Måttlig Prenatal Alkohol Exponering och kvantifiering av socialt beteende hos vuxna råttor

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

Uppskattningsvis 1-5% av barn diagnostiseras med Fetal Alcohol Spectrum Disorders (FASDs) ^2, som omfattar fetalt alkoholsyndrom (FAS), partiell FAS (PFAS), och alkoholrelaterade störningar i nervsystemets (ARNDs) ^3. Brister i socialt beteende och kognition är bland de vanligaste negativa resultat observerats hos barn med FASDs ^4-7. Negativa konsekvenser är inte begränsade till tung prenatal alkoholexponering (PAE), som måttlig PAE som inte leder till iögonfallande morfologiska, beteendemässiga och kognitiva brister karakteristiska för FAS kan orsaka devis subtila, men ändå ihållande, underskott i människor med FASDs ^8-10 och icke-humana djur exponeras för etanol under hjärnans utveckling ^11. Vikten av att förstå beteendemässiga och motsvarande neurobiologiska konsekvenser av måttlig PAE stryks av Aktuella uppgifter visar att den stora majoriteten av FASD fall faller inom de mindre severe området av spektrumet ^12.

Flera oberoende laboratorier har rapporterat förändringar i gnagare socialt beteende relaterade till etanol exponering under hjärnans utveckling, inklusive minskade utredning och interaktion ^1,13-15, förändrad lek ^14,16,17, ökade aggressiva interaktioner ^17,18, förändringar i lyhördhet för sociala stimuli ^19-21, och underskott i socialt förvärvade matpreferenser och igenkänningsminne social ^22. Social beteende underskotten har observerats efter exponering för tunga (blodetanolkoncentrationer (avgasrening) ~ 300 mg / dl) ^22,23 eller mer måttliga nivåer av etanol (BEC ~ 80mg / dl) ^1, och över ett brett spektrum av parametrar för andra betydande faktorer, bland annat exponering timing, exponeringens varaktighet, och ålder vid tidpunkten för beteendemätning.

Tidigare forskning har visat att förändringar i specifika aspekter av socialt interaction i vuxen ålder diskriminera råttor som utsätts för måttliga nivåer av alkohol från kontrolldjur som utsätts för sackarin ^1,18. I synnerhet har måttlig PAE konsekvent förknippats med robusta ökningar i brottning, vilket tyder på ökningar i aggressivt beteende, och lägre nivåer av social utredning (t.ex. sniffning av partnern) i vuxen ålder. Eftersom förändringar i socialt beteende är tillförlitliga konsekvenser av PAE, kan kvantifiering av socialt beteende efter PAE håll betydelse för framåt mot en mer fullständig förståelse av de neurala grunderna för PAE-relaterade förändringar i socialt beteende och utvecklingen av intervention tillvägagångssätt. Målet med detta dokument och den tillhörande videon är att ge instruktioner om den moderata PAE protokoll och metoder för kvantifiering av socialt beteende hos vuxna avkommor som har ett tillförlitligt stående prenatal alkoholexponerade från icke-exponerade råtta avkomma.

Protocol

Alla förfaranden som beskrivs här och i det åtföljande videon har godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittéer Health Sciences Center och huvudcampus vid University of New Mexico. 1. Prenatal Etanol Exponering Skaffa alla nödvändiga material och kemikalier: Sackarinnatrium salthydrat, 190 bevis etanol (95% alkohol i volym), pärlstav glas dricka rören, naturgummi vit # 4 proppen ett hål, 1 "böjda rör-kulspets, pappers härskare skrivas ut från…

Representative Results

Under loppet av många avels rundor honråttor i etanol villkoret konsekvent dricka i genomsnitt cirka 2,1 g / kg etanol per 4 tim dricksvatten session. Rat dammar förbrukar ungefär hälften av den fyra timmar totalt under de första 15 till 30 min efter införandet av dryckesrören, vilket resulterar i en topp moderns serum etanolkoncentration av ca 60 mg / dl, mätt vid 45 min tidpunkten. Över den återstående 3,5 h av dricksperioden, de fortsätter att konsumera 5% etanol vid en lägre, men relativt stabil hastig…

Discussion

Den prenatala alkohol exponering paradigm beskrivs här innebär frivillig konsumtion av etanol (5% v / v) med rått dammar under graviditeten. Det finns ett antal protokoll för att exponera icke-humana djur till etanol under hjärnans utveckling representeras i litteraturen, vilka skiljer sig med avseende på timing, dos, varaktighet och väg för etanol administration samt arten är föremål för undersökningen. Även om en grundlig behandling av fördelarna med olika exponerings protokollen inte finns här, flera …

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