Defining the role of short-chain fatty acids in adolescent opioid reinforcement and epigenetic regulation

定义短链脂肪酸在青少年阿片类药物强化和表观遗传调控中的作用

基本信息

  • 批准号:
    10576350
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-03-15 至 2026-02-28
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

PROJECT SUMMARY/ABSTRACT Adolescence is the time of life when drug use is initiated; for this reason, adolescence represents a sensitive period for the development of substance use disorder. Adolescents are undergoing many physiological changes at this time, including marked changes in the medial prefrontal cortex (mPFC), a brain region responsible for inhibiting motivational drive. However, changes in the brain are co-occurring with changes in the periphery. The adolescent gut microbiome is also in flux and shifts in the predominant species of bacteria during this time have been linked to systemic inflammation, anxiety-like behavior, and stress responses. There is a growing appreciation for peripheral factors in psychiatric disturbance and our lab has shown that the gut microbiome might contribute to substance use disorder. Our preliminary results indicate that adults with gut microbiome depletion have altered cocaine conditioned place preference (CPP). However, adolescent, but not adult, mice demonstrated decreased morphine CPP after short-term gut microbiome knockdown, suggesting that adolescents are more sensitive to disruption of the gut microbiome. While the gut microbiome communicates with the brain in more than one way, one major route of communication is via microbiome- derived metabolites. The short chain fatty acids (SCFAs) are breakdown products of fiber; these metabolites readily cross the blood brain barrier and act as histone deacetylase inhibitors. Given the ability of SCFAs to alter histone post-translational modifications and likely gene expression, we performed transcriptomic profiling of adolescent and adult mPFC after manipulation of the gut microbiome. Microbiome-depleted adolescent mice treated with morphine had 3x the amount of differentially regulated genes compared to depleted adults given morphine. Gene ontology analysis identified patterns of genes involved in chromatin modification including enhanced activity of histone deacetylase inhibitors, decreased histone acetyltransferase activity, decreased DNA binding, and decreased RNA transcription in adolescents with a reduced gut microbiome given morphine, but not in similarly treated adults. Our previous studies have suggested that the reduction in SCFAs produced by microbiome depletion might underlie modulation of drug reward; supplementation of SCFAs eliminated the effect of microbiome knockdown on cocaine place preference. The current proposal will build upon our preliminary results to investigate the role of the adolescent gut microbiome on fentanyl self-administration and will seek mechanistic understanding of its influence by examining the contribution of gut microbiome-derived metabolites in opioid reinforcement and chromatin modification in mPFC.
项目概要/摘要 青春期是生命中开始吸毒的时期;因此,青春期是一个敏感的时期 物质使用障碍的发展时期。青少年正经历着许多生理变化 此时的变化,包括内侧前额皮质(mPFC)(大脑区域)的显着变化 负责抑制动机驱动。然而,大脑的变化与身体的变化同时发生。 外围。青少年肠道微生物组的主要细菌种类也在不断变化和变化 在此期间与全身炎症、焦虑样行为和压力反应有关。那里 人们越来越认识到精神障碍的外围因素,我们的实验室已经表明肠道 微生物组可能会导致物质使用障碍。我们的初步结果表明,患有肠道疾病的成年人 微生物组耗竭改变了可卡因条件性位置偏好(CPP)。然而,青春期,却不 成年小鼠在短期肠道微生物组敲低后表现出吗啡 CPP 降低,表明 青少年对肠道微生物组的破坏更加敏感。虽然肠道微生物组 与大脑沟通的方式不止一种,其中一种主要的沟通途径是通过微生物组—— 衍生代谢物。短链脂肪酸 (SCFA) 是纤维的分解产物;这些代谢物 容易穿过血脑屏障并充当组蛋白脱乙酰酶抑制剂。鉴于 SCFA 有能力 为了改变组蛋白翻译后修饰和可能的基因表达,我们进行了转录组分析 肠道微生物组调控后青少年和成人 mPFC 的变化。微生物组耗尽的青春期小鼠 与接受吗啡治疗的成年人相比,接受吗啡治疗的差异调节基因数量增加了 3 倍 吗啡。基因本体分析确定了参与染色质修饰的基因模式,包括 组蛋白脱乙酰酶抑制剂活性增强,组蛋白乙酰转移酶活性降低, 给予吗啡肠道微生物组减少的青少年中 DNA 结合和 RNA 转录减少, 但在接受类似治疗的成年人中则不然。我们之前的研究表明,SCFA 的产生减少 微生物组耗竭可能是药物奖励调节的基础;补充 SCFA 消除了 微生物组敲低对可卡因位置偏好的影响。目前的提案将建立在我们的基础上 研究青少年肠道微生物组对芬太尼自我给药和作用的初步结果 将通过检查肠道微生物组来源的贡献来寻求对其影响的机制理解 mPFC 中阿片类药物强化和染色质修饰中的代谢物。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Rebecca Hofford其他文献

Rebecca Hofford的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Rebecca Hofford', 18)}}的其他基金

Defining the role of short-chain fatty acids in adolescent opioid reinforcement and epigenetic regulation
定义短链脂肪酸在青少年阿片类药物强化和表观遗传调控中的作用
  • 批准号:
    10643363
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
Defining the role of short-chain fatty acids in adolescent opioid reinforcement and epigenetic regulation
定义短链脂肪酸在青少年阿片类药物强化和表观遗传调控中的作用
  • 批准号:
    10369599
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
Social isolation: effects on the stress axis and stimulant self-administration
社会隔离:对压力轴和兴奋剂自我管理的影响
  • 批准号:
    8783514
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:

相似国自然基金

青春期发育对青少年心理行为发展的影响及生理机制
  • 批准号:
    32300888
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
家庭关系对青少年网络游戏成瘾的影响:行为与认知神经机制
  • 批准号:
    31800937
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基因与同伴环境对青少年冒险行为的调控及其神经机制
  • 批准号:
    31800938
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
青春期甲基苯丙胺暴露对小鼠脑发育的影响以及作用机制研究
  • 批准号:
    81772034
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
青春期可卡因滥用对成年时前额皮质内侧部锥体神经元功能的影响:GABA能突触传递的调控机制研究
  • 批准号:
    81571303
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    57.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

RP5 MPT Study
RP5 MPT 研究
  • 批准号:
    10595905
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
The Genetics of Personalized Functional MRI Networks
个性化功能 MRI 网络的遗传学
  • 批准号:
    10650032
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
Development of practical screening tools to support targeted prevention of early, high-risk drinking substance use
开发实用的筛查工具,以支持有针对性地预防早期高风险饮酒物质的使用
  • 批准号:
    10802793
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
Exploratory Analysis Tools for Developmental Studies of Brain Microstructure with Diffusion MRI
利用扩散 MRI 进行脑微结构发育研究的探索性分析工具
  • 批准号:
    10645844
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
Mapping lifespan trajectories of white matter in autism and improving reproducibility through shared diffusion MRI data
通过共享扩散 MRI 数据绘制自闭症患者白质的寿命轨迹并提高可重复性
  • 批准号:
    10648969
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 16.58万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了