Žurnál výzkumu drog a alkoholu
obj. 2 (2013), článek ID 235651, stránky 11
Plný text PDF
doi: 10.4303 / jdar / 235651
Eric J. Nestler
Fishberg Department of Neuroscience a Friedman Brain Institute, škola medicíny na Mount Sinai, jeden Gustave L. Levy Place, Box 1065, New York, NY 10029, USA
Přijato 2 listopad 2012; Revidovaný 10 listopad 2012; Přijato 20 November 2012
Abstraktní
AFosB je členem Fos rodiny transkripčních faktorů. Zatímco všechny ostatní členy rodiny jsou indukovány rychle, ale přechodně v reakci na řadu akutních podnětů, AFosB je jedinečný v tom, že se hromadí v reakci na opakovanou stimulaci v důsledku své neobvyklé stability proteinu.
Taková prodloužená indukce ΔFosB v oblastech odměny mozku byla zahrnuta do zvířecích modelů drogové závislosti s množstvím důkazů, které naznačují, že ΔFosB podporuje odměnu a motivaci a slouží jako klíčový mechanismus senzibilizace léčiv a zvýšené samopodávání léku . To bylo ověřeno u lidí po smrti, se zvýšenými hladinami ΔFosB pozorovanými v oblastech odměn závislého mozku.
Jako transkripční faktor produkuje AFosB tento behaviorální fenotyp regulací exprese specifických cílových genů. Identifikujeme takové transkripční cíle AFosB použitím kandidátského genového přístupu, jakož i použitím genomových metod. Nedávná práce analyzovala remodelaci chromatinu - změny v posttranslačních modifikacích histonů a dalších jaderných proteinů v genech regulovaných léky - k vymezení podrobných molekulárních mechanismů, kterými AFF reguluje expresi cílového genu in vivo za účelem zprostředkování léků indukovaných synaptických, nervových a behaviorálních. plasticita. Tyto studie AFosB poskytují nový pohled na molekulární základ drogové závislosti, který definuje řadu nových cílů pro možný terapeutický vývoj.
Reference
- V Alibhai, TA Green, JA Potaškin a EJ Nestler, Regulace exprese mRNA fosB a a fosB: studie in vivo a in vitro, Brain Res, 1143 (2007), 22 – 33.
- E. Ang, J. Chen, P. Zagouras, H. Magna, J. Holland, E. Schaeffer a kol., Indukce jaderného faktoru-B v nucleus accumbens chronickým podáváním kokainu, J Neurochem, 79 (2001), 221 – 224.
- M. Asanuma a JL Cadet, Zvýšení striatální NF-B DNA-vazebné aktivity indukované metamfetaminem je oslabeno u transgenních myší superoxid dismutázy, Mol Brain Res, 60 (1998), 305-309.
- O. Berton, HE Covington 3rd, K. Ebner, NM Tsankova, TL Carle, P. Ulery a kol., Indukce FosB v periakveduktální šedi stresem podporuje aktivní copingové reakce, Neuron, 55 (2007), 289 – 300.
- J. Bibb, J. Chen, JR Taylor, P. Svenningsson, A. Nishi, GL Snyder a kol., Účinky chronické expozice kokainu jsou regulovány neuronálním proteinem Cdk5, Příroda, 410 (2001), 376 – 380.
- Pták, Vnímání epigenetiky, Příroda, 447 (2007), 396 – 398.
- TL Carle, YN Ohnishi, YH Ohnishi, IN Alibhai, MB Wilkinson, A. Kumar a kol., Proteasomově závislé a nezávislé mechanismy pro destabilizaci FosB: identifikace FosB degronových domén a implikace pro stabilitu FosB, Eur J Neurosci, 25 (2007), 3009-3019.
- J. Chen, MB Kelz, BT Hope, Y. Nakabeppu a EJ Nestler, Chronické antigeny související s Fos: stabilní varianty a FosB indukované v mozku chronickými léčbami, J Neurosci, 17 (1997), 4933 – 4941.
- J. Chen, MB Kelz, G. Zeng, N. Sakai, C. Steffen, PE Shockett a kol., Transgenní zvířata s indukovatelnou, cílenou genovou expresí v mozku, Mol Pharmacol, 54 (1998), 495-503.
- J. Chen, SS Newton, L. Zeng, DH Adams, AL Dow, TM Madsen a kol., Downregulace CCAAT-zesilovače vázajícího proteinu beta u a FosB transgenních myší a elektrokonvulzivních záchvatů, Neuropsychofarmakologie, 29 (2004), 23 – 31.
- J. Chen, HE Nye, MB Kelz, N. Hiroi, Y. Nakabeppu, BT Hope a kol., Regulace proteinů podobných FosB a FosB elektrokonvulzivními záchvatovými a kokainovými léčbami, Mol Pharmacol, 48 (1995), 880-889.
- J. Chen, Y. Zhang, MB Kelz, C. Steffen, ES Ang, L. Zeng a kol., Indukce cyklin-dependentní kinázy 5 v hipokampu chronickými elektrokonvulzivními záchvaty: úloha FosB, J Neurosci, 20 (2000), 8965 – 8971.
- CR Colby, K. Whisler, C. Steffen, EJ Nestler a DW Self, Nadměrná exprese FiatB specifická pro Striatální buněčný typ zvyšuje motivaci pro kokain, J Neurosci, 23 (2003), 2488 – 2493.
- D. Damez-Werno, Q. LaPlant, H. Sun, KN Scobie, DM Dietz, IM Walker a kol., Zkušenosti s podáváním léků vyvolávají indukovatelnost genu Fosb u genů potkana nucleus accumbens, J Neurosci, 32 (2012), 10267 – 10272.
- P. Dobrazanski, T. Noguchi, K. Kovary, CA Rizzo, PS Lazo a R. Bravo, Oba produkty genu fosB, FosB a jeho krátká forma, FosB / SF, jsou transkripční aktivátory ve fibroblastech, Mol Cell Biol, 11 (1991), 5470-5478.
- ME Ehrlich, J. Sommer, E. Canas a EM Unterwald, Periadolescentní myši vykazují zvýšenou regulaci FosB v reakci na kokain a amfetamin, J Neurosci, 22 (2002), 9155 – 9159.
- D. Ferguson, N. Shao, J. Koo, J. Feng, V. Vialou, D. Dietz a kol. Sekvenování další generace pomocí ChIP-Seq zdůrazňuje zásadní roli SIRT1 v emocionální plasticitěNeuroscience Meeting Planner, Program č. 778.09, Společnost pro neurovědy, New Orleans, LA, 2012.
- AM Graybiel, R. Moratalla a HA Robertson, Amfetamin a kokain indukují specifickou aktivaci genu c-fos v kompartmentech striosomové matrice a limbickém dělení striatu, Proc Natl Acad Sci USA, 87 (1990), 6912 – 6916.
- BA Grueter, AJ Robison, RL Neve, EJ Nestler a RC Malenka, FosB diferencovaně moduluje nucleus accumbens přímou a nepřímou funkci dráhy, Proc Natl Acad Sci USA (objeví se).
- VL Hedges, S. Chakravarty, EJ Nestler a RL Meisel, Nadměrná exprese FosB v nucleus accumbens zvyšuje sexuální odměnu u samčích křečků, Geny Brain Behav, 8 (2009), 442 – 449.
- N. Hiroi, JR Brown, CN Haile, H. Ye, ME Greenberg a EJ Nestler, Mutantní myši FosB: ztráta chronické kokainové indukce proteinů souvisejících s Fos a zvýšená citlivost na psychomotorické a odměňující účinky kokainu, Proc Natl Acad Sci USA, 94 (1997), 10397 – 10402.
- N. Hiroi, GJ Marek, JR Brown, H. Ye, F. Saudou, VA Vaidya a kol., Základní úloha genu fosB v molekulárních, buněčných a behaviorálních účincích chronických elektrokonvulzivních záchvatů, J Neurosci, 18 (1998), 6952 – 6962.
- B. Hope, B. Kosofsky, SE Hyman a EJ Nestler, Regulace okamžité časné genové exprese a vazby AP-1 v jádru krysy akumuluje chronický kokain, Proc Natl Acad Sci USA, 89 (1992), 5764 – 5768.
- BT Hope, HE Nye, MB Kelz, DW Self, MJ Iadarola, Y. Nakabeppu, et al., Indukce dlouhotrvajícího komplexu AP-1 složeného z pozměněných proteinů podobných Fos v mozku chronickým kokainem a dalšími chronickými léčbami \ t, Neuron, 13 (1994), 1235 – 1244.
- HJ Jorissen, PG Ulery, L. Henry, S. Gourneni, EJ Nestler a G. Rudenko, Dimerizace a DNA-vazebné vlastnosti transkripčního faktoru FosB, Biochemie, 46 (2007), 8360 – 8372.
- PW Kalivas a ND Volkow, Nervový základ závislosti: patologie motivace a volby, Am J Psychiatry, 162 (2005), 1403 – 1413.
- GB Kaplan, KA Leite-Morris, W. Fan, AJ Young a MD Guy, Senzibilizace opiátů indukuje expresi FosB / a FosB v mozkových oblastech prefrontální kortikální, striatální a amygdala, PLoS One, 6 (2011), e23574.
- JA Kauer a RC Malenka, Synaptická plasticita a závislost, Nat Rev Neurosci, 8 (2007), 844 – 858.
- MB Kelz, J. Chen, Carlezon Jr., WA, Jr., K. Whisler, L. Gilden, AM Beckmann a kol. Exprese transkripčního faktoru FosB v mozku kontroluje citlivost na kokain, Příroda, 401 (1999), 272 – 276.
- A. Kumar, KH Choi, W. Renthal, NM Tsankova, DE Theobald, HT Truong a kol., Remodelace chromatinu je klíčovým mechanismem, který je základem plasticity vyvolané kokainem ve striatu, Neuron, 48 (2005), 303 – 314.
- Q. LaPlant a EJ Nestler, KRAKOVÁNÍ histonového kódu: účinky kokainu na strukturu a funkci chromatinu, Horm Behav, 59 (2011), 321 – 330.
- KW Lee, Y. Kim, AM Kim, K. Helmin, AC Nairn a P. Greengard, Tvorba dendritické páteře vyvolaná kokainem u D1 a D2 dopaminových receptorů obsahujících dopaminové receptory v jádrech nucleus accumbens, Proc Natl Acad Sci USA, 103 (2006), 3399 – 3404.
- ML Lehmann a M. Herkenham, Obohacení životního prostředí způsobuje stresovou pružnost sociální porážce prostřednictvím neuroanatomické dráhy závislé na infarmimbickém kortexu, J Neurosci, 31 (2011), 6159 – 6173.
- A. Levine, Y. Huang, B. Drisaldi, EA Griffin Jr., DD Pollak, S. Xu a kol. Molekulární mechanismus pro léčivo brány: epigenetické změny iniciované expresí primárního genu nikotinu kokainem, Sci Transl Med, 3 (2011), 107ra109.
- AA Levine, Z. Guan, A. Barco, S. Xu, ER Kandel a JH Schwartz, Protein vázající CREB kontroluje odpověď na kokain acetylací histonů v promotoru fosB v striatu myší, Proc Natl Acad Sci USA, 102 (2005), 19186 – 19191.
- J. Li, Y. Sun a J. Ye, Elektroakupunktura snižuje nadměrnou konzumaci alkoholu, což zahrnuje snížení hladin FosB /? FosB v oblastech mozku souvisejících s odměnou, PLoS One, 7 (2012), e40347.
- HF Liu, WH Zhou, velitelství Zhu, MJ Lai a WS Chen, Mikroinjekce M5 antisense oligonukleotid muskarinového receptoru do VTA inhibuje expresi FosB v NAc a hipokampu potkanů senzibilizovaných na heroin, Neurosci Bull, 23 (2007), 1 – 8.
- I. Maze, HE Covington 3rd, DM Dietz, Q. LaPlant, W. Renthal, SJ Russo a kol., Základní úloha histonové methyltransferázy G9a v plasticitě vyvolané kokainem, Věda, 327 (2010), 213 – 216.
- CA McClung a EJ Nestler, Regulace genové exprese a odměny kokainu CREB a FosB, Nat Neurosci, 6 (2003), 1208 – 1215.
- CA McClung, PG Ulery, LI Perrotti, V. Zachariou, O. Berton a EJ Nestler, FosB: molekulární přepínač pro dlouhodobou adaptaci v mozku, Mol Brain Res, 132 (2004), 146-154.
- J. McDaid, JE Dallimore, AR Mackie a TC Napier, Změny v akumulačním a palidálním pCREB a FosB u potkanů senzibilizovaných na morfin: korelace s elektrofyziologickými opatřeními vyvolanými receptorem v ventrální palidum, Neuropsychofarmakologie, 31 (2006), 1212 – 1226.
- J. McDaid, MP Graham a TC Napier, Metamfetaminem indukovaná senzibilizace odlišně mění pCREB a FosB v limbickém okruhu mozku savce, Mol Pharmacol, 70 (2006), 2064-2074.
- C. Mombereau, L. Lhuillier, K. Kaupmann a JF Cryan, Blokáda odměňujících vlastností nikotinu indukovaná modulací indukovaná receptorem GABAB je spojena se snížením akumulace nukleos acebens? FosB, J Pharmacol Exp Ther, 321 (2007), 172-177.
- R. Moratalla, B. Elibol, M. Vallejo a AM Graybiel, Změny na úrovni sítě v expresi indukovatelných proteinů Fos-Jun ve striatu při chronické léčbě kokainu a jeho vysazení, Neuron, 17 (1996), 147 – 156.
- JI Morgan a T. Curran, Bezprostřední rané geny: deset let, Trends Neurosci, 18 (1995), 66 – 67.
- DL Muller a EM Unterwald, D1 dopaminové receptory modulují indukci FosB v striatu krysy po přerušovaném podávání morfinu, J Pharmacol Exp Ther, 314 (2005), 148-154.
- J. Muschamp, C. Nemeth, A. Robison, E. Nestler a W. Carlezon Jr., FosB posiluje odměňující účinky kokainu a zároveň snižuje pro-depresivní účinky agonisty kappa-opioidního receptoru U50488, Biol Psychiatry, 71 (2012), 44 – 50.
- Y. Nakabeppu a D. Nathans, Přirozeně se vyskytující zkrácená forma FosB, která inhibuje transkripční aktivitu Fos / Jun, Cell, 64 (1991), 751 – 759.
- EJ Nestler, Molekulární podstata závislosti dlouhodobé plasticity, Nat Rev Neurosci, 2 (2001), 119 – 128.
- EJ Nestler, Transkripční mechanismy závislosti: role FosBPhilos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 363 (2008), 3245-3255.
- EJ Nestler, MB Kelz a J. Chen, FosB: molekulární mediátor dlouhodobé neurální a behaviorální plasticity, Brain Res, 835 (1999), 10 – 17.
- SD Norrholm, JA Bibb, EJ Nestler, CC Ouimet, JR Taylor a P. Greengard, Kokainem indukovaná proliferace dendritických páteří v nucleus accumbens je závislá na aktivitě kinázy-5 závislé na cyklinu, Neuroscience, 116 (2003), 19 – 22.
- HE Nye, B. Hope, M. Kelz, M. Iadarola a E. Nestler, Farmakologické studie regulace chronické indukce antigenu související s FOS kokainem v striatu a nucleus accumbens \ t, J Pharmacol Exp Ther, 275 (1995), 1671-1680.
- HE Nye a EJ Nestler, Indukce chronických antigenů souvisejících s Fos v mozku krysy chronickým podáváním morfinu, Mol Pharmacol, 49 (1996), 636-645.
- P. Olausson, JD Jentsch, N. Tronson, RL Neve, EJ Nestler a JR Taylor, FosB v nucleus accumbens reguluje instrumentální chování a motivaci posilovanou potravou, J Neurosci, 26 (2006), 9196 – 9204.
- MC Peakman, C. Colby, LI Perrotti, P. Tekumalla, T. Carle, P. Ulery a kol., Inducible, specifická exprese dominantního negativního mutanta c-Jun v transgenních myších specifická pro mozek snižuje citlivost na kokain, Brain Res, 970 (2003), 73 – 86.
- LI Perrotti, CA Bolan ~ os, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery a kol., FosB se hromadí v populaci GABAergních buněk v zadním ocase ventrální tegmentální oblasti po psychostimulační léčbě, Eur J Neurosci, 21 (2005), 2817-2824.
- LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman a kol., Indukce FosB v mozkových strukturách souvisejících s odměnou po chronickém stresu, J Neurosci, 24 (2004), 10594 – 10602.
- LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani a kol., Odlišné vzorce indukce FosB v mozku drogami zneužívání, Synapse, 62 (2008), 358 – 369.
- EM Pich, SR Pagliusi, M. Tessari, D. Talabot-Ayer, R. Hooft van Huijsduijnen a C. Chiamulera, Běžné neurální substráty pro návykové vlastnosti nikotinu a kokainu, Věda, 275 (1997), 83 – 86.
- KK Pitchers, KS Frohmader, V. Vialou, E. Mouzon, EJ Nestler, MN Lehman a kol., FosB v nucleus accumbens je rozhodující pro posílení účinků sexuální odměny, Geny Brain Behav, 9 (2010), 831 – 840.
- W. Renthal, TL Carle, I. bludiště, HE Covington 3rd, HT Truong, I. Alibhai a kol., FosB zprostředkovává epigenetickou desenzibilizaci genu c-fos po chronické expozici amfetaminu, J Neurosci, 28 (2008), 7344 – 7349.
- W. Renthal, A. Kumar, G. Xiao, M. Wilkinson, HE Covington 3rd, I. Maze a kol., Analýza genomové regulace chromatinu kokainem odhaluje úlohu sirtuinů, Neuron, 62 (2009), 335 – 348.
- W. Renthal, I. Maze, V. Krishnan, HE Covington 3rd, G. Xiao, A. Kumar a kol., Histon deacetylase 5 epigeneticky řídí adaptace chování na chronické emoční podněty, Neuron, 56 (2007), 517 – 529.
- TE Robinson a B. Kolb, Strukturální plasticita spojená s expozicí drogám zneužívání, Neurofarmakologie, 47 (2004), 33 – 46.
- AJ Robison a EJ Nestler, Transkripční a epigenetické mechanismy závislosti, Nat Rev Neurosci, 12 (2011), 623 – 637.
- AJ Robison, V. Vialou, M. Mazei-Robison, J. Feng, S. Kourrich, M. Collins a kol., Behaviorální a strukturální reakce na chronický kokain vyžadují smyčku dopředného krmení zahrnující FosB a CaMKII v shellu nucleus accumbens, J Neurosci (objeví se).
- SJ Russo, MB Wilkinson, MS Mazei-Robison, DM Dietz, I. Maze, V. Krishnan a kol., Signalizace jaderného faktoru B reguluje morfologii neuronů a odměnu za kokain, J Neurosci, 29 (2009), 3529 – 3537.
- HJ Shaffer a GB Eber, Časový průběh symptomů závislosti na kokainu v americkém Národním průzkumu komorbidity, Závislost, 97 (2002), 543 – 554.
- T. Shippenberg a W. Rea, Senzibilizace na behaviorální účinky kokainu: modulace agonisty dynorfinu a kappa-opioidního receptoru, Pharmacol Biochem Behav, 57 (1997), 449-455.
- J. Taylor, W. Lynch, H. Sanchez, P. Olausson, E. Nestler a J. Bibb, Inhibice Cdk5 v nucleus accumbens zvyšuje lokomotoricky aktivační a motivační účinky kokainu, Proc Natl Acad Sci USA, 104 (2007), 4147 – 4152.
- SL Teegarden a TL Bale, Snížení preferencí ve stravě má za následek zvýšenou emocionalitu a riziko relapsu potravy, Biol Psychiatry, 61 (2007), 1021 – 1029.
- SL Teegarden, EJ Nestler a TL Bale, Změny FosB zprostředkované v signalizaci dopaminu jsou normalizovány chutnou stravou s vysokým obsahem tuku, Biol Psychiatry, 64 (2008), 941 – 950.
- PG Ulery, G. Rudenko a EJ Nestler, Regulace stability FosB fosforylací, J Neurosci, 26 (2006), 5131 – 5142.
- PG Ulery-Reynolds, MA Castillo, V. Vialou, SJ Russo a EJ Nestler, Fosforylace FosB zprostředkovává jeho stabilitu in vivo, Neuroscience, 158 (2009), 369 – 372.
- V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie a kol., Pro indukci kokainu a FosB je nutný faktor odezvy na sérum a vazebný protein cAMP elementu, J Neurosci, 32 (2012), 7577 – 7584.
- V. Vialou, I. Maze, W. Renthal, QC LaPlant, EL Watts, E. Mouzon a kol., Faktor odezvy na sérum podporuje odolnost vůči chronickému sociálnímu stresu prostřednictvím indukce FosB, J Neurosci, 30 (2010), 14585 – 14592.
- V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington 3rd, DM Dietz, YN Ohnishi, et al., FosB v okruzích odměňování mozku zprostředkovává odolnost vůči stresu a antidepresivním reakcím, Nat Neurosci, 13 (2010), 745 – 752.
- DL Wallace, V. Vialou, L. Rios, TL Carle-Florence, S. Chakravarty, A. Kumar a kol., Vliv? FosB v nucleus accumbens na přirozené chování související s odměnou, J Neurosci, 28 (2008), 10272 – 10277.
- Y. Wang, TI Cesena, Y. Ohnishi, R. Burger-Caplan, V. Lam, PD Kirchhoff, et al., Screening malých molekul identifikuje regulátory transkripčního faktoru FosB, ACS Chem Neurosci, 3 (2012), 546 – 556.
- M. Werme, C. Messer, L. Olson, L. Gilden, P. Thorén, EJ Nestler a kol., FosB reguluje chod kola, J Neurosci, 22 (2002), 8133 – 8138.
- CA Winstanley, RK Bachtell, DE Theobald, S. Laali, TA Green, A. Kumar a kol., Zvýšená impulsivita při vysazování z kokainové samosprávy: role pro FosB v orbitofrontálním kortexu, Cereb Cortex, 19 (2009), 435 – 444.
- CA Winstanley, TA Green, DE Theobald, W. Renthal, Q. LaPlant, RJ DiLeone, et al., FosB indukce v orbitofrontálním kortexu zesiluje lokomotorickou senzibilizaci navzdory zmírnění kognitivní dysfunkce způsobené kokainem, Pharmacol Biochem Behav, 93 (2009), 278-284.
- CA Winstanley, Q. LaPlant, DE Theobald, TA Green, RK Bachtell, LI Perrotti a kol., FosB indukce v orbitofrontálním kortexu zprostředkovává toleranci kognitivní dysfunkce vyvolané kokainem, J Neurosci, 27 (2007), 10497 – 10507.
- J. Yen, RM Wisdom, I. Tratner a IM Verma, Alternativní sestřihovaná forma FosB je negativní regulátor transkripční aktivace a transformace proteiny Fos, Proc Natl Acad Sci USA, 88 (1991), 5077 – 5081.
- ST Young, LJ Porrino a MJ Iadarola, Kokain indukuje striatální c-fos-imunoreaktivní proteiny prostřednictvím dopaminergních receptorů D1, Proc Natl Acad Sci USA, 88 (1991), 1291 – 1295.
- V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz a kol., Zásadní role pro FosB v nucleus accumbens při působení morfinu, Nat Neurosci, 9 (2006), 205 – 211.