Bằng chứng về sự thể hiện lâu dài của sự nhạy cảm hành vi đối với cả cocaine và ethanol ở chuột knockout gen vận chuyển dopamine

Psychopharmacology - Tập 208 - Trang 57-66 - 2009
Elise Morice1,2,3, Cécile Denis1,2,3,4, Bruno Giros1,2,3,5,6, Marika Nosten-Bertrand1,2,3,6
1Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM), U952, Paris, France
2Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), UMR 7224, Paris, France
3Université Pierre et Marie Curie (UMPC) Paris 06, Paris, France
4I-Stem, INSERM-U861 Genethon, Evry, France
5Douglas Hospital Research Center, Department of Psychiatry, McGill University, Montreal Canada
6INSERM UMRS-952 CNRS UMR 7224, Physiopathologie des Maladies du Système nerveux Central, UPMC, Paris Cedex 05, France

Tóm tắt

Sự nhạy cảm vận động, được định nghĩa là sự gia tăng tiến triển và kéo dài của tác động kích thích vận động do sự tiếp xúc lặp lại với thuốc gây nghiện, là hậu quả của các điều chỉnh tế bào thần kinh do thuốc gây ra, có thể đóng góp vào hành vi nghiện. Các điều chỉnh thần kinh trong hệ thống dopaminergic đã được chứng minh là có liên quan trong cả giai đoạn khởi đầu và giai đoạn thể hiện lâu dài của sự nhạy cảm khi tái sử dụng ma túy sau khi cai. Chuột thiếu gen vận chuyển dopamine (DAT-KO) được sử dụng để kiểm tra tác động của tình trạng tăng cường dopamine vĩnh viễn lên độ bền của sự nhạy cảm hành vi đối với cả cocaine và ethanol. Tác động của đột biến DAT đã được thử nghiệm cùng lúc trên hai nền tảng di truyền đồng huyết, C57Bl/6 và DBA/2, được chọn vì các kiểu hình liên quan đến nghiện tương phản của chúng, cũng như trên thế hệ lai F1 từ việc giao phối giữa các dòng đồng gen C57Bl/6 và DBA/2. Mặc dù không có DAT, nhưng những con chuột đột biến vẫn có thể phát triển sự thể hiện lâu dài của sự nhạy cảm đối với cocaine. So với những con chuột đồng loại hoang dã, chuột DAT-KO thể hiện hoạt động vận động cấp tính dưới tác động của ethanol tăng đáng kể và phát triển sự nhạy cảm hành vi mạnh mẽ hơn đối với ethanol trong cả giai đoạn khởi đầu và giai đoạn thể hiện lâu dài. Thú vị thay, sự nhạy cảm tăng cường do ethanol gây ra này lại được tôn thêm bởi nền tảng di truyền DBA/2. Những phát hiện này cho thấy việc loại bỏ DAT tạo điều kiện thuận lợi cho sự nhạy cảm, cho thấy một hiệu ứng như sự nhạy cảm chéo giữa tăng cường dopamine do di truyền và do dược phẩm.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Belknap JK, Crabbe JC, Riggan J, O’Toole LA (1993) Voluntary consumption of morphine in 15 inbred mouse strains. Psychopharmacology (Berl) 112:352–358 Broadbent J, Kampmueller KM, Koonse SA (2005) Role of dopamine in behavioral sensitization to ethanol in DBA/2J mice. Alcohol 35:137–148 Carboni E, Spielewoy C, Vacca C, Nosten-Bertrand M, Giros B, Di Chiara G (2001) Cocaine and amphetamine increase extracellular dopamine in the nucleus accumbens of mice lacking the dopamine transporter gene. J Neurosci 21(RC141):1–4 Crabbe JC, Kosobud A, Young ER, Janowsky JS (1983) Polygenic and single-gene determination of responses to ethanol in BXD/Ty recombinant inbred mouse strains. Neurobehav Toxicol Teratol 5:181–187 Crabbe JC, Belknap JK, Buck KJ (1994) Genetic animal models of alcohol and drug abuse. Science 264:1715–1723 Crabbe JC, Phillips TJ, Buck KJ, Cunningham CL, Belknap JK (1999) Identifying genes for alcohol and drug sensitivity: recent progress and future directions. Trends Neurosci 22:173–179 Cunningham CL (1995) Localization of genes influencing ethanol-induced conditioned place preference and locomotor activity in BXD recombinant inbred mice. Psychopharmacology (Berl) 120:28–41 Cunningham CL, Niehus DR, Malott DH, Prather LK (1992) Genetic differences in the rewarding and activating effects of morphine and ethanol. Psychopharmacology (Berl) 107:385–393 Demarest K, McCaughran J, Mahjubi E, Cipp L, Hitzemann R (1999) Identification of an acute ethanol response quantitative trait locus on mouse chromosome 2. J Neurosci 19:549–561 Di Chiara G, Imperato A (1988) Drugs abused by humans preferentially increase synaptic dopamine concentrations in the mesolimbic system of freely moving rats. Proc Natl Acad Sci U S A 85:5274–5278 Gainetdinov RR, Wetsel WC, Jones SR, Levin ED, Jaber M, Caron MG (1999) Role of serotonin in the paradoxical calming effect of psychostimulants on hyperactivity. Science 283:397–401 Gainetdinov RR, Mohn AR, Bohn LM, Caron MG (2001) Glutamatergic modulation of hyperactivity in mice lacking the dopamine transporter. Proc Natl Acad Sci U S A 98:11047–11054 Giros B, Jaber M, Jones SR, Wightman RM, Caron MG (1996) Hyperlocomotion and indifference to cocaine and amphetamine in mice lacking the dopamine transporter. Nature 379:606–612 Grimm JW, Hope BT, Wise RA, Shaham Y (2001) Neuroadaptation. Incubation of cocaine craving after withdrawal. Nature 412:141–142 Hall FS, Li XF, Randall-Thompson J, Sora I, Murphy DL, Lesch KP, Caron M, Uhl GR (2009) Cocaine-conditioned locomotion in dopamine transporter, norepinephrine transporter and 5-HT transporter knockout mice. Neuroscience 162:870–880 Jones SR, Gainetdinov RR, Jaber M, Giros B, Wightman RM, Caron MG (1998) Profound neuronal plasticity in response to inactivation of the dopamine transporter. Proc Natl Acad Sci U S A 95:4029–4034 Jones SR, Gainetdinov RR, Hu XT, Cooper DC, Wightman RM, White FJ, Caron MG (1999) Loss of autoreceptor functions in mice lacking the dopamine transporter. Nat Neurosci 2:649–655 Kalivas PW, Stewart J (1991) Dopamine transmission in the initiation and expression of drug- and stress-induced sensitization of motor activity. Brain Res Brain Res Rev 16:223–244 Kalueff AV, Ren-Patterson RF, Murphy DL (2007) The developing use of heterozygous mutant mouse models in brain monoamine transporter research. Trends Pharmacol Sci 28:122–127 Koob GF, Sanna PP, Bloom FE (1998) Neuroscience of addiction. Neuron 21:467–476 Lessov CN, Palmer AA, Quick EA, Phillips TJ (2001) Voluntary ethanol drinking in C57BL/6J and DBA/2J mice before and after sensitization to the locomotor stimulant effects of ethanol. Psychopharmacology (Berl) 155:91–99 Mead AN, Rocha BA, Donovan DM, Katz JL (2002) Intravenous cocaine induced-activity and behavioural sensitization in norepinephrine-, but not dopamine-transporter knockout mice. Eur J Neurosci 16:514–520 Morice E, Denis C, Giros B, Nosten-Bertrand M (2004) Phenotypic expression of the targeted null-mutation in the dopamine transporter gene varies as a function of the genetic background. Eur J Neurosci 20:120–126 Morice E, Denis C, Macario A, Giros B, Nosten-Bertrand M (2005) Constitutive hyperdopaminergia is functionally associated with reduced behavioral lateralization. Neuropsychopharmacology 30:575–581 Morice E, Billard JM, Denis C, Mathieu F, Betancur C, Epelbaum J, Giros B, Nosten-Bertrand M (2007) Parallel loss of hippocampal LTD and cognitive flexibility in a genetic model of hyperdopaminergia. Neuropsychopharmacology 32:2108–2116 Phillips TJ, Dickinson S, Burkhart-Kasch S (1994) Behavioral sensitization to drug stimulant effects in C57BL/6J and DBA/2J inbred mice. Behav Neurosci 108:789–803 Phillips TJ, Huson M, Gwiazdon C, Burkhart-Kasch S, Shen EH (1995) Effects of acute and repeated ethanol exposures on the locomotor activity of BXD recombinant inbred mice. Alcohol Clin Exp Res 19:269–278 Pierce RC, Kalivas PW (1997) A circuitry model of the expression of behavioral sensitization to amphetamine-like psychostimulants. Brain Res Brain Res Rev 25:192–216 Robinson TE, Becker JB (1986) Enduring changes in brain and behavior produced by chronic amphetamine administration: a review and evaluation of animal models of amphetamine psychosis. Brain Res 396:157–198 Robinson TE, Berridge KC (1993) The neural basis of drug craving: an incentive-sensitization theory of addiction. Brain Res Brain Res Rev 18:247–291 Robinson TE, Browman KE, Crombag HS, Badiani A (1998) Modulation of the induction or expression of psychostimulant sensitization by the circumstances surrounding drug administration. Neurosci Biobehav Rev 22:347–354 Rocha BA, Fumagalli F, Gainetdinov RR, Jones SR, Ator R, Giros B, Miller GW, Caron MG (1998) Cocaine self-administration in dopamine-transporter knockout mice. Nat Neurosci 1:132–137 [see comments, published erratum appears in Nat Neurosci 1998 Aug;1(4):330] Shen HW, Hagino Y, Kobayashi H, Shinohara-Tanaka K, Ikeda K, Yamamoto H, Yamamoto T, Lesch KP, Murphy DL, Hall FS, Uhl GR, Sora I (2004) Regional differences in extracellular dopamine and serotonin assessed by in vivo microdialysis in mice lacking dopamine and/or serotonin transporters. Neuropsychopharmacology 29:1790–1799 Sora I, Wichems C, Takahashi N, Li XF, Zeng Z, Revay R, Lesch KP, Murphy DL, Uhl GR (1998) Cocaine reward models: conditioned place preference can be established in dopamine- and in serotonin-transporter knockout mice. Proc Natl Acad Sci U S A 95:7699–7704 Sora I, Hall FS, Andrews AM, Itokawa M, Li XF, Wei HB, Wichems C, Lesch KP, Murphy DL, Uhl GR (2001) Molecular mechanisms of cocaine reward: combined dopamine and serotonin transporter knockouts eliminate cocaine place preference. Proc Natl Acad Sci U S A 98:5300–5305 Spielewoy C, Biala G, Roubert C, Hamon M, Betancur C, Giros B (2001) Hypolocomotor effects of acute and daily d-amphetamine in mice lacking the dopamine transporter. Psychopharmacology (Berl) 159:2–9 Thomsen M, Hall FS, Uhl GR, Caine SB (2009) Dramatically decreased cocaine self-administration in dopamine but not serotonin transporter knock-out mice. J Neurosci 29:1087–1092 Vanderschuren LJ, Kalivas PW (2000) Alterations in dopaminergic and glutamatergic transmission in the induction and expression of behavioral sensitization: a critical review of preclinical studies. Psychopharmacology (Berl) 151:99–120 Vengeliene V, Bilbao A, Molander A, Spanagel R (2008) Neuropharmacology of alcohol addiction. Br J Pharmacol 154:299–315 Weiss S, Tzavara ET, Davis RJ, Nomikos GG, Michael McIntosh J, Giros B, Martres MP (2007) Functional alterations of nicotinic neurotransmission in dopamine transporter knock-out mice. Neuropharmacology 52:1496–1508 Wise RA (1998) Drug-activation of brain reward pathways. Drug Alcohol Depend 51:13–22 Wise RA, Bozarth MA (1987) A psychomotor stimulant theory of addiction. Psychol Rev 94:469–492 Yao WD, Gainetdinov RR, Arbuckle MI, Sotnikova TD, Cyr M, Beaulieu JM, Torres GE, Grant SG, Caron MG (2004) Identification of PSD-95 as a regulator of dopamine-mediated synaptic and behavioral plasticity. Neuron 41:625–638