Молекулярна адаптація нейротрансмітерних систем мозку людини при алкоголізмі

Асоціація генетичних маркерів з тривалістю періоду абстиненції під час прийому акампросата. Виявлена асоціація 38 SNPs з тривалістю періоду абстиненції (рис. 11). Найбільш достовірні результати асоціації досліджуваних поліморфізмів з тривалістю абстиненції (р <0,001) для чотирьох SNPs представлені в таблиці 1. Три з чотирьох зазначених SNPs знаходяться в GRIN2B-гені, що кодує GluN2B-субодиницю глутаматних рецепторів, і один SNP знаходиться в GLRB-гені, що кодує д-субодиницю гліцинового рецептора. Для мінорної А алелі rs2058878 GRIN2B-гена була виявлена найвища ступінь асоціації з тривалістю періоду абстиненції (р = 4,610^-5), і тільки ця асоціація залишалася статистично достовірною (р = 0,024) після корекції Бонфероні, враховуючи кількість SNPs, включених до аналізу.

Таблиця 1

Поліморфізми, пов'язані з довжиною періоду абстиненції

Аналіз іn silico локалізації SNP у GRIN2B-гені і кореляції експресії NeuroD- і GRIN2B-генів. Чи впливає rs2058878 SNP на транскрипційну активність гена GRIN2B? Для відповіді на це питання ми проаналізували ген GRIN2B з метою знайти центри зв'язування транскрипційних факторів, використовуючи програму TFSEARCH (ver 1.3). Ми показали, що rs2058878 SNP розташований у канонічному E-боксі. E-бокс є центром зв'язування декількох транскрипційних факторів, зокрема NeuroD і NeuroG (Seo et al., 2007). Якщо у геномі присутня мінорна А алель rs2058878 SNP, Е-бокс мутований і не може функціонувати як зв'язуючий центр для Е-бокс-транскрипційних факторів.

Далі, ми дослідили наявність кореляції між транскрипційним фактором NeuroD- і GRIN2B-геном з використанням бази даних Human Brain Transcriptome. Була виявлена негативна кореляція між NeuroD і GRIN2B.

Подальший аналіз показав, що rs2058878 SNP знаходиться в інтроні, де, згідно з базою даних UCSC ENCODE, присутні нуклеосоми, що містять H3K4ме і H3K27ац які активують гістони.

Таким чином, rs2058878 SNP може бути функціональним поліморфізмом, що регулює транскрипцію GRIN2B-гена, який асоційований з тривалістю відмови хворих на алкоголізм від прийому алкоголю під час лікування акампросатом.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вперше досліджено молекулярно-фізіологічні характеристики трьох нейротрансмітерних систем в мозку людини при алкоголізмі. Отримана інформація важлива для з'ясування клітинних і системних механізмів залежності, в основі яких лежать порушення експресії генів ендогенної опіоїдної системи і субодиниць рецепторів iGlu- і GABA_А-систем. Виявлені достовірні зміни в усіх нейротрансмітерних системах в мозку хворих на алкоголізм.

1. Вперше проаналізована експресія всіх генів ЕОС (м-, д-, к-системи) в мозку хворих на алкоголізм. Виявлені зміни в PDYN/к-опіоїдній системі в PFC та HP-DG, що включають підвищення рівня експресії PDYN і Дин А і Б у PFC, збільшеня рівня Дин А і Б у HP-DG і підвищення рівня експресії OPRK1 у OFC. Знайдена фізіологічна кореляція (r = 0,79, p<0,01) між Дин Б (PFC) та OPRK1 мРНК (OFC) у контрольній групі, яка відсутня у групі хворих на алкоголізм.

2. Проведено порівняльний аналіз експресії субодиниць iGlu-рецепторів у різних ділянках мозку на рівні мРНК. Встановлено збільшення експресії всіх чотирьох типів iGlu-рецепторів у гіпокампі хворих на алкоголізм. Виявлено збільшення експресії тільки однієї субодиниці в OFC (GluN3A). Не виявлено змін в експресії субодиниць iGlu-рецепторів у PFC хворих на алкоголізм.

3. Виявлено значне збільшення експресії субодиниць GABA_А-рецепторів у гіпокампі хворих на алкоголізм, а також зменшення експресії двох субодиниць GABA_А-рецепторів (в2 і г) у OFC. Не знайдені зміни в експресії субодиниць GABA_А-рецепторів у PFC хворих на алкоголізм.

4. Встановлено значне зниження експресії субодиниць GABA_А (б2) та iGlu-рецепторів (GluA1, GluA4, GluК2, GluN2D і GluD2) у мигдалеподібному тілі мозку хворих на алкоголізм.

5. Виявлена асоціація тривалості періоду абстиненції з поліморфізмом у GRIN2B-гені. In silico-аналіз показав, що rs2058878 SNP знаходиться в інтроні, який формує нуклеосому, що містить модифіковані гістони, характерні для транскрипційної активності. Згідно з аналізом, цей SNP є частиною канонічного Е-боксу. Виявлена негативна кореляція GRIN2B-гена з експресією транскрипційного фактора NeuroD. Запропоновано можливість використання rs2058878 SNP як маркера ефективності лікування алкоголізму людини.

ПЕРЕЛІК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Bazov I, Kononenko O, Watanabe H, Kuntiж V, Sarkisyan D, Taqi MM, Hussain MZ, Nyberg F, Yakovleva T, Bakalkin G. The endogenous opioid system in human alcoholics: molecular adaptations in brain areas involved in cognitive control of addiction // Addiction Biology. - 2013. - Vol. 18, № 1. - Р. 161-169.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з чотирьох структур мозку людини, перевірка кількості та якості отриманної РНК, проведення пілотного експерименту методом ПЛР-РЧ; проведення РІА-аналізу разом з Т. Яковлевою. Аналіз, інтерпретацію отриманих результатів та підготовку статті до друку здійснено разом зі співавторами.

2. Jin Z, Bazov I, Kononenko O, Korpi ER, Bakalkin G, Birnir B. Selective Changes of GABA(A) Channel Subunit mRNAs in the Hippocampus and Orbitofrontal Cortex but not in Prefrontal Cortex of Human Alcoholics // Frontiers in Cellular Neuroscience. - 2014. - Vol. 5, № 30. - Р. 1-12.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з гіпокампу, орбітофронтальної та префронтальної кори мозку людини, перевірка кількості та якості отриманної РНК, статистична обробка результатів. Аналіз, інтерпретацію отриманих результатів та підготовку статті до друку здійснено разом зі співавторами.

3. Jin Z, Bhandage AK, Bazov I, Kononenko O, Bakalkin G, Korpi ER, Birnir B. Selective increases of AMPA, NMDA, and kainate receptor subunit mRNAs in the hippocampus and orbitofrontal cortex but not in prefrontal cortex of human alcoholics // Frontiers in Cellular Neuroscience. - 2014. - Vol. 8, № 11. - Р. 1-10.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з гипокампу, орбітофронтальної та префронтальної кори мозку людини, перевірка кількості та якості отриманної РНК, статистична обробка результатів.

4.Jin Z, Bhandage AK, Bazov I, Kononenko O, Bakalkin G, Korpi ER, Birnir B. Expression of specific ionotropic glutamate and GABA-A receptor subunits is decreased in central amygdala of alcoholics // Frontiers in Cellular Neuroscience. - 2014. - Vol. 8, № 288. - Р. 1-9.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з мигдалеподібного тіла мозку людини, перевірка кількості та якості отриманої РНК, статистична обробка результатів. Підготовка малюнків до друку.

5.Karpyak V.M., Biernacka J.M., Geske J., Jenkins G., Cunningham J.M., Rьegg J., Kononenko O., Abulseoud O., Hall-Flavin D., Loukianova L.L., Schneekloth T.D., Skime M., Frank J., Nцthen M.M., Rietschel M., Kiefer F., Mann K., Weinshilboum R., Frye M.A., Choi D.S. Genetic markers associated with abstinence length in alcohol dependent subjects treated with acamprosate // Translational Psychiatry. - 2014. - Vol. 4, № 462. - Р. 1-7.

Особистий внесок дисертанта - біоінформатичний аналіз кореляцій генів у корі головного мозку людини; визначення місцезнаходження гістонових білків в UCSC Genome Browser.

Результати досліджень представлено на таких конференціях:

1. Bazov I., Watanabe H., Kononenko О., Taqi M.M.H., Sheedy D., Harper C., Yakovleva T., Bakalkin G. Shift in epigenetic mechanism in human alcoholics: DNA demethylation in a single nucleosome may underlie prodynorphin upregulation // International Narcotics Research Conference. - Malmo (Sweden). - 2010. - P. 156.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з двох структур мозку людини, перевірка кількості та якості отриманої РНК, проведення пілотного експерименту методом ПЛР-РЧ. Підготовка постера до друку здійснено разом зі співавторами.

2. Bazov I., Kononenko О., Watanabe H., Taqi M.M.H., Sheedy D., Harper C., Yakovleva T., Bakalkin G. Epigenetic mechanisms of prodynorphin upregulation in human alcoholics // Research Society on Alcoholism. - 34th Annual scientific meeting of the RSA. - Atlanta (USA). - 2011. - P. 342.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з гіпокампу, орбітофронтальної та префронтальної кори мозку людини, перевірка кількості та якості отриманої РНК, проведення пілотного експерименту методом ПЛР-РЧ. Підготовка постера до друку здійснено разом зі співавторами.

3. Bakalkin G., Kononenko О., Taqi M.M.H., Watanabe H., Krishtal O., Nyberg F., Yakovleva T., Bazov I. Methylation of the enkephalin-encoding sequences in the human prodynorphin gene: Specific patterns in brain and peripheral tissues // Society for Neuroscience Meeting. - San Diego (USA). - 2010. - P. 385.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з двох структур мозку людини, перевірка кількості та якості отриманої РНК, проведення пілотного експерименту методом ПЛР-РЧ. Підготовка постера до друку здійснено разом зі співавторами.

4. Bazov I., Kononenko О., Watanabe H., Taqi M.M.H., Gerashchenko G., Yakovleva T., Bakalkin G. Epigenetic mechanism of endogenous opioid peptide precursor prodynorphin upregulation in the brain of human alcoholics: Methylation of DNA in a single promoter nucleosome mediates USF2 effects // Society for Neuroscience Meeting. - Washington DC (USA). - 2011. - P. 465.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з двох структур мозку людини, перевірка кількості та якості отриманої РНК. Підготовка малюнків.

5. Bakalkin G., Bazov I., Hussain Z., Sarkisyan D., H. Watanabe, Kononenko О., Karpyak V., Yakovleva T. Dysregulation of the endogenous opioid system in the brain of human alcoholics // 21th European Congress of Psychiatry. - Nice (France). - 2013. - Vol. 28. - P. 297.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з префронтальної кори мозку людини, перевірка кількості та якості отриманної РНК.

6. Bhandage A. K., Jin Z., Bazov I., Kononenko O., Korpi E. R., Bakalkin G., Birnir B.. Selective changes of AMPA, NMDA and Kainate receptor subunit mRNAs in the hippocampus and orbitofrontal cortex but not in prefrontal cortex of human alcoholics // 37th Congress of IUPS. - Birmingham (UK). - 2013. - P. 129.

Особистий внесок дисертанта - отримання тотальної РНК з гіпокампу, орбітофронтальної та префронтальної кори мозку людини, перевірка кількості та якості отриманої РНК.

АНОТАЦІЯ

Кононенко О.М. Молекулярна адаптація нейротрансмітерних систем мозку при алкоголізмі. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини та тварин. ? Інститут фізіології ім. О. О. Богомольця НАН України, м. Київ, 2015.

Роботу присвячено дослідженню особливостей експресії генів ендогенної опіоідної системи, генів субодиниць рецепторів GABA_А- та iGlu-систем у мозку хворих на алкоголізм та здорових людей.

Багато людей споживають алкоголь, але алкогольна залежність розвивається не у всіх. Причина такої вибірковості досі залишається загадкою. Алкоголізм є хронічним і часто прогресуючим захворюванням, яке характеризується втратою контролю над вживанням алкоголю (Koob et al., 2013). Функціональні зміни, викликані алкогольною залежністю, включають розвиток толерантності, яка може відігравати важливу роль у переході від контрольованого до неконтрольованого споживання алкоголю, тобто алкоголізму. Цей перехід може бути наслідком молекулярних змін нейротрансмітерних систем (McFarland et al., 2004). Дія етанолу направлена на декілька нейротрансмітерних систем, які включають ЕОС, GABA- і iGlu-системи (Clapp et al., 2008).

Лікування алкоголізму є актуальною проблемою для багатьох країн і для України зокрема. Фармакологічний підхід до вирішення цієї проблеми полягає у створенні препаратів, здатних зменшити алкогольну залежність.

Наша робота присвячена дослідженню молекулярної фізіології нейротрансмітерних систем (ЕОС, GABA- і Glu-рецепторних систем) в хворих на алкоголізм в структурах мозку, що регулюють когнітивну поведінку, та беруть участь у розвитку алкогольної залежності (PFC, OFC, HP-DG і CeA).

Моделювання алкогольної залежності і когнітивних ефектів в експериментах на тваринах не відображають складності молекулярних процесів у мозку хворих на алкоголізм (McBride et al., 1998). Тому ми провели свої дослідження на мозку людини.

Лікування алкоголізму лікарськими препаратами має низьку ефективність, яку можна підвищити, якщо враховувати індивідуальні особливості (поліморфізми) пацієнтів. Тому важливим завданням є ідентифікація генетичних маркерів алкогольної залежності та ефективності антиалкогольних фармакологічних препаратів.

Основним результом наших досліджень є, по-перше, виявлення дисрегуляції експресії КОР і зміни в рівнях ендогенних опіоїдних пептидів у структурах мозку, що належать до кортико-лімбічної системи в мозку хворих на алкоголізм. Дисрегуляція виражається в підвищенні рівня OPRK1 мРНК в OFC, підвищення рівнів PDYN мРНК в dl-PFC і підвищенні рівня динорфінів у dl-PFC і НР-DG в мозку хворих на алкоголізм. Вчевидно що дисрегуляція ЕОС в умовах алкогольної залежності пов'язана з дисрегуляцією інших нейротрансмітерних систем, наприклад, глутаматергічної системи (Kuzmin et al., 2013).

По-друге, було виявлено підвищення рівня експресії десяти субодиниць iGlu-рецепторів (GluA2, GluA3, GluK2, GluK3, GluK5, GluN1, GluN2A, GluN2C, GluN2D і GluN3A) в гіпокампі хворих на алкоголізм, а також зменшення рівня мРНК п'яти субодиниць (GluA1, GluA4, GluK2, GluN2D, GluD2) в мигдалеподібному тілі. Рівень експресії тільки однієї субодиниці (GluN2A) був збільшений в OFC. Не вдалося виявити змін в експресії мРНК для всіх трьох класів iGlu-рецепторів в PFC.

Порівняння змін до експресії субодиниць iGlu-рецепторів між чотирма структурами мозку хворих на алкоголізм показав, що в кортикальних структурах мозку (dl-PFC і OFC) ці зміни мінімальні. Водночас в HP-DG і CeA, що належать до лімбічної системи, зміни у всіх трьох класах iGlu-рецепторів були значні. Адаптаційні зміни, викликані етанолом, різняться між кортикальними і лімбічними системами, і також між структурами мозку у лімбічній системі.

По-третє, аналіз експресії 16 субодиниць GABA_А-рецептора в чотирьох структурах мозку хворих на алкоголізм показав, що зміни в GABA-ергічній системі відрізняються між структурами мозку у хворих на алкоголізм. Так, в гіпокампі, рівень експресії б1-, б4-, б5-, в1- і г1-субодиниць був підвищений, а в OFC рівень експресії субодиниць г2 і д був знижений. У CeA був знижений рівень експресії б2-субодиниці. У PFC ми не знайшли змін експресії субодиниць GABA_А-рецепторів.

Зміни, що спостерігаються в мозку хворих на алкоголізм, можуть відбуватися внаслідок (1) генетичної схильності до алкоголізму; (2) дисрегуляції нейротрансмітерних систем при чергуванні хронічного вживання алкоголю з періодами абстиненції; (3) токсичного ефекту алкоголю; (4) адаптаційних змін, при яких компенсаторні процеси не в змозі підтримувати систему в первісній рівновазі, тобто при переході від гомеостатичної до алостатичної регуляції.

По-четверте, пошук генетичних маркерів лікування алкоголізму виявив зв'язок тривалості періоду абстиненції з поліморфізмом (SNP rs2058878) в GRIN2B-гені. Таким чином, SNP rs2058878 може бути використаний як біомаркер ефективності лікування алкоголізму.

Ключові слова: PDYN, OPRK1, GRIN2B, iGlu- і GABA-рецептори, алкоголізм.

АННОТАЦИЯ

Кононенко О.Н. Молекулярная адаптация нейротрансмиттерных систем мозга человека при алкоголизме. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Институт физиологии им. А. А. Богомольца, г. Киев, 2015.

Многие люди потребляют алкоголь, однако алкогольная зависимость развивается не у всех. Причина такой избирательности до сих пор остается загадкой. Алкоголизм является хроническим и часто прогрессирующим заболеванием, которое характеризуется потерей контроля над употреблением алкоголя (Koob et al., 2013). Функциональные изменения, вызванные алкогольной зависимостью, включают развитие толерантности - уменьшение физиологического ответа на привычную дозу алкоголя, что приводит к увеличению дозы алкоголя для достижения желаемого эффекта. Толерантность может играть важнейшую роль в переходе от контролируемого к неконтролируемому потреблению алкоголя, т.е. алкоголизму. Этот переход, по-видимому, может являться следствием молекулярных изменений нейротрансмиттерных систем, которые вызваны множественными циклами приема алкоголя и последующей абстиненцией (McFarland et al., 2004). Переход от контролируемого к неконтролируемому потреблению алкоголя сопровождается длительной, и в некоторых случаях необратимой, нейроадаптацией в мезокортиколимбической системе. Действие этанола направлено на несколько нейротрансмиттерных систем, включая ЭОС, GABA- и iGlu-системы (Clapp et al., 2008).

Лечения алкоголизма является актуальной проблемой во многих странах, включая Украину. Фармакологический подход к решению этой проблемы заключается в создании препаратов, способных уменьшить алкогольную зависимость.

Настоящая работа посвящена исследованию молекулярной физиологии нейротрансмиттерных систем (ЭОС, GABA- и Glu-рецепторных систем) у больных алкоголизмом в структурах мозга, регулирующих когнитивное поведение, ответственных за развитие алкогольной зависимости и чувствительных к цитотоксическому действию алкоголя (PFC, OFC, HP-DG и CeA).

Моделирование алкогольной зависимости и когнитивных эффектов в экспериментах на животных не отражает сложности молекулярных процессов в мозге больных алкоголизмом (McBride et al., 1998). Поэтому мы провели свои исследования на мозге человека.

Лечение алкоголизма лекарственными препаратами имеет низкую эффективность, которую можно повысить, если учесть индивидуальные особенности (полиморфизмы) пациентов. Поэтому важной задачей является идентификация генетических маркеров алкогольной зависимости и эффективности антиалкогольных фармакологических препаратов.

Основным результом наших исследований является, во-первых, обнаружение дисрегуляции экспрессии КОР и изменения в уровнях эндогенных опиоидных пептидов в структурах мозга, относящихся к кортико-лимбической системе в мозге больных алкоголизмом. Дисрегуляция выражается в повышении уровня OPRK1 мРНК в OFC, повышении уровней PDYN мРНК в dl-PFC и повышении уровня динорфинов в dl-PFC и НР-DG в мозге больных алкоголизмом. Очевидно, что дисрегуляция ЭОС в условиях алкогольной зависимости сопряжена с дисрегуляцией других нейротрансмиттерных систем, например, глутаматэргической системы (Kuzmin et al., 2013).

Во-вторых, было обнаружено повышение уровня экспрессии десяти субъединиц iGlu-рецепторов (GluA2, GluA3, GluK2, GluK3, GluK5, GluN1, GluN2A, GluN2C, GluN2D и GluN3A) в гиппокампе больных алкоголизмом, а также уменьшение уровня мРНК пяти субъединиц (GluA1, GluA4, GluK2, GluN2D, GluD2) в миндалевидном теле. Уровень экспрессии только одной субъединицы (GluN2A) был увеличен в OFC. Не удалось обнаружить изменений в экспрессии мРНК для всех трех классов iGlu-рецепторов в PFC.

Сравнение изменений в экспресии субъединиц iGlu-рецепторов между четырьмя структурами мозга больных алкоголизмом показал, что в кортикальных структурах мозга (dl-PFC и OFC), эти изменения минимальны. В то же время, в HP-DG и CeA, относящихся к лимбической системе, изменения во всех трех классах iGlu-рецепторов были значительны. Адаптационные изменения, вызываемые этанолом, различаются между кортикальными и лимбическими системами, и также между структурами лимбической системы.

В-третьих, анализ экспрессии 16 субъединиц GABA_А-рецептора в четырех структурах мозга больных алкоголизмом показал, что изменения в GABA-эргической системе отличаются между структурами мозга у больных алкоголизмом. Так, в гиппокампе уровень экспрессии б1-, б4-, б5-, в1- и г1-субъединиц был повышен, а в OFC уровень экспрессии субъединиц г2 и д был снижен. В CeA был снижен уровень б2субъединицы. В PFC мы не нашли изменений экспрессии субъединиц GABA_А-рецепторов.

Изменения, наблюдаемые в мозге больных алкоголизмом, могут происходить вследствие (1) генетической предрасположенности к алкоголизму; (2) дисрегуляции нейротрансмиттерных систем при чередовании хронического употребления алкоголя с периодами абстиненции; (3) токсического эффекта алкоголя; (4) адаптационых изменений, при которых компенсаторные процессы не в состоянии поддерживать систему в первоначальном равновесии, т.е. при переходе от гомеостатической к аллстатической регуляции.

В-четвертых, поиск генетических маркеров лечения алкоголизма выявил связь длительности периода абстиненции с полиморфизмом (SNP rs2058878) в GRIN2B-гене. Таким образом, SNP rs2058878 может быть использован как биомаркер эффективности лечения алкоголизма.

Ключевые слова: PDYN, OPRK1, GRIN2B, iGlu- и GABA-рецепторы, алкоголизм.

SUMMARY

Kononenko O.M. Molecular adaptation of neurotransmitter system in human alcoholics brain. Мanuscript.

Thesis for a candidate's degree by speciality 03.00.13 - human and animal physiology. Bogomoletz Institute of Physiology of National Academy of Science of Ukraine, Kyiv, 2015.

Heavy alcohol drinking results in pathological alterations in the brain. An important issue is what neurotrasmitter systems are affected, and whether the produced neurotransmitter changes underlie development of alcohol dependence along with psychological and cognitive disturbances associated with alcoholism.

Molecular dysregulations in the endogenous opioid, glutamate and GABAergic systems may play a role in the development of alcohol dependence and associated cognitive impairment (Koob et al., 2013). Animal models of alcohol dependence, tolerance and toxicity do not reflect all complexity of this disorder (McBride et al., 1998). Therefore in this study we aimed to assess whether these neurotransmitter systems undergo adaptive changes associated with alcoholism in the human brain. The aim was addressed by analysis of postmortem brain specimens.

In the opioid system, strong and significant differences were observed in expression of the prodynorphin gene, which gives rise to precursor of opioid peptides dynorphins, but not other opioid genes. Prodynorphin expression was upregulated and dynorphins were elevated in the prefrontal cortex (PFC) and hippocampus in alcoholics.

Expression of ionotropic glutamate receptors (iGlu) subunits was found to be altered in the brain of human alcoholics. Alcoholism was associated with increased expression of 10 iGlu subunits in hippocampus (HP-DG), and reduced mRNA level of 5 iGlu subunits in central amygdala (CeA) and 1 subunit mRNA in orbital frontal cortex (OFC). None of analyzed iGlu mRNAs was altered in the PFC.

Furthermore, we demonstrated that alcohol consumption alters expression of several subunits of GABAa receptor and that these changes are brain region specific. mRNA levels of five GABA_A receptor subunits were increased in the HP-DG, while of two and one other subunits decreased in OFC and CeA, respectively. mRNA level of 16 GABA_A receptor subunits was not altered in the PFC.

In conclusion, the alterations in transcription of genes of the opioid, glutamate and GABA systems identified in brain regions involved in neurocognitive control of addictive behavior may represent molecular adaptations developed after many years of alcohol consumption and withdrawal. Alternatively, these findings may reflect inherited molecular differences between controls and alcoholics. In both cases, these changes may underlie transition to alcoholism contributing to craving and compulsive alcohol seeking behavior.

Acamprosate supports abstinence in some alcohol-dependent subjects, yet predictors of response are unknown. To identify response biomarkers, associations of abstinence length with polymorphisms in candidate genes in glycine and glutamate neurotransmission pathways and genes previously implicated in acamprosate response were investigated. Genetic marker was identified, this is the minor GRIN2B rs2058878 A allele, which is associated with longer abstinence during the first 3 months of acamprosate treatment. This is an important step toward the development of personalized treatment recommendations for patients with alcohol use disorders, as genetic markers may be used for selection of patients who have the highest probability of responding to acamprosate.

Key words: PDYN, OPRK1, GRIN2B, iGlu и GABA receptors, alcoholism.

СПИСОК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ

АВ - аддиктивні речовини

АЗ - алкогольна залежність

Дин А - динорфін А

Дин Б - динорфін Б

ДOР - опіоїдний дельта-рецептор

ИКР - індекс якості РНК

кДНК - комплементарна ДНК

КOР - опіоїдний каппа-рецептор

МКЛС - мезо-кортико-лімбічна система

MOР - опіоїдний мю-рецептор

ПЦР-РВ - полімеразна ланцюгова реакція в реальному часі

ПМИ - постмортальній інтервал

ЭОС - ендогенна опіоїдна система

AMPA - альфа-амінометилізоксазолпропіонова кислота

GABA - г- аміномасляна кислота

Glu - глутамат

LTD - довготривала депрессия

LTP - довготривала потенціація

NMDA - N-метил-D-аспартат

OPRM1 - ген, що кодує мю-опіоїдний рецептор людини

OPRD1 - ген, що кодує дельта- опіоїдний рецептор людини

OPRK1 - ген, що кодиує каппа- опіоїдний рецептор людини

PDYN - ген, що кодує продинорфін людини

POMC - ген, що кодує проопіомеланокортин людини

PENK - ген, що кодує проенкефалін людини

Размещено на Allbest.ru