DeltaFosB mezigas epigenetic desensitization de la c-fos geno post kronika anfetamina ekspozicio (2008)

abstrakta

La molekulaj mekanismoj sub la transiro de distra uzado de drogoj al kronika toksomanio restas malbone komprenataj. Unu molekulo implikita en ĉi tiu procezo estas ΔFosB, transskriba faktoro, kiu akumuliĝas en striatumo post ripetita drogo-ekspozicio kaj mediacias sentivajn kondutajn respondojn al psikostimulantoj kaj aliaj drogoj de misuzo. La malsupreniraj transkripciaj mekanismoj per kiuj ΔFosB reguligas drogajn kondutojn nekompreneblas. Ni antaŭe raportis la mekanismojn de remodelado de kromatino per kiuj ΔFosB aktivigas la esprimon de certaj genoj, tamen la mekanismoj sub la repFosB-mediata gena subpremo restas nekonataj. Ĉi tie, ni identigas c-fos, tuja frua geno rapide induktita en striatumo post psikostimulanta ekspozicio, kiel nova malsupreniĝa celo kiu estas subpremita de ΔFosB. Ni montras, ke amasiĝo de ΔFosB en striatum post kronika amfetamina kuracado desensibilizas c-fos ARNm-indukto al posta droga dozo. ΔFosB desensibilizas c-fos esprimo varbante histonon deacetilase 1 (HDAC1) al la c-fos geno-iniciatinto, kiu laŭvice deacetilas ĉirkaŭajn histonojn kaj mildigas genan agadon. Sekve, loka frapado de HDAC1 en striatum abolicias la dezensibilizadon de anfetaminoj c-fos geno. Koncerte, kronika amfetamino pliigas histonan H3-metiladon sur la c-fos iniciatinto, kromatina modifo ankaŭ konata por subpremi genan agadon, same kiel esprimajn nivelojn de la histona metiltransferasa H3, KMT1A / SUV39H1. Ĉi tiu studo malkaŝas novan epigenetikan vojon tra kiu ΔFosB mediadas distingajn transkripciajn programojn kaj finfine kondutan plastikecon al kronika amfetamina ekspozicio.

Ŝlosilvortoj: toksomanio, amfetamino, striato, kromatino, histona modifo, genregulado

Enkonduko

Ripeta uzo de psikostimulantoj kiel amfetamino kaj kokaino ofte rezultas en transiro de distra konsumo de drogoj al kronike toksomaniita stato (). Unu mekanismo implikita en ĉi tiu procezo implikas la transkripcifaktoron ΔFosB, tre stabila splita produkto de la tuja frua geno fosB, kiu malpliiĝas kun Junaj familiaj proteinoj por formi funkciajn AP-1-transkripciajn kompleksojn (). ΔFosB amasigas plurfoje en striato post ripetita eksponiĝo al drogoj de misuzo, kaj ĉi tiu amasiĝo estis ligita al pliigita kokain-rekompenco, lokomotora sento kaj memadministrado (; ; ), kiuj kune sugestas rolon en la neŭralaj mekanismoj implikitaj en transiro inter distra kaj toksomania drogo-uzo. Laŭ ĉi tiu hipotezo, ΔFosB funkcias en pozitiva reago-buklo pliigante drog-serĉantajn kondutojn, kiuj siavice induktas pli da ΔFosB. Unu ŝlosila elstara demando estas kiel ΔFosB mediacias siajn efikojn sur drog-rilataj kondutoj. Studoj de genoma larĝa mikroarray en musoj, kiuj tro ekspresas ΔFosB en striatum, provizis la unuan komprenon pri eblaj malsuprenirantaj celoj (). Ĉi tiu studo sugestis, ke ΔFosB povas servi kiel transkripta aktivisto aŭ subpremanto, depende de la cela geno. La studo tamen ekzamenis transskribaĵojn reguligitajn en troekspreso, do ne klaras, kiuj el ĉi tiuj genoj estas rektaj, fiziologiaj celoj de FosB.

Lastatempe ni identigis la kinase-dependan kinaseon 5 (cdk5) geno kiel rekta celo por endogena ΔFosB, kiu antaŭenigas Cdk5 transskribo en striatumo (). Tamen, la mekanismoj implikitaj en la subpremo de ΔFosB kontraŭ celaj genoj tamen estis malfacilaj. Unu alloga kandidato estas c-fos, geno draste induktita de akraj psikostimulantoj sed nur malforte post ripetita ekspozicio (; ; ), kiam niveloj de ΔFosB kaj ΔFosB-enhavantaj AP-1-kompleksoj estas altaj (, ). Ekde la c-fos geno enhavas AP-1-similan retejon en ĝia dekstra iniciatilo (), ĝi estas plaŭdinda kandidato por ΔFosB-mediata subpremo. Indukto de c-fos estas tradicie rigardata kiel frua markilo de neŭra aktivado, ĉar ĝi estas rapide kaj transitiva induktita en respondo al diversaj stimuloj (). la c-fos geno gravas ankaŭ por kondutaj respondoj al kokaino, ĉar mankoj havas musojn c-fos en neŭronoj kun dopamina D1-ricevilo, la neuronal ĉela tipo kie ΔFosB estas induktita de psikostimulantoj (), reduktis kondutan sentivigon al kokaino (). Ĉi tiuj trovoj kondukis nin esplori, ĉu ΔFosB kontrolas c-fos gena agado post kronika amfetamina ekspozicio. Ni priskribas ĉi tie novan epigenetikan mekanismon, per kiu accumFosB-akumulado en respondo al kronika amfetamino resaniĝas por desensibilizi c-fos indukto al postaj drogaj dozoj. Ĉi tiu romano interparolas inter ΔFosB kaj kromatinaj remodelaj eventoj en la jaro c-fos iniciatinto eble estas grava hejmostatika mekanismo por reguligi la sentivecon de besto al ripetita drogekspozicio.

Materialoj kaj metodoj

RNA-izolado kaj kvantigo

Frostita cerba histo estis deŝirita en TriZol (Invitrogen, Carlsbad, CA) kaj procesita laŭ la protokolo de la fabrikanto. RNA estis purigita per RNAesy Micro-kolumnoj (Qiagen, Valencio, CA). Tuta RNA estis inversa transskribita per Superskripto III (Invitrogen). Realtempa PCR tiam estis prilaborita per SYBR Green (ABI, Foster City, CA) kaj kvantigita per la ΔΔCt-metodo. Vidu Suplementa Tabelo por kompleta listo de printiloj.

Senromprecipigo de kromatina (ChIP)

Kromatino estis sonicita kaj poste imunoprecipitata (vidu Suplementaj Metodoj) uzante acetilajn histonajn antikorpojn (Millipore, Billerica, MA), kontraŭ-HDAC1, aŭ kontraŭ-H3K9me2 de Abcam (Cambridge, UK), kontraŭ-FosB (C-terminus) (), kontraŭ-FosB (N-finaĵo) (Sankta Kruco-Bioteknologio, Santa Cruz, CA, Ŝtato), aŭ rabia IgG-kontrolo (Millipore). La IP estis kolektita uzante proteinojn A de Millipore. Post lavado, kromatino estis eluita el la bidoj kaj reverso interligita en ĉeesto de proteinase K. DNA tiam estis purigita kaj kvantigita uzante realtempan PCR.

Imunoprecipitación

PC12-ĉeloj estis transformitaj per V5-etikedita HDAC1 (), FosB, aŭ ΔFosB kiel priskribite antaŭe (). Ĉelaj lisatoj estis disigitaj kaj incubitaj per aŭ ne-imunaj IgG (Sigma) aŭ kontraŭ-FosB-antikorpoj (sc-48, Santa Cruz) nokte ĉe 4 ° C. Immunoprecipitation estis farita kun Protein G bidoj (Sigma). La imunoprecipititaj proteinoj estis prilaboritaj kun SDS-PAGE kaj analizitaj per Western blotting uzante kutimon antiklokan kontraŭ-FosB (N-finaĵon) antikorpon () kaj kontraŭ-V5-antikorpo (Abcam). Por determini ĉu HDAC1 kaj ΔFosB estas ligaj partneroj en vivo, ni uzis ripajn elektrokonvulsivajn prenojn por induki altajn nivelojn de ΔFosB-proteino (). La kortika histo estis diseksigita de kronika (7 ĉiutaga) kaptito aŭ malhelpitaj ratoj, lisitaj, kaj imunoprecipititaj kiel priskribite supre kun kontraŭ-HDAC1-antikorpoj (Abcam).

Laser-kaptita mikrodisekcio

Uzante stereotaktikan kirurgion, la ventra striato de musoj estis infektita per adeno-asociita viruso (AAV) esprimanta la indikitan genon aŭ GFP sur kontraŭaj flankoj de la cerbo. Post amfetamina traktado, frostigitaj cerboj estis prilaboritaj en koronajn sekciojn de 8 µm-dikaj kaj muntitaj sur membranajn glitojn (Lieca, Wetzlar, Germanio). AAV-infektitaj regionoj estis lasek-dissekcitaj (Leica) por ekskludi ne-infektitajn ĉelojn kaj prilaboritajn kun PicoPure RNA-ekstraktilo (MDS, Sunnyvale, CA). RNA estis amplifita per la kit RiboAmp HS (MDS) kaj reverso transskribita kiel priskribite supre. Vidu Suplementaj Metodoj por kompletaj detaloj.

rezultoj

ΔFosB desensibilizas c-fos mRNA-indukto en striatum post kronika amfetamina ekspozicio

Esplori ĉu la malĉifrilo de c-fos MRNA-esprimo estas ĉela adapto kontrolita de ΔFosB, ni traktis ratojn kun salo aŭ akra aŭ kronika amfetamino kaj lasis ilin retiriĝi en sia hejma kaĝo dum 1 ĝis 10 tagoj. La ratoj tiam estis analizitaj 1 hr post saŭco aŭ amfetamina dozo. Kiel montrite antaŭe (vidu Enkonduko), c-fos MRNA estis induktita 4-obleco en striato per akra amfetamina administrado. En ratoj antaŭe elmontritaj al kronika amfetamino, tamen la esprimo de c-fos en respondo al drogo-defio signife malpliigis ĝis 5-tagoj da drogokonsumo (Figuro 1A), punkto ĉe kiu ΔFosB restas levita en ĉi tiu cerba regiono (). Aldone, ĉe ratoj, kiuj estis forigitaj de kronika amfetamino dum 5-tagoj, ni trovis tiun bazan c-fos mRNA-esprimo reduktis sub niveloj trovitaj en salaj traktitaj kontroloj (Figuro 1A). Grave, la grando de c-fos indukto al amfetamina defio signife malpliigis en la tago 1 de retiriĝo kompare al salo-traktitaj bestoj. Kune, ĉi tiuj trovoj montras efikon de kronika amfetamino sur bazaj kaj induktitaj c-fos mRNA-niveloj, kvankam kun la du efikoj okazas kun kompleksa tempokurso.

figuro 1  

ΔFosB desensibilizas c-fos mRNA-indukto en striatum post kronika amfetamina ekspozicio

Determini ĉu ΔFosB-amasiĝo post kronika amfetamino rekte kontribuas al la malkvalifiko de c-fos esprimo, ni unue plenumis ChIP por ΔFosB sur la c-fos gena iniciatinto en striato. Kiel montrite en Figuro 1B, la c-fos iniciatinto havas signife pli da ΔFosB ligita post kronika amfetamina ekspozicio, efiko vidita dum almenaŭ 5 tagoj da drogokonsumo. Ĉi tiuj datumoj korelacias ΔFosB-okupon sur la c-fos iniciatinto kun la kinetiko de reduktita c-fos gena aktiveco. Tuj poste, rekte testi ĉu ΔFosB kaŭzas reduktadon c-fos Induktado en respondo al amfetamina defio, ni uzis AAV-vektoron por tro elpremi ĉu ΔFosB, aŭ GFP kiel kontrolon, en striatumo. Ni tiam izolis la infektitan striatum per lasera mikrodisekto (Figuro 1C) kaj plenumis qRT-PCR por c-fos ARNm. Ni observis signife malpli c-fos MRNA induktita post akra dozo de amfetamino en la stria histo infektita per AAV-ΔFosB kompare kun la kontralatera flanko infektita per AAV-GFP, dum niveloj de β-tubulin mRNA restis senŝanĝa (Figuro 1D). Ĉi tiuj datumoj sugestas tion c-fos desensibilizado estas mediaciita per akumulado de ΔFosB sur ĝia iniciatinto post kronika amfetamino.

ΔFosB rekrutas HDAC1 al la c-fos iniciatinto mediacii c-fos gena subpremo

Esplori la mekanismojn per kiuj ΔFosB mediacias c-fos maldensigo, ni koncentriĝis je la tempa punkto ĉe kiu c-fos estis plej signife subpremita: 5 tagoj da retiro de kronika amfetamino. Ŝlosila mekanismo engaĝita c-fos aktivigo en respondo al diversaj stimuloj, inkluzive kokainon), estas histona acetilado. Ni do estis interesitaj determini, ĉu histona acetilado c-fos Gena iniciatinto ankaŭ estis induktita de akra amfetamino kaj ĉu ripetita ekspozicio al drogoj mildigis ĉi tiun respondon. Efektive, akra amfetamino pliigis histonan H4-acetiladon sur la c-fos iniciatinto kaj, post kronika amfetamina traktado, ĉi tiu indukto jam ne estis observita (Figuro 2A). Acetilación de H4 estis specifa, ĉar neniu efiko estis observita por H3 (ne montrita). Ĉi tiuj datumoj sugestas, ke reduktita histona acetilado, asociita kun pli kompakta kaj neaktiva kromatina strukturo (), kontribuas al la malkreskado de la c-fos geno post kronika amfetamina ekspozicio. Por rekte testi ĉi tiun hipotezon, ni traktis ratojn kun kronika amfetamino kaj post 5-tagoj de retiriĝo administris la inhibitorion de HDAC, natria butirato aŭ ĝia veturilo. Ni trovis, ke natria butirato renversas la amfetamin-induktitan subpremon de c-fos esprimo (Figuro 2B), rekte subtenante la ideon, ke hipaacetilado sur la c-fos iniciatinto estas ŝlosila mekanismo sub la malkombiniĝo de la geno.

figuro 2  

Rekrutado de HDAC1 mediacias actionFosB agon plu c-fos

Por kompreni kiel ΔFosB inhibas histilan acetiladon c-fos iniciatinto, ni esploris ĉu ΔFosB interagas kun enzimoj kiuj reduktas histonan acetiladon, nome HDACojn. Ni unue esploris HDAC1 kaj HDAC2 ĉar ĉi tiuj enzimoj formas kompleksojn kun diversaj transskribaj faktoroj por subpremi genan esprimon (). Ĉar preliminaj ChIP-studoj identigis signifan HDAC1 ligantan al la c-fos iniciatinto (vidu sube), sed neniu detektebla HDAC2 (ne montrita), ni realigis ko-imunoprecipitajn eksperimentojn por determini ĉu ΔFosB fizike interagas kun HDAC1. Efektive, ni trovis, ke imunoprecipitado de BFosB ankaŭ faligis HDAC1 en PC12-ĉeloj (Figuro 2D). Grave, ĉi tiu interago estas specifa por ΔFosB, kiel plenlonga FosB, kiu ne akumuliĝas post kronika psikostimulanta administrado (), ne interagis kun HDAC1. Ni plenumis la inversan eksperimenton en vivo per induktado de grandaj kvantoj de ΔFosB per elektrokonvulsivaj prenoj. Konsekvenca kun niaj ĉelkultivaj datumoj, imunoprecipitado kun antikorpo kontraŭ HDAC1 deprenis ΔFosB de cerba histo (Figuro 2E).

Surbaze de ĉi tiuj trovoj, ke ΔFosB kaj HDAC1 fizike interagas en vitro kaj en vivo, ni hipotezis, ke post kronika amfetamino, ΔFosB rekrutas HDAC1 al la c-fos genia iniciatinto. Efektive, ChIP de striaj lisatoj trovis signife pli altajn nivelojn de HDAC1 sur la c-fos iniciatinto post eksponiĝo al kronika amfetamino (Figuro 2C), dum amfetamino ne ŝanĝis HDAC1 ligantan al β-aktoino genia iniciatinto. Por rekte determini, ĉu HDAC1 estis sufiĉa por mildigi c-fos indukto, ni transfektis HEK293T-ĉelojn kun HDAC1 aŭ GFP kaj stimulis ilin per 5% serumo (vidu Suplementaj Metodoj). Ni trovis tion induktita per serumo c-fos esprimo estis signife malakceptita en ĉeloj tro esprimantaj HDAC1 (Figuro 2F). Ĉi tiuj studoj plilongigis en vivo per la uzo de floxed HDAC1-musoj infektitaj per AAV-GFP unuflanke de sia striato kaj AAV-CreGFP por indukti lokan frapadon de la hdac1 geno en la kontralateralaj striatumoj. AAV-CreGFP reduktita Hdac1 mRNA-esprimo en la infektita histo (izolita per lasera mikrodisekcio) je> 75% kompare al AAV-GFP injektis kontrolojn dum Hdac2 esprimo restis senŝanĝa (Figuro 2G). Musoj tiam estis traktitaj kun kronika amfetamino sekvita per drogo-retiro dum 5-tagoj. La musoj estis analizitaj 30 minutojn post defio de amfetamino kaj la infektitaj striataj regionoj estis mikrodisektitaj. Ni trovis, ke amfetamino induktis signife pli c-fos mRNA en striata histo infektita per AAV-CreGFP kompare kun AAV-GFP (Figuro 2G), pruvante ke HDAC1 estas necesa por subpremado de kronika amfetamino c-fos esprimo. Ĉi tiuj datumoj sugestas, ke accumFosB-amasiĝo en ratoj post kronika amfetamina kuracado rezultigas pli da ΔFosB liganta al la c-fos iniciatinto, varbado de HDAC1, malpli histona acetilado, kaj finfine malpli aktiveco de la geno.

Histona metilado estas levita sur la c-fos iniciatinto post kronika amfetamina ekspozicio

Subpremo de gena agado ofte implikas plurajn epigenetikajn modifojn, kiuj okazas paralele (; ). Unu el la plej bone karakterizitaj histonaj modifoj asociitaj kun reduktita gena aktiveco estas metilado de histono H3 ĉe lizino 9 (H3K9). Ĉi tiu histona modifo, kiam trovebla ĉe iniciataj regionoj, estas asociita kun transkripta subpremo per rekrutado de kunpremantoj kiel HP1 (heterokromatina proteino 1) (). Ni do analizis, ĉu hipoacetilado de la c-fos geno, vidita post kronika amfetamina administrado, ankaŭ asocias kun ŝanĝoj en metilado de H3K9. Konsentite kun ĉi tiu hipotezo, ChIP efektivigita sur striata histo de ratoj traktitaj kun kronika amfetamino malkaŝis, ke di-metilata H3K9 (H3K9me2) signife pliigis la c-fos iniciatinto (Figuro 3A), efekto ne observita sur la β-aktoino genia iniciatinto. Unu el la kernaj enzimoj, kiuj mezuras H3K9-metiladon, estas KMT1A / SUV39H1, kiu starigis la demandon pri ĉu la esprimo de ĉi tiu enzimo estis reguligita per kronika amfetamina ekspozicio. Ni realigis qRT-PCR sur la striato de ratoj traktitaj kun kronika amfetamino kaj observis signifan altregadon de Kmt1a / Suv39h1 mRNA, dum la distinga kromatino modifanta enzimo, Hdac5, restis ne influita (Figuro 3B). Kontraste al HDAC1, tamen, ko-imunoprecipita eksperimentoj ne malkaŝis ajnan detekteblan interagadon inter ΔFosB kaj KMT1A / SUV39H1, nek ni povis identigi signifan riĉigon de la metiltransferase sur la c-fos iniciatinto de ChIP (ne montrita). Sendepende, ĉi tiuj trovoj sugestas, ke reguligo de KMT1A / SUV39H1 eble hipermetilas H3 ĉe c-fos kaj kontribuu al la reduktado de mekanismoj c-fos gena agado post kronika amfetamina ekspozicio.

figuro 3  

Histona metilado post kronika amfetamina ekspozicio

diskuto

Ĉi tiu studo identigis c-fos kiel romano malsupreniranta cela geno de ΔFosB en la striatumo post kronika amfetamina administrado. Ni provizas rektan evidentecon, ke endogena ΔFosB ligas al c-fos iniciatinto en vivo, kie ΔFosB rekrutas HDAC1 por deacetiligi ĉirkaŭajn histonojn kaj redukti la transkriptan agadon de la c-fos geno. Ambaŭ farmakologiaj inhibicioj de HDACoj kaj la induktebla frapado de HDAC1 estis sufiĉaj por malpezigi c-fos maldensigi kaj altigi c-fos esprimo en la striato de kronikaj amfetaminoj. Ni ankaŭ trovis samtempajn pliigojn en subprema histona metilado ĉe H3K9 sur la c-fos iniciatinto, adapto asociita kun amfetamin-induktita suprenreguligo de la histona metiltransferase, KMT1A / SUV39H1. Kune, ĉi tiuj trovoj donas esence novajn komprenojn pri la mekanismoj, per kiuj ΔFosB subpremas la agadon de certaj genoj kaj ilustras novegan interparolon inter du ŝlosilaj vojoj, kiuj kontrolas kondutajn respondojn al psikostimulantoj: ΔFosB-indukto () kaj remodelado de kromatino (). Niaj trovoj montras kiel ĉi tiuj du vojoj konverĝas sur la c-fos iniciatinto post kronika ekspozicio al amfetamino por ŝanĝi aktivecon de la geno.

Ni unue observis malĉifriĝon de c-fos mRNA-esprimo post kronika kokaina traktado antaŭ 15-jaroj antaŭe (), sed neniu mekanika kompreno estis havebla pri kiel tiaj profunde malsamaj transskribaj respondoj povus okazi inter akra kontraŭ kronika drogekspozicio. Por klopodi kompreni subklarajn agojn de ΔFosB, ni reviziis kontrolon de c-fos esprimo pro ĉi tiu diferenca regulado inter akra kaj kronika psikostimulaj ekspozicioj. Ekde ΔFosB plialtiĝas post kronika drogekspozicio, ĉi tiu diferenca indukto de c-fos mRNA, same kiel AP-1-simila retejo en la c-fos dekstra iniciatinto, sugestis eblan reguligan rolon por ΔFosB. Ĉi tio ankaŭ faris la c-fos genas allogan kandidaton kun kiu studi la subpremajn efikojn de ΔFosB sur gena esprimo).

Kronika amfetamino mildigita c-fos mRNA-indukto aŭ ĝiaj bazaj niveloj en striato dum proksimume 5 tagoj da drogokonsumo, tempokurso kiu kongruas kun la stabileco de ΔFosB () kaj ĝia okupado sur la c-fos iniciatinto. Kvankam ΔFosB povas esti detektita post eĉ pli longaj periodoj de retiriĝo, ĝi iom post iom malkreskas kun la tempo (; ) kaj povas esti nesufiĉa por konservi subpremon de la c-fos geno multe preter la 5 tagtempa punkto. Tamen la kurso de tempo c-fos desensibilizado estas kompleksa, kun forigo de ĝia fald-indukto per amfetamina defio maksimuma je 1 tago de retiriĝo, sed forigo de ĝiaj bazaj niveloj maksimume dum 5 tagoj de retiriĝo. Niaj ChIP-datumoj montras, ke ΔFosB estas ligita al c-fos iniciatinto en ambaŭ tempopunktoj, sugestante ke la diferenca agado de la c-fos geno observita inter 1 kaj 5 tagoj da retiriĝo eble ŝuldiĝas al aldonaj transkripciaj reguligistoj rekrutitaj al la geno kun tre komplika tempokurso. Pluaj studoj bezonas por kompreni la detalajn mekanismojn.

La kondutisma signifo de ΔFosB-mediata c-fos maldensigo eble estas homeostata, kiel musoj, al kiuj mankas la c-fos geno en dopaminaj D1-receptoroj neŭronoj montras reduktitajn kondutajn respondojn al kokaino (). Plie, HDAC-inhibiloj, kiuj blokas ensFosB-mediaciitan desensibilizadon de c-fos, pliigi sentivecon de besto al kondutaj efikoj de kokaino (; ). Ĉi tiuj trovoj sugestas, ke dum la neta efiko de ΔFosB estas antaŭenigi sentivajn kondutajn respondojn al psikostimulantoj (; ), ĝi ankaŭ iniciatas novan traskriban programon per c-fos desensibilización por limigi la grandon de ĉi tiuj samaj kondutoj. ΔFosB efektive titolus kondutajn respondojn al psikostimulantoj per kompleksa serio de malsuprenfluaj transkripciaj eventoj, implikantaj la indukton aŭ subpremon de multaj celaj genoj (), kiu, krom la geno kodanta c-Fos kiel montrite ĉi tie, ankaŭ inkluzivas la subunitaton GPAR2 de la glutamata ricevilo AMPA (), la serin-treonina kinase Cdk5 (), kaj la opioida peptida dinorfino (), inter aliaj (). Iuj el ĉi tiuj genoj estas aktivigitaj de ΔFosB (kie ΔFosB rekrutas transkripciajn kunaktivulojn) (), dum aliaj estas subpremitaj de ΔFosB (kie ΔFosB, kiel montrite ĉi tie, rekrutas transkripci-kunprepresorojn). Plej granda peno de estonta esplorado estas identigi la faktorojn, kiuj determinas ĉu ΔFosB aktivigas aŭ subpremas celon genon kiam ĝi ligas al la geno-iniciatinto.

Kunigitaj, niaj trovoj identigas novan epigenetikan mekanismon per kiu ΔFosB mediadas parton de ĝiaj transskribaj efikoj en la striatum post kronika amfetamina ekspozicio. Ĉi tiu studo ankaŭ donas gravan novan komprenon pri la bazaj transkripciaj kaj epigenetikaj mekanismoj en vivo implikita en la malkreskado (t.e., toleremo) de kerna geno por psikostimulant-induktitaj kondutaj respondoj.

 

Suplementa Materialo

Supp1

Dankoj

Ĉi tiu laboro estis subtenita de subvencioj de NIDA

Referencoj

  • Bibb JA, Chen J, Taylor JR, Svenningsson P, Nishi A, Snyder GL, Yan Z, Sagawa ZK, Ouimet CC, Nairn AC, Nestler EJ, Greengard P. Efektoj de kronika ekspozicio al kokaino estas reguligitaj per la neŭreala proteino Cdk5. Naturo. 2001; 410: 376-380. [PubMed]
  • Carle TL, Ohnishi YN, Ohnishi YH, Alibhai EN, Wilkinson MB, Kumar A, Nestler EJ. Proteasome-dependaj kaj-sendependaj mekanismoj por FosB-malstabiligo: identigo de FosB-diakonaj domajnoj kaj implicoj por DeltaFosB-stabileco. Eur J Neurosci. 2007: 25: 3009-3019. [PubMed]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Striatal ĉela specifa troega esprimo de DeltaFosB plibonigas instigon por kokaino. J Neurosci. 2003: 23: 2488-2493. [PubMed]
  • Grozinger CM, Schreiber SL. Enzimoj deacetilase: biologiaj funkcioj kaj uzo de inhibitoroj de malgranda molekulo. Chem Biol. 2002; 9: 3 – 16. [PubMed]
  • Espero B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Regulado de tuja frua gena esprimo kaj ligilo AP-1 en la rula kerno accumbens per kronika kokaino. Proc Natl Acad Sci Usono A. 1992; 89: 5764-5768. [PMC libera artikolo] [PubMed]
  • Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Indukto de longdaŭra AP-1-komplekso kunmetita de ŝanĝitaj Fos-similaj proteinoj en cerbo per kronika kokaino kaj aliaj kronikaj traktadoj. Neŭrono. 1994; 13: 1235-1244. [PubMed]
  • Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Neŭraj mekanismoj de toksomanio: la rolo de rekompencita lernado kaj memoro. Annu Rev Neurosci. 2006; 29: 565-598. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, Whisler K, Gilden L, Beckmann-AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Self DW, Tkatch T, Baranauskas G, DJ Surmeier, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ. Esprimo de la transkripciebla deltaFosB en la cerbo kontrolas sentemon al kokaino. Naturo. 1999: 401: 272-276. [PubMed]
  • Kouzarides T. Kromatinaj modifoj kaj ilia funkcio. Ĉelo. 2007; 128: 693 – 705. [PubMed]
  • Kumar A, Choi KH, Renthal W, Tsankova NM, Theobald DE, Truong HT, Russo SJ, Laplant Q, Sasaki TS, Whistler KN, Neve RL, Self DW, Nestler EJ. Chromatin-remodelado estas ŝlosila mekanismo sub la kokaino-induktita plastikeco en striatumo. Neŭrono. 2005; 48: 303-314. [PubMed]
  • McClung CA, Nestler EJ. Reguligo de gen-esprimo kaj kokaino rekompencas de CREB kaj DeltaFosB. Nat Neurosci. 2003; 6: 1208-1215. [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: molekula ŝaltilo por longtempa adapto en la cerbo. Brain Res Mol Brain Res. 2004; 132: 146-154. [PubMed]
  • Montgomery RL, Davis CA, Potthoff MJ, Haberland M, Fielitz J, Qi X, Hill JA, Richardson JA, Olson EN. Histona deaketilaseoj 1 kaj 2 redundas redundan kardan morfogenezon, kreskon kaj kontraktadon. Genoj Dev. 2007; 21: 1790 – 1802. [PMC libera artikolo] [PubMed]
  • Morgan JI, Curran T. kuplado de stimuloj en neŭronoj: rolo de ĉelaj tujaj fruaj genoj. Tendencoj Neurosci. 1989: 12: 459-462. [PubMed]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Farmakologiaj studoj pri reguligo de indukta antigena indukto per kokaino en striato kaj kerno accumbens. J Pharmacol Exp. 1995: 275: 1671-1680. [PubMed]
  • Persico AM, Schindler CW, O'Hara BF, Brannock MT, Uhl GR. Esprimo de faktoro pri cerba transskribo: efikoj de akra kaj kronika amfetamino kaj injekta streso. Brain Res Mol Brain Res. 1993; 20: 91-100. [PubMed]
  • Renthal W, Maze I, Krishnan V, Covington HE, 3rd, Xiao G, Kumar A, Russo SJ, Graham A, Tsankova N, Kippin TE, Kerstetter KA, Neve RL, Haggarty SJ, McKinsey TA, Bassel-Duby R, Olson EN, Nestler EJ. Histona deacetilase 5 epigenetike kontrolas kondutajn adaptojn al kronikaj emociaj stimuloj. Neŭrono. 2007; 56: 517 – 529. [PubMed]
  • Steiner H, Gerfen CR. RNA-mesaĝisto R-induktita de kokaino estas inverse rilata al esprimo de dinorfino en striato. J Neŭroscio. 1993; 13: 5066 – 5081. [PubMed]
  • Tsankova N, Renthal W, Kumar A, Nestler EJ. Epigenetika regulado en psikiatriaj malordoj. Nat Rev Neurosci. 2007; 8: 355 – 367. [PubMed]
  • Zachariou V, Bolanos-CA, Selley-DE, Theobald D, MP de Cassidy, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton O, Sim-Selley LJ, Dileone RJ, Kumar A, Nestler EJ. Esenca rolo por DeltaFosB en la kerno accumbens en morfina ago. Nat Neurosci. 2006: 9: 205-211. [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos faciligas la akiron kaj formorton de konstantaj ŝanĝoj de kokaino. J Neurosci. 2006: 26: 13287-13296. [PubMed]