Изменение поведенческих характеристик и уровня тирозингидроксилазы в прилежащем ядре мозга крыс DAT-HET в режиме свободной алкоголизации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Формирование алкогольной зависимости связано с нарушением функционирования системы награды, центром которой является мезолимбическая часть дофаминовой системы. Крысы линии DAT-HET с их базовой гипердофаминергией являются перспективной моделью для исследования нейропсихических заболеваний, в основе которых лежат нарушения дофаминовой нейропередачи, в том числе алкоголизма. Целью работы была оценка влияния свободной алкоголизации на питьевое, локомоторное, исследовательское поведение, тревогу и уровень тирозингидроксилазы у крыс с нарушением функционирования дофаминовой системы (DAT-HET). Исследование проведено на половозрелых самцах крыс линии DAT-HET(n = 15) и Wistar (n = 13), которые были разделены на 4 группы: “DАT-HET ethanol” (n = 10) и “Wistar ethanol” (n = 9), которые на протяжении 112 дней эксперимента находились в режиме свободной алкоголизации. Контрольные группы “DАT-HET water” (n = 5) и “Wistar water” (n = 4) не имели доступа к раствору этанола, не участвовали в поведенческих тестах. Для оценки предпочтения и потребления алкоголя использовали тест “Двустаканная проба” и еженедельно фиксировали массу потребляемого раствора этанола в домашних клетках. Для оценки поведения использовали тесты “Открытое поле” и “Приподнятый крестообразный лабиринт”. После алкоголизации для оценки уровня тирозингидроксилазы проводилось иммуногистохимическое исследование серии фронтальных срезов мозга, содержащих область прилежащего ядра. Обнаружено, что при свободной алкоголизации крысы линии DAT-HET не формируют предпочтения этанола. На фоне малого потребления этанола изначальная гиперактивность у крыс DAT-HET нивелируется. DAT-HET модель приводит к увеличению уровня тирозингидроксилазы в прилежащем ядре. Кроме этого, режим свободной алкоголизации приводит к снижению уровня тирозингидроксилазы в прилежащем ядре при развитии патологического увеличения тирозингидроксилазы, наблюдающегося у крыс DAT-HET, но не оказывает эффекта на контрольных животных.

Об авторах

И. В. Антонова

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Е. О. Кучер

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург

Е. В. Филатова

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук

Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Е. Веракса

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук

Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. Ю. Морина

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук

Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. А. Завьялов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Ю. Егоров

Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университет; Северо-западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова

Email: risha.irina999@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Jörgen AE, Jerlhag E (2014) Alcohol: mechanisms along the mesolimbic dopamine system. Prog Brain Res 211: 201–233. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63425-2.00009-X
  2. Wise RA, Rompre PP (1989) Brain dopamine and reward. Annu Rev Psychol 40: 191–225. https://doi.org/10.1146/annurev.ps.40.020189.001203
  3. Dunkley PR, Bobrovskaya L, Graham M, von Nagy-Felsobuki EI, Dickson WP (2004) Tyrosine hydroxylase phosphorylation: regulation and consequences. J Neurochem 91: 1025–1043. https://doi.org/10.1111/j.1471-4159.2004.02797.x
  4. Daubner CS, Le T, Wang S (2011) Tyrosine hydroxylase and regulation of dopamine synthesis. Arch Biochem Biophys 508: 1–12. https://doi.org/10.1016/j.abb.2010.12.017
  5. Leo D, Sukhanov I, Zoratto F, Illiano P, Caffino L, Sanna F, Messa G, Emanuele M, Esposito A, Dorofeikova M, Budygin EA, Mus L, Efimova EV, Niello M, Espinoza S, Sotnikova TD, Hoener MC, Laviola G, Fumagalli F, Adriani W, Gainetdinov RR (2018) Pronounced Hyperactivity, Cognitive Dysfunctions, and BDNF Dysregulation in Dopamine Transporter Knock-out Rats. J Neurosci 38(8): 1959–1972. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.1931-17.2018
  6. Gainetdinov AR, Fesenko ZS, Khismatullina ZR (2020) Behavioural Changes in Heterozygous Rats by Gene Knockout of the Dopamine Transporter (DAT). J Biomed 16 (1): 82–88. https://doi.org/10.33647/2074-5982-16-1-82-88
  7. Conte R, Zangirolame C, Gobbo RD, Pereira L DA S, Panfilio CE, Reginato R, Maluf LS, Scerni DA, Céspedes IC (2022) Effects of moderate alcohol consumption on behavior and neural systems of Wistar rats. An Acad Bras Ciênc 94(3): e20210673. https://doi.org/10.1590/0001-3765202220210673
  8. Rothblat DS, Rubin E, Schneider JS (2001) Effects of chronic alcohol ingestion on the mesostriatal dopamine system in the rat. Neurosci Lett 300(2): 63–66. https://doi.org/10.1016/S0304-3940(01)01548-8
  9. Ericson M, Ulenius L, Andrén A, Jonsson S, Adermark L, Söderpalm B (2020) Different dopamine tone in ethanol high- and low-consuming Wistar rats. Addict Biol 25(3): e12761. https://doi.org/10.1111/adb.12761
  10. Fu R, Zuo W, Shiwalkar N, Mei Q, Fan Q, Chen X, Li J, Bekker A, Ye JH (2019) Alcohol withdrawal drives depressive behaviors by activating neurons in the rostromedial tegmental nucleus. Neuropsychopharmacology 44(8): 1464–1475. https://doi.org/10.1038/s41386-019-0378-8
  11. Van Erp A MM, Miczek KA (2007) Increased accumbal dopamine during daily alcohol consumption and subsequent aggressive behavior in rats. Psychopharmacology (Berl) 191(3): 679–688. https://doi.org/10.1007/s00213-006-0637-3
  12. Hall FS, Sora I, Uhl GR (2003) Sex-dependent modulation of ethanol consumption in vesicular monoamine transporter 2 (VMAT2) and dopamine transporter (DAT) knockout mice. Neuropsychopharmacology 28: 620–628. https://doi.org/10.1038/sj.npp.1300070
  13. Jiao X, Paré WP, Tejani-Butt SM (2006) Alcohol consumption alters dopamine transporter sites in Wistar-Kyoto rat brain. Brain Res (1073-1074): 175–182. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2005.12.009
  14. Masserano JM, Takimoto GS, Weiner N (1983) Tyrosine hydroxylase activity in the brain and adrenal gland of rats following chronic administration of ethanol. Alcohol Clin Exp Res 7(3): 294–298. https://doi.org/10.1111/j.1530-0277.1983.tb05463.x
  15. Ortiz J, Fitzgerald WL,Charlton M, Lane S, Trevisan L, Guitart X, Shoemaker W, Duman RS, Nestler EJ (1995) Biochemical actions of chronic ethanol exposure in the mesolimbic dopamine system. Synapse 21(4): 289–298. https://doi.org/10.1002/syn.890210403
  16. Spiga S, Talani G, Mulas G, Licheri V, Fois GR, Muggironi G, Masala N, Cannizzaro C, Biggio G, Sanna E, Diana M (2014) Hampered long-term depression and thin spine loss in the nucleus accumbens of ethanol-dependent rats. Proc Natl Acad Sci U S A 111(35): 3745–3754. https://doi.org/10.1073/pnas.1406768111
  17. Антонова ИВ, Веракса АЕ, Егоров АЮ (2020) Особенности полупринудительной алкоголизации у крыс гетерозигот по нокауту гена дофаминового транспортера (DАT-HET): Пилотное исследование. Вопр наркол 10: 5–15. [Antonova IV, Veraksa AE, Egorov AU (2020) Features of semi-forced alcoholization in rats heterozygous for dopamine transporter gene knockout (DAT-HET): A pilot study. Addict Issues 10: 5–15. (In Russ)]. https://doi.org/10.47877/0234-0623_2020_10_5
  18. Paxinos GT, Watson Ch (1998) The rat brain in stereotaxic coordinates. (Fourth Edition). Acad Press. San Diego, California. USA. Int Standard Book Number: 0-12-547617-5 CD-ROM. http://www.apnet.com
  19. Mikhrina AL, Saveleva LO, Alekseeva OS, Romanova IV (2020) Effects of Active Fragments AgRP 83–132 and 25-51 on Dopamine Biosynthesis in the Brain. Neurosci Behav Physiol 50(3):367–373. https://doi.org/10.1007/s11055-020-00908-z
  20. Savelieva VK, Caudle MW, Findlay SG, Caron MG, Miller GW (2002) Decreased ethanol preference and consumption in dopamine transporter female knock-out mice. Alcohol Clin Exp Res 26(6): 758–764.
  21. Майский АИ, Салимов РМ (1999) Доклиническое изучение препаратов, предлагаемых для клинической апробации в качестве средств для лечения алкоголизма. Вед фармакол комитета 2: 26–31. [Maisky AI, Salimov RM (1999) Preclinical research of drugs proposed for clinical validation as a treatment for alcoholism. Bull Pharmacol Commit 2: 26–31. (In Russ)].
  22. Угрюмов МВ (1999) Механизмы нейроэндокринной регуляции. М. Нaукa. 82–122. [Ugryumov MV (1999) Mechanisms of neuroendocrine regulation. M. Nauka. 82–122. (In Russ)].
  23. Beaulieu JM, Gainetdinov RR (2011) The Physiology, Signaling, and Pharmacology of Dopamine Receptors. Pharmacol Rev 63(1): 182–217. https://doi.org/10.1124/pr.110.002642
  24. Brooks DJ (2016) Molecular imaging of dopamine transporters. Age Res Rev 30: 114–121. https://doi.org/10.1016/j.arr.2015.12.009

Дополнительные файлы


© И.В. Антонова, Е.О. Кучер, Е.В. Филатова, А.Е. Веракса, И.Ю. Морина, В.А. Завьялов, А.Ю. Егоров, 2023