Этанол Предпочитаемое место и изменения в ΔFosB После подросткового управления никотином Различают крысы, демонстрирующие высокую или низкую поведенческую реактивность для новой среды (2014)

Behav Brain Res. Авторская рукопись; доступно в PMC 2015 Июнь 5.

Опубликовано в окончательной отредактированной форме как:

Behav Brain Res. 2014 апр. 1; 262: 101 – 108.

Опубликован онлайн 2014 Ян 7. DOI:  10.1016 / j.bbr.2013.12.014

PMCID: PMC4457313

NIHMSID: NIHMS554276

Перейти к:

Абстрактные

В этом исследовании определялось влияние применения никотина у подростков на предпочтение алкоголя взрослым у крыс, проявляющих высокую или низкую поведенческую реактивность к новой среде, и выяснялось, изменял ли никотин ΔFosB в вентральном полосатом теле (vStr) и префронтальной коре (PFC) сразу после введения препарата или после того, как крысы повзрослели.

Животных характеризовали как проявляющих высокую (HLA) или низкую (LLA) двигательную активность в новом открытом поле в постнатальный день (PND) 31 и получали инъекции физиологического раствора (0.9%) или никотина (0.56 мг свободного основания / кг) из PND 35 -42. Этанол-индуцированное предпочтение условного места (CPP) оценивали на PND 68 после кондиционирования дней 8 в предвзятой парадигме; ΔFosB измеряли на PND 43 или PND 68. После воздействия никотина у подростков, HLA животные демонстрировали CPP при кондиционировании этанолом; LLA животные не пострадали. Кроме того, воздействие никотина у подростков в течение дней 8 увеличивало уровни ΔFosB в лимбических областях у крыс HLA и LLA, но это увеличение сохранялось во взрослой жизни только у животных LLA.

Результаты показывают, что воздействие никотина в подростковом возрасте способствует установлению этанолового CPP у крыс HLA, и что устойчивое повышение уровня ΔFosB не является необходимым или достаточным для установления этанольного CPP в зрелом возрасте. Эти исследования подчеркивают важность оценки поведенческого фенотипа при определении поведенческих и клеточных эффектов воздействия никотина у подростков.

Ключевые слова: Зависимость, Подросток, ΔFosB, Этанол, Никотин, Вознаграждение

1. Введение

Многочисленные исследования показали, что высокий поиск новинок и исследования связаны с повышенной чувствительностью к вознаграждению наркотиков [18]. Было показано, что подростки демонстрируют большую новизну и стремление к новизне, чем взрослые [911], а также в нескольких докладах показано, что подростки чаще, чем взрослые, прогрессируют до наркомании, когда начинают употреблять наркотики [1218]. Таким образом, подростки могут быть более восприимчивыми к усиливающим и полезным эффектам злоупотребления наркотиками, а подростки с высоким профилем поиска ощущений могут представлять наиболее уязвимую группу населения.

Два наркотика, наиболее часто используемые подростками, это никотин и алкоголь [19, 20], и данные свидетельствуют о том, что употребление никотина влияет на потребление алкоголя. Курение и употребление алкоголя часто встречаются вместе, причем частота одного поведения связана с частотой другого [21]. Грант [22] сообщили, что почти 29% людей, которые начинают курить до достижения возраста 14, становятся зависимыми от алкоголя, а 8% прогрессируют к злоупотреблению алкоголем в течение своей жизни. Кроме того, 19% из тех, кто начинает курить между 14 и 16, становятся зависимыми от алкоголя, а 7% этих людей прогрессируют до злоупотребления алкоголем. Интересно, что люди, которые не начинают курить до достижения возраста 17, вдвое реже становятся зависимыми от алкоголя или прогрессируют в зависимости. Таким образом, курение в раннем возрасте является сильным предиктором употребления алкоголя на протяжении всей жизни, а также алкогольной зависимости и злоупотребления [22].

Было показано, что воздействие никотина в подростковом возрасте усиливает эффект нескольких лекарств у взрослых лабораторных животных, включая никотин, кокаин и диазепам [2326]. Кроме того, Riley et al. [27] продемонстрировали, что введение никотина мышам в подростковом возрасте, но не во взрослом возрасте, повышает чувствительность к абстиненции этанола при измерении в зрелом возрасте, и предположил, что подростковый возраст представляет собой критический период чувствительности к никотину, который приводит к изменениям в мозге, которые сохраняются в зрелом возрасте. Эта идея подтверждается несколькими исследованиями, демонстрирующими, что воздействие никотина у подростков приводит к тревожному состоянию во взрослом возрасте [2830]. Возможно, что стойкие изменения после воздействия никотина у подростков связаны с фактором транскрипции FosB, который, как было показано, вызывает стойкую сенсибилизацию мезолимбического пути и повышает чувствительность к мотивационным свойствам некоторых наркотиков, включая алкоголь [3134] и чья избыточная экспрессия в лимбической системе усиливает лекарственные предпочтения [31, 35]. Интересно, что у подростков наблюдается большее увеличение ΔFosB в прилежащем ядре (NAcc), чем у взрослых, в ответ на введение кокаина или амфетамина [36]; влияние введения никотина в подростковом возрасте на ΔFosB не изучалось. Поскольку у подростков наблюдается повышенная регуляция ΔFosB по сравнению со взрослыми в ответ на злоупотребление лекарственными средствами, они могут быть более чувствительны к полезным стимулам после повторного воздействия, чем взрослые, подвергшиеся аналогичному воздействию. Эта идея подтверждается исследованиями, указывающими на то, что у крыс-подростков, у которых после введения 4 установлено индуцированное никотином предпочтение условного места (CPP), наблюдается увеличение иммунореактивности FosB (вариант сплайсинга FosB не был конкретно измерен) в области вентрального сегмента (VTA), NAcc и префронтальная кора (PFC) сразу после поведенческого тестирования [37].

Несмотря на доказательства того, что подростковый возраст является периодом усиленного поиска ощущений и употребления наркотиков впервые, использование никотина связано с увеличением потребления этанола и что повышенная чувствительность к наркотикам связана с накоплением ΔFosB [31], влияние никотина в подростковом возрасте на уровни ΔFosB и его долгосрочные последствия для вознаграждения этанолом неясны. Таким образом, это исследование: 1) определило влияние введения никотина в подростковом возрасте на предпочтение алкоголя взрослым крысам, характеризующимся в подростковом возрасте их поведенческой реактивностью к новой среде, то есть проявляющей высокую или низкую двигательную активность; и 2) установили, изменял ли никотин ΔFosB в вентральном стриатуме (vStr) и PFC этих животных сразу после введения в подростковом возрасте или после того, как крысы повзрослели.

2. методы

Материалы 2.1

Этанол был получен от AAPER Alcohol and Chemical Company (Shelbyville, KY). Все другие реагенты были приобретены у Sigma-Aldrich Life Sciences (Сент-Луис, Миссури), если не указано иное.

Объекты 2.2

В качестве субъектов использовали потомство мужского и женского пола (n = 89) у беременных крыс по времени (n = 10); день рождения был определен как постнатальный день 0 (PND 0). Чтобы обеспечить одинаковое развитие пометов, все пометы отбраковывались для щенков 10 – 12 (самцы 5 – 6 / самки 5 – 6) на PND 1 и оставались размещенными с соответствующими им дамбами до появления PND 21, когда животных отлучали от груди и содержали в однополых группах 3 в стандартных полипропиленовых клетках с подстилкой из кукурузного початка. Все животные содержались в Университете Южной Флориды в виварии с контролируемой температурой и влажностью по циклу 12: 12-hr свет-темнота (7 am / 7 pm). Эксперименты проводились во время легкой фазы, а уход и использование животных проводились в соответствии с руководящими принципами, установленными Институциональным комитетом по уходу и использованию животных и Руководством по уходу и использованию лабораторных животных Национального института здравоохранения. В соответствии с этими рекомендациями в экспериментах использовалось наименьшее количество животных на группу, необходимое для получения значимых данных.

2.3 Характеристика поведенческой реактивности в новой среде

Локомоторная активность была использована для характеристики поведенческой реактивности крыс в новой среде. Для этого в PND 31 животных вынимали из домашней клетки и помещали на круговую арену (диаметр 100 см) при умеренном освещении (20 lux) в течение минимума 5. Общее пройденное расстояние (TDM) записывалось автоматически с помощью видеокамеры и анализировалось с использованием программного обеспечения EthoVision (Noldus Information Technology, Leesburg, VA), как описано [38]. Животных классифицировали как проявляющих либо высокую (HLA), либо низкую (LLA) локомоторную активность в новом открытом поле с использованием стратегии медианного разделения, причем первая проявляла активность в верхнем 50%, а последние в нижнем 50% относительно их однопометники [4].

2.4 никотиновые инъекции

Животные получали инъекции (подкожно) либо забуференного фосфатом физиологического раствора (PBS, 0.9%), либо битартрата никотина-водорода в PBS (0.56 мг свободного основания никотина / кг) один раз в день в течение дней 4 или 8, начинающихся с PND 35. Было показано, что эта доза никотина увеличивает ответ на условные раздражители [39, 40] и увеличить контрольные точки для усиленного реагирования [41] указывает на то, что он полезен и подкрепляет и использовался в предварительном исследовании подростков [38]. Для каждой инъекции животных перевозили в их домашней клетке в слабо освещенную процедурную комнату, помещали в новую клетку, выровненную со свежими постельными принадлежностями, инъецировали и возвращали в их домашнюю клетку.

2.5 Условное предпочтение места (CPP)

Для измерения CPP крысам вводили никотин из PND 35-42 и 18 через сутки после последней инъекции никотина, в PND 60 животные (n = 40; 4-5 на группу) имели свободный доступ к двум взаимосвязанным камерам из плексигласа. (каждая камера: ширина 21 см × длина 18 см × высота 21 см), содержащая четкие визуальные (вертикальные или горизонтальные черно-белые полосы) и тактильные сигналы (прорезиненное или наждачное покрытие) для трех минимальных интервалов 5. Среднее время, проведенное на каждой стороне устройства, было использовано для определения предпочтительной исходной камеры для каждого животного. Хотя у каждого животного в начале исследования было побочное предпочтение, в популяции не было тенденции отдавать предпочтение конкретной камере. В течение следующих 8 дней, от PND 61 до 68, использовалась предвзятая парадигма кондиционирования, в которой животных обучали связывать нежелательную камеру с субъективными эффектами этанола. Для кондиционирования каждое животное получало инъекцию этанола (17%; 1.0 г / кг, внутрибрюшинно) и затем помещали в изначально непривлекательную камеру в течение 15 мин. Было показано, что эта доза и концентрация этанола устанавливают CPP в позднем подростковом возрасте [42] и значительно повысить дофамин в NAcc у подростков и молодых взрослых животных [43, 44]. Контрольные животные содержались в течение 15 мин в первоначально непривлекательной камере после инъекции физиологического раствора (0.9%, внутрибрюшинно). Как кондиционированным этанолом, так и контрольным животным вводили физиологический раствор перед тем, как помещать в первоначально предпочтительную камеру в течение 15 мин каждый день. Таким образом, каждое животное получало тренировочные сеансы 2 в день, один для изначально нежелательной и один для предпочтительной камеры. Порядок этих сеансов чередовался каждый день и происходил утром и днем, разделенные по крайней мере 5 часами. На PND 69, приблизительно через 16 – 18 часов после последней тренировки, животным был предоставлен свободный доступ в обе камеры в течение минимума 5, и время, проведенное в каждой камере, было измерено для оценки CPP. Оценка предпочтения была рассчитана путем вычитания времени, проведенного в первоначально предпочтительной камере, из времени, проведенного в первоначально не предпочтительной камере.

2.6 Вестерн-блот анализ

Для анализа иммуноблота крыс быстро декапитировали и VStr и PFC изолировали 24 в течение часов после инъекции 4th или 8th никотина в PND 39 или 43 соответственно (n = 32; 4 в группе) или 26 дней после введения 8th в PND 69 (n = 16; 4 на группу), соответствующий дню, когда CPP оценивали в отдельной группе животных. Ткань быстро замораживали на сухом льду и хранили при -80 ° C до гомогенизации, как описано [38]. Белки разделяли электрофорезом в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия (10% полиакриламид) и электрофоретически переносили на поливинилиденфторидные мембраны. Мембраны блокировали в течение часа 1 в трис-буферном солевом растворе, содержащем 0.1% Tween 20 и 5% обезжиренного сухого молока. Впоследствии первичное антитело [FosB (5G4) #2251, 1: 4000; Cell Signaling, Danvers, MA], которая производит надежную маркировку ΔFosB [45], добавляли в блокирующий раствор и мембраны инкубировали в течение ночи при 4 ° C. Шестнадцать часов спустя мембраны промывали и инкубировали со вторичным антителом [козий анти-кроличий IgG-HRP, 1: 2000, Santa Cruz Biotechnology, Inc., Санта-Крус, Калифорния] в блокирующем растворе в течение часа 1 при комнатной температуре и подавали сигналы визуализируется с использованием усиленной хемилюминесценции. После иммунодетекции пятна очищали, блокировали и инкубировали с первичным антителом, направленным против β-тубулина [H-235, Santa Cruz Biotechnology, Inc., 1: 16,000] в качестве контроля загрузки. Полоса кДа 35 / 37, представляющая собой ΔFosB, и полоса кДа 50, соответствующая β-тубулину, определялась количественно на каждом блоте с использованием денситометра и программного обеспечения для оцифровки геля Un-Scan-It (Silk Scientific Inc., Orem, Utah). Оптическая плотность первого была нормализована к последнему для каждого образца, и результаты выражены в процентах от соответствующих контролей физиологического раствора на каждом блоте, чтобы устранить изменчивость между блотами.

Статистический анализ 2.7

Для определения влияния на CPP [(мужчина или женщина) × (HLA или LLA) × (воздействие физиологического раствора или никотина) × (кондиционирование физиологического раствора или этанола) × (кондиционирование солевым раствором или этанолом)] использовали 4-факторный дисперсионный анализ (ANOVA)], а тест Тьюки использовали post hoc. чтобы установить существенные различия между группами. Трехфакторный дисперсионный анализ ANOVA был использован для определения различий в ΔFosB между самцами и самками животных HLA и LLA [(самцы или самки) × (HLA или LLA) × (физиологический раствор или никотин)] с t-тестом Стьюдента, выполненным post hoc, чтобы установить значимые различия между группами. Уровень p <3 был принят как свидетельство значимого эффекта. Поскольку размер выборки в этих исследованиях был небольшим, что привело к снижению статистической мощности, размер эффекта (η2ρ) или Коэна D) был определен для всех анализов и незначимых эффектов с размером эффекта более 0.06 (η2ρ) или 0.4 (D) сообщается.

3. Результаты

Поведенческая реактивность 3.1 в новой среде

Локомоторная активность, проявляемая крысами-подростками в новом открытом поле для 5 min, показана на Рисунок 1. TDM был нормально распределен (Колмогоров-Смирнов D = 0.083, p> 0.05), при этом животные демонстрировали диапазон движений от 4339 до 7739 см / 5 мин. Медиана TDM составила 5936 см / 5 мин с одним животным на медиане (показано серым кружком), которое было исключено из дальнейшего исследования. TDM для групп HLA и LLA значительно различались [t (86) = 12.15, p <0.05; Коэна D = 2.56] с TDM 6621 TDM ± 71 см / 5 мин для животных HLA и 5499 ± 59 см / 5 мин для животных LLA. Животных систематически распределяли по экспериментальным группам в соответствии с поведенческой реакцией на новую среду, чтобы гарантировать, что все группы демонстрируют эквивалентность новой активности открытого поля и содержат равное количество животных HLA и LLA (Таблица 1). Кроме того, для каждой группы было назначено не более, чем самец 1 и самка 1 из данного помета.

Рис 1  

Классификация поведенческой реактивности крыс-подростков на новую среду. Локомоторная активность животных-подростков (N = 89) была определена путем измерения общего пройденного расстояния (TDM) в новом открытом поле для 5 min. Животные были классифицированы ...
Таблица 1  

Новые виды деятельности в открытом поле, демонстрируемые крысами-подростками

3.2 этанол CPP в зрелом возрасте после воздействия никотина в подростковом возрасте

Первая серия экспериментов определила, увеличивает ли воздействие никотина в подростковом возрасте уязвимость к полезным эффектам алкоголя в зрелом возрасте, и выяснила, зависели ли ответы от поведенческой реактивности крыс в новой среде. После классификации крыс как HLA или LLA животные получали инъекции физиологического раствора или никотина из PND 35 – 42, и определяли CPP к этанолу, когда крысы были молодыми взрослыми в результате PND 69. Результаты показаны в Рисунок 2. ANOVA показал значимое трехстороннее взаимодействие между новой активностью открытого поля (HLA или LLA), воздействием никотина и кондиционированием этанола [F (3) = 1,19, p <5.165], с наблюдаемой мощностью 0.05 и предполагаемым эффектом. размер (η2ρ) из 0.214. Никаких существенных различий между мужчинами и женщинами не наблюдалось в качестве основного эффекта или взаимодействия и величины эффекта (η2ρ) было меньше 0.06 во всех случаях, что указывает на то, что эта переменная мало повлияла на наблюдаемые результаты. Животные с HLA, подвергавшиеся воздействию никотина в подростковом возрасте и кондиционированные этанолом во взрослом возрасте, проявляли предпочтение к компартменту, связанному с этанолом, по сравнению с животными с HLA, которые подвергались воздействию никотина и обрабатывались физиологическим раствором или подвергались воздействию физиологического раствора и кондиционированию этанолом [p <0.05]. Животные, подвергавшиеся воздействию никотина LLA, по-видимому, проявляли отвращение к камере, связанной с этанолом, по сравнению с животными, подвергавшимися воздействию физиологического раствора, с величиной эффекта (D Коэна) 0.80, но этот эффект не достиг значимости [t (7) = 1.346, p> 0.05] при наблюдаемой мощности 0.425. Таким образом, данные показали, что HLA-подростки обладают уязвимостью к вознаграждению этанолом, которое может быть инициировано или инициировано воздействием никотина у подростков, в то время как животные HLA, подвергшиеся воздействию LLA и физиологического раствора, проявляют реакцию на этанол, типичную для взрослых крыс [42, 46].

Рис 2  

Влияние воздействия никотина у подростков на обусловленное этанолом предпочтение условного места (CPP) у взрослых. Крысы были классифицированы как демонстрирующие HLA или LLA на PND 31, как описано, и получали инъекции либо физиологического раствора (0.9%), либо никотина (0.56 мг свободного основания / кг) ...

3.3 ΔFosB в подростковом возрасте при повторном воздействии никотина

Поскольку увеличение ΔFosB в лимбических структурах усиливает предпочтение препарата [15,16], эксперименты определили, оказывает ли воздействие никотина у подростков разное влияние на уровни этого транскрипционного фактора у vStr и PFC у крыс HLA и LLA. В соответствии с поведенческой классификацией самцам и самкам крыс вводили физиологический раствор или никотин в течение дней 4 или 8, начиная с PND 35. Образцы головного мозга были выделены через 24 через несколько часов после последней инъекции в PND 39 или 43, соответственно, и подвергнуты Вестерн-иммуноблот-анализам. Результаты измерений ΔFosB в vStr (Рисунок 3) указали на значительный основной эффект как количества дней инъекций [F (1, 16) = 4.542, p <0.05; η2ρ=0.221] и воздействия лекарств [F (1, 16) = 18.132, p <0.05; η2ρ=0.531] и взаимодействие между воздействием лекарств и фенотипом, которое приблизилось к значению [F (1, 16) = 3.594, p = 0.076; η2ρ=0.183]. Не было никаких существенных различий между мужчинами и женщинами в качестве основного эффекта или взаимодействия, а также размера эффекта (η2ρ) было меньше 0.025 во всех случаях, что указывает на то, что пол мало повлиял на наблюдаемые результаты. Четыре дня воздействия никотина значительно увеличивали уровни ΔFosB (p <0.05) только у vStr крыс HLA, и это увеличение сохранялось после 8 дней воздействия никотина, времени, когда никотин также значительно (p <0.05) увеличивал уровни ΔFosB в vStr от Крысы LLA. Анализ ΔFosB в PFC выявил значительную взаимосвязь между количеством дней инъекций и воздействием препарата [F (1, 16) = 7.912, p = 0.05; η2ρ=0.331]. Не было никаких существенных различий между мужчинами и женщинами в качестве основного эффекта или взаимодействия; однако, взаимодействие пола с днями инъекций и воздействием наркотиков действительно приближалось к значению (p = 0.055; η2ρ=0.211), причем мужчины имеют тенденцию демонстрировать более высокие значения ΔFosB после 4 дней приема никотина, чем женщины. В целом уровни ΔFosB в PFC не изменились после 4 дней воздействия никотина у животных HLA или LLA, но 8 дней воздействия никотина привели к аналогичному значительному (p <0.5) увеличению ΔFosB в тканях крыс HLA и LLA. Таким образом, никотин по-разному влиял во времени на уровни ΔFosB в vStr крыс HLA и LLA, но не на уровни в PFC.

Рис 3  

Влияние воздействия никотина у подростков на уровни ΔFosB в вентральном стриатуме и префронтальной коре. Крысы были классифицированы как проявляющие HLA или LLA на PND 31, как описано, получали инъекции либо физиологического раствора (0.9%), либо никотина (0.56 мг без ...

3.4 ΔFosB во взрослом возрасте после воздействия никотина в подростковом возрасте

Чтобы определить, сохранялись ли вызванные никотином повышения ΔFosB, наблюдаемые в подростковом возрасте, в молодом возрасте, следуя классификации поведения крыс, животные получали инъекции физиологического раствора или никотина в течение 8 дней от PND 35 – 42 и 27 дней спустя от PND 69, vStr и PFC выделяли и количественно определяли ΔFosB. Результаты измерений ΔFosB в vStr (Рисунок 4) указали на значительный основной эффект обоих фенотипов [F (1, 16) = 14.349, p <0.05; η2ρ=0.642] и воздействия лекарств [F (1, 16) = 7.368, p <0.05; η2ρ=0.479]. Аналогичным образом, результаты измерений ΔFosB в ПФУ указали на значительный основной эффект фенотипа [F (1, 16) = 9.17, p <0.05; η2ρ=0.534] и воздействия лекарств [F (1, 16) = 10.129, p <0.05; η2ρ=0.559]. Не было никаких существенных различий между мужчинами и женщинами в качестве основного эффекта или взаимодействия для измерений ΔFosB в vStr или PFC. Тем не менее, размер эффекта (η2ρ) для основного эффекта пола было 0.143 и 0.191 для vStr и PFC соответственно, причем самцы имели тенденцию демонстрировать более высокие значения ΔFosB, чем женщины. Уровни ΔFosB не изменились как в vStr, так и в PFC животных HLA, которые получали никотин в подростковом возрасте, по сравнению с их аналогами, подвергавшимися воздействию физиологического раствора. Напротив, уровни ΔFosB как в vStr, так и в PFC у крыс LLA, получавших никотин в подростковом возрасте, были значительно (p <0.05) выше, чем у животных LLA, которым вводили физиологический раствор [vStr t (3) = 2.47, p <0.05; PFC t (3) = 2.013, p <0.05] или животные, которым вводили никотин HLA [vStr t (6) = 3.925, p <0.05; PFC t (6) = 2.864, p <0.05]. Таким образом, хотя 8 дней воздействия никотина на подростков привели к немедленному увеличению уровней ΔFosB в vStr и PFC как у HLA, так и у LLA животных, этот эффект сохранялся во взрослом возрасте только у животных LLA.

Рис 4  

Влияние воздействия никотина у подростков на уровни ΔFosB в вентральном стриатуме и префронтальной коре взрослых. Крысы были классифицированы как проявляющие HLA или LLA на PND 31, получавшие инъекции 8 либо физиологического раствора (0.9%), либо никотина (0.56 мг без ...

4. обсуждение

Настоящее исследование демонстрирует, что воздействие никотина в подростковом возрасте оказывает различное влияние на CPP этанола и изменения в ΔFosB в лимбических областях у крыс с различной поведенческой реактивностью в новой среде. Воздействие никотина в подростковом возрасте способствовало установлению этанола CPP во взрослом возрасте только у животных, которые проявляли высокую двигательную активность в новых условиях в подростковом возрасте. Кроме того, хотя воздействие никотина у подростков увеличивало уровни ΔFosB в vStr и PFC после 8 дней введения, это увеличение сохранялось во взрослой жизни только у животных, которые проявляли низкую двигательную активность в новой среде.

Таким образом, результаты показывают, что эффекты воздействия никотина в подростковом возрасте на CPP этанола во взрослом возрасте зависят от поведенческого фенотипа животных, и указывают на то, что устойчивые повышения FosB в лимбических областях не являются необходимыми или достаточными для облегчения CPP этанола во взрослом возрасте.

Обнаружение того, что воздействие никотина в подростковом возрасте облегчает CPP к этанолу во взрослом возрасте у животных HLA, согласуется с данными о том, что люди с повышенной поведенческой реактивностью к новым стимулам проявляют большую чувствительность к полезным эффектам злоупотребляемых соединений, чем люди с более низкой реактивностью [18]. Тем не менее, следует отметить, что CPP может быть вызван усилением специфического поведения во время кондиционирования или в результате обусловленного воздействия лекарств [47], и, следовательно, следует проявлять осторожность при интерпретации результатов CPP как показателя повышенной награды за лекарства. Действительно, Smith et al. [48] не наблюдал повышенного потребления этанола у взрослых крыс Sprague-Dawley после воздействия никотина у подростков, что свидетельствует о том, что полезные свойства этанола не изменились по предшествующему опыту с никотином. Однако эти авторы использовали парадигму непрерывного воздействия в течение дней 21 и не различали животных на основе двигательной активности в новой среде. Результаты настоящего исследования предполагают, что последствия ежедневных инъекций никотина могут отличаться от тех, которые вызываются постоянным воздействием никотина, и демонстрируют важность различия между HLA и LLA крысами, что может быть особенно важно при изучении подростков. Хотя многие исследователи сообщают, что подростковое население может быть более чувствительным к полезным и усиливающим эффектам наркотиков [4951], это наблюдение, вероятно, отражает тенденцию развития у подростков обладать характеристиками животных HLA [10]. Действительно, исследования на людях продемонстрировали, что пик поисков ощущений в подростковом возрасте и затем снижается, при этом те, кто стремится к поиску ощущений, подобных подросткам, с наибольшей вероятностью могут усилить употребление алкоголя [52].

Результаты, указывающие на дифференцированный эффект воздействия никотина у подростков на ΔFosB в мозге крыс HLA и LLA, подчеркивают присущие различия между этими группами животных. Результаты показывают явное увеличение уровней ΔFosB в vStr и PFC у обеих групп крыс после 8 дней воздействия никотина в подростковом возрасте, но этот эффект сохранялся в зрелом возрасте только в головном мозге от крыс LLA. Содерстром и соавт. [53] продемонстрировали, что 10 дни воздействия никотина (0.4 мг / кг, внутрибрюшинно) из PND 34 – 43 увеличивали иммунореактивность FosB в NAcc в дни 37 после последней инъекции никотина, но эти авторы не определяли конкретно ΔFosB и не характеризовали поведенческий фенотип животные. Результаты, свидетельствующие о том, что длительное повышение уровня ΔFosB после воздействия никотина у подростков наблюдается только у подростков с LLA, позволяют предположить, что подростки с LLA более «взрослые», чем их аналоги HLA. Действительно, длительное повышение ΔFosB после введения лекарственного средства неоднократно демонстрировалось у взрослых животных [31, 33, 34].

Ожидалось, что животные HLA, подвергавшиеся воздействию никотина в подростковом возрасте, продемонстрируют как вызванный этанолом CPP во взрослом возрасте, так и устойчивое повышение ΔFosB, которое предположительно сенсибилизирует пути вознаграждения. Тем не менее, результаты показывают, что постоянные повышения ΔFosB после воздействия никотина у подростков не являются ни необходимыми, ни достаточными для установления CPP этанола в зрелом возрасте. Поскольку смещенная парадигма CPP, используемая в этом исследовании, чувствительна к анксиолитическому действию этанола [54, 55], индуцированное этанолом CPP, наблюдаемое после воздействия никотина на подростков, может быть опосредовано изменениями чувствительности к анксиолитическим эффектам этанола, а не результатом сенсибилизированного пути вознаграждения. Взрослые животные, подвергшиеся воздействию никотина в подростковом возрасте, проявляют повышенную чувствительность к стрессу и тревоге в зрелом возрасте, о чем свидетельствует повышенный уровень кортикостерона [28], уменьшено исследование нового открытого поля и уменьшено время в открытых объятиях приподнятого плюс лабиринт [29, 30]. Таким образом, представляется вероятным, что взрослые животные, подвергшиеся воздействию никотина в подростковом возрасте, могут демонстрировать CPP этанола в предвзятой парадигме как следствие анксиолитических свойств этанола. Интересно, что животные, проявляющие повышенную экспрессию ΔFosB, могут быть менее чувствительными к стрессу и тревоге, на что указывает увеличенное время, проведенное в распростертых объятиях приподнятого плюс лабиринта [56], увеличьте время плавания в тесте принудительного плавания Porsolt [56], повышенная устойчивость после социального поражения [57] и снижение реакции кортикостерона на сдерживающий стресс [58]. Таким образом, подвергнутые воздействию никотина животные LLA, которые демонстрируют устойчивую экспрессию ΔFosB в зрелом возрасте, могут не обнаруживать анксиолитические эффекты вознаграждения этанолом и, как следствие, не проявлять CPP в смещенной парадигме. Действительно, у животных, которым инъецировали этанол, наблюдалось значительное сокращение (D = 0.80) времени, проведенного на стороне, сопряженной с этанолом, по сравнению с животными, которым инъецировали физиологический раствор, что наводит на мысль о вызванном этанолом отвращении к условному месту. Дальнейшие исследования необходимы для подтверждения различий между HLA и LLA у животных по тревожному поведению и чувствительности к стрессу после воздействия никотина у подростков.

Хотя не было обнаружено статистически значимых различий между животными мужского и женского пола, присутствовали некоторые умеренные или большие связанные с полом эффекты. Измерения ΔFosB в PFC были примерно на 25% ниже у подростков мужского пола, чем у их коллег-женщин после инъекций физиологического раствора 4, и примерно на 19% выше у мужчин, чем женщин, после инъекций никотина 4, что позволяет предположить, что у подростков мужского пола может наблюдаться увеличение ΔFosB после меньшего количества воздействий никотина, чем у женщин подросткового возраста. Кроме того, измерения ΔFosB были на 15 – 17% выше по vStr и PFC у взрослых самцов, чем у взрослых самок, независимо от того, подвергались ли эти животные воздействию физиологического раствора или никотина в подростковом возрасте. Последнее открытие согласуется с отчетом, демонстрирующим, что у взрослых самцов уровни FosB немного выше в областях ядра и оболочки ядра, чем у их самок, и что это различие присутствует у животных, которым вводят физиологический раствор или кокаин (15 мг / кг) в течение недель 2, указывающих на то, что эта разница не зависит от воздействия препарата [45]. Насколько нам известно, ни в одном исследовании с участием подростков или взрослых животных не изучались половые различия в экспрессии ΔFosB после воздействия никотина; Эти выводы требуют дальнейшего расследования.

В целом, животные-подростки, демонстрирующие различия в поведенческой реактивности на новую среду, также демонстрируют различия в: 1) долгосрочных последствиях воздействия никотина на чувствительность к воздействию этанола во взрослом возрасте; 2) индукция ΔFosB при многократном воздействии никотина; и 3) стойкость ΔFosB после многократного воздействия никотина. Эти результаты создают основу для исследования различий в присущей животным-подросткам уязвимости, характеристик, которые можно проверить с помощью относительно простых поведенческих мер.

Галерея

  • Подростковый никотиновый эффект приводит к алкогольному CPP у взрослых с высокой чувствительностью
  • Подростковое воздействие никотина увеличивает экспрессию ΔFosB
  • Экспрессия ΔFosB после приема никотина в подростковом возрасте сохраняется во взрослом возрасте у лиц с низким уровнем ощущений

Благодарности

Исследования были поддержаны штатом Флорида и NIAAA Национального института здоровья под номером F32AA016449. Содержание является исключительной ответственностью авторов и не обязательно отражает официальные взгляды штата Флорида или национальных институтов здравоохранения.

Сноски

Отказ от ответственности издателя: Это файл PDF из неотредактированной рукописи, который был принят для публикации. В качестве сервиса для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергаться копированию, набору и обзору полученного доказательства до его публикации в его окончательной форме. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержимое, и все юридические заявления об отказе от ответственности, которые применяются к журналу.

Рекомендации

[1] Деллу Ф., Пьяцца П.В., Мэйо В., Ле Моал М., Саймон Х. Поиск новизны у крыс - биоповеденческие характеристики и возможная связь с чертой стремления к ощущениям у человека. Нейропсихобиология. 1996; 34: 136–45. [PubMed]
[2] Деминьер Дж. М., Пьяцца П. В., Ле Моал М., Саймон Х. Экспериментальный подход к индивидуальной уязвимости к психостимулирующей зависимости. Neurosci Biobehav Rev. 1989; 13: 141 – 7. [PubMed]
[3] Klebaur JE, Bardo MT. Индивидуальные различия в поиске новинок на детской площадке лабиринта предопределяют амфетаминовое обусловленное предпочтение места. Pharmacol Biochem Behav. 1999; 63: 131-6. [PubMed]
[4] Klebaur JE, Bevins RA, Segar TM, Bardo MT. Индивидуальные различия в поведенческих реакциях на нововведение и амфетаминовое самоуправление у самцов и самок крыс. Behav Pharmacol. 2001; 12: 267-75. [PubMed]
[5] Надаль Р, Армарио А, Джанак PH. Положительная взаимосвязь между активностью в новой среде и самостоятельным введением этанола у крыс. Психофармакология (Берл) 2002; 162: 333 – 8. [PubMed]
[6] Piazza PV, Deminiere JM, Le Moal M, Simon H. Факторы, которые предсказывают индивидуальную уязвимость к амфетамину при самостоятельном применении. Наука. 1989; 245: 1511-3. [PubMed]
[7] Zheng X, Ke X, Tan B, Luo X, Xu W, Yang X и др. Восприимчивость к формированию морфийного места: взаимосвязь со стресс-индуцированной локомоцией и поведением поиска новизны у молодых и взрослых крыс. Pharmacol Biochem Behav. 2003; 75: 929-35. [PubMed]
[8] Чжэн XG, Тан Б.П., Луо XJ, Сюй В., Ян XY, Суй Н. Стремление к новизне и вызванная стрессом двигательная активность у крыс ювенильного периода, дифференциально связанных с состоянием морфина в зрелом возрасте. Поведенческие процессы. 2004; 65: 15-23. [PubMed]
[9] Кроуфорд А.М., Пентц М.А., Чоу К.П., Ли Си, Дуайер Дж. Х. Параллельные траектории развития поисков ощущений и регулярного употребления психоактивных веществ у подростков. Psychol Addict Behav. 2003; 17: 179-92. [PubMed]
[10] Philpot RM, Wecker L. Зависимость поведения новичка в поиске новизны от фенотипа ответа и эффектов масштабирования аппарата. Behav Neurosci. 2008; 122: 861-75. [PubMed]
[11] Копье LP. Подростковый мозг и возрастные поведенческие проявления. Neurosci Biobehav Rev. 2000; 24: 417 – 63. [PubMed]
[12] Энтони Джей Си, Петронис КР. Раннее употребление наркотиков и риск поздних проблем с наркотиками. Наркотик Алкоголь Зависит. 1995; 40: 9-15. [PubMed]
[13] Бономо Ю.А., Боуэс Г., Коффи С., Карлин Дж.Б., Паттон Г.С. Подростковое употребление алкоголя и возникновение алкогольной зависимости: когортное исследование в течение семи лет. Зависимость. 2004; 99: 1520-8. [PubMed]
[14] Грант Б.Ф., Стинсон Ф.С., Харфорд Т.С. Возраст начала употребления алкоголя и злоупотребление алкоголем и зависимость от DSM-IV: наблюдение 12-года. Жестокое обращение. 2001; 13: 493-504. [PubMed]
[15] Кандель Д.Б., Ямагути К., Чен К. Стадии прогрессирования вовлечения наркотиков от подросткового возраста до зрелого возраста: дополнительные доказательства теории ворот. J Стад Алкоголь. 1992; 53: 447-57. [PubMed]
[16] Lynskey MT, Heath AC, Bucholz KK, Slutske WS, Madden PA, Nelson EC, et al. Эскалация употребления наркотиков среди потребителей каннабиса с ранним началом в сравнении с контрольной группой. Джам. 2003; 289: 427-33. [PubMed]
[17] Patton GC, McMorris BJ, Toumbourou JW, Hemphill SA, Donath S, Catalano RF. Половое созревание и начало употребления психоактивных веществ и злоупотребления ими. Педиатрия. 2004; 114: e300-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[18] Taioli E, Wynder EL. Влияние возраста, в котором начинается курение, на частоту курения в зрелом возрасте. N Engl J Med. 1991; 325: 968-9. [PubMed]
[19] Джонстон Л.Д., О'Мэлли П.М., Бахман Дж. Г., Шуленберг Дж. Э. Национальные результаты по употреблению наркотиков подростками: Обзор основных результатов, 2008 г. Публикация NIH; Бетесда, Мэриленд: 2009.
[20] Джонстон Л.Д., О'Мэлли П.М., Бахман Дж. Г., Шуленберг Дж. Э. «Мониторинг будущего» национальных результатов по употреблению наркотиков подростками: Обзор основных результатов, 2011 г. Институт социальных исследований, Мичиганский университет; Анн-Арбор: 2012.
[21] Джонсон К.А., Дженнисон К.М. Синдром алкоголизма и курения и социальный контекст. Int J Addict. 1992; 27: 749-92. [PubMed]
[22] Грант BF. Возраст начала курения и его связь с потреблением алкоголя и злоупотреблением алкоголем и зависимостью от DSM-IV: результаты Национального продольного эпидемиологического исследования алкоголя. Жестокое обращение. 1998; 10: 59-73. [PubMed]
[23] Adriani W, Spijker S, Deroche-Gamonet V, Laviola G, Le Moal M, Smit AB, et al. Данные об усилении нейроповеденческой уязвимости к никотину во время периадолесценции у крыс. J Neurosci. 2003; 23: 4712-6. [PubMed]
[24] Джеймс-Уолк Н.Л., Уильямс Г.Л., Тейлор Д.А., МакМиллен Б.А. Периодолесцентное воздействие никотина вызывает сенсибилизацию к диазепаму у крыс. Нейротоксикол Тератол. 2007; 29: 31-6. [PubMed]
[25] Макмиллен Б.А., Дэвис Б.Дж., Уильямс Х.Л., Содерстром К. Воздействие никотина в периадолесцентном состоянии вызывает гетерологичную сенсибилизацию к усилению кокаина. Eur J Pharmacol. 2005; 509: 161-4. [PubMed]
[26] McQuown SC, Belluzzi JD, Лесли FM. Низкая доза никотина в раннем подростковом возрасте увеличивает последующее вознаграждение кокаином. Нейротоксикол Тератол. 2007; 29: 66-73. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[27] Райли Х.Х., Залуд А.В., Диаз-Гранадос Дж.Л. Влияние хронического воздействия никотина у подростков на тяжесть абстинентного синдрома в зрелом возрасте у мышей C3H. Алкоголь. 2010; 44: 81-7. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[28] Klein LC. Влияние воздействия никотина у подростков на потребление опиоидов и нейроэндокринные реакции у взрослых самцов и самок крыс. Exp Clin Psychopharmacol. 2001; 9: 251-61. [PubMed]
[29] Slawecki CJ, Gilder A, Roth J, Ehlers CL. Повышенное тревожное поведение у взрослых крыс, подвергшихся воздействию никотина в подростковом возрасте. Pharmacol Biochem Behav. 2003; 75: 355-61. [PubMed]
[30] Славецкий С.Дж., Торселл А.К., Эль Хури А, Мате А.А., Элерс К.Л. Повышенная CRF-подобная и NPY-подобная иммунореактивность у взрослых крыс, подвергшихся воздействию никотина в подростковом возрасте: отношение к поведению, напоминающему тревогу и депрессию. Neuropeptides. 2005; 39: 369-77. [PubMed]
[31] Нестлер Э.Дж., Келц М.Б., Чен Дж. DeltaFosB: молекулярный медиатор долговременной нервной и поведенческой пластичности. Brain Res. 1999; 835: 10-7. [PubMed]
[32] Нестлер Э.Дж. Молекулярная нейробиология наркомании. Am J Addict. 2001; 10: 201-17. [PubMed]
[33] Нестлер Э.Дж. Молекулярная основа долгосрочной пластичности, лежащая в основе зависимости. Nat Rev Neurosci. 2001; 2: 119-28. [PubMed]
[34] Хоуп Б.Т., Най Х.Е., Келз М.Б., Селф Д.В., Ядарола М.Дж., Накабеппу Й. и др. Индукция длительно действующего комплекса AP-1, состоящего из измененных Fos-подобных белков в мозге, путем хронического кокаина и других хронических процедур. Neuron. 1994; 13: 1235-44. [PubMed]
[35] Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Сверхэкспрессия DeltaFosB по типу стриатальных клеток усиливает стимуляцию кокаина. J Neurosci. 2003; 23: 2488-93. [PubMed]
[36] Эрлих М.Е., Соммер Дж., Канас Э., Унтервальд Э.М. У периадолесцентных мышей наблюдается усиленная активация DeltaFosB в ответ на кокаин и амфетамин. J Neurosci. 2002; 22: 9155-9. [PubMed]
[37] Паскуаль М.М., Пастор V, Бернабеу RO. Никотин-обусловленное предпочтение места индуцировало фосфорилирование CREB и экспрессию Fos в мозге взрослой крысы. Психофармакология (Берл) 2009; 207: 57 – 71. [PubMed]
[38] Philpot RM, Engberg ME, Wecker L. Влияние воздействия никотина на двигательную активность и уровни pCREB в вентральном стриатуме крыс-подростков. Behav Brain Res. 2012; 230: 62-8. [PubMed]
[39] Raiff BR, Dallery J. Влияние острого и хронического никотина на реакции, поддерживаемые первичными и условными усилителями у крыс. Exp Clin Psychopharmacol. 2006; 14: 296-305. [PubMed]
[40] Raiff BR, Dallery J. Общность никотина как усилителя-усилителя у крыс: влияние на реакцию поддерживается первичными и кондиционными усилителями и устойчивостью к вымиранию. Психофармакология (Берл) 2008; 201: 305 – 14. [PubMed]
[41] Попке Э.Дж., Майорга А.Дж., Фогл С.М., Пол М.Г. Влияние острого никотина на некоторые оперантные формы поведения у крыс. Pharmacol Biochem Behav. 2000; 65: 247-54. [PubMed]
[42] Philpot RM, Badanich KA, Kirstein CL. Обусловление места: возрастные изменения в полезных и неприятных эффектах алкоголя. Alcohol Clin Exp Res. 2003; 27: 593-9. [PubMed]
[43] Philpot R, Kirstein C. Различия в развитии приписной дофаминергической реакции на повторное воздействие этанола. Ann NY Acad Sci. 2004; 1021: 422-6. [PubMed]
[44] Philpot RM, Wecker L, Kirstein CL. Повторное воздействие этанола в подростковом возрасте изменяет траекторию развития дофаминергического выхода из ядра accumbens septi. Int J Dev Neurosci. 2009; 27: 805-15. [PubMed]
[45] Сато С.М., Виссман А.М., Макколлум А.Ф., Вулли К.С. Количественное картирование кокаин-индуцированной экспрессии DeltaFosB в полосатом теле самцов и самок крыс. УТВЕРЖДАЕТ. 2011; 6: e21783. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[46] Асин К.Е., Виртсхафтер Д., Табакофф Б. Неспособность установить условное предпочтительное место с этанолом у крыс. Pharmacol Biochem Behav. 1985; 22: 169-73. [PubMed]
[47] Хьюстон Дж. П., Сильва М. А., Тема B, Мюллер С. П.. Что обусловлено предпочтением условного места? Trends Pharmacol Sci. 2013; 34: 162–6. [PubMed]
[48] Смит А.М., Келли Р.Б., Чен В.Дж. Хроническое непрерывное воздействие никотина во время периадолесценции не увеличивает потребление этанола в зрелом возрасте у крыс. Alcohol Clin Exp Res. 2002; 26: 976-9. [PubMed]
[49] Адриани В., Лавиола Г. Окна уязвимости к психопатологии и терапевтической стратегии в модели грызунов подросткового возраста. Behav Pharmacol. 2004; 15: 341-52. [PubMed]
[50] Chambers RA, Taylor JR, Potenza MN. Нейросхема развития мотивации в подростковом возрасте: критический период уязвимости зависимости. Я J Психиатрия. 2003; 160: 1041-52. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[51] Экипажи F, He J, Ходж С. Развитие подростковой коры: критический период уязвимости для зависимости. Pharmacol Biochem Behav. 2007; 86: 189-99. [PubMed]
[52] Куинн П.Д., Харден К.П. Дифференциальные изменения в импульсивности и поиске ощущений и рост употребления психоактивных веществ с подросткового возраста до раннего взросления. Dev Psychopathol. 2012: 1-17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[53] Содерстром К, Цинь В, Уильямс Х, Тейлор Д.А., МакМиллен Б.А. Никотин увеличивает экспрессию FosB в подмножестве областей мозга, связанных с вознаграждением и памятью, как в период до, так и после подросткового периода. Психофармакология (Берл) 2007; 191: 891 – 7. [PubMed]
[54] Цчентке ТМ. Измерение вознаграждения с помощью парадигмы условного предпочтения места: всесторонний обзор эффектов наркотиков, недавнего прогресса и новых проблем. Прог Нейробиол. 1998; 56: 613-72. [PubMed]
[55] Цчентке ТМ. Измерение вознаграждения с помощью парадигмы условного предпочтения места (CPP): обновление последнего десятилетия. Наркоман Биол. 2007; 12: 227-462. [PubMed]
[56] Онниши Ю.Н., Онниши Ю.Х., Хокама М, Номару Х, Ямазаки К., Томинага Ю. и др. FosB необходим для повышения стрессоустойчивости и противодействует двигательной сенсибилизации DeltaFosB. Биол Психиатрия. 2011; 70: 487-95. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[57] Vialou V, Robison AJ, Laplant QC, Covington HE, 3rd, Dietz DM, Ohnishi YN, et al. DeltaFosB в цепях вознаграждения мозга обеспечивает устойчивость к стрессам и антидепрессантным реакциям. Nat Neurosci. 2010; 13: 745-52. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]
[58] Кристиансен А.М., Деклоет А.Д., Ульрих-Лай Ю.М., Герман Дж.П. «Перекус» вызывает долговременное ослабление стрессовых реакций на оси HPA и повышение экспрессии FosB / deltaFosB в мозге у крыс. Physiol Behav. 2011; 103: 111-6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed]