title: Effects of voluntary alcohol consumption on emotion and anxiety in female Neutral Sphingomyelinase knock-out mice
Creators: name: Ulrich, Franziska
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2025
Subjects: subject: Neutral Spingomyelinase 2
subject: alcohol
subject: major depression
subject: Sphingomyelinase

description: Effekte des freiwilligen Alkoholkonsums auf Emotion und Ängstlichkeit bei weiblichen Mäusen mit einem heterozygoten knock-out der Neutralen Sphingomyelinase 2. Hintergrund und Ziele: Das Enzym Neutrale Sphingomyelinase 2, welches Gegenstand dieser Studie war, spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung verschiedener Erkrankungsbildern, neurologischer und internistischer Art. Insbesondere nimmt es Einfluss auf das dopaminerge System und in diesem Zusammenhang auch auf die Entstehung von Depressionen und Angststörungen. Alkoholkonsum, dessen Rolle hier näher untersucht wurde, führt zur Aktivierung der Sauren und Neutralen Sphingomyelinase, was wiederum zu einer Steigerung der Ceramidspiegel in diversen Organsystemen führt. Ziel dieses Studienmodells war es herauszufinden, ob es einen signifikanten Unterschied im Verhalten von Mäusen mit einem partiellen knock-out der Neutralen Spingomyelinase 2, genannt Fro-Mäuse, und Wildtyp-Mäusen gibt, bezogen auf ängstliches und depressives Verhalten unter freiwilligem Alkoholkonsum. Methodik: Hierfür wurden 16 weibliche Mäuse mit einem heterozygoten knock-out des Smpd3- Genes, welches für die Neutrale Sphingomyelinase 2 kodiert und zu einer Reduktion seiner Aktivität um 50% führt, sowie 15 Wildtyp Mäuse untersucht. Zunächst wurde das Trinkverhalten der Mäuse in einem zwei Flaschen Modell untersucht, wobei eine Flasche bei jeweils der Hälfte der einzelnen Subgruppen mit Alkohollösungen mit zunehmender Prozentzahl gefüllt war, die andere immer mit Frischwasser. Entscheidend war, dass hierbei der Alkoholkonsum nicht erzwungen wurde, sondern auf freiwilliger Basis geschah. In jeder Subgruppe gab es auch eine Kontrollgruppe, welche lediglich Wasser angeboten bekam. Anschließend wurden die Mäuse fünf verschiedenen gängigen Emotionstestungen unterzogen, um die Auswirkung des Alkoholkonsums in den verschiedenen Subgruppen näher zu analysieren (Open field, Elevated Plus Maze, Light/ dark Box, Novelty-suppressed feeding, Forced Swim test). Ergebnisse und Beobachtungen: Während der Trinkstudie zeigten Wildtyp-Mäuse einen gesteigerten Alkoholkonsum in den höheren Prozenträngen. Allerdings ging der gesteigerte Alkoholkonsum der Wildtypmäuse hierbei auch mit einem insgesamt erhöhten Flüssigkeitskonsum einher. Während der Emotionstestungen konnten nicht durchwegs signifikante Resultate erzielt werden. Es zeigte sich jedoch, dass Fro-Mäuse insbesondere im Elevated Plus Maze Test sowie in der Light Dark Box ein gesteigertes exploratives Verhalten zeigten, welches allerdings durch den Konsum von Alkohol gehemmt wurde. Schlussfolgerung: Insgesamt unterstreichen die Resultate den komplexen Zusammenhang zwischen genetischen Faktoren, Alkoholpräferenz und Emotionalität und liefern Einblicke in die neurobiologischen Mechanismen hinter suchtfördernden Verhaltensweisen. Die Neutrale Sphingomyelinase 2 konnte als mögliches Zielenzym für die weitere Forschung zu Therapieansätzen im Bereich Alkoholsucht und Depression etabliert werden.
description: Neutral Sphingomyelinase 2 is involved in many neurological and internal diseases. It influences the dopaminergic system and, therefore, depression and anxiety-like behaviour. Furthermore, exposure to alcohol leads to the activation of both acid and neutral sphingomyelinase and, as a result, to a higher concentration of ceramide in several organs. This preclinical study aimed to examine the impact of voluntary alcohol consumption on emotion regulation in mice with a partial knock-out of the Neutral Sphingomyelinase 2, also known as Fro mice (fragilitas ossium), compared to their wild- type counterparts. Emotion regulation deficits play a crucial role in the development and maintenance of alcohol use disorders, yet the neurobiological underpinnings remain poorly understood. By utilising a preclinical model, this study sought to elucidate the specific effects of alcohol on emotion regulation processes at the molecular and behavioural levels. Hence, 16 female mice with a heterozygous deletion of the Smpd3 gene encoding for Neutral Sphingomyelinase 2, resulting in a 50% reduction in its activity, and 15 female wildtype mice were observed in a free choice alcohol drinking set-up and were afterwards exposed to emotional testing combining five different acknowledged behavioural testing methods. During the free choice drinking set-up, wildtype mice showed an increased amount of alcohol consumption in the higher percentage ranges of alcohol but also a higher fluid consumption in general. Not all emotional testing set-ups showed significant results regarding depression and anxiety- like behaviour. Fro mice showed more explorative behaviour, especially in Elevated Plus Maze as well as the Light dark box; this decreased, however, under alcohol consumption. The results highlight the complex relationship between genetic factors, alcohol preference, and emotional behaviours, providing insights into the neurobiological mechanisms underlying addiction-related behaviours. Further research in this area may lead to the development of more targeted treatments for the comorbidity of alcohol addiction and major depression.