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Discussion

今回の実験は、抗てんかん薬レベチラセタム（LEV）の急性投与がアルコールとスクロースの摂取にどのように影響するかを2種類のアクセス手順で検討したものです。 最初の実験では、改良型「暗闇での飲酒」（DID）手順を用いて、隔日で飲食する概日ピーク時に4時間提示した1本のボトルから、別々のマウスがアルコールかスクロースを飲んだ（Holsteinら、2011）。 この手順により、連続した試験日にわたって安定し、個体間でも同程度の中程度の高いアルコール摂取量（約5g/kg/4hr）が達成された。 飲酒の最初の1時間後、レベチラセタム前処置は生理食塩水前処置に比べアルコール摂取量を増加させた。 中等量（3〜30mg/kg）のLEVが最も効果的であり、最高量（100mg/kg）はアルコール摂取量を増加させなかった。 2番目の実験では、間欠的アクセス（IA）手順を用いて、毎週月曜日、水曜日、金曜日の24時間、ホームケージに置かれたアルコールまたはスクロースの入った瓶と水の入った瓶の2本から別々のマウスが飲んだ（Hwa et al.） DID実験の結果とは対照的に、LEVはIA手順において、24時間のアクセス期間全体だけでなく、アクセス開始後4時間の間、アルコール摂取量を減少させた。 DID と IA の両実験において，LEV はショ糖摂取量を一貫して増減させず，IA 手順で同時に測定された水摂取量にも影響を与えなかった． 2つの実験手順による相反する結果は、アルコールへのアクセスと摂取の異なるモデルで薬物効果を比較することの重要性を強調した。

レベチラセタムは、てんかんの治療薬として米国食品医薬品局から承認されており、好ましい薬物動態と適度な副作用プロファイルの両方を有する (Sirsi and Safdieh, 2007). このため，LEVの治療域は広く，高い血清濃度を安全に得ることができる。 本研究で選択した LEV の用量は，ヒトの発作予防に用いられる体重ベースの用量範囲（通常 40～80mg/kg/日）とほぼ同じである。 アルコール使用障害における LEV の臨床研究では，1 日 500～4500 mg の経口投与（Mariani and Levin, 2008; Sarid-Segal et al., 2008; Muller et al., 2010; Muller et al., 2011），または 70 kg の成人では 7～64 mg/kg/日を使用したと報告されている。 LEV は肝代謝の影響をほとんど受けず（Perucca and Johannessen, 2003; Lacerda et al., 2006），本研究では 10mg/kg i.p. LEV 投与は実験者に 1.0g/kg アルコール p.g. 投与後の BAC に影響せず，アルコール薬物動態の変化が我々の行動所見を説明できる可能性は低いと考えられた。 LEVは血液脳関門を自由に通過し，i.p.投与後30分以内に血清濃度のピークを示し，ラットおよびマウスでの血清半減期は1～3時間である（Dohenyら，1999；Benedettiら，, ヒトにおける抗けいれん活性の持続時間は薬物動態から予測されるよりも長いが（Perucca and Johannessen, 2003），おそらくLEVが小胞グルタミン酸放出の抑制を介して効果を発揮するリサイクルシナプス小胞に隔離されるためと考えられる（Meehan et al, 2011）。

最初の実験で，急性LEV投与はDID手順でのアルコール摂取量を増加させたがスクロース摂取には影響がなかった。 これまで調査されたほとんどの薬理学的治療はC57マウスのどんちゃん騒ぎ的アルコール摂取を抑制し（Sprow and Thiele, 2012）、GABAB受容体作動薬バクロフェン、ヒスタミンH3受容体作動薬イメピップ、カナビノイド作動薬WIN 55-212 2などごく少数のみが、同様の手続きでアルコール摂取を増やすことを示していた（Moor et al, 2007; Linsenbardt and Boehm, 2009; Nuutinen et al, 2011）。 ヒスタミンH3（Osorio-Espinozaら、2011）およびカンナビノイドCB1受容体（Huangら、2001）はともに、基底核におけるグルタミン酸放出を抑制するシナプス前ヘテロ受容体として働くことが示されており、肢体運動回路における興奮性神経伝達も抑制するLEV（Robinsonら、2013）が、DIDアクセススケジュール下で同様の方法で作用してアルコール摂取量を増加しているかもしれないと示唆された。 C57マウスにおけるLEV処理後の飲酒量の増加は、中等度のアルコール飲酒者がLEV投与中に摂取量を増加させたというヒトにおける知見とも一致する（Mitchellら、2012）。

現在の隔日DID手順におけるアルコール消費量（約1.25g/kg/h）は、典型的には1.75g/kg/h範囲である他のバリエーションのDID手順で報告されているものよりわずかに少ない（Rhodesら、2005、Spartaら、2008、Holsteinら、2011）。 毎日のハンドリングと隔日の注射が始まる前はアルコール摂取量が多かったので、被験者内比較に必要なハンドリングと注射の繰り返しが、このやや低いレベルの摂取量を引き起こした可能性がある。 それにもかかわらず、血中アルコール濃度は2時間で80mg/dlに近似し、この手順が薬理学的に適切なレベルのアルコール摂取をもたらしたことを示している。

我々のDID実験においてLEVがアルコール摂取を増やしたのは、ハンドリングと注射のストレス要因の抑制効果を減衰させるためである可能性がある。 LEVは高架式十字迷路やVogel conflict testにおける不安様行動を抑制することが示されており（Lambertyら，2002；Gowerら，2003），抗不安作用を有する他の化合物はアルコール摂取量を増加させることがある（Boyleら，1993；Sinnottら，2002）。 しかし，LEVは注射ストレッサーに最も近い時間である最初の1時間の飲酒に影響を与えなかったことから，LEVが不安軽減以外のメカニズムで飲酒に影響を与える可能性が高い。

DID手順におけるLEVの飲酒増加作用は，即効的ではなかった。 むしろ，LEVは4時間の飲酒セッションの後半になるほど，マウスがより多くのアルコールを飲むようになり，より大きな効果を発揮するように見えた。 LEVは、発作を誘発したネズミの発作閾値（Gowerら、1992）にも、実験者が投与したアルコールおよびコカインの行動効果（Robinsonら、2013）にも迅速な効果を示すことが示されているので、この時間経過が単に作用開始の遅れの結果であるとは考えにくい。 DIDで観察されるより長い時間経過は、LEVの薬力学が活動依存的である可能性があることと関連しているのかもしれない。 LEVは血液脳関門を速やかに通過するが（Tong and Patsalos, 2001），基底発火レベル以上に活性化したニューロンのシナプス前末端における小胞開口の頻度と時間により，小胞内SV2A結合部位へのアクセスが制限される（Yang and Rothman, 2009; Meehan et al.） LEVがアルコール摂取量を増加させたのは飲酒後1時間経過してからであるという事実は、血中アルコール濃度の上昇により、LEVが結合部位にアクセスできるように辺縁系運動回路の活動が十分に刺激され、それによって神経伝達が影響を受けて行動が変化した可能性を示唆している。 我々は以前、C57BL/6Jマウスにおいて、上昇期ではなく下降期に同様の絶対血中アルコール濃度が電気的脳刺激報酬（BSR）を増強することを示した（Fish et al.、2010）。 現在の実験で消費されたレベルのアルコールは、報酬と強化を媒介する中皮質辺縁系神経回路を活性化し（Imperato and Di Chiara, 1986; Williams-Hemby and Porrino, 1997）、これらの脳報酬経路の脳刺激報酬への感度を高めることが示されている（Fish et al.） 最近の前臨床実験では、LEVが頭蓋内自己刺激に対するアルコールの増強作用を遮断し、アルコール刺激による運動活性を低下させることが示されており、LEVがアルコールによるこれらの辺縁系運動回路の活性化を防止し得ることが示唆されている（Robinson et al.、2013年）。 したがって、DID手順では、マウスはアルコール報酬の薬理学的遮断を克服し、期待される報酬増強状態を確立するために、アルコール摂取量を増加させた可能性がある。 この仮説は、Mitchellらの研究（2012年）の低飲酒者のサブセットで、酔いが浅いと感じたため、より多くのアルコールを飲んだと報告したことからも支持される。 この可能性は、中等度飲酒者においてアルコールの快楽作用を阻害するようにデザインされた薬物療法に注意を要することを示唆している。 さらに、異なる飲酒パターンで薬物治療を比較する前臨床試験と臨床試験の必要性を強調している。

24時間のIAスケジュールで達成した高いレベルのアルコール消費は、Hwaら（2011）の結果と一致し、20％のアルコール濃度で2週間目以降にエスカレーションが観察され、15％のアルコールに隔日にアクセスしたMelendez（2011）の結果とも一致するものだった。 LEVはDIDの増強作用とは対照的に、IAマウスではアルコール摂取量を減少させた。 低用量（0.3、3、10 mg/kg）は最初の4時間の累積アルコール摂取量を減少させたが、高用量（30、100 mg/kg）は有意な影響を与えなかった。 生理食塩水を投与した場合と比較すると、いずれの用量もスクロース摂取量および同時に測定された水摂取量に有意な影響を与えず、アルコール飲酒に対する特異的な効果を示唆した。 アルコール摂取量の減少は24時間セッションの初期に顕著であったことから、LEVがSV2A結合部位にアクセスするために、中脳辺縁系報酬回路内の神経活動がアルコール提示時間以前に十分であった可能性が示唆される。 この考え方は、連続的ではなく間欠的なスケジュールでアルコールを摂取したラットの側坐核で基底細胞の発火が上昇したという最近の研究（Hopf et al. 驚くべきことに，24時間飲酒およびアルコール嗜好に対するLEVの効果は，すべてのLEV投与量が生理食塩水投与量との統計的有意差を満たすかそれに近づいたため，ステップ関数に近似していた。 アルコール摂取が抑制されても、マウスは依然として、連続的なスケジュールでアルコールを摂取するマウスに典型的な量（24時間で約15g/kg）のアルコールを消費したことに留意すべきである（Hwaら、2011；Melendez、2011）。 これらのデータは、LEVが24時間の間欠的アルコール摂取の履歴によって関与する神経機構と適応を妨害しうることを示唆している。 LEVがDIDに及ぼす影響がIAと異なることから、LEVがアルコール摂取に及ぼす影響を決定するためには、アルコール摂取の期間（4時間対24時間）が重要である可能性が示唆された。 大量のアルコール摂取と強制的な禁酒のサイクルによって生じるキンドリングとグルタミン酸作動性活性の増加は、24時間の間欠的アルコール摂取後に見られる効果に対する魅力的な仮説的メカニズムである（Ballenger and Post, 1978；Kokka et al, 1993；Ulrichsen et al, 1995；Becker et al, 1997）。 この点で、LEVは、異常に高まった神経活動を正常化することでアルコール摂取を減らすと考えられているアカンプロサートなど、グルタミン酸系を標的とする他の化合物と同様に作用しているのかもしれない（Gass and Olive, 2008）。 24時間飲酒後の脳報酬回路の興奮性が正常な基礎活動より高くなること（Hopf et al.、2011）は、LEVが飲酒セッションの早い段階でより強力にこれらの辺縁系運動経路の活動を抑制し、結果としてIAアルコール消費を減少させるよう作用する基盤を提供すると考えられる。 また、SV2Aの発現量は、痙攣発作や慢性てんかんにおいても変化することが示されており（van Vliet et al., 2009; Ohno et al., 2012）、LEVの薬理学的標的であるSV2Aの発現が、数日間にわたる24時間の間欠的アルコール摂取においても変化する可能性があることがわかった。 スクロース飲用マウスはアルコール飲用マウスよりも多くの水分を摂取したが(スクロース1.2ml対アルコール0.83ml)、薬物によるスクロース摂取量の増加と減少の両方が依然として検出されうるものであった。 今後、以前の研究（Sparta et al., 2008; Lowery et al., 2010）で用いられた10％濃度のような、より高濃度のスクロースで調査を行えば、LEVが甘い溶液への嗜好性に影響を与えるかどうかをより直接的に検証することができるだろう。 LEV が苦味に対する耐性を変化させたかどうかも、今回の実験では直接的に検証していない。 しかし，IA実験の知見は，LEVが逆の効果，すなわちアルコール摂取量を減少させたことから，回避的な味に対する耐性を否定している。

ヒトにおけるアルコール摂取に影響を与えるLEVの有効性に関する3つの対照臨床試験では，アルコール摂取量の有意な減少は認められず，前臨床モデルにおいてDID飲酒が増加したという今回のデータは，Mitchellら（2012）の大酒飲み社会人の知見と一致するものだった。 しかし、マウスモデルにおける24時間IA飲酒法における飲酒量の減少を示す本データは、解毒されたアルコール依存症患者におけるRichterら（2012）及び治療を希望するアルコール依存症の外来患者におけるFertigら（2012）の知見と一致しない。 2つの異なる飲酒手順を用いたマウスにおけるLEVの飲酒に対する効果の差は、ヒトのアルコール消費に対するLEVの効果もまた、特定の飲酒パターンを行う個体に特有のものかもしれず、活発で大量の飲酒をする個体において完全な禁酒をもたらすことは期待できないかもしれないことを示唆している。 また，LEVがまだ役割を果たす可能性のある急性アルコール中毒の臨床研究での肯定的な結果と，長期的な飲酒量の減少または断酒状態の維持に関する臨床研究での否定的な結果の食い違いを説明する一助となるかもしれない。 前臨床試験の結果から，LEVをアルコール依存症の治療薬として失敗したと分類するのは時期尚早かもしれない（Le Strat, 2012）。 潜在的な薬物療法の前臨床試験を継続することで、異なる薬物療法が最も成功する可能性のあるアルコール乱用障害患者のサブタイプを特定し、臨床試験に情報を提供することができるかもしれません

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