قانون الموازنة المخطط في إدمان المخدرات: أدوار متميزة للخلايا العصبية الشوكية المتوسطة والمسارات المباشرة وغير المباشرة (2011)

المُقدّمة

تعاطي مخدرات تعاطي التغيرات الجزيئية والخلوية القوية في كل من المخطط الظهري (dStr) والمخاطية البطنية (النواة المتكئة ، NAc) ، والعديد من هذه التغيرات تحدث في الخلايا العصبية الشوكية المتوسطة (MSN) ، والخلايا العصبية الإسقاطية الرئيسية في dStr و NAc ، والتي حساب 90 - 95٪ من جميع الخلايا العصبية في هذه المناطق. ومع ذلك ، لم يتمكن الباحثون حتى وقت قريب من تحديد الدور التفاضلي للنوعين الفرعيين لـ MSN في الظواهر المرتبطة بالإدمان. يتم تمييز النوعين الفرعيين MSN عن طريق إثراء مستقبلات الدوبامين 1 (D₁) أو مستقبلات الدوبامين 2 (د₂) فضلا عن العديد من الجينات الأخرى (Gerfen and Young، 1988; Gerfen وآخرون ، 1990; Le Moine et al.، 1990, 1991; برنارد وآخرون، 1992; Ince et al.، 1997; Lobo et al.، 2006, 2007; Heiman وآخرون ، 2008. gensat.org) ومن خلال توقعاتها المتميزة عبر مسار العقد القشرية القشرية (المسارات المباشرة مقابل الطرق غير المباشرة ؛ جيرفن ، 1984, 1992). اقترح العمل في وقت مبكر أن المخدرات من الاعتداء تمارس معظم التأثير على D₁+ MSNs ، مع استخدام العديد من ناهضات مستقبلات الدوبامين والمضادات التي توفر رؤية مهمة للأدوار الوظيفية والجزيئية لكل MSN في السلوكيات مكافأة الدواء (النفس ، 2010). ومع ذلك ، المنهجيات الحالية من نوع الخلايا الحالية ، بما في ذلك الفئران مراسل الفلورسنت التي تعبر عن GFP تحت D₁ أو د₂ كروموسومات اصطناعية بكتيرية (BACs؛ جونج وآخرون ، 2003; فالجنت وآخرون ، 2009. gensat.org) ، نماذج الفئران المشروطة مثل استخدام الفئران المحورة المعدلة وراثيا التي تتحكم فيها التتراسيكلين (تشن وآخرون ، 1998; كيلز وآخرون ، 1999) ، والفئران المعدلة وراثيا معربا عن إعادة تكوين ريبوتيناز باستخدام د₁ أو د₂ BACs ، كروموسومات خميرة اصطناعية (YACs) ، أو الضحك في الفئران (جونج وآخرون ، 2007; Lemberger وآخرون ، 2007; Heusner et al.، 2008; Parkitna وآخرون ، 2009; فالجنت وآخرون ، 2009; Bateup وآخرون ، 2010; Lobo et al.، 2010. (gensat.org) بالإضافة إلى نقل الجين الفيروسي من النوع الخلوي (Cardin et al.، 2010; هيكيدا وآخرون ، 2010; Lobo et al.، 2010; فيرغسون وآخرون ، 2011) ، قدمت رؤى جديدة عميقة في الأسس الجزيئية الدقيقة لكل نوع فرعي من MSN ولوائحها حسب تعاطي المخدرات (الجدول 1).

الجدول 1. آثار التلاعب الجيني النوع من الخلايا في D₁+ و د₂+ MSNs في نماذج إدمان المخدرات.

تدعم النتائج الأخيرة اختتام دور أكثر أهمية لـ D₁+ MSNs في إنتاج تعزيز وتوعية تأثير تعاطي المخدرات ، مع معظم التغييرات الجزيئية القوية التي تحدث في هذه MSN. على سبيل المثال ، يؤدي التعرض الحاد لمثيرات النشاط النفسي إلى إثارة العديد من جزيئات الإشارة بما في ذلك FosB و ERK و c-Fos و Zif268 في D₁+ MSNs ، في حين أن الكوكايين المتكرر يحث على تفضيل ΔFosB ويغير مستقبل GABA ووحدات أيونات القنوات الأخرى في هذا النوع من الخلايا أيضًا (روبرتسون وآخرون ، 1991; يونغ وآخرون ، 1991; Berretta وآخرون ، 1992; Cenci et al.، 1992; Moratalla et al.، 1992; نأمل وآخرون ، 1994; Bertran-Gonzalez et al.، 2008; Heiman وآخرون ، 2008). وعلاوة على ذلك ، تعطيل أو التعبير عن جزيئات محددة ، مثل ΔFosB ، DARPP-32 ، أو Nr3c1 (مستقبل جلايكورتيكود) ، في D₁+ يحاكي MSN عادة السلوكيات المتعلقة بالمخدرات التي تتم ملاحظتها عندما يتم إجراء هذه التعديلات بطريقة غير نمطية من النوع الخلوي ، بينما تؤدي إلى تعطيل مثل هذه الجينات في D₂+ غالباً ما تتسبب رسائل MSN في استجابة معاكسة (Fienberg et al.، 1998; كيلز وآخرون ، 1999; Deroche-Gamonet et al.، 2003; Zachariou وآخرون ، 2006; Ambroggi et al.، 2009; Bateup وآخرون ، 2010). ومع ذلك ، لا يمكننا استبعاد مساهمة مهمة من D₂+ MSNs في التكيف مع تعاطي المخدرات ، لأن التعرض للكوكايين يغير التعبير الجيني في كل من الأنواع الفرعية لـ MSN (Heiman وآخرون ، 2008) و د₂- ناهضات المستقبلات والمناهضات يبذلون تأثيرات قوية في المقايسات السلوكية (النفس ، 2010). في الواقع ، أظهرت النتائج الأخيرة أن التكيف الجزيئي الإشارات في D₂+ تقوم خدمة MSN بتعديل الاستجابة السلوكية للحيوان بشكل فعال تجاه تعاطي المخدرات (Lobo et al.، 2010). أظهرت النتائج الأخيرة أن خسارة TrkB (مستقبلات BDNF) في D₂+ نتائج MSN في ردود سلوكية مماثلة على الكوكايين كإجمالي خروج TrkB من NAc ، مما يظهر لأول مرة دورًا مهيمنًا انتقائيًا لمسار جزيئي في D₂+ MSNs في التوسط في آثار المخدرات من سوء المعاملة.

وأخيرًا ، تكشف المؤلفات الحديثة أن اثنين من MSN تعملان على التأثيرات العدائية في السلوكيات المتعلقة بالمخدرات ، حيث تفعيل D₁+ MSNs أو تثبيط د₂+ MSNs يعزز حساسية الحيوان لدواء من سوء المعاملة (هيكيدا وآخرون ، 2010; Lobo et al.، 2010; فيرغسون وآخرون ، 2011). تتسق هذه النتائج مع الأدوار المتعارضة لكل من الـ MSNs ومساراتها المباشرة مقابل غير المباشرة في العقد القاعدية في سلوكيات المحركات (الكسندر وآخرون ، 1986; ألبين وآخرون ، 1989; Graybiel ، 2000; كرافيتز وآخرون ، 2010). تتوافق هذه الأدبيات الحديثة مع الفكرة العامة التي مفادها أن النقل العصبي الدوباميني ، والذي يتم تنشيطه من قبل جميع أدوية سوء الاستخدام ، يسهل التنشيط الغلوتامي للمرض₁+ MSNs في حين تمنع تفعيل glutamatergic من D₂+ MSNs من خلال أفعاله على D₁ مقابل د₂ مستقبلات الدوبامين (الشكل 1). في هذا الاستعراض ، نتناول المعرفة الحالية للإشارات الجزيئية المتميزة التي تظهر من خلال هذين النوعين من MSN فيما يتعلق بأدوارها الوظيفية واستجاباتها لعقاقير الإساءة.

الشكل 1. جميع أدوية تعاطي المخدرات تزيد من إشارات الدوبامين في المخطط ، والتي يمكن أن تعدل بشكل تفاضلي النشاط الجلوتاماتيكي في النوعين الفرعيين MSN. على وجه الخصوص ، يرتبط الكوكايين بنقل الدوبامين الذي يمنع امتصاص الدوبامين في أطراف الخلايا العصبية الدوبامين VTA. تفعيل G._s/_{جبهة تحرير أورومو} يقترن د₁ المستقبلات يعزز نشاط PKA ويغير الكالسيوم²⁺ و ك⁺ المواصلات لتعزيز "حالة" الغلوتامات بوساطة في MSNs هذه. في المقابل ، تفعيل G_i/G_o D₂- المستقبلات تقلل من نشاط PKA وتغير Ca²⁺، نا⁺و K⁺ السلوكيات لتقليص "الحالة الأعلى" بوساطة الغلوتامات. وهذا ينقل هذه الـ MSNs إلى "حالة التباطؤ".

Dopamine Receptor Signaling in D₁ مقابل د₂ MSNs

كما ذكرنا من قبل ، فإن جميع أدوية سوء الاستخدام تنشط مدخلات الدوبامين في NAc ومناطق الدماغ الحوفي ذات الصلة (Volkow وآخرون ، 2004; الحكمة ، 2004; Nestler ، 2005). على سبيل المثال ، تعمل المثيرات النفسية مثل الكوكايين أو الأمفيتامين مباشرة على مسار المكافأة الدوباميني عن طريق التدخل في ناقلة الدوبامين: الكوكايين يمنع الناقل وينعكس الأمفيتامين الناقل ، وكلا الإجراءين يؤدي إلى تراكم الدوبامين في المشبك الذي يمكن أن ينشط الدوبامين في اتجاه مجرى النهر. المستقبلات على الخلايا العصبية المستهدفة (الشكل 1). أكثر ما يميّز هذين الأمرين عن إثرائهما D₁ مقابل د₂-المستقبلات على الرغم من أن دراسات RT-PCR ذات الخلية الواحدة تكشف عن أن د₁+ MSNs التعبير عن مستويات منخفضة من D₂مثل المستقبلة ، د₃ وD₂+ MSNs التعبير عن مستويات منخفضة من D₁مثل المستقبلة ، د₅ (Surmeier وآخرون ، 1996). تتطلب كل من MSNs التعصيب الجلوتاماتي لتوجيه النشاط العصبي. يقوم الدوبامين بمعايرة هذه الاستجابات الوظيفية عن طريق تحفيز أنواع فرعية متميزة من مستقبلات الدوبامين: عن طريق التضمين الإيجابي للإدخال الجلوتاماتيري الاستثاري خلال D₁ الإشارات مستقبلات عبر G._s أو زاي_{جبهة تحرير أورومو}الذي يحفز الأدينيل سيكلز الذي يؤدي إلى زيادة نشاط PKA ، في حين ينظم الدوبامين هذا الإدخال سلبًا خلال D₂الإشارات للمستقبل عبر G._i وز_o التي تمنع adenylyl cyclase مما تسبب في انخفاض نشاط PKA (Surmeier وآخرون ، 2007; Gerfen و Surmeier ، 2011). في الواقع ، يمارس كل مستقبل تأثيرات معقدة على العديد من مسارات الإشارات التحويلية الإضافية. في حالة الراحة ، يتم تعطيل نوعي MSN الثانويين بشكل عام ، وهما في ما وصفه الباحثون بالحالة السفلية. يمكن لنشاط التشابك العصبي الجلدي الاستثنائي إطلاق الـ MSNs من هذه الحالة المنخفضة وتحويلها إلى حالة أكثر استقطاباً (الحالة الأعلى). ينظم الدوبامين بشكل متناوب التحول الجلوتاميتري الاستثاري إلى الحالة الأعلى. د₁ تفعيل PKA يعزز Cav1 L- نوع كاليفورنيا²⁺ نشاط القناة ، يقلل من جسدي ك⁺ نشاط القناة ، وأسفل ينظم كافكسنومكس كا²⁺ القنوات التي تتحكم في تنشيط Ca²⁺ تعتمد ، صغيرة تصرف K⁺ (SK) قنوات ، مما أدى إلى زيادة spiking في هذه MSNs (Surmeier وآخرون ، 2007; Gerfen و Surmeier ، 2011). في المقابل ، د₂ الإشارات الصوتية تمنع انتقال الحالة إلى أعلى ، وبالتالي تمنع زيادة الإرتعاش ، من خلال تخفيض كافكسنومكس إل- سي إيه²⁺ نشاط القناة و Nav1 Na⁺ نشاط القناة مع زيادة K⁺ تيارات القناة (Surmeier وآخرون ، 2007; Gerfen و Surmeier ، 2011. الشكل 1). تشير مثل هذه التعديلات المعاكسة في الـ MSNs إلى أن زيادة إشارات الدوبامين الناتجة عن تعاطي المخدرات يجب أن تعزز التنشيط الغلوتامي للمرض D₁+ MSNs والحد من تفعيل glutamatergic من D₂+ MSNs. في الواقع ، هذه الاستجابات أكثر تنوعًا وتعقيدًا لأسباب لا تزال غير مفهومة. سيتم تناول هذا الموضوع أدناه.

دور مستقبلات الدوبامين في تعاطي المخدرات هو أمر معقد وغالبًا ما يكون بعيد المنال (النفس ، 2010). هناك وفرة من الأدب حول دور د₁ وD₂- ناهضات المستقبلات وخصومها في تعديل خصائص المكافأة والإدارة الذاتية لعقاقير الإساءة ، ومع ذلك ، فإن النتائج تختلف تبعا لنوع النغمة / المضاد المستخدم ، ونوع التوريد (النظامية مقابل منطقة محددة في الدماغ) ، والتوقيت من العلاج (النفس ، 2010). ومما يزيد من ارتباك هذه النتائج آثار محددة غير المخطط ، مثل مساهمة ما قبل متشابك D₂- مستقبلات من VTA أو وجود D₁ المستقبلات في العديد من المناطق الحوفية الأخرى ، وعدم وجود خصوصية من ناهضات / الخصوم المستخدمة وكذلك التعبير عن D₁تشبه و د₂مثل المستقبلات في كل من أنواع فرعية MSN كما هو موضح سابقًا. بشكل عام ، يعتقد أن د₁ تلعب المستقبلات دورًا أكثر أهمية في الخصائص المجزية الأساسية لعقاقير الإساءة ، في حين أن D₂تلعب المستقبلات دورًا في آليات البحث عن المخدرات (Self et al.، 1996; النفس ، 2010). دراسات مع د₁ مستقبل و D₂توفر فئران خروج المغلوب المستقبلة بعض الضوء على دور هذه المستقبلات في الـ MSNs. د₁ تظهر الفئران المغلوبة تحريضا من الجينات المبكرة الفورية (IEGs) c-Fos و Zif268 ردا على الكوكايين ، استجابة متناقصة للنشاط الحركي المستحث بعلم النفس ولكن بدون تغيرات في تفضيل المكان الموكوب بالكوكايين (CPP) - وهو مقياس غير مباشر مكافأة الدواء ، وتضاؤل ​​استهلاك الكوكايين الذاتي واستهلاك الإيثانول (Miner et al.، 1995; Drago et al.، 1996; كروفورد وآخرون ، 1997; الغندي وآخرون ، 1998; كاين وآخرون ، 2007). د₂ عرض الفئران بالضربة القاضية يقلل من الآثار المجزية على المواد الأفيونية والكوكايين ، وكذلك انخفاض استهلاك الإيثانول ولكن لا يوجد تخفيض في تعاطي الكوكايين (مالدونادو وآخرون ، 1997; Cunningham et al.، 2000; Risinger وآخرون ، 2000; كاين وآخرون ، 2002; Chausmer وآخرون ، 2002; Elmer et al.، 2002; Welter et al.، 2007). تدعم هذه البيانات أدوارًا مهمة لـ D₁ وD₂-المستقبلات في اثنين من MSN في جوانب متعددة من تعاطي المخدرات ، ومع ذلك ، فإن الضربة القاضية تفتقر إلى خصوصية المعرفية وتحدث في وقت مبكر من التطور ، وبالتالي لا يمكن للمرء استبعاد مناطق الدماغ الأخرى وأنواع الخلايا والعوامل التنموية في التوسط في هذه السلوكيات. وأخيرا ، انخفضت مستويات D₂/D₃ أصبحت المستقبلات في المخطط ، كما يتصور التصوير الدماغي ، علامة شائعة للإدمان على المرضى في البشر خاصة خلال فترات الانسحاب (Volkow وآخرون ، 2009). القوارض تلقي انتقال الجينات الفيروسي من D₂- إن مستقبلات شاشة NAc قد خففت من تعاطي الكوكايين الذاتي واستهلاك الإيثانول (ثانوس وآخرون ، 2004, 2008). لم يتم تنفيذ هذه الدراسات بطريقة محددة من النوع الخلوي ، لذلك لا يمكننا استبعاد التأثير المحتمل لـ D₂-تصدير مفرط التأثير يؤثر على د₁+ MSNs. وتؤكد هذه المجموعة من البيانات على الحاجة إلى الانتقال إلى مناهج أكثر انتقائية ، بما في ذلك التلاعب النوعي للخلية ، والمنطقة ، وحتى محددة زمنياً لمستقبلات الدوبامين من أجل توضيح أدوارها الوظيفية بشكل أفضل في نوعي MSN الفرعية في إدمان المخدرات.

وأخيرًا ، تم الإبلاغ عنه مؤخرًا أن D₂-GFP homozygote BAC الفئران المعدلة وراثيا عرض زيادة مستويات التعبير من د₂-المستقبل في المخطط وتحسين الحساسية السلوكية وإشارات الدوبامين إلى D₂ منبهات. علاوة على ذلك ، تظهر كل من الزيجوت المتماثلة الزيجوتية والحيوانات المولدة للذكور استجابات سلوكية لاذعة للكوكايين (كرامر وآخرون، 2011). تسلط هذه الدراسة الضوء على الحاجة إلى القيام بتوصيف دقيق للدالة₁ وD₂ مراسل فلوري وخطوط السائقين كري. ومع ذلك ، فإن غالبية البيانات التي تم جمعها في هذه الدراسة استخدمت homozygotes ، التي ليست هي النمط الجيني التجريبي المثالي منذ 5 - 10 ٪ من عمليات دمج الجينات الناتجة عن التحولات الإدراج (Meisler ، 1992)؛ لذلك ، فإن النمط الجيني للنزيف الدمى هو النمط الجيني التجريبي الأكثر موثوقية. بالإضافة إلى ذلك ، لم تستخدم هذه الدراسة ضوابط wildtype littermate ولكنها استخدمت ضوابط على خلفية مشابهة (Swiss Webster) تم الحصول عليها من Taconic ، في حين تم الحصول على خطوطها المعدلة وراثيا من GENSAT و MMRRC. وأخيرا ، أظهرت مجموعة أخرى الاستجابات السلوكية الحركية الكوكايين الطبيعي في D₂-GFP hemizygotes (كيم وآخرون، 2011). وبالتالي ، يجب إجراء الدراسات المستقبلية باستخدام الضوابط المناسبة والأنماط الجينية المناسبة لتوصيف الخطوط المختلفة للخلايا المعدلة وراثياً المتنوعة المتاحة.

Glutamate و GABA Signaling in D₁ مقابل د₂ MSNs

الخلايا العصبية الشوكية المتوسطة تتلقى مدخلات glutamatergic من مناطق دماغية متعددة بما في ذلك قشرة الفص الجبهي ، اللوزة ، و hippocampus ، وإدخال GABAergic من interneurons المحلية وربما مدخلات جانبية من MSN أخرى. لا شك في أن القواعد التنظيمية المثيرة والمثبطة لـ MSN هي أمر حاسم في تنظيم حالة المدمنين على المخدرات ، وهناك الآن أدبيات متنامية حول الطرق المعقدة التي تغيّر فيها أدوية الإدمان العصبي neurotransicion neurotransic neurotransic ، وبخاصة في NAc (بيرس وآخرون ، 1996; توماس وآخرون، 2001; Beurrier و Malenka ، 2002; Kourrich et al.، 2007; Bachtell و Self ، 2008; Bachtell et al.، 2008; Conrad et al.، 2008; كاليفاس ، 2009; الذئب ، 2010). على الرغم من أنه يعتقد أن MSs موجودة بشكل أساسي في حالة الهبوط المثبطة تحت الظروف القاعدية مع نشاط القيادة للجلوتامات من كلا النوعين الخلويين ، لا تزال هناك معلومات محدودة فيما يتعلق بتنظيم متميز يحدث في D₁ مقابل د₂ MSNs.

overFosB overexpression في D₁+ MSNs (انظر أدناه لمزيد من التفاصيل) يعزز التأثيرات المكافئة للكوكايين ويزيد من مستويات الكالسيوم²⁺الوحدة الفرعية لمستقبلات الغلوتامات غير القابلة للامتداد ، GluR2 ، في NAc. علاوة على ذلك ، فإن نقل الجينات بواسطة GluR2 إلى NAc بوساطة فيروسية يعزز بالمثل التأثيرات المجزية للكوكايين (كيلز وآخرون ، 1999). ومع ذلك ، فإنه من غير المعروف ما إذا كان الحث من GluR2 ينظر ردا على إفراط ΔFosB في D₁+ إن الـ MSN أيضا خاص بهذه الخلايا العصبية ، و overexpression الفيروسي لـ GluR2 ليس نوع خاص بالخلية ، لذا لا يمكننا أن نستنتج استنتاجات مباشرة حول وظيفة GluR2 في هذين الـ MSNs في مكافئة الدواء. Heusner و Palmiter (2005) تقييم دور سلوك الغلوتاميت NMDA في سلوك الكوكايين من خلال التعبير عن وحدة فرعية NR1 ، والتي تحتوي على طفرة في المسام التي تقلل من تدفق الكالسيوم ، بشكل انتقائي في D₁+ MSNs. أظهرت هذه المجموعة أن عدم وجود تصرف NMDA في D₁+ MSNs يمنع تحفيز CPP التي يسببها الكوكايين والكوكايين ، مما يلقي الضوء على ضرورة تشوير NMDA في D₁+ MSNs للحصول على آثار مجزية وحساسة للكوكايين (Heusner و Palmiter ، 2005). وعلاوة على ذلك ، في الآونة الأخيرة تم العثور على أن ضرب الوحش NR1 في D₁+ MSNs يضعف تحسس الأمفيتامين وتم إنقاذ هذا النمط الظاهري من خلال إعادة تزويد الوحدة الفرعية NR1 إلى D₁+ MSNs على وجه التحديد في NAc (Beutler et al.، 2011). أخيرا ، ضربة قاضية للوحدة الفرعية mGluR5 ، باستخدام تدخل الحمض النووي الريبي ، في D₁+ MSN ليس له أي تأثير على خصائص المكافأة المبدئية للكوكايين ولكنه يقلل من إعادة إنتاج الكوكايين المستحث (نوفاك وآخرون ، 2010). في حين أن هذه البيانات تكشف عن أدوار مقنعة للإشارات glutamatergic في D₁+ MSNs ، هناك حاجة للعمل في المستقبل لدراسة نظم glutamatergic في D₂+ MSNs. يجب أن يقيِّم البحث المستقبلي أيضًا كيفية تأثير تشكيل هذه الوحدات الفرعية لمستقبلات الغلوتامات في النوعين الفرعيين لـ MSN على التغيرات الهيكلية المتشابكة الملاحظة في NAc بعد تعاطي المخدرات (Dietz وآخرون ، 2009; روسو وآخرون ، 2010) ، ولا سيما التغييرات التغصنية التي لوحظت بعد تعرض الكوكايين بشكل انتقائي في D₁+ MSNs (لي وآخرون ، 2006; كيم وآخرون، 2011) التي قد تترافق مع زيادة في تيارات ما بعد المشاهد استثنائية مصغرة لوحظ في D₁+ MSNs (كيم وآخرون، 2011). ومن المثير للاهتمام ، تحريض ΔFosB في D₁لقد كانت + MSNs مرتبطة بشكل مباشر بالتعديلات التغصنية بعد الكوكايين المزمن (Maze et al.، 2010).

على النقيض من الغلوتامات ، هناك نقص في البحث على وظيفة GABA في اثنين من MSN في نماذج الإدمان ، وهو أمر مثير للدهشة بالنظر إلى أن كل من الإيثانول والبنزوديازيبينات يحسنان تأثيرات GABA ويتلقى الـ MSNs مدخلات GABAergic كثيفة كما هو مذكور أعلاه. هناك أيضا أدلة كثيرة تشير إلى زيادة تثبيط في NAc على الأقل بعد التعرض المزمن للكوكايين (الأبيض وآخرون ، 1995; Peoples et al.، 1998; تشانغ وآخرون، 1998; توماس وآخرون، 2001; Beurrier و Malenka ، 2002). هايمان وآخرون. (2008) أجرت فحصًا وراثيًا عالي الإنتاجية في هاتين السابقتين بعد التعرض المزمن للكوكايين ، ومن المثير للاهتمام ، أن العملية البيولوجية الأكثر تغيرًا في₁كانت + MSNs إشارة GABA. على وجه الخصوص ، كان هناك زيادة منتظمة في GABA_A وحدات فرعية مستقبلات Gabra1 و Gabra4 وكذلك GABA_B الوحدة الفرعية للمستقبِل Gabrb3 ، ووجدت هذه المجموعة أن الكوكايين المزمن يزيد من تواتر تيارات ما بعد المشابك المثبطة للثنائي GABAergic الصغيرة (mIPSCs) في D₁+ MSNs (Heiman وآخرون ، 2008). من ناحية أخرى ، أظهرت مجموعة أخرى في الآونة الأخيرة أن الكوكايين المزمن ينتج استجابة معاكسة مع انخفاض وتيرة واتساع mIPSCs في D1 + MSNs (كيم وآخرون، 2011). ومع ذلك ، أظهرت المجموعة الأخيرة استبعاد غشاء تناقص في D₁+ MSNs بعد الكوكايين المزمن ، والتي يمكن أن تكون انعكاسا لنبرة GABA المحسنة وتتسق مع تقييم الحقل للتثبيط المعزز في NAc بعد التعرض للكوكايين المزمن. وعلاوة على ذلك ، يمكن أن تعزى هذه الاختلافات بين المجموعتين ببساطة إلى توقيت تعرض الكوكايين والانسحاب. بشكل عام ، هناك حاجة لدراسة وظيفة glutamatergic و GABAergic في اثنين من MSNs استجابة لعقاقير الإساءة وتم تجهيز الحقل الآن بالموارد التي تجعل مثل هذه الدراسة من نوع الخلية والمنطقة ممكنة.

إشارة مستقبلات أخرى في د₁ مقابل د₂ MSN Subtypes

يتم إثراء الأمونيوم بشكل مختلف في المستقبلات الأخرى المرتبطة بالبروتين G بالإضافة إلى مستقبلات الدوبامين. د₁+ MSNs التعبير عن مستويات أعلى من مستقبلات أستيل المسكارينية 4 (م₄; برنارد وآخرون، 1992; Ince et al.، 1997) و د₂يتم إثراء + MSNs في كل من مستقبلات الأدينوزين 2A (A_2A; Schiffmann et al.، 1991; Schiffmann و Vanderhaeghen ، 1993) ومستقبلات G-protein-coupled 6 (Gpr6؛ Lobo et al.، 2007. gensat.org). M₄ يقترن G_{ط / س}، والتي من شأنها أن تنتج استجابة معاكسة ، مقارنة مع D₁ المستقبلات ، في D₁+ MSNs من خلال تثبيط نشاط cAMP / PKA. في الواقع ، د₁+ MSN انتقائية م₄ عرضت بالضربة القاضية تحسيس سلوكي معزز للكوكايين والأمفيتامين (جيون وآخرون ، 2010). علاوة على ذلك ، أظهرت الدراسات الحديثة التي تستخدم مستقبِلات المصمّم التي تم تنشيطها بشكل حصري بواسطة دواء اصطناعي (DREADDs) أن تنشيط DREADD Gi / o-coupled human M₄ مستقبل (جلالة₄د) في د₁+ تضاءل إم إس إنس من التوعية السلوكية للأمفيتامين ، مع الاستجابة المعاكسة التي شوهدت في د₂+ MSNs (فيرغسون وآخرون ، 2011). هذه البيانات تكشف عن دور الاستعداء لـ M₄ المستقبلات في د₁+ MSNs في تعاطي المخدرات. كذلك ، لأن جلالة₄يعمل مستقبل D بشكل فعّال على تثبيط هذه الـ MSN ، وتوفر البيانات نظرة ثاقبة لتأثير النشاط المتغير لهاتين الـ MSN في تعاطي المخدرات ، والذي سيتم مناقشته لاحقًا.

كلا_2A بشكل إيجابي يقترن Gpr6 إلى G._s/G_{جبهة تحرير أورومو} البروتينات ، وتورط دورهم في استعداء د₂-المستقبل في د₂+ MSNs. في الواقع ، تحفيز A_2A وقد ثبت أن المستقبلات تقلل كلا من تطور والتعبير عن توعية الكوكايين (Filip et al.، 2006) ، يضعف بدء تعاطي الكوكائين ذاتيا (كناب وآخرون ، 2001) ، ويعادي إعادة الكوكايين الذي يسعى للحصول على الكوكايين ، D₂التحفيز ، أو إشارات كوكايين (Bachtell و Self ، 2009). كما يتم إثراء GprxNUMX أيضا في D₂+ MSNs (Lobo et al.، 2007) ، ينبغي تقييم دورها في الوظائف السلوكية للمخطط. حتى الآن ، ثبت أنه يؤثر على التعلم الآلي (Lobo et al.، 2007لكن دوره في نماذج تعاطي المخدرات غير معروف حتى الآن.

يتم التعبير عن مستقبلات القنب 1 (CB1) في كل مكان في جميع أنحاء الجهاز العصبي المركزي (ماكي ، 2008) ، وبالتالي من الصعب تشريح الدور الدقيق لمناطق معينة من الدماغ وأنواع الخلايا في التوسط في إدمان 9-tetrahydrocannabinol (THC). في الآونة الأخيرة ، حذف CB1 من د₁تم العثور على + MSNs لتؤثر بشكل متواضع على الاستجابات السلوكية لل THC ، بما في ذلك التأثيرات الضعيفة في التحفيز الناجم عن THC ، انخفاض حرارة الجسم ، وتسكين الألم (Monory et al.، 2007). سيكون من المثير للاهتمام تقييم وظيفة مستقبلات القنب في D₂+ MSNs منذ هذه MSNs التعبير عن الاكتئاب على المدى الطويل بوساطة endocannabinoid (eCB-LTD) ، الأمر الذي يتطلب الدوبامين D₂تفعيل المستقبلKreitzer and Malenka، 2007).

كما يتم التعبير عن مستقبلات جلايكورتيكود ، Nr3c1 ، على نطاق واسع في الجهاز العصبي المركزي والأطراف. إفراز جلايكورتيكود التحفيز الناجم عن الإجهاد يمكن أن يحفز سلوكيات سوء التكيف بما في ذلك إدمان المخدرات (فرانك وآخرون ، 2011). على وجه الخصوص ، تعطيل إشارات جلايكورتيكود في د₁+ تقلل الـ MSN عن طريق حذف Nr3c1 من الحافز الذي تعرضه هذه الفئران إلى الكوكايين ذاتي الإدارة ، وهذا يتماشى مع البيانات السابقة حيث تم حذف Nr3c1 من الدماغ بأكمله (Ambroggi et al.، 2009). تتوافق هذه البيانات مع النتائج الأخرى الموضحة في هذه المراجعة ، والتي تظهر دورًا مهمًا لـ D₁+ MSNs في التوسط العديد من آثار المخدرات من سوء المعاملة.

أخيرًا ، قمنا مؤخرًا بتعطيل إشارات BDNF في جهازي MSN عن طريق حذف مستقبل TrkB الخاص به انتقائيًا من كل نمط فرعي MSN. لاحظنا التأثيرات المعاكسة على السلوكيات المستخرجة من الكوكايين: النشاط الحركي الناجم عن الكوكايين وتحريض الكوكايين CPP تم تعزيزه بعد حذف TrkB من D₁+ MSNs ، ولكن موهبة بعد الحذف من D₂+ MSNs (Lobo et al.، 2010). ومن المثير للاهتمام ، فإن حذف TrkB من د₂+ يقلد MSNs تأثيرات الحذف الكلي لـ TrkB من NAc بالإضافة إلى تعطيل إشارات BDNF من VTA (Horger et al.، 1999; غراهام وآخرون ، 2007, 2009; Bahi وآخرون ، 2008; Crooks et al.، 2010). وهكذا تظهر هذه النتائج لأول مرة دورًا مهيمنًا في سلسلة الإشارات في D₂+ MSNs في التوسط في آثار دواء من سوء المعاملة. الدور السائد لد₂+ MSNs في التوسط في تأثيرات BDNF على السلوكيات المستخرجة من الكوكايين ليس من المستغرب بالنظر إلى أن كل من TrkB mRNA والبروتين يتم تخصيبهما في D₂+ MSNs (Lobo et al.، 2010; Baydyuk وآخرون ، 2011). التغييرات السلوكية الملاحظة في هذه الفئران كانت مصحوبة بالنشاط العصبي المعزز في D₂+ MSNs على انتقائية بالضربة القاضية من TrkB. دفعتنا هذه النتائج إلى استخدام تقنية optogenetic للتحكم بشكل انتقائي في نشاط MSN في مكافآت الكوكايين (انظر أدناه).

عوامل النسخ في د₁ مقابل د₂ MSNs

الدليل الأكثر إقناعا لدور أكثر قوة من د₁+ MSNs في تعاطي المخدرات يأتي من الأدب تقييم الحث للجزيئات الإشارات داخل الخلايا. كما ذكر أعلاه ، الجرعات الحادة من مضادات الذهان تحفز تعبير IEG ، بما في ذلك c-Fos و Zif268 (Egr1) و FosB في المقام الأول في D₁+ MSNs في NAc و dStr (روبرتسون وآخرون ، 1991; يونغ وآخرون ، 1991; Berretta وآخرون ، 1992; Cenci et al.، 1992; Moratalla et al.، 1992; Bertran-Gonzalez et al.، 2008). هذا الاستقراء يتطلب تفعيل D₁ تحديد مستقبلات الخلية ، وخصوصية النوع الخلوي للتحريض IEG ردا على الكوكايين الحاد مؤخرا باستخدام D₁-GFP و D₂الفئران مراسل GFP (Bertran-Gonzalez et al.، 2008). ومن المثير للاهتمام ، تأكيد استقراء الكوكايين من C-Fos في المقام الأول في D₁-GFP في جميع أنحاء المخطط مع الحث صغير في D₂-GFP تم تأكيد استخدام MSN فقط في dStr باستخدام نموذج معتمد على السياق (تم حقن الفئران في بيئة جديدة خارج قفصها المنزلي). علاوة على ذلك ، دراسة سابقة باستخدام فى الموقع أظهر التهجين في الفئران أيضا تحريض C-Fos في D₁+ و د₂+ MSNs في dStr ، على الرغم من أن هذه الرسوم البيانية في شريط الدراسة تمثل عدد أكبر من D₁+ c-Fos neurons positive (فيرغسون وآخرون ، 2006). ومن المثير للاهتمام ، أن هذه الدراسة تكشف عن تحفيز c-Fos المعزز بشكل كبير في D₂+ MSNs في dStr بعد فقدان ERK1 ، الذي يوازي النتائج التي توصلنا إليها من تحفيز c-Fos المحسنة في D₂+ MSNs على وجه التحديد في شل NAc بعد انقطاع إشارة BDNF المعروف بتعزيز نشاط ERK (Lobo et al.، 2010). ومع ذلك ، لوحظ الاستجابات السلوكية المقابلة للكوكايين في كل دراسة ، والتي قد تعكس تحريض c-Fos في D₂+ MSNs في dStr مقابل قذيفة NAC. أخيرا ، استخدام الأدبيات السابقة فى الموقع وقد أظهرت التهجين / immunohistochemistry في الفئران أن مضادات الذهان الحادة يمكن أن تحفز c-Fos بالتساوي في كل من MSNs عندما يتم إعطاء الدواء في بيئة جديدة (Badiani وآخرون ، 1999; أوسلانير وآخرون ، 2001a,b; فيرغسون وروبنسون ، 2004(وورد أن الإدارة المزمنة للأمفيتامين تحرض على نحو انتقائي c-Fos في D₂+ MSNs (ماتسون وآخرون ، 2007). قد تكون هذه النتائج المختلفة انعكاسًا للإجراءات التجريبية المستخدمة (فى الموقع التهجين مقابل الفئران مراسل GFP) أو حتى يكون بسبب الأنواع الحيوانية المستخدمة كما استخدمت التجارب الأخيرة الفئران.

في الآونة الأخيرة ، قام الباحثون بتوصيف وراثي للخلايا العصبية المنشطة في الفئران المعتمدة على الكوكايين ، في الفئران باستخدام فائض الخلايا الفلورية المنشط المناعي (FACS) وأظهروا أن الخلايا العصبية c-Fos + غنية بالـ D₁+ MSN الجينات ، prodynorphin (Pdyn) ، ولكن لديها مستويات أقل من D₂ و A_2Aعلى حد سواء د₂+ MSN الجينات (Guez-Barber et al.، 2011) ، مما يشير إلى أن الخلايا العصبية + C-FOS المنشط تتكون في المقام الأول من D₁+ MSNs. علاوة على ذلك ، أظهرت هذه المجموعة سابقا أن c-Fos الذي يعبر عن الـ MSN يعد هامًا لهذا التحسس المعتمد على السياق ، حيث أن استئصال هذه الخلايا العصبية يلغي هذا النمط الظاهري للسلوك (Koya et al.، 2009). على الرغم من أن البيانات السابقة أظهرت أن تحريض c-foc المعتمدة على السياق يحدث في كلا D₁+ و د₂+ MSNs في الفئران ، النتائج الأكثر حداثة تتوافق مع النتائج التي يتم فيها حذف c-Fos بشكل انتقائي من D₁+ MSNs يثبط التوعية الحركية التي يسببها الكوكايين في الفئرانتشانغ وآخرون، 2006). علاوة على ذلك ، وجدت هذه المجموعة أن حذف c-Fos في D₁+ MSNs يضعف التغييرات العمود الفقري شجيري الناجمة عادة عن طريق الكوكايين في NAc ، مما يدل على دور ل C-FOS في التوسط في هذه التغييرات اللدونة متشابك. وأخيرا ، لاحظت المجموعة أي تغيير في تحريض الكوكايين CPP ، ولكن وجدت أن فقدان C-Fos في D₁+ منع MSN انقراض الكوكايين CPP. توضح هذه البيانات دورًا حيويًا لتحريض c-Fos في D₁+ MSN ، ومع ذلك ، لا يمكن للمرء استبعاد الآثار التفاضلية على مستوى السلوك كما بوساطة أي من مناطق الدماغ الحوفي الأخرى التي تعبر عن D₁ مستقبلات.

IEG آخر تم دراستها بشكل واسع في نوعين الفرعية MSN هو FosB. التعرض الحاد للكوكايين يدفع FosB في D₁+ MSNs (Berretta وآخرون ، 1992) ، في حين أن التعرض المزمن يحث على ΔFOSB ، وهو منتج مستقر لجين FosB الناتج عن الربط البديل (نأمل وآخرون ، 1994; Nestler et al.، 2001; Nestler ، 2008) ، في D₁+ MSNs (ناي وآخرون ، 1995; Moratalla et al.، 1996; لي وآخرون ، 2006). ولوحظت نتائج مماثلة مع العديد من العقاقير الأخرى من سوء المعاملة وكذلك مع المكافآت الطبيعية مثل الغذاء والجنس وتشغيل عجلة. على سبيل المثال ، تشغيل عجلة المزمنة ، وهو مكافأة الطبيعية (ايفرسن ، 1993; Belke ، 1997; Lett et al.، 2000) ، يحث ΔFosB في D₁+ MSNs ولكن ليس D₂+ MSNs (Werme et al.، 2002). للحصول على رؤية وظيفية لدور ΔFosB في اثنين من MSN ، ولدت مجموعتنا خطوط NSE-tTa ، التي تسمى 11A و 11B ، والتي تعمل على توجيه التعبير عن طريق التحويل إلى D₁+ أو د₂+ MSNs ، على التوالي (تشن وآخرون ، 1998; كيلز وآخرون ، 1999; Werme et al.، 2002). خط 11A الفئران عبرت مع عرض Tet-Op ΔFosB زيادة الردود على الآثار المكافئة والحركية من الكوكايين (كيلز وآخرون ، 1999) ، وهو ما يتفق مع التعريفي ΔFosB في D₁+ MSNs (ناي وآخرون ، 1995; Moratalla et al.، 1996). علاوة على ذلك ، زادت هذه الفئران نفسها من مكافأتها من المورفين (تقييمها من قبل CPP) وكذلك تقليل المورفين وتسكين المورفين ، في حين أن 11B Tet-Op ΔFosB لم تظهر أي تغيير في المكافأة المورفين. التأثير المفرط لمضاد سلبي سائد لـ ΔFosB يمارس تأثيرات عكس تلك التي تظهر مع ΔFosB ، على الرغم من أن نموذج الفأر هذا لا يميز D₁ مقابل د₂ MSNs (Peakman وآخرون ، 2003). معا ، تدعم هذه البيانات كذلك دور تحريض ΔFosB في D₁+ MSNs بمثابة لاعب الجزيئية الهامة في خصائص مكافأة من تعاطي المخدرات (Zachariou وآخرون ، 2006). وتلاحظ هذه الظاهرة أيضا في السلوكيات مكافأة أخرى ، على وجه الخصوص ، تشغيل عجلة: 11A Tet-Op displayFosB عرض زيادة الفئران سلوك تشغيل عجلة القيادة ، في حين أن 11B Tet-Op ΔFosB عرض الفئران تناقص تشغيل عجلة (Werme et al.، 2002). اكتشاف أن inFosB التعريفي في D₁ تتوافق خدمة MSN على المكافأة مع النتائج الحديثة التي تشير إلى أن هذا الحث الانتقائي من النوع الخلوي يعزز أيضًا استجابات المرونة للإجهاد المزمن (Vialou et al.، 2010). وأخيرا ، تحريض الكوكايين المزمن من ΔFosB في D₁تم إظهار + MSNs مصحوبة بزيادات قوية طويلة الأمد في كثافة العمود الفقري الشجيري (لي وآخرون ، 2006) وأظهرت مؤخرا ΔFosB في NAc أن تكون ضرورية وكافية على حد سواء في التوسط زيادة كثافة العمود الفقري شجيري في هذه المنطقة من الدماغ (Maze et al.، 2010). تدعم هذه البيانات دورًا لـ ΔFosB في D₁+ MSNs في التوسط في الجوانب المكافئة من تعاطي المخدرات والمكافآت الطبيعية فضلا عن التغييرات اللدونة المرافقة الهيكلي. البيانات تشير أيضا إلى أن تحريض ΔFosB في D₂+ MSNs يعطي نتائج سلبية لمكافأة المثيرات. منذ ΔFosB التعريفي في D₂+ ينظر إلى MSNs استجابة للإجهاد المزمن والعقاقير المضادة للذهان (Hiroi و Graybiel ، 1996; Perrotti et al.، 2004) ، هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات عن الإجراءات الأخيرة.

غيرها من الجزيئات الإشارات داخل الخلوية في د₁ مقابل د₂ MSNs

أحد جزيئات الإشارة التي تمت دراستها بشكل جيد في اثنين من MSN في سياق تعاطي المخدرات هو كيناز البروتين ، ERK (خارج الخلية كيناز ذات الصلة إشارة). التعرض الحاد أو المزمن للكوكايين يحفز ERK phosphorylated (pERK) ، الشكل المنشط للبروتين ، في NAc و dStr في D₁+ MSNs باستخدام د₁-GFP و D₂-GFP BAC الفئران مراسل جينيا (Bertran-Gonzalez et al.، 2008) ويتم توسط هذه الاستجابة من خلال D₁ المستقبلات (فالجنت وآخرون ، 2000; لو وآخرون ، 2006). وأظهرت هذه المجموعة أيضا أن pMSK-1 (مخطط فوسفاتي-MAP وضغط تنشيط كيناز- 1) و هيستون H3 ، كلا هدفي إشارة PERK ، يتم تحفيزها بقوة في PERK التي تحتوي على D₁+ MSNs بعد التعرض الحاد للكوكايين وزيادة متواضعة بعد الكوكايين المزمن (Bertran-Gonzalez et al.، 2008). هو أيضا بفعل pERK هو استجابة للمورفين المزمنة ، على وجه الخصوص ، هو بفعل PERK بقوة في D₁+ MSNs وحث متواضعة في D₂+ MSNs في غلاف NAc بعد الانسحاب استجابة لارتباط السياق الخاص بالمورفين (Borgkvist et al.، 2008). لا يزال يتعين تحديد الدور الوظيفي الدقيق لـ PERK في إدمان المخدرات. وقد تبين أن المعالجة الدوائية لمثبطات ERK تقلل من مكافئ الكوكايين ، ومع ذلك ، فإن ضربة قاضية من ERK1 تثبت مكافأة الكوكايين ، مما يوحي بأن مثبطات ERK قد تؤثر بشكل تفضيلي على ERK2. في الآونة الأخيرة ، أظهرنا أن تفعيل optogenetic من D₁+ MSNs في NAc ، مما يزيد من الردود المجزية للحيوان على الكوكايين ، ويقلل من كل من pERK1 و pERK2. تعد الدراسات المستقبلية التي تعالج تعبير ERK بطريقة محددة النوع من الخلايا ضرورية للتصدي بشكل كامل للدور الوظيفي لإشارات ERK في اثنين من MSN في تعاطي المخدرات.

DARPP-32 هو جزيء تأشير آخر تم دراسته بشكل شامل استجابةً لعقاقير الإساءة. من المعروف أن مضادات الذهان الحادة تؤدي إلى فسفرة PKA من DARPP-32 في threonine 34 (T34) ، مما يجعلها مثبطا قويا للبروتين phosphatase 1 (PP-1) ، الذي ينظم حالة الفسفرة للعديد من بروتينات المستجيبات ، بما في ذلك عوامل النسخ ، ومستقبلات الأيونية ، والقنوات الأيونية (Greengard et al.، 1999). ومع ذلك ، حتى وقت قريب ، كان من غير الواضح أي نوع من أنواع MSN يتوسط هذا التغيير البيوكيميائي. غرينجارد وآخرون. (1999) ولدت نماذج الماوس المعدلة وراثيا BAC التي تمكن من تقييم فسفرة DARPP-32 في D₁+ أو د₂+ MSNs من خلال التعبير عن الإصدارات الموسومة من DARPP-32 باستخدام D₁ أو د₂ تسمح BACs بالتعايش المناعي لـ DARPP-32 من كل نوع من أنواع MSN الفرعية. أثبتت هذه الدراسات أن العلاج بالكوكايين الحاد يزيد من فسفرة T34 في D₁+ MSNs وحث فسفرة threonine 75 (T75) بواسطة Cdk5 ، الذي يمنع إشارة PKA ، بشكل انتقائي في D₂+ MSNs (Bateup وآخرون ، 2008). وأخيرا أظهرت هذه المجموعة أن حذف DARPP-32 من كل نوع فرعي MSN باستخدام D₁-كري و د₂-الفئران BC المعدلة وراثيا النتائج في تنظيم معاكس للنشاط الحركي الناجم عن الكوكايين (Bateup وآخرون ، 2010). فقدان DARPP-32 من د₁+ تقلصت الـ MSNs من التأثيرات الحركية للكوكايين ، والتي تحاكي البيانات السابقة التي تقيم مجموع الـ DARPP-32 بالضربة القاضية (Fienberg et al.، 1998) ، في حين أن فقدان DARPP-32 من د₂+ MSNs تعزيز الكوكايين الحركية الردود. توفر هذه البيانات دليلاً ملموسًا على الأدوار التفاضلية للـ DARPP-32 في الـ MSNs استجابةً لعقاقير الإساءة وتوضح أهمية الطرق المحددة لنوع الخلية لفهم مساهمة هذين النوعين من الخلايا العصبية في إدمان المخدرات.

تعديل نشاط د₁ أو د₂ MSNs

وقد وفر التضمين المباشر لنشاط النوعين الفرعيين لـ MSN مؤخراً رؤية جديدة للدور الجزيئي والوظيفي لـ D₁ وD₂ ام اس ان في الادمان. استخدمنا أدوات optogenetic جنبا إلى جنب مع ناقل الفيروسية (AAV) المشروط المرتبط بفيروس adeno (مشرط) المعبر عن القناة الكاتيونية ذات الضوء الأزرق المنشط ، channelrhodopsin-2 (ChR2). قمنا بحقن المتجه ، أو السيطرة ، في NAc من D₁-كري أو د₂-Cre BAC الفئران المعدلة وراثيا ومن ثم حفز منطقة حقن مع الضوء الأزرق لتنشيط D بشكل انتقائي₁+ مقابل د₂+ MSNs في سياق الكوكايين CPP. وجدنا أن تفعيل D₁+ MSNs potentiates تحريض الكوكايين CPP ، في حين تفعيل D₂+ MSNs تمنع هذا الحث (Lobo et al.، 2010). كما أشرنا سابقاً ، لاحظنا التأثيرات السلوكية نفسها عندما تم حذف TrkB بشكل انتقائي من هذه الأنواع الفرعية لـ MSN: تعزيز CPP للكوكايين والنشاط الحركي بعد حذف TrkB من D₁+ MSNs ، وخفض تكلفة الكوكايين CPP والنشاط الحركي بعد حذف TrkB من D₂+ MSNs. العمل المشترك المرجح من TrkB بالضربة القاضية والتحريض optogenetic في D₂+ MSNs هو نشاطهم المتزايد ، لأن حذف TrkB من هذه الخلايا يزيد من استثارة الكهربائية. كما ذكرنا سابقًا ، وجدنا أيضًا اختزالًا قويًا لـ PERK بعد حذف TrkB من D₁+ MSNs. PERK هو هدف مصب للتحذير من الإشارات BDNF ، وبالتالي ، فإن الآثار السلوكية المشتركة لوحظ بعد حذف TrkB من D₁قد تكون + MSNs ومن التنشيط optogenetic من هذه الخلايا نتيجة لتأثير التقارب على النشاط PERK. ومع ذلك ، هناك حاجة إلى عمل مستقبلي لتحديد الأسس الجزيئية الدقيقة والمشتركة التي تحكم التأثيرات السلوكية التي تظهر بعد تعطيل إشارات BDNF والتحكم الوراثي في ​​هذين النوعين العصبونيين.

استخدمت مجموعات أخرى أدوات مختلفة لتعديل نشاط اثنين من MSN في نماذج تعاطي المخدرات. هيكيدا وآخرون. (2010) تستخدم ناقلات AAV للتعبير عن عامل النسخ التتراسيكلين - القمعي (tTa) باستخدام المادة P (أ)₁+ MSN الجين) أو enkephalin (أ د₂+ MSN الجينات) المروجين. تم حقن هذه النواقل في NAc للفئران ، حيث تم التحكم في ذيفان توكسين الكزاز (TN) - وهو توكسين بكتيري يشق البروتين المرتبط بحويصلة المشبكية ، VAMP2 - بواسطة عنصر متجاوب مع التتراسيكلين ، لإلغاء انتقائي للإرسال المتشابك في كل نوع فرعي MSN. اتساقا مع نهجنا optogenetic ، أظهرت هذه البيانات دور D₁+ النشاط MSN في تعزيز الكوكايين CPP وكذلك النشاط الحركي الناجم عن الكوكايين ، منذ إلغاء انتقال متشابك في D₁+ تقلصت MSNs كلا التأثيرات السلوكية. على النقيض من الدراسات optogenetic ، وجد المؤلفون أي تغييرات في CPP الكوكايين بعد إلغاء انتقال متشابك في D₂+ MSN ، ولكن لاحظت انخفاض النشاط الحركي الناجم عن الكوكايين ردا على أول تعرضين الكوكايين. ومن المثير للاهتمام ، أظهرت هذه المجموعة أن تعطيل D₂لعبت + MSNs دورا أكثر عمقا في التوسط السلوكيات مكره.

كما حدد سابقا، فيرغسون وآخرون. (2011) تستخدم فيروسات الهربس البسيط (HSV) ناقلات للتعبير عن GPCR هندسيا (أ_{ط / س}-مقترن الإنسان المسكارينية م₄ مستقبل مصمم تنفرد حصرا من قبل مصمم المخدرات ، جلالة₄د) يتم تنشيطه بواسطة راسب خامل عقليًا بطريقة أخرى باستخدام مُروجي إنكفالالين ودينوphinلفين لإسكات D بشكل انتقائي₁+ أو د₂+ MSNs في dStr. أظهر المؤلفون أن عرقلة D بشكل عابر₂+ نشاط MSN في dStr توعية الأمفيتامين ، بينما يقلل من استثارة D₁+ MSNs أضعف من استمرار التوعية التي يسببها الأمفيتامين. أخيرا ، إلغاء D₂+ MSNs في NAc في سن الرشد باستخدام مستقبلات السم الخبيث يعزز التأثير المكافح للأمفيتامين (Durieux et al.، 2009). تتوافق هذه البيانات مع نتائجنا في علم البصريات الوراثي ، وتؤثر معًا على أدوار D المقابلة₁+ مقابل د₂+ MSNs في إدمان المخدرات ، مع د₁+ MSNs تعزيز كل من ردود المجابة وحساسية إلى psychostimulants و D₂+ MSNs تثبيط هذه السلوكيات.

التوجهات المستقبلية

لقد حقق المجال تقدمًا هائلًا تجاه فهم الدور الانتقائي للدكتور د₁+ و د₂+ MSN الأنواع الفرعية في NAc و dStr في التوسط في آثار المخدرات من سوء المعاملة. على وجه الخصوص ، لعبت الأدوات التي تم تطويرها مؤخرا والتي تمكن من التلاعب الانتقائي لهذه الأنواع من الخلايا دورا سائدا في الحصول على غالبية هذه المعلومات. ما هي الخطوات التالية؟ بما أن التعديلات الجزيئية الكامنة في نماذج إدمان المخدرات ليست ثابتة ، ولكنها ديناميكية للغاية ، فمن الأهمية بمكان تطوير القدرة على التعامل بشكل انتقائي مع جزيئات التشوير ذات الاهتمام في D₁+ مقابل د₂+ MSNs بطريقة دقيقة زمنيا. يمكن DREADDs والأدوات optogenetic مساعدة في هذا التلاعب على نطاق الوقت. يمكن إعطاء بروتين DREADD في دورات زمنية مختلفة في جميع أنماط السلوكيات الدوائية من أجل تحديد الدور الانتقائي لمستقبلات التشوير في اثنين من الـ MSNs في نماذج الأدوية. توفر أدوات التوليد الضوئي على وجه الخصوص وسيلة قوية للغاية لتنظيم النشاط العصبوني ليس مؤقتًا فحسب ، بل أيضًا تشوير مستقبلات G-prote-coupled باستخدام تقنية OptoXRs (Airan وآخرون ، 2009) ، إشارات glutamatergic (Volgraf et al.، 2006; نومانو وآخرون ، 2009) ، GABAergic التشوير ، وحتى بعض الجزيئات الإشارات داخل الخلايا (وو آخرون ، 2009; هان و Kuhlman ، 2010). في نهاية المطاف ، قد يكون من الممكن توسيع هذه القدرات إلى تنظيم optogenetic للنشاط النسخ. وبالمثل ، فإن أدوات optogenetic تجعل من الممكن لأول مرة دراسة تأثير مدخلات محددة على المخطط وتحديد ما إذا كانت هذه المدخلات تصطدم بطرق انتقائية على D₁+ مقابل د₂+ MSNs (هيغلي وساباتيني ، 2010). ستسمح القدرة على التحكم في مثل هذه الإشارات والخواص الجزيئية ذات الدقة الزمنية الكبيرة باتخاذ خطوات رئيسية نحو فهم أكثر شمولية لنوعين فرعيين من MSN ، وأنواع فرعية أخرى من الخلايا في NAc و dStr ، في التوسط في الدورة الزمنية ومراحل مختلفة من الدواء. إدمان.

بيان تضارب المصالح

يعلن المؤلفون أن البحث أجري في غياب أي علاقات تجارية أو مالية يمكن تفسيرها على أنها تضارب مصالح محتمل.

مراجع حسابات