Stressinduzierte lokomotorische Sensibilisierung gegenüber Amphetamin bei Erwachsenen, nicht jedoch bei jugendlichen Ratten, ist assoziiert mit erhöhter Expression von DeltaFosB im Nucleus Accumbens (2016)

Front Behav Neurosci. 2016; 10: 173.

Veröffentlicht online 2016 Sep 12. doi: 10.3389 / fnbeh.2016.00173

PMCID: PMC5018519

Paulo E. Carneiro de Oliveira,¹ Rodrigo M. Leão,¹ Paula C. Bianchi,^1,² Marcelo T. Marin,^1,² Kleopatra da Silva Planeta,^1,² mit einem Fábio C. Cruz^1,^*

Abstract

Während klinische und vorklinische Beweise nahelegen, dass die Adoleszenz eine Risikofaktor für die Entwicklung einer Sucht darstellt, sind die zugrunde liegenden neuronalen Mechanismen weitgehend unbekannt. Stress während der Pubertät hat einen großen Einfluss auf die Drogensucht. Über die Mechanismen, die mit der Wechselwirkung zwischen Stress, Adoleszenz und Abhängigkeit zusammenhängen, ist jedoch wenig bekannt. Studien weisen auf ΔFosB als mögliches Ziel für dieses Phänomen hin. In der vorliegenden Studie wurden heranwachsende und erwachsene Ratten (postnataler Tag 28 bzw. 60) 2 h einmal täglich für 7-Tage zurückgehalten. Drei Tage nach ihrer letzten Exposition gegenüber Stress wurden die Tiere mit Salzlösung oder Amphetamin (1.0 mg / kg ip) belastet und die durch Amphetamin induzierte Fortbewegung aufgezeichnet. Unmittelbar nach den Verhaltenstests wurden die Ratten enthauptet und der Nucleus accumbens wurde zur Messung der ΔFosB-Proteinspiegel seziert. Wir fanden heraus, dass wiederholter Stress beim Zurückhalten die Bewegung von Amphetaminen sowohl bei erwachsenen als auch bei jugendlichen Ratten erhöhte. Bei erwachsenen Ratten war die durch Stress induzierte Sensibilisierung des Bewegungsapparates mit einer erhöhten Expression von ΔFosB im Nukleus accumbens verbunden. Unsere Daten legen nahe, dass ΔFosB an einigen neuronalen Plastizitätsänderungen beteiligt sein kann, die mit einer Stressinduzierten Kreuzsensibilisierung mit Amphetamin bei erwachsenen Ratten einhergehen.

Stichwort: Amphetamin, Sensibilisierung des Verhaltens, Stress, ΔFosB, Adoleszenz

Einführung

Drogenmissbrauch beginnt oft in der Pubertät, einer Zeit der Ontogenese, in der die Betroffenen ein gewisses Risikoverhalten zeigen, was zu einer unsicheren Entscheidung führen kann, die mit negativen Ergebnissen verbunden ist, z. 2011). Bei Ratten wurde die Adoleszenz als Zeitraum vom Tag nach der Geburt (P) 28 bis P42 (Speer und Bremse, 1983). In dieser Zeit zeigen Ratten jugendtypische neurobehaviorale Eigenschaften (Teicher et al., 1995; Laviola et al., 1999; Speer, 2000b).

Mehrere klinische Studien weisen darauf hin, dass die Pubertät eine anfälligere Phase für die Entwicklung der Drogensucht ist (Spear, 2000a,b; Izenwasser und Französisch, 2002). Diese größere Anfälligkeit für Sucht kann durch unterschiedliche Ergebnisse der Medikamentengabe zwischen Jugendlichen und Erwachsenen (Collins und Izenwasser, 2002). Beispielsweise sind die lokomotorisch stimulierenden Eigenschaften von Amphetamin und Kokain bei Jugendlichen im Vergleich zu Erwachsenen niedriger (Laviola et al. 1999; Tirelli et al. 2003). Darüber hinaus zeigen Jugendliche im Vergleich zu Erwachsenen eine höhere Kokainzufuhr, erhalten schneller Kokainselbstverabreichung und verabreichen sich selbst höhere Dosen von Amphetamin (Shahbazi et al. 2008; Wong et al. 2013). Obwohl es Hinweise darauf gibt, dass die Pubertät eine Risikophase für die Entwicklung einer Sucht darstellt, sind die neuronalen Mechanismen nicht gut bekannt.

Studien haben gezeigt, dass die Pubertät ein empfindlicher Zeitraum ist, der die Prädisposition für die Entwicklung von stressinduzierten körperlichen und Verhaltensstörungen verschärfen kann (Bremne und Vermetten, 2001; Heim und Nemeroff, 2001; Cymerblit-Sabba et al. 2015). Studien in Tiermodellen haben gezeigt, dass Jugendliche besonders anfällig für die negativen Folgen von Stress sind. Zum Beispiel sind jugendliche Nagetiere empfindlicher für durch Stress hervorgerufenen Gewichtsverlust, Erniedrigungen der Nahrungsaufnahme und angstähnliches Verhalten als ihre erwachsenen Kollegen (Stone und Quartermain, 1997; Doremus-Fitzwater et al., 2009; Cruz et al. 2012). Cymerblit-Sabba et al. (2015) zeigten, dass heranwachsende Ratten bei P28-54 eine höhere Anfälligkeit für Stress zeigten als wenn Ratten in anderen Lebensperioden Stress ausgesetzt waren.

Es ist bekannt, dass belastende Lebensereignisse während der Adoleszenz ein wichtiger Faktor für die Entwicklung der Drogensucht sind (Laviola et al., 1999; Tirelli et al. 2003; Cruz et al. 2010). Bei Ratten können wiederholte Stressereignisse die motorische Aktivität als Reaktion auf ein akutes Medikament erhöhen (Covington und Miczek, 2001; Marin und Planeta, 2004; Cruz et al. 2011); Dieses Phänomen wird als Verhaltens-Kreuzsensibilisierung bezeichnet (Covington und Miczek, 2001; Miczek et al. 2008; Yap und Miczek, 2008) und soll neuronale Anpassung im mesokortikolimbischen System widerspiegeln, die mit der Entwicklung der Drogensucht zusammenhängt (Robinson et al., 1985; Robinson und Berridge, 2008; Vanderschuren und Pierce, 2010). Es ist bekannt, dass bei erwachsenen Ratten belastende Erfahrungen im Erwachsenenalter eine Verhaltenssensibilisierung für Drogenmissbrauch bewirken (Miczek et al., 2008; Yap et al. 2015) und dass die verstärkte lokomotorisch stimulierende Wirkung von Kokain aufgrund von Neuroadaptationen im mesocorticolimbischen Dopamin-Weg (Vanderschuren und Kalivas, 2000; Hope et al., 2006).

Akute oder wiederholte stressinduzierte Kreuzsensibilisierung wurde mit Plastizität im mesocorticolimbischen System in Verbindung gebracht (Miczek et al., 2008; Yap und Miczek, 2008; Yap et al. 2015). Die molekulare und zelluläre Plastizität im Gehirn erfordert Veränderungen der Genexpression (Nestler et al. 1999). Die Genexpression wird durch eine Reihe von DNA-bindenden Proteinen gesteuert, die als Transkriptionsfaktoren bekannt sind (Chen et al., 1995, 1997, 2000). Einige Transkriptionsfaktoren wurden in diese Regulierung einbezogen, wie beispielsweise ΔFosB, eine Spleißvariante der fosb Gen, das in der Regel ein stabiles Protein ist, das sich bei chronischer Drogen- und Stressbelastung ansammelt (McClung et al. 2004). ΔFosB scheint ein besonders wichtiger Wirkstoff für langfristige Modifikationen im Nervensystem zu sein, die mit Suchtverhalten einhergehen (Damez-Werno et al., 2012; Pitcher et al., 2013). Tatsächlich wurde gezeigt, dass Δ-FosB lang anhaltende Anpassungen des dem Suchtverhalten zugrunde liegenden Gehirns vermittelt (McClung et al. 2004). Es wurde herausgefunden, dass Δ-FosB für die Zunahme der Wirbelsäulendichte und dendritischen Arborisierung nach einer chronischen Kokainverabreichung verantwortlich sein kann (Kolb et al. 2003; Lee et al., 2006), Scheint Δ-FosB einer der Mechanismen zu sein, die für die sensibilisierten Reaktionen auf Psychostimulanz verantwortlich sind (McClung und Nestler, 2003).

Jugendliche Nagetiere zeigen Besonderheiten in der mesolimbischen Funktion und in ihren Sensibilisierungsprofilen für Psychostimulanzien (Laviola et al., 2003; Tirelli et al. 2003). Beispielsweise wird im mesolimbischen System von jugendlichen Ratten von einer Überexpression des Dopaminrezeptors und einer stärkeren Dopaminlagerung in Synapsen berichtet (Tirelli et al. 2003). Ontogenetische Veränderungen im mesolimbischen System, die der Sensibilisierung zugrunde liegen, können zu unterschiedlichen Anfälligkeiten für die Drogensucht führen. Obwohl die molekularen Mechanismen, die mit der Kreuzsensibilisierung zwischen Stress und Wirkstoff in Zusammenhang stehen, bei erwachsenen Tieren charakterisiert wurden, sind die Folgen einer Stressbelastung während der Pubertät auf die schwierigen Wirkungen des Medikaments weniger bekannt.

Für diesen Vorschlag untersuchten wir den ΔFosB-Spiegel an Accumbens von erwachsenen und heranwachsenden Ratten nach der lokomotorischen Kreuzsensibilisierung zwischen wiederholter Belastung und Amphetamin.

Materialen und Methoden

Themen

Männliche Wistar-Ratten, erhalten aus der Tierzuchtanlage der São Paulo State University - UNESP am Tag nach der Geburt (P) 21. Gruppen von 3-4-Tieren wurden in Kunststoffkäfigen 32 (Breite) × 40 (Länge) × 16 (Höhe) cm in einem Raum untergebracht, der bei 23 ± 2 ° C gehalten wurde. Die Ratten wurden in einem 12: 12-Hell / Dunkel-Zyklus gehalten (Lichter an 07: 00 am) und hatten freien Zugang zu Futter und Wasser. Jedes Tier wurde nur in einem experimentellen Verfahren verwendet. Alle Experimente wurden während der leichten Phase zwischen 8: 00am und 5: 00pm durchgeführt. Jede experimentelle Gruppe bestand aus 9-10-Ratten.

Das Versuchsprotokoll wurde von der Ethikkommission für die Verwendung von Menschen oder Tieren der School of Pharmaceutical Science - UNESP (CEP-12 / 2008) genehmigt. Die Experimente wurden nach ethischen Grundsätzen des brasilianischen College of Animals 'Experimentation durchgeführt. COBEA), basierend auf den NIH-Richtlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren.

Medikament

d, l-Aamphetamin (Sigma, St. Louis, MO, USA), gelöst in Salzlösung (0.9% NaCl).

Wiederholtes Stressverfahren

Die Tiere wurden in zwei Gruppen aufgeteilt: (1) ohne Stress; oder (2) wiederholter Rückhaltestress. Tiere in der Stressgruppe mit wiederholter Zurückhaltung wurden in Plastikzylindern [20.0 cm (Länge) × 5.5 cm (Innendurchmesser) für erwachsene Ratten festgehalten; 17.0 cm (Länge) × 4.5 cm (Innendurchmesser) für heranwachsende Ratten] 2 h täglich für 7-Tage ab 10: 00 am

Bei jugendlichen oder erwachsenen P28-Ratten begann die Exposition bei P60. Die Kontrollgruppe (keine Stressgruppe) bestand aus Tieren desselben Alters, die bis auf die Reinigung der Käfige ungestört blieben.

Stressinduzierte Kreuzsensibilisierung gegen Amphetamin

Verhaltenstests wurden in im Handel erhältlichen Aktivitätsüberwachungskammern (Columbus Instruments, Columbus, OH, USA) durchgeführt, die aus Plexiglas-Käfigen 44 (Breite) × 44 (Länge) × 16 (Höhe) bestanden. Die Kammern enthielten 10-Paare von Photozellenstrahlen, die zur Messung der horizontalen Bewegungsaktivität verwendet wurden. Die aufeinanderfolgende Unterbrechung zweier Strahlen wurde als eine Fortbewegungseinheit aufgezeichnet.

Drei Tage nach der letzten Stressbelastung wurden jugendliche oder erwachsene Ratten aus der Tiereinrichtung in einen Versuchsraum transportiert, wo sie einzeln in eine Aktivitätsüberwachungskammer gebracht und 20 min zur Gewöhnung ausgesetzt wurden. Nach diesem Zeitraum erhielten Ratten aus der Kontroll- oder Stressgruppe ip-Injektionen von Amphetamin (1.0 mg / kg) oder Kochsalzlösung (NaCl 0.9%) und wurden für weitere 40 min in die Aktivitätsüberwachungskammer zurückgeführt (N = 9-10-Tiere pro Gruppe). Die Bewegungsaktivität wurde während dieser 40-Minuten nach den Injektionen aufgezeichnet.

Heranwachsende und erwachsene Ratten wurden an P37 bzw. P69 getestet.

Sammlung von Gehirnen

Unmittelbar nach der Verhaltensanalyse wurden die Tiere in einen angrenzenden Raum gebracht, enthauptet und ihr Gehirn schnell entfernt (etwa 60-90) und auf Trockeneis in Isopentan eingefroren. Nach diesem Verfahren wurden die Gehirne bei -80 ° C bis zur Dissektion von Accumbens aufbewahrt.

Western-Blot-Analyse der ΔFosB-Expression

Gefrorene Gehirne wurden bei 50 μm in der Koronalebene seriell in Scheiben geschnitten, bis die betroffenen Gehirnbereiche in einem Kryostat (Leica CM 1850, Nussloch, Deutschland) bei -20 ° C gehalten wurden. Gewebestempel (stumpfe 14-Nadel für Erwachsene und 16-Spur für Jugendliche) wurden aus Nucleus accumbens erhalten (Abbildung (Abbildung 2A) 2A) unter Verwendung der Koordinaten: ungefähr von + 2, 1 mm bis + 1, 1 mm für Accumbens relativ zu Bregma (Paxinos und Watson, 2006). Gewebe wurden in 1% Natriumdodecylsulfat (SDS) mit Ultraschall behandelt. Die Proteinkonzentrationen der Proben wurden unter Verwendung der Methode von Lowry (Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA) bestimmt. Die Proteinkonzentrationen der Proben wurden durch Verdünnen mit 1% SDS ausgeglichen. Proben von 30 & mgr; g Protein wurden dann einer SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese für 3 h bei 200 V unterzogen. Die Proteine wurden elektrophoretisch auf eine Polyvinylidenfluorid (PVDF) -Membran für das Immunoblotting von Hybond LFP-Transfermembran übertragen (GE Healthcare, Little Chanford, BU, UK) bei 0.3 A für 3.5 h. Dann wurden PVDF-Membranen mit 5% fettfreier Trockenmilch und 0.1% Tween 20 in Tris-Puffer (T-TBS, pH 7.5) für 1 h bei Raumtemperatur blockiert und dann über Nacht bei 4 ° C in frischem Blockierpuffer (2% fettfrei) inkubiert Milch und 0.1% Tween 20 in Tris-Puffer [T-TBS, pH 7.5]), der die primären Antikörper enthält. Die ΔFosB-Spiegel wurden unter Verwendung von Antikörpern gegen FosB (1: 1000; Cat # sc-48, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, Kalifornien, USA) bewertet. Nach der Inkubation mit primären Antikörpern wurden die Blots gewaschen und 1 h mit sekundären Anti-Kaninchen-Antikörpern inkubiert, die mit Cy5-Fluorophor (Anti-Kaninchen / 1: 3000; GE Healthcare, Little Chanford, BU, UK) markiert waren. Die Fluoreszenz wurde mit einem Fluoreszenzscanner TyphoonTrio bewertet^® (GE Healthcare, Little Chanford, BU, UK) und Banden wurden mit geeigneter Software (Image Quant^TM TL). Der Durchschnitt der Gruppe mit nicht gestresster Salzlösung wurde als 100% betrachtet und die Daten der anderen Gruppen wurden als Prozentsatz dieser Kontrollgruppe ausgedrückt.

Kreuzsensibilisierung zwischen Stress und Amphetamin bei erwachsenen und jugendlichen Ratten. *p <0.05 im Vergleich zu CONTROL-SALINE und STRESS-SALINE; ^#p <0.05 im Vergleich zu CONTROL-AMPHETAMINE.

(A) Schematischer Ausschnitt aus dem Rattengehirn, angepasst an den stereotaktischen Atlas von Paxinos und Watson (2006), zeigt die Position der Stempel im Nucleus accumbens (Nac). (B) Repräsentative Western-Blotting-Banden von Kontrollsalzlösung (CONT-SAL), Stresssalzlösung ...

Der zum Nachweis von FosB verwendete Antikörper bindet auch an ΔFosB. Wir haben jedoch das Gehirn 40 min nach Amphetamin-Challenge gesammelt. Diese Zeit reicht nicht aus, um eine signifikante FosB-Protein-Translation zu erhalten. In Anbetracht der Tatsache, dass FosB (42 kDa) schwerer ist als seine Isoform ΔFosB (35 ~ 37 kDa) (Kovács, 1998; Nestler et al. 2001). Wir haben nur Proteine mit einem Molekulargewicht von 37 kDa gemessen.

Gleiche Proteinbeladung wurde durch Abstreifen der Blots und erneute Untersuchung mit einem monoklonalen Beta-Actin-Antikörper (Ladekontrolle) (1: 500; Sigma-Aldrich) bestätigt, gefolgt von der Inkubation mit den entsprechenden Sekundärantikörpern (Cy5-Anti-Kaninchen / 1 : 3000) und Visualisierung wie oben beschrieben. Die Intensität der ΔFosB-Proteinbande wurde durch die Intensität der internen Belastungskontrolle (Beta-Actin) für diese Probe geteilt. Das Verhältnis von ΔFosB zur Ladekontrolle wurde dann verwendet, um die ΔFosB-Häufigkeit in verschiedenen Proben zu vergleichen (Abbildung (Abbildung2B2B).

Statistische Analyse

Alle Daten sind als Mittelwert ± SEM ausgedrückt. Levene-Tests auf Homogenität der Varianz wurden anhand der Verhaltens- und molekularen Daten durchgeführt. Levene zeigte keine statistisch signifikanten Unterschiede für Verhaltens- oder molekulare Daten, was auf die Homogenität der Varianz hindeutet. Somit wurden die Bewegungsaktivität und die ΔFosB-Spiegel nach Injektion von Kochsalzlösung oder Amphetamin unter Verwendung einer 2 × 2-ANOVA [Stress (wiederholtes Zurückhalten oder Nicht-Stress) × Arzneimittelbehandlung (AMPH oder SAL)] analysiert. Wenn ein signifikanter (p <0.05) wurde ein Haupteffekt beobachtet, für den der Newman-Keuls-Test verwendet wurde Post-hoc- Vergleiche.

Ergebnisse

Stressinduzierte Kreuzsensibilisierung gegen Amphetamin

In diesem Experiment haben wir untersucht, ob wiederholte Belastung die Bewegungsreaktion auf eine Amphetamin-Challenge-Injektion verstärken kann.

Wir fanden heraus, dass bei erwachsenen Ratten Unterschiede in der Amphetamin-induzierten Fortbewegung als Stress angesehen werden (F_(1,29) = 7.77; p <0.01) und Behandlung (F_(1,29) = 57.28; p <0.001) Faktoren. Die Wechselwirkung zwischen Faktoren wurde ebenfalls festgestellt (F_(1,29) = 4.08; p <0.05; Zahl Abbildung1) .1). Eine weitere Analyse (Newman-Keuls-Test) ergab, dass die Amphetamin-Verabreichung die Bewegungsaktivität sowohl bei Kontrolltieren als auch bei gestressten Tieren im Vergleich zu Kontrolltieren und Tieren, die mit Salzlösung injiziert wurden, erhöhte. Darüber hinaus zeigten Ratten, die wiederholt Rückhaltestress ausgesetzt waren, im Vergleich zu der Amphetamin-Kontrollgruppe eine signifikant höhere Amphetamin-induzierte Bewegungsaktivität (p <0.05, Abbildung Abbildung11).

Bei jugendlichen Ratten fanden wir Unterschiede bei beiden Belastungen (F_(1,25) = 11.58; p <0.01) und Behandlung (F_(1,25) = 16.34; p <0.001) Faktoren. Es wurde jedoch keine Wechselwirkung zwischen Faktoren festgestellt (F_(1,25) = 3.67; p = 0.067; Zahl Abbildung1) .1). Eine weitere Analyse (Newman-Keuls-Test) des Behandlungsfaktors ergab, dass Amphetamin die Aktivität des Bewegungsapparates bei gestressten Tieren, nicht jedoch bei Kontrolltieren im Vergleich zu mit Saline injizierten Tieren erhöht. Darüber hinaus zeigten Ratten, die wiederholt Stress ausgesetzt wurden, im Vergleich zur Amphetamin-Kontrollgruppe eine signifikant höhere durch Amphetamin induzierte Bewegungsaktivität (p <0.01, Abbildung Abbildung11).

Western-Blotting-Analyse & Delta; FosB-Expression

Wir führten dieses Experiment durch, um zu beurteilen, ob die durch wiederholten Rückhaltestress und Amphetamin-Challenge induzierte Verhaltens-Kreuzsensibilisierung mit Veränderungen der ΔFosB-Expression auf dem Nucleus accumbens von Ratten in verschiedenen Entwicklungsperioden zusammenhängen könnte.

Bei erwachsenen Ratten beobachteten wir signifikante Unterschiede im Stressfaktor (F_(1,18) = 6.46; p <0.05) und die Wechselwirkung zwischen Stress und Behandlungsfaktoren (F_(1,18) = 5.26; p <0.05). Eine weitere Analyse (Newman-Keuls-Test) ergab, dass Amphetamin die ΔFosB-Spiegel bei gestressten Tieren im Vergleich zu allen anderen Gruppen erhöhte (p <0.05, Abbildung Abbildung2C2C).

Bei jugendlichen Ratten zeigten unsere Ergebnisse keine Unterschiede zwischen den Gruppen (Abbildung (Abbildung2C2C).

Diskussion

Wir haben den ΔFosB-Spiegel an Accumbens von erwachsenen und heranwachsenden Ratten nach der durch chronische Belastung induzierten lokomotorischen Kreuzsensibilisierung mit Amphetamin bestimmt. Die experimentellen Highlights waren: (a) erwachsene und heranwachsende Ratten zeigten eine Zunahme der Bewegungsaktivität nach einer Amphetamin-Belastung, die durch wiederholte Belastung ausgelöst wurde; (b) Wiederholter, stressgestützter Anstieg der ΔFosB-Spiegel nur bei Nucleus accumbens von erwachsenen Ratten.

Unsere Daten zeigten, dass die Stress-induzierte Kreuzsensibilisierung bei Amphetamin sowohl bei erwachsenen als auch bei jugendlichen Ratten auftritt. Diese Ergebnisse stimmen mit anderen Studien überein, die zeigen, dass wiederholte Stresserlebnisse bei beiden Erwachsenen zu einer Kreuzsensibilisierung gegen Psychostimulanzien führen (Díaz-Otañez et al., 1997; Kelz et al. 1999; Colbyet al., 2003; Miczek et al. 2008; Yap und Miczek, 2008) und jugendliche Nagetiere (Laviola et al., 2002). Tatsächlich haben wir bereits gezeigt, dass jugendliche und erwachsene Ratten, die wiederholt chronischer Zurückhaltung ausgesetzt waren, nach einer Belastungsdosis von Amphetamin 3 einige Tage nach der letzten Belastungssitzung im Vergleich zu ihren jeweiligen Salzlösungskontrollen eine signifikante Erhöhung der Bewegungsaktivität zeigten (Cruz et al., 2012). Obwohl viele Studien bei gestressten erwachsenen und jugendlichen Ratten, die mit Psychostimulanzien belastet wurden, eine Kreuzsensibilisierung gezeigt haben, sind die zugrunde liegenden Mechanismen noch nicht bekannt.

Wir beobachteten, dass die stressinduzierte Sensibilisierung gegenüber Amphetamin bei Erwachsenen mit einer erhöhten Expression von ΔFosB-Spiegeln im Nucleus accumbens assoziiert war, nicht jedoch bei jugendlichen Ratten. Unser Befund erweitert frühere Daten aus der Literatur, die eine Verstärkung der Expression von ΔFosB als Reaktion auf Psychostimulanzien nach wiederholter Belastung bei erwachsenen Ratten zeigen (Perrotti et al., 2004). Unsere Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass erhöhte ΔFosB-Spiegel die Sensitivität gegenüber Amphetamin bei erwachsenen Ratten erhöhen könnten. Tatsächlich wurde gezeigt, dass die Überexpression von ΔFosB im Nukleus accumbens die Empfindlichkeit gegenüber den belohnenden Wirkungen von Kokain erhöht (Perrotti et al. 2004; Vialou et al., 2010). Unsere Feststellung impliziert jedoch nur Assoziation. Funktionsstudien müssen durchgeführt werden, um den ursächlichen Zusammenhang von ΔFosB bei der durch Stress induzierten Kreuzreaktion des Bewegungsapparates gegen Amphetamin zu ermitteln.

Es gibt Hinweise darauf, dass ΔFosB ein wichtiger Transkriptionsfaktor ist, der den Suchtprozess beeinflussen kann und sensibilisierte Reaktionen auf Drogen- oder Stressbelastung vermitteln kann (Nestler, 2008). Studien haben eine verlängerte Induktion von ΔFosB im Nucleus Accumbens als Antwort auf die chronische Verabreichung von Psychostimulanzien oder verschiedenen Stressformen gezeigt (Hope et al., 1994; Nestler et al. 1999; Perrottiet al., 2004; Nestler, 2015). Die Bedeutung von ΔFosB bei der Entwicklung des zwanghaften Einsatzes von Arzneimitteln kann auf seine Fähigkeit zur Steigerung der Expression von Proteinen zurückzuführen sein, die an der Aktivierung des Belohnungs- und Motivationssystems beteiligt sind (zur Übersicht siehe McClung et al. 2004). Zum Beispiel scheint ΔFosB die Expression von glutamatergen Rezeptoren in den Accumbens zu erhöhen, was mit der Steigerung der lohnenden Wirkungen von Psychostimulanzien in Zusammenhang gebracht wurde (Vialou et al., 2010; Ohnishi et al. 2011).

Unsere Daten für Jugendliche bestätigen einige Studien, in denen gezeigt wurde, dass Restriktionsstress oder die Verabreichung von Amphetamin eine Verhaltenssensibilisierung für Amphetamin induzierte, ohne die Expression von ΔFosB im Nukleus accumbens zu beeinflussen (Conversi et al. 2008). In gleicher Weise haben Conversi et al. (2011) beobachteten, dass, obwohl Amphetamin eine lokomotorische Sensibilisierung in C57BL / 6J- und DBA / 2J-Mäusen induziert hat, ΔFosB in den Nucleus Accumbens von C57BL / 6J, nicht jedoch in mit DBA / 2J sensibilisierten Mäusen erhöht war. Zusammengenommen legen diese Studien nahe, dass die Akkumulation von ΔFosB im Nukleus accumbens für die Expression der Sensibilisierung des Bewegungsapparates nicht wesentlich ist. Daher kann eine Erhöhung der Expression dieses Proteins, wie in einigen Studien festgestellt, nur eine Korrelationsbeobachtung sein.

Niedrigere Dopaminspiegel in der synaptischen und ein reduzierter dopaminerger Tonus, der bei jugendlichen Nagetieren beobachtet wird, können die Veränderungen von ΔFosB im Nucleus accumbens nach längerer Stressbelastung bei jugendlichen Ratten möglicherweise rechtfertigen, da sich gezeigt hat, dass die Aktivierung dopaminerger Rezeptoren wesentlich ist Zunahme der Anhäufung von ΔFosB im Nucleus Accumbens nach wiederholter Verabreichung von Psychostimulanzien (Laviola et al., 1999; Tirelli et al. 2003).

Zusammenfassend konnte festgestellt werden, dass durch wiederholtes Zurückhalten von Stress die Amphetamin-induzierte Fortbewegung sowohl bei erwachsenen als auch bei jugendlichen Ratten erhöht wurde. Zusätzlich scheinen Stress und Amphetamin die Transkription von ΔFosB altersabhängig zu verändern.

Autorenbeiträge

Experimente wurden von PECO, PCB, RML, FCC und CSP geplant, von PECO, PCB, RML, FCC, MTM durchgeführt. Das Manuskript wurde von FCC, PECO, PCB, RML und CSP geschrieben.

Interessenkonflikt

Die Autoren erklären, dass die Untersuchung in Abwesenheit von kommerziellen oder finanziellen Beziehungen durchgeführt wurde, die als möglicher Interessenkonflikt ausgelegt werden könnten.

Anerkennungen

Die Autoren schätzen die hervorragende technische Unterstützung von Elisabete ZP Lepera, Francisco Rocateli und Rosana FP Silva. Diese Arbeit wurde von der Stiftung Fundacao de São Paulo (FAPESP-2007 / 08087-7) unterstützt.

Referenzen

Bremne JD, Vermetten E. (2001). Stress und Entwicklung: Verhaltens und biologische Folgen. Dev. Psychopathol. 13, 473 – 489. 10.1017 / s0954579401003042 [PubMed] [Kreuz Ref]
Cavazos-Rehg PA, Krauss MJ, Spitznagel EL, Schootman M., Cottler LB, Bierut LJ (2011). Anzahl der Sexualpartner und Assoziationen mit Einleitung und Intensität des Substanzgebrauchs. AIDS Behav. 15, 869 – 874. 10.1007 / s10461-010-9669-0 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Chen J., MB Kelz, Hope BT, Y. Nakabeppu, EJ Nestler (1997). ted Antigene: stabile Varianten von ΔFosB, die durch chronische Behandlungen im Gehirn induziert werden. J. Neurosci. 17, 4933 – 4941. [PubMed]
Chen J., Nye HE, Kelz MB, Hiroi N., Nakabeppu Y., Hope BT, et al. . (1995). Regulation von Delta-FosB- und FosB-ähnlichen Proteinen durch Elektrokrampfanfälle und Kokainbehandlungen. Mol. Pharmacol. 48, 880 – 889. [PubMed]
Chen J., Zhang Y., Kelz MB, Steffen C., Ang ES, Zeng L. et al. . (2000). Induktion der Cyclin-abhängigen Kinase 5 im Hippocampus durch chronische elektrokonvulsive Anfälle: Rolle von & Dgr; FosB. J. Neurosci. 20, 8965 – 8971. [PubMed]
Colby CR, Whisler K., Steffen C., Nestler EJ, Self DW (2003). Die striatale Zelltyp-spezifische Überexpression von ΔFosB erhöht den Anreiz für Kokain. J. Neurosci. 23, 2488 – 2493. [PubMed]
Collins SL, Izenwasser S. (2002). Kokain verändert das Verhalten und die Neurochemie bei Periadoleszenten im Vergleich zu adulten Ratten unterschiedlich. Dev. Brain Res. 138, 27 – 34. 10.1016 / s0165-3806 (02) 00471-6 [PubMed] [Kreuz Ref]
Conversi D., Bonito-Oliva A., Orsini C., Colelli V., Cabib S. (2008). Die DeltaFosB-Akkumulation in ventomedialem Caudat unterliegt der Induktion, jedoch nicht der Ausprägung einer Verhaltenssensibilisierung durch wiederholtes Amphetamin und Stress. EUR. J. Neurosci. 27, 191 – 201. 10.1111 / j.1460-9568.2007.06003.x [PubMed] [Kreuz Ref]
Conversi D., Orsini C., Colelli V., Cruciani F. Cabib S. (2011). Der Zusammenhang zwischen der striatalen Akkumulation von FosB / ΔFosB und der psychomotorischen Langzeitsensibilisierung von Amphetamin bei Mäusen hängt vom genetischen Hintergrund ab. Behav. Brain Res. 217, 155 – 164. 10.1016 / j.bbr.2010.10.016 [PubMed] [Kreuz Ref]
Covington HE, III, Miczek KA (2001). Wiederholter sozialer Stress, Kokain oder Morphium. Auswirkungen auf die Verhaltenssensibilisierung und die intravenöse Selbstbehandlung mit Kokain Psychopharmakologie (Berl) 158, 388-398. 10.1007 / s002130100858 [PubMed] [Kreuz Ref]
Cruz FC, Leão RM, Marin MT, Planeta CS (2010). Stressinduzierte Wiederherstellung von Amphetamin-konditionierten Präferenzen und Veränderungen der Tyrosinhydroxylase im Nucleus accumbens bei jugendlichen Ratten. Pharmacol. Biochem. Behav. 96, 160 – 165. 10.1016 / j.pbb.2010.05.001 [PubMed] [Kreuz Ref]
Cruz FC, Marin MT, Leão RM, Planeta CS (2012). Stressinduzierte Kreuzsensibilisierung gegen Amphetamin hängt mit Veränderungen im dopaminergen System zusammen. J. Neural Transm. (Wien) 119, 415-424. 10.1007 / s00702-011-0720-8 [PubMed] [Kreuz Ref]
Cruz FC, Quadros IM, K. Hogenelst, CS Planeta, Miczek KA (2011). Sozialer Niederlassungsstress bei Ratten: Eskalation von Kokain und „Speedball“ -Eigenschaft, aber kein Heroin. Psychopharmakologie (Berl) 215, 165-175. 10.1007 / s00213-010-2139-6 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Cymerblit-Sabba A., Zubedat S., Aga-Mizrachi S., Biady G., Nakhash B., Ganel SR, et al. . (2015). Abbildung der Entwicklungstrajektorie von Stresseffekten: pubescence als Risikofenster. Psychoneuroendokrinologie 52, 168 – 175. 10.1016 / j.psyneuen.2014.11.012 [PubMed] [Kreuz Ref]
Damez-Werno D., LaPlant Q., Sun H., Scobie KN, DM Dietz, Walker IM, et al. . (2012). Die Drug-Erfahrung führt zu einer epigenetischen Fuzb-Geninduzierbarkeit im Nucleus accumbens von Ratten. J. Neurosci. 32, 10267 – 10272. 10.1523 / jneurosci.1290-12.2012 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Díaz-Otañez CS, Capriles NR., Cancela LM (1997). D1 und D2 Dopamin- und Opiatrezeptoren sind an der durch Stress hervorgerufenen Sensibilisierung für psychostimulierende Wirkungen von Amphetamin beteiligt. Pharmacol. Bochem. Behav. 58, 9 – 14. 10.1016 / s0091-3057 (96) 00344-9 [PubMed] [Kreuz Ref]
Doremus-Fitzwater TL, Varlinskaya EI, Spear LP (2009). Soziale und nicht soziale Angstzustände bei jugendlichen und erwachsenen Ratten nach wiederholter Zurückhaltung. Physiol. Behav. 97, 484 – 494. 10.1016 / j.physbeh.2009.03.025 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Heim C., Nemeroff CB (2001). Die Rolle des Kindheitstraumas in der Neurobiologie von Gemüts- und Angststörungen: präklinische und klinische Studien. Biol. Psychiatrie 49, 1023 – 1039. 10.1016 / s0006-3223 (01) 01157-x [PubMed] [Kreuz Ref]
Hoffnung BT, Nye HE, Kelz MB, Selbst DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y., et al. . (1994). Induktion eines langlebigen AP-1-Komplexes aus veränderten Fos-ähnlichen Proteinen im Gehirn durch chronisches Kokain und andere chronische Behandlungen. Neuron 13, 1235 – 1244. 10.1016 / 0896-6273 (94) 90061-2 [PubMed] [Kreuz Ref]
Hope BT, Simmons DE, Mitchell TB, JD Kreuter, Mattson BJ (2006). Die durch Kokain hervorgerufene lokomotorische Aktivität und die Fos-Expression im Nucleus accumbens werden 6 Monate nach wiederholter Kokainverabreichung außerhalb des Heimkäfigs sensibilisiert. EUR. J. Neurosci. 24, 867 – 875. 10.1111 / j.1460-9568.2006.04969.x [PubMed] [Kreuz Ref]
Izenwasser S., Französisch D. (2002). Toleranz und Sensibilisierung für die lokomotorisch aktivierenden Wirkungen von Kokain werden über unabhängige Mechanismen vermittelt. Pharmacol. Biochem. Behav. 73, 877 – 882. 10.1016 / s0091-3057 (02) 00942-5 [PubMed] [Kreuz Ref]
Kelz MB, Chen J., Carlezon, WA, Jr., Whisler K., Gilden L., Beckmann AM et al. . (1999). Die Expression des Transkriptionsfaktors ΔFosB im Gehirn steuert die Kokainempfindlichkeit. Nature 401, 272 – 276. 10.1038 / 45790 [PubMed] [Kreuz Ref]
Kolb B., Gorny G., Li Y., Samaha AN, Robinson TE (2003). Amphetamin oder Kokain schränken die Fähigkeit der späteren Erfahrung ein, strukturelle Plastizität im Neokortex und im Nucleus accumbens zu fördern. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 10523 – 10528. 10.1073 / pnas.1834271100 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Kovács KJ (1998). c-Fos als Transkriptionsfaktor: eine belastende (Re-) Ansicht aus einer Funktionskarte. Neurochem. Int. 33, 287 – 297. 10.1016 / s0197-0186 (98) 00023-0 [PubMed] [Kreuz Ref]
Laviola G., Adriani W., Morley-Fletcher S., Terranova, ML (2002). Eigenartige Reaktion jugendlicher Mäuse auf akuten und chronischen Stress und auf Amphetamin: Nachweis von Geschlechtsunterschieden. Behav. Brain Res. 130, 117 – 125. 10.1016 / S0166-4328 (01) 00420-X [PubMed] [Kreuz Ref]
Laviola G., Adriani W., Terranova, ML, Gerra G. (1999). Psychobiologische Risikofaktoren für die Anfälligkeit für Psychostimulanzien bei Jugendlichen und Tiermodellen. Neurosci. Biobehav. Rev. 23, 993 – 1010. 10.1016 / s0149-7634 (99) 00032-9 [PubMed] [Kreuz Ref]
Laviola G., Macrì S., Morley-Fletcher S., Adriani W. (2003). Risikobereitschaft bei jugendlichen Mäusen: psychobiologische Determinanten und frühzeitiger epigenetischer Einfluss. Neurosci. Biobehav. Rev. 27, 19 – 31. 10.1016 / S0149-7634 (03) 00006-X [PubMed] [Kreuz Ref]
Lee KW, Kim Y., Kim AM, Helmin K., Nairn AC, Greengard P. (2006). Kokain-induzierte dendritische Wirbelsäulenbildung in D1- und D2-Dopaminrezeptor-enthaltenden mittleren Neuronen im Nucleus Accumbens. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 3399 – 3404. 10.1073 / pnas.0511244103 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Marin MT, Planeta CS (2004). Die mütterliche Trennung beeinflusst die kokaininduzierte Fortbewegung und die Reaktion auf die Neuheit bei Jugendlichen, nicht jedoch bei erwachsenen Ratten. Brain Res. 1013, 83 – 90. 10.1016 / j.brainres.2004.04.003 [PubMed] [Kreuz Ref]
McClung CA, Nestler EJ (2003). Regulation der Genexpression und Kokainbelohnung durch CREB und ΔFosB. Nat. Neurosci. 6, 1208 – 1215. 10.1038 / nn1143 [PubMed] [Kreuz Ref]
McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V., Berton O., Nestler EJ (2004). ΔFosB: ein molekularer Schalter für die Langzeitanpassung im Gehirn. Brain Res. Mol. Brain Res. 132, 146 – 154. 10.1016 / j.molbrainres.2004.05.014 [PubMed] [Kreuz Ref]
Miczek KA, Yap JJ, Covington, HE, III (2008). Sozialer Stress, Therapeutika und Drogenmissbrauch: Präklinische Modelle für die Eskalation und Depression. Pharmacol. Ther. 120, 102 – 128. 10.1016 / j.pharmthera.2008.07.006 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Nestler EJ (2008). Transkriptionsmechanismen der Abhängigkeit: Rolle von ΔFosB. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 363, 3245 – 3255. 10.1098 / rstb.2008.0067 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Nestler EJ (2015). ΔFosB: ein Transkriptionsregulator für Stress- und Antidepressivumreaktionen. EUR. J. Pharmacol. 753, 66 – 72. 10.1016 / j.ejphar.2014.10.034 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Nestler EJ, Barrot M., Selbst DW (2001). DeltaFosB: ein nachhaltiger molekularer Schalter für Sucht. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 11042 – 11046. 10.1073 / pnas.191352698 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Nestler EJ, Kelz MB, Chen J. (1999). DeltaFosB: ein molekularer Mediator für langfristige neuronale und Verhaltensplastizität. Brain Res. 835, 10 – 17. 10.1016 / s0006-8993 (98) 01191-3 [PubMed] [Kreuz Ref]
Ohnishi YN, Ohnishi YH, Hokama M., Nomaru H., Yamazaki K., Tominaga Y., et al. . (2011). FosB ist wesentlich für die Steigerung der Stresstoleranz und wirkt der Sensibilisierung des Bewegungsapparates durch ΔFosB entgegen. Biol. Psychiatrie 70, 487 – 495. 10.1016 / j.biopsych.2011.04.021 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Paxinos G., Watson C. (2006). Der Rattenhirn in stereotaktischen Koordinaten. 5th Edn. San Diego, CA: Akademische Presse.
Perrotti LI, Hadeishi Y., Ulery PG, Barrot M., Monteggia L., Duman RS, et al. . (2004). Induktion von ΔFosB in belohnungsabhängigen Gehirnstrukturen nach chronischem Stress. J. Neurosci. 24, 10594 – 10602. 10.1523 / JNEUROSCI.2542-04.2004 [PubMed] [Kreuz Ref]
Pitchers KK, Vialou V., Nestler EJ, Laviolette SR, Lehman MN, Coolen LM (2013). Natürliche und medikamentöse Belohnungen wirken auf übliche neuronale Plastizitätsmechanismen mit ΔFosB als Schlüsselmediator. J. Neurosci. 33, 3434 – 3442. 10.1523 / JNEUROSCI.4881-12.2013 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Robinson TE, Angus AL, Becker JB (1985). Sensibilisierung für Stress: die dauerhaften Auswirkungen von vorherigem Stress auf das Amphetamin-induzierte Rotationsverhalten. Life Sci. 37, 1039 – 1042. 10.1016 / 0024-3205 (85) 90594-6 [PubMed] [Kreuz Ref]
Robinson TE, Berridge KC (2008). Die Anreizsensibilisierungstheorie der Sucht: einige aktuelle Themen. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 363, 3137 – 3146. 10.1098 / rstb.2008.0093 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Shahbazi M., Moffett AM, Williams BF, Frantz KJ (2008). Alters- und geschlechtsabhängige Amphetamin-Selbstverabreichung bei Ratten. Psychopharmakologie (Berl) 196, 71-81. 10.1007 / s00213-007-0933-6 [PubMed] [Kreuz Ref]
Spear LP (2000a). Modellierung der Entwicklung von Jugendlichen und Alkoholkonsum bei Tieren. Alkohol. Res. Gesundheit. 24, 115 – 123. [PubMed]
Spear LP (2000b). Das jugendliche Gehirn und altersbedingte Verhaltensmanifestationen. Neurosci. Biobehav. Rev. 24, 417 – 463. 10.1016 / s0149-7634 (00) 00014-2 [PubMed] [Kreuz Ref]
Speer LP, Bremse SC (1983). Periadoleszenz: altersabhängiges Verhalten und psychopharmakologische Empfindlichkeit bei Ratten. Dev. Psychobiol. 16, 83 – 109. 10.1002 / dev.420160203 [PubMed] [Kreuz Ref]
Stone EA, Quartermain D. (1997). Größere Verhaltenseffekte von Stress bei unreifen im Vergleich zu reifen männlichen Mäusen. Physiol. Behav. 63, 143 – 145. 10.1016 / s0031-9384 (97) 00366-1 [PubMed] [Kreuz Ref]
Teicher MH, Andersen SL, Hostetter JC, Jr. (1995). Evidenz für Dopaminrezeptorbeschneidung zwischen Adoleszenz und Erwachsenenalter im Striatum, nicht jedoch Nucleus Accumbens. Brain Res. Dev. Brain Res. 89, 167 – 172. 10.1016 / 0165-3806 (95) 00109-q [PubMed] [Kreuz Ref]
Tirelli E., Laviola G., Adriani W. (2003). Ontogenese der Verhaltenssensibilisierung und konditionierter Präferenz, die durch Psychostimulanzien bei Labornagern hervorgerufen wird. Neurosci. Biobehav. Rev. 27, 163 – 178. 10.1016 / s0149-7634 (03) 00018-6 [PubMed] [Kreuz Ref]
Vanderschuren LJ, Kalivas PW (2000). Veränderungen in der dopaminergen und glutamatergen Übertragung bei der Induktion und Expression von Verhaltenssensibilisierung: eine kritische Überprüfung präklinischer Studien. Psychopharmakologie (Berl) 151, 99-120. 10.1007 / s002130000493 [PubMed] [Kreuz Ref]
Vanderschuren LJ, Pierce RC (2010). Sensibilisierungsprozesse in der Drogensucht. Curr. Oben. Behav. Neurosci. 3, 179 – 195. 10.1007 / 7854_2009_21 [PubMed] [Kreuz Ref]
V. Vialou, Maze I., W. Renthal, LaPlant QC, EL Watts, E. Mouzon et al. . (2010). Der Serum-Response-Faktor fördert die Widerstandsfähigkeit gegen chronischen sozialen Stress durch die Induktion von ΔFosB. J. Neurosci. 30, 14585 – 14592. 10.1523 / JNEUROSCI.2496-10.2010 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Wong WC, Ford KA, Pagels NE, McCutcheon JE, Marinelli M. (2013). Jugendliche sind anfälliger für Kokainsucht: Verhaltens- und elektrophysiologische Beweise. J. Neurosci. 33, 4913 – 4922. 10.1523 / JNEUROSCI.1371-12.2013 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Yap JJ, Chartoff EH, Holly, Potter DN, Carlezon WA, Jr., Miczek KA (2015). Soziale Niederlage stressinduzierte Sensibilisierung und eskalierte Kokain-Selbstverwaltung: die Rolle der ERK-Signalgebung im ventralen Segment der Ratte. Psychopharmakologie (Berl) 232, 1555-1569. 10.1007 / s00213-014-3796-7 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]
Yap JJ, Miczek KA (2008). Stress- und Nagetiermodelle der Drogensucht: Rolle des VTA-Accumbens-PFC-Amygdala-Kreislaufs. Drug Discov. Heute Dis. Modelle 5, 259 – 270. 10.1016 / j.ddmod.2009.03.010 [PMC freier Artikel] [PubMed] [Kreuz Ref]