Browsing by Subject "nucleus accumbens"
Now showing items 1-3 of 3
-
(2018)The nucleus accumbens (NAc) is located in the ventral striatum and plays a critical role in drug addiction. NAc receives dopaminergic projections from ventral tegmental area (VTA) which is activated after administration of various abused drugs. Activation of VTA increases the release of dopamine in NAc. Increased dopamine levels induce the release of acetylcholine from striatal cholinergic interneurons. These cholinergic interneurons have been related to the development of addiction and other emotion-related disorders such as depression. Previous studies have shown that a lesion of cholinergic interneurons led to an increase in morphine-induced conditioned place preference in mice. Moreover, an activation of cholinergic interneurons by designer receptors (DREADD) has reduced food consumption motivated by food restriction. The purpose of this study was to investigate whether accumbal cholinergic interneurons mediate alcohol- and morphine-induced conditioned place preference and locomotor activity. The activation of cholinergic interneurons was controlled using DREADD (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs) technology. DREADDs are G protein-coupled receptors. Cellular function and activation can be modulated by these receptors. DREADDs are activated by an otherwise inert synthetic ligand, clozapine-N-oxide (CNO). Fluorescent protein, mCherry, is attached to DREADDs so that the expression of receptors in brain tissue can be observed. Cre-spesific adeno-associated viruses (AAV) with DREADD gene were injected bilaterally to the nucleus accumbens of ChATcre mice in stereotactic surgery. The effects of alcohol and morphine were tested with conditioned place preference procedure. Mice were divided to three groups after DREADDs: activating receptor Gq (n = 10), inhibiting receptor Gi (n = 9) and control mC (n = 9). There were both male and female mice in every group. Alcohol did not induce conditioned place preference in any group. The locomotor activity of mice significantly increased after alcohol injection compared to saline injection. However, cholinergic interneurons had no effect on the increased locomotor activity. Morphine-induced conditioned place preference was expressed in every group but there were no significant differences between DREADDs and control group when the first 15 minutes and the whole 30 minutes of the place preference test was analysed. Though, Gq-receptor seemed to decrease the place preference compared to control group when the place preference test was observed in five minute intervals. Morphine also significantly increased the locomotor activity of mice, but there were no differences between the groups. Sex had no influence on the place preference, but female mice were more active than male mice during the alcohol conditioning and the alcohol place preference test. The locomotor activity of female mice also increased more than the activity of male mice after morphine injection. The effect of accumbal cholinergic interneurons on alcohol-induced conditioned place preference remained unclear. Activation of cholinergic interneurons suppressed morphine-induced conditioned place preference compared to control group but not enough so that the effect could be seen during the whole place preference test. The mice were same in the morphine test as in the alcohol test so the mice were conditioned to alcohol before morphine and therefore the results of morphine-induced conditioned place preference are not reliable.
-
(2012)Kolinergiset α6*-nikotiinireseptorit ovat kiinnostavia, koska ne liittyvät mahdollisesti Parkinsonin tautiin ja nikotiiniriippuvuuteen. Ionikanavina toimivat nikotiinireseptorit ovat muodostuneet viidestä alayksiköstä, jotka esiintyvät erilaisina yhdistelminä. α6-alayksikköä sisältävät nikotiinireseptorit sijaitsevat presynaptisesti ja säätelevät dopamiinin vapautumista dopaminergisessä hermopäätteessä. α6*-nikotiinireseptorit ovat keskittyneet vain tietyille aivoalueille ja niitä esiintyy runsaasti dopaminergisissä hermosoluissa. α6*-nikotiinireseptoreita on erityisesti mesolimbisen ja nigrostriataalisen hermoradan dopaminergisissä hermosoluissa. Lisäksi niitä on paljon näkemiseen liittyvillä aivoalueilla. Nikotiini toimii asetyylikoliinin tavoin aktivoimalla α6*-nikotiinireseptoreita, mikä johtaa dopamiinin vapautumiseen hermopäätteessä. α6*-nikotiinireseptoreiden sijainnin, määrän ja toiminnan tutkimisessa on käytetty apuna muun muassa niille selektiivisiä antagonisteja, saalistavista merietanoista peräisin olevia α-konotoksiineja, erityisesti α-konotoksiini MII:ta. Nigrostriataalisella hermoradalla, joka ulottuu substantia nigrasta striatumiin, α6*-nikotiinireseptorit voivat vaikuttaa liikkeen säätelyyn. Nikotiini vapauttaa dopamiinia nigrostriataalisen hermoradan päätepisteessä, striatumissa, mikä voi lisätä liikeaktiivisuutta. Nikotiinilla on havaittu olevan hyödyllisiä vaikutuksia Parkinsonin taudin eläinmalleissa, mutta Parkinsonin tautipotilailla nikotiinihoidosta saadut tutkimustulokset ovat ristiriitaisia ja puutteellisia. α6*-nikotiinireseptoreille voitaisiin kehittää selektiivisiä agonisteja, joiden avulla lääkehoito voitaisiin kohdentaa paremmin ja vältyttäisiin mahdollisilta haittavaikutuksilta. Tupakanvieroitukseen tarvittaisiin lisää uusia selektiivisiä lääkehoitoja, joilla olisi hyvä hoitomyöntyvyys ja mahdollisimman vähän haittavaikutuksia. Mesolimbinen hermorata, joka ulottuu ventraaliselta tegmentaalialueelta nucleus accumbensiin, liittyy riippuvuuden syntyyn. Nikotiinin vaikutukset välittyvät VTA:n kautta nucleus accumbensiin, jossa vapautuu dopamiinia. Osa nikotiinin vaikutuksista välittyy myös presynaptisten α6*-nikotiinireseptorien kautta. Selektiivisistä α6*-nikotiinireseptoreiden antagonisteista voisi olla hyötyä nikotiiniriippuvuuden hoidossa, sillä niiden vaikutus vastaisi osittaisagonistin vaikutusta. α-konotoksiini PIA:n vaikutuksia nikotiinin aiheuttamaan dopamiinin vapautumiseen tutkittiin in vivo mikrodialyysimenetelmällä. α-konotoksiini PIA saalistavasta merietanasta eristetty selektiivinen α6*-nikotiinireseptoreiden antagonisti. Tutkimuksessa käytettiin vapaana liikkuvia urospuoleisia Wistar-rottia. Tutkimuksen kohteena olevat aivoalueet olivat striatum ja nucleus accumbens. Rotille asennettiin anestesiassa ohjauskanyyli joko striatumiin tai nucleus accum-bensiin stereotaktisen laitteen avulla. Mikrodialyysikokeessa koetinten tasapainotuksen jälkeen kerättiin perustason näytteet ja pistettiin saliini tai nomifensiini tai vaihdettiin Ringer-ruiskun tilalle α-konotoksiini PIA-ruisku. Puolen tunnin päästä pistettiin saliini tai nikotiini ja vaihdettiin Ringer-ruisku takaisin. Näytteitä kerättiin 15 minuutin välein yhteensä 5,5 tuntia. Lopuksi aivot otettiin talteen ja niistä tehtyjen aivoleikkeiden avulla tarkastettiin koetinten paikat. Mikrodialyysinäytteistä määritettiin HPLC-menetelmällä dopamiinin ja sen metaboliittien DO-PAC:n ja homovaniliinihapon sekä koejärjestelyssä oletettavasti muuttumattomana pysyvän 5-HIAA:n pitoisuudet. Koejärjestelyssä päätettiin käyttää tutkittavien aivoalueiden dopamiinipitoisuuden nostamiseen nomifensiinia, joka estää dopamiinin takaisinottoa hermopäätteissä. Käsittelyryhminä olivat saliini-saliini (n=striatum ja nucleus accumbens, 8+7), saliini-nomifensiini (n=8+4), saliini-nikotiini (n=3+4), nomifensiini-nikotiini (n=10+13) ja nomifensiini-nikotiini-α-konotoksiini PIA (n=8+5). Rottia jouduttiin hylkäämään eri syistä joko ennen mikrodialyysia, mikrodialyysin aikana tai sen jälkeen. Rottia hylättiin yhteensä 70 kpl. Tilastollisessa analyysissä tutkittujen käsittelyiden tai aivoalueiden välille ei saatu merkitseviä eroja, koska eläinten välinen hajonta oli liian suurta. Silmämääräisesti nomifensiini-nikotiinikäsittely nosti striatumin ja nucleus accumbensin dopamiinipitoisuuksia. α-konotoksiini PIA näytti estävän dopamiinin vapautumista striatumissa ja nucleus accumbensissa, mutta erot nomifensiini-nikotiinikäsittelyyn eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. AUC-arvolla mitattuna α-konotoksiini PIA esti dopamiinin vapautumista striatumissa 39,6 % ja nucleus accumbensissa 31,3 %. Aivoalueiden välillä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja.
-
(2010)Part I: Parkinson's disease is a slowly progressive neurodegenerative disorder in which particularly the dopaminergic neurons of the substantia nigra pars compacta degenerate and die. Current conventional treatment is based on restraining symptoms but it has no effect on the progression of the disease. Gene therapy research has focused on the possibility of restoring the lost brain function by at least two means: substitution of critical enzymes needed for the synthesis of dopamine and slowing down the progression of the disease by supporting the functions of the remaining nigral dopaminergic neurons by neurotrophic factors. The striatal levels of enzymes such as tyrosine hydroxylase, dopadecarboxylase and GTP-CH1 are decreased as the disease progresses. By replacing one or all of the enzymes, dopamine levels in the striatum may be restored to normal and behavioral impairments caused by the disease may be ameliorated especially in the later stages of the disease. The neurotrophic factors glial cell derived neurotrophic factor (GDNF) and neurturin have shown to protect and restore functions of dopaminergic cell somas and terminals as well as improve behavior in animal lesion models. This therapy may be best suited at the early stages of the disease when there are more dopaminergic neurons for neurotrophic factors to reach. Viral vector-mediated gene transfer provides a tool to deliver proteins with complex structures into specific brain locations and provides long-term protein over-expression. Part II: The aim of our study was to investigate the effects of two orally dosed COMT inhibitors entacapone (10 and 30 mg/kg) and tolcapone (10 and 30 mg/kg) with a subsequent administration of a peripheral dopadecarboxylase inhibitor carbidopa (30 mg/kg) and L- dopa (30 mg/kg) on dopamine and its metabolite levels in the dorsal striatum and nucleus accumbens of freely moving rats using dual-probe in vivo microdialysis. Earlier similarly designed studies have only been conducted in the dorsal striatum. We also confirmed the result of earlier ex vivo studies regarding the effects of intraperitoneally dosed tolcapone (30 mg/kg) and entacapone (30 mg/kg) on striatal and hepatic COMT activity. The results obtained from the dorsal striatum were generally in line with earlier studies, where tolcapone tended to increase dopamine and DOPAC levels and decrease HVA levels. Entacapone tended to keep striatal dopamine and HVA levels elevated longer than in controls and also tended to elevate the levels of DOPAC. Surprisingly in the nucleus accumbens, dopamine levels after either dose of entacapone or tolcapone were not elevated. Accumbal DOPAC levels, especially in the tolcapone 30 mg/kg group, were elevated nearly to the same extent as measured in the dorsal striatum. Entacapone 10 mg/kg elevated accumbal HVA levels more than the dose of 30 mg/kg and the effect was more pronounced in the nucleus accumbens than in the dorsal striatum. This suggests that entacapone 30 mg/kg has minor central effects. Also our ex vivo study results obtained from the dorsal striatum suggest that entacapone 30 mg/kg has minor and transient central effects, even though central HVA levels were not suppressed below those of the control group in either brain area in the microdialysis study. Both entacapone and tolcapone suppressed hepatic COMT activity more than striatal COMT activity. Tolcapone was more effective than entacapone in the dorsal striatum. The differences between dopamine and its metabolite levels in the dorsal striatum and nucleus accumbens may be due to different properties of the two brain areas.
Now showing items 1-3 of 3