Chronic Alcohol Exposure Induces Aberrant Mitochondrial Morphology and Inhibits Respiratory Capacity in the Medial Prefrontal Cortex of Mice.
Chronic Alcohol Exposure Induces Aberrant Mitochondrial Morphology and Inhibits Respiratory Capacity in the Medial Prefrontal Cortex of Mice.
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DOI：
10.3389/fnins.2020.561173
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发表时间：
2020
影响因子：
4.3
通讯作者：
Choi DS
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shang P;Lindberg D;Starski P;Peyton L;Hong SI;Choi S;Choi DS
酒精使用障碍（AUD）的特征是一种慢性复发性疾病，尽管对个人的生活有负面影响，但仍具有过度饮酒的模式。严重的慢性酒精使用损害内侧前额叶皮层（mPFC）的功能，这有助于酒精诱导的认知和执行功能障碍。与其他皮质区域相比，mPFC含有更多的线粒体，这表明线粒体损伤可能发生在AUD中并触发随后的行为改变。在这里，我们确定了在C57 BL 6/J小鼠的mPFC的线粒体的形态和功能的变化后，从慢性间歇性酒精（CIA）暴露8小时撤出。三维连续块面扫描电子显微镜（SBFSEM）重建显示，CIA暴露延长mPFC线粒体，并形成一个字符串（MOAS）。此外，酒精显着影响线粒体生物能量学，包括氧化磷酸化和电子传递，抑制有氧呼吸后，CIA暴露在mPFC线粒体。我们还发现酒精处理小鼠的mPFC中融合蛋白（mitofusin 2，Mfn 2）的表达减少，而分裂蛋白（线粒体分裂1蛋白，Fis 1）的表达增加。总之，我们的研究表明，CIA暴露损害mPFC中的线粒体动力学和功能。
Alcohol use disorder (AUD) is characterized as a chronic, relapsing disease with a pattern of excessive drinking despite negative consequences to an individual’s life. Severe chronic alcohol use impairs the function of the medial prefrontal cortex (mPFC), which contributes to alcohol-induced cognitive and executive dysfunction. The mPFC contains more mitochondria compared to other cortical areas, which suggests mitochondrial damage may occur in AUD and trigger subsequent behavior change. Here, we identified morphological and functional changes in mitochondria in the mPFC in C57BL6/J mice after 8 h of withdrawal from chronic intermittent alcohol (CIA) exposure. Three-dimensional serial block-face scanning electron microscopy (SBFSEM) reconstruction revealed that CIA exposure elongated mPFC mitochondria and formed mitochondria-on-a-string (MOAS). Furthermore, alcohol significantly affected mitochondrial bioenergetics, including oxidative phosphorylation and electron transport, with inhibited aerobic respiration in mPFC mitochondria after CIA exposure. We also found decreased expression of fusion (mitofusin 2, Mfn2) and increased fission (mitochondrial fission 1 protein, Fis1) proteins in the mPFC of alcohol-treated mice. In sum, our study suggests that CIA exposure impairs mitochondrial dynamics and function in the mPFC.
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