Distingaj ŝablonoj de DeltaFosB-indukto en cerbo per drogoj de misuzo. (2008)

PLENA Studo

Synapse. 2008 May;62(5):358-69.

Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, Renthal W, Mazeo I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Self DW, Nestler EJ.

fonto

Fako de Psikiatrio, La Universitato de Teksaso Sudokcidenta Medicina Centro, Dallas, Teksaso 75390-9070, Usono.

abstrakta

La faktoro de transskribo DeltaFosB amasigas kaj persistas en cerbo en respondo al kronika stimulo. Ĉi tiu amasiĝo post kronika ekspozicio al drogoj de misuzo estis pruvita antaŭe fare de Okcidentaj plejparte disbati en striataj regionoj, inkluzive de dorsa striatumo (caudato / putamen) kaj nukleaj akcidentoj. En la nuna studo, ni uzis immunohistokemion por difini kun pli granda anatomia precizeco la indukon de DeltaFosB laŭlonge de la rozkampo post kronika drog-traktado. Ni ankaŭ etendis antaŭajn esplorojn kun kokaino, morfino kaj nikotino al du pliaj drogoj de misuzo, etanolo kaj Delta (9) -tetrahydrocannabinol (Delta (9) -THC, la aktiva ingredienco en mariĥuano). Ni montras ĉi tie ke kronika, sed ne akra, administrado de ĉiu el kvar drogoj de misuzo, kokaino, morfino, etanolo, kaj Delta (9) -THC, fortike indikas DeltaFosB en nukleaj akompanoj, kvankam malsamaj ŝablonoj en la kerno kontraŭ ŝela subregionoj de ĉi tiu kerno estis ŝajne por la malsamaj drogoj. La drogoj ankaŭ diferencis laŭ sia grado de DeltaFosB-indukto en dorsa strio. Krome, ĉiuj kvar drogoj induktis DeltaFosB en prefrontala kroĉo, kun la plej grandaj efikoj observitaj per kokaino kaj etanolo, kaj ĉiuj drogoj inducis DeltaFosB en malgranda mezuro en amigdala. Krome, ĉiuj drogoj induktis DeltaFosB en la hipocampo, kaj, krom etanolo, plejparto de ĉi tiu indukto estis vidita en la dentato. Malsupraj niveloj de DeltaFosB-indukto estis viditaj en aliaj cerbaj areoj en respondo al aparta kuracado. Ĉi tiuj trovoj havigas pli evidentan ke indukto de DeltaFosB en kerno accumbens estas komuna ago de preskaŭ ĉiuj drogoj de misuzo kaj, pli tie de la kerno, ĉiu drogo induktas DeltaFosB en regiono specife en cerbo.

ENKONDUKO

Akra ekspozicio al kokaino kaŭzas transitorian indukadon de la faktoroj de transskribo c-Fos kaj FosB en striataj regionoj (Graybiel et al., 1990; Hope et al., 1992; Young et al., 1991), dum kronika ekspozicio al la drogaj rezultoj en la amasiĝo de stabiligitaj izoformoj de ΔFosB, truncata spliva varianto de la geno fosB (Hiroi et al., 1997; Hope et al., 1994; Moratalla et al., 1996; Nye et al., 1995). Fojo induktita, ΔFosB persistas en ĉi tiuj regionoj dum kelkaj semajnoj pro la nekutima stabileco de la proteino. Pli freŝa esplorado montris, ke la stabileco de ΔFosB estas interrompita per la foresto de degrunaj domoj trovitaj en la C-termini de kompleta FosB kaj ĉiuj aliaj Fos familiaraj proteinoj (Carle et al., 2007) kaj per la fosforilado de ΔFosB ĉe ĝia N -terminus (Ulery et al., 2006). Kontraŭe, la kronika administrado de drogoj ne ŝanĝas la splasadon de fosB-premRNA en ΔfosB-mRNA nek la stabilecon de la mRNA (Alibhai et al., 2007), kio plue indikas, ke la amasiĝo de ΔFosB-proteino estas la superreganta mekanismo implicita.

Kreska indico indikas ke ΔFosB-indukto en striataj regionoj, en aparta, la ventra striatumo aŭ kerno accumbens, estas grava en amasigi aspektojn de toksomanio. La sobreexpremado de ΔFosB en ĉi tiuj regionoj de indukeblaj bitransgenaj musoj, aŭ per viral-amasigita geno-translokigo, pliigas la sentivecon de besto al la lokomotor-aktivigantaj kaj rekompencaj efikoj de kokaino kaj morfino, dum esprimo de reganta negativa antagonisto de ΔFosB (nomata Δc- Jun) havas la kontraŭajn efikojn (Kelz et al., 1999; McClung kaj Nestler, 2003; Peakman et al., 2003; Zachariou et al., 2006). ΔFosB sobreexpremado ankaŭ montris pliigi stimulon-motivon por kokaino (Colby et al., 2003). Plie, ΔFosB estas prefere induktita de kokaino en adoleskaj bestoj, kiuj povas kontribui al ilia pliigita vulnerabileco al toksomanio (Ehrlich et al., 2002).

Malgraŭ ĉi tiu evidenteco, gravaj demandoj restas. Kvankam kronika administrado de pluraj aliaj drogoj de misuzo, inkluzive de anfetamino, metametamamino, morfino, nikotino kaj fencicidino, oni informis indukti ΔFosB en striatalaj regionoj (Atkins et al., 1999; Ehrlich et al., 2002; McDaid et al. 2006b; Muller kaj Unterwald, 2005; Nye et al., 1995; Nye kaj Nestler, 1996; Pich et al. 1997; Zachariou et al., 2006), malmulte aŭ ne ekzistas informo pri la agoj de etanol kaj Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC, la aktiva ingredienco en mariĥuano). Du antaŭaj studoj montris, ke FosB-like-immunoreactiveco estas induktita en hipocampo kaj iuj aliaj cerbaj areoj dum etanolo-retiriĝado, sed ĝi restas malcerta ĉu ĉi tiu imunoreactiveco reprezentas ΔFosB aŭ kompletan FosB (Bachtell et al., 1999; Beckmann et al., 1997 ). Studo pri etanolo kaj (Δ9-THC estas precipe grava, ĉar ĉi tiuj estas du el la plej uzataj drogoj de misuzo en Usono hodiaŭ (SAMHSA, 2005). Krome, kvankam stimulantaj aŭ opiaj drogoj de misuzo montris indukti ΔFosB en iuj aliaj izolitaj cerbaj regionoj, kiuj, aldone al nukleaj akumbens kaj dorsaj striatoj, inkluzivas prefrontalajn kornexon, amigdalajn, ventralajn pallidumojn, ventralajn tegmentajn areojn kaj hipokampon (Liu et al., 2007; McDaid et al., 2006a, 2006b; Nye et al., 1995; Perrotti et al., 2005), ne ekzistis sistema mapoj de ΔFosB-indukto en cerbo en respondo al kronika drog-ekspozicio.

La celo de la nuna studo estis uzi inmunohistochemiajn procedojn por mapi la indukadon de ΔFosB laŭlonge de la cerbo post kronika administrado de kvar prototipoj drogoj de misuzo: kokaino, morfino, etanolo kaj Δ9-THC.

MATERIALOJ KAJ METODOJ

bestoj

Ĉiuj eksperimentoj estis faritaj per maskloj de Sprague Dawley (Charles River, Kingston, 250-275 g). Bestoj estis loĝigitaj du per kaĝo kaj kutimiĝis al la bestoĉambro kondiĉoj dum unu semajno antaŭ ol eksperimentoj komenciĝis. Ili havis liberan aliron al manĝo kaj akvo. Eksperimentoj estis efektivigitaj laŭ protokoloj reviziitaj de la Institucia Besto kaj Uzo-Komitato en la Universitato de Teksaso Sudokcidenta Medicina Centro en Dallas.

Traktadoj de drogoj

Kronika kokaino

Ratoj (n = 6 per grupo) ricevis dufoje-ĉiutagajn injektojn de kokain-klorhidrato (15 mg / kg ip; National Institute on Drug Abuse, Bethesda, MD) solvita en 0.9% saline por 14 tagoj. La kontroloj ratoj (n = 6 per grupo) ricevis ip-injektojn de 0.9% saline sub la sama kronika proceduro. Ĉiuj injektoj estis donitaj en la hejmaj kaĝoj de la bestoj. Ĉi tiu traktado-reĝimo estis montrita produkti fortajn kondutajn kaj biokemiajn adaptojn (vidu Hope et al., 1994).

Kokaina memregado

Bestoj (n = 6 per grupo) estis trejnitaj por premi paŝon por 45-mg-sacarazo. Post ĉi tiu trejnado, la bestoj estis nutritaj al libitum kaj kirurgie enplantitaj sub pentobarbita anestezo kun kronika jara katetero (Silasta tubo, Verda Kaŭĉuko, Woburn, MA) kiel priskribis antaŭe (Sutton et al., 2000). La katetero pasis subkurekte por foriri la dorson per kanalo 22-gauge (Plastics One, Roanoke, VA), enigita en cranioplasta cemento, kaj certigita kun Marlex kirurgia mesh (Bard, Cranston, RI). Mem-administrado estis efektivigita en operantaj provaj ĉambroj (Med Associates, St. Alban, VT), kiuj estis laŭtekste distingaj de la hejma kaĝo de la besto kaj situantaj en alia ĉambro. Ĉiu ĉambro estis enfermita en sono-mildiĝanta kubulo ekipita per infuza bomba aro konsistanta el Razel Model A pump (Stamford, CT) kaj 10 ml-jeringa konektita konektita al fluida ŝvelaĵo (Instech, Plymouth Meeting, PA) per teflon-tubo . Tygon-tubo konektis la ŝvelaĵon al la katastro de la besto kaj estis fermita per metala printempo. Ĉiu opera ĉambro enhavis du paŝojn (4 × 2 cm2, lokitaj 2 cm de la planko). Dum mem-administra trejnado, unu sola 20-g-premo-premas sur la aktiva pafilo transdonis iv-infuzaĵon de kokaino (0.5 mg / kg per 0.1-ml-infuzaĵo) super 5-s-infusila intervalo. La infuzaĵo estis sekvita de tempo de ekspluatado de 10, dum kiu la domo lumo estis estingita kaj respondante produktis neniujn planitajn konsekvencojn. Lumigado de la domo lumo markis la finon de la tempo de tempo. Levi-premas sur la senaktiva levilo produktis nenian konsekvencon. Bestoj mem-administritaj kokainoj dum 14 ĉiutage 4-h-provaj sesioj (6 tagoj / semajno) dum ilia malluma ciklo; Duona ĉiutaga ingestaĵo estis ~ 50 mg / kg. Grupo de yoked bestoj estis manipulitaj identike nur ili ricevis kokainajn infuzojn kiam iliaj mem-administrantaj kontraŭuloj ricevis drogon. Grupo de salaj kontrolaj bestoj estis permesita levi gazetaron por salaj infuzoj. Ĉi tiu traktado-reĝimo montris produkti fortajn kondutojn kaj biokemiajn adaptojn (vidu Sutton et al., 2000).

Kronika morfino

Morfinaj buloj (ĉiu enhavanta 75-mg de morfina bazo, Nacia Instituto pri Damaĝado de Drogoj) estis enplantitaj unufoje ĉiutage por 5-tagoj (n = 6). Kontrolo ratoj spertis kirurgion por 5 sinsekvaj tagoj (n = 6). Ĉi tiu traktado-reĝimo montris produkti fortajn kondutojn kaj biokemiajn adaptojn (vidu Nye kaj Nestler, 1996).

Δ9-THC

Δ9-THC estis solvitaj en 1: 1: 18-solvo de etanolo, emulfo kaj salino. Musoj estis injektitaj subcutaneously dufoje ĉiutage kun Δ9-THC, aŭ veturilo por 15 tagoj. Komenca dozo de Δ9-THC estis 10 mg / kg kaj la dozo estis duobligita ĉiun tri tagojn al fina dozo de 160 mg / kg. Ni uzis musojn por Δ9-THC, ĉar ĉi tiu traktado regimenon montris fortikajn kondutojn kaj biokemiajn adaptojn en ĉi tiu specio (Sim-Selley kaj Martin, 2002).

Etanol

Etanolo (de 95-% stock; Aaper, Shelbyville, KY) estis administrita per nutra kompleta likva dieto. Ĉi tiu norma dieta etanolo-proceduro okupas administradon de 7% [pezo / volumo]] etanolo en lakto-disko / dextrazo bazita dieto por 17 tagoj, dum kiu tempo ratoj ĝenerale konsumas etanolon ĉe 8-12 g / kg / tago kaj atingi sangajn etanolajn nivelojn ĝis 200 mg / dl (Criswell kaj Breese, 1993; Frye et al., 1981; Knapp et al., 1998). La dieto estis nutra kompleta (kun koncentriĝoj de vitaminoj, mineraloj kaj aliaj nutraĵoj derivitaj de ICN Research Diets kaj kalike ekvilibrigitaj (kun dextroso) trans etan-traktatoj kaj ratoj de kontrolo. volumo de dieta ekvivalenta al la averaĝa ingesta de la etanol-kuracitaj ratoj la antaŭan tagon. Ambaŭ grupoj facile akiris pezon dum la etan-ekspozicio-periodo (ne montritaj). Ĉi tiu trakta reĝimo montris produkti fortajn kondutojn kaj biokemiajn adaptojn (vidu Knapp et al., 1998).

Immunohistoĥemio

Dek ok al 24 h post ilia lasta traktado, bestoj estis profunde anestezitaj kun cloral hydrate (Sigma, St. Louis, MO) kaj intracardialmente konfuziĝita kun 200 ml de 10 mM fosfato-buffered saline (PBS) sekvita de 400 ml de 4% paraformaldehido en PBS. Brains estis forigitaj kaj stokitaj dum 4% paraformaldehido dum 4 ° C. La sekvan matenon, cerboj estis translokigitaj al 20-% glicerolo en 0.1-M-PBS-solvo por cryoprotekcio. Kronaj sekcioj (40 μm) estis tranĉitaj sur glacia mikrotomo (Leica, Bannockburn, IL) kaj poste pretiĝis por immunohistoĥemio. ΔFosB kaj FosB-immunoreactivities estis detektitaj uzante du malsamajn kuniklojn polyclonal antisera. Unu antisero, levita kontraŭ la FosB C-finaĵo, kiu forestas en ΔFosB (aa 317-334) agnoskas la kompletan FosB, sed ne ΔFosB (Perrotti et al., 2004). La alia antisemero, antikorpo "pan-FosB", estis levita kontraŭ interna regiono de FosB kaj rekonas ambaŭ FosB kaj ΔFosB (sc-48; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA).

Fosak-simila makulo rivelis per uzo de la kompleksa metodo de la avidin-biotina peroxidasa. Por ĉi tiu procedo, unuecaj cerboj unue estis traktitaj kun 0.3% H2O2 por detrui endogenajn peroxidojn kaj poste kovriĝi por 1 h en 0.3% Tritono X-100 kaj 3% normala kapra serumo por minimumigi nespeciajn etikedojn. Sekvencaj sekcioj estis tiam kovitaj dum la nokto je temperaturo de la ĉambro en 1% normala kapra serumo, 0.3% Triton X-100 kaj pan-FosB-antikorpo (1: 5000). Sekcioj estis lavitaj, metitaj por 1.5 h en 1: 200 diluvo de biotinylated kapro-antirabito immunoglobulino (DakoCytomation, Carpinteria, CA), lavita kaj metita por 1.5 h en 1: 200 diluo de avidin-biotin-kompleksa el la elite-kit (Vector Laboratories, Burlingame, CA). La aktiveco de peroxidasa estis vidita per reago kun diaminobenzidina (Vector Laboratories). Koditaj diapozitivoj estis uzataj por kalkuli la nombron de FosB-immunoreactive ĉeloj. La kodo ne rompis ĝis analizo de individua eksperimento estis kompleta.

Fojo kiu detektis la inmunoreactividad de FosB, ĝi produktis duoblan fluon etiquetado kun la antikorpo de FosB-specifa (X-XXX: 1) kaj antikorpo de Pan-FosB (sc-500; 48: 1) por determini se la proteino induktita estis ĝuste ΔFosB. Ĝi eldonis protokolon eldonita (Perrotti et al., 200). La proteinoj estis visualizitaj per malĉefaj antikorpoj de CY2005 kaj CY2 (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA). Lokigo de protekta esprimo estis farita per konfokla mikroskopo (Axiovert 3; LSM 100 kun META-emisión longitudoj de ondo de 510, 488, kaj 543; Zeiss, Thornwood, NY). Bildoj prezentitaj ĉi tie estis kaptitaj sur ĉi tiu sistemo kaj reprezentas 633-μ-dikan sekcion tra Z-aviadilo.

Statistika analizo

Signifa indukto de ΔFosB + -ĉeloj estis taksita per t-testoj aŭ unudirektaj ANOVA-oj sekvitaj de Newman-Keuls-testo kiel post hoc-analizo. Ĉiuj analizoj estis korektitaj pro multaj komparoj. Datumoj estas esprimitaj kiel meznombro ± SEM. Statistika signifo estis difinita kiel P <0.05.

REZULTO

Indukto de ΔFosB en cerbo

Por rekte kompari la ŝablonojn de ΔFosB-indukto en cerbo en respondo al malsamaj tipoj de drogoj de misuzo, ni administras kvar prototipajn drogojn, kokainon, morfinon, etanolon kaj Δ9-THC, kaj ekzamenis ΔFosB-esprimon 18-24 post la lasta drog-ekspozicio . Ni uzis normajn kuracajn regimojn, kiuj estis pruvitaj en la literaturo por produkti kondukajn kaj biokemiajn sekvojn de kronika drog-ekspozicio (vidu sekcion de Materialoj kaj Metodoj). Niveloj de ΔFosB estis kalkulitaj per imunohistokemio, kun fokuso sur medioj kaj antaŭ-cerbaj regionoj implikitaj en drogpremado kaj toksomanio. Ĉi tiu belega mapeo de ΔFosB-indukto estis farita per pan-FosB-antikorpo, kiu rekonas kaj ΔFosB kaj kompletan FosB. Tamen, ni scias, ke ĉiuj imunoreactivecoj observitaj, por ĉiu el la drogoj, devas nur al ΔFosB, pro tio ke antikorpo selectiva por kompleta FosB (sekcio de Materialoj kaj Modo-sekcioj) detektis neniujn pozitivajn ĉelojn. Cetere, ĉia immunoreactiveco detektita de la pan-FosB-antikorpo perdiĝis en fosbokaj musoj, kiuj konfirmas la specifecon de ĉi tiu antikorpo por fosba geno produktoj kontraŭe al aliaj Fos-familiaj proteinoj. Ĉi tiuj kontroloj estas montritaj por kokaino en Figuro 1, sed ankaŭ estis observitaj por ĉiuj aliaj drogoj (ne montritaj). Ĉi tiuj trovoj ne estas mirindaj, ĉar ĉe la 18-h-punkto h h-tempo uzata en ĉi tiu studo ĉiuj kompletaj fosfoj, induktitaj de la lasta droga administrado, estus atenditaj por degradi, lasante la pli stabila ΔFosB kiel la sola fosB-geno produkto cetera (vidu Chen et al., 24; Hope et al., 1995).

Figo. 1

Duoble-etikedanta fluoreskeca imunohistoistryemio per la kontraŭ-FosB (pan-FosB, Santa-Cruz) aŭ kontraŭ-FosB (C-finaĵo) antikorpo tra la kerno accumbens de bestoj traktataj kun akra aŭ kronika kokaino kaj kontrola rato La tut-FosB-antikorpo makulas (pli ...)

Resumo de la ĝeneralaj trovoj de ĉi tiu studo estas provizita en Tabelo I. Ĉiu el la kvar drogoj estis signife indukti ΔFosB en cerbo, kvankam kun parte distingaj ŝablonoj de indukto viditaj por ĉiu drogo.

Tablo mi

Indukto de ΔFosB en cerbo per drogoj de misuzo

Indukto de ΔFosB en striatalaj regionoj

La plej drama indukto de ΔFosB estis vidita en la kerno accumbens kaj dorsal striatum (caudate / putamen), kie ĉiuj kvar drogoj induktis la proteinon (Fig. 2-Fig. 4). Ĉi tio estas montrita kvantie en Figuro 5. ΔFosB-indukto estis vidata en la kernaj kaj koncentraj subregionoj de la kerno, kun iom pli da indukto vidata en la kerno por la plej multaj drogoj. Forta indukto de ΔFosB ankaŭ estis observita en la dorsa strio por la plej multaj drogoj. Escepto estis Δ9-THC, kiu ne signife induktis ΔFosB en la kerno accumbens shell aŭ dorsal striatum malgraŭ fortaj tendencoj (vidu Fig. 4; Tablo I). Kurioze, etanolo produktis la plej grandan indukon de ΔFosB en la kerno accumbens kerno kompare al la aliaj traktadoj.

Figo. 2

Indukto de ΔFosB en la rata kerno accumbens en kontrola rato (A) aŭ post kronika traktado kun etanolo (B), morfino (C) aŭ kokaino (D). Niveloj de imunreaktiveco simila al FosB estis analizitaj per imunohistoochememio per tut-FosB-antikorpo. (pli ...)

Figo. 4

Indukto de ΔFosB en musa cerbo post kronika Δ9-THC-kuracado. Niveloj de imunoreaktiveco simila al FosB estis analizitaj per imunohistoochememio per pan-FosB-antikorpo en kontrolaj (A, C, E) kaj kronikaj Δ9-THC (B, D, F) bestoj. Noto (pli ...)

Figo. 5

Kvantoro de indukto de ΔFosB en striataj regionoj post kronika morfino, Δ9-THC, etanolo kaj kokaino. La strekaj grafikaĵoj montras la mezan nombron de ΔFosB + -ĉeloj en kontrolaj bestoj kaj en bestoj submetitaj al kronika morfino, (pli ...)

Indukto de ΔFosB per volcia versus pelita droga ekspozicio

Donita la draman indukon de ΔFosB en striatalaj regionoj, ni estis interesitaj en determini ĉu la kapablo de drogo por indukti la proteinon en ĉi tiuj regionoj variis kiel funkcio de volitional versus pelita drog-ekspozicio. Por trakti ĉi tiun demandon, ni studis grupon de ratoj kiuj mem administris kokainon por 14-tagoj kaj komparis ΔFosB-indukadon en ĉi tiuj bestoj al tiuj, kiuj ricevis jokajn infuzojn de kokaino kaj tiuj, kiuj ricevis nur salinon. Kiel montrita en Figuro 6, mem-administrita kokaino fortike induktita ΔFosB en la kerno accumbens (ambaŭ la kerno kaj ŝelo subregionoj) kaj dorsa striatumo, kun ekvivalentaj gradoj de indukto vidita por mem-administrita kontraŭ juna administrita drogo. La amplekso de ΔFosB-indukto vidita en ĉi tiuj du grupoj de bestoj estis pli granda ol tio, kio estis vidita per ipaj injektoj de kokaino (vidu Fig. 5), supozeble pro la multe pli granda kvanto da kokaino en la mem-administra eksperimento (ĉiutage dozo: 50 mg / kg iv vs. 30 mg / kg ip).

Figo. 6

Kvantigo de uctionFosB-indukto en striataj regionoj post kronika kokaina memadministrado. La strekaj grafikaĵoj montras la mezan nombron de ΔFosB + -ĉeloj en kontrolaj bestoj kaj en bestoj submetitaj al kokainaj traktadoj, en la kerno kaj (pli ...)

Indukto de ΔFosB en aliaj cerbaj regionoj

Preter la stria komplekso, kronika administrado de drogoj de misuzo induktis ΔFosB en pluraj aliaj cerbaj areoj (vidu Tabelon I). Ni emfazu, ke la datumoj prezentitaj en Tabelo I estas semikvantaj, kaj ne reprezentas precizan kvantigon de ΔFosB-indukto, kiel farite por striataj regionoj (Fig. 5 kaj Fig. 6). Tamen ni certas pri indukto de osFosB en ĉi tiuj eksterlandaj regionoj: ΔFosB estas preskaŭ nerimarkebla en ĉi tiuj regionoj sub bazaj kondiĉoj, tiel ke la konsekvenca detekto de ΔFosB post kronika drogo estas statistike signifa (P <0.05 de χ2).

Forta indukto de ĉiuj drogoj estis vidita en la prefrontala krozo, kun morfino kaj etanolo ŝajnas produkti la plej fortajn efikojn en la plej multaj stratumoj (Fig. 4 kaj Fig. 7). La kvar drogoj ankaŭ kaŭzis malaltajn nivelojn de ΔFosB-indukto en la lito-kerno de la strio terminalis (BNST), la intersticia kerno de la posta membro de la antaŭa komisuro (IPAC), kaj laŭlonge de la kompleksa amigdala (Fig. 8). Pliaj efikoj, specifa al apartaj drogoj, ankaŭ estis observitaj. Kokaino kaj etanolo, sed ne morfino aŭ Δ9-THC, ŝajnis indukti malaltajn nivelojn de ΔFosB en la flanka septumo, sen indukto vidita en medial septum. Ĉiuj drogoj induktis ΔFosB en la hipocampo kaj, krom etanolo, plejparto de ĉi tiu indukto estis vidita en la dentata giro (Tabelo I kaj Fig. 9). Kontraŭe, etanolo induktis tre malmulte ΔFosB en dentate gyrus kaj anstataŭe induktis altajn nivelojn de la proteino en la CA3-CA1 subkampoj. Kokaino, morfino kaj etanolo, sed ne Δ9-THC, kaŭzis malaltajn nivelojn de indukto de ΔFosB en la periaqueductala griza, dum kiu nur kokaino induktis ΔFosB en la ventral tegmental areo, sen indukto vidita en la sub-stantia nigra (vidu Tablon I ).

Figo. 7

Indukto de ΔFosB en la prealfronta korto ĉe kontrola rato (A) aŭ post kronika kuracado kun etanolo (B), morfino (C) aŭ kokaino (D). Niveloj de imunreaktiveco simila al FosB estis analizitaj per imunohistoochememio per tut-FosB-antikorpo. Etikedado (pli ...)

Figo. 8

Indukto de ΔFosB en la bazaj flankaj kaj centraj mezaj kernoj de la amigdalo de kontrola rato (A) aŭ en ratoj donitaj kronikan etanolon (B), morfinon (C) aŭ kokainon (D). Niveloj de imunreaktiveco simila al FosB estis analizitaj per imunohistoochememio (pli ...)

Figo. 9

Indukto de ΔFosB en la hipokampo de kontrola rato (A) aŭ en ratoj donitaj kronikan etanolon (B), morfinon (C) aŭ kokainon (D). Niveloj de imunreaktiveco simila al FosB estis analizitaj per imunohistoochememio per tut-FosB-antikorpo. Etikedado (pli ...)

DISCUSO

Multnombraj studoj pruvis, ke la kronika administrado de diversaj tipoj de drogoj de misuzo, inkluzive de kokaino, anfetamino, metametamino, morfino, nikotino kaj fencicidino induktas la fakturon de transskribo, ΔFosB, en kerno akumbens kaj dorsa strio (vidu Enkondukan sekcion por referencoj; reviziitaj en McClung et al., 2004; Nestler et al., 2001). Indukto de ΔFosB en striatalaj regionoj ankaŭ estis observita post kronika konsumado de naturaj rekompencoj, kiel ekzemple radianta konduto (Werme et al., 2002). Krome, estis pluraj raportoj pri pli malaltaj niveloj de ΔFosB-indukto en iuj aliaj cerbaj regionoj, inkluzive de prefrontala krozo, amigdala, ventrala pallidumo, ventrala tegmenta areo kaj hipocampo (Liu et al., 2007; McDaid et al., 2006a, 2006b; Nye et al., 1996; Perrotti et al., 2005), en respondo al iuj ĉi tiuj drogoj de misuzo, tamen, neniam ekzistis sistema mapeo de drog-indukto de ΔFosB en cerbo. Plie, malgraŭ la esploro de multaj drogoj de misuzo, du el la plej vaste uzataj substancoj, etanolo kaj Δ9-THC, ne ĝis nun estis ekzamenitaj por sia kapablo indukti ΔFosB. La celo de la nuna studo estis efektivigi komenca mapeado de ΔFosB en cerbo en respondo al kronika administrado de kvar prototipoj drogoj de misuzo: kokaino, morfino, etanolo kaj Δ9-THC.

La plej gravaj trovoj de nia studo estas ke etanolono kaj Δ9-THC, kiel ĉiuj aliaj drogoj de misuzo, induktas altajn nivelojn de ΔFosB en la kompleksa striatal. Ĉi tiuj rezultoj plue establas ΔFosB-indukadon en ĉi tiuj regionoj kiel komuna, kronika adapto al preskaŭ ĉiuj drogoj de misuzo (McClung et al., 2004). La ŝablono de indukto ene de la striata komplekso diferencis iom por diversaj drogoj. Ĉiuj fortike induktitaj ΔFosB en la kerno accumbens kerno, dum ĉiuj drogoj - krom Δ9-THC-signife induktis ΔFosB en la kerno accumbens shell kaj dorsal striatum ankaŭ, kaj estis fortaj tendencoj por Δ9-THC produkti similajn efikojn en ĉi tiuj lastaj regionoj. La kerno konsumas kernon kaj ŝelon estas gravaj cerbaj rekompencoj, kiuj estis pruvis esti kritikaj mediadores de la rekompencaj agoj de drogoj de misuzo. Same, la dorsa striatumo estis rilatigita kun la kompensa aŭ kutima naturo de drogokutimo (Vanderschuren et al., 2005). Efektive, la indukto de ΔFosB en ĉi tiuj regionoj montris pliigi la rekompencajn respondojn al kokaino kaj morfino, kaj pliigi respondojn al naturaj rekompencoj kiel ekzemple rula konduto kaj manĝaĵo, ankaŭ (Colby et al., 2003; Kelz et al., 1999; Olausson et al., 2006; Peakman et al., 2003; Werme et al., 2003; Zachariou et al., 2006). Plia laboro bezonas determini ĉu ΔFosB-indukto en ĉi tiuj regionoj mezigas similajn funkciajn adaptojn en la sentemo de individuo al la rekompencaj efikoj de aliaj drogoj de misuzo.

Indukto de ΔFosB en striatalaj regionoj ne estas funkcio de la volcia ingestaĵo de la drogo. Tiel, ni montris, ke mem-administrado de kokaino induktis la saman gradon de ΔFosB en kerno accumbens kaj dorsa striatumo, kiel oni vidas en bestoj, kiuj ricevis ekvivalentajn kaj kurbajn injektojn de la drogo. Ĉi tiuj rezultoj pruvas, ke ΔFosB-indukto en striatumo reprezentas agadon farmacológico de drogoj de misuzoj, sendepende de la kontrolo de bestoj pri drogodempo. En strikta kontrasto, ni pruvis ĵus, ke mem-administrado de kokaino induktas plurajoble pli altajn nivelojn de ΔFosB en orbitofrontalaj kornoj kompare al la juna kokaina administrado (Winstanley et al., 2007). Ĉi tiu efiko estis specifa por orbitofronta korto, ĉar ekvivalentaj niveloj de ΔFosB-indukto estis viditaj en prefrontala krozo sub ĉi tiuj du kuracaj kondiĉoj. Tiel, kvankam ΔFosB-indukto ne rilatas al volulta kontrolo pri drogaj ingesoj en striataj regionoj, ŝajnas esti influita de tiaj motivaj faktoroj en iuj pli altaj cortikaj centroj.

Ni ankaŭ prezentas duonantimajn datumojn, ke ĉiuj kvar drogoj de misuzo induktas ΔFosB en pluraj cerbaj regionoj ekster la striata komplekso, kvankam ĝenerale en plej malgranda mezuro. Ĉi tiuj aliaj areoj de cerbo inkludis la kortexon prefrontal, amygdala, IPAC, BNST, kaj hipocampo. La indukto de drogoj de ΔFosB en krokso prefrontal kaj hipocampo povas esti rilatigita kun iuj el la efikoj de drogoj de misuzo sur cognoscaj agado, kvankam ĉi tio ankoraŭ devas esti enketita rekte. La amigdala, IPAC, kaj BNST ĉiuj estis implikitaj reguligi respondojn de individuoj al aversive stimuloj. Ĉi tio levas la eblon ke ΔFosB-indukto en ĉi tiuj regionoj post kronika administrado de drogoj de misuzoj mezuras drogreguligon de emocia konduto preter rekompenco. Estos interese ekzameni ĉi tiujn eblecojn en estontaj esploroj.

La kvar drogoj de misuzo studitaj ĉi tie ankaŭ produktis iujn drog-specifajn efikojn. La kokaino induktis unike ΔFosB en la ventral tegmenta areo, kiel raportis antaŭe (Perrotti et al., 2005). Same, kokaino kaj etanolo unike induktis malaltajn nivelojn de ΔFosB en la flanka septumo. Δ9-THC estis unika por malpli dramaj efikoj sur ΔFosB-indukto, kompare kun aliaj drogoj de misuzo, en la kerno akumbens-ŝelo kaj dorsa striatumo, kiel antaŭe menciis. Δ9-THC ankaŭ estis unika en tiu kronika ekspozicio al ĉi tiu drogo, kontraŭe al ĉiuj aliaj, ne induktis malaltajn nivelojn de ΔFosB en la periaqueductala griza. Konsiderante la rolon de la hipocampo kaj la septum en la funkcio cognitiva, kaj la rolo de ĉi tiuj regionoj kaj ankaŭ la griza periakedukta reguligo de respondoj de besto al strestaj situacioj, regiona kaj drog-specifa indukto de ΔFosB en ĉi tiuj regionoj povus mezuri gravajn aspektojn de drogo agado sur la cerbo.

En resumo, ΔFosB-indukto en striataj cerbaj rekompencaj regionoj estis vaste pruvita kiel kronika adaptado al drogoj de misuzo. Ni etendis ĉi tiun nocion montrante ĉi tie ke du pliaj kaj vaste trouzitaj drogoj, etanolo kaj Δ9-THC, ankaŭ induktas ΔFosB en ĉi tiuj cerbaj regionoj. Ni ankaŭ identigas plurajn aliajn areojn de cerbo, implikitaj en cognoscaj funkcioj kaj streĉaj respondoj, kiuj montras diversajn gradojn de ΔFosB-indukto en respondo al kronika drog-ekspozicio. Iuj de ĉi tiuj respondoj, kiel la indukto de ΔFosB en striatalaj regionoj, estas komunaj tra ĉiuj drogoj de misuzo studitaj ĉi tie, dum kiu respondoj en aliaj cerbaj areoj estas pli da drog-specifaj. Ĉi tiuj trovoj nun direktos estontajn esplorojn por karakterizi la rolon de ΔFosB-indukto en ĉi tiuj aliaj cerbaj areoj. Ili ankaŭ helpas difini la eblajn utilecon de antagonistoj de ΔFosB kiel komuna traktado por drogaj sindromoj.

Figo. 3

Indukto de ΔFosB en la ratkaŭdata putameno en kontrola rato (A) aŭ post kronika traktado kun etanolo (B), morfino (C) aŭ kokaino (D). Niveloj de imunreaktiveco simila al FosB estis analizitaj per imunohistoochememio per tut-FosB-antikorpo. (pli ...)

Dankojn

Sponsoro pri kontraktoj: National Institute on Drug Abuse.

Referencoj

1. Alibhai IN, Green TA, Nestler EJ. Reguligo de fosB kaj ΔfosB mRNA-esprimo: en vivo kaj in vitro-studoj. Brain Res. 2007; 11: 4322-4333.

2. Atkins JB, Atkins J, Carlezon WA, Chlan J, Nye HE, Nestler EJ. Indekcia specifa regiono de ΔFosB per ripetita administrado de tipaj versus atipaj antipsicotaj drogoj. Sinapso. 1999; 33: 118-128. [PubMed]

3. Bachtell RK, Wang YM, Freeman P, Risinger FO, Ryabinin AE. Alkohola trinkaĵo produktas cerbajn regionojn, elektajn ŝanĝojn en esprimo de induktaj transskribaj faktoroj. Brain Res. 1999; 847: 157-165. [PubMed]

4. Beckmann AM, Matsumoto I, Wilce PA. AP-1 kaj Egr-ligantaj aktivecoj de ADN pliiĝas en rata cerbo dum etanol-forigo. J Neurochem. 1997; 69: 306-314. [PubMed]

5. Carle TL, Alibhai IN, Wilkinson MB, Kumar A, Nestler EJ. Proteasome dependaj kaj sendependaj mekanismoj por FosB-malstabiligo: Identigo de FosB-degronaj domajnoj kaj implicoj por ΔFosB-stabileco. Eur J Neurosci. 2007; 25: 3009-3019. [PubMed]

6. Chen JS, Nye HE, Kelz MB, Hiroi N, Nakabeppu Kaj, Espero BT, Nestler EJ. Reguligo de ΔFosB kaj FosB-similaj proteinoj per elektrokonvulsiva preno (ECS) kaj kokainaj traktadoj. Mol Pharmacol. 1995; 48: 880-889. [PubMed]

7. Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. ΔFosB plibonigas stimulon por kokaino. J Neurosci. 2003; 23: 2488-2493. [PubMed]

8. Criswell HE, Breese GR. Similaj efikoj de etanol kaj flumazenil sur akiro de ekspluatado-skatolo-respondo dum retiriĝado de kronika etanola traktado. Br J Pharmacol. 1993; 110: 753-760. [PMC libera artikolo] [PubMed]

9. Ehrlich ME, Sommer J, Canas E, Unterwald EM. Periaŭtaj musoj montras plibonigita ΔFosB-altreguladon en respondo al kokaino kaj anfetamino. J Neurosci. 2002; 22: 9155-9159. [PubMed]

10. Frye GD, Chapin RE, Vogel RA, Poŝtisto RB, Kilts KD, Mueller RA, Breese GR. Efektoj de akra kaj kronika 1,3-butanediol-traktado sur centra nervoza funkcio: komparo kun etanolo. J Pharmacol Floto Ther. 1981; 216: 306-314. [PubMed]

11. Graybiel AM, Moratalla R, Robertson HA. Amfetamino kaj kokaino induktas drog-specifan aktivigon de la c-foso geno en strio-iuj-matricaj kupeoj kaj limaj subdividoj de la striatumo. Proc Natl Acad Sci Usono. 1990; 87: 6912-6916. [PMC libera artikolo] [PubMed]

12. Hiroi N, Brown J, Haile C, Ye H, Greenberg ME, Nestler EJ. Movoj mutantes de FosB: Perdo de kronika indukto de kokainoj de proteinoj fosilizadas kaj sentiveco pliigita al la psicomotor de coca kaj efektivaj rekompencoj. Proc Natl Acad Sci Usono. 1997; 94: 10397-10402. [PMC libera artikolo] [PubMed]

13. Hope BT, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Reguligo de tuja frua gen-esprimo kaj AP-1-ligado en la rata kerno accumbens per kronika kokaino. Proc Natl Acad Sci Usono A. 1992; 89: 5764-5768. [PMC libera artikolo] [PubMed]

14. 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]

15. Kelz MB, Chen JS, Carlezon WA, Whisler K, Gilden L, Beckmann AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Self DW, Tkatch R, Baranauskas G, Surmeier DJ, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ . Esprimo de la faktoro de transskribo ΔFosB en la cerbo kontrolas sentivecon al kokaino. Naturo. 1999; 401: 272-276. [PubMed]

16. Knapp DJ, Duncan GE, Kreoj FT, Breese GR. Indukto de Fajaj proteinoj kaj ultrasonicaj vocalizadoj dum etanol-retiriĝado: pliaj indikoj por izoliteco-induktita angoro. Alkoholo Clin Exp Res. 1998; 22: 481-493. [PubMed]

17. Liu HF, Zhou WH, Zhu HQ, Lai MJ, Chen WS. Mikroinjektado de M (5) muscarinic receptor kontraŭzensa oligonucleotido en VTA malhelpas FosB-esprimon en la NAc kaj la hipocampo de heroino sentis ratojn. Taŭro Neurosci. 2007; 23: 1-8. [PubMed]

18. McClung CA, Nestler EJ. Reguligo de gen-esprimo kaj kokaino rekompencas de CREB kaj ΔFosB. Nat Neurosci. 2003; 6: 1208-1215. [PubMed]

19. McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. ΔFosB: molekulaŝaltilo por longtempa adapto en la cerbo. Mol Brain Res. 2004; 132: 146-154. [PubMed]

20. McDaid J, Dallimore JE, Mackie AR, Napier TC. Ŝanĝoj en akumulaj kaj pallidaj pCREB kaj ΔFosB en morfine-sentistaj ratoj: Rilatoj kun ricevilo-elvokis elektrofisiologiajn mezurojn en la ventral pallidum. Neuropsychofarmacology. 2006a; 31: 1212-1226. [PMC libera artikolo] [PubMed]

21. McDaid J, Graham MP, Napier TC. La sentiveco induktita de metametetamina diferencas malsame al pCREB kaj Δ-FosB laŭlonge de la limba cirkvito de la mamula cerbo. Mol Pharmacol. 2006b; 70: 2064-2074. [PubMed]

22. Moratalla R, Elibol R, Vallejo M, Graybiel AM. Retoj-nivelaj ŝanĝoj en esprimo de induktilaj Fos-Jun-proteinoj en la striatumo dum kronika kokain-traktado kaj retiriĝado. Neŭrono. 1996; 17: 147-156. [PubMed]

23. Muller DL, Unterwald EM. D1-dopamina-riceviloj modulas ΔFosB-indukon en rato-striatumo post intermita morfina administrado. J Pharmacol Floto Ther. 2005; 314: 148-154. [PubMed]

24. Nestler EJ, Barrot M, Self DW. ΔFosB: Subtena molekula ŝaltilo por toksomanio. Proc Natl Acad Sci Usono. 2001; 98: 11042-11046. [PMC libera artikolo] [PubMed]

25. Nye HE, Nestler EJ. Indukto de kronikaj fos-rilataj antigenoj en rata cerbo per kronika morfina administrado. Mol Pharmacol. 1996; 49: 636-645. [PubMed]

26. Nye HE, Espero BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Studoj farmacológicos de la regulado por kokaino de inducción kronika Fra (antígeno fosilógica) en la striatumo kaj la kerno accumbens. J Pharmacol Floto Ther. 1995; 275: 1671-1680. [PubMed]

27. Olausson P, Jentsch JD, Tronson N, Neve R, Nestler EJ, Taylor FR. ΔFosB en la kerno accumbens reguligas manĝaĵon-plifortigitan instrumentan konduton kaj instigon. J Neurosci. 2006; 26: 9196-9204. [PubMed]

28. Peakman MC, Colby C, Perrotti LI, Tekumalla P, Carle T, Ulery P, Chao J, Duman C, Steffen C, Monteggia L, Allen MR, Stock JL, Duman RS, McNeish JD, Barrot M, Self DW, Nestler EJ , Schaeffer E. Necesebla, cerba regiono-specifa esprimo de reganta negativa mutanto de c-Jun en transgenaj musoj malpliigas sentivecon al kokaino. Brain Res. 2003; 970: 73-86. [PubMed]

29. Perrotti LI, Hadeishi Y, Barrot M, Duman RS, Nestler EJ. Indukto de ΔFosB en rekompencaj cerbaj strukturoj post kronika streso. J Neurosci. 2004; 24: 10594-10602. [PubMed]

30. Perrotti LI, Bolanos CA, Choi KH, Russo SJ, Edwards S, Ulery PG, Wallace D, Self DW, Nestler EJ, Barrot M. ΔFosB amasigas en GABAergic ĉela loĝantaro en la posta vosto de la ventral tegmental areo post psikostimulanta kuracado. Eur J Neurosci. 2005; 21: 2817-2824. [PubMed]

31. Pich EM, Pagliusi SR, Tessari M, Talabot-Ayer D, Hooft van Huijsduijnen R, Chiamulera C. Komunaj neuraj substratoj por la adictivaj proprietoj de nikotino kaj kokaino. Scienco. 1997; 275: 83-86. [PubMed]

32. SAMAJ. O. o. A. Studoj, Nacia Clearinghouse por Alkoholo kaj Drug-Informo. Rockville, MD: NSDUH-Serio H-28; 2005. Rezultoj de la 2004 Nacia Enketo pri Drug-Uzo kaj Sano: Naciaj Trovoj.

33. Sim-Selley LJ, Martin BR. Efekto de kronika administrado de R - (+) - [2,3-dihydro-5-methyl-3 - [(morpholinyl) methyl] pyrrolo [1,2, 3-de] -1,4-b enzoxazinyl] - (1-naftalenil) metanona mesilato (WIN55,212-2) aŭ delta (9) -tetrahydrocannabinol sur adapto cannabinoid-adapto en musoj. J Pharmacol Floto Ther. 2002; 303: 36-44. [PMC libera artikolo] [PubMed]

34. Sutton MA, Karanian DA, Self DW. Faktoroj kiuj determinas propenson por kokain-serĉanta konduto dum abstino en ratoj. Neuropsychofarmacology. 2000; 22: 626-641. [PubMed]

35. Ulery PG, Rudenko G, Nestler EJ. Reguligo de ΔFosB-stabileco per fosforilado. J Neurosci. 2006; 26: 5131-5142. [PubMed]

36. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Envolvado de la dorsa strio en cu-kontrolita kokaino serĉanta. J Neurosci. 2005; 25: 8665-8670. [PubMed]

37. Werme M, Messer C, Olson L, Gilden L, Thorén P, Nestler EJ, Brené S. ΔFosB reguligas rado kurante. J Neurosci. 2002; 22: 8133-8138. [PubMed]

38. Winstanley CA, LaPlant Q, Theobald DEH, Green TA, Bachtell RK, Perrotti LI, DiLeone FJ, Russo SJ, Garth WJ, Self DW, Nestler EJ. ΔFosB-indukto en orbitofrontala kruĉo mezuras tolerecon al kokaino-induktita cognitiva disfuncio. J Neurosci. 2007; 27: 10497-10507. [PubMed]

39. Young ST, Porrino LJ, Iadarola MJ. Kokaino induktas striatajn c-fos-immunoreactive proteinoj per dopaminergic D1-riceviloj. Proc Natl Acad Sci Usono. 1991; 88: 1291-1295. [PMC libera artikolo] [PubMed]

40. Zachariou V, Bolanos CA, Selley DE, Theobald D, Cassidy MP, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton Aŭ, Sim-Selley LJ, DiLeone RJ, Kumar A, Nestler EJ. ΔFosB: Esenca rolo por ΔFosB en la kerno konsumas en morfina ago. Nat Neurosci. 2006; 9: 205-211. [PubMed]