Moderat Prenatal Alkohol Eksponering og Kvantifisering av sosial atferd hos voksne rotter

Summary

The goal of the protocol presented here is to describe procedures to expose rats to moderate levels of alcohol during prenatal brain development and to quantify resulting alterations in social behavior during adulthood.

Abstract

Alterations in social behavior are among the major negative consequences observed in children with Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs). Several independent laboratories have demonstrated robust alterations in the social behavior of rodents exposed to alcohol during brain development across a wide range of exposure durations, timing, doses, and ages at the time of behavioral quantification. Prior work from this laboratory has identified reliable alterations in specific forms of social interaction following moderate prenatal alcohol exposure (PAE) in the rat that persist well into adulthood, including increased wrestling and decreased investigation. These behavioral alterations have been useful in identifying neural circuits altered by moderate PAE¹, and may hold importance for progressing toward a more complete understanding of the neural bases of PAE-related alterations in social behavior. This paper describes procedures for performing moderate PAE in which rat dams voluntarily consume ethanol or saccharin (control) throughout gestation, and measurement of social behaviors in adult offspring.

Introduction

Anslagsvis 1-5% av barn er diagnostisert med Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs) ^2, som inkluderer føtalt alkoholsyndrom (FAS), delvis FAS (PFAS), og alkoholrelaterte nevrologiske lidelser (ARNDs) ^3. Underskudd i sosial atferd og kognisjon er blant de vanligste ugunstige utfall observert hos barn med FASDs ^4-7. Negative konsekvenser er ikke begrenset til tung prenatal alkohol eksponering (PAE), som moderat PAE som ikke fører til den iøynefallende morfologiske, atferdsmessige og kognitive mangler karakteristisk for FAS kan føre til relativt subtile, men likevel vedvarende, underskudd hos mennesker med FASDs ^8-10 og ikke-humane dyr eksponert for etanol i løpet av utvikling av hjernen ^11. Betydningen av å forstå de atferdsmessige og tilsvarende nevrobiologiske konsekvenser av moderat PAE understrekes av nåværende estimater indikerer at det store flertallet av FASD tilfeller faller innenfor de mindre severe av spekteret ^12.

Flere uavhengige laboratorier har rapportert endringer i gnager sosial atferd knyttet til etanol eksponering under hjernens utvikling, herunder redusert etterforskning og samhandling ^1,13-15, endret play ^14,16,17, økt aggressive interaksjoner ^17,18, endringer i respons til sosiale stimuli ^19-21, og underskudd i sosialt ervervede mat preferanser og sosial anerkjennelse minne ^22. Sosial atferd underskudd har blitt observert etter eksponering for tung (blodetanolkonsentrasjoner (Wien) ~ 300mg / dl) ^22,23 eller mer moderate nivåer av etanol (becs ~ 80mg / dl) ^1, og over et bredt spekter av parametere for andre vesentlige faktorer, inkludert eksponering timing, varighet av eksponering, og alder på tidspunktet for atferds måling.

Tidligere forskning har vist at endringer i spesifikke aspekter av sosial interaction i voksen alder diskriminere rotter utsatt for moderate nivåer av alkohol fra kontroll dyr eksponert for sakkarin ^1,18. Spesielt har moderat PAE konsekvent blitt assosiert med robuste økninger i bryting, noe som antyder en økning i aggressiv atferd, og lavere nivåer av sosial undersøkelse (f.eks, sniffing av partner) i voksen alder. Fordi endringer i sosial atferd er pålitelige konsekvensene av PAE, kan kvantifisering av sosial atferd følgende PAE holde betydning for å utvikle seg mot en mer fullstendig forståelse av de nevrale grunnlaget for PAE-relaterte endringer i sosial atferd og utvikling av intervensjons tilnærminger. Målet med dette papiret og den tilhørende videoen er å gi instruksjon på moderat PAE protokollen og metoder for kvantifisering av sosial atferd i voksen avkom som har pålitelig fornem prenatal alkohol utsatte fra ikke-eksponerte rotteavkom.

Protocol

Alle prosedyrer som er beskrevet her og i den medfølgende videoen har blitt godkjent av Institutional Animal Care og bruk komiteer Health Sciences sentrum og de viktigste campus av University of New Mexico. 1. Prenatal Etanol Eksponering Innhente alle nødvendige materialer og kjemikalier: Sakkarinnatrium salthydrat, 190 etanol (95% alkohol etter volum), beaded glass drikking rør, naturgummi hvit # 4 stopperen ett hull, en "bøye rør-ball punkt, papir herskere skrives ut f…

Representative Results

I løpet av mange hekkende runder hunnrotter i etanol tilstand konsekvent drikke et gjennomsnitt på om lag 2,1 g / kg etanol per 4 timers drikking økt. Rotte demninger forbruke omtrent halvparten av de fire timers total i løpet av første 15 til 30 minutter etter innføring av drikke rørene, noe som resulterer i en topp morserumet etanolkonsentrasjon på ca. 60 mg / dl, målt ved 45 min tidspunkt. Over de resterende 3,5 timer av drikke periode, fortsetter de å forbruke 5% etanol ved en lavere, men relativt stabil h…

Discussion

Prenatal alkohol eksponering paradigmet som er beskrevet her involverer frivillige inntak av etanol (5% v / v) ved rotte demninger under graviditet. Det finnes en rekke protokoller for å eksponere ikke-humane dyr til etanol under hjernens utvikling representert i litteraturen, som skiller seg med hensyn til tidspunkt, dose, varighet og rute for administrering etanol, så vel som arten som skal undersøkes. Selv om en grundig behandling av fordelene med ulike protokoller eksponerings ikke er tilveiebrakt her, flere ford…

Materials

Saccharin sodium salt hydrate	Sigma	S1002
190 proof ethanol	Sigma	493538
Beaded glass drinking tubes	Fisher	14-955K
Natural rubber white #4 stopper one hole	Plasticoid	LSG4M181
1" bend tubes-ball point	Ancare	TD-199-3"
Paper rulers	N/A	N/A	www.vendian.org/mncharity/dir3/paper_rulers
Apparatus for social interaction	Custom built	N/A	95 cm X 47 cm X 43 cm
Video cameras	N/A	N/A	Capable of recording low/no light conditions
Infrared illuminators	Vitek	VT-IR1-12
Teklad laboratory grade sani-chips	Harlan	7090A
Brush and dustpan	N/A	N/A
Isopropyl alcohol	Sigma	W292907
Chlorine Dioxide (1.5 mg Tablets)	Quiplabs	N/A	Prepare per manufacturer's recommendation