μオピオイド受容体（MOR）N40Dバリアントを運ぶヒトニューロンの異なる感度エタノールに応答します

脳と行動に対するアルコールの急性および慢性効果は、抑制性シナプス伝達の変化に関連しています。シナプスレベルでのアルコールの最も一貫した効果は、おそらくいくつかのげっ歯類の研究から見られるように、γ-アミノ酪酸（GABA）放出の促進です。適切な実験モデルが不足しているため、ヒトニューロンのGABA作動性神経伝達に対するアルコールの影響は不明です。また、ヒトニューロンは、アルコール使用障害（AUDS）に関連する遺伝的変異の効果をモデル化するためにも使用できます。N40D（D40マイナーアレル）MU-オピオイド受容体（MOR）バリアントをコードするOPRM1遺伝子のA118G単一ヌクレオチド多型（SNP RS1799971）は、AUDを持つ個人とリンクしています。ただし、N40Dは明らかに他の虐待薬と関連していますが、AUDSへの関与は議論の余地があります。この研究では、N40Dバリアントを搭載したヒトIPS細胞株から生成されたASCL1およびDLX2誘導阻害ニューロン細胞（AD-IN）を採用し、ガバ作動性シナプス伝達に対するエタノールの急性および慢性への影響を調査しました。N40 AD-INSは、急性エタノールアプリケーションに応答して、自発的および小型抑制性シナプス後電流周波数のより強力な促進（D40）を表示することがわかりました。シナプシン1+シナプス穿刺の定量的免疫細胞化学は、N40とD40 INSの間に同様のシナプス数を明らかにし、シナプス密度に影響を与えることなくシナプス前GABA放出のエタノール変調を示唆しています。興味深いことに、慢性断続的なエタノールアプリケーションにさらされたD40 INSは、N40 INSで適度な強化のみが観察されたため、MIPSC頻度の大幅な増加を引き起こしました。これらのデータは、MOR遺伝子型がシナプス出力に対する感受性を付与する可能性があることを示唆しています。これは、AD-INのエタノール暴露時間と濃度に依存し、MOR D40 SNPを運ぶ個人のアルコール依存の説明に役立つ可能性があります。さらに、この研究は、ヒト神経細胞に対するアルコールのシナプス作用をアッセイするin vitroモデルとして、疾患に関連するリスク関連の遺伝的変異体を運ぶヒトニューロン細胞の使用をサポートしています。

The acute and chronic effects of alcohol on the brain and behavior are linked to alterations in inhibitory synaptic transmission. Alcohol's most consistent effect at the synaptic level is probably a facilitation of γ-aminobutyric acid (GABA) release, as seen from several rodent studies. The impact of alcohol on GABAergic neurotransmission in human neurons is unknown, due to a lack of a suitable experimental model. Human neurons can also be used to model effects of genetic variants linked with alcohol use disorders (AUDs). The A118G single nucleotide polymorphism (SNP rs1799971) of the OPRM1 gene encoding the N40D (D40 minor allele) mu-opioid receptor (MOR) variant has been linked with individuals who have an AUD. However, while N40D is clearly associated with other drugs of abuse, involvement with AUDs is controversial. In this study, we employed Ascl1-and Dlx2-induced inhibitory neuronal cells (AD-iNs) generated from human iPS cell lines carrying N40D variants, and investigated the impact of ethanol acutely and chronically on GABAergic synaptic transmission. We found that N40 AD-iNs display a stronger facilitation (versus D40) of spontaneous and miniature inhibitory postsynaptic current frequency in response to acute ethanol application. Quantitative immunocytochemistry of Synapsin 1+ synaptic puncta revealed a similar synapse number between N40 and D40 iNs, suggesting an ethanol modulation of presynaptic GABA release without affecting synapse density. Interestingly, D40 iNs exposed to chronic intermittent ethanol application caused a significant increase in mIPSC frequency, with only a modest enhancement observed in N40 iNs. These data suggest that the MOR genotype may confer differential sensitivity to synaptic output, which depends on ethanol exposure time and concentration for AD-iNs and may help explain alcohol dependence in individuals who carry the MOR D40 SNPs. Furthermore, this study supports the use of human neuronal cells carrying risk-associated genetic variants linked to disease, as in vitro models to assay the synaptic actions of alcohol on human neuronal cells.