Poticanje izazvano drogom na ekscitatornim sinapsama u VTA

Pionirska studija Ungless-a i kolega u 2001 pokazali su da je jedno izlaganje kokainu izazvalo pojačanje sinaptičke snage na ekscitatornim sinapama na VTA DA neuronima kada su kasnije izmjerene 24 h u rezovima mozga (Ungless et al., 2001). Ovo je mjereno kao povećanje u odnosu na AMPA-posredovane ekscitatorne postsinaptičke struje (EPSC) preko NMDA-posredovanih EPSC-ova (nazvano omjerom AMPA / NMDA). Pokazalo se da je naknadni električno evocirani LTP zatvoren kod ekscitatornih VTA sinapsi kod miševa tretiranih kokainom, dok je LTD pojačan. Ova opažanja, kao i brojne druge elektrofiziološke mjere, ukazuju na to da promijenjena plastičnost potencijalno dijeli slične mehanizme sa sinaptički izazvanim LTP (Ungless et al., 2001). Od tada je pokazano da primena drugih droga zloupotrebe, uključujući amfetamin, morfin, etanol, nikotin i benzodiazepine, takođe može izazvati povećanje sinaptičke snage u VTA, efekt koji se ne vidi kod psihoaktivnih lekova koji nemaju potencijal zloupotrebe (Saal i dr., 2003; Gao et al. 2010; Tan et al., 2010). Ovo zapažanje pokazuje konvergenciju staničnih odgovora unutar VTA sa svim zloupotrebljenim lijekovima i pruža mogući neuronski mehanizam kojim se mogu pokrenuti početne neuroadaptacije koje su u osnovi zavisnosti.

Efekat ne-kontingentne primene leka na VTA sinaptičku plastičnost je prolazno izražen, traje najmanje 5 ali manje od 10 dana i pokazalo se da pozitivno korelira sa početnim razvojem senzibilizacije ponašanja, ali ne sa njegovim izrazom (Ungless et al. 2001; Saal et al. 2003; Borgland i drugi, 2004). Ako se kokain primenjuje samostalno, ishod je sasvim drugačiji, jer plastičnost u VTA postaje postojana i može se otkriti čak i 90 dana u povlačenju (Chen i dr., 2008).

Potenciranje glutamatergičnih sinapsi na VTA DA ćelijama verovatno je povezano sa sposobnošću lekova zloupotrebe da povećaju ekstracelularni DA u NAc (Di Chiara i Imperato, 1988) ipotencijalno predstavlja inicijaciju "patološkog" učenja nagrađivanja, pri čemu dolazi do "štancanja" u asocijacije. Zaista, zavisnost od NMDA receptora zavisi od povećanja glutamatergične sinaptičke jačine u VTA DA neuronima tokom sticanja asocijacije (Stuber et al. 2008) i nedavno je potvrđeno da kokain selektivno povećava odnos AMPA / NMDA VTA neurona koji se projektuju na NAc za razliku od PFC (Lammel et al., 2011); dobro je utvrđeno da je prijenos dopamina unutar NAc kritičan za sticanje udruženja Pavlovian (Kelley, 2004). Stoga može biti da potenciranje VTA DA neurona može predstavljati neuronsko kodiranje slično LTP-u, moguće asocijativni proces učenja, koji može biti neophodan za rane reakcije izazvane kokainom i ima sposobnost da pokrene dugoročne adaptacije koje su u osnovi ovisnosti, iako ne predstavlja samu ovisnu državu. Kao što su drugi predložili, može se dogoditi da lijekovi koji zaraze kooptiraju sklopove za nagrađivanje mozga kako bi "preterali" vrijednost lijeka u organizmu (Kauer i Malenka, 2007).

Poremećaji relevantnih glutamatergičnih projekcija VTA uključenih u plastičnost izazvanu lekom ostaju da se u potpunosti razjasne. Jedna studija je otkrila da VTA glutamatergične sinapse ciljane projekcijama iz samog VTA i nukleusa pedunculopontina (PPN) pokazuju pojačano pojačanje kokaina, ali samo sinapsi koji primaju input od PPN aferenta su potencirani sa Δ⁹-tetrahidrokanabinol (THC) (dobro i Lupica, 2010). Prema tome, čini se da određeni glutamatergični aferenti koji su uključeni u potenciranje izazvanim lekom mogu da variraju u zavisnosti od dotičnog leka i može biti slučaj da je određena projekcija zajednička svim ekscitatornim plastičnostima izazvanim lekovima u VTA; ovo drugo tek treba da se utvrdi. TVTA dobija opsežne projekcije iz više regiona mozga uključujući PFC, amigdalu i subtalamičko jezgro (Geisler i Wise, 2008), od kojih su mnogi pokazali da utiču na pucanje VTA DA neurona (Grillner i Mercuri, 2002). Budući eksperimenti koji koriste optogenetske tehnike mogli bi pomoći u određivanju konkretnih projekcija odgovornih za potencijalno potaknuto drogom kod VTA sinapsi koje su posmatrane kao odgovor na različite droge zloupotrebe, čime se baca svjetlo na tačnu prirodu ove neuroadaptacije.

Mehanizmi koji leže u osnovi sinaptičke plastičnosti izazvane lekom u ekscitatornoj sinapsi u VTA

Kao i kod električno indukovanog LTP u neuronima DA srednjeg mozga, povećanje sinaptičke snage u VTA indukovano i kokainom i nikotinom pokazalo se kao zavisi od aktivacije NMDA receptora (Bonci i Malenka, 1999; Ungless et al. 2001; Mao et al. 2011). Nasuprot tome, nedavno se pokazalo da održavanje potencijala izazvanog kokainom zahteva aktivnost protein kinaze Mζ (Ho et al., 2012), avtonomno aktivna proteinska kinaza C (PKC) izoforma, dok je LTP u zavisnosti od vremenskog perioda spajka u VTA DA neuronima miševa naivnih od droge ovisan o konvencionalnim PK izoformama (Luu i Malenka, 2008). U slučaju nikotina VTA sinaptička potencijacija zahtijeva ekscitaciju DA neurona posredovanih somatodendritičkim nikotinskim acetilkolinskim receptorima a4β2 (nAChRs) (Mao et al., 2011). Povećanje presinaptičkog oslobađanja glutamata izazvano nikotinom takođe doprinosi indukciji ove specifične sinaptičke plastičnosti, verovatno kroz povećanu aktivaciju NMDA receptora (Mao et al. 2011).

Relativno je više poznato o mehanizmima koji se zasnivaju na sinaptičkoj plastičnosti izazvanoj kokainom, nego što je to u osnovi plastičnost izazvana drugim lijekovima zloupotrebe. Primjena kokaina na kriške srednjeg mozga dovodi do potenciranja transmisije NMDA receptora u roku od nekoliko minuta i predlaže se da se ugradi NMDAR koji sadrži NR2B u sinapse putem mehanizma koji zahtijeva aktivaciju D₅ receptori i nova sinteza proteina (Schilstrom et al., 2006; Argilli et al. 2008). Pokazalo se da je oreksin A potreban i za brzo unošenje receptora koji sadrže NR2B i za povećane omjere AMPA / NMDA; shodno tome oreksin₁ Dokazano je da antagonist receptora SB334867 sprečava razvoj senzibilizacije na kokain (Borgland et al., 2006). Pored promena u ekspresiji podjedinice NMDA receptora, povećani nivoi GluR1 (GluR2-nedostajućih) AMPA receptora kod sinapsi su primijećeni čim 3 h nakon izlaganja kokainue (Argilli et al., 2008). Ovo opažanje u kombinaciji sa drugim nedavnim dokazima dovelo je do hipoteze da sinaptička insercija receptora koji nedostaju GluR2-a doprinose ekspresiji sinaptičke potencijacije izazvane kokainom u VTA (Dong et al., 2004; Bellone i Luscher, 2006; Mameli i drugi, 2007; Brown et al., 2010; Mameli i drugi, 2011), za recenzije vidi (Kauer i Malenka, 2007; Wolf and Tseng, 2012). Ovo umetanje receptora koji nemaju GluR2 zavise od transmisije NMDA receptora u VTA DA neuronima budući da je odsutan kod miševa kojima nedostaju funkcionalni NMDA receptori u DA neuronima (Engblom i dr., 2008; Mameli i drugi, 2009). IPostavljanje AMPA receptora koji nemaju GluR2 je značajno jer imaju jedinstvena svojstva; oni su propusni za kalcijum, imaju veću provodljivost od jednog kanala nego receptori koji sadrže GluR2, i stoga imaju ogroman kapacitet za promenu sinaptičke transmisije (Isaac i dr., 2007). Stoga, umetanje AMPA receptora koji nemaju GluR2 u VTA predstavlja mogući mehanizam kojim droge zloupotrebe mogu da instaliraju plastične adaptacije na kojima se zasnivaju početne faze upotrebe droga.

Umetanje AMPA receptora koji nemaju GluR2 u VTA ekscitatorne sinapse sada se pokazalo da se javlja kao odgovor na davanje lekova iz više klasa kao što su nikotin i morfin kao i optogenetička aktivacija DA VTA neurona (Brown i dr., 2010). TNjegova je dovela do prijedloga da umetanje AMPA receptora koji nedostaju na kalcijumu, GluR2-a, predstavlja univerzalni mehanizam koji može biti osnova za pojačavanje VTA sinapsi izazvanih lijekovima (Brown et al., 2010), iako podaci za amfetamin nisu nužno u skladu s ovom hipotezom (Faleiro et al., 2004). Štaviše, budući da AMPA receptori koji nemaju GluR2 su unutrašnje ispravljajući i tako provode vrlo malu struju na + 40 mV, njihovo umetanje ne može objasniti porast izazvanih lijekovima u AMPA / NMDA omjerima. Nedavna studija koja je mjerila jedinične sinaptičke odgovore izazvane visoko lokaliziranim glutamatnim izvorom (fotoniza fotonske fotodinacije glutamata u kavezu) pokazala je, osim u odnosu na uticaje EPSC-a posredstvom AMPA receptora, izloženost kokainu također smanjila jedinstvene EPSC-ove posredovane NMDA receptore al., 2011), čime se obezbjeđuje mogući mehanizam kojim se omjeri AMPA / NMDA mogu povećati u ovom scenariju (smanjenjem nazivnika omjera). Ovo tek treba istražiti sa drugim drogama zlostavljanja.

Lijek-inducirana razmjena GluR2-a koja sadrži AMPA receptore bez GluR2-a može se preokrenuti aktivacijom mGluR1 receptora u VTA (Bellone i Luscher, 2006; Mameli i drugi, 2007). Prema tome, razmena AMPA receptora posredovanih mGluR1-om obezbeđuje mehanizam koji može objasniti zašto je pojačavanje VTA sinapsi prouzrokovano prirodom, koje traje 5, ali ne i 10 dana (Ungless et al., 2001; Mameli i drugi, 2007). Zaista, ako je mGluR1 funkcija u VTA reducirana 24 h prije davanja kokaina, onda kokainom izazvana unutrašnja rektifikacija traje i dalje od 7 dana (Mameli et al., 2007, 2009). Otuda jedno moguće objašnjenje zašto sinakticno jačanje kokaina ostaje u VTA nakon samo-davanja kokaina (za razliku od naknadne ne-kontingentne administracije) može biti da samokontrola kokaina dovodi do depresije mGluR1 signalizacije u VTA.

Sintetička plastičnost izazvana lijekovima kod inhibitornih sinapsi u VTA

Excitatorni sinapsi nisu jedini tip sinapse u VTA DA neuronima koji su pogođeni ne-kontingentnom administracijom droga. Inhibitorni sinapsi u VTA takođe imaju kritičnu ulogu u kontroli brzine izgaranja DA neurona, tako da plastičnost kod GABAergičnih sinapsi ima sposobnost da dramatično utiče na transmisiju DA. Zaista, kokain, morfin i etanol mogu da utiču na inhibitornu sinaptičku plastičnost u VTA (Melis et al., 2002; Liu i drugi, 2005; Nugent i dr., 2007). Ponovljena izloženost kokainu in vivo za 5-7 dana uzrokuje smanjenje amplitude GABA-posredovanih sinaptičkih struja, time olakšavajući indukciju LTP u VTA ćelijama smanjenjem jačine GABAergičke inhibicije (Liu i dr., 2005). Naknadne studije otkrivaju mehanizam ove inhibicije endokanabinoid-zavisni LTD kod GABAergičnih sinapsi uključujući aktivaciju ERK1 / 2 (Pan et al., 2008, 2011). GABA_A sinapsi receptora na VTA dopaminskim neuronima takođe pokazuju robustan NMD-ovisni LTP (nazvan LTP_GABA) kao odgovor na visokofrekventnu stimulaciju (Nugent et al., 2007). This LTP_GABA je odsutan u VTA rezovima 2 i / ili 24 h poslije in vivo davanje morfina, nikotina, kokaina ili etanola (Nugent et al., 2007; Guan i Ye, 2010; Niehaus et al. 2010). U slučaju etanola, prevencija LTP_GABA posreduje μ-opioidni receptor (Guan i Ye, 2010) Zajedno sa sinaptičkim pojačanjem kod ekscitatornih sinapsi, ovaj gubitak LTP_GABA treba povećati ispaljivanje VTA DA neurona nakon izlaganja lijeku.

Nedavno se pokazalo da je sporo GABA transmisija pod uticajem droga. Stoga je jedna doza metamfetamina ili kokaina dovoljna da značajno oslabi sposobnost GABA_B receptori za kontrolu VTA GABA neuronskog pečenja kada se meri ex vivo 24 h kasnije (Padgett et al., 2012). Metamfetamin-inducirani gubitak sporog inhibitornog postsinaptičkog potencijala (IPSC) proizlazi iz smanjenja GABA \ t_B receptor-G proteina spregnutih unutra-rektifikujućih struja kalijumovih kanala (GIRK), zbog promene u trgovini belančevinama, i praćeno je značajnim smanjenjem osetljivosti presinaptičkog GABA_B receptora u GABA neuronima VTA. Za razliku od uticaja na GABA_A sinapsuje ovu depresiju GABA_BR-GIRK signalizacija traje danima nakon injekcije (Padgett et al., 2012).

Bihevioralne korelacije potencijalno potaknutog lijeka u VTA DA stanicama

Kao što je ranije pomenuto, efekat ne-kontingentne primene leka na sinaptičku plastičnost u VTA DA neuronima je prolazno izražen, traje najmanje 5, ali manje od 10 dana i pokazano je da pozitivno korelira sa početnim razvojem senzibilizacije ponašanja, ali ne sa njegovom ekspresijom (Ungless et al. 2001; Saal et al. 2003; Borgland i drugi, 2004). U prilog hipotezi da indukovano pojačavanje VTA sinapsi izaziva senzibilizaciju ponašanja, intra-VTA administracija antagonista glutamata smanjuje, a virulalno posredovana GluR1 up-regulacija povećava lokomotorna svojstva lijekova (Carlezon et al., 1997; Carlezon i Nestler, 2002). Snažni dokazi o uključenosti NMDA receptora koji sadrže NR2A i B su obezbijeđeni opažanjem da farmakološka inhibicija ili sprečava razvoj senzitizacije i pridruženih kokainom izazvanih povećanja omjera AMPA / NMDA (Schumann et al., 2009). Međutim, miševi sa ciljanom delecijom NR1-a ili GluR1-a (selektivni na neurone srednje jačine DA) ili globalne delecije GluR1-a pokazuju intaktnu bihejvioralnu senzibilizaciju i još pokazuju umanjene struje AMPA receptora nakon tretmana kokainom (Dong et al., 2004; Engblom i dr., 2008). Dodato je da je CPP i kondicionirano lokomotorsko ponašanje odsutno u GluR1 knockout miševima (Dong et al., 2004) i izumiranje kokainskog CPP-a je odsutno kod miševa sa GluR1 delecijom koja je ciljana na neurone srednjeg mozga (Engblom et al., 2008), dok se kod NR1 nokautnih miševa ponovo uspostavlja kokainski CPP i ekspresija senzibilizacije ponašanja (Engblom et al., 2008; Zweifel et al. 2008). Dakle, čak i uz upozorenje potencijalne kompenzacije razvoja kod mutiranih miševa i / ili moguće nepotpune delecije, moguće je da su neuronski procesi koji upravljaju potenciranjem DA neurona i senzitivizacijom ponašanja disocirani. Umjesto toga, može se desiti da pojačanje VTA sinapsi može doprinijeti pripisivanju podsticajne važnosti znakovima povezanim s drogom.

Mjerenje sinaptičkih promjena nakon ne-kontingentne primjene lijekova je ograničeno s obzirom na informiranje o stvarnom stanju bolesti ovisnosti. Važnije za ljudsko stanje su studije u kojima se izmjenjuju sinaptičke plastičnosti nakon kontingentne primjene lijeka, npr. U tom smislu, sinaptičko jačanje VTA DA ćelija izazvano samo-davanjem kokaina je jedinstveno postojano, u trajanju od 3 meseci u apstinenciji i pokazano je da je otporno na trening ekstinkcije (Chen et al., 2008). Dakle, iako je prvobitno predloženo da bude prolazan događaj, čini se da plastičnost izazvana drogom u VTA ima kapacitet da bude dugotrajna, pokazujući da je metoda administracije (kontingentna u odnosu na ne-kontingentna) kritična determinanta njene dugovečnosti . Ovo je potkrijepljeno zapažanjem da kontrolne kontrole u ovoj studiji nisu pokazale sličan porast u omjeru AMPA / NMDA; sugerišući da je to učenje o nagradnoj ili akcionoj asocijaciji koja pokreće plastičnost. Nasuprot tome, samoprimjena hrane ili saharoze pod sličnim parametrima dovodi do povećanja omjera AMPA / NMDA koji traju za 7, ali ne i 21 dana u apstinenciji, što je dokazano prolazno u odnosu na onaj induciran kokainom (Chen et al., 2008). Nedostatak postojanosti plastičnosti izazvane hranom pokazuje da promena u sinaptičkoj snazi ​​izazvanoj kokainom nije samo neuronska reprezentacija instrumenata ili procesa učenja koji se koriste u operantnoj paradigmi samouprave. po sebi, radije specifičan efekat na lekove koji potencijalno predstavlja patološko jačanje udruženja narkomanija. Kao što je ranije pomenuto, utvrđeno je da predviđanje nagrađivanja uzrokuje povećanje omjera AMPA / NMDA u VTA, iako ne kao postojano, podržavajući ulogu za ovu modifikaciju ekscitatorne sinaptičke funkcije u učenju nagrađivanja (Stuber et al., 2008).

Interesantno, veličina porasta AMPA / NMDA omjera je slična bez obzira na broj injekcija (pojedinačni u odnosu na više), protokol administracije (kontingentni i ne-kontingentni) i dužina pristupa (ograničen pristup nasuprot proširenom pristupu) (Borgland et al., 2004; Chen et al. 2008; Mameli i drugi, 2009). Ovo ukazuje da je porast u odnosu AMPA / NMDA koji se primećuje u VTA DA ćelijama potencijalno permisivni događaj, možda signalizirajući "istaknutost" nasuprot predstavljanju inicijacije neuropatologije koja bi se verovatno povećala sa nastavkom izlaganja.

Plastičnost izazvana lijekovima kod ekscitatornih sinapsi u NAc

Za razliku od VTA, jedna injekcija kokaina ne uzrokuje povećanje sinaptičke snage u NAc-u kada se mjeri 24 h kasnije. (Thomas i dr., 2001; Kourrich i dr., 2007). Ovo zapažanje i dvosmjerni vremenski okvir koji slijedi sa ponovljenim davanjem i povlačenjem dpokazuje da se plastičnost izazvana drogom u NAc-u značajno razlikuje od one u VTA. Zaista, kada se primjenjuju ponavljane injekcije kokaina (kako bi se indukovala senzibilizacija ponašanja), opažen je pad omjera AMPA / NMDA na sinapsama ljuske NAc kada se mjeri 24 h nakon posljednje administracijen (Kourrich i dr., 2007). Ova sinaptička depresija od ponovljenog kokaina izgleda da je povezana sa plastičnošću u VTA; nakon selektivnog poremećaja funkcije mGluR1 u VTA, samo jedna injekcija kokaina je tada potrebna da izazove istu depresiju NAc sinapsi (Mameli et al., 2009). Tautori ove studije postuliraju da pojačana ekscitacija VTA projekcija može olakšati slučajno oslobađanje DA i glutamata u NAc kroz poboljšano oslobađanje DA. To onda može pomaknuti prag za indukciju lokalne plastičnosti u NAc utičući na pobudnost kruga ili integracijom intracelularnih signalnih procesa (Mameli et al., 2009).

Funkcionalni značaj depresije NAc sinapsi tokom akutnog povlačenja nije jasan u ovoj fazi. Jedno od mogućih objašnjenja može biti da depresija NAc srednjih kičmih neurona (MSNs) smanjuje njihov odgovor na prirodne stimulirajuće podražaje, te tako doprinosi anhedoniji doživljenoj tijekom akutnog povlačenja. Može se takođe desiti da smanjenje opaženo u omjeru AMPA / NMDA može biti rezultat membranske insercije NMDA receptora koji sadrže NR2B (čime se povećava nazivnik omjera) jer se otkriva da se nove tihe sinapse javljaju u NAc ljusci nakon izlaganja kokainu. (Huang et al., 2009). Smatra se da tihi glutamatergični sinapsi, koji izražavaju funkcionalne struje posredovane NMDA receptorima u odsustvu struja posredovanih AMPA receptorima, posjeduju povećanu sposobnost da prođu pojačanje sinaptičke transmisije (Isaac et al., 1995). Jednom generisani, ti tihi sinapsi mogu olakšati regrutovanje AMPA receptora i na taj način povećati ekscitatornu sinaptičku transmisiju. Ovo pruža mogući mehanizam za objašnjenje povećanja površinskog nivoa AMPA receptora i naknadni odnos AMPAR / NMDAR koji se primećuje u NAc-u tokom dugotrajnog povlačenja (Boudreau i Wolf, 2005; Boudreau et al. 2007; Kourrich i dr., 2007; Conrad i dr., 2008). NMDA receptori koji sadrže NR2B u NAc takođe mogu biti uključeni u formiranje asocijacija u kontekstu lijekova jer siRNK nokdaun ove podjedinice sprečava morfinski CPP kod miševa, ali ne i senzibilizaciju ponašanja (Kao i sar., 2011).

Za razliku od kokaina, ponovljeni režim intermitentne izloženosti etanolu dovodi do pojačavanja sinapsa kao odgovor na protokol stimulacije koji je prethodno bio indukovan od strane LTD, kada se izmeri 24 h posle poslednjeg izlaganja (Jeanes et al., 2011). Ovo potencijalno ovisno o NMDA je prolazno, jer je nakon daljnjeg 48 h povlačenja raspršeno i ni LTP niti LTD se ne mogu inducirati (Jeanes et al., 2011). Autori tumače takve robustne promjene u plastičnosti NAc kao indikator potencijalne važnosti ovog procesa u neuroadaptacijama izazvanim etanolom. Štaviše, za razliku od psihostimulanata, etanol može djelovati na NMDA receptorima pa stoga ima sposobnost da direktno utiče na glutamatergičku signalizaciju.

Sinaptička potencijacija uočena u NAc nakon perioda povlačenja

Za razliku od depresije uočene tokom akutnog povlačenja, pojačanje sinapsa NAc ljuske je uočeno nakon 10-14 dana odustajanja od ponovljene primjene kokaina ili morfina (Kourrich et al., 2007; Wu et al. 2012). Štaviše, nakon povlačenja 7 dana od jednokratne primene kokaina, povećava se amplituda mEPSC-a kao i gubitak LTP-a izazvanog visokofrekventnom stimulacijom (HFS) u oba jezgra i NAC neurona koji ispoljavaju dopamin D₁ receptor (Pascoli et al., 2012). Tnjegova promena u sposobnosti da izazove sinaptičku plastičnost naziva se metaplastičnost. Metaplastičnost izazvana kokainom je također opažena nakon povlačenja iz kokainske samouprave. Prema tome, pacovi koji su sami uzimali kokain, praćeni 3 nedeljama ili izumiranjem ili apstinencijom, imaju označenu oznaku. in vivo deficit u sposobnosti razvoja LTP u NAc jezgru nakon stimulacije PFC-a. Ovo posmatranje bilo je praćeno pomakom levo u ulazno-izlaznoj krivulji, što upućuje na potenciranje amplitude fEPSP (Moussawi et al., 2009). Potenciranje NAc sinapsa je takođe uočeno u obliku povećanih AMPA-posredovanih struja nakon produženog perioda apstinencije nakon samouprave (Conrad et al. 2008). Zajedno, ovi podaci sugerišu da se sinaptička potencijacija u NAc-u razvija ili kao funkcija trajanja povlačenja, ili kao funkcija vremena od prve primjene kokaina. Nedavna studija podupire ovo drugo tumačenje jer je slično povećanje u učestalosti mEPSCs uočeno u D₁ MSN-ove u ekspresiji receptora kod miševa uprkos odsutnosti ili prisutnosti produženog perioda karencije nakon ponovljene primjene kokaina (Dobi et al., 2011). Stoga se čini da se događaji koji su doveli do promjena u glutamatergičnoj transmisiji u NAc-u trebaju razvijati.

Doprinos specifičnih podjedinica AMPA receptora ovoj promeni varira u zavisnosti od stadijuma povlačenja i načina primene; 10 – 21 dana za povlačenje iz pasivne i samo-primjene AMPA receptora koji sadrže GluR2 su izgleda odgovorni za promjene u prijenosu AMPA (Boudreau i Wolf, 2005; Boudreau et al. 2007; Kourrich i dr., 2007; Ferrario i dr., 2010dok se nakon 21 dana sinapama dodaju receptori gama bez GluR2-a. Čini se da je posljednji nalaz slučaj samo kada se kokain primjenjuje samostalno (Conrad et al., 2008; McCutcheon i drugi, 2011), mada vidi (Mameli et al., 2009). Imajući u vidu povećanu provodljivost AMPA receptora koji nemaju GluR2, može se desiti da se njihovo ubacivanje dešava kao odgovor na depresiju NAc sinapsi uzrokovanih kokainskom samoupravom, što dovodi do povećane MSN-ove reakcije na ekscitatorne ulaze koji izazivaju traženje kokaina. Zaista, blokiranje AMPA receptora koji nemaju GluR2 u NAc sprečava ekspresiju inkubiranog traženja kokaina izazvanog žigom (Conrad et al., 2008), i traženje kokaina izazvano ili AMPA-om ili kokainom je takođe blokirano ubrizgavanjem antisense oligonukleotida mRNA GluR1 u NAc (Ping et al., 2008).

Izazivanje droge nakon povlačenja vraća sinaptičku potencijalnu depresiju

Povećanje sinaptičke snage i površinske ekspresije podjedinica AMPA receptora induciranih kokainom u NAc nakon povlačenja iz ne-kontingentne administracije se nakon toga poništava nakon davanja novih injekcija kokaina (ponovno izazivanje) (Thomas et al., 2001; Boudreau et al. 2007; Kourrich i dr., 2007; Ferrario i dr., 2010). Prema tome, sinaptička depresija se ponovo posmatra u NAc ljusci kada se izmeri 24 h nakon injekcije kokaina (Thomas et al., 2001), iako vidi (Pascoli et al., 2012). Ponašanje izgleda da korelira sa izražavanjem senzibilizacije, au slučaju amfetamina barem se pokazalo da je klatrin posredovan i oslanja se na GluR2-ovisnu endocitozu postsinaptičkih AMPA receptora (Brebner et al., 2005). Smanjenje površinske ekspresije AMPA receptora nakon izazivanja kokaina je prolazno, jer se za 7 dana površinski izraz oporavlja do nivoa koji se mogu porediti sa pacovima koji nisu bili podvrgnuti kokainu (Ferrario et al., 2010). Kao takvo, čini se da istorija izlaganja kokainu i povlačenja može lako promijeniti smjer sinaptičke plastičnosti u NAc.

Nedavno je uspostavljena direktna veza između potenciranja kortiko-akumbalnih sinapsi na D₁ receptor-pozitivne ćelije nakon povlačenja 7 dana i izražavanja senzibilizacije. Kao što je ranije pomenuto, nakon povlačenja 7 dana od samo jednog davanja kokaina, otkriveno je da su ove sinapse potencirane i u jezgru iu ljusci (mjereno povećanjem mEPSC amplitude) i LTP indukovan HFS je smanjen. Isto nije pronađeno za sinapse na D₂ receptor-pozitivne stanice (Pascoli et al., 2012). Kada se optogenetski obrne in vivo preko protokola za koji se zna da indukuje LTD, kortiko-akumbalnu sinapsu na D₁-receptor pozitivne ćelije su pokazale smanjene mEPSC-e i spriječena je ekspresija lokomotorne senzibilizacije. Važno je da je sposobnost HFS da indukuje LTP vraćena ovim neuronima (Pascoli et al., 2012), na taj način demonstrira direktnu vezu između ove specifične sinaptičke adaptacije kod kortiko-akumbalnih sinapsi i izražavanja senzibilizacije na kokain.

Faktori transkripcije

Faktori transkripcije su proteini koji se vezuju za specifične DNA sekvence za regulaciju transkripcije gena interakcijom sa kompleksom RNA polimeraze II (Mitchell i Tjian, 1989). Faktori transkripcije mogu biti inducirani ili potisnuti kao odgovor na podražaje iz okoline, što rezultira promjenama u ekspresiji gena i na kraju neuronskoj funkciji. Određen broj transkripcionih faktora je identifikovan za njihovu potencijalnu ulogu u zavisnosti, jer je njihova ekspresija i aktivacija regulisana mezokortikolimbijskim putem nakon izlaganja zloupotrebi droga. ΔFosB je jedan takav faktor transkripcije koji je dobio posebnu pažnju zbog svoje neobične stabilnosti. ΔFosB je skraćena varijanta spajanja FosB gena, i dijeli homologiju s drugim članovima Fos familije uključujući c-Fos, FosB, Fra1 i Fra2 koji svi heterodimeriziraju sa proteinima Jun obitelji (c-Jun, JunB ili JunD) faktori transkripcije aktivatorskog proteina-1 (AP-1) (Morgan i Curran, 1995). Ovi ostali članovi porodice Fos su brzo indukovani u striatumu kao odgovor na akutnu administraciju psihostimulansa, ali zbog njihove nestabilnosti ova ekspresija je prolazna i vraća se na bazalne nivoe u roku od sati (Graybiel et al., 1990; Young i dr., 1991; Hope et al., 1992). Nasuprot tome, ΔFosB se akumulira u striatumu nakon hronične primjene lijeka, a njegova ekspresija traje nekoliko tjedana nakon posljednje izloženosti lijeku (Hope et al., 1994; Nye et al. 1995; Nye i Nestler, 1996; Pich i dr., 1997; Muller i Unterwald, 2005; McDaid i dr., 2006). Podaci iz eksperimenata ponašanja podržavaju ulogu ΔFosB u nekim od trajnih efekata koje daju droge zlostavljanja. Prekomjerna ekspresija ΔFosB u striatumu dovodi do povećanog lokomotornog odgovora i na akutni i na kronični kokain, i povećava svojstva pojačanja kokaina i morfina (Kelz et al., 1999; Colby i drugi, 2003; Zachariou i dr., 2006), dok inhibicija ΔFosB proizvodi suprotne efekte ponašanja (Peakman et al., 2003). Zbog svoje sposobnosti da poveća motivacione motivacione karakteristike droga zloupotrebe, ovaj faktor transkripcije je predložen da predstavlja "molekularni prekidač" koji olakšava prelazak na ovisnost (Nestler, 2008).

CAMP (engl. cAMP) je još jedan faktor transkripcije koji je bio fokus velikog broja istraživanja zbog svoje predložene uloge u plastičnosti izazvanoj lijekovima (McPherson i Lawrence, 2007). CREB se eksprimira sveprisutno u mozgu i može se aktivirati mnoštvom intracelularnih signalnih puteva koji kulminiraju u fosforilaciji u serinu 133 (Mayr i Montminy, 2001). Fosforilirani CREB (pCREB) stimulira regrutovanje CREB-vezujućeg proteina (CBP) koji olakšava transkripciju različitih down-stream gena (Arias et al., 1994). pCREB se ubrzano indukuje u striatumu nakon izlaganja psihostimulansima (Konradi et al., 1994; Kano i dr., 1995; Walters i Blendy, 2001; Choe et al. 2002) i pretpostavlja se da predstavlja homeostatski mehanizam koji se suprotstavlja reakcijama ponašanja na droge zlostavljanja (McClung i Nestler, 2003; Dong et al. 2006). U skladu s tim, prekomjerna ekspresija CREB u NAc ljusci smanjuje nagrađivana svojstva kokaina u paradigmi uvjetovane preferencije mjesta (CPP), dok je suprotno promatrano nakon inhibicije CREB u ovom području (Carlezon et al., 1998; Pliakas i drugi, 2001). Slično tome, genetička obaranje ili inhibicija CREB-a u dorzalnom striatumu dovodi do povećane osjetljivosti na lokomotorna aktivirajuća svojstva psihostimulansa, dodajući dodatnu podršku ovoj hipotezi (Fasano et al., 2009; Madsen i dr., 2012).

Dok podaci iz CPP eksperimenata podržavaju ideju da CREB djeluje kao negativni modulator nagrade za lijekove, barem što se tiče kokaina, to može biti pretjerano pojednostavljenje. Brojne studije koje su koristile različite tehnike za promjenu CREB funkcije u NAc ljusci otkrile su da inhibicija CREB-a smanjuje pojačanje kokaina u paradigmi samouprave (Choi et al., 2006; Green et al., 2010; Larson et al. 2011), dok je pojačanje kokaina pojačano prekomjernom ekspresijom CREB-a u ovom regionu (Larson et al., 2011). Ovi divergentni nalazi verovatno su posledica fundamentalnih razlika između instrumentalnih i Pavlovskih kondicionih procedura, kao i dobrovoljnosti vs. nenamjerna primjena lijekova. CPP uključuje asocijativne procese učenja, i smatra se da je to indirektna mjera hedonističkih svojstava droge, a ne pojačanje droge po sebi (Bardo i Bevins, 2000). Na dobrovoljnu samo-administraciju leka mogu uticati brojni emocionalni faktori i sposobnost CREB aktivnosti u NAc-u da smanji reakcije na anksiogene stimulanse (Barrot et al., 2002i smanjiti depresivno ponašanje (Pliakas et al., 2001) može uticati na sklonost ka samoprimjeni lijekova. Zanimljivo je da brisanje CREB-a iz PFC-a dovodi do smanjene motivacije za samoprimjenu kokaina (McPherson et al., 2010), pokazujući da efekat CREB manipulacije na ponašanje također varira za različite regije mozga. Ovo možda nije iznenađujuće s obzirom na to da se transkriptom CREB značajno razlikuje prema tipu ćelije (Cha-Molstad et al., 2004) i stoga bi bilo važno identifikovati promjene u ekspresiji gena koje se dešavaju nizvodno od CREB koje doprinose ovim fenotipovima. Dalje, kompliciranje stvari je zapažanje da je CREB u NAc ljusci esencijalan za nikotinski CPP (Brunzell et al., 2009), sugerirajući da se mehanizmi koji se temelje na uvjetovanoj nagradi za nikotin razlikuju od onih koji leže u osnovi kokaina i morfina, koji su oboje pojačani inhibicijom CREB u ljusci NAc (Carlezon et al., 1998; Pliakas i drugi, 2001; Barrot i drugi, 2002).

Epigenetski mehanizmi

Epigenetika ima brojne definicije, ali u neuronauciji se obično definira kao promjene u ekspresiji gena koje se javljaju kroz modulaciju kromatina koje nisu uzrokovane promjenama u DNA sekvenci (McQuown i Wood, 2010). Hromatin opisuje stanje DNK kada se pakuje unutar ćelije. Osnovna repetitivna jedinica hromatina je nukleosom, koji se sastoji od 147 baznih parova DNA omotanih oko oktamera sastavljenog od parova četiri jezgra histona (H2A, H2B, H3 i H4) (Luger et al., 1997). Amino terminalni repovi ovih histonskih jezgara mogu biti podvrgnuti brojnim post-translacijskim modifikacijama, uključujući acetilaciju, metilaciju, fosforilaciju, ubikvitinaciju i sumoilaciju (Berger, 2007). Dodavanje i uklanjanje ovih funkcionalnih grupa iz histonskih repova vrši se velikim brojem enzima koji modificiraju histon, uključujući acetiltransferaze, deacetilaze, metiltransferaze, demetilaze i kinaze (Kouzarides, 2007). Ove histonske modifikacije služe da signaliziraju regrutaciju transkripcijskih faktora i drugih proteina koji su uključeni u transkripcijsku regulaciju, i mijenjaju kromatinsku konformaciju da bi DNK učinili manje ili više pristupačnim transkripcionim mašinama (Strahl i Allis, 2000; Kouzarides, \ t 2007; Taverna i drugi, 2007). Epigenetski mehanizmi stoga predstavljaju važno sredstvo kojim se stimuliraju okolinski stimulansi za regulaciju ekspresije gena i konačno ponašanje.

Nedavno je modifikacija hromatina prepoznata kao važan mehanizam koji leži u osnovi plastičnih promena i ponašanja izazvanog lekom (Renthal i Nestler, 2008; Bredy i dr., 2010; McQuown i Wood, 2010; Maze i Nestler, 2011; Robison i Nestler, 2011). Prvi dokazi za ovo došli su iz eksperimenata Kumara i kolega koji su koristili testove hromatin imunoprecipitacije (ChIP) da bi pokazali da kokain izaziva histonske modifikacije na specifičnim promotorima gena u striatumu (Kumar et al., 2005). Posebno, akutna primjena kokaina rezultirala je H4 hiperacetilacijom cFos promotor, dok je hronično davanje rezultiralo H3 hiperacetilacijom BDNF i Cdk5 promoteri. Acetilacija histona uključuje enzimski prijenos acetilne skupine na osnovni N-terminalni rep histona, što neutralizira elektrostatičku interakciju između histona i negativno nabijene DNK, čineći ga dostupnijim transkripcijskom aparatu (Loidl, 1994). To je u skladu sa sposobnošću kokaina da akutno poveća ekspresiju Fos faktora transkripcije porodice (Graybiel et al. 1990; Young i dr., 1991), dok se BDNF i Cdk5 indukuju samo pri hroničnoj izloženosti (Bibb et al., 2001; Grimm i drugi, 2003).

Histonsko hiperacetilirano stanje može se postići i eksperimentalno davanjem inhibitora histon deacetilaze (HDAC), a ovi lijekovi su korišteni za ispitivanje efekata globalnog povećanja acetilacije histona na reakcije ponašanja na droge. Sistemska primena inhibitora HDAC sinergistički povećava hiperacetilaciju opaženu kao odgovor na kokain unutar striatuma (Kumar et al. 2005), i to potencira kokainom izazvanu lokomociju i nagradu za kokain (Kumar et al., 2005; Sun et al. 2008; Sanchis-Segura i dr., 2009). HDAC inhibicija takođe može povećati lokomotornu senzibilizaciju na etanol i morfin, i olakšati CPN morfina (Sanchis-Segura et al., 2009Ipak, inhibitori HDAC-a takođe sprečavaju razvoj senzibilizacije na pojedinačnu izloženost morfinu (Jing et al. 2011), i smanjiti motivaciju za samoprimjenu kokaina (Romieu et al., 2008). Ovi kontrastni nalazi mogu odražavati razlike u administrativnim protokolima, i važno je da oni pokazuju da inhibitori HDAC ne indiferentno pojačavaju reakcije ponašanja na lijekove u svim uvjetima.

Zbog njihovog permisivnog učinka na transkripciju gena, inhibitori HDAC mogu djelovati i na olakšavanje određenih tipova učenja (Bredy et al., 2007; Lattal et al., 2007). Nedavno je pokazano da primjena inhibitora HDAC nakon ponovnog izlaganja okruženju koje je prethodno bilo kokainom može olakšati ekstinkciju kokainom izazvanog CPP-a, a to je vjerojatno povezano s povećanim histonskim H3 acetiliranjem u NAc (Malvaez et al., 2010). Infuzija HDAC inhibitora suberoilanilid hidroksamske kiseline (SAHA) direktno u NAc tokom faze kondicioniranja CPP-a povećava kondicijsku nagradu za kokain (Renthal et al., 2007), što ukazuje da inhibicija HDAC-a u ovom regionu može olakšati i učenje vezano za nagrađivanje i učenje izumiranja, u zavisnosti od konteksta u kojem se lijek primjenjuje. Daljnji eksperimenti su otkrili ulogu HDAC5-a, a endogeni HDAC izražen visoko u NAc-u u modulaciji nagrade za kokain. Administracija kokaina povećava funkciju HDAC5 regulirajući njenu defosforilaciju i naknadni nuklearni uvoz, a defosforilacija HDAC5 u NAc smanjuje razvoj kokainskog CPP (Taniguchi et al., 2012). Slično tome, prekomjerna ekspresija HDAC5-a u NAc-u tokom faze kondicioniranja CPP umanjuje nagradu za kokain, a taj efekat se poništava nakon ekspresije mutantnog oblika HDAC5 u NAc (Renthal et al., 2007). Moguće je da HDAC5 vrši ove efekte tako što inhibira transkripciju gena izazvanom lekom koja normalno povećava korisna svojstva kokaina.

Genomska analiza modifikacija kromatina koja se javlja u NAc-u kao rezultat izlaganja kokainu otkrila je mnoštvo modifikacija kromatina na promotorskim regijama gena nizvodno i od CREB i ΔFosB (Renthal et al., 2009). Ova analiza je takođe otkrila gore-regulaciju dva sirtuina, SIRT1 i SIRT2, koji su proteini koji imaju HDAC aktivnost i mogu deacetilirati druge ćelijske proteine ​​(Denu, 2005). Indukcija SIRT1-a i SIRT2-a povezana je sa povećanom acetilacijom H3-a i povećanim vezivanjem ΔFosB-a na njihovim promotorima gena, što ukazuje na to da su oni nizvodni ciljevi ΔFosB (Renthal et al., 2009). Smatra se da regulacija SIRT1-a i SIRT2-a ima bihevioralni značaj; sirtuini smanjuju podražljivost NAc MSN-a in vitro, a farmakološka inhibicija sirtuina smanjuje nagradu za kokain, dok njihova aktivacija povećava zadovoljavajući odgovor na kokain (Renthal et al., 2009).

Pored funkcionalne uloge HDAC-a, genetske studije su takođe otkrile ulogu histon-acetiltransferaza (HAT) u posredovanju nekih ponašajnih odgovora na droge. Vjerovatno je najvažniji mehanizam kojim CBP može pojačati transkripciju gena putem njegove unutrašnje HAT aktivnosti (Bannister i Kouzarides, 1996), a nedavni nalazi ukazuju na HAT aktivnost CBP-a u nekim epigenetskim promjenama koje su rezultat izlaganja lijeku. Kao odgovor na akutni kokain, CBP se regrutuje u FosB promotor gde acetiluje histon H4 i povećava ekspresiju FosB (Levine et al., 2005). Kod miševa haploinsufficient za CBP, manje CBP je regrutiran u promotor rezultira smanjenom histone acetilacije i FosB ekspresije. Ovo takođe odgovara manjoj akumulaciji ΔFosB u striatumu, i ne iznenađuje da su ovi miševi pokazali smanjenu senzibilizaciju kao odgovor na izazov kokaina (Levine et al., 2005). Nedavno je, koristeći rekombinacioni sistem cre-lox, Malvaez i njegove kolege istražili ulogu CBP aktivnosti koja se specifično nalazi u NAc kod kokainom indukovane transkripcije i ponašanja gena (Malvaez et al., 2011). Prijavljeno je da je ciljano brisanje CBP-a u NAc rezultiralo smanjenjem acetilacije histona i ekspresijom c-Fos-a, a smanjena aktivacija lokomotora kao odgovor na akutni i hronični kokain (Malvaez et al., 2011). Kondicionirana nagrada za kokain također je bila inhibirana u ovim miševima, što je prvi dokaz da je aktivnost CBP u NAc važna za formiranje uspomena vezanih za lijek (Malvaez et al., 2011).

Nedavno su eksperimenti iz Kandelove laboratorije otkrili da epigenetski mehanizmi mogu biti u osnovi pretpostavljene sposobnosti nikotina da djeluje kao „lijek za pristup”. Miševi koji su bili kronično tretirani nikotinom prije izlaganja kokainu pokazivali su pojačanu senzibilizaciju kretanja i nagradu za kokain u poređenju sa naivnim miševima nikotinom (Levine et al., 2011). Pored toga, predtretman nikotinom rezultirao je pojačanom kokainom izazvanom depresijom LTP u ekscitatornim sinapama u NAc jezgri, efekt koji nije viđen samo kod nikotina. Analiza histonskih modifikacija indukovanih ekspozicijom nikotina 7-dana pokazala je povećanje acetilacije H3 i H4 na FosB promotor u striatumu, efekt koji nije bio toliko izražen kao odgovor na sedmodnevnu primjenu kokaina. Aktivnost HDAC-a bila je smanjena u striatumu miševa tretiranih nikotinom, ali nepromijenjena kod miševa liječenih kokainom. Izuzetno je to što je infuzija inhibitora HDAC direktno u NAc mogla imitirati efekte prethodne obrade nikotina u pojačavanju efekata kokaina. Nijedna od ovih promjena nije primijećena kada su miševi tretirani kokainom prije nikotina, što potvrđuje vremensku specifičnost ovih efekata. Ovaj elegantni niz eksperimenata pružio je moguće epigenetsko objašnjenje zašto pušenje cigareta gotovo uvijek prethodi upotrebi kokaina u ljudskoj populaciji (Kandel, 1975; Kandel i dr., 1992).

Pored acetilacije histona, metilacija histona je nedavno prepoznata kao ponašanje koje je relevantno za ponašanje kromatina izazvano zloupotrebom droga (Laplant et al., 2010; Maze et al. 2010, 2011). Metilacija histona uključuje enzimsko dodavanje jedne, dvije ili tri metil grupe ostacima lizina ili arginina na N-terminalnom kraju histonskih repova, a povezana je ili s transkripcijskom aktivacijom ili represijom, ovisno o prirodi modifikacije (Rice i Allis). , \ T 2001). Prve studije za ispitivanje metilacije histona izazvane kokainom dovele su do identifikacije dva histonska metiltransferaza, G9a i G9a-sličnih proteina (GLP), koji su bili stalno regulisani u NAc 24 h nakon kokainske izloženosti i kokaina -Upravljanje (Renthal i dr., 2009; Maze et al. 2010). Ova snižena regulacija povezana je sa sličnim smanjenjem metilacije histona H3 lizina 9 (H3K9) i 27 (H3K27). Nakon toga, pokazano je da je prekomjerna ekspresija G9a u NAc-u smanjila ekspresiju odabranih gena izazvanom kokainom, smanjila nagradu za kokain mjerenu CPP-om i inhibirala povećanje dendritske gustoće kralježnice normalno opaženu kao odgovor na ponovljeni kokain (Maze et al., 2010). Obrnuto se desilo kada je ekspresija G9a u NAc bila inhibirana, što je rezultiralo povećanom dendritskom gustinom kičme i povećanom nagradom za kokain. Postoje dokazi da su te promjene izazvane kokainom u ekspresiji G9a i kasnijim smanjenjem H3K9 i H3K27 regulirane ΔFosB (Maze et al., 2010). Zajedno, ovi eksperimenti su identifikovali važnu ulogu metilacije histona od strane G9a u nekim dugoročnim bihevioralnim i biohemijskim posledicama ponovljene izloženosti kokainu.

Nedavno se pokazalo da se trimetilacija histona H3 lizina 9 (H3K9me3), za koji se ranije smatralo da je relativno stabilna heterohromatična oznaka, dinamički reguliše u NAc-u akutnom i hroničnom izloženošću kokainu (Maze et al., 2011). Ponovljeni kokain doveo je do trajnog smanjenja u represivnom vezivanju H3K9me3 koje je bilo posebno obogaćeno nekodirajućim genomskim regijama (Maze et al., 2011). Ovi početni nalazi ukazuju na to da ponovljena izloženost kokainu može dovesti do neujednačavanja nekih retrotransportabilnih elemenata u NAc neuronima, i bilo bi od velikog interesa da se utvrde posljedice ponašanja ovih novih epigenetskih adaptacija.

Imajući u vidu trajnu prirodu ovisnosti, nedavna istraživanja su istražila i ulogu metilacije DNA, koja je stabilnija epigenetska adaptacija u odnosu na modifikaciju histona. Metilacija DNA uključuje dodavanje metilnih grupa u cisteinske baze u DNK, i generalno se povezuje sa transkripcijskom represijom (Stolzenberg et al., 2011). Analiza mozga pacova koji su primali pasivne injekcije kokaina u toku 7 dana, ili kokain koji je sam primenjivao tokom 13 dana otkrio je nizak nivo DNK metiltransferaze DNMT3a u NAc 24 h nakon poslednje izloženosti kokainu (Laplant et al., 2010). Nasuprot tome, nakon više hronične izloženosti kokainu (pasivnom i samoprimjenom za 3 tjedna ili više) i period povlačenja 28 dana, dnmt3a Nađeno je da je mRNA značajno poboljšana u NAc (Laplant et al., 2010). Inhibicija metilacije DNK / DNMT3a specifično u NAc pokazala je da povećava i CPP i lokomotornu senzibilizaciju na kokain, dok je suprotno uočeno nakon preterane ekspresije DNMT3a u ovom regionu. Štoviše, inhibicija DNMT3a u NAc također je spriječila povećanje dendritske gustoće kičme izazvane kokainom (Laplant et al., 2010). Relevantnost ponašanja kokainom izazvanih promjena u gustini kičme NAc još uvijek nije dobro shvaćena. Pokazalo se da manipulacije koje inhibiraju indukciju kičme izazvane lijekovima smanjuju svojstva kokaina (Russo et al., 2009; Maze et al. 2010); međutim, druge studije su otkrile da inhibicija spinogeneze potencira nagradu za kokain (Pulipparacharuvil et al., 2008; Laplant i dr., 2010). Kako izgleda da kokain izaziva veoma kompleksnu regulaciju raznih dendritskih bodljikaša tokom izlaganja i povlačenja (Shen et al., 2009), sugerisano je da ove razlike mogu zavisiti od vrste dendritičnih bodlji koje su izmenjene (Laplant et al., 2010).

Iz ovdje opisanih eksperimenata, jasno je da regulacija transkripcijskog potencijala stanica izazvana lijekovima predstavlja ključni mehanizam koji utječe na reakcije ponašanja na lijekove i učenje povezano s nagradom. Sledeći važan korak bio bi da se utvrdi koje su od ovih epigenetskih promena najrelevantnije za stanje bolesti zavisnosti kod ljudi. S obzirom da je samo izlaganje drogama nedovoljno da proizvede „zavisnost“ i kod ljudi i kod životinja, ugradnja modela koji bliže mjere obilježja ponašanja ovisnosti, kao što su prinudna upotreba droga i relaps, bit će od velike vrijednosti.