PLOS এক. 2014 জুলাই 29; 9 (7): e102524। ডোই: 10.1371 / journal.pone.0102524। eCollection 2014।
বিমূর্ত
মানুষের মাদকদ্রব্য এবং আসক্তির ক্ষতিকারক মডেলগুলিতে ক্রনিক কোকেইন এক্সপোজার প্রিফ্রন্টাল কর্টিকাল কার্যকলাপকে হ্রাস করে, যা পরবর্তীতে পুরস্কার প্রক্রিয়াকরণ এবং উচ্চ ক্রম নির্বাহী ফাংশনকে হ্রাস করে। আচরণের এই দুর্বল ঘাটতিটির চূড়ান্ত প্রভাবটি পুনঃস্থাপনের জন্য দুর্বলতা বৃদ্ধি করে। পূর্বে আমরা দেখিয়েছি যে মধ্যম প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স (পিএফসি) -তে মস্তিষ্ক-প্রাপ্ত নিউরোট্রফিক ফ্যাক্টর (বিডিএনএফ) এক্সপ্রেশনে কোকেইন-প্রবৃদ্ধি বৃদ্ধি, কোয়ানাইনের চাঙ্গা কার্যকরতা কার্যকারিতাকে নানুরউডাপেটিভ প্রক্রিয়া বলে। যেমন বিডিএনএফ নিউরোনাল বেঁচে থাকা এবং সিনাপটিক প্লাস্টিকের প্রভাবকে প্রভাবিত করে, তেমনি আমরা হাইকোথিসিস পরীক্ষা করেছিলাম যে কোকেইন স্ব-প্রশাসন থেকে বিরত থাকার ফলে নিউফোনের মূর্তি এবং পিএফসি তে সিনাপটিক ঘনত্বের পরিবর্তন ঘটবে। একটি উপন্যাস কৌশল, অ্যারে টমগ্রাফি এবং গলগি স্টেইনের ব্যবহার করে, ইঁদুর পিএফসি-তে রূপান্তরিত পরিবর্তনগুলি কোকেন স্ব-প্রশাসনের 14 দিন এবং জোরপূর্বক নির্যাতনের 7 দিনের পর বিশ্লেষণ করা হয়েছে। আমাদের ফলাফল ইঙ্গিত করে যে সামগ্রিক ডেনড্রাইটিক শাখা এবং মোট সিনাপটিক ঘনত্ব ইঁদুর পিএফসি উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করা হয়। বিপরীতে, পিএফসি এর স্তর ভি পিরামিড নিউরনগুলিতে পাতলা ডেন্ড্রাইটিক মেরুদণ্ডের ঘনত্ব উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। এই ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে গতিশীল কাঠামোগত পরিবর্তন কোকেইন প্রতিরোধের সময় ঘটে যা কোকেইন-আসক্ত ব্যক্তিদের মধ্যে PFC- র পর্যবেক্ষণকৃত হাইপো-ক্রিয়াকলাপে অবদান রাখতে পারে।
ভূমিকা
পুরষ্কারের সার্কিট্রের মধ্যে কাঠামোগত প্লাস্টিকের পরিবর্তনগুলি ড্রাগ-সন্ধানের আচরণ বজায় রাখার কোকেনের শক্তিশালী ক্ষমতাকে অবদান রাখার মূল ব্যবস্থা হিসাবে প্রস্তাব করা হয় (পর্যালোচনা করা হয়েছে [1])। পূর্ববর্তী গবেষণা নিউক্লিয়াস accumbens (NAC) মধ্যে ডেনড্রাইটিক arborization এবং মেরুদণ্ড ঘনত্ব বৃদ্ধি দেখানো হয়েছে [2]-[4], ভেন্ট্রাল tegmental এলাকা [5], এবং প্রিফ্রন্টাল কর্টেক্স (পিএফসি) [6] কোকেইন এক্সপোজার নিম্নলিখিত। যদিও বেশিরভাগ গবেষণায় এনএসি-এর কার্যকারিতামূলক ক্রিয়াকলাপের সাথে সম্পর্কিত কাঠামোগত পরিবর্তনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছে, তবে বেশিরভাগ গবেষণায় পিএফসি-তে পরিবর্তনগুলি পরীক্ষা করেছে। প্রমাণের কয়েকটি লাইন পিএইচসি-এর ব্যর্থতা প্রদর্শন করে যা মানুষের আসক্তিতে উভয় দীর্ঘস্থায়ী কোকেইন এক্সপোজার [7], [8] এবং আসক্তি এর rodent মডেল [9], [10]। অতএব, পিএফসি তে যে কাঠামোগত পরিবর্তন ঘটেছে তা চিহ্নিত করা আসক্তির আন্ডারলাইনের আণবিক ঘটনাগুলি বোঝার পক্ষে উপযুক্ত।
পিএফসি আবেগ নিয়ন্ত্রণ এবং সিদ্ধান্ত গ্রহণ নিয়ন্ত্রণ করে এবং এইভাবে আচরণ নিয়ন্ত্রণের জন্য একজনের দক্ষতার বিশেষত ড্রাগের নির্ভরতার ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে [8], [11]। উদাহরণস্বরূপ, কোকেইন আসক্ত ব্যক্তির মধ্যে, হ্রাসকৃত প্রফ্রন্টাল কর্টেক্স অ্যাক্টিভেশন মাদক প্রত্যাহারের সাথে জড়িত এবং উচ্চ ক্রম নির্বাহী প্রতিক্রিয়াগুলিকে ব্যাহত করে [7], [8], যা পুনরাবৃত্তি দুর্বলতা উন্নত করতে পারেন। রডেন্টসগুলিতে, পিএফসি-তে নিউরোনাল ক্রিয়াকলাপ বৃদ্ধি পায় কোকেইন গ্রহণের সাথে [9], [10], বাধ্যতামূলক ড্রাগ-চাওয়া আচরণ [12], এবং প্রত্যাহারের পরে কোকেইন পুনর্বহাল [13]-[15]। উপরন্তু, দীর্ঘস্থায়ী কোকেইন প্রশাসন নিম্নলিখিত PFC মধ্যে ঝিল্লি bistability বিলুপ্ত করা হয় [16]। অবশেষে, পিএফসি-তে মাদক-প্রদাহযুক্ত বিপাকীয় ক্রিয়াকলাপকে কোকেন স্ব-প্রশাসনের কাছ থেকে প্রত্যাহারের সময় ইঁদুরের মধ্যে একটি চ্যালেঞ্জ ইনজেকশন পরিচালিত হয়। [9], [17]। একসঙ্গে, এই গবেষণাগুলি নির্দেশ করে যে দীর্ঘস্থায়ী কোকেইন PFC- এর গভীর কার্যকরী পরিবর্তনগুলিকে ইঙ্গিত দেয় যা নিরোধক সিনারিগুলির সংখ্যা বৃদ্ধি এবং / অথবা PFC- এ উত্তেজনাপূর্ণ শৃঙ্খলে হ্রাসের সাথে যুক্ত হতে পারে। যাইহোক, দীর্ঘস্থায়ী মাদক ব্যবহার অনুসরণ করে পিএফসি-তে যে রূপক রূপান্তর ঘটেছে তা স্পষ্টভাবে প্রকাশ করা হয়নি।
বর্তমান গবেষণায় আমরা পরীক্ষা করার চেষ্টা করেছি যে কোকেইন থেকে বিরত থাকার ফলে পিএফসি-তে কাঠামোগত পরিবর্তন ঘটে। রূপান্তরিত পরিবর্তনগুলি একটি ঐতিহ্যগত পদ্ধতি, গোলি স্টেইন, পাশাপাশি একটি উপন্যাস কৌশল, অ্যারে টমোগ্রাফি ব্যবহার করে পরীক্ষা করা হয়েছিল। অ্যারে টমোগ্রাফি একটি অনন্য পদ্ধতি যা অ্যামুনোফ্লোরোসেন্স এবং ত্রি-মাত্রিক ইমেজ পুনর্গঠনের সাথে আল্ট্র্যাথিন টিস্যু সেকেন্ডিংকে সংহত করে এবং মোট এবং উপ-টাইপ নির্দিষ্ট সিনাপস ঘনত্ব সঠিক পরিমাণে পরিমাপের অনুমতি দেয় [18], [19]। এই পদ্ধতিগুলি ব্যবহার করে, আমাদের ফলাফল ইঁদুর পিএফসি-তে স্থিতিশীল ফর্ম কোকেইন প্রতিক্রিয়া হিসাবে উল্লেখযোগ্য প্লাস্টিকত্ব নির্দেশ করে।
উপকরণ এবং পদ্ধতিসমূহ
প্রাণী এবং হাউজিং
ট্যাকনিক ল্যাবরেটরিজ (জার্মানটাউন, এনওয়াই) থেকে 250-300 গ্রাম ওজনের পুরুষ স্প্রেগ-ডাওলি ইঁদুর (রেটাস নরভেজিকাস) প্রাপ্ত হয়েছিল। পশুদের পৃথক পৃথকভাবে তাদের বাড়ির খাঁচায় খাবার এবং জল উপলব্ধ অ্যাড লিবিটামের সাথে রাখা হয়েছিল। পরীক্ষামূলক প্রোটোকলগুলি মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের জাতীয় ইনস্টিটিউট অফ হেলথ দ্বারা প্রদত্ত নির্দেশিকাগুলির সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ এবং পেনসিলভেনিয়া বিশ্ববিদ্যালয় এবং পেনসিলভেনিয়া বিশ্ববিদ্যালয়ের ইনস্টিটিউশনাল এনিমাল কেয়ার অ্যান্ড ইউজ কমিটি-এর পেরেলম্যান স্কুল অফ মেডিসিন দ্বারা অনুমোদিত হয়েছিল।
সার্জারি
অস্ত্রোপচারের পূর্বে, ইঁদুরগুলি 80 মিগ্রা / কেজি কেটামিন এবং 12 মিগ্রা / কেজি জাইলজিন (আইপি; সিগমা-অ্যালডরিচ, সেন্ট লুইস, এমও) দিয়ে অ্যানসথেটিজ করা হয়েছিল। একটি অস্থির সিলাস্টিক ক্যাথিটার (অভ্যন্তরীণ ব্যাস 0.33 মিমি, বাইরের ব্যাস 0.64 মিমি) ডান জগিয়াল শিরাতে সন্নিবেশ করানো হয় এবং জায়গায় চর্বিযুক্ত। ক্যাথারটারটি তখন কাঁধের ফলকটির উপরে উপরিভাগে প্রেরণ করা হয়েছিল এবং একটি জাল ব্যাকমাউন্ট প্ল্যাটফর্ম (ক্যামকথ, ক্যামব্রিজ, যুক্তরাজ্য) যা রাস্তার নীচে সরাসরি স্ক্যাচুয়ালের উপরে সরিয়ে রাখা হয়েছিল। হিটপারিনাইজড সালাইন (0.3 U / ML) মধ্যে দ্রবীভূত হওয়া এন্টিবায়োটিক টিমেন্টিন (টিকার্কিলিন ডিডিয়াম / পটাসিয়াম ক্ল্যাভালানেট, 0.93 মিগ্রা / মিলে; হেনরি স্কিন, মেলভিল, এনওয়াই) এর 10 মিলিটারির সাথে ক্যাথেটেরগুলি প্রতিদিন ফুলে উঠে। ব্যবহার না যখন catheters প্লাস্টিক সংযোজকগুলির সঙ্গে সিল করা হয়।
কোকেইন স্ব-প্রশাসন
কক্ষের স্ব-প্রশাসন শুরু হওয়ার আগে চশমাগুলি অস্ত্রোপচার থেকে পুনরুদ্ধারের জন্য 7 দিন অনুমতি দেওয়া হয়েছিল। ইঁদুরগুলি এলোমেলোভাবে দুটি দলের মধ্যে নিযুক্ত করা হয়েছিল: কোকেইন স্ব-প্রশাসক প্রাণী এবং জলাবদ্ধ লবণাক্ত নিয়ন্ত্রণ। কোটাইন ইনফিউশনগুলির জন্য প্রতিক্রিয়া জানানোর জন্য প্রতিটি ইঁদুরকে জোড়যুক্ত বিষয়টির সাথে যুক্ত করা হয়েছিল যা জোড়া এবং কোকেইন-পরীক্ষামূলক ইঁদুর দ্বারা স্ব-প্রশাসিত হিসাবে একই সংখ্যা এবং আবর্তনের সাময়িক প্যাটার্ন পেয়েছিল। লবণাক্ত-জোড়যুক্ত ইঁদুরের জন্য চাপা দেওয়া কোন নির্ধারিত ফলাফল ছিল না।
প্রাথমিকভাবে, কোকেইন-পরীক্ষামূলক ইঁদুরগুলি মডুলার অপারেণ্ট চেম্বারগুলিতে (মেড অ্যাসোসিয়েটস, সেন্ট অ্যালব্যানস, ভিটি) স্থাপন করা হয়েছিল এবং অন্তরঙ্গ কোকেইন ইনফিউশনগুলির (0.25 মিগ্রা কোকেইন / 59 μl সালাইন, 5 গুলি বেশি ঢালাই) লিভার প্রেসের জন্য নির্দিষ্ট করা হয়েছিল। অনুপাত শক্তি 1 (FR1) সময়সূচী। একবার একটি কোকেইন-পরীক্ষামূলক ইঁদুর FR20 সময়সূচির অধীনে একটি একক অপারেটিং সেশনে কোকেইন কমপক্ষে 1 ইনফিউশন অর্জন করে, প্রতিক্রিয়া প্রয়োজন একটি শক্তিশালীকরণের FR5 সময়সূচী থেকে স্যুইচ করা হয়েছিল। উভয় নির্দিষ্ট অনুপাতের সময়সূচীগুলিতে প্রতিক্রিয়া জানানোর জন্য, প্রতিদিন কোকেন ইনফিউশনগুলি সর্বোচ্চ দৈনিক স্ব-প্রশাসনের সেশনে 30 পর্যন্ত সীমাবদ্ধ ছিল এবং 20 গুলি টাইমআউট সময় প্রতিটি কোকেইন নিঃসরণ অনুসরণ করে, যার সময় সক্রিয় সক্রিয় লিভার প্রতিক্রিয়াগুলি সারণীভুক্ত ছিল কিন্তু কোন নির্ধারিত ফলাফল ছিল না । দৈনিক 2 ঘন্টা অপারেশন সেশন (7 দিন / সপ্তাহ) মোট 14 দিনের জন্য পরিচালিত হয়। নিষ্ক্রিয় লিভারের প্রতিক্রিয়াগুলি, যার কোন নির্ধারিত ফলাফল ছিল না, এছাড়াও FR1 এবং FR5 প্রশিক্ষণ সেশনের সময় রেকর্ড করা হয়েছিল।
14 পরেth দৈনিক অপারেণ্টার অধিবেশন, কোকেইন-পরীক্ষামূলক এবং যোগযুক্ত লবণাক্ত নিয়ন্ত্রণ ইঁদুরগুলি তাদের বাড়ির খাঁচাগুলিতে ফিরিয়ে আনা হয়েছিল যেখানে তারা জোরপূর্বক মাদক প্রতিরোধের 7 দিনের মধ্যে ছিল। 7 উপরth কোকেইন প্রতিরোধের দিন, মস্তিষ্ক অপসারণ করা হয় এবং পিএফসি বরফের উপর বিচ্ছিন্ন হয়। আমাদের পূর্ব প্রকাশিত প্রকাশিত গবেষণায় সরাসরি পিএফসি বিডিএনএফ এক্সপ্রেশন এ কোকেইন-প্রবর্তিত পরিবর্তনগুলি পরীক্ষা করার জন্য সরাসরি কোকেনের সাত দিন বেছে নেওয়া হয়েছিল। [20].
রক্তসঞ্চালন
ইঁদুরগুলি অ্যানেসেসাইজড করা হয়েছে (100 মিগ্রি / কেজি, আইপি সোডিয়াম পান্তোবার্ববিটাল) এবং 4 এম পিবি, পিএইচ XXX (PFA) মধ্যে বরফ-ঠান্ডা 0.1% প্যারাফর্মালডিহাইডের সাথে পরিপূর্ণ। প্রতিটি মস্তিষ্ক থেকে একটি গোলার্ধ গলগি ধোঁয়া এবং অ্যারে টমগ্রাফির জন্য অন্য গোলার্ধের জন্য ব্যবহৃত হয়। 7.4 ঘন্টা জন্য 4% সুক্রোজ সহ 2.5% PFA- এ অ্যারে গোলার্ধগুলি পোস্ট-সংশোধন করা হয়েছে এবং 2% PFA- এ 48H এর জন্য গলগি গোলার্ধগুলি পোস্ট করা হয়েছে।
অ্যারে Tomography
আগে বর্ণিত হিসাবে অ্যারে tomography পরীক্ষা সঞ্চালিত হয় [19], [21]। সংক্ষেপে বলা যায়, এমএফএফসি পর্যায়ে রেফিন এবং কর্ণেল (70 এনএম) বিভাগগুলিতে PFA নির্দিষ্ট টিস্যু সংযুক্ত ছিল এবং এটি একটি পটির মতো কাটা এবং সংগ্রহ করা হয়েছিল। ট্রিসের 50 এমএম গ্লাইকাইনের মধ্যে রিবনগুলি হাইড্রয়েড হয় এবং ব্লকিং সমাধানে ব্লক করা হয় (ট্রিস বাফারের মধ্যে 0.05% টুইন / 0.1% বোভাইন সিরাম অ্যালবামিন (50 এমএম ট্রিস / 150 এমএম NaCl, pH 7.6)। ফুসফুসের প্রাথমিক অ্যান্টিবডিগুলির সাথে দাগযুক্ত হয়, GAD65 ( Chemicon), PSD95 (সেল সিগন্যালিং), অথবা সিনাপটোফাইসিন (আব্যামক), রাতারাতি 4 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ব্লক করার জন্য। রিবনগুলি ট্রিস বাফার দিয়ে ধুয়ে এবং 1 এ সেকেন্ডেন্ট এন্টিবডি দিয়ে দাগযুক্তসমাধান ব্লক মধ্যে 50 (ছাগল বিরোধী মাউস আলেক্সা-আটা 488 এবং ছাগল বিরোধী খরগোশ cy3 বা গাধা বিরোধী খরগোশ cy5)। প্রতিটি বিভাগে একই সাইট খুঁজে পেতে সহজতর করার জন্য ডাব্লুআইপি-র সাথে রিবনগুলি দাগযুক্ত ছিল। টাইল-স্ক্যান চিত্রগুলি একটি Zeiss AxioImager Z2 Epifluorescence মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে সংগৃহীত হয়েছিল। প্রতিটি রিবনটির 20-30 সিরিয়াল বিভাগগুলিতে একই সাইট থেকে চিত্রগুলি অ্যারে টমোগ্রাফির জন্য স্বতন্ত্র স্বয়ংক্রিয় প্রোগ্রামগুলির সাথে 63x এ অর্জিত হয়েছিল।
অ্যারে Tomography বিশ্লেষণ
প্রতিটি ফিতা থেকে সিরিয়াল ছবি ক্রমানুসারে খোলা হয়েছিল, স্ট্যাকে রূপান্তরিত হয়েছে এবং প্লাগিনগুলির সাথে মাল্টিস্ট্যাক্রগ এবং স্ট্যাক রেগ (স্ট্যানফোর্ড ইউনিভার্সিটির বি। বাসসে সৌজন্যে এবং [21], [22]। ক্রপ বাক্সগুলি (19.5 μmx19.5 μm) পরিমানের জন্য নিউরোপিলের আগ্রহের ক্ষেত্রগুলি (ROI) নির্বাচন করতে ব্যবহৃত হয়। নির্বাচন নিউরোনাল কোষ সংস্থা বা অন্যান্য obscuring বৈশিষ্ট্য বাদ ছিল। স্বয়ংক্রিয় চিত্র বিশ্লেষণের জন্য, সিনাপটোফাইসিনের জন্য আগ্রহের (অথবা ROI) ফসল, glutamic অ্যাসিড decarboxylase-65 (GAD65) এবং PSD95 স্বয়ংক্রিয়ভাবে ইমেজজে স্বয়ংক্রিয় অ্যালগরিদমগুলির সাথে স্বয়ংক্রিয়ভাবে থ্রেশহোল্ড হয়। ফসল কোডেড এবং বিশ্লেষণ অবস্থা অন্ধ অন্ধ চালানো হয়। ইতিবাচক synapses হিসাবে চিহ্নিত puncta সংখ্যা পরিমাপ একটি স্বয়ংক্রিয়, থ্রেশহোল্ড ভিত্তিক সনাক্তকরণ প্রোগ্রাম পূর্বে বর্ণিত হিসাবে ব্যবহৃত হয় [23]। প্রিন্সিপ্যাপটিক টার্মিনালগুলির ঘনত্ব, উত্তেজক পোস্টিনেপ্যাটিক টার্মিনাল এবং জিএডি-পজিটিভ (নিষ্ক্রিয়) শৃঙ্খলাগুলির শতাংশগুলি PFC থেকে দুটি পৃথক টিস্যু ব্লক থেকে সংগৃহীত প্রতি 75 নমুনা সাইটগুলির গড় থেকে গণনা করা হয়েছে।=5 কোকেইন চিকিত্সা, 5 সালাইন চিকিত্সা প্রাণী) 29,154 সালাইন চিকিত্সা প্রাণী জুড়ে 53,565 স্যাম্পলিং সাইটগুলি থেকে 818 পোস্টিনেপ্যাটিক puncta এবং 5 প্রিজিনেপ্যাটিক puncta এর জন্য 29,662 কোলাইন চিকিত্সা প্রাণী জুড়ে 17,034 স্যাম্পলিং সাইটগুলি থেকে 588 পোস্টিনেপ্যাটিক এবং 5 পোস্টিনেপ্যাটিক এবং XNUMX প্রিসন্যাপটিক puncta। সিনাপস ঘনত্বের জন্য মধ্যীয় মান এবং পশু প্রতি প্রতিবন্ধক শৃঙ্খলাগুলির শতাংশের গণনা গণনা করা হয়েছে এবং টি-পরীক্ষাগুলি প্রাণী মিডিয়্যান্স ব্যবহার করে চালানো হয়েছে কিনা তা যাচাই করার জন্য।
Rapid-Golgi পদ্ধতি
পূর্বে বর্ণিত হিসাবে একক বিভাগ Golgi স্টেইন করা হয় [24], [25]। সংক্ষেপে বলা যায়, প্রতিটি প্রাণীর এক গোলার্ধের এমপিএফসিটি 100 μm কর্ণেল বিভাগে এবং 1% ওসমিਅਮ টিট্রাকক্সাইডে পোস্ট-ফিক্সড পরে 0.1 এম পিবি, পিএইচ XXX এ তিনটি ধুয়ে পরে। স্যানউইচ পদ্ধতিতে 7.4% পটাসিয়াম ডাইক্রোমেটে বিভক্ত করা হয়েছে, কয়েক সেকেন্ডে ধুয়ে ফেলা হয়েছে এবং 3.5% রূপালী নাইট্রেটের সাথে অনুপ্রবেশ করা হয়েছে। [25]। XylX-coated স্লাইডগুলির সাথে জেলটিন-লেপা স্লাইডগুলিতে মাউন্ট করা হয়েছে এবং অ্যালকোহল সংকোচনের সিরিজের মাধ্যমে নির্গত হ'ল xylene এবং coverslipping এ ডি-ফ্যাটিং।
গোলি বিশ্লেষণ
গোলগি স্লাইডগুলি কোডেড এবং বিশ্লেষক অন্ধের বিশ্লেষণ করে এবং একই পরীক্ষার্থী দ্বারা বিশ্লেষণ করা হয়। নিউরোনাল ইমেজ এবং ট্র্যাকিং এবং ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের প্রতিনিধি চিত্রগুলি একটি ইন্টিগ্রেটেড মোটরবাইক মাপের (পূর্ব বিজ্ঞানী, রকল্যান্ড, এমএ) একটি 51 × 20 NA উদ্দেশ্য সহ একটি সোজা BX0.7 অলিম্পাস মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে সংগৃহীত হয়েছিল। ডেনড্রাইটিক শাখা বিশ্লেষণের জন্য, পশু প্রতি বিশ্লেষণের জন্য 7 নিউরনগুলি নির্বাচন করা হয়েছিল। আমরা যথাক্রমে ম্যাক্রো NeuronJ এবং অ্যাডভান্সড শোল বিশ্লেষণ ব্যবহার করে নিউরাইট দৈর্ঘ্য এবং জটিলতা পরিমাপ। 5-250 μm (বেসাল এবং অ্যাপিলিক ডেনড্রাইট সহ) এর মধ্যবর্তী ঘনকীয় বৃত্তের অভ্যন্তরে চক্রবৃদ্ধি সংখ্যা (শাখা পয়েন্ট) পরিমাপ করা হয়েছে এবং গোষ্ঠীর মধ্যে তুলনা করা হয়েছে। মেরুদণ্ড ঘনত্বের বিশ্লেষণের জন্য, 4-5 এক 20x তেল-নিমজ্জন লক্ষ্যের সাথে একটি Zeiss X5 Epifluorescence মাইক্রোস্কোপ ব্যবহার করে প্রতি 7-2 নিউরনের প্রতি নিউরন প্রতি তিনটি আদেশ বেসাল ডেনড্রাইটের দৈর্ঘ্য থেকে অন্তত 63 μm অংশ বিশ্লেষণ করা হয়েছিল। মেরুদন্ডের মূর্তিবিদ্যা পূর্বে বর্ণিত হিসাবে শ্রেণীবদ্ধ করা হয় [26]। প্রত্যেকটি মেরুদণ্ডের প্রতিটি ডেনড্রাইটিক সেগমেন্ট এবং মেরুদণ্ডের গঠনবিন্যাসের জন্য লিনিয়ার মেরুদণ্ডের ঘনত্বের সাথে গ্রুপের মধ্যে তুলনা করা হয়। ন্যাশনাল ইনস্টিটিউট অফ হেলথ (ইমেজজে) থেকে ওপেন সোর্স সফটওয়্যারটি গোলি এবং অ্যারে টমোগ্রাফি ডেটা বিশ্লেষণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
ফলাফল
কোকেইন থেকে অবনতি মোট synapse ঘনত্ব হ্রাস
কোকেইন স্ব-প্রশাসন থেকে বিরত থাকার প্রতিক্রিয়ায় পিএফসি-তে সংঘটিত নির্দিষ্ট রূপক পরিবর্তনগুলি নির্ধারণ করার জন্য অ্যারে টমোগ্রাফিটি উত্তেজক এবং নিরোধক উভয় ক্ষেত্রে পরিবর্তনগুলি পরিমাপ করার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। অ্যারে টমোগ্রাফি একটি উচ্চ-থ্রুপুট পদ্ধতি যা গঠন, মোটামুটি, এবং উত্তেজক শৃঙ্খলাগুলির যথাযথ পরিমানের জন্য যা কাঠামোর মধ্যে সঠিকভাবে চিহ্নিত করা যায় না বা ঐতিহ্যগত confocal মাইক্রোস্কপি পদ্ধতির সাথে স্থানীয়করণের জন্য খুব ছোট [19]। উভয় নিরোধক এবং উত্তেজক synapses ড্রাগ পুরস্কার সার্কিট্রি অপরিহার্য উপাদান হিসাবে [13], [27], [28] আমরা কোকেইন থেকে বিরত থাকার সময় পিএফসি-তে রূপান্তরিত পরিবর্তনগুলি মূল্যায়ন করতে এই উপন্যাস পদ্ধতি ব্যবহার করেছি। 5 ইয়োকড-সালাইন এবং 5 কোকেন-অভিজ্ঞ ইঁদুরের এক মস্তিষ্কের গোলার্ধের সেভেন্টি এনএম পিএফসি বিভাগগুলি পিএইচডিএক্সএনএক্সএক্স-এর অ্যান্টিবডি, একটি পোস্টিনেপ্যাটিক উত্তেজক চিহ্নিতকারী, সিনাপটোফাইসিন, একটি প্রিজিনপ্যাটিক মার্কার এবং গ্যাডক্সটিএক্স-এর অ্যান্টিবডি দিয়ে দাগযুক্ত ছিল, যা অবাধ্য নিউরন এবং সিনাপেস লেবেলযুক্ত। সংশ্লেষ ঘনত্ব এবং নিরোধক synapses শতাংশ কর্টিকাল স্তর V মধ্যে নির্ধারিত হয় (V)চিত্র 1A এবং 1B)। আমাদের ফলাফল নির্দেশ করে যে কোকেইন থেকে অব্যবস্থার সময় সিনাপটোফাইসিন ঘনত্বের মধ্যে উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটেছে (চিত্র 1C), যা সমস্ত প্রিসন্যাপটিক টার্মিনালগুলিকে পরিমাপ করে [টি (7)=2, পি <0.05]। উত্তেজনাপূর্ণ সিনাপ্স ঘনত্বের কোনও উল্লেখযোগ্য হ্রাস হয়নি [টি (8)=0.48, পি=0.32] হিসাবে গণনা করা হয় যা গণনা করে PSD95 puncta (চিত্র 1D)। আগ্রহজনকভাবে, GAD65- ইতিবাচক নিরোধক synapses শতাংশ [t (8) বৃদ্ধি করার ক্ষেত্রে একটি উল্লেখযোগ্য প্রবণতা ছিল।=এক্সএক্সএক্স, পি=0.9] (চিত্র 2E).
কোকেইন থেকে অব্যবস্থাপনা পিএনএফ-তে মেরুদণ্ড ঘনত্ব বৃদ্ধির সময় ডেনড্রাইটিক শাখা হ্রাস করে
Synapse ঘনত্ব পর্যবেক্ষিত অতিমাত্রায় পরিবর্তন নিশ্চিত করার জন্য গোলগি পদ্ধতি নিউরোনাল শাখা এবং ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড ঘনত্ব পরিবর্তন মধ্যে পরীক্ষা করার জন্য ব্যবহৃত হয় (চিত্র 1)। অ্যারে টমোগ্রাফি স্টাডিজের জন্য ব্যবহৃত একই প্রাণীগুলির অন্য গোলার্ধে পিএফসি-তে নিউরনের একটি উপসাগরীয় উপাদানের উপর আমরা একক বিভাগের দ্রুত গোললি আক্রমনাত্মক সঞ্চালন করি। ডেনড্রাইটিক শাখা, ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যা, এবং মেরুদণ্ডের মূর্তি মূল্যায়ন করা হয়। ইউকোড-লবণ নিয়ন্ত্রণ এবং একটি কোকেইন-উন্মুক্ত ইঁদুরের পিএফসি থেকে দুই প্রতিনিধি পিরামিডাল নিউরনগুলি দেখানো হয় চিত্র 2A। শোল প্লট 5-250 μm এর মাঝামাঝি ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন ঘন চক্রের মধ্যে শৃঙ্খলাকৃতির (শাখা পয়েন্ট) পরিমাপ করে। আমাদের ফলাফল দেখায় যে কোকেইন স্ব-প্রশাসন থেকে জোরপূর্বক নির্যাতনের পর 7 দিনগুলিতে ডেনড্রাইটিক জটিলতার মধ্যে উল্লেখযোগ্য হ্রাস ঘটেছে (চিত্র 2B)। দুটি উপায় পুনরাবৃত্তি ব্যবস্থা ANOLA বিশ্লেষণ শোল প্লট তথ্য বিশ্লেষণ চিকিত্সার উল্লেখযোগ্য প্রধান প্রভাব প্রকাশ [ফ(1,738)=30.59, পি <0.0001] এবং ব্যাসার্ধ [এফ(245, 738)=289.6, পি <0.0001] (চিত্র 2B), অ্যারে গবেষণায় পরিমাপ synapses ক্ষতি সঙ্গে একমত যে dendrites একটি ক্ষতি নিশ্চিতচিত্র 1C)। দ্বিতীয় এবং তৃতীয় আদেশ বুলিলার ডেনড্রাইটের বিশ্লেষণের ফলে কোকেইন প্রতিরোধের 7 দিনের পরে ডেনড্রাইটিক মেরুদন্ডে উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি ঘটেছে [টি (6)=−3.12, পি <0.05] (চিত্র 2D)। আরো বিশেষভাবে, কোকেইন এক্সপোজার থেকে অবনতি পাতলা মেরুদণ্ড উপপাদ্যের সংখ্যা বৃদ্ধি করে, অন্য মেরুদণ্ড উপপাদ্যের উপর কোন উল্লেখযোগ্য প্রভাব না থাকার সময় (চিত্র 2E), চিকিত্সা প্রধান প্রভাব সঙ্গে দুই উপায় পুনরাবৃত্তি ব্যবস্থা ANOVA দ্বারা প্রকাশ [ফ(1,30)=11.9, পি=0.0017], মেরুদণ্ড উপপাদ্য [ফ(4,30)=57.7, পি <0.0001], এবং একটি উল্লেখযোগ্য চিকিত্সা এক্স মেরুদন্ডের সাব টাইপ মিথস্ক্রিয়া [এফ(1, 4, 30)=8.8, পি <0.0001]।
আলোচনা
বর্তমান গবেষণায় আমরা দেখিয়েছি যে কোকেন স্ব-প্রশাসন থেকে জোরপূর্বক নির্যাতনের 7 দিনের পরে PFC লেয়ার V-এর V-V তে স্ট্রাকচারাল এবং সিনাপটিক পরিবর্তনগুলি রয়েছে। বিশেষত, পিরামিডাল নিউরনের ডেনড্রাইটিক শাখায় উল্লেখযোগ্য পরিমাণ হ্রাস এবং সিনাপটফিসিনযুক্ত লেবেলযুক্ত সামগ্রিক প্রিজিনেপটিক বুটনগুলির ঘন ঘনত্ব দ্বারা পরিমাপকৃত সিনাপস ঘনত্বের একটি সাধারণ ক্ষতি। প্রিজিনেপ্যাটিক ঘনত্বের ক্ষতি সত্ত্বেও, স্তর ভি পিরামিডাল নিউরনের বেসাল ডেনড্রাইটগুলি বিশেষত পাতলা, প্লাস্টিকের কাঁধে ডেনড্রাইটিক মেরুদণ্ড ঘনত্বের বৃদ্ধি ঘটে। যেমনটি আমরা psxxNUMX এর ঘনত্বের উল্লেখযোগ্য পরিবর্তনগুলি সনাক্ত করি নি, এটি অনুমান করা যেতে পারে যে প্রিজিনেপ্যাটিক টার্মিনালগুলি হ্রাস পায় তবে মেরুদন্ড ঘনত্বের বৃদ্ধি হ'ল মাল্টি-সিনাপটিক বোতনের সংখ্যা বৃদ্ধির কারণে হতে পারে। উপরন্তু, এটি PFC এ বর্ধিত শব্দের সংকোচনের দিকে একটি প্রবণতা লক্ষ্য করেও উল্লেখযোগ্য। যেহেতু পাতলা কাঁটা plasticity জড়িত হয় [29], এই মেরুদন্ড বৃদ্ধি বৃদ্ধি প্রতিস্থাপিত plasticity প্রতিনিধিত্ব করতে পারে এই Denervritic শাখা হারিয়ে গেছে যারা এই denervated নিউরন নেভিগেশন synaptic ইনপুট বজায় রাখা।
পূর্ববর্তী গবেষণায় দেখা গেছে যে কোকেইন এনএসি-তে ডেনড্রাইটিক আর্বারাইজেশন এবং মেরুদণ্ড ঘনত্ব বৃদ্ধি করে [2]-[4]। সম্প্রতি, ডুমিত্রিউ এট আল।, 2012 [30] দেখানো হয়েছে যে কোকেইন গতিশীলভাবে এনএসি কোর এবং শেলের মধ্যে প্রক্সিমাল মেরুদণ্ডগুলিকে পরিবর্তন করে। বিশেষত, শেলের মধ্যে, কোকেইন থেকে প্রত্যাহার পাতলা কাঁটা বৃদ্ধি করে, যখন NAC শেলের মাশরুম মেরুদণ্ড মাথা ঘনত্ব হ্রাস পায় [30]। এনএসি-এর অধ্যয়নের বিপরীতে, কেবলমাত্র কয়েকটি অধ্যয়ন রয়েছে যা পিএফসিতে নিউরোনাল আকারের উপর কোকেনের প্রভাবগুলি পরীক্ষা করেছে [6], [31]। আমাদের তথ্য একটি সাম্প্রতিক গবেষণায় সামঞ্জস্যপূর্ণ যে কোকেইন PFC মধ্যে মেরুদণ্ড ঘনত্ব বৃদ্ধি induces প্রদর্শন [31]। উল্লেখযোগ্যভাবে, ক্রমাগত এবং স্থিতিশীল কাঁটাচামচগুলিতে বৃহত্তর বৃদ্ধি ঘটেছিল, অর্থাৎ কাঁটাচলাচলযুক্ত ডিএনড্রয়েটের উপর 3 দিন পরে প্রত্যাহারের উপস্থিতিতে কাঁটা দেখা দেয়, উচ্চ কোকেয়ার অবস্থার স্থান অগ্রাধিকার স্কোর এবং কোকেইন-প্ররোচিত হাইপার্টিভিটি [31]। ইঁদুর পিএফসি লেয়ার II-III নিউরনের প্রাক্তন গবেষণায় উভয় অপেরিকাল এবং বেসাল ডেনড্রাইট উভয় ডিএনড্রাইটের প্রায় μ মিটারের প্রায় 3 কাঁটা মূল্যের মান রিপোর্ট করেছে, এটি একটি বিস্ময়কর ঘনত্বের কাঁটা স্তর যা চাপ দ্বারা সংশোধনযোগ্য ছিল [32]। ডেনড্রাইটিক সেগমেন্টগুলির ~ এক্সটিএনএক্স কাঁটা / 2 μm এর নিয়ন্ত্রণ ইঁদুরগুলিতে আমাদের মানগুলি কম, যা বিভিন্ন নিউরোনাল জনসংখ্যার বিশ্লেষণ (লেয়ার ভ বেসাল ডেনড্রাইটস) বা ইমেজিং প্রযুক্তির পার্থক্যের কারণে হতে পারে। বর্তমান গবেষণায় আমরা একক বিভাগে দ্রুত গোললি স্টেইন পদ্ধতি ব্যবহার করি, যখন কনফোকাল ইমেজিংয়ের সাথে মিলিত লুসিফার হলুদ ডাই এর আয়নপোস্টিকিক ইনজেকশনগুলি র্যাডলি এবং সহকর্মীদের দ্বারা ব্যবহৃত হয় [32] নিউরোনাল এবং ডেনড্রাইটিক মর্ফোলজি কল্পনা করা। উপরন্তু, আমাদের গবেষণায় মস্তিষ্কের কাঠামোগত পরিবর্তন হতে পারে এমন কোকেইন স্ব-প্রশাসন থেকে অব্যাহত সময়ের গুরুত্বকে তুলে ধরে। পূর্বে প্রকাশিত একটি রিপোর্টে মহিলা ইঁদুরগুলিতে কোকেইন থেকে দীর্ঘমেয়াদী (24-25 দিন) প্রত্যাহারের পরে ডেনড্রাইটিক আর্বরতার বৃদ্ধি ঘটেছিল। [6], পুরুষ ইঁদুর মধ্যে জোরপূর্বক abstinence 7 দিন অনুসরণ আমাদের পর্যবেক্ষিত হ্রাস বিপরীতে। এই পদ্ধতিগত পার্থক্য এবং তথ্য শাখা মধ্যে পার্থক্য সত্ত্বেও, উভয় গবেষণায় কাঁটা সংখ্যা বৃদ্ধি দেখা গেছে, কোকেইন abstinence সময় বড় সীমা সার্কিট পুনর্গঠন নিশ্চিত। ভবিষ্যত গবেষণাগুলি এই গঠনমূলক পরিবর্তনগুলি ক্ষণস্থায়ী বা দীর্ঘস্থায়ী হওয়া কিনা তা নির্ধারণ করতে এই ইভেন্টগুলির সময়ক্রমকে স্পষ্টভাবে ব্যাখ্যা করবে।
আমাদের ফলাফলগুলি নির্দেশ করে যে কোকেইন স্ব-প্রশাসন থেকে জোরপূর্বক অব্যাহততা গতিশীল কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি প্রবর্তন করে এবং PFC এ সিনাপটিক পুনরায় সংগঠনের কারণ করে। এই ফলাফলগুলি পিএফসি-তে হাইপো-কার্যকলাপ ব্যাখ্যা করতে পারে যা পুনরাবৃত্তিযুক্ত কোকেইন এক্সপোজারের ফলে ঘটে [8], [33]। উপরন্তু, আমাদের ফলাফল পিএফসি নিষ্ক্রিয় প্রদর্শন পূর্ববর্তী গবেষণা সমর্থন করে [7], [8], এবং কোকেইন প্রত্যাহারের সময় মধ্যবর্তী PFC এ অতিরিক্ত বাহ্যিক GABA বৃদ্ধি [34]। সুতরাং, দীর্ঘস্থায়ী কোকেইন এক্সপোজার অনুসরণ করে PFC হাইপো-কার্যকলাপের জন্য অ্যাকাউন্টিং প্রক্রিয়াগুলি [8], [10] গ্যাস্টারগারিক, (1) গ্লুটামটারজিক এবং / অথবা (2) পপিকে ডোপামার্গিক সিনাপটিক ইনপুটে হ্রাসে (3) হ্রাসে (XNUMX) বৃদ্ধি করতে পারে। বর্তমান গবেষণায় দেখা যায় যে কোকেইন থেকে বিরত থাকার ফলে সিনাপটোফাইসিন ইতিবাচক সিনাপটিক puncta সংখ্যা হ্রাস দ্বারা নির্দেশিত হিসাবে উল্লেখযোগ্যভাবে synapse ঘনত্ব হ্রাস করা। এই তথ্যটি প্রস্তাব করে যে পিএফসি-তে পোস্ট-সিনাপটিক প্রতিক্রিয়াতে হ্রাস আছে, সম্ভবত গ্লুটামেট বা ডোপামাইন ইনপুট হ্রাসের মধ্যস্থতা। প্রকৃতপক্ষে, গবেষণায় দেখা গেছে যে কোকেইন গ্লুটামটারজিক স্বনকে হ্রাস করে [35], [36]। যাইহোক, গোলি পদ্ধতি ব্যবহার করে, আমরা পিরামিড নিউরনের বেসাল ডেনড্রাইটগুলিতে পাতলা ডেন্ড্রাইটিক মেরুদণ্ডের সংখ্যা বৃদ্ধি দেখেছি, যা পিএফসিতে উত্তেজক ইনপুট বৃদ্ধির পরামর্শ দেয় যাতে নিউরাইট অবশিষ্ট থাকে। এই আপাতদৃষ্টিতে দ্বন্দ্বজনক ডেটা আমাদের পূর্ববর্তী ফলাফলগুলিতে দেখানো ডেড্রাইটগুলির বড় ক্ষতির সাথে সম্পর্কিত শৃঙ্খলাগুলির সামগ্রিক ক্ষতিকে প্রতিফলিত করতে পারে যা আমরা একটি ক্ষতিপূরণমূলক প্রতিক্রিয়া দিয়ে দেখি, সম্ভবত বিডএনএফ দ্বারা মধ্যস্থতাকারী। [20], অবশিষ্ট নিউরাইট নেভিগেশন ডেনড্রাইটিক spines ঘনত্ব বৃদ্ধি।
যৌথভাবে, আমাদের ফলাফল কোকেইন প্রতিরোধের সময় PFC এর মধ্যে গতিশীল পুনরায় সংগঠন নির্দেশ করে। বিশেষত, কোকেইন স্ব-প্রশাসন থেকে জোরপূর্বক মাদক প্রতিরোধের 7 দিনের পরে সিনাপটিক সংযোগে উল্লেখযোগ্য হ্রাস, ডেনড্রাইটিক শাখা হারানো এবং ইঁদুর পিএফসিতে পাতলা কাঁটা সংখ্যা বৃদ্ধি। এই ফলাফল দীর্ঘস্থায়ী কোকেইন নির্যাতনের পিএফসিতে পর্যবেক্ষণ করা হাইপো-ক্রিয়াকলাপের কাঠামোগত ভিত্তি সরবরাহ করতে পারে এবং সম্ভবত কোকেইন আসক্তির সময় জ্ঞানীয় নিয়ন্ত্রণের ক্ষতি ব্যাখ্যা করে।
অর্থায়ন বিবৃতি
এই কাজটি NIDA DA22339 এবং DA033641 (আরসিপি এবং GSV) এবং DA18678 (আরসিপি) দ্বারা অনুদান প্রদান করে। এইচডিএস একটি ব্যক্তিগত কে01 পুরষ্কার (DA030445) দ্বারা সমর্থিত ছিল। অধ্যয়নের নকশা, উপাত্ত সংগ্রহ এবং বিশ্লেষণ, প্রকাশের সিদ্ধান্ত, বা পাণ্ডুলিপি তৈরিতে তহবিলগুলির কোনও ভূমিকা ছিল না।
তথ্যসূত্র