EtOH Modulation of Synaptic Plasticity in Nucleus Accumbens

伏核突触可塑性的乙醇调节

基本信息

项目摘要

DESCRIPTION (provided by applicant): The goal of this project is to further our understanding of molecular and cellularmechanisms underlying alcohol's effects on synaptic plasticity in nucleus accumbens (NAcc) medium spiny neurons. We believe that, despite past efforts, such understanding remains elusive because the classical Bliss and Lømo model of long-term potentiation (LTP) typically used to study neuronal plasticity, presents one major limitation with regard to the NAcc. Specifically, this model is based on high-frequency stimulation (HFS; 100 Hz) paradigm that doesn't reflect NAcc in vivo physiological conditions. Indeed, NAcc medium spiny neurons (MSNs) fire between 1 and 10 Hz in freely moving animals. Moreover, MSNs receive inputs from amygdala and cortical pyramidal neurons that fire at similar low frequencies. A better approach would be to use a more physiologically relevant stimulation paradigm. Therefore, we propose to reexamine alcohol regulation of accumbens synaptic plasticity by using a new model of plasticity called Spike-Timing-Dependent Plasticity (STDP) that relies on pairing of action potentials (APs) and excitatory postsynaptic potentials (EPSP) at in vivo-like frequencies (~ 1Hz).Our preliminary data indicate that the Nucleus Accumbens undergoes both long term potentiation (tLTP) and depression (tLTD) in similar experimental conditions. These two forms of synaptic plasticity rely on separate pathways: tLTP is dependent on NMDA receptors, while tLTD requires Action Potentials. Our data also support the idea that NMDA receptors and action potentials recruit distinct intracellular calcium signaling pathways. Strikingly, we found that Ethanol dramatically inhibits tLTP, but only weakly potentiates tLTD. Our overarching hypothesis is therefore that the specific effects of Ethanol on Nucleus accumbens plasticity is caused by the differential sensitivity of calcium signaling pathways underlying tLTP and tLTD to this drug. This project should reveal new cellular and molecular mechanisms underlying synaptic plasticity in Accumbens and how they respond to ethanol exposure in conditions approaching those found in vivo.
描述(由申请人提供):该项目的目标是了解酒精对伏隔核(NAcc)中型多刺神经元突触可塑性影响的分子和细胞机制。我们相信,尽管过去做出了努力,但这种理解仍然难以捉摸,因为经典的 Bliss 和 Lømo 长时程增强 (LTP) 模型通常用于研究神经元可塑性,但它对 NAcc 提出了一个主要限制。基于高频刺激(HFS;100 Hz)范例,该范例不反映 NAcc 体内的生理条件。事实上,NAcc 中型多棘神经元 (MSN) 在自由移动的动物中以 1 到 10 Hz 的频率放电。杏仁核和皮质锥体神经元以相似的低频放电,更好的方法是使用更生理相关的刺激范例,因此,我们建议重新检查伏隔核突触的酒精调节。通过使用称为尖峰时序相关可塑性的新可塑性模型来实现可塑性 (STDP) 依赖于体内频率 (~ 1Hz) 的动作电位 (AP) 和兴奋性突触后电位 (EPSP) 的配对。我们的初步数据表明伏核经历长时程增强 (tLTP) 和抑制 ( tLTD)在相似的实验条件下,这两种形式的突触可塑性依赖于不同的途径:tLTP 依赖于 NMDA 受体,而 tLTD 需要作用。我们的数据还支持 NMDA 受体和动作电位招募不同的细胞内钙信号传导的观点。 引人注目的是,我们发现乙醇显着抑制 tLTP,但仅微弱增强 tLTD,因此我们的总体假设是,乙醇对伏核可塑性的特定影响是由 tLTP 和 tLTD 的钙信号通路对该药物的不同敏感性引起的。该项目应揭示伏隔突触可塑性的新细胞和分子机制,以及它们在接近乙醇暴露的条件下如何反应体内。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
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专利数量(0)
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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