Komentoj: Evidenteco, ke deltafosb lasas malantaŭajn spurojn post reakiro de toksomanio. Specife la toksomanio kaŭzas epigenetikajn ŝanĝojn, kiuj rezultas multe pli rapidan indukadon de deltafosb kiam okazas recolekto. Ĉi tio klarigas, kiel reaperi, eĉ post jaroj, rapide rapidiĝos al plena blovita toksomaniulo.
J Neurosci. Aŭtoro manuskripto; disponebla en PMC 2013 Januaro 25.
abstrakta
ΔFosB, a Fosb geno produkto, estas induktita en kerno accumbens (NAc) kaj caudate putamen (CPu) per ripetita ekspozicio al drogoj de misuzo kiel ekzemple kokaino. Ĉi tiu indukto kontribuas al aberrantaj ŝablonoj de gen-esprimo kaj kondutaj anormalioj viditaj per ripetita droga ekspozicio.
Ĉi tie, ni taksis ĉu fora historio de drog-ekspozicio en ratoj povus ŝanĝi induktadon de la Fosb geno elikita per posta ekspozicio de kokaino. Ni montras, ke antaŭa kronika kokaina administrado, sekvita de etendita retiriĝado, pliigas induktadon de Fosb en NAC kiel evidentigita per pli akra indukto de ΔFosB-ARNm kaj pli rapida amasiĝo de ΔFosB-proteino post ripetita kokaino-ekspozicio. Ne tia preta Fosb indukto estis observita en CPU, fakte, posta akra indukto de ΔFosB-mRNA estis elstrekita en CPU.
Ĉi tiuj eksternormaj ŝablonoj Fosb esprimo estas asociita kun cromatinaj modifoj ĉe la Fosb geno-iniciatinto. Antaŭa kronika kokaina administrado induktas longdaŭran pliigon en RNA-polimerasa II (Pol-II) kunliganta ĉe la Fosb iniciatinto en NAc nur, sugestante ke Pol II "stalling" primoj Fosb por indukado en ĉi tiu regiono post ekspozicio al kokaino. Koka defio tiam malhelpas la liberigon de Pol II de la genra iniciatinto, kiu permesas pli rapidan Fosb transskribo. Koka defio ankaŭ malpliigas subpremajn histonajn modifojn ĉe la Fosb iniciatinto en NAc, sed pliigas tiajn subpremajn markojn kaj malpliigas aktivigajn markojn en CPU.
Ĉi tiuj rezultoj provizas novan informon pri la cromatina dinamiko ĉe la Fosb iniciatinto kaj malkaŝas novan mekanismon por komenca Fosb indukto en NAC post ekspozicio al kokaino.
Enkonduko
La drogemulo karakterizas per deviga drogado kaj prenas malgraŭ severaj adversaj konsekvencoj (Kalivas et al., 2005; Hyman et al., 2006). Kronika droga ekspozicio kaŭzas konstantajn ŝanĝojn en gen-esprimo en ventra striatumo (aŭ kerno accumbens; NAc) kaj dorsa striatum (aŭ caudate putamen; CPu), striatalaj strukturoj implikitaj en drogpremado kaj toksomanio (Freeman et al., 2001; Robinson kaj Kolb, 2004; Shaham kaj Hope, 2005; Maze kaj Nestler, 2011). ΔFosB, protektita kaj stabila proteino kodita de la tuja frua geno, Fosb, estas bone karakterizita transskriba faktoro indikita en NAc kaj CPu per kronika ekspozicio al preskaŭ ĉiuj drogoj de misuzo, kie ĝi mezuras sentivigitajn kondutajn respondojn al ripetita droga administrado (Nestler, 2008). Tamen, ĉu antaŭa kronika ekspozicio al drogo de misuzo ŝanĝas posta indukto de ΔFosB restas nekonata.
Ni hipotezis ĵus, ke kromrominaj modifoj en respondo al kronika drog-ekspozicio povus ŝanĝi la induktigon de specifa geno en celaj cerbaj regionoj (Robison kaj Nestler, 2011). Kreskanta evidenteco montris, ke drogoj de misuzo post kronika administrado ŝanĝas la strukturon kaj transskriban alireblecon de cromatino per multaj tipoj de modifoj, inkluzive de fosforilado, acetilado kaj metilato de histoneaj vostoj. Pli freŝa laboro en ĉelaj kulturaj sistemoj centris en la reclutamiento de RNA-polimerasa II (Pol II) al la iniciatinto de "induktilaj" genoj antaŭ ilia esprimo, kun Pol II ligita konstante al proksimaj iniciatintoj kaj ĉirkaŭ la transskriba komenco-ejo (TSS ) en "ŝtelita" ŝtato (Core kaj Lis, 2008; Nechaev kaj Adelman, 2008). Aktivigo de la fortigita Pol II tiam pensas esti respondeca pri sia eskapado de iniciatinto kaj TSS-regionoj kaj ĝia transskribo de ĉi tiuj "premitaj" genoj (Zeitlinger et al., 2007; Saha et al., 2011; Bataille et al., 2012).
Ĉi tie, ni montras, ke antaŭa kronika ekspozicio al kokaino, sekvata per etendita retiriĝa periodo, ŝanĝas la induktivon de la Fosb geno al posta kokaina administrado, kun NAc preta por indukado dum CPu ne estas. Ni tiam identigas distingajn kromatinajn subskribojn ĉe la Fosb geno-iniciatinto en NAc kaj CPu, kiuj estas asociitaj kun tia aberinda induktebleco de la Fosb geno, inkluzive de la reclutado de streĉita Pol II ĉe la Fosb proksima iniciatinto en NAc nur tiel kiel ŝanĝoj en pluraj aktivigantaj aŭ subpremaj histone-modifoj en ambaŭ cerbaj regionoj. Ĉi tiuj rezultoj provizas novan informon pri la cromatina dinamiko ĉe la Fosb genro-iniciatinto kaj indikas por la unua fojo mekanismon per kiu staligo de Pol II-primoj Fosb por pli granda aktivigo en NAc post ekspozicio al kokaino.
Materialoj kaj metodoj
bestoj
La ratoj de Sprague Dawley viraj (250-275 g; Charles River Laboratories), uzataj en ĉiuj eksperimentoj, estis du-loĝigitaj en klimatrolita ĉambro en 12 hr light / dark cycle (lumoj ĉe 7 AM) kun aliro al manĝaĵo kaj akvo ad libitum. Ĉiuj bestoj estis injektitaj dufoje tage dum dek tagoj kun kokaino (15 mg / kg, ip) aŭ saline (ip) en siaj hejmaj kaĝoj. Besto-eksperimentoj estis aprobitaj de la Institucia Besto kaj Uzo-Komitato (IACUC) ĉe Mount Sinai.
Lokomotoraj mezuradoj
Bestoj estis kutimitaj en la lokomotorĉambro la unuan tagon por 1-h, kaj poste monitoris por lokomotoro per salina injekto uzanta la Fotobeam Activity System (San Diego Instruments). Post 1-h-a-kutimado en la lokomotorĉambroj ĉiutage, kokaino (15 mg / kg, ip) estis administrita ĉiutage por 2 tagoj kaj bestoj estis denove kontrolitaj por lokomotoro por 1 hr.
Immunohistoĥemio
Bestoj estis kunpremitaj 24 hr post ilia lasta droga ekspozicio. ΔFosB / FosB-imunoreactiveco estis detektita kiel priskribita (Perrotti et al., 2004). Okcidenta blotigo konfirmis, ke ĉiuj ΔFosB / FosB-similaj immunoreactiveco observis 24 hr aŭ pli longan post kokainaj injektoj reflektitaj ΔFosB, kun FosB esti nedetenebla (ne montrita).
RNA-izolado, reversa transskribo, kaj PCR
Bilateral 12-kalibraj punktoj de NAc kaj dorsolateral / dorsomedial CPu estis akiritaj kiel priskribis (Perrotti et al., 2004), frostita sur seka glacio kaj procesita laŭ publikaj protokoloj (Covington et al., 2011). ΔFosB kaj FosB-mRNA estis mezurita uzanta kvantuman PCR (qPCR) kun isoformo specifa ΔFosB kaj FosB-primers (Alibhai et al., 2007). ΔFosB kaj FosB-mRNA-niveloj estis normigitaj al GAPDH-mNA-niveloj, kiuj ne estis tuŝitaj de kokain-ekspozicio (ne montritaj).
Okcidenta blotado
NAc kaj CPu-punĉoj estis kolektitaj kiel supre kaj procesitaj por okcidenta blotado kiel priskribis (Covington et al., 2011), uzante antikorpojn kontraŭ ERK44 / 42 [ekstracelular signalo reguligita kinase-44 / 42] kaj phosphoERK44 / 42 (pERK), AKT [timema viral proto-oncogene] kaj p-AKT, SRF (serum-responda faktoro), kaj pSRF, KREO [cAMP-responda elemento ligita al proteino], kaj pCREB. La kvanto de proteino blotita sur ĉiu linio estis normala al niveloj de actino aŭ tubulino, kiuj ne estis tuŝitaj de kokaino.
Senromprecipigo de kromatina (ChIP)
Freŝe diskaptitaj NAc kaj CPu-punĉoj estis preparitaj por ChIP kiel priskribis (Maze et al., 2010). Ĉiu eksperimenta kondiĉo estis analizita trifoje de sendependaj grupoj de bestoj. Por ĉiu specimeno de ĈAPO, duflankaj NAc kaj CPu-punĉoj estis kunigitaj de kvin ratoj (10-punches). La antikorpoj uzataj por specifaj histone-modifoj estas same kiel tiuj eldonitaj (Maze et al., 2010); antikorpoj al Pol II fosforilata ĉe Ser5 de ĝia karboxila finaĵa domajno (CTD) ripeta regiono (Pol II-pSer5) estis akirita de abcam 5131. Kvar serioj de ChIP-primers estis desegnitaj por Fosb (Lazo et al., 1992; Mandelzys et al., 1997): 1F: GTACAGCGGAGGTCTGAAGG, 1R: GAGTGGGATGAGATGCGAGT; 2F: CATCCCACTCGGCCATAG, 2R: CCACCGAAGACAGGTACTGAG; 3F: GCTGCCTTTAGCCAATCAAC, 3R: CCAGGTCCAAAGAAAGTCCTC; 4F: GGGTGTTTGTGTGTGAGTGG, 4R: AGAGGAGGCTGGACAGAACC. Niveloj de cromatina-modifoj estas komparitaj al tiuj por eniga DNA kiel priskribis (Maze et al., 2010).
Statistika analizo
Ĉiuj raportitaj valoroj estas mezaj ± semaj Datumoj pri lokomotora agado kaj ĉel-kalkulado estis analizitaj per dudirektaj ANOVA-oj kun kuracado kaj injekto kiel faktoroj. qPCR-eksperimentoj estis analizitaj per tempopunkto per unudirektaj ANOVAoj kun traktado kiel faktoro. Kiam signifaj ĉefaj efikoj estis observitaj (p <0.05), Bonferroni-post-hoc-testoj estis faritaj por komparoj al drogo-naivaj salaj kuracitaj bestoj (^ en figuroj) kaj drogaj-naivaj kokainaj kuracitaj bestoj (* en figuroj). Senparaj du-vostaj studentaj t-testoj estis uzataj por okcidentaj blotaj kaj datumoj ChIP, kun korektoj por multnombraj komparoj.
rezultoj
Plej granda Fari indukteblecon en NAC, sed ne CPU, el kokain-spertaj ratoj
Ekzameni la influon de antaŭa kronika kurso de la kokaino, sekvita de daŭrigita periodo de retiriĝado, pri induktado de la Fosb geno en respondo al posta kokaino-defio, ratoj kiuj antaŭe estis injektitajn dufoje ĉiutage kun salina aŭ kokaino (15 mg / kg) por 10 tagoj estis donitaj defias dozon de la drogo post 28-tagoj de retiriĝado (Fig 1A). Ni unue mezuris lokomotorrespondojn en unu grupo de bestoj por konfirmi la indukon de lokomotivigado per antaŭa kokaino-ekspozicio, atendita daŭra konsekvenco de droga administrado. Kokain-spertaj kaj -naŭtaj ratoj montris ekvivalentan baseline-lokomotivan aktivecon, kun kokain-defio al drog-naivaj bestoj pliigante sian lokokomon (Fig 1B. Ripetitaj mezuroj du-vojaj ANOVA, traktado: F1,66 = 30.42, p <0.0001; kokaina defio: F2,66= 58.39, p <0.0001; kuracado x kokaina defio: F2,66= 8.56, p = 0.0005, Bonferroni-post-provoj ^p <0.001). Ĉi tiu kokaina defio induktis signife pli grandan lokomotivan agadon, t.e., sentivecon, ĉe kokainaj spertaj ratoj (Bonferroni-post-testoj * p <0.001).
Por taksi la efikojn de ĉi tiu kokaino-pretratiga reĝimo sur ΔFosB-esprimo en NAc kaj CPu, ni mezuris ΔFosB-proteinon per imunohistochemikaj metodoj 24 hr post kokaino-naivaj kaj kokain-spertaj bestoj estis traktitaj per 0, 1, 3 aŭ 6 ĉiutaga kokaino-defio injektoj (15 mg / kg; Fig 1A). Kiel antaŭe establita (Nye et al., 1995), 3-kokainaj injektoj sufiĉis por signife indukti ΔFosB-proteinon en NAc kaj CPu de drog-naivaj bestoj kaj ĝia amasigo restis signifa post 6 tagoj de kokainaj injektoj (Fig 1C. Ripetitaj mezuroj de du vojoj ANOVA, NAc kerno, traktado: F1,28= 23.5, p <0.0001; kokaina defio: F3,28= 49.16, p <0.0001; kuracado x kokaina defio: F3,28= 6.83, p = 0.0014; NAC ŝelo, kuracado: F1,28= 18.69, p <0.0001; kokaina defio: F3,28= 31.52, p <0.0001; kuracado x kokaina defio: F3,28= 3.21, p <0.05; CPu, kuracado: F1,28= 9.47, p <0.001; kokaina defio: F3,28= 19.74, p <0.0001; kuracado x kokaina defio: F3,28= 0.94, p> 0.05. En NAc-kerno, ŝelo kaj CPu, Bonferroni postprovas ^p <0.05). En kokainaj spertaj bestoj, ne estis evidenteco de persista indukto de osFosB en NAc aŭ CPu post 28 tagoj de retiriĝo, kongrue kun antaŭaj raportoj, ke la signalo de osFosB plene disiĝas per ĉi tiu tempo (Nye et al., 1995), la kialo ĉi-tempa punkto estis uzata en ĉi tiu studo. Strikte, tamen, spertaj ratoj de kokaino, kiuj ricevis 3 aŭ 6-kokainajn defiojn, montris signife pli grandan ΔFosB-protektan indukadon en NAc, efikon ŝajnan en ambaŭ kernaj kaj konkretaj subregionoj (Fig 1C. Bonferroni-post-testoj * p <0.05). Kontraŭe, neniu tia pli granda indukto de ΔFosB-proteino estis observita en CPu; anstataŭe, ekvivalenta indukto de osFosB estis vidita en ĉi tiu regiono post 3 aŭ 6 tagoj de kokaino defias injektojn en kokainaj naivaj kaj -spertaj ratoj (Fig 1C).
Por akiri informon pri la transskribaj ŝanĝoj okazantaj en NAc kaj CPu en respondo al kokain-defio, ni studis la tempon (45, 90 kaj 180-min) de la induktebleco de ΔFosB kaj FosB-mRNA-transskriboj sur ununura kokaino aŭ salina injekto donita al kokain-naive kaj spertaj ratoj post 28-tagoj de retiriĝado (vidu Fig 1A). Relativa al salina defio, kokaina defio induktis rapidan kreskon en ΔFosB kaj FosB-mRNA-niveloj en ĉiuj tri tempa punktoj en ambaŭ NAc kaj CPu de kokain-naivaj bestoj (Fig 1D. Ripetita mezuras unu vojon ANOVA per tempa punkto; Post-provoj de Bonferroni ^p <0.05). En NAc, ni observis pli grandan indukton de mRNA de ΔFosB kaj FosB en kokainaj spertaj bestoj kompare kun kokainaj naivaj bestoj post la kokaina defio, la efiko estis signifa ĉe 90-min dum, male, la induktebleco de ΔFosB kaj FosB-mRNA en CPu estis signife malpliiĝis en kokain-spertaj bestoj (Fig 1D. Post-provoj de Bonferroni %p = 0.08, * p <0.05).
Karakterizado de supraj signaloj de vojoj en NAc kaj CPu de spertaj ratoj de kokaino
Unu ebla klarigo por la ŝanĝita induktebleco de la Fosb geno en NAc kaj CPu post antaŭa kronika kurso de kokaino estas ke malproksima historio de kokain-ekspozicio povus indukti daŭrajn ŝanĝojn en signalaj vojoj, kiuj estas supre de Fosb geno indukto tia, ke coca defio tiam induktas la genon al aberiga grado. Por studi ĉi tiun hipotezon, ni analizis la du transskribajn faktorojn, SRF kaj CREB, kiuj estis montritaj ĵus por esti postulataj por kokaina indukto de ΔFosB en ĉi tiuj cerbaj regionoj (Vialou et al., 2012) kune kun upstream protein kinases, ERK kaj AKT, ankaŭ implicitaj en kokainaj agoj (Valjent et al., 2000; Lu et al., 2006; Boudreau et al., 2009). Ni malsukcesis detekti iujn ŝanĝojn en la tuta aŭ fosflarita niveloj de ĉi tiuj diversaj proteinoj, kiuj povus klarigi la ŝanĝitan induktilecon de Fosb observita, inkluzive de neniuj ŝanĝoj en SRF, CREB, aŭ AKT (Fig 2B, C). La manko de ŝanĝo en pSRF kaj pCREB en NAc en respondo al koka defio estas konsekvenca kun lastatempa raporto, kiu trovis ambaŭ induktive signife de kronika kokaino nur (Vialou et al., 2012).
En NAc kaj CPu de drog-naivaj bestoj, 20-min post komenca drog-ekspozicio (Fig 2A), unuopa kokain-defio malpliiĝis nivelojn de pERK42 / 44 (Fig 2B, C. Duvosta studenta t-testo: * p <0.05). Estas antaŭaj raportoj pri pliigitaj niveloj de pERK en ĉi tiuj regionoj post akra kokaina administrado (Valjent et al., 2000). Ĉi tio malfacilas kompari al aliaj paperoj ekzamenantaj ERK-fosforiladon en NAC dum forigo de ripetitaj kokainaj injektoj (Boudreau et al., 2007; Shen et al., 2009), kiel en nia studo pERK estis kvantigita post 28 tagoj de retiriĝado kaj post kokaino aŭ salina defio. Relativa al drog-naivaj bestoj spertantaj kokainon por la unua fojo, ekspozicio al kokaino en kokain-spertaj ratoj, post 28-tagoj de forigo, kaŭzis signifan pliigon en pERK42 / 44-niveloj en CPU (Fig 2B, C. Du vosta studenta t-testo: * p <0.05).
Kromatina pejzaĝo ĉe la Fosb genproduktanto en NAc kaj CPu de kokain-spertaj ratoj
Ni poste esploris ĉu ŝanĝoj Fosb Geno-induktebleco estas asociita kun ŝanĝoj en ĝia kromatina strukturo. ChIP estis farita sur NAc kaj CPu uzante antikorpojn direktitajn kontraŭ tri bone karakterizaj formoj de histone-modifoj: trimetilacio de Lys4 de histone H3 (H3K4me3) asociita kun geno-aktivigo, kaj H3K27me3 kaj H3K9me2 asociitaj kun genra subpremo. Ni analizis kokain-naivajn kaj spertajn ratojn post 28-tagoj de retiriĝado aŭ sen defia injekto de kokaino, kun bestoj ekzamenitaj 1-h poste (Fig 3A). En NAC, ni ne trovis gravajn ŝanĝojn en la ligado de iu ajn el ĉi tiuj tri histona modifoj al la Fosb genro-iniciatinto en foresto de kokaina defio, kvankam estis tendenco por reduktitaj niveloj de H3K9me2 (Fig 3B-D. Du vosto Studenta t-testo. #p = 0.2 kompare kun respektivaj Drug Naïve-kontroloj). Ĉi tiu efiko fariĝis signifa post kokaina defio kaj estis specifa por la proksima promesila regiono de la geno (Fig 3C. * p <0.05). Dum niveloj de H3K9me2 estas tre malaltaj ĉe iuj genoj, la Fosb genro-iniciatinto montras estimindajn nivelojn de ĉi tiu marko en NAc sub kontrolkondiĉoj (Maze et al., 2010, datumoj ne montritaj). Kontraŭe, en CPu, ni trovis malgrandajn sed signifajn malpliiĝojn en la ligilo H3K4me3, kaj pliigas en la ligilo H3K27me3, ĉe la Fosb iniciatinto en foresto de koka defio, efikoj perditaj post la defio (Fig 3D. * p <0.05).
Ni poste esploris Pol II-ligon al la Fosb geno, bazita sur lastatempaj trovoj en ĉela kulturo, kiu stalo de Pol II ĉe TSS, kiu estas karakterizita per ĝia fosforilado ĉe Ser 5 en ĝia CTD-ripeta regiono, estas asociita kun primado de genoj (vidu Enkonduko). Ni tiel analizis Pol II-pSer5-ligon al Fosb ĉe kvar apartaj regionoj de la geno (Fig 3B). Ĉi tiu analizo malkaŝis gravan riĉiĝon de Pol II-pSer5 ĉe la Fosb geno ĉe ĝia proksima promesila regiono kaj ĉirkaŭ ĝia TSS en NAC de kokain-spertaj bestoj, post daŭrigita retiriĝado, ĉe la foresto de kokain-defio kompare kun kontroloj (Fig 3E. * p <0.05). Ĉi tiu riĉiĝo ne estis videbla ĉe du genaj korpaj regionoj de Fosb, konsekvenca kun Pol II-stalo priskribita en simplaj eksperimentaj sistemoj. Kurioze, post koka defio, Pol II-pSer5-ligado ankoraŭ montris signojn de riĉiĝo, kvankam ne plu signife, ĉe la Fosb regiono promocional proximal (Fig 3E. %p = 0.1), sed denove kontrolis nivelojn ĉe la TSS. Trovoj en CPU estis pli diversaj, sen klara ŝablono de Pol II-pSer5-ligado observita.
diskuto
La nuna studo provizas novan komprenon pri la daŭra reguligo Fosb semajnoj post ĉesigo de ripetita ekspozicio al kokaino. Ni montras tiun antaŭan kronikan kokainan administradon Fosb geno pli induktebla en NAc, rezultigante pli rapidan amasiĝon de ΔFosB post ekspozicio al la drogo. Donita la preponderancia de evidenteco ke ΔFosB-indukto en NAc mezas sentivigitajn kondutajn respondojn al kokaino (Nestler, 2008), niaj rezultoj malkaŝas novan mekanismon por pli rapida rekomenco de tiaj sentivaj respondoj post daŭrigita retiriĝado.
Ni pruvas, ke la plibonigita indukto de ΔFosB en NAc estas asociita kun kromatinaj ŝanĝoj ĉe la Fosb geno, kiu estus atendata por primori ĝin por pli granda indukto. Tiel, ni montras pliigitan Pol II-ligon al la proksima iniciatinto kaj TSS-regionoj de la geno, kiuj estas prezencoj post 4-semajnoj de forigo de antaŭa kronika kokaina administrado. Tia pol-riĉiĝo ĉe la TSS perdiĝas rapide sur kokain-defio kaj Fosb indukto, konsekvenca kun modelo en ĉela kulturo, kiu malpermesis Pol II, estas liberigita de TSS sur gen-aktivigo (vidu Enkonduko). Koka defio ankaŭ induktas rapidan malkreskon en ligado de H3K9me2-marko de geno-subpremo-al la Fosb iniciatinto. Kontraŭe, ni detektis nenian daŭran indukon de pluraj transskribaj faktoroj, aŭ de iliaj translokaj kinasoj, kiuj estas konataj mediaj Fosb indukto per kokaino. Ĉi tiuj rezultoj subtenas nian hipotezon, ke la plibonigita indukto de ΔFosB en NAc estas komunikata per epigenetika primado de la Fosb geno kaj ne per altregulado de upstreamaj eventoj.
Tre malsamaj rezultoj estis akiritaj por CPU. Ne ekzistis evidenteco pri Pol II ĉeestanta Fosb en spertaj ratoj de kokaino antaŭ coca defio, kvankam estis malgrandaj sed signifaj histone-modifoj konsekvencaj kun gena subpremo: pliigis H3K27me3-ligilon kaj malpliigis H3K4me3-ligilon. Ankaŭ ne estis ŝanĝo en faktoroj de transskribo de suprema fluo aŭ kinasoj konsekvencaj kun reduktitaj Fosb indukto. Ĉi tiuj trovoj sugestas ke post kronika kokaina administrado, epigenetikaj modifoj utilas por malsekaĝi Fosb geno indukteble en CPU, kontraste kun la prizorgado vidita en NAc. Tamen, dum ĉi tiuj efikoj subpremas ΔFosB-mRNA-indukon post ekspozicio al kokaino, ne estas perdo en amasiĝo de ΔFosB-proteino. La mekanismo sub ĉi tiu paradokso nun postulas pli da esploro.
Pli ĝenerale, niaj rezultoj subtenas modelon kie alteraciones en la kromatina pejzaĝo ĉe specifaj genoj en respondo al kronika kokaina administrado utilas por primi aŭ malkonstrui tiujn genojn por posta indukto post ekspozicio al la drogo. Tiaj kromatinoj ŝanĝas, kiuj povas esti videblaj kiel "epigenetikaj cikatroj", estus maltrafitaj en analizoj de stabilaj ŝtataj mRNA-niveloj. De ĉi tiu maniero, karakterizado de la epigenome de toksomanio promesas malkaŝi freŝajn informojn pri la molekula patogenezo de la malordo, kiu povas esti minita por la disvolviĝo de novaj traktadoj.
Referencoj
- Alibhai IN, Green TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Reguligo de fosB kaj DeltafosB mRNA-esprimo: en vivo kaj in vitro-studoj. Brain Res. 2007;1143: 22-33. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Bataille AR, Jeronimo C, Jacques PE, Laramee L, Fortin ME, Arbaro A, Bergeron M, Hanes SD, Robert F. Universala RNA Polymerase II CTD Cycle Estas orkestrita per Kompleksaj Intermontroj inter Kinase, Fosfatasa, kaj Isomerasa Enzimoj laŭ Genoj. Mol-ĉelo. 2012;45: 158-170. [PubMed]
- Boudreau AC, Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME. La riceviloj de la AMPA-surfaco de la ĉeloj en la nuklea rato pliigas dum la retiriĝita de la kokaino sed internigas post la defio de kokaino en asocio kun ŝanĝita aktivigo de mitogen-aktivigitaj proteinoj kinasoj. J Neurosci. 2007;27: 10621-10635. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Boudreau AC, Ferrario CR, Glucksman MJ, Wolf ME. Adaptiĝoj de la signaloj de la vojo kaj la proteino kinasa de nova substrato rilatigita kun la sentiveco conductual al la kokaino. J Neurochem. 2009;110: 363-377. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Core LJ, Lis JT. Regulado de transskribo per iniciatinto-proksima paŭzo de RNA-polimerasa II. Scienco. 2008;319: 1791-1792. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Covington HE, 3rd, Mazeo I, Suno H, Bomze HM, DeMaio KD, Wu EY, Dietz DM, Lobo MK, Ghose S, Mouzon E, Neve RL, Tamminga CA, Nestler EJ. Rolo por subprema histona metilato en kokain-induktita vundebleco al streso. Neŭrono. 2011;71: 656-670. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Freeman WM, Nader MA, Nader SH, Robertson DJ, Gioia L, Mitchell SM, Daunais JB, Porrino LJ, Friedman DP, Vrana KE. Kronikaj kokainaj amaskomunikiloj ŝanĝas en ne-homa primata kerno accumbens gen-esprimo. J Neurochem. 2001;77: 542-549. [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]
- Kalivas PW, Volkow N, Seamans J. Unmanageable motivado en toksomanio: patologio en prefrontal-accumbens glutamate transdono. Neŭrono. 2005;45: 647-650. [PubMed]
- Lazo PS, Dorfman K, Noguchi T, Mattei MG, Bravo R. Strukturo kaj mapado de la fosB geno. FosB malregulas la aktivecon de la fosb-iniciatinto. Nukleaj Acidoj Res. 1992;20: 343-350. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Lu L, Koya Kaj, Zhai H, Espero BT, Shaham Y. Rolo de ERK en kokaina toksomanio. Tendencoj Neurosci. 2006;29: 695-703. [PubMed]
- Mandelzys A, Gruda MA, Bravo R, Morgan JI. Absence de konstante levita 37 kDa-fiksita antígeno kaj AP-1-simila DNA-liganta aktiveco en la cerboj de kainic acid-traktita fosB null musoj. J Neurosci. 1997;17: 5407-5415. [PubMed]
- Mazeo Mi, Nestler EJ. La pejzaĝo epigenético de toksomanio. Ann NY Akademio Sci. 2011;1216: 99-113. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Mazeo I, Covington HE, 3rd, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Mechanic M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren Y, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakhovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Esenca rolo de la histone-metiltransferasa G9a en kokaino-induktita plasticideco. Scienco. 2010;327: 213-216. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Nechaev S, Adelman K. Promoter-proximal Pol II: Kiam staling rapidoj aferoj. Ĉelo-ciklo. 2008;7: 1539-1544. [PubMed]
- Nestler EJ. Revizio. Transskribaj mekanismoj de toksomanio: rolo de DeltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Mallonga Priskribo: Biol Sci. 2008;363: 3245-3255. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Nye HE, Espero BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Studoj farmacológicos de la regulado de la inducción kronika de antígeno de FOS por la kokaino en la striatumo kaj la kerno accumbens. J Pharmacol Floto Ther. 1995;275: 1671-1680. [PubMed]
- Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Indukto de deltaFosB en rekompencaj cerbaj strukturoj post kronika streso. J Neurosci. 2004;24: 10594-10602. [PubMed]
- Robinson TE, Kolb B. Struktura plastikeco asociita kun ekspozicio al drogoj de misuzo. Neurofarmacologio 47 Provizo. 2004;1: 33-46. [PubMed]
- Robison AJ, Nestler EJ. Transskribaj kaj epigenetikaj mekanismoj de toksomanio. Nat Rev Neurosci. 2011;12: 623-637. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Saha RN, Wissink EM, Bailey ER, Zhao M, Fargo DC, Hwang JY, Daigle KR, Fenn JD, Adelman K, Dudek SM. Rapida transkripto de Arko kaj aliaj IEG-induktitaj aktivecoj dependas de RNA-polimerasa II. Nat Neurosci. 2011;14: 848-856. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Shaham Kaj, Espero BT. La rolo de neuroadaptacioj en recidivo al drogado serĉas. Nat Neurosci. 2005;8: 1437-1439. [PubMed]
- Shen HW, Toda S, Moussawi K, Bouknight A, Zahm DS, Kalivas PW. Modifita dendrita spino-plasteco en kokain-retiriĝintaj ratoj. J Neurosci. 2009;29: 2876-2884. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Valjent Kaj, Corvol JC, Artikoloj C, Besson MJ, Maldonado R, Caboche J. Envolvado de la ekstracelular signalo-reguligita kinase akvofalo por cocaine-rekompencaj propraĵoj. J Neurosci. 2000;20: 8701-8709. [PubMed]
- Zeitlinger J, Stark A, Kellis M, Hong JW, Nechaev S, Adelman K, Levine M, Young RA. ARN-polimerasa stalo ĉe evoluigaj kontrolo-genoj en la Drosophila melanogaster-embrio. Nat Genet 2007;39: 1512-1516. [PMC libera artikolo] [PubMed]
- Vialou VF, Feng J, Robison AJ, Ferguson D, Scobie KN, Mazei-Robison M, Mouzon E, Nestler EJ. Serum-responda faktoro kaj cAMP-responda elemento-liganta proteino estas ambaŭ postulataj por kokaina indukto de ΔFosB. J Neurosci. 2012 akceptita. [PMC libera artikolo] [PubMed]
;
