Prenatal Cocaine Alters Cortical Dopamine Function
产前可卡因改变皮质多巴胺功能
基本信息
- 批准号:7025995
- 负责人:
- 金额:$ 27.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:1997
- 资助国家:美国
- 起止时间:1997-08-01 至 2008-02-28
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:animal developmental psychologybehavior testbehavioral /social science research tagcell population studycocainecognition disordersdevelopmental geneticsdevelopmental neurobiologydopaminedrug abuseembryo /fetus toxicologyfos proteingene environment interactiongene expressionhigh performance liquid chromatographyimmunocytochemistrylaboratory ratneurochemistryneurogenesisneurogeneticsneurotransmitter transportprefrontal lobe /cortexpregnancyprenatal growth disorderprenatal stressprotein structure function
项目摘要
DESCRIPTION (provided by applicant): Cocaine use among women of childbearing
age is alarmingly high and renders a sizable population of children at risk for
the long-lasting neurobehavioral abnormalities associated with prenatal cocaine
exposure, such as difficulty modulating attention, impulsivity, responsivity,
and deficits in short-term memory. While these clinical studies demonstrate
harmful effects of prenatal cocaine, controlled studies in laboratory animals
are needed to understand more fully the effect that gestational cocaine
exposure has on the brain biochemistry of the offspring.
Our progress strongly supports our original hypothesis that prenatal cocaine
disrupts function in the mesoprefrontal system, namely the medial prefrontal
cortex and A10 DA neurons that project there, and that this deficit would be
most apparent under mildly stressful conditions. Specifically, in prenatal
cocaine rats, we have observed 1) enhanced activation of both the A10 neurons
and the intrinsic neurons of the prefrontal cortex, as indicated by expression
of the immediate-early gene, Fos, 2) ventromedial prefrontal cortex dopamine
turnover and serum corticosterone levels to be hyper-responsive to mild stress,
3) a 25% loss of A10, but not A8 or A9, neurons, likely the result of
gestational changes precipitated by cocaine, and 5) poor short-term memory.
We now propose to pursue these intriguing results by investigating 3
interrelated aspects of the hyper-reactive mesoprefrontal system, specifically,
1) the mechanism of the altered dopaminergic response to stress in the
prefrontal cortex, possibly linked to enhanced excitatory input, 2) the
consequences of the 25% loss of A10 neurons including potential changes in
innervation and reactivity of prefrontal dopamine neurons, and 3) the
hyper-reactive Fos expression in either or both the excitatory pyramidal and
inhibitory interneurons of the prefrontal cortex and the relationship to
cognitive deficits. These studies will utilize our expertise in catecholamine
biochemistry together with recent progress made in our laboratory including
development of an intravenous, prenatal cocaine model, use of a predator odor
stress (TMT), use of a short-term memory task free of reference memory
components, rewards or punishments, and, finally, stereological techniques for
microscopy studies.
We anticipate that these studies will provide valuable scientific insights into
the biochemical underpinnings of the mesoprefrontal system dysfunction induced
by prenatal cocaine exposure, advance our understanding of the neurobiology of
the deficits, and, ultimately, permit the logical treatment of the deficits
induced in exposed children
描述(由申请人提供):育龄妇女使用可卡因
年龄高得惊人,使相当多的儿童面临患病风险
与产前可卡因相关的长期神经行为异常
暴露,例如难以调节注意力、冲动、反应性,
和短期记忆缺陷。虽然这些临床研究表明
产前可卡因的有害影响,实验动物对照研究
需要更全面地了解妊娠可卡因的影响
暴露会对后代的大脑生物化学产生影响。
我们的进展有力地支持了我们最初的假设,即产前可卡因
破坏中前额叶系统的功能,即内侧前额叶
皮层和 A10 DA 神经元投射到那里,这种缺陷将是
在轻度压力条件下最为明显。具体来说,在产前
可卡因大鼠,我们观察到 1) A10 神经元的激活增强
和前额皮质的内在神经元,如表达所示
立即早期基因 Fos,2) 腹内侧前额皮质多巴胺
周转率和血清皮质酮水平对轻度压力过度反应,
3) A10 神经元损失 25%,但 A8 或 A9 神经元没有损失,可能是由于
可卡因引起的妊娠变化,以及 5) 短期记忆力差。
我们现在建议通过调查 3 来追求这些有趣的结果
过度反应的中前额叶系统的相互关联的方面,具体来说,
1)多巴胺能对应激反应改变的机制
前额皮质,可能与增强的兴奋性输入有关,2)
A10 神经元损失 25% 的后果包括潜在的变化
前额叶多巴胺神经元的神经支配和反应性,以及3)
兴奋性锥体和兴奋性锥体或两者中的高反应性 Fos 表达
前额皮质的抑制性中间神经元及其关系
认知缺陷。这些研究将利用我们在儿茶酚胺方面的专业知识
生物化学以及我们实验室最近取得的进展,包括
开发静脉注射、产前可卡因模型、使用捕食者气味
压力(TMT),使用无参考记忆的短期记忆任务
组成部分、奖励或惩罚,以及最后的立体学技术
显微镜研究。
我们预计这些研究将提供有价值的科学见解
中前额叶系统功能障碍的生化基础
通过产前接触可卡因,增进我们对神经生物学的理解
赤字,并最终允许对赤字进行合乎逻辑的处理
暴露儿童中诱发
项目成果
期刊论文数量(13)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Axo-axonic structures in the medial prefrontal cortex of the rat: reduction by prenatal exposure to cocaine.
大鼠内侧前额叶皮层的轴突结构:产前接触可卡因可减少。
- DOI:10.1523/jneurosci.23-12-05227.2003
- 发表时间:2003
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Morrow,BretA;Elsworth,JohnD;Roth,RobertH
- 通讯作者:Roth,RobertH
Prenatal cocaine exposure increases mesoprefrontal dopamine neuron responsivity to mild stress.
产前接触可卡因会增加中前额叶多巴胺神经元对轻度压力的反应性。
- DOI:10.1002/syn.1102
- 发表时间:2001
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Elsworth,JD;Morrow,BA;Roth,RH
- 通讯作者:Roth,RH
Male rats exposed to cocaine in utero demonstrate elevated expression of Fos in the prefrontal cortex in response to environment.
雄性大鼠在子宫内接触可卡因后,前额皮质中 Fos 的表达升高,以响应环境。
- DOI:10.1016/s0893-133x(01)00359-1
- 发表时间:2002
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Morrow,BretA;Elsworth,JohnD;Roth,RobertH
- 通讯作者:Roth,RobertH
An antisense oligonucleotide reverses the footshock-induced expression of fos in the rat medial prefrontal cortex and the subsequent expression of conditioned fear-induced immobility.
反义寡核苷酸可逆转足部电击诱导的大鼠内侧前额皮质中 fos 的表达以及随后条件性恐惧诱导的不动的表达。
- DOI:10.1523/jneurosci.19-13-05666.1999
- 发表时间:1999
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Morrow,BA;Elsworth,JD;Inglis,FM;Roth,RH
- 通讯作者:Roth,RH
Selective activation of the A10, but not A9, dopamine neurons in the rat by the predator odor, 2,5-dihydro-2,4,5-trimethylthiazoline.
捕食者气味 2,5-二氢-2,4,5-三甲基噻唑啉选择性激活大鼠中的 A10 多巴胺神经元,但不是 A9。
- DOI:10.1016/s0304-3940(02)00566-9
- 发表时间:2002
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:Redmond,AndyJ;Morrow,BretA;Elsworth,JohnD;Roth,RobertH
- 通讯作者:Roth,RobertH
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