Palatable food stimulates neural systems implicated in drug dependence; thus sugar might have effects like a drug of abuse. Rats were given 25% glucose solution with chow for 12 h followed by 12 h of food deprivation each day. They doubled their glucose intake in 10 days and developed a pattern of excessive intake in the first hour of daily access. After 30 days, receptor binding was compared to chow-fed controls. Dopamine D-1 receptor binding increased significantly in the accumbens core and shell. In contrast, D-2 binding decreased in the dorsal striatum. Binding to dopamine transporter increased in the midbrain. Opioid mu-1 receptor binding increased significantly in the cingulate cortex, hippocampus, locus coeruleus and accumbens shell. Thus, intermittent, excessive sugar intake sensitized D-1 and mu-1 receptors much like some drugs of abuse.

Although the cause of Parkinson's disease (PD) is unknown, data suggest roles for environmental factors that may sensitize dopaminergic neurons to age-related dysfunction and death. Based upon epidemiological data suggesting roles for dietary factors in PD and other age-related neurodegenerative disorders, we tested the hypothesis that dietary folate can modify vulnerability of dopaminergic neurons to dysfunction and death in a mouse model of PD. We report that dietary folate deficiency sensitizes mice to MPTP-induced PD-like pathology and motor dysfunction. Mice on a folate-deficient diet exhibit elevated levels of plasma homocysteine. When infused directly into either the substantia nigra or striatum, homocysteine exacerbates MPTP-induced dopamine depletion, neuronal degeneration and motor dysfunction. Homocysteine exacerbates oxidative stress, mitochondrial dysfunction and apoptosis in human dopaminergic cells exposed to the pesticide rotenone or the pro-oxidant Fe(2+). The adverse effects of homocysteine on dopaminergic cells is ameliorated by administration of the antioxidant uric acid and by an inhibitor of poly (ADP-ribose) polymerase. The ability of folate deficiency and elevated homocysteine levels to sensitize dopaminergic neurons to environmental toxins suggests a mechanism whereby dietary folate may influence risk for PD.

ABSTRACT To identify signaling pathways activated by oxycodone self-administration (SA), Sprague-Dawley rats self-administered oxycodone for 20 days using short-access (ShA, 3 h) and long-access (LgA, 9 h) paradigms. Animals were euthanized two hours after SA cessation and dorsal striata were used in post-mortem molecular analyses. LgA rats escalated their oxycodone intake and separated into lower (LgA-L) or higher (LgA-H) oxycodone takers. LgA-H rats showed increased striatal protein phosphorylation of ERK1/2 and MSK1/2. Histone H3, phosphorylated at serine 10 and acetylated at lysine 14 (H3S10pK14Ac), a MSK1/2 target, showed increased abundance only in LgA-H rats. RT-qPCR analyses revealed increased AMPA receptor subunits, GluA2 and GluA3 mRNAs in the LgA-H rats. GluA3 , but not GluA2 , expression correlated positively with changes in pMSK1/2 and H3S10pK14Ac. Our findings indicate that escalated oxycodone SA results in MSK1/2-dependent histone phosphorylation, which promoted increases in striatal gene expression. Our observations offer novel avenues for pharmacological interventions against oxycodone addiction.

Abstract The translin/trax microRNA-degrading enzyme mediates activity-induced changes in translation that underlie several long-lasting forms of cellular plasticity. As translin and trax are expressed in dopaminergic and striatal neurons, we proceeded to investigate whether deletion of Tsn blocks amphetamine sensitization, a long-lasting, translation-dependent form of behavioral plasticity, Although we expected constitutive Tsn deletion to impair amphetamine sensitization, we found, instead, that it enhances the hyperlocomotion produced by the initial dose of amphetamine. Since these mice display elevated adiposity, which alters pharmacokinetics of many drugs, we measured brain amphetamine levels in Tsn knockout mice and found that these are elevated. We also found that diet-induced increases in adiposity in WT mice correlate with elevated brain amphetamine levels. As amphetamine and its analogues are widely used to treat attention deficit disorder, which is associated with obesity, further studies are needed to assess the impact of adiposity on amphetamine levels in these patients.