mənbə
Nathan Kline İnstitutu, Orangeburg, Nyu-York, 10962, ABŞ. [e-poçt qorunur]
mücərrəd
Uşaqlar və yeniyetmələr getdikcə psevdotimulyatorlara məruz qalırlar, ya qeyri-qanuni olaraq və ya hiperaktivliklə və hiperaktivlik olmadan diqqəti kəsir pozuqluğu kimi ümumi nöropsikiyatrik vəziyyətlərin müalicəsi üçün. Gənc yaş qruplarında psixomotor stimulantların yaygın istifadəsinə baxmayaraq, yetişməmiş beyində bu agentlərə xroniki molekulyar neuroadaptiv cavablar barədə çox az məlumat var. Burada göstəririk ki, psixostimulyatorların xroniki idarəsindən sonra kokain və amfetamin, transkripsiyası faktoru DeltaFosB nüvənin akumbensində upregulated olunur periadolescent siçan lakin post-breans və ya yetkinlik deyil siçan. İndüksiyon DeltaFosB yalnız kaudat pambıqında meydana gəlir periadolescent siçan sonra amfetamin administrasiya. Bu nəticələr, psixostimulyasiyalı hərəkətləri tənzimləyən tənəffüs molekulunun adolesan beynində unikal plastisiyanı nümayiş etdirir və bu neuroadaptive dəyişikliklərin vasitəçilik inkişaf etmiş Yetkinlik yaşına çatmayanlara nisbətən asılılıq meylləri.
giriş
Psixostimulyantlar diqqətin çatışmazlığı hiperaktivlik pozğunluğu kimi ümumi uşaqlıq xəstəliklərinin müalicəsində istifadə olunur. Bundan əlavə, amfetamin və kokain də daxil olmaqla stimulatorların istifadəsi, ergenlər arasında geniş yayılmışdır, bu, yaşlılara nisbətən daha güclü addictive tendensiyalarına dair sübutlar varEstroff et al., 1989; Myers və Anderson, 1991). Gelişmiş olaraq tənzimlənən davranış təsirlərini göstərən məlumatlara baxmayaraq, bu agentlərin tətbiq edildiyi müddətdə meydana gələn yetişməmiş beyində molekulyar nörodejenerativ cavablarla bağlı çox az şey bilinir. Kokain və amfetamin dopamin D-nin stimullaşdırılması vasitəsilə uzunmüddətli davranış dəyişikliklərinə təsir göstərə bilər1reseptorları və dorsal striatumda (yəni caudate putamen) və ventral striatumda (yəni, çekirdek accumbens) ΔFosB daxil transkripsiya amillərinin səviyyəsiChen et al., 1997). ΔFosB səviyyəsində artmışdır, bəlkə də protein məhsullarının stabilləşməsi vasitəsilə kronik xroniki pozğunluqdan və ya amfetamindən bir neçə həftədən sonra davam etdirilir və ən azı qismən dopamin siqnal transdüksiyasına yol verilir (Chen et al., 1997; Nestler və digərləri, 2001).
Dopamin D daxil olmaqla, normal inkişaf zamanı kritik molekulların dəyişən səviyyələri nəticəsində gənc heyvanların mərkəzi dopaminergik sistemi çox vacibdir1reseptor DARPP-32 (dopamin və cAMP tənzimlənən fosfoprotein; Mr 32 kDa) və cAMP (Ehrlich və digərləri, 1990;Teicher və digərləri, 1993; Perrone-Capano et al., 1996; Tarazi və digərləri, 1999;Andersen, 2002). Bu dövrdə dopaminerjik nörotransmensiyanı artıran psixostimulyatorlara məruz qalma ΔFosB ifadəsində dəyişikliklər də daxil olmaqla kəmiyyət və / və ya keyfiyyətcə fərqli molekulyar cavablara səbəb ola bilər. Hipotezi test etmək üçün yaşa bağlı neuroadaptive cavabların psevdostimulyatorlara məruz qalması zamanı siçovulların üç qrupu: böyüklər (60 d köhnə inyeksiya başlanğıcı), periadolzent (33 d köhnə inyeksiya başlanğıcı) və sonradan yuyulma (24 d əvvəl enjeksiyon başlanğıcında). Bu, bu üç yaş qrupundakı kronik psixostimulyar təsirlərə qarşı molekulyar nörodeatrafik cavabların ilk birbaşa müqayisəsidir. Eyni müalicə paradiqmalarından sonra, periadolen siçanlarda həm kokain, həm də amfetaminə cavab olaraq inkişaf etmiş ΔFosB upregulyasiya göstərildiyini gördük.
MATERİALLAR VƏ METODLAR
Heyvanlar və narkotik maddələri. Kişi CD-1 siçanları (Charles River Laboratories, Kingston, NY) 12 hr işıqlı / qaranlıq dövrü (6: 00: 6 PM üçün) yerləşdirilib ad libitumqida və suya çıxış. Heyvanlar, enjeksiyonların başlamasından əvvəl ən az 10 d üçün heyvan otaqlarına yerləşdirilməsinə icazə verildi. Heyvanlar heyvanların yerləşdiyi eyni otaqda bütün müalicələri həyata keçirən iki müstəntiq tərəfindən işlənmişdir. Bütün heyvanlar 21 d yaşda yuyulub. Enjeksiyonlar 24 (post-weanling), 33 (periadolent) və ya 60 (yaşlı) d yaşlarında başlamışdır. 20 d arasında 5 və 4: 00 PM gündəlik 5 mg / kq kokain (Sigma, St. Louis, MO), 00 mg / kq amfetamin (Sigma) və ya bərabər həcmi şoran salındı. Heyvanlar, CO-ya qısa təsir edildikdən sonra qətiliklə öldürüldü2 10-da: 00 AM sonuncu enjeksiyondan bir gün sonra. Brain dərhal kəllədən çıxarılıb, kaudat pudaması və nüvəli ayaqqabılar sürətlə buzda kəsilirdi. Bütün dissesiyalar bir müstəntiq tərəfindən koronal beyin dilimlərindən keçirilmişdir və dondurmadan tərəvəz toxumasından protein çıxarışları hazırlanmışdır. Bütün hayvan proseduraları Korporativ Sağlamlıq Qulluq və İstifadə Komitəsi tərəfindən təsdiq edilmiş və Milli Sağlamlıq İnstitutlarına uyğunlaşdırılmışdır Laboratuvar Heyvanlarının Qulluq və İstifadəsi üzrə Kılavuz.
Western blot təhlili. Batı blot analizləri üçün, hər bir nümunədən bərabər miqdarda protein (caudate putamen üçün 40 μg və nucleus accumbens üçün 20 μg) BCA təhlili ilə protein konsentrasiyalarının ölçülməsindən sonra bir 10% SDS poliakrilamid gelinin hər bir zolağına yüklənmişdir (Pierce, Rockford, IL). Eşit zülal yüklənməsi həmçinin nitroselüloza ötürülməsindən və / və ya anti-aktin antikoru (1: 500; Sigma) ilə blotinq etdikdən sonra Ponceau Red tərəfindən ümumi proteinin görüntülenmesi ilə də təsdiqləndi. ΔFosB izoformlarını tanıyan Fos ilə əlaqəli antigen (FRA) antiserum saxta olaraq Dr. M. Iadarola (National Institutes of Health, Bethesda, MD) tərəfindən təmin edilmiş və 1: 4000 konsentrasiyasında istifadə edilmişdir. Əvvəlki işlər (Chen et al., 1997; Hiroi et al., 1997), M-peptid immunogen ilə FRA antiserumun preadsorbsiyası daxil olmaqla, bu antiserumun spesifikliyini nümayiş etdirdi. 32: 5-da istifadə edilən DARPP-1 10,000a monoklonal antikoru, drs tərəfindən səxavətlə təmin edilmişdir. Hugh Hemmings və Paul Greengard (Rockefeller Universiteti, Nyu-York, NY). Dopamin taşıyıcısı (DAT) antikoru idi Chemicon (Temecula, CA). Blenlər NEN-DuPont (Boston, MA) chemiluminesence sistemi ilə reaksiya verdilər və filmə məruz qaldılar. ΔFosB immunoreaktivliyi üçün densitometrik dəyərlər ScanAnalysis for Apple (Biosoft, Ferguson, MO) istifadə edərək əldə edilmişdir. Statistik əhəmiyyəti bir istiqamətdə ANOVA istifadə edərək təyin olundu post hoc Tukeyin çoxsaylı müqayisə testi və ya cütlənməmiş, iki quyruqlu Tələbə t Şəkil əfsanələrində göstərildiyi kimi test. Dərman müalicəsi üçün hər bir yaş qrupunun analizi ayrı bir blot üzərində aparılmışdır və buna görə də, hər bir salin qrupu, yaş qrupları arasında müqayisə üçün 100% dəyərinə uyğunlaşdırılmışdır. Ontogen tədqiqatlar üçün, bütün yaş qruplarından nümunələr birlikdə bir blot üzərində təhlil edilmişdir.
NƏTİCƏLƏR
Kokain və amfetamindən sonra ΔFosB induksiyası yalnız periadolen siçanların nüvəli akumbensində baş verir
ΔFosB ifadəsi 7 d amfetamin və ya kokain administrasiyasından sonra nüvədən kənarlaşdırıcı, periadolz və köhnə siçanların kokudat kostyumları ilə ölçüldü. Nüvəli akumbens psixostimulyantların təsirli təsirlərinə vasitəçilik etmək üçün ən vacib hesab edilən beyin bölgəsidir. Amfetaminin xroniki tətbiqi sonrasında periadolen heyvanların nüvəsindəki akumbenslərində ΔFosB immunoreaktivliyi (35 kDa) seçicidir (Şek. 1 A) və ya kokain (Şek. 1 B). Əksinə, ΔFosB (35 kDa) səviyyələri post-breast və ya yetkin heyvanların nüvəsindəki ayaqqabılarında əhəmiyyətli dərəcədə dəyişməmişdir (Şek.1 A,B). Kaudat pudamasında, ΔFosB səviyyələri (35 kDa) xroniki amfetamin tətbiqindən sonra yalnız periadolen heyvanlarda olduqca əhəmiyyətli dərəcədə düzəldildi (Şek.2 A). Bütün üç yaş qrupu, kokainin kronik tətbiqi sonrasında caudate putamendə ΔFosB (35 kDa) ifadəsində əhəmiyyətli artım göstərdi (Şek.2 B). Ancaq indüksiyonun böyüklüyü, xüsusilə post-diləklər ilə müqayisədə, periadolen heyvanlarda ən böyük idi (Şek. 2 B). Digər FRA və Fos izoformları bütün yaş qruplarında dəyişilməzdir (məlumat göstərilmir).
Kronik psixostimulyant tətbiq edildikdən sonra nüvəli akumbensdə ΔFosB immunoreaktivliyi. CD-1 siçanı gündəlik 7 (24) günündən başlayaraq XNUMX d üçün gündəlik salin, amfetamin və ya kokainlə enjekte edilmişdirP24; post-hecinq), gün 33 (P33; periadolent) və ya gün 60 (Adult). Nucleus accumbens-də ΔFosB (35 kDa) immunoreaktivliyinin səviyyəsi xroniki amfetamin (A) və ya kokain (B) administrasiyası. Təmin olunmuş immunoblots salin- (S), amfetamin- (A) və kokain- (C) post-weanling (P24), periadolzent (P33) və böyüklər siçanları göstərilir üst panelləri. Aşağı panelləri ortalama ΔFosB ifadəsinin ± SEM faizini göstərir. n hər bir qrup üçün dəyərlər göstərilir barlar. ΔFosB-də əhəmiyyətli dərəcədə artımlar yalnız periadolen siçanların nüvəli akumbensində aşkar edilmişdir. *p <0.05; **p <0.01 (Tələbə t test; salin vs narkotik).
Kəskin psixostimulyant idarədən sonra kaudat piqmentində ΔFosB immunoreaktivliyi. CD-1 siçanı gündəlik 7 (24) günündən başlayaraq XNUMX d üçün gündəlik salin, amfetamin və ya kokainlə enjekte edilmişdirP24; post-hecinq), gün 33 (P33; periadolent) və ya gün 60 (Adult). Kaudat peptamda ΔFosB (35 kDa) immunoreaktivliyinin səviyyəsi xroniki amfetamin (A) və ya kokain (B) administrasiyası. Təmin olunmuş immunoblots salin- (S), amfetamin- (A) və kokain- (C) periadolen siçanlarınıP33)üst panelləri. Aşağı panelləri ortalama ΔFosB ifadəsinin ± SEM faizini göstərir. n hər bir qrup üçün dəyərlər göstərilir barlar. ΔFosB immunoreaktivliyində əhəmiyyətli amfetamin səbəbli artımlar yalnız periadolen siçanların kaudat piqmentində aşkar edilmişdir (A). Xroniki kokain idarəsi bütün üç yaş qrupunda ΔFosBB). *p <0.05; **p <0.01 (Tələbə t test; salin vs narkotik).
DAT və DARPP-32 səviyyələri kronik kokain və ya amfetamin sonrası dəyişməz
DARPP-32, D kimi Dopaminerjik və / və ya dopamineceptive nöronlarla ifadə olunan bir neçə əsas molekul1 dopamin qəbuledicisi və DAT, psevdostimulyantlara kəskin və xroniki cavab verməyə kömək edir (Moratalla və digərləri, 1996; Fienberg və digərləri, 1998; Sora et al., 1998; Gainetdinov et al., 2001). DARPP-32, D1 reseptor və DAT null və DAT knock-down siçanlar səviyyələri arasında mürəkkəb bir əlaqəni, dopaminergik fəaliyyəti tənzimləməsini və psixostimulantlara cavab verdiyini göstərir. Əslində, ΔFosB induksiyası DARPP-32-də xroniki kokain (Fienberg və digərləri, 1998). Yetkin siçanlarda isə 7 d 20 mg / kq kokainə məruz qalma DARPP-32 (Fienberg və digərləri, 1998). Dopamin daşıyıcısına psevdostimulyatorlara məruz qaldıqdan sonra radioligandda dəyişikliklər bəzi növlərdə bildirildiyinə baxmayaraq, əvvəllər psorostimulyatorlara məruz qalan siçanlarda DAT proteininin tənzimlənməsi bildirilməmişdir (Letchworth və ark., 2001). DARPP-32 və DAT proteininin səviyyələrini üç psixostimulyant tətbiq edildikdən sonra bu zülalların ifadəsinin siçanların üç yaşından birində dəyişib-dəyişmədiyini müəyyənləşdirmək üçün ölçüldü. Bizim nəticələr göstərir ki, üç yaş qrupundan hər hansı birində kokain və ya amfetamin kronik tətbiqi sonrası bütün kaudat pudamən və ya nüvəli akumbenslərdə ümumi DARPP-32 və ya DAT səviyyələrində əhəmiyyətli dəyişikliklər olmur 1).
Amfetamin və kokainlə müalicə olunan P32, P24 və böyüklər siçanlarında DARPP-33 və DAT üçün nisbi densitometriya dəyərləri nəzarətə, salinanın dəyərlərinə nisbətən xNUMX%
ΔFosB əsas səviyyələri inkişaf səviyyəsindədir
Biz ΔFosB'nin ontogeniyasını müayinədən keçirdik, çünki genetik cəhətdən hazırlanmış yetkin siçanlar striatumda ΔFosB ifadəsinin artması psevdostimulantlaraKelz və digərləri, 1999). Biz ΔFosB səviyyəsinin kainat pambıq və nüvəsindəki acumbenslərdə yetkinliklə müqayisədə kiçik heyvanlarda əhəmiyyətli dərəcədə aşağı olduğunu təsbit etdik (Şek.3 A). Dopamin sisteminin funksional markerlərinin səviyyələri, o cümlədən DARPP-32 (Ehrlich və digərləri, 1990), DAT (Perrone-Capano et al., 1996) və dopamin reseptorları (Teicher və digərləri, 1993; Tarazi və digərləri, 1999) də inkişaf etdirilir. CD-1 siçanlarından əvvəlki hesabatlar postnatal gündə 32 (P28) (birbaşa DARPP-28)Ehrlich və digərləri, 1990). Sıçan kaudat pudaması və nüvəsindəki acumbens, D1reseptor səviyyəsi P28-dən P40-ə (Teicher və digərləri, 1993; Tarazi və digərləri, 1999), lakin oxşar tədqiqatlar siçanlarda aparılmamışdır. Əksinə, biz burada kainat pudamen və nüvəli akumbenslərdə DAT protein səviyyəsinin postnatal gün 24 və yetkinlik arasında sabit olduğunu təsbit etdik (Şek. 3 B). Beləliklə, D. ilə nisbi nisbətləri1 reseptorlar, DAT, DARPP-32 və ΔFosB yaş qrupları arasında fərqlənir, potensial olaraq D1 ΔFosB induksiyası dərəcəsini təsir edə bilən reseptor fəaliyyəti.
ΔFosB və DAT-ın inkişaf göstəricisi. A, Yaşın funksiyası kimi naive CD-35 siçanlarının caudate putamen və nucleus accumbenslərində ΔFosB (37-1 kDa) immunoreaktivliyi. Nümunə immunoblotları göstərilir üst panelləri.Aşağı panelləri göstərmək üçün qrup başına üç siçanın ± SEM deməkdir. *p <0.05, P24-ə qarşı yetkin; #p <0.05, P36-ya qarşı böyüklər (Tukey-nin ANOVA-dan sonra çoxsaylı müqayisə testi). B, Yaş funksiyası kimi sadiq CD-1 fareler üçün kaudat piqment və nüvəli accumbenslərdə DAT immunoreaktivliyinin dansitometrik dəyərləri. DAT səviyyələri üç yaş qrupu arasında fərqlənmədi.
MÜZAKİRƏ
Psikomotor stimulantların davranış təsirləri yaşa asılıdır. Addictive tendensiyaları yeniyetməlik dövründə ən yüksəkdir, qanunsuz maddələrin istifadəsiEstroff et al., 1989; Myers və Anderson, 1991). Əslində, gənc uşaqlar tez-tez psikostimulantlara məruz qalanda dysphoric olur, yeniyetmələr və yetkinlər isə euphoriaRapoport və digərləri, 1980). Kemirgen modellərində bəzi tədqiqatlar göstərir ki, periadolen heyvanların fəaliyyət səviyyəsi daha yüksəkdir (Mızraq və Əyləc, 1983) və gənc və yaşlı heyvanlara nisbətən psevdostimulyantlara cavab vermişdi. Beləliklə, daha az lokomotor stimullaşdırma və innovativlik göstərir ki, psorostimulyatorların kəskin aşağı dozada tətbiq edilməsinə cavab verən və yetkin heyvanlara nisbətən yüksək dozada müalicədən sonra hiperaktivlik artmışdır. Kronik administrasiyası ilə kokain səbəbli lokomozaya qarşı həssaslaşdırma periadolenik sıçanlarda böyüklərdən daha çoxdur, stereotipiyaya qarşı həssaslaşma isə daha azdır. Ayrıca, mikrodializ məlumatları, amfetamin səbəbli dopamin salınmasına qarşı həssaslaşdırma ilə bağlı periadolens və böyüklər sıçanları arasında fərqlər aşkar etmişdir (Laviola və digərləri, 1995; Adriani et al., 1998; Adriani və Laviola, 2000;Laviola və digərləri, 2001). Lakin adolesan sıçanlarda metilfenidat tətbiqindən sonra kokainə uzunmüddətli reaksiya göstərmək üçün ziddiyyətli işlər var (Brandon və digərləri, 2001; Andersen və digərləri, 2002). Bu son iki hesabatda müxtəlif eksperimental paradiqmaların istifadə edildiyi tədqiqatları müqayisə etmək çətinliyi qeyd olunur. Gənc heyvanlarda davranış tədqiqatlarını müqayisə etmək üçün cəhdlər müxtəlif növ və suşların istifadəsi ilə daha da çaşqındır.
Siçan psevdostimulyantların istifadəsi və sui-istifadəsinin öyrənilməsində getdikcə əhəmiyyətli bir heyvan modelinə çevrilir və siçan və ya hər hansı digər növün üç fərqli inkişaf dövründə molekulyar nörodeatrafik cavabların ilk sistematik analizidir. Bizim müalicə paradiqmalarımızı əldə etdiyimiz əvvəlki tədqiqatlar kronik kokain və amfetamin tətbiqindən sonra yabanı tipli yetkin siçovulların təcrid olunmuş dorsal və ventral striatumunda ΔFosB-də artım göstərmişdir (Hope və digərləri, 1994; Nye və digərləri, 1995; Turgeon və digərləri, 1997) yalnız kronik kokaindən sonra vahşi tipli yetkin siçanların birləşmiş dorsal və ventral striatum və ya təcrid olunmuş dorsal striatumundaFienberg və digərləri, 1998; Zachariou et al., 2001).
İndi post-breast, periadolent və böyüklər siçanlarında psevdostimulyant səbəb olan ΔFosB-də məkan və kəmiyyət dəyişikliyini nümayiş etdiririk. Periadolen heyvanlarda yetkinlərə və sonralara nisbətən daha yüksək reaksiyanın müşahidəsi kokain və amfetaminlə müalicə edilən siçanlarda bənzər cavabın olması ilə gücləndirilir. Psikostimulyant kokain və amfetamin sinaptik dopamini, eləcə də serotonin və norepinefrinini artırır, həm də müxtəlif mexanizmlər vasitəsilə artırır. Kokain, dopamine, serotonin və norepinefrin üçün plazmalemma daşıyıcılarına bağlanır və onların geri alınıp presinaptik cərəyanlara salır. Əksinə, amfetamin bu transmitterlərin sərbəst buraxılmasına kömək edir. 7 d stimulyasiya tətbiqindən sonra yalnız periadolent yaş qrupundakı ΔFosB'nin selektiv induksiyası və caudate putamendə ΔFosB nisbətən yüksək artım göstəricisi nörobiyoloji bir göstəricidir və ya psevizodulyar maddələrin istifadəsi üçün əvvəllər qeyd olunan artmış tendensiyanın səbəbi ola bilər yaş qrupu (Estroff et al., 1989; Myers və Anderson, 1991) və gen ifadələrində yaş qrupları arasında fərqlənən digər uzunmüddətli dəyişikliklər (Andersen və digərləri, 2002). Bundan başqa, bu fərqlər ΔFosB özü də daxil olmaqla, əsas molekulların səviyyələrində inkişaf dəyişiklikləri ilə tənzimlənə bilər. Yaş qrupları arasındakı ΔFOSB səviyyəsinin fərqliliyinin potensial nəticələri, rat suşları arasında fərqlərəHaile və digərləri, 2001). Əslində, oxşar meylli fərqlərin inbred siçan arasında aşkar ediləcəyini təxmin edirik. Müxtəlif yaşlı siçanların beynin nüvəsindəki accumbenslərdən başqa yerlərdə fərqli molekulyar adaptasiya göstərmələri də mümkündür. Əsas molekulların səviyyələrində genetik müayinə edilmiş dəyişikliklər və eyni zamanda davranış müşahidələri olan periadolent siçanlardan istifadə edən əlavə analiz bu hipotezləri daha da sınayacaqdır.
Dəyişikliklər
- Alınan Aprel 8, 2002.
- Revizyon alındı Avqust 6, 2002.
- qəbul Avqust 8, 2002.
Bu iş Sağlamlıq Milli İnstitutu / Milli Nöroloji Bozukluklar İnstitutu və Stroke Grant NS41871 (MEE və EMU) və Narkotik İstismar Qrant P30-DA13429 (EMU) üzrə Milli İnstitut tərəfindən dəstəklənmişdir.
Yazışmalar Dr. Michelle E. Ehrlich, Thomas Jefferson Universiteti, Curtis 310, 1025 Walnut Caddesi, Philadelphia, PA 19107 ünvanına göndərilməlidir. E-poçt: [e-poçt qorunur].
- Müəllif hüququ © 2002 Neuroscience for Society
;
