Two new P2X receptor cDNAs (P2X5 and P2X6) were isolated and expressed. All six proteins are 36-48 percent identical and seem to have two transmembrane segments with a large extracellular loop. Functionally, P2X5 and P2X6 receptors most resemble P2X2 and P2X4; they desensitize only slowly and do not respond to alpha beta methylene-ATP. P2X6 receptors, like P2X4, receptors, are not blocked by the antagonists suramin and pyridoxal-5-phosphate-6-azophenyl-2',4'-disulfonic acid. P2X6 and P2X5 receptors express at lower levels than P2X1-P2X4 receptors do, perhaps indicating that they do not normally form homomultimeric channels. P2X6 and P2X4 are the receptors expressed most heavily in brain, where their RNAs have a widespread and extensively overlapping distribution. The spinal cord expresses all receptors except P2X3. P2X2, P2X4, and P2X6, are the most abundant in the dorsal horn. Sensory neurons of the trigeminal, dorsal root, and nodose ganglia express all six RNAs; P2X3 is found only there. The functional properties and tissue distribution of these six P2X receptors indicate new roles for ATP-gated ion channels.

Alcoholism is a complex behavioral disorder characterized by excessive consumption of ethanol, a narrowing of the behavioral repertoire toward excessive consumption, the development of tolerance and dependence, and impairment in social and occupational functioning. Animal models of the complete syndrome of alcoholism are difficult if not impossible to achieve, but validated animal models exist for many of the different components of the syndrome. Recent work has begun to define the neurocircuits responsible for the two major sources of reinforcement key to animal models of excessive ethanol intake: positive and negative reinforcement. Ethanol appears to interact with ethanol‐sensitive elements within neuronal membranes that convey the specificity of neurochemical action. Ethanol reinforcement appears to be mediated by an activation of GABA‐A receptors, release of opioid peptides, release of dopamine, inhibition of glutamate receptors, and interaction with serotonin systems. These neurocircuits may be altered by chronic ethanol administration as reflected by opposite effects during acute ethanol withdrawal and by the recruitment of other neurotransmitter systems such as the stress neuropeptide corticotropin‐releasing factor. Future challenges will include a focus on understanding how these neuroadaptive changes convey vulnerability to relapse in animals with a history of ethanol dependence.

The neuropeptide corticotropin-releasing factor (CRF) is well known to act on the central nervous system in ways that mimic stress and result in decreases in exploration, increases in sympathetic activity, decreases in parasympathetic outflow, and decreases in appetitive behavior. Urocortin, a neuropeptide related to CRF, binds with high affinity to the CRF 2 receptor, is more potent than CRF in suppressing appetite, but is less potent than CRF in producing anxiety-like effects and activation. Doses as low as 10 nanograms injected intracerebroventricularly were effective in decreasing food intake in food-deprived and free-feeding rats. These results suggest that urocortin may be an endogenous CRF-like factor in the brain responsible for the effects of stress on appetite.

BackgroundIt would be therapeutically useful to predict clinical response to antidepressant drugs. We evaluated structural magnetic resonance imaging (MRI) and functional MRI (fMRI) data as predictors of symptom change in people with depression.MethodsBrain structure and function were measured with MRI in 17 patients with major depression immediately before 8 weeks treatment with fluoxetine 20 mg/day. For fMRI, patients were scanned during visual presentation of faces representing different intensities of sadness. Clinical response was measured by change in serial scores on the Hamilton Rating Scale for Depression. Symptom change scores (and baseline symptom severity) were regressed on structural and functional MRI data to map brain regions where grey matter volume, or activation by sad facial affect processing, was significantly associated with symptom change (or baseline severity).ResultsFaster rates of symptom improvement were strongly associated with greater grey matter volume in anterior cingulate cortex, insula, and right temporo-parietal cortex. Patients with greater than median grey matter volume in this system had faster rates of improvement and significantly lower residual symptom scores after 8 weeks’ treatment. Faster improvement was also predicted by greater functional activation of anterior cingulate cortex. Baseline symptom severity was negatively correlated with greater grey matter volume in dorsal prefrontal and anterior midcingulate regions anatomically distinct from the pregenual and subgenual cingulate regions predicting treatment response.ConclusionsStructural MRI measurements of anterior cingulate cortex could provide a useful predictor of antidepressant treatment response. It would be therapeutically useful to predict clinical response to antidepressant drugs. We evaluated structural magnetic resonance imaging (MRI) and functional MRI (fMRI) data as predictors of symptom change in people with depression. Brain structure and function were measured with MRI in 17 patients with major depression immediately before 8 weeks treatment with fluoxetine 20 mg/day. For fMRI, patients were scanned during visual presentation of faces representing different intensities of sadness. Clinical response was measured by change in serial scores on the Hamilton Rating Scale for Depression. Symptom change scores (and baseline symptom severity) were regressed on structural and functional MRI data to map brain regions where grey matter volume, or activation by sad facial affect processing, was significantly associated with symptom change (or baseline severity). Faster rates of symptom improvement were strongly associated with greater grey matter volume in anterior cingulate cortex, insula, and right temporo-parietal cortex. Patients with greater than median grey matter volume in this system had faster rates of improvement and significantly lower residual symptom scores after 8 weeks’ treatment. Faster improvement was also predicted by greater functional activation of anterior cingulate cortex. Baseline symptom severity was negatively correlated with greater grey matter volume in dorsal prefrontal and anterior midcingulate regions anatomically distinct from the pregenual and subgenual cingulate regions predicting treatment response. Structural MRI measurements of anterior cingulate cortex could provide a useful predictor of antidepressant treatment response.

Despite significant research efforts aimed at understanding the neurobiological underpinnings of psychiatric disorders, the diagnosis and the evaluation of treatment of these disorders are still based solely on relatively subjective assessment of symptoms. Therefore, biological markers which could improve the current classification of psychiatry disorders, and in perspective stratify patients on a biological basis into more homogeneous clinically distinct subgroups, are highly needed. In order to identify novel candidate biological markers for major depression and schizophrenia, we have applied a focused proteomic approach using plasma samples from a large case-control collection. Patients were diagnosed according to DSM criteria using structured interviews and a number of additional clinical variables and demographic information were assessed. Plasma samples from 245 depressed patients, 229 schizophrenic patients and 254 controls were submitted to multi analyte profiling allowing the evaluation of up to 79 proteins, including a series of cytokines, chemokines and neurotrophins previously suggested to be involved in the pathophysiology of depression and schizophrenia. Univariate data analysis showed more significant p-values than would be expected by chance and highlighted several proteins belonging to pathways or mechanisms previously suspected to be involved in the pathophysiology of major depression or schizophrenia, such as insulin and MMP-9 for depression, and BDNF, EGF and a number of chemokines for schizophrenia. Multivariate analysis was carried out to improve the differentiation of cases from controls and identify the most informative panel of markers. The results illustrate the potential of plasma biomarker profiling for psychiatric disorders, when conducted in large collections. The study highlighted a set of analytes as candidate biomarker signatures for depression and schizophrenia, warranting further investigation in independent collections.

Application of metabolic magnetic resonance imaging measures such as cerebral blood flow in translational medicine is limited by the unknown link of observed alterations to specific neurophysiological processes. In particular, the sensitivity of cerebral blood flow to activity changes in specific neurotransmitter systems remains unclear. We address this question by probing cerebral blood flow in healthy volunteers using seven established drugs with known dopaminergic, serotonergic, glutamatergic and GABAergic mechanisms of action. We use a novel framework aimed at disentangling the observed effects to contribution from underlying neurotransmitter systems. We find for all evaluated compounds a reliable spatial link of respective cerebral blood flow changes with underlying neurotransmitter receptor densities corresponding to their primary mechanisms of action. The strength of these associations with receptor density is mediated by respective drug affinities. These findings suggest that cerebral blood flow is a sensitive brain-wide in-vivo assay of metabolic demands across a variety of neurotransmitter systems in humans.