Proc Natl Acad Sci US A. 2013 Jan 29; 110 (5): 1923-8. doi: 10.1073 / pnas.1221742110.
Grueter BA, Robison AJ, Neve RL, Nestler EJ, Malenka RC.
Zdroj
Laboratoř Nancy Pritzkera, Department of Psychiatry and Behavioral Sciences, Stanfordská lékařská škola, Palo Alto, CA 94305, USA.
Abstraktní
Synaptické modifikace v nukleus accumbens (NAc) středních ostnatých neuronech (MSN) hrají klíčovou roli v adaptivním a patologickém učení závislém na odměně, včetně maladaptivních reakcí na drogové závislosti. NAc MSN se účastní dvou paralelních obvodů, přímých a nepřímých drah, které zachovávají odlišné funkce chování. Modifikace NAc MSN synapsí může nastat částečně změnami transkripčního potenciálu určitých genů specifickým způsobem buněčného typu. FosB transkripčního faktoru [inkrement] je jedním z klíčových proteinů podílejících se na změnách genové exprese v NAc způsobených návykovými látkami, ale jeho účinky na synaptickou funkci v NAc MSN nejsou známy. Zde demonstrujeme, že nadměrná exprese DeltaFosB snížila excitační synaptickou sílu a pravděpodobně zvýšené tiché synapsy na přímou dráhu MSN v expresi D1 dopaminového receptoru jak v NAc shell, tak v jádru.
Naproti tomu deltaFosB pravděpodobně snížil tiché synapsy na NAc shell, ale ne jádro, D2 dopamin receptor-exprimující nepřímou dráhu MSNs. Analýza morfologie NAC MSN dendritické páteře ukázala, že [přírůstek] FosB zvýšil hustotu nezralých spinů v přímých D1 přímých, ale ne D2 nepřímých dráhách MSN. Abychom určili behaviorální důsledky působení [inkrementu] FosB specifického pro buněčný typ, selektivně jsme nadměrně exprimovali [inkrement] FosB v D1 přímých nebo D2 nepřímých MSN v NAc in vivo a zjistili, že přímá (ale nikoli nepřímá) exprese MSN exprese zvyšuje behaviorální reakce kokainu. Tyto výsledky ukazují, že [přírůstek] FosB v NAc diferencovaně moduluje synaptické vlastnosti a chování související s odměnou v módu specifickém pro buněčný typ a subregion.
Stanovení behaviorálních důsledků specific specifických pro buněčný typFosB, selektivně jsme nadexprimovali ∆FosB v D1 přímé nebo D2 nepřímý MSNs v NAc in vivo a zjistili, že přímé (ale ne nepřímý) cesta Exprese MSN zvyšuje behaviorální reakce na kokain. Tyto výsledky ukazují, že ∆FosB v NAc rozdílně moduluje synaptické vlastnosti a chování související s odměnou v módu specifickém pro buněčný typ a subregion.
Coreus accumbens (NAc) je klíčovým substrátem pro integraci motivačních informací za účelem regulace cílově zaměřeného chování. Více než 90% buněk v NAc jsou střední ostnaté neurony (MSN), které mohou být rozděleny do dvou hlavních subpopulací. Přímé dráhy MSN, které převážně exprimují dopaminové receptory D1 (D1 MSNs), primárně směřují do jádra dopaminu středního mozku (DA), zatímco nepřímé dráhy MSN, které převážně exprimují receptory D2 (D2 MSNs), promítají převážně na ventrální pallidum, čímž nepřímo ovlivňují DA neurony (1, 2). Aktivita NAc MSNs je řízena především excitačními vstupy z prefrontálního kortexu, hipokampu a amygdaly. Bylo navrženo, že patologická aktivita na excitačních synapách NAc indukovaných zkušenostmi z chování, jako je vystavení návykovým látkám, vyvolává reorganizaci jak transkripčního aparátu, tak synapsí na NAc MSN, což zase zprostředkovává dlouhodobé adaptace chování spojené se závislostí. (1-3).
Nedávné studie ukázaly, že D1 MSNs a D2 MSN v subregionu NAc vykazují různé elektrofyziologické a synaptické vlastnosti (4) a že dva subtypy MSN hrají v chování závislém na závislostech odlišné role (5). Molekulární mechanismy, na nichž jsou tyto rozdíly založeny, však stále nejsou dostatečně pochopeny. V posledních dvou desetiletích se zvyšující se důkazy spojily s indukcí FosB, transkripčního faktoru rodiny Fos, v NAc se změnami v obvodech odměňování mozku spojených s návykovým a depresivním chováním. (3). AFosB, zvláště stabilní produkt FosB genu (6), heterodimerizuje proteiny Jun rodiny za vzniku komplexů aktivátorového proteinu-1 (AP-1), které se vážou na AP-1 místa v genových promotorech pro regulaci transkripce. Ačkoli mnoho proteinů rodiny Fos je přechodně indukováno akutní expozicí léčivem, chronické podávání prakticky jakéhokoli léku zneužívání indukuje dlouhodobou akumulaci AFosB v NAc (6). V souladu s funkčním významem této akumulace dlouhodobá nadměrná exprese AFosB selektivně v MSNN D1 NAc a dorzální striatum indukovatelných bitransgenních myší způsobuje zvýšené lokomotorické reakce na kokain (7), zvýšené podmínky pro kondicionování kokainu a morfinu (7, 8), a posílení samosprávy kokainu (9).
Neurální maladaptace, které jsou základem fenotypů závislosti, však mohou začít okamžitě při počáteční expozici drogám zneužívání nebo jiným podnětům, jako je stres. Na podporu této hypotézy způsobuje i krátká preexpozice stresu zvýšený sklon k užívání drog (křížová senzibilizace) (10-12) a naopak (13). Navíc, i když byly studovány účinky stresu a kokainu na synaptické vlastnosti těchto neuronů (1-3, 14-16) chybí přímý důkaz účinků AFosB na MSN synaptické vlastnosti. ![[přírůstek]](http://www.ncbi.nlm.nih.gov/corehtml/pmc/pmcents/x2206.gif)
Zvláště zajímavá je regulace FosB synaptické funkce, protože nadměrná exprese AFosB mění morfologii NAD dendritické páteře (17, 18), a nedávné práce ukazují, že jiné transkripční regulátory mohou ovlivnit NAc MSN fyziologii (19) a synaptické struktury (20).
Pro zkoumání kratších termínů synaptických účinků exprese AFosB v přímé a nepřímé dráze NAc MSN jsme použili transgenní myši bakteriálního umělého chromozomu (BAC), které selektivně označují D1 MSN a virové vektory, které selektivně cílí tyto MSN subpopulace. Cílený záznam z MSN odhalil pozoruhodné účinky buněčného typu a regionu Nadměrná exprese FosB na vlastnostech excitačních synapsí na NAc MSN. Vyjádření FosB v NAc také modifikoval morfologii dendritické páteře a chování závislé na závislostech způsobem specifickým pro buněčný typ. Tyto výsledky poskytují další důkazy, že regulace Hladiny FosB drogami zneužívání způsobují specifické změny v buněčném typu v NAc, což významně přispívá ke komplexním úpravám obvodů, které jsou základem chování závislého na závislosti.
výsledky
FosB neovlivňuje presynaptickou funkci v NAc MSN.
Zkoumat synaptické účinky Nadměrná exprese FosB v NAc MSNs, jsme stereotaxicky injektovali virus Herpes simplex (HSV) exprimující FosB fúzoval s EGFP do NAc 8- až 10-wk-starých samců BAC transgenních myší, ve kterých byla exprese tdTomato řízena promotorem dopaminového receptoru D1 (21). Tři až 4 d, později, jsme dělali celobuněčné patch-clamp nahrávky z NAc shell a core MSNs s přítomností nebo nepřítomností tdTomato definujících D1 MSN a D2 MSN, resp.4) a EGFP exprese definující buňky, ve kterých FosB byl exprimován. Ačkoli není možné selektivně cílit NAc jádro a shell s viry u myší, bylo důležité rozlišovat tyto oblasti mozku z důvodu známých rozdílů v jejich regulaci chování závislého na odměnách a závislostech (2, 3). Dvě standardní elektrofyziologické testy ukázaly, že Nadměrná exprese FosB nezjistila významně presynaptickou funkci v žádné z zkoumaných subpopulací NAc MSN. Specificky, poměry párovaných pulzů (PPR) excitačních postsynaptických proudů (EPSC) v pěti různých interstimulárních intervalech, standardní měřítko pravděpodobnosti uvolnění vysílače, nebyly ovlivněny. Nadměrná exprese FosB v shellu nebo jádru NAc (Obr. S1). Průměrná četnost miniaturních EPSC (mEPSC), která také koreluje s presynaptickou funkcí, nebyla ovlivněna. Nadměrná exprese FosB v D1 a D2 MSN v shellu i jádru NAc (Obr. S1).
Účinky FosB na Excitatory Postsynaptic Properties v NAc D1 MSN.
Zkoumat účinky kratšího období Nadměrná exprese FosB na postsynaptických vlastnostech excitačních synapsí v NAc shell a jádrových MSNs, měřili jsme poměr AMPA receptoru (AMPAR) k NMDA receptorům (NMDAR) zprostředkovaným EPSC (22). V obou subregionech shell i core byly poměry AMPAR / NMDAR významně menší v nadměrné expresi D1 MSN FosB vzhledem k sousedním neinfikovaným MSNs D1 (Obr. 1 A si B). Tento pokles poměrů AMPAR / NMDAR byl způsoben alespoň částečně snížením synaptického přenosu zprostředkovaného AMPAR, protože průměrné amplitudy mEPSC zprostředkované AMPAR byly také významně sníženy pomocí Nadměrná exprese FosB (Obr. 1 C si D). Jelikož GluA2-postrádající, vnitřně rektifikační AMPARs jsou začleněny do syntaxí NAc MSN po vysazení ze samodávkování protokolů zneužívání a chronických stresových protokolů (14, 15, 23) jsme dále zkoumali proudové napětí (IV) vztah farmakologicky izolovaných EPSPA pro AMPAR k určení, zda Nadměrná exprese FosB ovlivnila stechiometrii synaptických AMPAR. AMPAR EPSC IV křivky zaznamenané jak z řízení, tak z FosB-exprimující D1 MSN v NAc shellu a jádru byly lineární a vykazovaly minimální vnitřní rektifikaci (Obr. 1 E si F). Tím pádem, Nadměrná exprese FosB nemá za následek začlenění AMPAR s chybějícími GluA2 do syntaxí NAc D1 MSN. Nakonec bylo stanoveno, zda byla ovlivněna stechiometrie NMDAR Nadměrná exprese FosB, měřili jsme časové průběhy NMDAR EPSC, které jsou prodlouženy přítomností podjednotek GluN2B. Exprese FosB způsobila podstatně větší čas k polovičnímu vrcholu v D1 MSN v NAc shell (Obr. 1 G1 si G2) a podobný trend byl pozorován v NAc jádru (Obr. 1 H1 si H2). Tyto výsledky naznačují, že podobné expresi konstitutivně aktivního CREB v NAc (24), Nadměrná exprese FosB vyvolává zvýšení podílu NMDAR obsahujících GluN2B na syncsech NAc D1 MSN.
FosB v NAc modifikuje synaptickou sílu D1 MSN ve skořápce a jádru. (A) Zástupci EPSC (A1) zaznamenané na –70 a + 40 mV z ovládacího prvku D1 prostředí NAc (černá) a FosB (+) (červená) MSN a souhrnný graf (A2) z ...Účinky FosB na Excitatory Postsynaptic Properties v NAc D2 MSN.
Na rozdíl od D1 NAc MSN, Nadměrná exprese FosB v D2 MSN vyvolala zvýšení poměrů AMPAR / NMDAR v NAc shell (Obr. 2A), ale překvapivě žádný detekovatelný účinek v NAc jádru (Obr. 2B). Kromě toho žádný z ostatních synaptických testů neodhalil účinky FosB overexpresson v NAc D2 MSN. Amplitudy mEPSC zprostředkované AMPAR (Obr. 2 C si D), AMPAR EPSC IV křivek a rektifikačních indexů (Obr. 2 E si F), stejně jako NMDAR EPSC rozpad časové kurzy, byly všechny nedotčeny Nadměrná exprese FosB v NAc D2 MSN. Tato zjištění to dokazují Nadměrná exprese FosB modifikuje vlastnosti excitačních synapsí na NAc D2 MSNs v mnohem menším rozsahu než excitační synapsy na NAc D1 MSN.
FosB v NAc modifikuje synaptickou sílu D2 MSN v shellu, ale ne v jádře. (A) Zástupci EPSC (A1) zaznamenané na –70 a + 40 mV z ovládacího prvku D2 prostředí NAc (černá) a FosB (+) (zelená) MSN a souhrnný graf ...Účinky FosB na Silent Synapses v NAc D1 a D2 MSN.
Sysy synchsy postsynaptické jsou synapsy s nedetekovatelnými hladinami AMPAR, ale snadno zjistitelné NMDAR (25-27). Poskytují ideální substrát pro dlouhodobou potenciaci (LTP) (28) a mohou být generovány expresí konstitutivně aktivního CREB v hipokampálních pyramidálních buňkách CA1 (28) a NAc MSN (24). Protože několik pozorovaných synaptických účinků Nadměrná exprese FosB může být vysvětlena změnami podílu tichých synapsí na NAc MSN, provedli jsme CV analýzu AMPAR EPSC ve srovnání s NMDAR EPSC. V záznamech z jednotlivých buněk je poměr 1 / CV2 NMDAR EPSCs na 1 / CV2 AMPAR EPSCs přímo koreluje s podílem tichých synapsí (28, 29). Nadměrná exprese FosB způsobila významný nárůst tohoto poměru v D1 MSN v NAc shell a jádru (Obr. 3 A si B). Naproti tomu nebyla pozorována žádná změna v tomto poměru FosB-vyjadřující NAc jádro D2 MSNs, zatímco došlo k poklesu v NAC shell D2 MSNs overexpressing FosB (Obr. 3C). Tyto výsledky jsou v souladu s hypotézou, že Nadměrná exprese FosB způsobuje zvýšení podílu tichých synapsí na skořepině NAc a jádru D1 MSNs a odeznění synapsí na NAC shell D2 MSN.
FosB (+) (A2) D1 MSN ve skořepině NAc. (B) Souhrn ...Účinky FosB na NAc MSN Dendritic Spines.
Dobře zavedeným důsledkem podávání kokainu v NAc MSNs je indukce dendritických spinů (30, 31), strukturální změna, která může být selektivní pro D1 MSN (32) a je závislý na AFosB (17, 18). Tato pozorování naznačují, že regulace tvorby páteře pomocí AFosB může být specifická pro D1 MSN. Protože dostupné myší linie exprimující fluorescenční proteiny se specificitou buněčného typu nejsou vhodné pro identifikaci dendritických spinů na specifických buňkách, pro řešení tohoto tématu jsme použili unikátní HSV vektor, který exprimuje mCherry způsobem závislým na Cre rekombináze (Obr. S2; Metody SI) v kombinaci s transgenními myšími liniemi, které exprimují Cre specificky v D1 nebo D2 MSN (5). Cotransdukce NAc shellu těchto myší s Cre-dependentní HSV-mCherry a HSV-GFP-AFosB (nebo HSV-GFP jako kontrola) odhalila, že AFosB zvyšuje dendritickou hustotu páteře v D1 MSN, ale ne D2 MSN (Obr. 4). Toto zvýšení je řízeno primárně indukcí stubby a možná tenké ostny, který být zvažován “nezralý” (\ t33). Na rozdíl od toho, nadměrná exprese AFosB neměla žádný vliv na hustotu zralejších dendritických páteří ve tvaru hub. Toto zvýšení nezralých dendritických páteří v NAc D1 MSNs indukované AFosB dobře koreluje s návrhem, že exprese AFosB vede ke zvýšení tichých synapsí (27).
FosB (+) D1 a D2 NAc MSN. (B-E) Kvantifikace účinků exprese AFosB na každém dendritiku ...Účinky selektivní Exprese FosB v NAc MSN na chování závislém na závislostech.
Zjistit, zda se jedná o krátkodobé účinky specifické pro buněčný typ Nadměrná exprese FosB na synaptických vlastnostech koreluje s účinky specifickými pro buněčný typ na chování závislé na závislosti, my jsme použili myši D1-Cre a D2-Cre v kombinaci s unikátním vektorem HSV, který obsahuje stop kodon obklopený loxP místy (LS1) pro prevenci exprese cílového genu v jakékoliv buňce, která neexprimuje Cre (Obr. S3). Dospělí samci myší D1 a D2-Cre byli injikováni bilaterálně v NAc buď HSV-GFP-LS1-FosB nebo HSV-GFP (kontrola) a chování byly hodnoceny na 5 d po operaci, když je exprese transgenu maximální. Nadměrná exprese FosB specificky v D1 NAc MSN způsobil zvýšení lokomotorické senzibilizace na kokain jak při nízkých dávkách (3.75 mg / kg), tak při vysokých dávkách (7.5 mg / kg), jakož i zvýšení počáteční lokomoční odpovědi na nižší dávku kokainu (Obr. 5 A si C). V porovnání, Nadměrná exprese FosB v D2 NAc MSN neměla žádný vliv na lokomoční reakce zvířat na kokain (Obr. 5 B si D). Podobné výsledky byly získány při stanovení kokainem podmíněné preference místa (CPP). Myši D1 nebo D2-Cre, kterým byl injikován HSV-GFP, vykazovaly typickou závislost na dávce kokainu CPP bez významné preference pozorované při nižší dávce (Obr. 5 E si F). Nadměrná exprese FosB v D1 MSN dramaticky zvýšil CPP kokainu s maximálními odpověďmi pozorovanými při nižší dávce kokainu (Obr. 5E), zatímco Exprese FosB v D2 NAc MSN neměla žádný vliv na odměnu kokainu (Obr. 5F). Tyto výsledky to dokazují Nadměrná exprese FosB v D1 MSNs, ale ne v D2 MSNs, v NAc zvyšuje behaviorální reakce na kokain.
FosB ...Diskuse
Předchozí práce ukázala silnou vazbu mezi změnami v obvodech odměňování mozku v důsledku indukce indukované ΔFosB a chování závislého na závislosti (6). Protože je AFosB neobvykle stabilní a je silně indukován chronickou expozicí drogám, účinek pozorovaný také u lidí závislých na drogách (18), většina studií se zaměřila na nervové a behaviorální adaptace způsobené dlouhodobějším vyjádřením ΔFosB, typicky 2 – 8 wk (3, 6, 7).
Nicméně, počáteční expozice lékům zneužívání indukuje AFosB mRNA a protein (3, 6, 34), ale účinky této indukce na NAc MSN synaptické vlastnosti a následné behaviorální reakce na podávání léčiv nebyly prozkoumány. Hzde předkládáme důkazy, že krátkodobé vyjádření FosB produkuje hluboce odlišné synaptické a behaviorální efekty, když je vyjádřen v NAc D1 versus D2 MSNs. Ján D1 MSNs jak v NAc jádře, tak v shellu, nadměrná exprese AFosB způsobila snížení synaptického přenosu zprostředkovaného AMPAR bez detekovatelných změn ve stechiometrii synaptických AMPAR. EPSC zprostředkovaná NMDAR byla také prodloužena v neuronech NAc shell (s podobným trendem v jádrových neuronech), což naznačuje zvýšení podílu synaptických NMDAR obsahujících GluN2B. Tyto změny ve vlastnostech excitačních synapse lze částečně vysvětlit Nadměrná exprese FosB způsobuje zvýšení podílu tzv. Postsynaptických tichých synapsí. V souladu s touto hypotézou je poměr 1 / CV2 NMDAR EPSCs na 1 / CV2 byla zvýšena o FosB stejně jako hustota nezralých páteří. V porovnání, Nadměrná exprese FosB v D2 NAc MSNs způsobila relativní zvýšení synaptického přenosu zprostředkovaného AMPAR v NAc shell, ale ne jádro. 1 / CV2 analýza naznačuje, že to může být částečně způsobeno snížením podílu tichých synapsí, i když nemůžeme vyloučit, že nastal relativní pokles synaptického přenosu zprostředkovaného NMDAR.
Zjistit, zda tyto synaptické adaptace specifické pro buněčný typ v NAc v důsledku krátkodobé nadměrné exprese AFosB korelují s jakýmikoli změnami chování, vyvinuli jsme jedinečnou metodu, jak omezit expresi AFosB na D1 nebo D2 NAc MSN pomocí odpovídajících Řádky ovladačů Cre. Předchozí práce prokázaly, že dlouhodobá (> 6 týdnů) nadměrná exprese ΔFosB v přímé cestě D1, ale nikoli v MSN nepřímé cesty D2 jak v NAc, tak v dorzálním striatu, způsobuje zvýšenou pohybovou senzibilizaci vůči kokainu, stejně jako zvýšenou hladinu kokpinu při nízké, ale ne vyšší, dávka léku (7). Zde jsme ukázali, že pouze 2 – 4 d nadměrné exprese AFosB v D1, ale nikoliv D2 MSNs v NAc selektivně vyvolává zvýšenou lokomotorickou odpověď na nízkou dávku kokainu a zvýšenou senzibilizaci lokomoční odpovědi na vyšší dávku. Stato krátkodobá nadměrná exprese AFosB v D1 NAc MSN způsobila zvýšení CPP kokainu na nižší dávku kokainu. Tyto výsledky ukazují, že zvýšení hladin AFosB v D1 NAc MSNs samo o sobě zvyšuje citlivost zvířete na lokomotoricky aktivující a odměňující účinky kokainu mnohem rychleji, než se dříve předpokládalo. Tyto výsledky také naznačují, že indukce AFosB způsobená počáteční expozicí léčivům může přispět k následným změnám, ke kterým dochází v reakcích na opakované podávání.
Předchozí práce u potkanů ukázala, že krátkodobé (1 – 2 d) vysazení z chronického nesoutěžního podávání kokainu (5 d) způsobuje tvorbu tichých synapsí v NAc MSN (35). Tato synaptická modifikace indukovaná kokainem je blokována expresí dominantní negativní formy CREB a je napodobena expresí konstitutivně aktivního CREB (24), který také indukuje tiché synapsy v hipokampu (28). Tiché synapsy v NAc navíc obsahují větší podíl NMDAR obsahujících GluN2B, blokáda, která zabraňuje indukci tichých synapsí kokainem, jakož i lokomoční senzibilizaci vyvolanou kokainem (24, 35). Synaptické účinky krátkodobé nadměrné exprese AFosB zde prokázané spolu se skutečností, že podávání kokainu silně indukuje AFosB u myší (7) naznačují, že podávání kokainu také generuje tiché synapsy v NAc MSN u myší, i když specifickým způsobem buněčného typu. Zda je indukce obou transkripčních faktorů nezbytná pro tyto synaptické změny vyvolané léčivem, bude vyžadovat další studium. Tpozoruje, že CREB a FosB oba mohou vyvolat tiché synapsy v NAc MSNs je zajímavý ve světle podstatných důkazů, že zprostředkovávají opačné behaviorální fenotypy: zatímco dlouhodobé FosB podporuje odměnu za kokain, CREB uplatňuje opačný efekt (3, 6). Nicméně krátkodobé Nadměrná exprese FosB u indukovatelných bitransgenních myší potlačila behaviorální účinky kokainu (36), což může odrážet nižší úrovně. \ t FosB indukovaný v tomto časovém bodě nebo přímé důsledky kratších období exprese. Zjištěná zjištění naznačují dřívější možnost, protože krátká období vysoké míry nadměrné exprese HSV FosB v D1 NAc MSNs, stejně jako dlouhodobá exprese, zlepšily behaviorální účinky kokainu. Je zřejmé, že je třeba dále pracovat na pochopení paradoxních účinků indukce CREB versus FosB v NAc. Jedním z vysvětlení může být specifičnost buněčného typu jejich působení, protože indukce kokainu FosB je selektivní pro D1 MSN, zatímco indukce CREB se vyskytuje stejně v D1 a D2 MSN, stejně jako v některých GABAergních interneuronech (3). Bude také důležité identifikovat četné cílové geny, kterými tyto transkripční faktory indukují jejich elektrofyziologické a behaviorální účinky.
NAc je komplexní oblast mozku, která se skládá z heterogenní směsi několika typů buněk s odlišnými rolemi v několika vzájemně propojených obvodech a výstupech chování. (1, 3). Zde se zaměřujeme specificky na MSN, protože jsou projekčními neurony NAc, jejich funkční výstup byl přímo spojen s návykem závislým na závislosti (5, 37, 38) a změny v excitační frekvenci na NAc MSN způsobují abnormality chování závislé na závislosti (39). Mnohočetné proteiny regulované drogami zneužívání byly spojeny se změnami ve fyziologii NAc MSN (4, 19, 40, 41). Zatímco některé předchozí studie zkoumaly synaptické rozdíly mezi přímými a nepřímými dráhami MSN (2, 4) a jiní se zaměřili na rozdíly mezi NAc shellem a jádrovými subregiony (16), úplný obraz toho, jak daný protein ovlivňuje fyziologii obou subtypů MSN v obou subregionech NAc, dosud nebyl poskytnut. Nyní ukazujeme, že krátkodobý výraz FosB má specifické účinky na buněčné typy a specifické oblasti na excitační synaptické vlastnosti NAc MSNs a že tato molekulární manipulace specificky v MSNs D1 NAc zvyšuje behaviorální reakce na kokain. Protože dva typy buněk v obou subregionech sdílejí společné proteiny a signální dráhy, které mají rozdílné účinky na chování, tyto výsledky představují počáteční krok v poskytování komplexního pochopení molekulárních a obvodových adaptací v NAc způsobených návykovými látkami. Budoucí práce bude muset definovat, zda se tyto synaptické změny přednostně vyskytují na konkrétních vstupech do NAc, ať už existuje přímá kauzální souvislost mezi nimi. FosB-indukované synaptické a behaviorální změny, a to, zda podání léků zneužívání nebo stresu, z nichž oba indukují FosB, způsobují podobné synaptické a behaviorální adaptace.
Metody
Podrobný popis metod viz Metody SI.
Ve všech experimentech se použili umělé chromozomové heterozygotní bakterie (BAC) (8 – 12 wk) samci myší ve všech experimentech a byli seskupeni ve skupinách po dvou až pěti na klec v cyklu 12 / 12-h světlo / tma, s jídlem a vodou. po celou dobu. Použité elektrofyziologické studie D1-tdTomato myši zpětně křížené na C57 / Bl6 (21). Pro behaviorální experimenty a analýzy dendritické páteře byly použity myši D1- a D2-Cre rozděleny do skupin odpovídající věku.5, 42). Všechny experimenty byly prováděny v souladu s politikami stanovenými institucionálními komisemi pro péči o zvířata a jejich použití (IACUC) na Stanfordské univerzitě a na Sinai School of Medicine.
Poděkování
V průběhu tohoto projektu děkujeme členům laboratoří Malenky a Nestlera za užitečné připomínky. Tato práce byla podpořena Národním institutem pro granty na zneužívání drog 1K99DA031699 (BAG) a P01 DA008227 (EJN a RCM) a Národním institutem pro duševní zdraví R01 MH51399 (EJN).
Poznámky pod čarou
Autoři neuvádějí žádný střet zájmů.
Tento článek obsahuje podpůrné informace online na adrese www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1221742110/-/DCSupplemental.
Reference
FosB a CaMKII v shellu nucleus accumbens. J Neurosci. 2013 v tisku.FosB. Nat Neurosci. 2003: 11: 1208 – 1215. [PubMed]