane zwiększoną aktywnością neuronów i uważa się, że odzwierciedlają długotrwałą plastyczność neuronalną. Stwierdziliśmy, że procent neuronów ΔFosB-pozytywnych w obszarach mózgu zależy od genotypu (BxF i BxN) i grupy (kontrola wody, niskie stężenia i wysokie stężenia).

Flub BxN, analiza post-hoc ujawniła, że ​​dobrowolne spożycie etanolu skutkuje zwiększeniem ΔFosB w jądrze EW, VTA i ciele migdałowatym: wskazuje na zwiększoną plastyczność neuronów w regionach mózgu, o których wiadomo, że biorą udział w reakcjach związanych z etanolem, nagrodą i stresem. Myszy BxN w grupie o wysokim stężeniu (zmniejszone preferencje alkoholowe) mają zmniejszoną plastyczność neuronalną w EW, co sugeruje, że te neurony reagują na spożycie alkoholu z plastycznością zależną od doświadczenia. W grupie o niskim stężeniu (wykazywano utrzymującą się preferencję alkoholową) plastyczność neuronalna w EW była większa niż w grupach o wysokiej koncentracji i wodzie. Chociaż wyniki badań przeprowadzonych na różnych modelach picia alkoholu etylowego i genetycznych modelach myszy, nasze wyniki w badaniu EW myszy BxN są zgodne z wcześniejszymi badaniami zużycia etanolu [14,15]. Nieprzedłownicowy EW został ostatnio scharakteryzowany jako zawierający neurony zawierające okokululomotor (Ucn) [Ucn] [19]. Ucn1 jest peptydem przypominającym czynnik uwalniający kortykotropinę (CRF), który wiąże receptory CRF1 i CRF2. Poprzednie badania z zastosowaniem metod genetycznych, farmakologicznych i zmianowych wykazały, że Ucn1 bierze udział w regulowaniu spożycia alkoholu [19-22]. Ttutaj jest znana genetyczna predyspozycja do wysokiego spożycia alkoholu u gryzoni, która jest skorelowana z wyższymi poziomami podstawowymi Ucn1 w EW i LSi [23]. Tak więc nieoczekiwany był brak znaczenia post-hoc, który obserwowaliśmy w EW dla preferujących i konsumujących myszy BxF o wysokiej zawartości alkoholu. Być może jest to spowodowane nieznacznie podwyższonym poziomem procentowym ΔFosB w grupie wody BxF w porównaniu z grupą wodną BxN. Rzeczywiście, poziomy ΔFosB dla wszystkich myszy wykazujących długotrwałą preferencję alkoholową (grupa BxF High Concentrations, grupa BxF Low Concentrations i BxN Low Concentrations) były dość podobne.

W przypadku BxN spożycie etanolu w grupie o niskiej koncentracji zwiększyło plastyczność neuronalną w VTA (większe niż w grupach o wysokiej koncentracji i wodzie). Preferencje i konsumpcja etanolu były również większe dla grupy Low Concentrations. Brak istotności post hoc obserwowanej w VTA dla osób preferujących i konsumujących myszy BxF był nieoczekiwany i może być spowodowany nieznacznie wyższymi poziomami podstawowymi ΔFosB w grupie kontrolnej wody. Procentowy poziom ΔFosB był nieznacznie podwyższony w grupie wodnej BxF w porównaniu z grupą wodną BxN, podczas gdy poziomy ΔFosB były dość podobne dla wszystkich myszy wykazujących długotrwałą preferencję alkoholową (grupa BxF High Concentrations, grupa BxF Low Concentrations i BxN Low Concentrations) . Układ dopaminowy VTA odgrywa ważną rolę w pośredniczeniu w wzmacniającym działaniu etanolu i uczestniczy w wielu wzajemnych połączeniach ważnych dla etanolu i zachowań związanych z nagrodami [24-26]. Dodatkowo projekty VTA do jądra migdałowatego i jądra. Pokazano, że szczury samopoddają etanol bezpośrednio do VTA [27]. Ekspozycja etanolu zwiększa również szybkość wypalania neuronów dopaminergicznych w VTA [28,29]. Zwiększona szybkość wyzwalania może być związana z indukcją ΔFosB w VTA, którą obserwowaliśmy po przewlekłym, dobrowolnym podawaniu etanolu w BxN.

Uzależnienie od alkoholu powoduje długotrwałe neuroadaptacje, co powoduje negatywne stany emocjonalne; ważnym mechanizmem wzmocnienia negatywnego jest sygnalizacja czynnika uwalniającego kortykotropinę (CRF) w ciele migdałowatym [30]. Farmakologiczne manipulacje neuronami w CeA ukierunkowane są na receptory GABA, CRF, opioidowe, serotoninowe, dynorfinowe i norepinefryny [25,31-34]. solAntagoniści ABA, jak również antagoniści CRF, zmniejszają zużycie etanolu [32,33,35]. Uszkodzenia CeA zmniejszają ciągły dostęp do dobrowolnego spożycia etanolu [36]. Nasze odkrycia dodatkowo potwierdzają rolę CeA w regulacji zachowania alkoholowego. Neurony GABAergiczne w centralnej części ciała migdałowatego tworzą heterogenną populację, której połączenia pojawiają się w związku z zawartością peptydów. Te neurony GABAergiczne integrują aktywność wyjściową CeA. Jak oceniano w [Wee i Koob (2010]), sw kilku badaniach zidentyfikowano rolę receptorów oporfidowych dynorfiny i kappa w utrzymaniu i zwiększaniu stężenia etanolue [37]. Niedawno Walker i wsp. Wykazali, że antagonista receptora κ-opioidowego, nor-binaltrybimina, w obrębie rozszerzonego ciała migdałowatego selektywnie zmniejsza samopodawanie etanolu u zwierząt zależnych [38]. Sygnalizacja receptorów opioidowych Kappa pozostaje kluczowym przedmiotem badań na przecięciu stresu, nagrody i awersji. Wykazano również, że samo-podawanie indukowanego stresem etanolu odbywa się za pośrednictwem sygnalizacji receptora opioidowego kappa [39]. Centralny CeA może być podzielony na lateral-capsular (CeL / CeC) i środkowy boczny brzuszny. GABAergiczne neurony CeL / CeC otrzymują unerwienie dopaminergiczne od VTA; jak wcześniej wspomniano, neurony te są aktywowane po ostrym podaniu etanolu i wykazują zwiększone myszy? FosB wykazujące przedłużone preferencje alkoholowe. Zobacz także Mc [Bride (2002]) za świetny przegląd CeA i wpływ alkoholu [40]. W naszym badaniu myszy BxN z utrzymującą się preferencją alkoholową (grupa o niskim stężeniu) wykazywały zwiększoną plastyczność neuronalną u myszy CeC / CeL, a myszy La i BxN o obniżonej preferencji alkoholowej (grupa o wysokim stężeniu) wykazują zwiększoną plastyczność neuronalną w CeMPV. Wyniki te sugerują, że specyficzne doświadczenie etanolu wiąże się z plastycznością neuronów GABAergicznych w ciele migdałowatym. Dzięki tym danym, wraz z odpowiednimi zmianami w plastyczności neuronalnej w VTA i EW, proponujemy, aby obwód ten podlegał znaczącej plastyczności w utrzymywanych warunkach preferencji alkoholowych.

Wcześniejsze badania wykazały, że myszy C57BL / 6J mogą osiągnąć wysoki poziom alkoholu we krwi poprzez picie z dwóch butelek, jednak te poziomy alkoholu we krwi nie są utrzymywane i często picie nie spełnia kryteriów farmakologicznej motywacji określonych przez Dole'a i Gentry'ego (1984) [41,42]. Myszy BxN wykazujące zmniejszoną preferencję alkoholową spożywały mniej niż można się było spodziewać po typowej myszy C57BL / 6J [1]. Dlatego też, mimo że nie pobieraliśmy próbek alkoholu we krwi, nie jest prawdopodobne, aby myszy BxN wykazujące obniżoną preferencję alkoholu uzyskały utrzymujący się farmakologicznie odpowiedni poziom alkoholu we krwi, co sugeruje, że wysokie stężenia alkoholu we krwi nie są konieczne do indukowania plastyczności w tych obszarach mózgu. Ważne jest, aby zauważyć, że wysoce znaczący wpływ grupy istnieje również w BxF, mimo że wyniki post-hoc (skorygowane dla wielokrotnych porównań) dla regionów mózgu BxF nie wskazują na znaczące zmiany procentu neuronów pozytywnych? FosB dla dowolnego regionu po przewlekłym spożyciu etanolu z tymi różnymi harmonogramami.

W celu wizualizacji potencjalnych relacji między zmiennymi przeprowadzono hierarchiczne grupowanie. Mapa cieplna wynikowej analizy wykazuje ogólną tendencję między poziomami ΔFosB a zużyciem etanolu niezależnie od genotypu. Wyższe poziomy ΔFosB były związane z wysokim piciem, a niższe poziomy ΔFosB były związane ze zwierzętami kontrolnymi; jednak siła związku była niewystarczająca, aby dokładnie przewidzieć fenotypy picia oparte wyłącznie na poziomach ΔFosB.

wnioski

Wyraźne zachowania samopodawania alkoholu zaobserwowano dla dwóch hybrydowych myszy F1: BxN wykazują obniżoną preferencję alkoholową po doświadczeniu z wysokim stężeniem alkoholu, podczas gdy BxF wykazuje utrzymującą się preferencję alkoholową. Modele BxF są stabilne, mają wysokie spożycie (utrzymujące się preferencje alkoholowe), a modele BxN umiarkowane spożycie alkoholu (ograniczenie alkoholu). Zmiany w plastyczności neuronalnej (mierzone na podstawie poziomów ΔFosB) zależały od doświadczenia, a także specyfiki regionu mózgu i genotypu, a dalsze definiowanie obwodów neuronowych leżało u podstaw motywacyjnych aspektów konsumpcji etanolu. Wyniki te pokazują, że zmiana jednej linii rodzicielskiej u myszy hybrydowych powoduje zmiany w wzorcach spożycia alkoholu i znacznych zmian we wzorcach ekspresji ΔFosB, co sugeruje, że odrębne sieci mózgu są zaangażowane u tych różnych myszy hybrydowych.

Metody

Etyka

Badanie to przeprowadzono w ścisłej zgodności z zaleceniami zawartymi w Przewodniku po opiece i stosowaniu zwierząt laboratoryjnych w krajowych instytutach zdrowia. Protokół został zatwierdzony przez Institutional Animal Care and Use Committee z University of Texas w Austin (AUP 2010-00028). Całą operację przeprowadzono pod znieczuleniem pentobarbitalem sodowym i podjęto wszelkie wysiłki, aby zminimalizować cierpienie.

Zwierzęta

Badania przeprowadzono stosując hybrydy krzyżowe samic myszy hybrydowych F1 pochodzących z C57BL / 6J i myszy FVB / NJ lub NZB / B1NJ (BxF F1 i BxN F1, szczep macierzysty x szczep ojcowski). Hodowcy C57BL / 6J, FVB / NJ i NZB / B1NJ zakupiono w The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME) i kojarzyli w ciągu 7-8 tygodni. Potomstwo zostało odstawione do grup izoseksualnych każdego z genotypów (BxF F1, BxN F1). Przetestowaliśmy tylko samice myszy, aby ułatwić porównanie z wcześniej zebranymi danymi [1,5,6]. Myszy trzymano w standardowych klatkach z dostarczonym pokarmem i wodą ad libitum. Pomieszczenie dla kolonii i pomieszczenie do testowania były w trybie 12 h light: 12 h dark cycle (włączanie światła w 07: 00).

Test preferencji etanolu dwóch butelek

Metoda wyboru dwóch butelek została wykorzystana do określenia dobrowolnych wzorców samo-podawania etanolu u samic myszy BxF i BxN [1,6]. Samice myszy hybrydowych F1 (wiek 63 dni) pojedynczo trzymano w standardowych klatkach przy jednoczesnym przyzwyczajeniu przez tydzień do butelek z probówkami ze śrutem zawierającym wodę przed wprowadzeniem roztworu etanolu. Po przyzwyczajeniu myszy miały dostęp do dwóch identycznych butelek: jednej zawierającej wodę i drugiej zawierającej roztwór etanolu. Pozycje rur były codziennie zmieniane w celu kontrolowania preferencji pozycji. Aby uwzględnić potencjalny wyciek i parowanie, średnią masę zubożoną z probówek w klatkach kontrolnych bez myszy odejmowano od indywidualnych wartości picia każdego dnia. Myszy ważono co 4 przez cały czas trwania doświadczenia. Zużycie całego płynu mierzono codziennie podczas eksperymentu. Ilość spożywanego etanolu i preferencję etanolu obliczono dla każdej myszy i wartości te uśredniono dla każdego stężenia etanolu. Wpływ stężeń alkoholu i okresów abstynencji na samopodawanie u myszy BxF i BxN został zademonstrowany poprzez wyznaczenie grupy eksperymentalnej z dostępem do wysokich stężeń (zwiększający dostęp do roztworów 3-35% etanolu, a następnie powtarzane cykle 3 9, 18, i etanol 27%, kończący się końcową prezentacją etanolu 9%) i inną grupą o niskich stężeniach (zwiększający dostęp do etanolu 3-9%, z resztą doświadczenia przeprowadzoną z dostępem do etanolu 9%). Każda z tych grup miała podgrupę, która doświadczyła lub nie doświadczyła trzech tygodniowych abstynencji. Myszy kontrolne miały podobne stany w tym samym czasie co myszy doświadczalne, ale otrzymywały tylko jedną butelkę wody.

W sumie było pięć grup dla każdej hybrydy: woda (n = 14-16), wysokie stężenia (n = 10), wysokie stężenia z okresami abstynencji (n = 20), niskie stężenia (n = 10) i niskie stężenia z okresami abstynencji (n = 20). Zobacz rysunek Figure11 dla szczegółowych zestawów grupowych dla dwóch rodzajów butelek.

ΔFosB Immunohistochemia i oznaczanie ilościowe

Immunohistochemię ΔFosB (IHC) mierzono w 16 obszarach mózgu myszy, które doświadczały 72 dni ciągłego dostępu do wody (kontrola) lub wody i alkoholu [wysokie stężenia i niskie stężenia]. Wpływ wysokich stężeń na preferencje i spożycie etanolu był znacznie większy niż efekt abstynencji; w związku z tym grupy, które doświadczyły okresów abstynencji, nie zostały uwzględnione w pomiarach ΔFosB IHC. Ponadto eksperyment przeprowadzono poza pierwszym pojawieniem się utrzymującej się lub zmniejszonej preferencji alkoholowej, aby pokazać, że fenotypy behawioralne są stabilne przy powtarzających się cyklach zmian stężenia etanolu w celu zbadania skutków chronicznego spożywania etanolu. Cztery do ośmiu godzin po usunięciu alkoholu w 73 dniu eksperymentu, myszy poddano głębokiemu znieczuleniu (175 mg / kg pentobarbitalu sodu) i perfundowano dosercowo 20 ml 0.01 M roztworu soli fizjologicznej buforowanej fosforanem (PBS), a następnie 100 ml 4% paraformaldehyd w PBS. Mózgi usunięto, utrwalono w 4% paraformaldehydzie w 4 ° C, zatopiono w 3% agarozie, pocięto (50 μm, koronowo) na wibratomie, umieszczono w krioprotektorze (30% sacharoza, 30% glikol etylenowy i 0.1% poliwinyl pirolidon w PBS) przez noc w 4 ° C i przechowywano w -20 ° C do czasu przetworzenia na IHC. Rozmrożone skrawki przemywano PBS, traktowano 0.3% H2O2 i inkubowano przez jedną godzinę w 3% normalnej surowicy koziej, aby zminimalizować niespecyficzne znakowanie. Skrawki tkanek następnie inkubowano przez noc w 4 ° C w 3% normalnej surowicy koziej i anty-FosB (SC-48, rozcieńczenie 1: 5000, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA). Skrawki płukano, inkubowano w biotynylowanych kozich przeciwciałach anty-króliczych Ig (rozcieńczenie 1: 200, Vector Laboratories, Burlingame, CA) przez godzinę, przemywano i inkubowano w kompleksie awidyna-biotyna (rozcieńczenie 1: 200, zestaw Elite Kit-Vector Laboratories) . Aktywność peroksydazy wizualizowano w reakcji z 0.05% diaminobenzydyną (zawierającą 0.015% H2O2). Fragmenty tkanki były wybarwione Nisslem (stosując błękit metylenowy / lazur II). Slajdy zostały zakodowane dla ślepego liczenia. Neurony FosB-IR zliczono w powiększeniu 50X (olej) przy użyciu metody frakcjonowania optycznego i oprogramowania komputerowego StereoInvestigator. Informacje o parametrach pobierania próbek: ramka zliczająca (50um x 50um x 10um) była taka sama dla wszystkich regionów skwantyfikowanych; jednak rozmiar siatki został określony dla każdego regionu mózgu, aby zapewnić, że całkowita liczba bilateralnych komórek będzie równa 100-300 w celu uzyskania współczynnika zmienności mniejszego niż 0.1. Dane obliczono jako procent jąder dodatnich ΔFosB (liczba jąder dodatnich ΔFosB / liczba neuronów) dla każdego regionu.

Przeciwciało FosB użyte w tym badaniu (SC-48, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) zostało podniesione przeciwko wewnętrznemu regionowi FosB i rozpoznaje zarówno FosB, jak i ΔFosB. Chociaż to przeciwciało rozpoznaje zarówno FosB jak i ΔFosB, neurony immunopozytywne określone ilościowo w tym badaniu będą nazywane neuronami? FosB pozytywnymi, ponieważ wykazano, że leki nadużywania, w tym alkohol, specyficznie indukują? FosB, nie FosB, w neuronach. Perrotti i in. ([2008]) mierzy indukcję ΔFosB (w odpowiedzi na przewlekłe podawanie leków nadużywających, w tym alkoholu) przy użyciu dwóch przeciwciał: jednego, który rozpoznaje FosB i ΔFosB (SC-48) i jednego selektywnego dla ΔFosB (nie dostępny w handlu) i stwierdził, że dla wszystkich leków badane, immunoreaktywność obserwowana przy użyciu przeciwciała FosB (SC-48) jest wynikiem ΔFosB, ponieważ nie wykryli żadnych immunoreaktywnych neuronów przy użyciu przeciwciała selektywnego dla FosB o pełnej długości [10]. Dodatkowo wiadomo, że ΔFosB jest indukowany w specyficzny sposób w regionie mózgu i typu komórki, poprzez różne przewlekłe leczenie i dostępne są doskonałe recenzje na ten temat [11,43,44].

Skróty i umiejscowienie struktur neuroanatomicznych

Il - kora podpodłogowa (+1.70 mm); Cg1 - kora obręczy 1 (+1.1 mm); Cg2 - kora obręczy 1 (+1.10 mm); Rdzeń NAcc - jądro półleżące rdzeń (+1.10 mm); Powłoka NAcc - powłoka jądra półleżącego (+1.10 mm); LSi - boczna przegroda pośrednia (+1.10 mm); La - boczne ciało migdałowate (−1.22 mm); Bla - podstawno-boczne ciało migdałowate (−1.22 mm); CeC / CeL - torebka centralna i środkowa boczna ciało migdałowate (−1.22 mm); CeMPV - przyśrodkowa część tylno-środkowa jądra centralnego jądra migdałowatego (−1.22 mm); PAG - periaquaductal grey (−3.64 mm); EW - jądro Edingera-Westphala (-3.64 mm); VTA - brzuszny obszar nakrywki (−3.64 mm); DR - szew grzbietowy (- 4.60 mm); PBN - jądro parabrachialne (−5.2 mm); NTS - jądro tractus solitarius (−6.96 mm). The Mouse Brain we współrzędnych stereotaktycznych[45] został użyty do subiektywnego dopasowania jednej do trzech sekcji do kwantyfikacji każdego regionu mózgu.

Procedury statystyczne

Dane przedstawiono jako średnią ± SEM, o ile nie podano inaczej. Dane były zwykle dystrybuowane. Statystyki zostały wykonane przy użyciu programu Statistica w wersji 6 (StatSoft, Tulsa, OK, USA) i GraphPad Prism w wersji 4.00 (GraphPad Software, San Diego, Kalifornia, USA). Powtórzono dwukierunkowe ANOVA dla zużycia etanolu i danych preferencji dla oceny różnic między grupami. Przeprowadzono dwu- i trójdrożne ANOVA dla danych ΔFosB w celu oceny interakcji i głównych efektów dla grupy (wysokie stężenia, niskie stężenia i woda), regionu mózgu i genotypu. W stosownych przypadkach dokonano korekty Bonferroniego dla wielokrotnych porównań i post-hoc Bonferroniego. W szczególności postawiliśmy hipotezę, że zespół stresu i nagrody zwiększyłby FosB u myszy wykazujących zmniejszoną preferencję alkoholową. Dla każdego hybrydowego krzyża Pearsona użyto do zidentyfikowania obecności znaczących korelacji między poziomami ΔFosB a preferencją i zużyciem etanolu u myszy doświadczających etanolu.

Hierarchiczne tworzenie klastrów przeprowadzono w celu wizualizacji, w jaki sposób dane współistnieją i oceniają sposób grupowania danych. Przypisane wartości mediany zastąpiły brakujące dane procentowe ΔFosB, które nie przekroczyły 15% danych. Chociaż istnieje większy stopień niepewności niż w przypadku, gdy wartości imputowane zostały faktycznie zaobserwowane, hierarchiczna analiza skupień wymaga pełnego członkostwa lub całkowitego usunięcia w przypadku porównań przypadku. Hierarchiczne grupowanie przeprowadzono przy użyciu metody Warda, a powstałe klastry uporządkowano według pierwszego zasadniczego komponentu analizy głównych składników (JMP®, wersja 8, SAS Institute Inc., Cary, NC). W przypadku grup doświadczających wody i etanolu dane ΔFosB dla każdego regionu mózgu poddano transformacji z-score i przeprowadzono analizę głównych składników w celu określenia liczby klastrów. Dane zostały następnie zebrane przez regiony mózgu i osoby korzystające z nadzorowanej hierarchicznej analizy skupień.

Konkurencyjnymi interesami

Autorzy oświadczają, że nie mają konkurencyjnych interesów.

Wkład autorów

ARO, YAB, RAH, TAJ przyczyniły się do zaprojektowania badania. ARO przejął dane. ARO, IP, RDM przeanalizowali dane. ARO, RDM, IP, TAJ, YAB i RAH byli zaangażowani w redagowanie i rewizję manuskryptu. Wszyscy autorzy przeczytali i zatwierdzili końcowy manuskrypt.

Podziękowania

Chcielibyśmy podziękować Drs. Jody Mayfield i Colleen McClung za pomocne dyskusje i Marni Martinez, Jennifer Stokes, Michelle Foshat, Jose Cienfuegos, Jamie Seymour i Darshan Pandya o pomoc techniczną. Badanie to zostało wsparte przez Integracyjną Inicjatywę Neuronauki w sprawie dotacji konsorcjum alkoholowego AA13520 oraz Narodowego Instytutu ds. Nadużywania Alkoholu i Dotacji Alkoholowych AA06399-S i AA16424.

Referencje

  • Garcia-Andrade C, Wall TL, Ehlers CL. Mit wody ogniowej i reakcja na alkohol u Indian misyjnych. Am J Psychiatry. 1997;154: 983-988. [PubMed]
  • Schuckit MA, Smith TL, Kalmijn J. Ustalenia dotyczące podgrup w zależności od poziomu reakcji na alkohol jako czynnik ryzyka zaburzeń związanych z piciem alkoholu: populacja kobiet i Latynosów w college'u. Alcohol Clin Exp Res. 2004;10: 1499-1508. [PubMed]
  • Belknap JK, Crabbe JC, Young ER. Dobrowolne spożycie etanolu w wsobnych szczepach myszy 15. Psychofarmakologia. 1993;112: 503-510. doi: 10.1007 / BF02244901. [PubMed] [Cross Ref]
  • Blednov YA, Metten P, Finn DA, Rhodes JS, Bergeson SE, Harris RA, Crabbe JC. Myszy hybrydowe C57BL / 6J x FVB / NJ piją więcej alkoholu niż myszy C57BL / 6J. Alcohol Clin Exp Res. 2005;29:1949–1958. doi: 10.1097/01.alc.0000187605.91468.17. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Blednov YA, Ozburn AR, Walker D, Ahmed S, Belknap JK. et al. Myszy hybrydowe jako modele genetyczne o wysokim spożyciu alkoholu. Behav Genet. 2010;40:93–110. doi: 10.1007/s10519-009-9298-4. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Ozburn AR, Harris RA, Blednov YA. Różnice behawioralne między hybrydowymi myszami C57BL / 6JxFVB / NJ i C57BL / 6JxNZB / B1NJ F1: związek z kontrolą spożycia alkoholu. Behav Genet. 2010;40:551–563. doi: 10.1007/s10519-010-9357-x. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Melendez RI, Middaugh LD, Kalivas PW. Rozwój zjawiska deprywacji alkoholowej i efektu eskalacji w C57BL / 6J. Alcohol Clin Exp Res. 2006;30:2017–2025. doi: 10.1111/j.1530-0277.2006.00248.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Porrino LJ, Whitlow CT, Samson HH. Wpływ samopodawania etanolu i etanolu / sacharozy na tempo lokalnego wykorzystania glukozy w mózgu u szczurów. Brain Res. 1998;791(1-2): 18-26. [PubMed]
  • Williams-Hemby L., Porrino LJ. Niskie i umiarkowane dawki etanolu wytwarzają wyraźne wzorce mózgowych zmian metabolicznych u szczurów. Alcohol Clin Exp Res. 1994;18(4):982–988. doi: 10.1111/j.1530-0277.1994.tb00070.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, Renthal W, Maze I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Self DW, Nestler EJ. Wyraźne wzorce indukcji DeltaFosB w mózgu przez leki uzależniające. Synapse. 2008;62(5):358–369. doi: 10.1002/syn.20500. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: molekularny przełącznik do długoterminowej adaptacji w mózgu. Brain Res Mol Brain Res. 2004;132: 146-154. [PubMed]
  • Perrotti LI, Bolaños CA, Choi KH, Russo SJ, Edwards S, Ulery PG, Wallace DL, Self DW, Nestler EJ, Barrot M. DeltaFosB gromadzi się w populacji komórek GABAergicznych w tylnym ogonie brzusznej części nakrywki po leczeniu psychostymulującym. Eur J Neurosci. 2005;21:2817–2824. doi: 10.1111/j.1460-9568.2005.04110.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE, Wang YM. Powtórne podawanie alkoholu wpływa różnie na immunoreaktywność białka C-Fos i FosB u myszy DBA / 2J. Alcohol Clin Exp Res. 1998;22:1646–1654. doi: 10.1111/j.1530-0277.1998.tb03962.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE, Bachtell RK, Freeman P, Risinger FO. Ekspresja ITF w mózgu myszy podczas nabywania samodzielnego podawania alkoholu. Brain Res. 2001;890:192–195. doi: 10.1016/S0006-8993(00)03251-0. [PubMed] [Cross Ref]
  • Bachtell RK, Wang YM, Freeman P, Risinger FO, Ryabinin AE. Picie alkoholu powoduje wybiórcze zmiany w ekspresji indukowalnych czynników transkrypcyjnych w regionie mózgu. Brain Res. 1999;847(2):157–165. doi: 10.1016/S0006-8993(99)02019-3. [PubMed] [Cross Ref]
  • Kalivas PW. W jaki sposób określić, które zmiany neuroplastyczne wywołane przez leki są ważne? Nat Neurosci. 2005;8:1440–1441. doi: 10.1038/nn1105-1440. [PubMed] [Cross Ref]
  • Załogi FT, Nixon K. Mechanizmy neurodegeneracji i regeneracji w alkoholizmie. Alkohol. 2009;44: 115-127. doi: 10.1093 / alcalc / agn079. [Cross Ref]
  • Khisti RT, Wolstenholme J, Shelton KL, Miles MF. Charakterystyka działania polegającego na pozbawieniu etanolu w podeszwach myszy C57BL / 6. Alkohol. 2006;40: 119-126. doi: 10.1016 / j.alcohol.2006.12.003. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Weitemier AZ, Tsivkovskaia NO, Ryabinin AE. Dystrybucja Urocortin 1 w mózgu myszy jest zależna od szczepu. Neuronauka. 2005;132: 729-740. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2004.12.047. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE. Uszkodzenia jądra Edingera-Westphala u myszy C57BL / 6J zakłócają hipotermię wywołaną przez etanol i zużycie etanolu. Eur J Neurosci. 2004;20:1613–1623. doi: 10.1111/j.1460-9568.2004.03594.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE, Yoneyama N, Tanchuck MA, Mark GP, Finn DA. Mikroiniekcja Urocortin 1 w boczną przegrodę myszy reguluje pozyskiwanie i ekspresję spożycia alkoholu. Neuronauka. 2008;151: 780-790. doi: 10.1016 / j.neuroscience.2007.11.014. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Turek VF, Tsivkovskaia NO, Hyytia P, Harding S, Lê AD, Ryabinin AE. Ekspresja Urokortyny 1 w pięciu parach szczurzych linii wybiórczo hodowanych pod kątem różnic w piciu alkoholu. Psychofarmakologia. 2005;181:511–517. doi: 10.1007/s00213-005-0011-x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Ryabinin AE, Weitemier AZ. Neurocirulat urokortyny 1: wrażliwość na etanol i potencjalne zaangażowanie w spożywanie alkoholu. Brain Res Rev. 2006;52: 368-380. doi: 10.1016 / j.brainresrev.2006.04.007. [PubMed] [Cross Ref]
  • Samson HH, Tolliver GA, Haraguchi M, Hodge CW. Samopodawanie alkoholu: rola dopaminy mezolimbicznej. Ann NY Acad Sci. 1992;654:242–253. doi: 10.1111/j.1749-6632.1992.tb25971.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • McBride WJ, Li TK. Modele zwierzęce alkoholizmu: neurobiologia zachowań związanych z piciem alkoholu u gryzoni. Crit Rev Neurobiol. 1998;12:339–369. doi: 10.1615/CritRevNeurobiol.v12.i4.40. [PubMed] [Cross Ref]
  • Koob GF, Roberts AJ, Schulteis G, Parsons LH, Heyser CJ, Hyytiä P, Merlo-Pich E, Weiss F. Neurocircuitry są celami w nagrodach i zależnościach od etanolu. Alcohol Clin Exp Res. 1998;22:3–9. doi: 10.1111/j.1530-0277.1998.tb03611.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Rodd ZA, Melendez RI, Bell RL, Kuc KA, Zhang Y, Murphy JM, McBride WJ. Wewnętrzne podawanie etanolu w obrębie brzusznej części nakrywkowej samców szczurów Wistar: dowody na zaangażowanie neuronów dopaminowych. J Neurosci. 2004;24:1050–1057. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1319-03.2004. [PubMed] [Cross Ref]
  • Gessa GL, Muntoni F, Collu M, Vargiu L, Mereu G. Niskie dawki etanolu aktywują neurony dopaminergiczne w obszarze brzusznym nakrywki. Brain Res. 1985;348:201–203. doi: 10.1016/0006-8993(85)90381-6. [PubMed] [Cross Ref]
  • Brodie MS, Shefner SA, Dunwiddie TV. Etanol zwiększa szybkość zapłonu neuronów dopaminowych w szczurzej brzusznej strefie nakrywkowej in vitro. Brain Res. 1990;508:65–69. doi: 10.1016/0006-8993(90)91118-Z. [PubMed] [Cross Ref]
  • Heilig M, Koob GF. Kluczowa rola dla czynnika uwalniającego kortykotropinę w uzależnieniu od alkoholu. Trendy Neurosci. 2007;30(8):399–406. doi: 10.1016/j.tins.2007.06.006. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Dyr W, Kostowski W. Dowód, że ciało migdałowate jest zaangażowane w hamujące działanie antagonistów receptora 5-HT3 na picie alkoholu u szczurów. Alkohol. 1995;12:387–391. doi: 10.1016/0741-8329(95)00023-K. [PubMed] [Cross Ref]
  • Gilpin NW, Richardson HN, Koob GF. Wpływ receptorów CRF1 i antagonistów receptorów opioidowych na indukowane uzależnieniem zwiększenie spożycia alkoholu przez szczury preferujące alkohol (P). Alcohol Clin Exp Res. 2008;32:1535–1542. doi: 10.1111/j.1530-0277.2008.00745.x. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Hyytiä P, Koob GF. Antagonizm receptora GABAA w poszerzonych ciałach migdałowych zmniejsza samopodawanie etanolu u szczurów. Eur J Pharmacol. 1995;283:151–159. doi: 10.1016/0014-2999(95)00314-B. [PubMed] [Cross Ref]
  • Roberto M, Madamba SG, Moore SD, Tallent MK, Siggins GR. Etanol zwiększa transmisję GABAergiczną zarówno w miejscach przed-, jak i postsynaptycznych w neuronach centralnej szczurzych migdałków szczura. Proc Natl Acad Sci. 2003;100: 2053-2058. doi: 10.1073 / pnas.0437926100. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Roberts AJ, Cole M, Koob GF. Musimymol wewnątrz-migdałowaty zmniejsza samopodawanie czynnego etanolu u zależnych szczurów. Alcohol Clin Exp Res. 1996;20:1289–1298. doi: 10.1111/j.1530-0277.1996.tb01125.x. [PubMed] [Cross Ref]
  • Möller C, Wiklund L, Sommer W, Thorsell A, Heilig M. Zmniejszenie eksperymentalnego niepokoju i dobrowolnego spożycia etanolu u szczurów po centralnych, ale nie po stronie podstawy, zmian w ciele migdałowatym. Brain Res. 1997;760:94–101. doi: 10.1016/S0006-8993(97)00308-9. [PubMed] [Cross Ref]
  • Wee S, Koob GF. Rola układu opioidowego dynorfina-kappa we wzmacniających efektach nadużywania narkotyków. Psychofarmakologia (Berl) 2010;210:121–135. doi: 10.1007/s00213-010-1825-8. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Walker BM, Valdez GR, McLaughlin JP, Bakalkin G. Celowanie w systemy receptorów opioidowych dynorfiny / kappa w leczeniu nadużywania alkoholu i uzależnienia. Alkohol. 2012;46: 359-370. doi: 10.1016 / j.alcohol.2011.10.006. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Sperling RE, Gomes SM, Sypek EI, Carey AN, McLaughlin JP. Endogenne pośredniczenie kappa-opioidami w wywołanym stresem nasileniu preferencji etanolowych i samo-podawania. Psychofarmakologia (Berl) 2010;210:199–209. doi: 10.1007/s00213-010-1844-5. [PubMed] [Cross Ref]
  • McBride WJ. Centralne jądro migdałowate i skutki alkoholowego i alkoholowego zachowania u gryzoni. Pharmacol Biochem Behav. 2002;71:509–515. doi: 10.1016/S0091-3057(01)00680-3. [PubMed] [Cross Ref]
  • Dole VP, Gentry RT. W kierunku analogu alkoholizmu u myszy: czynniki skali w modelu. Proc Natl Acad Sci. 1984;81: 3543-3546. doi: 10.1073 / pnas.81.11.3543. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Dole VP, Gentry RT. W kierunku analogu alkoholizmu u myszy: Kryteria rozpoznawania picia z motywacją farmakologiczną. Proc Natl Acad Sci. 1985;82: 3469-3471. doi: 10.1073 / pnas.82.10.3469. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
  • Nestler EJ. Neurobiologia molekularna uzależnienia. Jestem J Addict. 2001;10: 201-217. doi: 10.1080 / 105504901750532094. [PubMed] [Cross Ref]
  • Nestler EJ, Kelz MB, Chen J. DeltaFosB: molekularny mediator długoterminowej plastyczności neuronalnej i behawioralnej. Brain Res. 1999;835:10–17. doi: 10.1016/S0006-8993(98)01191-3. [PubMed] [Cross Ref]
  • Franklin KJ, Paxinos G. Mózg myszy w współrzędnych stereotaktycznych. 2. San Diego, Kalifornia: Academic; 2001.