Geneesmiddelondervinding prikkel primêr Fosb-geen-induksie in ratkern accumbens (2012)

OPMERKINGS: Getuienis dat deltafosb lang spore agter die rug van verslawing agterlaat. Spesifiek verslawing veroorsaak epigenetiese veranderinge, wat lei tot baie vinniger induksie van deltafosb wanneer terugval plaasvind. Dit verklaar hoe terugval, selfs na jare kan vinnig eskaleer na 'n volle geblaas verslaafde toestand.



J Neurosci. Skrywer manuskrip; beskikbaar in PMC 2013 Januarie 25.

 

Abstract

ΔFosB, a Fosb geenproduk, word geïnduceer in nucleus accumbens (NAc) en caudate putamen (CPu) deur herhaalde blootstelling aan dwelms van misbruik soos kokaïen. Hierdie induksie dra by tot afwykende patrone van geenuitdrukking en gedragsafwykings wat met herhaalde geneesmiddelblootstelling gesien word.

Hier het ons vasgestel of 'n afgeleë geskiedenis van dwelmblootstelling by rotte die induktansie van die Fosb geen veroorsaak deur die volgende kokaïen blootstelling. Ons wys dat voorafgaande chroniese kokaïenadministrasie, gevolg deur verlengde onttrekking, verhoogde induksie van Fosb in NAc, soos blyk uit groter akute induksie van ΔFosB mRNA en vinniger akkumulasie van ΔFosB proteïen na herhaalde kokaïen her blootstelling. Nie sulke primed nie Fosb induksie is waargeneem in CPu, in werklikheid is die daaropvolgende akute induksie van ΔFosB mRNA onderdruk in CPu.

Hierdie abnormale patrone van Fosb uitdrukking word geassosieer met chromatin modifikasies by die Fosb geenpromotor. Voorheen chroniese kokaïenadministrasie veroorsaak 'n langdurige toename in RNA polimerase II (Pol II) binding by die Fosb promotor in NAc net, wat daarop dui dat Pol II "stalling" primes Fosb vir induksie in hierdie streek by weer blootstelling aan kokaïen. 'N Kokaïenuitdaging aktiveer dan die vrylating van Pol II uit die geenpromotor, wat vir vinniger toelaat Fosb transkripsie. 'N Kokaïenuitdaging verminder ook die onderdrukkende histon-modifikasies by die Fosb promotor in NAc, maar verhoog sulke onderdrukkende punte en verminder aktiveerpunte in CPu.

Hierdie resultate bied nuwe insig in die chromatin dinamika by die Fosb promotor en onthul 'n nuwe meganisme vir primed Fosb induksie in NAc by her blootstelling aan kokaïen.

Inleiding

Dwelmverslawing word gekenmerk deur kompulsiewe dwelms wat soek en neem ten spyte van ernstige nadelige gevolge (Kalivas et al., 2005; Hyman et al., 2006). Chroniese dwelmblootstelling veroorsaak volgehoue ​​veranderinge in geenuitdrukking in ventrale striatum (of nucleus accumbens; NAc) en dorsale striatum (of caudate putamen; CPu), striatale strukture wat betrokke is by dwelmbeloning en verslawing (Freeman et al., 2001; Robinson en Kolb, 2004; Shaham en Hope, 2005; Doolhof en Nestler, 2011). ΔFosB, 'n afgeknotte en stabiele proteïen wat deur die onmiddellike vroeë gene gekodeer word, Fosb, is 'n goed gekenmerkde transkripsiefaktor wat in NAc en CPu geïnduceerd word deur chroniese blootstelling aan feitlik alle dwelmmiddels, waar dit sensitiewe gedragsresponse op herhaalde geneesmiddeladministrasie bemiddel (Nestler, 2008). Maar of vorige chroniese blootstelling aan 'n dwelmmisbruik die volgende induksie van ΔFosB verander, bly onbekend.

Ons het onlangs veronderstel dat chromatienwysigings in reaksie op chroniese geneesmiddelblootstelling die induksie van spesifieke gene in teikenbreinstreke kan verander (Robison en Nestler, 2011). Toenemende bewyse het getoon dat dwelms van mishandeling na chroniese administrasie die struktuur en transkripsionele toeganklikheid van chromatien verander deur middel van talle tipes modifikasies, insluitende fosforilering, asetilering, en metering van histone sterte. Meer onlangse werk in selkultuurstelsels het gefokus op die werwing van RNA-polimerase II (Pol II) aan die promotor van "induceerbare" gene voor hulle uitdrukking, met Pol II aanhoudend gebind aan proximale promotorstreke en rondom die transkripsie beginpunt (TSS ) in 'n "gestopte" toestand (Kern en Lis, 2008; Nechaev en Adelman, 2008). Aktivering van die stalled Pol II word dan gedink om verantwoordelik te wees vir sy ontsnapping uit promotor- en TSS-streke en die transkripsie van hierdie "primed" gene (Zeitlinger et al., 2007; Saha et al., 2011; Bataille et al., 2012).

Hier wys ons dat voorafgaande chroniese blootstelling aan kokaïen, gevolg deur 'n verlengde onttrekkingstydperk, die induktiwiteit van die Fosb geen vir die daaropvolgende kokaïenadministrasie, met NAc wat vir induksie gepresteer word terwyl CPu nie is nie. Ons identifiseer dan verskillende chromatin handtekeninge by die Fosb geenpromotor in NAc en CPu wat geassosieer word met sulke afwykende induksie van die Fosb geen, insluitend die werwing van Polder II by die Fosb proksimale promotor in NAc net sowel as veranderinge in verskeie aktiverende of onderdrukkende histon-modifikasies in beide breinstreke. Hierdie resultate bied nuwe insig in die chromatin dinamika by die Fosb geenpromotor en dui vir die eerste keer 'n meganisme aan deur die stalling van Pol II primes Fosb vir groter aktivering in NAc by weer blootstelling aan kokaïen.

Materiaal en metodes

diere

Manlike Sprague Dawley-rotte (250-275 g; Charles River Laboratories), wat in alle eksperimente gebruik is, is in 'n klimaatbeheerde kamer op 'n 12 uur lig / donker siklus (ligte aan 7 AM) geparkeer met toegang tot kos en water ad libitum. Alle diere is twee keer per dag ingespuit vir tien dae met kokaïen (15 mg / kg, ip) of sout (ip) in hul huishokke. Dierproefnemings is goedgekeur deur die Institusionele Diereversorgings- en -gebruikskomitee (IACUC) op Mount Sinai.

Lokomotoriese metings

Diere is in die lokomotoriese kamer op die eerste dag vir 1 uur gewoond, en dan gemonitor vir lokomotoriese aktiwiteit na 'n soutoplossing met behulp van die Photobeam-aktiwiteitstelsel (San Diego Instruments). Na 1 uur in die lokomotiewe kamers elke dag, is kokaïen (15 mg / kg, ip) daagliks toegedien vir 2 dae en diere is weer gemonitor vir lokomotoriese aktiwiteit vir 1 uur.

immunohistochemie

Diere is geperfumeer 24 uur na hul laaste dwelmblootstelling. ΔFosB / FosB immunoreaktiwiteit is opgespoor soos beskryf (Perrotti et al., 2004). Western blotting het bevestig dat al die ΔFosB / FosB-agtige immunoreaktiwiteit waargeneem 24 uur of langer na kokaïeninjecties weerspieël ΔFosB, met FosB ondetectable (nie getoon nie).

RNA isolasie, omgekeerde transkripsie, en PCR

Bilaterale 12-maatstene van NAc en dorsolaterale / dorsomediale CPu is verkry soos beskryf (Perrotti et al., 2004), bevrore op droë ys en verwerk volgens gepubliseerde protokolle (Covington et al., 2011). ΔFosB en FosB mRNA is gemeet met behulp van kwantitatiewe PCR (qPCR) met isoform spesifieke ΔFosB en FosB primers (Alibhai et al., 2007). ΔFosB- en FosB-mRNA-vlakke is genormaliseer na GAPDH mRNA vlakke, wat nie deur kokaïenblootstelling geraak is nie (nie getoon nie).

Western blotting

NAc en CPu stoot is soos hierbo versamel en verwerk vir Western blotting soos beskryf (Covington et al., 2011), met behulp van teenliggaampies teen ERK44 / 42 [ekstrasellulêre sein gereguleerde kinase-44 / 42] en fosfoERK44 / 42 (pERK), AKT [tiemoma virale proto-onkogene] en p-AKT, SRF (serumresponsiefaktor) en pSRF, CREB [cAMP reaksie element bindende proteïen] en pCREB. Die hoeveelheid proteïene wat op elke baan geblaas is, is genormaliseer tot vlakke van aktien of tubulien, wat nie beïnvloed is deur blootstelling aan kokaïen nie.

Chromatienimmunoprecipitatie (ChIP)

Vars dissekteerde NAc- en CPu-stampe is voorberei vir ChIP soos beskryf (Maze et al., 2010). Elke eksperimentele toestand is in drievoud geanaliseer uit onafhanklike groepe diere. Vir elke ChIP-steekproef is bilaterale NAc- en CPu-stampe saamgestel uit vyf rotte (10-stampe). Die teenliggaampies wat gebruik word vir spesifieke histon-modifikasies is dieselfde as dié wat gepubliseer word (Maze et al., 2010); teenliggame teen Pol II gefosforileer by Ser5 van sy karboksiedterminale domein (CTD) herhalingsgebied (Pol II-pSer5) is verkry uit abcam 5131. Vier stelle ChIP primers is ontwerp vir Fosb (Lazo et al., 1992; Mandelzys et al., 1997): 1F: GTACAGCGGAGGTCTGAAGG, 1R: GAGTGGGATGAGATGCGAGT; 2F: CATCCCACTCGGCCATAG, 2R: CCACCGAAGACAGGTACTGAG; 3F: GCTGCCTTTAGCCAATCAAC, 3R: CCAGGTCCAAAGAAAGTCCTC; 4F: GGGTGTTTGTGTGTGAGTGG, 4R: AGAGGAGGCTGGACAGAACC. Vlakke van chromatien modifikasies word vergelyk met dié vir inset-DNA soos beskryf (Maze et al., 2010).

Statistiese analise

Al die waardes wat gerapporteer is, is gemiddeld ± sem Data vir lokomotoriese aktiwiteit en seltelling is geanaliseer deur tweerigting-ANOVA's met behandeling en inspuiting as faktore. qPCR-eksperimente is per tydpunt geanaliseer deur eenrigting-ANOVA's met behandeling as 'n faktor. Toe beduidende hoofeffekte waargeneem is (p <0.05), is Bonferroni post-hoc-toetse gedoen vir vergelykings met dwelmnaïewe soutbehandelde diere (^ in syfers) en medisyne-naïewe behandelde kokaïen (* in syfers). Ongepaarde tweestert-student-t-toetse is gebruik vir Western blotting en ChIP-data, met regstellings vir veelvuldige vergelykings.

Results

Groter Fosb-induksie in NAc, maar nie CPu, van kokaïen-ervare rotte nie

Om die invloed van 'n vorige chroniese kursus van kokaïen te ondersoek, gevolg deur 'n lang tydperk van onttrekking, op die moontlikheid van die Fosb geen in reaksie op 'n daaropvolgende kokaïenuitdaging, het rotte wat twee keer per dag ip tweedens met sout of kokaïen (15 mg / kg) vir 10 dae ingespuit is, uitdagingsdosis van die geneesmiddel gegee na 28-dae van onttrekkingFig 1A). Ons het eers die lokomotoriese response gemeet in een groep diere om die induksie van lokomotoriese sensitiwiteit te bevestig deur voorafgaande kokaïenblootstelling, 'n verwagte blywende gevolg van geneesmiddeladministrasie. Kokaïen-ervare en -naïte rotte het gelykwaardige baseline lokomotoriese aktiwiteit getoon, met 'n kokaïenuitdaging vir dwelm-naïewe diere wat hul voortbeweging verhoog (Fig 1B. Herhaalde maatreëls tweerigting-ANOVA, behandeling: F1,66 = 30.42, p <0.0001; kokaïen uitdaging: F2,66= 58.39, p <0.0001; behandeling x kokaïen uitdaging: F2,66= 8.56, p = 0.0005, Bonferroni post-toetse ^p <0.001). Hierdie kokaïen-uitdaging het aansienlike groter bewegingsaktiwiteit veroorsaak, dws sensitiwiteit, by kokaïen-ervare rotte (Bonferroni natoetse * p <0.001).

Figuur 1  

Effek van vorige chroniese kokaïen blootstelling op lokomotoriese aktiwiteit en Fosb induksie in NAc en CPu by her blootstelling aan die geneesmiddel

Om die effekte van hierdie kokaïenvoorbehandelingsregime op ΔFosB-uitdrukking in NAc en CPu te evalueer, het ons ΔFosB proteïen gemeet met immunohistochemiese metodes 24 uur nadat kokaïen-naïewe en kokaïene-ervare diere behandel is met 0, 1, 3, of 6 daaglikse kokaïen uitdaging inspuitings (15 mg / kg; sien Fig 1A). Soos voorheen vasgestel (Nye et al., 1995), 3-kokaïene-inspuitings was voldoende om ΔFosB-proteïene in NAc en CPu van dwelm-naïewe diere aansienlik te induceer en die akkumulasie daarvan bly beduidend na 6-dae van kokaïeninjecties (Fig 1C. Herhaalde maatreëls tweerigting-ANOVA, NAc-kern, behandeling: F1,28= 23.5, p <0.0001; kokaïen uitdaging: F3,28= 49.16, p <0.0001; behandeling x kokaïen uitdaging: F3,28= 6.83, p = 0.0014; NAc dop, behandeling: F1,28= 18.69, p <0.0001; kokaïen uitdaging: F3,28= 31.52, p <0.0001; behandeling x kokaïen uitdaging: F3,28= 3.21, p <0.05; CPu, behandeling: F1,28= 9.47, p <0.001; kokaïen uitdaging: F3,28= 19.74, p <0.0001; behandeling x kokaïen uitdaging: F3,28= 0.94, p> 0.05. In NAc kern, dop en CPu, Bonferroni natoetse ^p <0.05). By kokaïen-ervare diere was daar geen bewyse van aanhoudende ΔFosB-induksie in NAc of CPu na 28 dae van onttrekking nie, in ooreenstemming met vorige berigte dat die ΔFosB-sein teen hierdie tydpunt heeltemal verdwyn (Nye et al., 1995), die rede waarom hierdie tydspunt in hierdie studie gebruik is. Opvallend, egter, kokaïene-ervare rotte wat 3- of 6-kokaïen-uitdaging-inspuitings ontvang het, het aansienlik groter ΔFosB-proteïeninduksie in NAc getoon, 'n effek wat in beide kern- en dop subregio's voorkom (Fig 1C. Bonferroni natoetse * p <0.05). Daarteenoor is geen sodanige groter induksie van ΔFosB-proteïen in CPu waargeneem nie; In plaas daarvan is ekwivalente ΔFosB-induksie in hierdie streek gesien na 3 of 6 dae van kokaïen-inspuitingsinspuitings in kokaïen-naïewe en-ervare rotte (Fig 1C).

Om insig te verkry in die transkripsionele veranderinge wat voorkom in NAc en CPu in reaksie op 'n kokaïenuitdaging, het ons die tydskursus (45, 90 en 180 min) bestudeer van die induktiwiteit van ΔFosB- en FosB mRNA transcripties op 'n enkele kokaïen of soutinjectie gegee na kokaïen-naïef en -experienced rotte na 28 dae van onttrekking (sien Fig 1A). In verhouding tot 'n soutuitdaging het 'n kokaïenuitdaging 'n vinnige toename in ΔFosB- en FosB-mRNA-vlakke op al drie die tydstip in beide NAc en CPu van kokaïen-naïewe diere veroorsaak (Fig 1D. Herhaalde maatreëls een manier ANOVA per tyd punt; Bonferroni post-toetse ^p <0.05). In NAc het ons groter ΔFosB- en FosB-mRNA-induksie by kokaïen-ervare diere waargeneem in vergelyking met kokaïen-naïewe diere na die kokaïen-uitdaging. afname in kokaïen-ervare diere (Fig 1D. Bonferroni post-toetse %p = 0.08, * p <0.05).

Karakterisering van stroomopsporingspaaie in NAc en CPu van kokaïen-ervare rotte

Een moontlike verduideliking vir die veranderde induktiwiteit van die Fosb geen in NAc en CPu na 'n vorige chroniese kursus van kokaïen is dat 'n afgeleë geskiedenis van kokaïenblootstelling kan lei tot blywende veranderinge in seinweë wat stroomop is van Fosb geen-induksie so dat 'n kokaïen-uitdaging dan die gene tot 'n afwykende mate veroorsaak. Om hierdie hipotese te bestudeer, het ons ontleed die twee transkripsie faktore, SRF en CREB, wat onlangs getoon dat vereis word vir kokaïen induksie van ΔFosB in hierdie streek van die brein (Vialou et al., 2012) saam met opwaartse proteïenkinases, ERK en AKT, ook betrokke by kokaïenwerking (Valjent et al., 2000; Lu et al., 2006; Boudreau et al., 2009). Ons het nie enige veranderinge in totale of gefosforileerde vlakke van hierdie verskillende proteïene opgespoor wat die veranderde induktiwiteit van Fosb waargeneem, insluitend geen veranderinge in SRF, CREB of AKT (Fig 2B, C). Die gebrek aan verandering in pSRF en pCREB in NAc in reaksie op 'n kokaïenuitdaging is in ooreenstemming met 'n onlangse verslag, wat beide bevind het dat dit slegs deur chroniese kokaïen geïnduseer is (Vialou et al., 2012).

Figuur 2  

Effek van voorafgaande chroniese kokaïen blootstelling op stroomop molekulêre sein-cascades in NAc en CPu

In NAc en CPu van dwelm-naïewe diere, 20 min na 'n aanvanklike dwelmblootstelling (Fig 2A), het 'n enkele kokaïenuitdaging vlakke van pERK42 / 44 (Fig 2B, C. Twee-stert Student t-toets: * p <0.05). Daar is vorige verslae van verhoogde pERK-vlakke in hierdie streke na akute toediening van kokaïen (Valjent et al., 2000). Dit is moeilik om te vergelyk met ander referate wat ERK fosforilering in NAc ondersoek tydens onttrekking van herhaalde kokaïen inspuitings (Boudreau et al., 2007; Shen et al., 2009), soos in ons studie pERK gekwantifiseer is na 28 dae van onttrekking en na 'n kokaïen of soutuitdaging. In vergelyking met dwelm-naïewe diere wat vir die eerste keer kokaïen ondervind het, het die blootstelling aan kokaïen by kokaïen-ervare rotte na 28-dae van onttrekking veroorsaak dat PERK42 / 44-vlakke in CPu aansienlik verhoog is (Fig 2B, C. Tweestert-student-toets: * p <0.05).

Chromatin landskap by die Fosb gene promotor in NAc en CPu van kokaïen-ervare rotte

Ons het daarna ondersoek of veranderinge in Fosb geen-induktiwiteit word geassosieer met veranderinge in sy chromatinstruktuur. Chip is uitgevoer op die NAC en CPU gebruik van teenliggaampies teen drie goed wat gekenmerk vorme van histoon wysigings: trimethylation van Lys4 van histoon H3 (H3K4me3) wat verband hou met gene aktivering, en H3K27me3 en H3K9me2 wat verband hou met gene onderdrukking. Ons het kokaïen-naïef en -experienced rotte ontleed na 28-dae van onttrekking óf sonder 'n uitdagende inspuiting van kokaïen, met diere wat 1 uur later ondersoek is (Fig 3A). In NAc het ons geen beduidende veranderinge in die binding van enige van hierdie drie histon veranderings aan die Fosb geenpromotor in die afwesigheid van 'n kokaïenuitdaging, hoewel daar 'n neiging was vir verlaagde vlakke van H3K9me2 (Fig 3B-D. Twee-tailed Student t-toets. #p = 0.2 in vergelyking met die onderskeie geneesmiddel Naïve kontroles). Hierdie effek het betekenisvol geword na 'n kokaïenuitdaging en was spesifiek vir die proksimale promotorstreek van die geen (Fig 3C. * p <0.05). Terwyl die vlakke van H3K9me2 by sommige gene baie laag is, is die Fosb geenpromotor toon aansienlike vlakke van hierdie punt in NAc onder beheerstoestande (Maze et al., 2010, data nie getoon nie). In teenstelling hiermee, in CPu, het ons klein, maar beduidende afname in H3K4me3 binding, en toenames in H3K27me3 binding, by die Fosb promotor in die afwesigheid van 'n kokaïenuitdaging, gevolge wat verlore gaan na die uitdaging (Fig 3D. * p <0.05).

Figuur 3  

Effek van vorige chroniese kokaïen blootstelling op epigenetiese priming van die Fosb geen in NAc en CPu

Ons het daarna Pol II aan die Fosb gene, gebaseer op onlangse bevindinge in sel kultuur wat stol van Pol II by TSSs, wat gekenmerk word deur sy fosforilering by Ser 5 in sy CTD herhaal streek, is wat verband hou met priming van gene (sien Inleiding). Ons het dus Pol II-pSer5 bind aan Fosb by vier afsonderlike streke van die geen (Fig 3B). Hierdie analise het 'n beduidende verryking van Pol II-pSer5 by die Fosb geen in sy proksimale promotor streek en om sy TSS in NAc van kokaïene-ervare diere, na langdurige onttrekking, in die afwesigheid van 'n kokaïen uitdaging in vergelyking met kontrole (Fig 3E. * p <0.05). Hierdie verryking was nie sigbaar in twee gene liggaamsstreke van Fosb, in ooreenstemming met Pol II stalling beskryf in eenvoudiger eksperimentele stelsels. Interessant genoeg, na 'n kokaïenuitdaging, toon Pol II-pSer5 binding nog steeds tekens van verryking, hoewel nie meer betekenisvol nie, by die Fosb proksimale promotor streek (Fig 3E. %p = 0.1), maar teruggekeer na beheervlakke by die TSS. Bevindings in CPu was meer veranderlik, met geen duidelike patroon van Pol II-pSer5 binding waargeneem nie.

Bespreking

Die huidige studie bied nuwe insig in die volgehoue ​​regulering van Fosb weke na die beëindiging van herhaalde blootstelling aan kokaïen. Ons wys dat die vorige chroniese kokaïenadministrasie die Fosb geen meer induceerbaar in NAc, wat lei tot vinniger akkumulasie van ΔFosB by her blootstelling aan die geneesmiddel. Gegewe die oorweging van bewyse dat ΔFosB induksie in NAc bemiddelde gedragsreaksies aan kokaïen bemiddel (Nestler, 2008), toon ons bevindinge 'n nuwe meganisme vir die vinniger herinstelling van sulke sensitiewe response na langdurige onttrekking.

Ons demonstreer dat die verhoogde induksie van ΔFosB in NAc geassosieer word met chromatienveranderinge by die Fosb geen wat verwag word om dit te prikkel vir groter induksie. Dus toon ons verhoogde Pol II binding aan die proksimale promotor en TSS streke van die gene wat teen 4 weke van onttrekking van vorige chroniese kokaïenadministrasie teenwoordig is. Sulke Pol II verryking by die TSS verloor vinnig op kokaïenuitdaging en Fosb induksie, in ooreenstemming met 'n model in selkultuur wat Pol II gestuit het, word vrygestel van TSS's op geenaktivering (sien Inleiding). 'N Kokaïen-uitdaging veroorsaak ook 'n vinnige afname in binding van H3K9me2-'n punt van geen-repressie-na die Fosb promotor. In teenstelling hiermee het ons geen blywende induksie van verskeie transkripsiefaktore, of van hulle stroomop kinases, wat bekend is om te bemiddel Fosb induksie deur kokaïen. Hierdie resultate ondersteun ons hipotese dat die verhoogde induksie van ΔFosB in NAc bemiddel word via epigenetiese priming van die Fosb geen en nie via opregulasie van stroomopgebeure nie.

Baie verskillende resultate is verkry vir CPu. Daar was geen getuienis vir Pol II om op te staan ​​nie Fosb in kokaïen-ervare rotte voor 'n kokaïenuitdaging, hoewel daar klein maar beduidende histon-modifikasies bestaan ​​wat met gene-repressie ooreenstem: verhoogde H3K27me3 binding en verlaagde H3K4me3 binding. Daar was ook geen verandering in opwaartse transkripsiefaktore of kinases wat ooreenstem met verminder nie Fosb induksie. Hierdie bevindinge dui daarop dat na chroniese kokaïenadministrasie epigenetiese veranderinge dien om te demp Fosb geen-induksie in CPu, in teenstelling met die priming gesien in NAc. Alhoewel hierdie effekte die induksie van ΔFosB mRNA onderdruk deur weer blootstelling aan kokaïen te onderdruk, is daar geen verlies in die ophoping van ΔFosB proteïen nie. Die meganisme onderliggend aan hierdie paradoks vereis nou verdere ondersoek.

Meer algemeen ondersteun ons resultate 'n model waar veranderinge in die chromatien landskap by spesifieke gene in reaksie op chroniese kokaïenadministrasie dien om daardie gene te prikkel of te stamp vir latere induksie by herblootstelling van die geneesmiddel. Sulke chromatin veranderinge, wat beskou kan word as "epigenetiese littekens," sal gemis word in ontledings van gestadigde mRNA vlakke van gene. Op hierdie manier beloof karakterisering van die epigenoom van verslawing vars inligting oor die molekulêre patogenese van die wanorde, wat ontgin kan word vir die ontwikkeling van nuwe behandelings.

Bedankings

Hierdie werk is ondersteun deur toekennings van die Nasionale Instituut vir Dwelmmisbruik.

Verwysings

  • Alibhai IN, Groen TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Regulering van fosB- en DeltafosB-mRNA-uitdrukking: in vivo en in vitro studies. Brein Res. 2007;1143: 22-33. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Bataille AR, Jeronimo C, Jacques PE, Laramee L, Fortin ME, Bos A, Bergeron M, Hanes SD, Robert F. 'n Universele RNA Polymerase II-CTD-siklus word georkestreer deur komplekse interplays tussen Kinase-, Fosfatase- en Isomerase Enzyme langs Genes. Mol Cell. 2012;45: 158-170. [PubMed]
  • Boudreau AC, Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME. Cell-oppervlak-AMPA-reseptore in die ratkern-accumbens verhoog tydens kokaïenonttrekking, maar internaliseer na kokaïenuitdaging in kombinasie met veranderde aktivering van mitogeen-geaktiveerde proteïenkinase. J Neurosci. 2007;27: 10621-10635. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Boudreau AC, Ferrario CR, Glucksman MJ, Wolf ME. Aanwysingsbaanaanpassings en nuwe proteïenkinase. 'N Substraat wat verband hou met gedragsensensitiasie vir kokaïen. J Neurochem. 2009;110: 363-377. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Kern LJ, Lis JT. Transkripsie regulasie deur middel van promotor-proksimale pouses van RNA polimerase II. Wetenskap. 2008;319: 1791-1792. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Covington HE, 3rd, Maze I, Son H, Bomze HM, DeMaio KD, Wu EY, Dietz DM, Lobo MK, Ghose S, Mouzon E, Neve RL, Tamminga CA, Nestler EJ. 'N Rol vir onderdrukkende histoonmetilering in kokaïen-geïnduceerde kwesbaarheid vir stres. Neuron. 2011;71: 656-670. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Freeman WM, Nader MA, Nader SH, Robertson DJ, Gioia L, Mitchell SM, Daunais JB, Porrino LJ, Friedman DP, Vrana KE. Chroniese kokaïen-gemedieerde veranderinge in nie-menslike primaatkerns volg genuitdrukking. J Neurochem. 2001;77: 542-549. [PubMed]
  • Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Neurale meganismes van verslawing: die rol van beloningsverwante leer en geheue. Annu Rev Neurosci. 2006;29: 565-598. [PubMed]
  • Kalivas PW, Volkow N, Seamans J. Onbeheerbare motivering in verslawing: 'n patologie in prefrontale-accumbens glutamaat-oordrag. Neuron. 2005;45: 647-650. [PubMed]
  • Lazo PS, Dorfman K, Noguchi T, Mattei MG, Bravo R. Struktuur en kartering van die fosB-geen. FosB downreguleer die aktiwiteit van die fosB promotor. Nukleïensure Res. 1992;20: 343-350. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Lu L, Koya E, Zhai H, Hoop BT, Shaham Y. Rol van ERK in kokaïenverslawing. Neigings Neurosci. 2006;29: 695-703. [PubMed]
  • Mandelzys A, Gruda MA, Bravo R, Morgan JI. Afwesigheid van 'n aanhoudende verhoogde 37 kDa fosverwante antigeen en AP-1-agtige DNA-bindende aktiwiteit in die brein van kainiensuur-behandelde fosB null-muise. J Neurosci. 1997;17: 5407-5415. [PubMed]
  • Doolhof Ek, Nestler EJ. Die epigenetiese landskap van verslawing. Ann NY Acad Sci. 2011;1216: 99-113. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Maze I, Covington HJ, 3rd, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Meganiese M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren Y, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakhovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Noodsaaklike rol van die histoonmetieltransferase G9a in kokaïen-geïnduseerde plastisiteit. Wetenskap. 2010;327: 213-216. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Nechaev S, Adelman K. Promotor-proksimale Pol II: wanneer stalling spoed dinge op. Selsiklus. 2008;7: 1539-1544. [PubMed]
  • Nestler EJ. Resensie. Transkripsionele meganismes van verslawing: rol van DeltaFosB. Philos Trans R Sos Lond B Biol Sci. 2008;363: 3245-3255. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Nye HE, Hoop BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Farmakologiese studies van die regulering van chroniese FOS-verwante antigeen-induksie deur kokaïen in die striatum- en nucleus accumbens. J Pharmacol Exp En daar. 1995;275: 1671-1680. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Induksie van deltaFosB in beloningsverwante breinstrukture na chroniese stres. J Neurosci. 2004;24: 10594-10602. [PubMed]
  • Robinson TE, Kolb B. Strukturele plastisiteit wat verband hou met blootstelling aan dwelmmiddels. Neurofarmakologie 47 Suppl. 2004;1: 33-46. [PubMed]
  • Robison AJ, Nestler EJ. Transkripsionele en epigenetiese meganismes van verslawing. Nat Rev Neurosci. 2011;12: 623-637. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Saha RN, Wissink EM, Bailey ER, Zhao M, Fargo DC, Hwang JY, Daigle KR, Fenn JD, Adelman K, Dudek SM. Snelle aktiwiteit-geïnduceerde transkripsie van Arc en ander IEG's is afhanklik van Gelyke RNA Polimerase II. Nat Neurosci. 2011;14: 848-856. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Shaham Y, Hoop BT. Die rol van neuroadaptations in terugval na dwelm soek. Nat Neurosci. 2005;8: 1437-1439. [PubMed]
  • Shen HW, Toda S, Moussawi K, Bouknight A, Zahm DS, Kalivas PW. Veranderde dendritiese ruggraat plasticiteit in kokaïen-onttrek rotte. J Neurosci. 2009;29: 2876-2884. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Valjent E, Corvol JC, Bladsye C, Besson MJ, Maldonado R, Caboche J. Betrokkenheid van die ekstrasellulêre sein-gereguleerde kinase-kaskade vir kokaïenbelonende eienskappe. J Neurosci. 2000;20: 8701-8709. [PubMed]
  • Zeitlinger J, Stark A, Kellis M, Hong JW, Nechaev S, Adelman K, Levine M, Young RA. RNA polimerase stalling by ontwikkelingsbeheer gene in die Drosophila melanogaster embrio. Nat Genet. 2007;39: 1512-1516. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Vialou VF, Feng J, Robison AJ, Ferguson D, Scobie KN, Mazei-Robison M, Mouzon E, Nestler EJ. Serum-responsfaktor en cAMP reaksie element bindende proteïen word albei benodig vir kokaïen induksie van ΔFosB. J Neurosci. 2012 aanvaar. [PMC gratis artikel] [PubMed]