مواجهه موش بالغ با مورفین ترجیح مورفین، نگرانی، بیان مغزی گیرنده های دوپامین در موش های پسر را تغییر می‌دهد

Adult rat morphine exposure changes morphine preference, anxiety, and the brain expression of dopamine receptors in male offspring

چکیده

1. مقدمه

2. عملیات آزمایش

2.1 حیوانات

2.2 مواد مخدر

2.3 روش آزمایش

2.4 آزمون ماز صلیبی شکل مرتفع (EPM)

2.5 ترجیح مورفین و مصرف

2.6 جمع‌آوری بافت مغز

2.7 استخراج کل DNA و رونویسی معکوس

2.8 پریمرهای PCR ریل تایم

2.9 PCR ریل تایم

2.10 تجزیه و تحلیل آماری

3. یافته‌ها

3.1 زنده ماندن توله موش‌ها

3.2 اندازه‌گیری میزان استرس با آزمون ماز صیلبی شکل مرتفع (EPM)

3.3 ارزیابی جذب محلول مورفین

3.4 بیان گیرنده‌های دوپامین در PFC فرزندان

3.5 بیان گیرنده‌های دوپامین در NAc توله موش‌ها (فرزند)

3.6 بیان گیرنده‌های دوپامین در هیپوکامپ فرزند

3.7 بیان گیرنده‌های دوپامین در استریاتوم

4. بحث

5. نتیجه‌گیری

چکیده

اعتیاد به داروها مانند مواد مخدر نتیجه تعامل فاکتورهای محیطی و ژنتیکی است. نشان داده‌اند که فرزند افراد معتاد خطر بالاتری به اعتیاد دارویی دارند. با این وجود، سازوکارهایی مانند اثرات وراثتی (بین نسلی) داروها مشخص نیست. در این مطالعه اثرات مصرف مورفین در والدین روی اضطراب، ترجیح مورفین و بیان mRNA گیرنده‌های دوپامین توله موش‌های پسر  F1و  F2 بررسی کرده‌ایم. مورفین بصورت بلند مدت به موش‌های نر بالغ و موش‌های ویستار ماده داده شد و 14 روز قبل از جفت‌گیری مصرف آن قطع شد. ترجیح مورفین و رفتار اضطرابی در موش‌های پسر به ترتیب با پارادایم انتخاب دو بطری و ماز صلیبی شکل مرتفع اندازه‌گیری شدند. برای اندازه‌گیری میزان بیان mRNA گیرنده‌های دوپامین در جسم مخطط، ﻧﻮﻛﻠﺌـﻮس اﻛـﻮﻣﺒﻨﺲ، قشر پیش فرونتال و هیپوکامپ حیوانات F1 از Real-time PCR استفاده شد. یافته‌ها نشان داد که موش‌های پسر F1 والدین مواجهه یافته با مورفین در مقایسه با پسرموش‌های والدینی که تحت درمان سالین قرار گرفته بودند ترجیح مورفین و رفتارهای اضطرابی بیشتری داشتند. در پسرموش‌های F1 والدین مورفینی، گیرنده‌های دوپامین D1 و D5 بطور قابل توجهی در قشر پیش فرونتال و ﻧﻮﻛﻠﺌـﻮس اﻛـﻮﻣﺒﻨﺲ افزایش یافت. گیرنده‌های D5 و D2 در هیپوکامپ کاهش یافت. گیرنده دوپامین D4 در جسم مخطط و هیپوکامپ افزایش و در قشر پیش فرونتال کاهش یافت. مواجهه مزمن موش‌های بزرگسال نر و ماده با مورفین قبل از لقاح منجر به بالاتر رفتن ترجیح مورفین و افزایش اضطراب در پسرموش‌های F1 شد اما این حالات در F2 مشاهده نشد. تغییرات بیان گیرنده دوپامین در سیستم پاداش شاید یک مکانیسم دخیل در بروز تغییرات پسر موش‌های F1 باشد. 

1. مقدمه 

اعتیاد به مواد مخدر مانند مورفین اختلالی مزمن است که بر مسیر مزوکورتیکولیمبیک دوپامینرژیک در مغز تاثیر می‌گذارد. در نهایت فعالسازی مسیر منجر به رهاسازی دوپامین در ﻧﻮﻛﻠﺌـﻮس اﻛـﻮﻣﺒﻨﺲ (NAc) (دی چیارا و همکاران، 1998) و تحریک گیرنده‌های دوپامین می‌شود. این گیرنده‌ها در دو دسته اصلی قرار می‌گیرند: گیرنده‌های D1 مانند (D1 و D5) و D2 مانند (D2، D3 و D4) که هر یک از  ژن متفاوتی تولید می‌شوند (سیبلی و همکاران 1993). فعالسازی گیرنده‌های دوپامینی D1- مانند D2- مانند به ترتیب باعث کاهش انگیزه یافتن پاداش و تسهیل خصوصیات تقویتی مواد مخدر اعتیاد آور می‌شوند (لی و همکاران، 2006).

5. نتیجه‌گیری

داده‌های حاصل از این مطالعه نشان داد که مواجهه مزمن والدین با مورفین در موش‌های بالغ قبل از لقاح منجر به ترجیح بالاتر مورفین و افزایش اضطراب در فرزندان پسر F1 می‌شود اما در F2 این چنین نیست. بیان این نکته حائز اهمیت است که مواجهه با مواد مخدر طی بارداری در حیوانات F1 وجود نداشت زیرا مصرف مواد مخدر در والدین دو هفته قبل از جفت‌گیری به صفر رسید. علاوه بر این، یافته‌های ما نشان داد که تغییرات در مشخصات بیان گیرنده‌های دوپامین در مسیر پاداش ممکن است یکی از سازوکارهای دخیل در تغییرات مشاهده شده در حیوانات F1 باشد که می‌تواند عامل ابتلاء به سوء استعمال مواد مخدر در فرزند حیوانات مواجهه یافته با مورفین باشد. 

Abstract

Addiction to drugs, including opioids is the result of an interplay between environmental and genetic factors. It has been shown that the progeny of addict people is at higher risk for drug addiction. However, the mechanisms of such trans-generational effects of drugs are not so clear. Here we have evaluated the effects of parental morphine consumption on anxiety, morphine preference, and mRNA expression of dopamine receptors in F1 and F2 male offspring. Morphine was chronically administered to adult male and female Wistar rats followed by 14-day abstinence before mating. Morphine preference and anxiety-like behavior in the offspring were measured by two-bottle-choice paradigm and elevated-plus maze, respectively. Real-time PCR was used to measure the mRNA expression level of dopamine receptors in the striatum, nucleus accumbens, prefrontal cortex, and hippocampus of F1 animals. The results indicated that F1 but not the F2 male progeny of morphine-exposed parents had a greater preference for morphine, and more anxiety-like behavior compared to the offspring of saline-treated parents. In F1 male progeny of morphine-treated parents, D1 and D5 dopamine receptors were significantly increased in the prefrontal cortex and nucleus accumbens. D5 and D2 receptors were decreased in the hippocampus. D4 dopamine receptor was augmented in striatum and hippocampus and decreased in the prefrontal cortex. Adulthood exposure to chronic morphine in male and female rats before conception leads to higher morphine preference and increased anxiety in F1 but not F2 male progeny. Alterations of dopamine receptor expression in the reward system may be one mechanism responsible for observed changes in F1 offspring.

1. Introduction

Addiction to opioids such as morphine is a chronic disorder that affects the mesocorticolimbic dopaminergic pathway in the brain. Activation of the pathway ultimately leads to dopamine release in the nucleus accumbens (NAc) (Di Chiara et al., 1998) and stimulation of dopamine receptors. These receptors are considered as two main categories: D1-like (D1 and D5) and D2-like (D2, D3, and D4) receptors, each of which is generated from a different gene (Sibley et al., 1993). Activation of D1-like and D2-like dopamine receptors decreases motivation to seek reward or facilitate the reinforcing properties of addictive drugs, respectively (Li et al., 2006).

5. Conclusion

The data of the present study revealed that chronic parental morphine exposure of adult rats before gestation results in higher morphine preference and increased anxiety in their F1 but not F2 male offspring. It is important to highlight that there was no gestational exposure to opioids in the F1 animals because parents were remained drug-free for two weeks prior to mating. Furthermore, our results showed that alterations in the expression profile of dopamine receptors in the reward pathway might be one of the mechanisms involved in observed changes in F1 animals, which could account for susceptibility to opioid abuse in the litter of morphine-exposed animals.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مواجهه موش بالغ با مورفین ترجیح مورفین، نگرانی، بیان مغزی گیرنده های دوپامین در موش های پسر را تغییر می‌دهد

Adult rat morphine exposure changes morphine preference, anxiety, and the brain expression of dopamine receptors in male offspring

بررسی تغییر مکانیزم احساس درد در فرزندان موش های دارای اعتیاد به مورفین

Is the Nociception Mechanism Altered in Offspring of Morphine-Abstinent Rats?

چکیده

روش ها

حیوانات

روش تجربی

قرار گرفتن والدین در معرض مرفین

پروتکل جفت گیری

آزمایش پلیت(ظرف-صفحه) داغ

آزمایش پیچ خوردگی(پیچش)

آزمایش فرمالین

ضبط واحد منفرد خارج سلولی

مجموعه(جمع آوری) بافت مغز

PCRدر زمان واقعی

تکنیک وسترن بلات

تحلیل آماری

نتایج

تزریق مورفین پدری قبل از جفت گیری مرگ و میر نوزادان را افزایش داد

نالوکسن علائم خروجی را در نر ها و همچنین ماده های دارای اعتیاد به مورفین افزایش داد

گرگرفتگی و دردهای احشایی در فرزندان والدین دارای اعتیاد به مورفین کاهش یافت

تزریق مورفین والدین قبل از جفت گیری پیام دردزای القا شده توسط فرمالین را کاهش داد

فرزندان اشتقاق یافته از گروه وابسته به مورفین افزایش معنی داری را در حساسیت به اثرات ضد درد مورفین در آزمایش فرمالین نشان دادند

قرار گرفتن والدین در معرض مورفین قبل از جفت گیری فعالیت نورونی همزمان در هسته ی اکومبنس و قشر جلویی مغز را در فرزندان کاهش داد

سطوح mRNAگیرنده های مخدر در نواحی هسته ی اکومبنس و قشر جلویی مغز والدین دارای اعتیاد به مورفین تغییر کرد

گیرنده های مخدر Mu، CREB وفسفریلاسیون ERK1 / 2 در هسته ی اکومبنس و قشر جلویی مغز فرزندان والدین در معرض مورفین افزایش میابد

بحث

نتیجه گیری

چکیده

جهت بررسی تاثیر مواد مخدر والدین بر فرزندان، غربالگری(واکنش دردزا)، تغییرات الکتروفیزیولوژیکی، بیان mRNA ی گیرنده های مخدر و بیان برخی پروتئین های خاص درون سلولی در فرزندان رت های دارای اعتیاد به مورفین مورد مطالعه قرار گرفتند. حیوانات نر و ماده به مدت 21 روز مورفین محلول در آب دریافت کردند. 10 روز بعد از آخرین تزریق مورفین ، حیوانات به منظور جفت گیری در 4 گروه به شرح زیر قرار داده شدند: نر و ماده سالم( بدون مصرف دارو- دارونما) ، ماده دارای اعتیاد به مورفین و نر سالم ، نر دارای اعتیاد به مورفین و ماده سالم ، نر و ماده هردو دارای اعتیاد به مورفین. فرزندان نر بالغ برای غربالگری(واکنش دردزا)، تخلیه ی عصبی هسته ی اکومبنس( بخشی از لیمبیک) و قشر جلوی مغز مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج ما نشان می دهد که غربالگری در فرزندان نر همه ی گروه های والدین دارای اعتیاد به مورفین به طور معنی داری در مقایسه با گروه کنترل کاهش یافته است. در فرزندان گروه هایی با والدین دارای اعتیاد به مورفین ، حساسیت به اثرات ضد درد مورفین در فازهای مزمن و نیز بحرانی(حاد) آزمایش فرمالین افزایش یافته است. فعالیت الکتریکی عصبی در فرزندان والدینی که نواحی هسته ی اکومبنس و بخش جلوی مغز آن ها در معرض مورفین قرار گرفت،  کاهش یافت. علاوه بر این یافته های ما نشان می دهد که بیان گیرنده های مخدر(µ،K و δ) در هسته ی اکومبنس والدین دارای اعتیاد به مورفین در مقایسه با گروه کنترل افزایش یافت. علاوه بر این بیان گیرنده های K به طور قابل ملاحظه ای در قشر جلوی مغز گروه والدین دارای اعتیاد به مورفین نسبت به گروه کنترل افزایش یافته است. سطوح فسفریله ی کیناز 2/1 خارج سلولی و پروتئین متصل شونده به عنصر پاسخ دهنده (واکنشی)آدنوزین مونوفسفات حلقوی به طور معنی داری در فرزندان والدین دارای اعتیاد به مورفین نسبت به گروه کنترل در هسته ی اکومبنس بالاتر بود. نتایج ما نشان داد که مواد مخدر درون زاد( آزاد شده در درون) در فرزندان والدین دارای اعتیاد به مورفین تغییر کرده است و آن که وراثت نقش اصلی دارد. 

نتیجه گیری

مطالعه ی ما نشان می دهد که قرار گیری در معرض مخدر ، حساسیت به دردهای احشایی و حرارتی را در فرزندان والدین دارای اعتیاد به مورفین کاهش می دهد. همچنین تزریق دوز بی اثر مورفین به این فرزندان در آزمایش فرمالین میزان حساسیت به درد را کاهش داد. بیان mRNA ی گیرنده ی مخدر در هسته ی اکومبنس نسبت به قشر جلوی مغز کاهش یافت که نشان می دهد هسته ی اکومبنس نسبت به اعتیاد به مورفین حساس تر است. علاوه بر این گیرنده های مخدر هسته ی اکومبنس فسفریلاسیون ERK1/2و CREB را در فرزندان والدین معتاد به مورفین تنظیم می کنند. مطابق با این مطالعه و مطالعات پیشین این تغییرات ممکن است نتایج(عواقب) طولانی مدتی(بلند مدت) در نسل بعد داشته باشند. داده های حاضر امکان تغییرات موضعی گیرنده های درون زا و نقش وراثت را در رت هایی با والدین قرار گرفته در معرض مورفین(دارای اعتیاد) تایید می کند.

Abstract

To investigate the effect of parental drug abuse on children, nociception, electrophysiological alteration, mRNA expression of opioid receptors, and expression of certain intracellular proteins in offspring of morphine-abstinent rats were studied. Adult male and female animals received water-soluble morphine for 21 days. Ten days after the last morphine administration, animals were placed for mating in 4 groups as follows: healthy (drug naive) female and male, morphine-abstinent female and healthy male, morphine-abstinent male and healthy female, morphine-abstinent male and morphine-abstinent female. Their adult male offspring were tested for nociception, neuronal discharge in nucleus accumbens (NAC) and prefrontal cortex (PFC). Our results showed that nociception in male offspring of all morphine-abstinent parent(s) groups was significantly reduced, compared with the control group. In the offspring of morphine-abstinent parent(s) groups, sensitivity to the antinociceptive effect of morphine was enhanced in chronic as well as in acute phases of the formalin test. Neuronal electrical activity reduced in the offspring of the morphine-exposed parent(s) in NAC as well as PFC regions. Moreover, our findings show that opioid receptors’ expressions (µ, κ, and δ) increased in NAC of the litter of morphine-abstinent parent(s), compared with the control group. In addition, the expression of κ receptors was remarkably increased in the PFC in morphine-abstinent parent group, relative to the control group. The phosphorylated levels of extracellular regulated kinase 1/2 and cyclic adenosine monophosphate responsive element binding protein were significantly higher in the offspring of the morphine-abstinent parent(s) than the control group in the NAC. Our results indicated that endogenous opioid is altered in offspring of the morphine-exposed parent(s) and that heritage has a major role.

Conclusions

Our study shows that opiate exposure decreased thermal and visceral pain sensitivities in offspring of morphine-exposed parents. Also, injection of noneffective dose of morphine into these offspring in the formalin test showed a reduction in pain sensitivity. Expression of opioid receptor mRNA was increased in the NAC rather than PFC, which suggests NAC is more sensitive to morphine addiction. Moreover, NAC opioid receptors regulated CREB and ERK1/2 phosphorylation in offspring of the morphine-abstinent parent(s). Neuronal simultaneous firing rates were reduced in the litter of morphine-abstinent parent(s). Consistent with this study and previous reports, these alterations may have longterm consequences in the next progeny. Current data confirm the possibility of endogenous opioid analgesia alternation and the role of heritage in rats with morphine exposed-parent(s).

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی تغییر مکانیزم احساس درد در فرزندان موش های دارای اعتیاد به مورفین

Is the Nociception Mechanism Altered in Offspring of Morphine-Abstinent Rats?