DeltaFosB üleekspressioon tuuma accumbensis imiteerib kaitsva sõltuvuse fenotüüpi, kuid mitte keskkonna rikastamise (2014) kaitsvat depressiooni fenotüüpi

Ees Behav Neurosci. 2014; 8: 297.

Avaldatud Internetis Aug 29, 2014. doi:  10.3389 / fnbeh.2014.00297

PMCID: PMC4148937

Abstraktne

Keskkonnakaitse rikastumine tekitab rottidel kaitsvat sõltuvust ja depressiooni fenotüüpe. ΔFosB on transkriptsioonifaktor, mis reguleerib aju tasu ja on põhjustatud nii psühholoogilisest stressist kui ka kuritarvitamise ravimitest. Siiski ei ole ΔFosB rolli keskkonna rikastamise kaitsvatel fenotüüpidel hästi uuritud. Siin demonstreerime, et ΔFosB on erinevates tingimustes (IC) kasvatatud rottidel erinevalt reguleeritud (EC) erinevalt reguleeritud stressiravimite või kokaiini suhtes.

Krooniline stress või krooniline kokaiiniravi tõstavad ΔFosB valgu tasemeid IC rottide tuumaklumeenides (NAc), kuid mitte EÜ rottidel, kuna EK tingimustel täheldati juba ΔFosB baasakumulatsiooni suurenemist..

FosB viiruse poolt vahendatud üleekspressioon paarikorpuses olevate rottide NAc kestas (st sõltumata keskkonna rikastumisest / isoleerimisest) suurendab nälga põhjustatud sahharoosile reageerivat operanti, kuid väheneb reageerides küllastunud loomadel. Lisaks vähendab FFosB üleekspressioon kokaiini eneseanalüüsi, suurendab kokaiini otsimise väljasuremist ja vähendab kokaiini poolt indutseeritud intravenoosset kokaiini iseseisvat taastamist; kõik käitumuslikud leiud on kooskõlas rikastamise fenotüübiga.

Vastupidiselt sellele ei muutnud AFosB üleekspressioon paarikorpuses olevate rottide vastuseid mitmetes ärevuse ja depressiooniga seotud käitumiskatsetes.

Seega ΔFosB on NAc kesta jäljendab kaitsev sõltuvus fenotüüp, kuid mitte keskkonna rikastamise kaitsev depressioon fenotüüp.

Märksõnad: [juurdekasv]FosB, keskkonna rikastamine, depressioon, kokaiini enda manustamine, adeno-seotud viirus (AAV), üleekspressioon

Sissejuhatus

Elukogemusel, eriti elu varases staadiumis, on suur mõju loomade käitumisele kogu elu jooksul. Keskkond mängib olulist rolli inimeste vaimsete häirete haavatavuses ja resistentsuses (Elisei et al., 2013; Akdeniz et al., 2014; Kato ja Iwamoto, 2014; van Winkel jt, 2014). Näriliste mudelite puhul on teatatud, et elamine rikastatud keskkonnas alates võõrutusest noorte täiskasvanueaseni põhjustab kaitsvat sõltuvust ja depressiooni fenotüüpe (Green et al., 2002, 2003, 2010; Laviola et al., 2008; Solinas et al., 2008, 2009; El Rawas et al., 2009; Thiel et al., 2009, 2010). Selles paradigmas määratakse loomad kas rikastatud seisundile (EC), kus loomad on grupeeritud ja kellel on igapäevane juurdepääs uutele objektidele või isoleeritud seisundile (IC), kus loomad on üksinda, ilma uudsuse või sotsiaalse kontaktita. Rikastatud seisundis kasvatatud loomad, sealhulgas sotsiaalne kokkupuude, harjutus ja uudsus, näitavad vähem kokaiini või amfetamiini tugevnemist ja otsimist intravenoosse ravimi enda manustamise paradigmas (Green et al., 2002, 2010). Lisaks sõltuvuse fenotüübile põhjustab selline kokkupuude rikastumisega depressioonivastast toimet depressiooni loommudelitel. (Green et al., 2010; Jha et al., 2011). Täpsemalt, rikastatud loomadel on vähenenud anhedoonia-sarnane käitumine sahharoosi eelistuste testis, vähem sotsiaalne tagasivõtmine sotsiaalse interaktsiooni testis ja vähem liikumatus sunniviisilise ujumise testis (FST). Hoolimata rikastumisvastastest ja antidepressantidest sarnanevatest mõjudest, on keskkonna kaitsmise fenotüüpide aluseks olevad mehhanismid endiselt puudulikud, kuigi meie eelnev uurimus on mõjutanud transkriptsiooniteguri, CREB, vähenenud aktiivsust tuuma accumbensis (NAc ) keskkonna rikastamise mõningate mõjude vahendamisel (Green et al., 2010; Larson et al., 2011). Seega on nende diferentseeritud kasvatusuuringute eesmärk kasutada põhiteaduspõhist lähenemist, et teha kindlaks elastsuse molekulaarsed mehhanismid, mida saab hiljem kliinikusse tõlkida. Selline lähenemine on keskkonnaalane ekvivalent hästi väljakujunenud geneetilistele strateegiatele, nagu selektiivne aretus (McBride et al., 2014).

Siin keskendume teisele transkriptsioonifaktorile ΔFosB, mis on NAc-s esile tõstetud teatud stressi vormide või peaaegu kõigi kuritarvituste, sealhulgas kokaiini, morfiini, alkoholi, nikotiini ja amfetamiini poolt (Hope et al., 1992; Kelz ja Nestler, 2000; Perrotti jt, 2004, 2008). Transkriptsioonifaktorina dimereerib ΔFosB Jun perekonna valkudega, eelistatult JunD-ga, et moodustada aktiivne AP-1-kompleks, mis seondub AP-1-i vastuselemendiga, et suurendada või represseerida oma sihtgeenide transkriptsiooni (Nestler, 2001), kuigi uued uuringud näitavad, et ΔFosB võib toimida ka homodimeerina (Wang et al., 2012). ΔFosB valk on lühendatud splaisside variatsioon FosB geen, mis põhjustab AFosB valgu kahe C-terminaalse degroni domeeni puudumise, takistades FosB valku FosB ja kõigi teiste Fos-perekonna valkude kiirest lagunemisest. Kuna ΔFosB on NAc-s erakordselt stabiilne, toimib AFosB väga erinevalt ägedatest ja kroonilistest stiimulitest võrreldes teiste Fos-valkudega. Korduva ekspositsiooniga kuritarvitamise või stressiga ravimitele koguneb AFosB valk järk-järgult ja kestab päevi kuni nädala jooksul, samal ajal kui FosB ja teised Fos valgud indutseeritakse ainult lühikese aja (tunni) jooksul ja järgneval kokkupuutel tekivad nõrgenenud induktsioonid (Nestler et al., 2001; Nestler, 2008).

ΔFosB tähtsus ei ole mitte ainult see, et seda põhjustab tugevalt kuritarvitamine ja stress, vaid et AFosB manipuleerimine ajus on mõjutanud loomade käitumist. AFosB selektiivne indutseerimine täiskasvanud hiirte dünaamilistes kesknäärmetes närvirakkudes suurendab liikuvustundlikkust ägedale ja korduvale kokaiinile reageerimisel, samuti tasulisi reaktsioone kokaiinile konditsioneeritud kohtade eelistamise paradigmas ja enesekontrolli paradigma tugevdamisel (Kelz et al., 1999; Kelz ja Nestler, 2000; Colby et al., 2003).

Kuigi kaitsva sõltuvuse ja depressiooni fenotüüpe on üksikasjalikult kirjeldatud keskkonnasõbralike rottide jaoks, ei ole ΔFosB võimalikku rolli nende kaitsvate fenotüüpide vahendamisel täielikult hinnatud. Varasemad keskkonna rikastamise uuringud näitasid, et võrreldes standardkeskkonnaga (SE), rikastatud keskkond suurendab hiirtel nii D1 kui ka D2 keskmistes närvirakkudes DACNUMXi ja DXNUMXi keskmisi AFosB tasemeid. (Solinas et al., 2009; Lobo et al., 2013). Lisaks näitasid rikastatud Wistari rottidel NAc ja prefrontaalses ajukoores suurenenud AFosB positiivseid rakke võrreldes SE rottidega, mis viitab ΔFosB võimalikule rollile nikotiini kaitsva sõltuvuse fenotüübis. (Venebra-Muñoz et al., 2014). Lisaks suurendab FosB üleekspresseerimine hiirte striatumil igapäevast ratta jooksmist, mis võib olla analoogne rottide suurenenud aktiivsusega rikastatud keskkonnas. (Werme et al., 2002).

Käesolevas uuringus oletati, et: (1) keskkonna rikastamine suurendaks basaal-ΔFosB taseme akumulatsiooni NAc-s; ja (2) see FosB akumulatsioon aitaks kaasa keskkonna rikastumise kaitsele.

materjalid ja meetodid

Loomad

Keskkonnakaitse rikastamiseks jaotati isased Sprague-Dawley rotid (Harlan, Houston, TX, USA) juhuslikult kas EC või IC korpusesse postnataalsest päevast 21 kuni päevani 51. EÜ rotid paigutati rühmas (20 puuri kohta) suuresse metallist puuri (70 × 70 × 70 cm) koos mitme kõva plastmaterjaliga (laste mänguasjad, plastpakendid, PVC torud jne). Need objektid asendati uute objektidega ja paigutati ümber uueks konfiguratsiooniks iga päev. IC rotid paigutati üksikult standardse polükarbonaadi puuridesse. Rotid jäid nendes tingimustes kogu katse vältel ja kõik käitumuslikud testid ja biokeemilised testid algasid pärast 51i päeva vanuseid (st vähemalt 30i päeva rikastamise / eraldamise korral). ΔFosB üleekspressiooniks saadi isased Sprague-Dawley rotid (Harlan, Houston, TX, USA) suurusega 225-250 g ja nad olid paarides standardse polükarbonaadi puurides, enne kui nad süstiti stereotaktiliselt adeno-seotud viirusvektoriga (AAV2) osFosB üleekspresseerimine rohelise fluorestsentsvalguga (GFP) või lihtsalt GFP-ga (vt allpool). Rottide tavaline lehm ja vesi olid kõigile rottidele vabalt kättesaadavad, välja arvatud käitumiskatsete ja toidu reguleerimise ajal. Kõik rotid hoiti kontrollitud keskkonnas (temperatuur, 22 ° C, suhteline niiskus, 50% ja 12 h valguse / pimeduse tsükkel, tuled 600 h) laboratoorse loomade hoolduse (AAALAC) heakskiidetud koloonia assotsiatsioonis. . Kõik katsed vastasid NIH juhendile laborloomade hooldamiseks ja kasutamiseks ning Texase Ülikooli meditsiinilise haru institutsionaalse loomade hooldamise ja kasutamise komiteele.

Keskkonnakaitse rikastamine on kombineeritud manipuleerimine, mis koosneb uudsusest, sotsiaalsest kontaktist ja harjutamisest. Paarikorpus pakub sotsiaalset kontakti ja esindab seega Euroopa Komisjoni (vt NIH juhend). Seega oleks uudse, sotsiaalse kontakti ja treeninguga seisundi jaoks sobiv kontrollgrupp rühm, kus puudub uudsus, sotsiaalne kontakt või harjutus, IC-seisund. IC rottidel on vähem kroonilise stressi märke kui EÜ rottidel. Täpsemalt, EÜ rottidel on suurenenud neerupealised (Mlynarik et al., 2004), bluntitud CORT vastused (Stairs et al., 2011), nõrgenenud vahetu varajase geeni induktsioon (Zhang et al., käsikiri ettevalmistamisel) ja AFosB akumulatsioon (Solinas et al., 2009; Lobo et al., 2013), kõik kroonilise stressi tunnused (Crofton et al., läbivaatamisel).

Psühholoogiline stress

Rikastatud ja isoleeritud rotid paigutati ühekordselt kasutatavatesse pehmetesse plastikust näriliste tõkestajatesse (DecapiCone®, Braintree Scientific Inc., MA, USA) 60 min jaoks kas 1-i päevaks (äge) või 9-päevale (korduv). Lühiajalise mRNA testide jaoks dekapiteeriti 30 rottid (rühma 5 rottide kohta) pärast viimase pingutusperioodi algust, roti aju ekstraheeriti ja NAc lõigati mRNA analüüsi jaoks. Immunohistokeemia jaoks perfundeeriti 30 rottid füsioloogilise lahusega ja 12% paraformaldehüüdiga, ajud ekstraheeriti, fikseeriti 4% paraformaldehüüdis ja hoiti 4% glütseroolis 20xPBS-is 1 ° C juures. Rottide ajud lõigati 4 μm juures külmutava mikrotoomiga. Ajusid koguti 40 h pärast lõplikku pinget, et võimaldada täispika FosB valgu lagunemist (Perrotti et al., 2008).

Kokaiini intravenoosne manustamine koos keskkonna rikastamisega

Intravenoosne kateetri implanteerimine

Rotid anesteseeriti, kasutades ketamiini (100 mg / kg IP) ja ksülasiini (10 mg / kg IP) ja silastiline kateeter sisestati ja kinniti kannukaldas, väljudes nahast looma seljal. Kateetreid infundeeriti iga päev 0.1 ml-ga steriilse soolalahusega, mis sisaldas hepariini (30.0 U / ml), penitsilliini G kaaliumi (250,000 U / ml) ja streptokinaasi (8000 IU / ml), et vältida infektsiooni ja säilitada kateetri avatust kogu kestuse vältel. katseid.

Kokaiini iseteenindus koos keskkonna rikastamisega

Kakskümmend rikastatud ja 20-is isoleeritud rotti paigutati operatsioonikambrisse 30 × 24 × 21 cm (Med-Associates, St. Albans, VT) ja neil lasti vajutada hoob kokaiini infusiooni jaoks (0.5 mg / kg / infusioon, NIDA ravimi manustamine, Research Triangle Institute, NC, USA) või füsioloogilise lahusega fikseeritud suhe 1 (FR1) järgi 2 h päevas kokku 14 päeva jooksul. Samaaegse kokaiini tarbimise säilitamiseks EÜ ja IC rühma vahel oli maksimaalne 30i infusioon seansi kohta. Kudede töötlemisvõimsus piirdus 30i proovidega, seega ei töödeldud iga rühma madalaima vastusega rottidele, jättes kokaiini ja 8i jaoks 7i Ns soola rühmadele. Seega puudusid EC / IC erinevused kokaiini kogutarbimises või infusioonide ajastuses EC ja IC rottide vahel. Rottide aju ekstraheeriti 3 h pärast viimase iseseisva seansi algust ja NAc lõigati mRNA ja valgu analüüsiks. NAc ühele küljele kasutati Western blot'i, teisel küljel qPCR-i.

Tingimuseta kokaiini manustamine koos keskkonna rikastamisega

Otsese võrdlemiseks eelnevalt avaldatud kirjandusega (Hope et al., 1994; Chen et al., 1995), EÜ (N = 12) ja IC rottidel (N = 12) süstiti intraperitoneaalselt (IP) 20-i päeva (äge) või 1-päeva (korduv) soolalahusega või 9 mg / kg kokaiiniga. Töötlemise käigus kaotas üks EÜ proov. Ägeda grupi said 8i päevadel süstelahust ja 9i päeval ühte kokaiini süstimist, nii et kõik rotid said sama arvu süste. Ajusid ekstraheeriti 30 min pärast viimast süstimist ja NAc eraldati mRNA analüüsi jaoks.

MRNA kvantifitseerimine qPCR abil

RNA ekstraheeriti, homogeniseerides RNA STAT-60-is (Teltest, Friendswood, TX), eraldades RNA DNA-st ja valgust kloroformi abil ning sadestades kogu RNA isopropanooliga. Saastav DNA eemaldati (TURBO DNA-vaba, Life Technologies, CA, USA) ja puhastatud RNA 5 ug transkribeeriti cDNA-ks (SuperScript III First Strand Synthesis: Invitrogen kataloog # 18080051). ΔFosB mRNA kvantifitseeriti kvantitatiivse reaalaja PCR (SYBR Green: Applied Biosystems, Foster City, CA) abil Applied Biosystems 7500 kiiret termotsükleris koos praimeritega, mis olid ette nähtud ainult ΔFosB tuvastamiseks (edasi: AGGCAGAGCTGGAGTCGGAGAT; tagurpidi: GCCGAGGACTTGAACTTCACTCG) ja normaliseeriti praimeritega, mis on kavandatud roti GAPDH tuvastamiseks (edasi: AACGACCCCTTCATTGAC; vastupidine: TCCACGACATACTCAGCAC). Kõik praimerid valideeriti ja analüüsiti enne eksperimentide spetsiifilisust ja lineaarsust (Alibhai et al., 2007).

Western blot

NAc paremal poolel kokaiinist või soolalahust manustavatest EC ja IC rottidest homogeniseeriti puhvris, mis sisaldas sahharoosi, Hepes puhvrit, naatriumfluoriidi, 10% SDS-i ja proteaasi ja fosfataasi inhibiitoreid (Sigma-Aldrich: P-8340, P -2850, P-5726). Valgu kontsentratsiooni hinnati, kasutades Pierce BCA valgu analüüsi komplekti (Thermo Scientific, IL, USA). Kuna ühest rotist ekstraheeritud valk ei olnud analüüsi jaoks piisav, koondati sama rühma 2 proovid, valmistades iga rühma jaoks 4 proove. Valgu proovid denatureeriti 95 ° juures 5 min ja töötati 10-20% polüakrüülamiidi gradiendi geelil (Criterion TGX, Bio-Rad Laboratories, CA, USA), seejärel kanti polüvinülideenfluoriidi (PVDF) membraanile (Millipore, MA, USA ). Membraan blokeeriti blot-klassi blokaatoriga (rasvata kuiva piimaga), inkubeeriti AFosB primaarse antikehaga (küülik, 1: 1000, #2251, raku signalisatsioonitehnoloogia, MA, USA) ja β-aktiini primaarse antikehaga (hiir, 1: 1000 , Cell Signaling Technology, MA, USA), pesti TBST-ga ja inkubeeriti seejärel fluorestseeruvate sekundaarsete antikehadega (eesli anti-küülik (780 nm), eesli anti-hiir (680 nm), 1: 15000, Li-Cor Biosciences, NE, USA). Seejärel kuvati Western blotid (Odyssey, Li-Cor Biosciences, NE, USA) ja proteiinitasemed kvantifitseeriti Odyssey tarkvaraga.

Immunohistokeemia

Joonis Joonis11 (N = 3), AFosB sisaldavaid rakke visualiseeriti ja loendati DAB-ga (DAB peroksidaasi substraadi komplekt, Vector Laboratories, CA, USA) värvitud AFosB immunohistokeemilise märgistamisega. Ajusid ekstraheeriti, fikseeriti, külmutati ja jaotati 40 μm viiludeks, mis sisaldasid NAc-d, libiseva külmutava mikrotomi (Leica Biosystems, IL, USA). Viilud jäid ujuvaks ja loputati 1xPBS-ga enne endogeensete peroksidaaside kustutamist, enne blokeerimist 3% normaalse kitse seerumiga (Jackson ImmunoResearch, PA, USA) 0.3% tritoni ja avidiiniga D (Vector Laboratories, CA, USA). NAc viilud inkubeeriti FosB primaarse antikehaga üleöö (1: 1000, Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA) 3% kitse seerumi, 0.3% tritoni, 1xPBS ja biotiini lahusega (Vector Laboratories, CA, USA). Kuigi see antikeha tunneb ära nii FosB kui ka AFosB, näitasid eelnevalt Western blot uuringud, et 24 h pärast stimuleerimist koosneb enamik immunohistokeemilisest signaalist AFosB, sest FosB laguneb hästi enne 24 h (Perrotti et al., 2008). Pärast pesemist inkubeeriti viilud biotinüülitud kitse küüliku sekundaarse antikehaga IgG (Vector Laboratories, CA, USA), kitse seerumiga ja 1xPBS-iga. Seejärel inkubeeriti viilud 15 min (Thermo Scientific, IL, USA) avidiin-biotiini kompleksi (ABC) peroksidaasiga. Lõpuks paigaldati viilud, dehüdreeriti etanooli ja CitriSolv'i (Fischer Scientific, MA, USA) abil ja kaeti DPX-ga (Fisher Scientific). Rakkude loendamiseks prooviti iga looma kohta Bregma + 1.80-st kuni 1.44-i. FosB immunopositiivsete rakkude koguarv loendati neljast NAc sektsioonist iga roti südamikust ja kestast.

Joonis 1  

stress ja [juurdekasv]FosB EC ja IC rottidel. (A – D) ΔFosB representatiivne immunohistokeemia DAB värvimine NAc kestas ja IC südamikus (A ja B) ja EÜ (C ja D) \ tB ja D) ja ilma (A ja C) korduv stress (N = (E) Kvantifitseerimine ...

Adeno-seotud viiruse üleekspresseerimine [juurdekasv]FosB

AAV2-põhine vektor, mis ekspresseerib FosB ja humaniseeritud renilla GFP (hrGFP; Winstanley et al., 2007, 2009,b) või hrGFP kontrollvektor (N = 10 igaüks süstiti kahepoolselt roti NAc-sse. Kuna IC-inimesi ei ole, kasutati IC-rottide asemel paarikasvatatud rotte, et suurendada selle uuringu olulisust teadlaskonna jaoks, näidates ΔFosB mõju. sõltumatud EC / IC-i paradigma. Kontrollina kasutati hrGFP-d ekspresseerivat AAV-d, mis ei ekspresseeri ΔFosB-d üle. ΔFosB ekspressioon in vivo valideeriti FosB primaarse antikehaga (1: 200, Rabbit, Cell Signaling Technology, MA, USA) immunofluorestsentsiga. AAV vektorid süstiti kahepoolselt NAc kesta (1 μl / külg üle 10 min), kasutades koordinaate (AP = 1.7, L = 2.0, D = −6.5). Käitumiskatsed alustasid 3i nädalaid pärast stereotaksilist operatsiooni. Täpne paigutus määrati immunohistokeemiliselt pärast käitumiskatsete lõppu.

Sahharoosi neofoobia

ΔFosB üleekspresseerivad rotid (N = 10) ja kontrollrottidel (N = 8) käsitleti 1 nädalaks enne käitumiskatsete algust. Ärevusega sarnase käitumise testimiseks hinnati rotid neofoobia suhtes uudse maitsega (sahharoos). Rotid eraldati üksikutesse puuridesse ja vesi eemaldati 1600 h juures. Rottide tavalised veepudelid täideti 1% w / v sahharoosilahusega rottide normaalses "kraanivees" ja kaaluti enne iga puuri asetamist 1800 h. 30 min pärast pudelid eemaldati ja kaaluti uuesti ning arvutati sahharoosipudelite kaalude erinevus enne ja pärast testi. Seejärel asendati puurides sahharoos täiendavate 2-päevade ajaks, et rottidel oleks enne sahharoosieelistuse testi sahharoosi maitset tutvustatud.

Kõrgendatud pluss labürint

Teine ärevuse-sarnase käitumise test, kõrgendatud pluss-labürint (EPM), testiti 2 päeva pärast sahharoosi neofoobiat. EPM mõõdab vektori poolt modifitseeritud uurivat käitumist uudses ja ärevust tootvas keskkonnas (Green et al., 2008). Kaks suletud kätt ja kaks avatud kätt (Med Associates Inc., VT, USA), mis olid 12 × 50 cm mõõtmed, olid 75 cm põrandast kõrgemal ja neil olid iga haru sissepääsu juures fotoväljad. Avatud käsi kulunud aega jälgiti 5 min-i abil fotomeetri katkestustega, kasutades Med-PC tarkvara.

Külma stressi põhjustatud roojamine

EPM-iga järgneval päeval kasutati kolmandat ärevuskatset: roojamine vastusena kergelt stressirohkele keskkonnale (külm). Polükarbonaadi hiire puurid (33 × 17 × 13 cm) jahutati jääl 10 min. Rotid paigutati 30 min-le puurides jääle ja iga 5 min.

Sotsiaalne kontakt

Järgmisel päeval mõõdeti depressioonisarnast käitumist sotsiaalse interaktsiooni testi abil. Rotid eraldati enne testimist 24 h jaoks. Katsepäeval paigutati rotid uudsesse keskkonda (plastpakend, 45 x 40 × 45 cm) koos nende puurimisseadmega ja käitumine oli salvestatud video jaoks 30 min. Ajavahemikku, mille jooksul rottide paaritumine üksteist kasutas, määras uurija pime rottide seisundile.

Sahharoosi eelistus

Pärast sotsiaalset kontakti kasutati anhedoonia mudelina sahharoosi eelistuste testi. Paarikorpuses olevad rotid eraldati 1600 h-ga toiduga, kuid 2 h-le ei võimaldatud juurdepääsu veele. 1800 h juures pandi igasse puuri kaks eelnevalt kaalutud veepudelit, millest üks sisaldas vett, teine ​​1% sahharoosilahus vees. Veepudelid paigutati normaalsesse asendisse, samal ajal kui sahharoos paigutati umbes 10 cm kaugusele. Pudelid eemaldati ja kaaluti uuesti pärast 15 min.

Liikumisaktiivsus

Kolm päeva pärast sahharoosieelistust hinnati liikumisaktiivsust normaalsetes valgustingimustes, asetades rottid läbipaistvatesse pleksiklaasikambritesse (40 × 40 × 40 cm) õhukese allapanekihiga, mida ümbritsesid kaks 4 × 4 fotomeetrilist maatriksit, üks 4 cm ülalpool maapinnast ja üks 16 cm kõrgusel maapinnast, et salvestada horisontaalne ambitsioon ja vertikaalne (kasvatus) tegevus. Fotomeetri katkestusi jälgiti 2 h suhtes modifitseeritud avatud välitegevuse süsteemiga (San Diego Instruments, CA, USA).

Sunniviisiline ujumiskatse

Viimane spontaanne käitumiskatse oli FST, antidepressantidele tundlik mudel. Rotid pandi pleksiklaasist silindrisse, mis oli täidetud 14 min juures umbes 24 L toatemperatuuril (0.5 ± 15 °), 1 ja 5 min istungil 2 järgmisel päeval. Rotid kuivatati ja paigutati tagasi oma kodus puuridesse. Ujumise aktiivsus oli salvestatud videole ja latentsus esimesele liikumatusperioodile (1 s) ja kogu aeg liikumatuks määrati seansi 2 jaoks uurija, kes oli varjatud tingimustele.

Sahharoosi operant reageerib

Kontroll-AAV rottidele ja AFosB-üleekspresseerivatele rottidele reguleeriti 85-i protsenti 7-i päevast vaba toitmise kaalust. Kõigil rottidel treeniti sahharoosipelletite pressimiseks (Bio-Serv, NJ, USA) FR1i kinnitusskeemil 15 min seansideks 5 järjestikustel päevadel. Seejärel anti rottidele 3i päevadele vaba juurdepääs toidule ja seejärel lasti uuesti puruneda sahharoosipelletite jaoks FR1-i graafikuga 15 min, seekord 100% vaba toiduga kaaluga.

Kokaiini iseseisev manustamine

Omandamine

Üks nädal pärast kateetri operatsiooni (nagu ülalpool kirjeldatud) paigutati kõik rotid (7 kontrollrottid ja 10 AFosB üleekspresseerivad rotid, üks kontrollrott katetri operatsioonist) operatsioonikambrisse 30 × 24 × 21 cm (Med-Associates, St. Albans, VT) ja lasti 0.2-i h perioodi jooksul 2-i kohta manustada 4 mg / kg / infusiooni ühikdoosi. seejärel 0.5 mg / kg / infusiooni 3 päeva kohta FR1i ajakava alusel. Iga infusiooni manustati intravenoosselt 0.01 ml mahus 5.8 s. Infusiooni andis märku kahe 20-i valgusallika valgustus, mis andis märku ajaperioodist, mille jooksul ei olnud võimalik täiendavaid infusioone saavutada.

Väljasuremine

Kuna krooniline kokaiini kokkupuude indutseeriks eeldatavasti ΔFosB akumulatsiooni kontrollrottides, mis põhjustaksid rottidel mõlemas vektoris tingimustes kõrged AFosB tasemed ajus, piirdusid rotid oma kodus puurides 4 päeva jooksul ilma iseenesest manustamiseta, et võimaldada AFosB valgu tasemed vähenevad kontroll-vektori rottidel. Pärast 4-i päevade abstinensust paigutati rotid operatsioonikambrisse ja lasti 1-i järjestuste jaoks 1-i järjestikuste päevade jooksul FR3-i ajakava alusel ise manustada soolalahust kokaiini asemel.

Fikseeritud suhe annuse vastus

Iga rott (kontroll ja ΔFosB üleekspresseerimine) lasti 0.00325, 0.0075, 0.015, 0.03, 0.06, 0.125, 0.25, 0.5 mg / kg / infusiooni kokaiini manustada kasvavas järjekorras FR1 ajakava järgi iga päev 5 järjestikuste päevade jooksul. Rotid manustasid ise iga kokaiini annust 30 min.

Kokaiini põhjustatud taastamine

Rotid läbisid seansi taastamise protseduuri. Rotid said 0.5 mg / kg / infusiooni FR1 ajakavaga 60 min, millele järgnes 3 h väljasuremine (koos kontingentsete kokaiini märkidega). Seejärel said nad IP-süsti (Green et al., 2010) kokaiinist, mis koosneb ühest viiest annusest (0, 2.5, 5, 10 või 20 mg / kg) iga roti kohta juhuslikus järjekorras 5i taastamisetappide jooksul. Seansi viimane 3 h etapp oli taastamine, reageerides jälle kokaiinimärkidega, kuid ilma kokaiini infusioonita. Pärast iga kokaiiniga indutseeritud taastamistsüklit said rottid 2i suurte annuste (0.5 mg / kg / infusioon) kokaiini päevadel FR1i ajakava 2 h jaoks, et säilitada kõrged ravivastuste määrad. Kokaiini eneseanalüüsi käigus kaotasid mõnede rottide kateetrid järk-järgult avatuse; seega kasutati selles analüüsis 6 kontrollrottide ja 7 AFosB üleekspresseerivate rottide andmeid.

Statistiline analüüs

Nelja ravirühma võrdlemiseks tehti kahesuunalised variatsioonianalüüsid (ANOVA-d) ja kahesuunalised korduvad meetmed ANOVA-de võrdlemiseks ning plaanitud võrdlusi kasutati tingimuste erinevuste võrdlemiseks. Ainult kahe tingimuse olulisust analüüsiti üliõpilase abil t-test. Kõik t-testi andmed läbisid Shapiro-Wilki normaalsuse testi. Kõik andmed on väljendatud kui keskmine ± SEM. Statistiline olulisus määrati tasemele p <0.05. Kõik ühe katse jaoks rikastatud rotid paigutati ühte puuri, kuid neid raviti eraldi subjektidena, pakkudes seeläbi potentsiaalse pseudoreplikatsiooni probleemi.

Tulemused

EC rottidel on kõrgemad basaaltasemed [juurdekasv]FosB NAc-s kui IC rottidel

Võrreldes IC rottidega on EC-rottidel oluliselt suurem ΔFosB-positiivsete rakkude arv mõlemas NAc-südamikus (t(4) = −3.31, p <0.05) ja kest (t(4) = −6.84, p <0.05) (joonised 1A, C, E, F), see näitab, et ΔFosB põhitoon on EC rottidel kõrgem kui IC rottidel. Lisaks näitasid Western blot'i tulemused tugevat suunda EÜ soolalahustele, kellel oli NAc-s kõrgem AFosB valgu baastasem, võrreldes IC soolalahustega (t(6) = −2.03, p = 0.089; Joonis Joonis 2A) 2A), kasutades kahepoolset testi. Arvestades suurenenud väljendit joonistel 1A – F ja teiste dokumentide suurenemine (Solinas et al., 2009), oleme selles suhtes kindlad. Western blot'i tulemused kinnitavad samuti, et peaaegu kogu immunohistokeemiaga tuvastatud FosB-sarnane immunoreaktiivsus oli AFosB ja mitte FosB, mis ei olnud 24 h juures tuvastatav.

Joonis 2  

Kokaiin ja [juurdekasv]FosB EC ja IC rottidel. (A – B) Keskmine FosB valk (A) ja mRNA (B) tase (± SEM) NAc-s pärast 14-i päeva füsioloogilise lahuse või kokaiini iseseisvat manustamist IC- ja EC-rottidel (N = 7 – 8). Paneeli a punased ribad tähistavad ...

[juurdekasv]FosB indutseeritakse stressi tõttu EC- ja IC-rottidel erinevalt

Mõlemal koorel esines korduva turvasurve oluline mõju.F(1, 8) = 16.6, P <0.005) ja tuum (F(1, 8) = 7.9, P <0.05) NAc ja keskkonnakoore rikastamise peamine mõju (F(1, 8) = 22.3, P <0.005; Joonised 1A – F). Veelgi olulisem on see, et stressi ja keskkonna rikastamise vastastikune mõju oli oluline ka mõlemas kestas (F(1, 8) = 25.6, P <0.01) ja tuum (F(1, 8) = 6.7, P <0.05). Koostoimed olid sellised, et pärast korduvat piiravat stressi kasvas ΔFosB positiivsete rakkude arv IC rottidel märkimisväärselt, samas kui see arv ei muutunud pärast korduvat stressi EC rottidel.

Edasiseks uurimiseks, kuidas ΔFosBd dünaamiliselt reguleeritakse ägeda ja korduva stressi poolt ning võimaldada võrdlust eelneva uuringuga (Alibhai et al., 2007) ΔFosB induktsioon mRNA uuriti ägeda ja korduva tõmbejõuga (joonis 1). \ t (Joonis1G) .1G). Stress oli oluline (F(2, 24) = 31.9, P <0.001) ja keskkonna rikastamine (F(1, 24) = 5.1, P <0.05). IC rottidel indutseeris ΔFosB mRNA tugevalt pärast ägedat piiravat stressi. Korduva stressi korral nõrgenes ΔFosB mRNA induktsioon võrreldes ägeda induktsiooniga oluliselt. Samuti esines märkimisväärset koostoimet (F(2, 24) = 4.6, P <0.05), mis näitab, et ΔFosB mRNA äge induktsioon oli EC rottidel väiksem kui IC rottidel. Seega on EC-rottidel kõrgemad ΔFosB basaaltasemed valk NAc-s, kuid vähem ΔFosB-d mRNA indutseerimine ägeda stressiteguri vastuseks.

[juurdekasv]FosB indutseerib erinevalt EK ja IC rottide NAc-s kokaiini

Et teha kindlaks, kas EC ja IC rotid reageerivad kokaiinile erinevalt, uurisime osFosB valgu ja mRNA reguleerimist rottide NAc-s pärast kokaiini eneseanalüüsi (joonised 2A, B vastavalt). Western blot näitas kokaiini olulist peamist mõju (F(1, 12) = 24.9, P <0.001) ja oluline koostoime (F(1,12) = 5.5, P <0.05). Koostoimed olid sellised, et ΔFosB suurenes IC rottidel rohkem kui EC rottidel (joonis fig (Joonis2A) .2A). Tegelikult, pärast kokaiini iseseisvat manustamist suurenesid FosB valgu tasemed oluliselt ainult IC-rottidel. MRNA taseme osas näitasid qPCR tulemused ka kokaiini olulist peamist mõju (F(1, 26) = 47.1, P <0.001) ja keskkonna rikastamise peamine mõju (F(1, 26) = 13.8, P <0.005). Kuigi EC rottide üldised tasemed olid madalamad, suurendasid mõlemad rühmad ΔFosB mRNA-d (joonis fig (Joonis2B2B).

Kuigi valguandmed toetasid algset hüpoteesi, oli see hüpoteesitud jooniselt fig Joonis1G1G et EÜ rotid näitaksid vähem mRNA eespool kirjeldatud kokaiini katses indutseeritud kui isoleeritud rottidel, mis ei toimunud, tõenäoliselt seetõttu, et joonisel fig Joonis1G1G kasutas 30 min ajapunkti ja kokaiini katses kasutati 3 h ajapunkti. MRNA hüpoteesi edasiseks uurimiseks kasutati 30 min ajapunkti nii akuutse kui ka korduva kokaiiniravi uurimiseks parema võrdlusena joonisega Joonis1G.1G. Kuna akuutne kokaiini enese manustamine on olemuselt problemaatiline (st omandamisõpe), anti EC ja IC rottidele korduvaid mittekontrollitavaid kokaiini IP süste (9 mg / kg) ägedat või 20 päeva. Nagu oletatud, oli keskkonna rikastamisel märkimisväärne peamine mõju (F(1, 17) = 14.3, P <0.005), kuid kokaiiniravi peamine efekt (F(2, 17) = 3.4, P = 0.057) ja koostoime (F(2, 17) = 3.4, P = 0.055) näitasid ainult tugevaid suundumusi kahepoolse testiga. Kuid arvestades, et meil oli joonisel fig Joonis 1G, 1G, oleme äärmiselt mugavad meie arvates, et EÜ rottidel on vähem induktsiooni kui IC rottidel (joonis (Joonis2C2C).

. \ T [juurdekasv]FosB NAc kesta imiteerib kaitsva rikastamise poolt põhjustatud sõltuvuse fenotüüpi

Et uurida ΔFosB toimet rottide käitumisele, mis ei sõltu keskkonna rikastumisest / isoleerimisest (st et need tulemused oleksid asjakohasemad mitte-EC / IC uuringute puhul), kasutati ΔFosB üleekspresseerimiseks kahepoolselt NAc-s rikastamata paariga peetavad rotid. Meie varasemate uuringute kohaselt on NAc kest kõige tundlikum depressiooniga seotud ja ravimite võtmise / otsimise käitumise suhtes, nii et AAV vektorid süstiti selles uuringus NAc kestasse (Green et al., 2006, 2008, 2010). Arvud 3A, B näidata ΔFosB tüüpilist immunohistofluorestsentsi kontrollvektoriga (paneel A, st endogeenne AFosB ekspressioon) ja ΔFosB-üleekspresseerivat vektorit (paneel B) NAc kestas.

Joonis 3  

. \ T [juurdekasv]FosB NAc kesta jäljendab keskkonnakaitse rikastumise kaitsva sõltuvuse fenotüüpi. (A – B) ΔFosB representatiivne immunohistokeemia hrGFP kontrolli jaoks (A) ja ΔFosB-üleekspressioon (B) AAV vektorid. ...

Pärast tiitri kinnitamist in vivo viiruse vektori ekspressioon ja üldine paigutus, uurisime kõigepealt ΔFosB üleekspressiooni mõju ärevuse mudelitele. ΔFosB üleekspressioon NAc kestas ei olnud piisav, et reprodutseerida keskkonna rikastumise anksiogeenset toimet sahharoos neofoobias ja külm-stressist põhjustatud roojamise paradigmades (andmeid pole näidatud). Peale selle ei avaldanud EPM-i mõju (andmeid ei näidatud). Kuna keskkonna rikastamine tekitab rottidel antidepressant-sarnast toimet, viisime järgnevalt läbi depressiooniga seotud testid AFosB üleekspresseerivatel rottidel. Sarnaselt ärevuse mudelitele näitasid tulemused, et ΔFosB üleekspresseerimine NAc kestas ei olnud piisav depressioonisarnase käitumise vähendamiseks sahharoosi eelistuste testis, sotsiaalse interaktsiooni testis või FST-s (andmeid pole näidatud).

Keskkonnakaitselise rikastamise paradigmas on EC-rottidel madalam basaal-lokomotoorne aktiivsus kui IC-rottidel (Bowling et al., 1993; Bowling ja Bardo, 1994; Smith et al., 1997; Green et al., 2003, 2010). FosB üleekspresseerimise mõju uurimiseks NAc kestas uuriti spontaanset lokomotoorset aktiivsust 120 min puhul. Kahesuguse testi abil selgus, et ΔFosB üleekspresseerimine NAc kestas andis tugeva suundumuse rottidel vähenenud basaalse lokomotoorse aktiivsuse suhtes (joonis fig. (Joonis 3C; 3C; t(16) = 1.84, p = 0.084). Vaatamata sellele, et need andmed ei ole kahepoolse testiga suhteliselt statistiliselt olulised, on need andmed ikka veel intrigeerivad, arvestades, et need vastavad meie selgesõnalisele hüpoteesile, mis põhineb Green jt. (2010), mis on kooskõlas keskkonna rikastamise mõjuga.

In erinevalt depressiooni ja ärevuse mudelitest suutis ΔFosB üleekspressioon NAc kesta tekitada EC-sarnast fenotüüpi mitme sõltuvuse / tugevdamise paradigmas. Isahharoosipelleti operandi eneseanalüüsi testis oli rottide ΔFosB üleekspressiooni ja nälja motivatsiooni vahel märkimisväärne interaktsioon (F(1, 16) = 7.4, P <0.01). NAf-kestas ΔFosB üleekspresseerinud rotid võtsid märkimisväärselt aega rohkem sahharoosipelletid nälja-motiveeritud tingimustes (st 85-i vaba sööda kehakaaluga), kuid vähem pelleteid madala motivatsiooniga seisundis (st 100-i vaba sööda mass; Joonis 3D), 3D), mis jäljendab suurepäraselt EÜ fenotüüpi (Green et al., 2010).

Keskkonnakaitselise rikastamise paradigmas näitasid EK rotid kokaiini otsivat käitumist väljasuremises ja kokaiinist põhjustatud taastamises (Green et al., 2010). Seega mõõdeti kokaiini võtmise ja otsimise käitumist ΔFosB-ekspresseerivates rottides, kasutades intravenoosset kokaiini eneseanalüüsi paradigmat. Soovi mudeli kohaselt näitas kokaiini väljasuremise paradigma, et ΔFosB üleekspressioon NAc kesta vähendab ravimit otsivat käitumistr (F(1, 15) = 6.7, P <0.05; Joonis Joonis3E) .3E). Seansi oluline mõju oli kaF(2, 30) = 74.0, P <0.001). FR1 skeemi alusel ravivastuse korral oli annuse oluline peamine toime (F(7, 105) = 222.6, P <0.001) ja oluline koostoime (F(7, 105) = 2.3, P <0.05) kokaiini tarbimises. Koostoime olemus oli selline, et erinevused ilmnesid ainult suuremate kokaiini annuste korral (joonis fig (Joonis3F) .3F). Lõpuks oli kokaiiniga indutseeritud taastumise korral oluline annuse toime (\ tF(4, 44) = 15.5, P <0.001) ja ΔFosB üleekspressiooni peamise efekti suundumus, kasutades kahesabalist testi (F(1, 11) = 4.1, P = 0.067). Arvestades Green et al. (2010) ning statistiliselt olulised ja järjepidevad tulemused joonistel 3D, E, Fon tõenäoline, et ΔFosB vähendab ennistamist (joonis 1) (Joonis3G) .3G). Reaktsioon 10 mg / kg annuse korral oli AFosB ekspresseerivate rottide puhul oluliselt väiksem. Tulemused näitavad tervikuna, et ΔFosB üleekspresseerimine roti NAc kestas vähendab kokaiini võtmist ja otsimist, mis on kooskõlas keskkonna rikastamise käitumuslike mõjudega.

Arutelu

Keskkonnategurid mõjutavad tugevalt inimeste haavatavust sõltuvuse ja depressiooni suhtes. Keskkonnakaitse on paradigma, mis manipuleerib loomade elukeskkonnaga, tekitades kaitsva toime paljude psühhiaatriliste seisundite vastu. ΔFosB mängib olulist rolli tasufunktsiooni reguleerimisel mitmetes aju piirkondades, kaasa arvatud NAc ja dorsaalne striatum (Koob et al., 1998; Tark, 1998; Wallace et al., 2008; Grueter et al., 2013; Pitchers et al., 2013). Selles projektis uurisime osFosB dünaamilist reguleerimist piirava stressi ja kokaiiniga rikastatud ja isoleeritud rottidel. Selle projekti peamised tulemused on:

(1) EC rottidel on algväärtuses NAc kõrgenenud AFosB tasemed võrreldes IC rottidega;

(2) ainult IC rottidel koguneb korduva stressiga täiendavat AFosB valku;

(3) EC rottidel on stress või kokaiin pärast AFosB mRNA nõrgenenud induktsioon; ja

(4) AFosB üleekspresseerimine paarikorpuses olevate rottide NAc-s jäljendab kaitsva sõltuvuse fenotüüpi, kuid mitte kaitsvat depressiooni fenotüüpi.

Avaldatud kirjandusest võib eeldada, et transgeensed AFosB üleekspresseerivad hiired näitavad suurenenud tundlikkust kokaiini tasu ja eneseanalüüsi suhtes madalate ravimiannuste korral (Kelz et al., 1999; Colby et al., 2003; Vialou et al., 2010; Robison et al., 2013), et FosB-üleekspresseerivad rotid praeguses eksperimendis näitaksid suuremat kalduvust kokaiini eneseanalüüsiks ja otsimiseks. IPraegustes katsetes vähenes aga ΔFosB üleekspresseerimine NAc kesta kokaiini tarbimist ja kokaiini otsimist väljasuremise ja taastamise ajal, mis näitab kokaiini motivatsiooni vähenemist. Erinevus võib olla tingitud asjaolust, et transgeensed hiired ekspresseerisid ΔFosB kogu striatumis, kuid ainult dünorfiin + rakkudes (Colby et al., 2003). Käesolevas eksperimendis ekspresseeriti AFosB üle AAV vektori kaudu, mis nakatab dünorfiini + ja enkefaliini + neuroneid. Teiseks keskenduti praegusele uuringule pigem NAc koorele kui kogu striatali piirkonnale.

Lisaks sõltuvuse fenotüübile tekitab keskkonna rikastamine rottidel antidepressante ja anksiogeenset laadi profiile. (Green et al., 2010; Vialou et al., 2010). Käesolevas uuringus ei suutnud ΔFosB üleekspressioon NAc-s avaldada mõju ühelegi kolmest depressioonist ega kolmest ärevuskatsest.. Kuigi on olemas mitmeid võimalikke tegureid, mis võivad kaasa aidata osFosB-le, mis imiteerib rikastumise sõltuvust, kuid mitte depressiooni fenotüüpi, on võimalik, et NAc-kest on sõltuvusega seotud käitumise puhul domineerivam, samas kui depressiooniga seotud käitumist võivad teised piirkonnad tugevamalt vahendada. Need järeldused on vastuolus uuringutega hiired kus ΔFosB üleekspressioon NAc-s (kus ei saa usaldusväärselt eristada kestat ja südamikku), andis mitmetes käitumuslikes testides tugeva-antidepressandi sarnase toime (Vialou et al., 2010). Üheks võimalikuks põhjuseks on see, et ΔFosB mõju võib olla raskem stressi käitumismudelitele, nagu sotsiaalne löögi stress. Praeguse üleekspressiooniuuringu käigus uuriti depressioonisarnast käitumist raske stressisüsteemi puudumisel.

Selle uuringu käigus korreleerusid ΔFosB suured basaaltasemed (nt rikastamisest, korduvast stressist või kokaiinist) ΔFosB nõrgema järgneva indutseerimisega. See võib tähendada ülemmäära efekti, kusjuures valgu kõrgendatud basaaltasemete peal ei ole võimalik täiendavat induktsiooni. Samuti on võimalik, et ΔFosB kogunenud tasemed võivad tagasi anda, et takistada AFosB mRNA edasist indutseerimist pärast stressi või kokaiini negatiivse tagasiside silmusena. Näiteks EC rottidel oli kõrge FosB sisaldus ja see näitas stressi või kokaiini järel AFosB nõrgenenud induktsiooni. See toob esile negatiivse korrelatsiooni ΔFosB valgu tasemete ja selle mRNA induktsiooni vahel. Kogunenud ΔFosB negatiivne tagasiside kajastab ka ΔFosB nõrgenenud induktsiooni koos korduva stressiga IC rottidel.

On selge, et me ei väida, et keskkonna rikastamise paradigmal on otsene translatiivne tähtsus, kuna tõelise puuduse all on väga vähe lapsi (tuleb märkida, et sotsiaalmajanduslik puudus ei tähenda keskkonnasõbralikkust). Selle paradigma kasulikkus on see, et tegemist on mitte-ravimiga, mitte-kirurgilise, mitte-geneetilise manipuleerimisega, mis tekitab sõltuvusele ja depressioonile kaitsvaid käitumuslikke fenotüüpe, mida saab laboratoorse kontrolli all olevas keskkonnas kasutada molekulaarsete mehhanismide kindlakstegemise alusena psühhiaatriliste seisundite suhtes. Varasemad uuringud on üksikasjalikult kirjeldanud käitumuslikke fenotüüpe (Bowling et al., 1993; Bowling ja Bardo, 1994; Bardo et al., 1995; Green et al., 2002, 2003; El Rawas et al., 2009) ja hilisemad uuringud (Solinas et al., \ t 2009; Green et al., 2010; Lobo et al., 2013) koos praeguse uuringuga annavad vihjeid nende käitumuslike fenotüüpide aluseks olevate transkriptsioonimehhanismide kohta. Praegu uuritakse kaitsvaid fenotüüpe tootvaid transkriptsioonilisi sihtmärkgeene / valke (Fan et al., 2013,b; Lichti et al., 2014).

Meie keskkonna rikastamise kontseptualiseerimine on see, et rikastamine on kontinuum, mille isolatsioon on madalal otstarbel ja täielik rikastumine kõrgel tasemel. „Täielik rikastumine on antud juhul keskkond, kus subjektid puutuvad kokku uudsusega, mitteohtlike sotsiaalsete kontaktidega spetsiifiliste omadustega ning on lubatud ruumi ja objektide kasutamiseks. Tneed kolm tegurit esindavad „rikastumise” ühendi tingimusi, sest nad on iga tasuv ja iga vabastav dopamiin NAc-s ja sellisena aktiveerivad ühise neurobioloogilise ahela (Louilot et al., 1986; Calcagnetti ja Schechter, 1992; Crowder ja Hutto, 1992; Rebec et al., 1997; Bevins et al., 2002). Selles kontseptualiseerimises peetakse isolatsiooni kontrollrühmaks, sest see kujutab endast manipuleerimise puudumist (st rikastamist; Crofton jt, ülevaates). Teised kontseptualiseerimised on siiski võimalikud. Ühes alternatiivses kontseptualiseerimises on järjepidevus sama, kuid isolatsioonirühm on katserühm ja rikastatud rühm on kontroll. ISelle mudeli puhul kaotavad nad normaalse rikastumise is tegelik manipuleerimine. Isel juhul võib öelda, et rikastamine on kaitsev, selle asemel, et öelda, et isolatsioon annab tundlikkuse. Kolmas kontseptualiseerimine seisneb siiski selles, et puudub järjepidevus ja et rikastamine ja eraldamine on kaks põhiliselt erinevat manipulatsiooni. Selles vaates tuleks rikastamine ja eraldamine eraldada ja mõlemad võrreldes paarikontrolliga. Universaalse konsensuse puudumine rikastumise olemuse osas kujutab endast paradigma piiramist, kuid annab suunad tulevastele uuringutele. Sõltumata sellest, kas nende katsete tulemused on kindlad, olenemata järgnevast tõlgendusest.

Keskkonna- ja elukogemused mõjutavad tugevalt paljude psühhiaatriliste seisundite arengut ja väljendumist. Keskkonna rikastumise kaitsva sõltuvuse ja depressiooni fenotüüpide mehhanismi mõistmine käsitleb vaimse häire uuringute fundamentaalset küsimust - nimelt keskkonna panust psühhiaatriliste seisundite vastuvõtlikkusse või vastupidavusse. Selles uuringus rõhutatakse ΔFosB olulisust sõltuvusega seotud käitumise reguleerimisel. Tulevastes uuringutes tuleb keskkonna rikastamise mudelis edasi uurida ΔFosB toimet ja selle aktiveerivat ja inhibeerivat toimet konkreetsetele sihtgeenidele.

Rahastamine ja avalikustamine

Yafang Zhang, ükski; Elizabeth J. Crofton, ükski; Dingge Li, mitte; Mary Kay Lobo, ükski; Xiuzhen Fan, ükski; Eric J. Nestler, R37DA007359; Thomas A. Green DA029091.

Huvide konflikti avaldus

Autorid kinnitavad, et uuring viidi läbi ilma kaubandus- või finantssuhete puudumisel, mida võiks tõlgendada võimaliku huvide konfliktina.

Tunnustused

Neid katseid rahastati riiklikust narkootikumide kuritarvitamise instituudist, DA029091ist ja R37DA007359ist. Riiklik narkootikumide kuritarvitamise instituut pakub kokaiini.

viited

  1. Akdeniz C., Tost H., Meyer-Lindenberg A. (2014). Skisofreenia sotsiaalse keskkonnariski neurobioloogia: arenev uurimisvaldkond. Soc. Psühhiaatria Psühhiaatr. Epidemiol. 49, 507 – 517 10.1007 / s00127-014-0858-4 [PubMed] [Cross Ref]
  2. Alibhai IN, roheline TA, Potashkin JA, Nestler EJ (2007). FosB ja DeltafosB mRNA ekspressiooni regulatsioon: in vivo ja in vitro uuringud. Brain Res. 1143, 22 – 33 10.1016 / j.brainres.2007.01.069 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  3. Bardo MT, Bowling SL, Rowlett JK, Manderscheid P., Buxton ST, Dwoskin LP (1995). Keskkonnakaitse rikastab amfetamiini poolt indutseeritud liikumis- ja ülitundlikkust, kuid mitte in vitro dopamiini vabanemist. Pharmacol. Biochem. Behav. 51, 397 – 405 10.1016 / 0091-3057 (94) 00413-d [PubMed] [Cross Ref]
  4. Bevins RA, Besheer J., Palmatier MI, Jensen HC, Pickett KS, Eurek S. (2002). Uudse objekti koha konditsioneerimine: käitumuslikud ja dopamiinergilised protsessid uudsuse premeerimisel. Behav. Brain Res. 129, 41 – 50 10.1016 / s0166-4328 (01) 00326-6 [PubMed] [Cross Ref]
  5. Bowling SL, Bardo MT (1994). Amfetamiini lokomotoorne ja rahuldav mõju rikastatud, sotsiaalsetel ja isoleeritud kasvatatud rottidel. Pharmacol. Biochem. Behav. 48, 459 – 464 10.1016 / 0091-3057 (94) 90553-3 [PubMed] [Cross Ref]
  6. Bowling SL, Rowlett JK, Bardo MT (1993). Keskkonna rikastamise mõju amfetamiini poolt stimuleeritud lokomotoorse aktiivsuse, dopamiini sünteesi ja dopamiini vabanemisele. Neurofarmakoloogia 32, 885 – 893 10.1016 / 0028-3908 (93) 90144-r [PubMed] [Cross Ref]
  7. Calcagnetti DJ, Schechter MD (1992). Kohtade konditsioneerimine näitab noorte rottide sotsiaalse suhtluse rahuldust. Physiol. Behav. 51, 667 – 672 10.1016 / 0031-9384 (92) 90101-7 [PubMed] [Cross Ref]
  8. Chen J., Nye HE, Kelz MB, Hiroi N., Nakabeppu Y., Hope BT, et al. (1995). Delta FosB ja FosB-sarnaste valkude reguleerimine elektrokonvulsiivsete krampide ja kokaiiniga töötlemise teel. Mol. Pharmacol. 48, 880 – 889 [PubMed]
  9. Colby CR, Whisler K., Steffen C., Nestler EJ, Self DW (2003). DeltaFosB striatsiooniline rakutüübi spetsiifiline üleekspressioon suurendab kokaiini stimuleerimist. J. Neurosci. 23, 2488 – 2493 [PubMed]
  10. Crowder WF, Hutto CW (1992). Operatiivkoha konditsioneerimismeetmeid uuriti kahe mittesobiva tugevdaja abil. Pharmacol. Biochem. Behav. 41, 817 – 824 10.1016 / 0091-3057 (92) 90233-6 [PubMed] [Cross Ref]
  11. Elisei S., Sciarma T., Verdolini N., Anastasi S. (2013). Vastupidavus ja depressiivsed häired. Psühhiaatr. Danub. 25 (Suppl. 2), S263 – S267 [PubMed]
  12. El Rawas R., Thiriet N., Lardeux V., Jaber M., Solinas M. (2009). Keskkonna rikastamine vähendab heroiini kasulikku, kuid mitte aktiveerivat mõju. Psühhofarmakoloogia (Berl) 203, 561 – 570 10.1007 / s00213-008-1402-6 [PubMed] [Cross Ref]
  13. Fan X., Li D., Lichti CF, Green TA (2013a). Tuuma accumbens'i dünaamiline proteoomika vastuseks ägeda psühholoogilise stressi tekkele keskkonda rikastatud ja isoleeritud rottidel. PLoS One 8: e73689 10.1371 / journal.pone.0073689 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  14. Fan X., Li D., Zhang Y., Green TA (2013b). Tugevale stressile reageerimisel keskkondlikult rikastatud ja isoleeritud rottidel on tuuma accumbenside diferentsiaalne fosfoproteoomi regulatsioon. PLoS One 8: e79893 10.1371 / journal.pone.0079893 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  15. Green TA, Alibhai IN, Hommel JD, Dileone RJ, Kumar A., ​​Theobald DE jt. (2006). Indutseeritava cAMP varajase repressori ekspressiooni indutseerimine tuuma accumbensi poolt stressi või amfetamiini poolt suurendab käitumuslikke vastuseid emotsionaalsetele stiimulitele. J. Neurosci. 26, 8235 – 8242 10.1523 / jneurosci.0880-06.2006 [PubMed] [Cross Ref]
  16. Green TA, Alibhai IN, Roybal CN, Winstanley CA, Theobald DE, Birnbaum SG jt. (2010). Keskkonnakaitsega rikastatakse käitumuslik fenotüüp, mis on vahendatud madala tsüklilise adenosiini monofosfaatreaktsiooni elemendi seondumise (CREB) aktiivsusega tuuma accumbensis. Biol. Psühhiaatria 67, 28 – 35 10.1016 / j.biopsych.2009.06.022 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  17. Green TA, Alibhai IN, Unterberg S., Neve RL, Ghose S., Tamminga CA, et al. (2008). ATF2i, ATF3i ja ATF4i aktiveerivate transkriptsioonifaktorite (ATFXN) indutseerimine tuuma accumbensis ja nende emotsionaalse käitumise reguleerimine. J. Neurosci. 28, 2025 – 2032 10.1523 / jneurosci.5273-07.2008 [PubMed] [Cross Ref]
  18. Green TA, Cain ME, Thompson M., Bardo MT (2003). Keskkonnakaitse rikastab nikotiini poolt põhjustatud hüperaktiivsust rottidel. Psühhofarmakoloogia (Berl) 170, 235 – 241 10.1007 / s00213-003-1538-3 [PubMed] [Cross Ref]
  19. Roheline TA, Gehrke BJ, Bardo MT (2002). Keskkonnakaitse rikastab intravenoosset amfetamiini eneseanalüüsi rottidel: annuse-vastuse funktsioonid fikseeritud ja progressiivse suhte korral. Psühhofarmakoloogia (Berl) 162, 373 – 378 10.1007 / s00213-002-1134-y [PubMed] [Cross Ref]
  20. Grueter BA, Robison AJ, Neve RL, Nestler EJ, Malenka RC (2013). ΔFosB moduleerib diferentseeritult otsese ja kaudse tee funktsiooni. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 110, 1923 – 1928 10.1073 / pnas.1221742110 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  21. Hope B., Kosofsky B., Hyman SE, Nestler EJ (1992). Kroonilise kokaiini poolt reguleeritakse varase geeniekspressiooni ja AP-1i seondumist roti tuumas. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 89, 5764 – 5768 10.1073 / pnas.89.13.5764 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  22. Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y. jt. (1994). Pikaajalise AP-1i kompleksi indutseerimine, mis koosneb muutunud Fos-tüüpi valkudest ajus kroonilise kokaiini ja teiste krooniliste ravimitega. Neuron 13, 1235 – 1244 10.1016 / 0896-6273 (94) 90061-2 [PubMed] [Cross Ref]
  23. Jha S., Dong B., Sakata K. (2011). Rikastatud keskkonnahooldus muudab depressioonisarnase käitumise vastupidiseks ja taastab aju pärineva neurotroofse teguri vähenenud hippokampuse neurogeneesi ja valgu taseme hiirtel, kellel puudub promootor IV kaudu. Tõlge. Psühhiaatria 1: e40 10.1038 / tp.2011.33 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  24. Kato T., Iwamoto K. (2014). Põhjalik DNA metüülimine ja hüdroksümetüülimine inimese ajus ja selle mõju vaimsetele häiretele. Neurofarmakoloogia 80, 133 – 139 10.1016 / j.neuropharm.2013.12.019 [PubMed] [Cross Ref]
  25. Kelz MB, Chen J., Carlezon WA, Whisler K., Gilden L., Beckmann AM, et al. (1999). Transkriptsioonifaktori deltaFosB ekspressioon ajus kontrollib kokaiini tundlikkust. Loodus 401, 272 – 276 10.1038 / 45790 [PubMed] [Cross Ref]
  26. Kelz MB, Nestler EJ (2000). deltaFosB: molekulaarne lüliti, mis põhineb pikaajalisel närvilisusel. Curr. Opin. Neurool. 13, 715 – 720 10.1097 / 00019052-200012000-00017 [PubMed] [Cross Ref]
  27. Koob GF, Sanna PP, Bloom FE (1998). Sõltuvuse neuroteadus. Neuron 21, 467 – 476 [PubMed]
  28. Larson EB, Graham DL, Arzaga RR, Buzin N., Webb J., Green TA jt. (2011). CREB üleekspressioon tuuma akumulaarses koes suurendab kokaiini tugevdamist iset manustavatel rottidel. J. Neurosci. 31, 16447 – 16457 10.1523 / JNEUROSCI.3070-11.2011 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  29. Laviola G., Hannan AJ, Macrì S., Solinas M., Jaber M. (2008). Rikastatud keskkonna mõju neurodegeneratiivsete haiguste ja psühhiaatriliste häirete loomamudelitele. Neurobiol. Dis. 31, 159 – 168 10.1016 / j.nbd.2008.05.001 [PubMed] [Cross Ref]
  30. Lichti CF, Fan X., Inglise RD, Zhang Y., Li D., Kong F. et al. (2014). Keskkonnakaitse rikastab nii valgu ekspressiooni kui ka proteiini vastuseid kokaiinile rottide tuumas. Ees. Behav. Neurosci. 8: 246 10.3389 / fnbeh.2014.00246 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  31. Lobo MK, Zaman S., Damez-Werno DM, Koo JW, Bagot RC, Dinieri JA jt. (2013). ΔFosB induktsioon striaalsete keskmiste närviliste neuronite alatüüpides vastuseks kroonilistele farmakoloogilistele, emotsionaalsetele ja optogeneetilistele stiimulitele. J. Neurosci. 33, 18381 – 18395 10.1523 / JNEUROSCI.1875-13.2013 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  32. Louilot A., Le Moal M., Simon H. (1986). Dopamiinergiliste neuronite diferentsiaalne reaktiivsus tuumade akumuleerumisel vastusena erinevatele käitumisolukordadele. In vivo voltametriline uuring vabalt liikuvatel rottidel. Brain Res. 397, 395 – 400 10.1016 / 0006-8993 (86) 90646-3 [PubMed] [Cross Ref]
  33. McBride WJ, Kimpel MW, Mcclintick JN, Ding ZM, Edenberg HJ, Liang T. et al. (2014). Muutused geeniekspressioonis pikendatud amügdala sees pärast alkoholi-eelistavate (P) rottide liigsest alkohoolset joomist. Pharmacol. Biochem. Behav. 117, 52 – 60 10.1016 / j.pbb.2013.12.009 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  34. Mlynarik M., Johansson BB, Jezova D. (2004). Rikastatud keskkond mõjutab adrenokortikaalset vastust immuunprobleemile ja glutamaadi retseptori geeni ekspressiooni roti hipokampuses. Ann. NY Acad. Sci. 1018, 273 – 280 10.1196 / annals.1296.032 [PubMed] [Cross Ref]
  35. Nestler EJ (2001). Sõltuvuse molekulaarne neurobioloogia. Olen. J. Addict. 10, 201 – 217 10.1080 / 105504901750532094 [PubMed] [Cross Ref]
  36. Nestler EJ (2008). Ülevaade. Sõltuvuse transkriptsioonimehhanismid: DeltaFosB roll. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 363, 3245 – 3255 10.1098 / rstb.2008.0067 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  37. Nestler EJ, Barrot M., Self DW (2001). DeltaFosB: püsiv molekulaarne lüliti sõltuvuse jaoks. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98, 11042 – 11046 10.1073 / pnas.191352698 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  38. Perrotti LI, Hadeishi Y., Ulery PG, Barrot M., Monteggia L., Duman RS jt. (2004). DeltaFosB indutseerimine tasuliste aju struktuuridega pärast kroonilist stressi. J. Neurosci. 24, 10594 – 10602 10.1523 / jneurosci.2542-04.2004 [PubMed] [Cross Ref]
  39. Perrotti LI, Weaver RR, Robison B., Renthal W., Maze I., Yazdani S. et al. (2008). DeltaFosB indutseerimise eritunnused ajus kuritarvitatavate ravimitega. Synapse 62, 358 – 369 10.1002 / syn.20500 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  40. Pitchers KK, Vialou V., Nestler EJ, Laviolette SR, Lehman MN, Coolen LM (2013). Looduslikud ja narkootikumide hüved toimivad ühiste närviplastilisuse mehhanismide puhul koos ΔFosB-ga peamise vahendajana. J. Neurosci. 33, 3434 – 3442 10.1523 / jneurosci.4881-12.2013 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  41. Rebec GV, Christensen JR, Guerra C., Bardo MT (1997). Piirkondlikud ja ajalised erinevused reaalajalisel dopamiini väljavoolul tuuma accumbensis vabal valikul. Brain Res. 776, 61 – 67 10.1016 / s0006-8993 (97) 01004-4 [PubMed] [Cross Ref]
  42. Robison AJ, Vialou V., Mazei-Robison M., Feng J., Kourrich S., Collins M., et al. (2013). Kroonilisele kokaiinile reageerimise käitumuslik ja struktuurne vastus nõuab etteantud ahelat, mis hõlmab AFosB ja kaltsiumi / kalmoduliinist sõltuvat proteiinkinaasi II tuuma accumbens kestas. J. Neurosci. 33, 4295 – 4307 10.1523 / jneurosci.5192-12.2013 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  43. Smith JK, Neill JC, Costall B. (1997). Võõrutusjärgsed elamistingimused mõjutavad kokaiini ja d-amfetamiini käitumist. Psühhofarmakoloogia (Berl) 131, 23 – 33 10.1007 / s002130050261 [PubMed] [Cross Ref]
  44. Solinas M., Chauvet C., Thiriet N., El Rawas R., Jaber M. (2008). Kokaiini sõltuvuse ümberpööramine keskkonna rikastamisega. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 17145 – 17150 10.1073 / pnas.0806889105 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  45. Solinas M., Thiriet N., El Rawas R., Lardeux V., Jaber M. (2009). Keskkonna rikastamine varases eluetapis vähendab kokaiini käitumist, neurokeemilist ja molekulaarset toimet. Neuropsühharmakoloogia 34, 1102 – 1111 10.1038 / npp.2008.51 [PubMed] [Cross Ref]
  46. Trepid DJ, Prendergast MA, Bardo MT (2011). Keskkonnast tingitud erinevused kortikosterooni ja glükokortikoidi retseptori blokaatoris amfetamiini eneseanalüüsiga rottidel. Psühhofarmakoloogia (Berl) 218, 293 – 301 10.1007 / s00213-011-2448-4 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  47. Thiel KJ, Pentkowski NS, Peartree NA, maalikunstnik MR, Neisewander JL (2010). Sunniviisilisest abstinensusest tingitud elutingimuste muutmine muudab kokaiini otsivat käitumist ja Fos-valgu ekspressiooni. Neuroteadus 171, 1187 – 1196 10.1016 / j.neuroscience.2010.10.001 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  48. Thiel KJ, Sanabria F., Pentkowski NS, Neisewander JL (2009). Keskkonnakaitse rikastumisvastased mõjud. Int. J. Neuropsychopharmacol. 12, 1151 – 1156 10.1017 / s1461145709990472 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  49. van Winkel M., Peeters F., Van Winkel R., Kenis G., Collip D., Geschwind N., et al. (2014). BDNF-i geeni varieerumise mõju sotsiaalsele stressitundlikkusele ja positiivsete emotsioonide puhverdavale mõjule: geenikeskkonna interaktsiooni replikatsioon ja laiendamine. Eur. Neuropsychopharmacol. 24, 930 – 938 10.1016 / j.euroneuro.2014.02.005 [PubMed] [Cross Ref]
  50. Venebra-Muñoz A., Corona-Morales A., Santiago-García J., Melgarejo-Gutiérrez M., Caba M., García-García F. (2014). Rikastatud keskkond nõrgestab nikotiini enda manustamist ja indutseerib muutusi ΔFosB ekspressioonis roti prefrontaalses ajukoores ja tuumaklundis. Neuroreport 25, 694 – 698 10.1097 / wnr.0000000000000157 [PubMed] [Cross Ref]
  51. Vialou V., Robison AJ, Laplant QC, Covington HE, Dietz DM, Ohnishi YN jt. (2010). DeltaFosB vahendab aju tasu ahelates vastupidavust stressile ja antidepressantidele. Nat. Neurosci. 13, 745 – 752 10.1038 / nn.2551 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  52. Wallace DL, Vialou V., Rios L., Carle-Florence TL, Chakravarty S., Kumar A., ​​et al. (2008). DeltaFosB mõju tuumakinnitusele on seotud loodusliku tasuga seotud käitumisega. J. Neurosci. 28, 10272 – 10277 10.1523 / jneurosci.1531-08.2008 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  53. Wang Y., Cesena TI, Ohnishi Y., Burger-Caplan R., Lam V., Kirchhoff PD, et al. (2012). Väikese molekuliga sõelumine identifitseerib transkriptsioonifaktori ΔFosB regulaatorid. ACS Chem. Neurosci. 3, 546 – 556 10.1021 / cn3000235 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  54. Werme M., Messer C., Olson L., Gilden L., Thorén P., Nestler EJ, et al. (2002). Delta FosB reguleerib rataste liikumist. J. Neurosci. 22, 8133 – 8138 [PubMed]
  55. Winstanley CA, Bachtell RK, Theobald DE, Laali S., Green TA, Kumar A., ​​et al. (2009a). Suurenenud impulsiivsus kokaiini füüsilisest manustamisest loobumise ajal: DeltaFosB roll orbitofrontaalses ajukoores. Cereb. Cortex 19, 435 – 444 10.1093 / cercor / bhn094 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  56. Winstanley CA, Green TA, Theobald DE, Renthal W., LaPlant Q., DiLeone RJ, et al. (2009b). DeltaFosB induktsioon orbitofrontaalses ajukoores võimendab lokomotoorse sensibilisatsiooni, hoolimata kokaiini põhjustatud kognitiivse düsfunktsiooni nõrgenemisest. Pharmacol. Biochem. Behav. 93, 278 – 284 10.1016 / j.pbb.2008.12.007 [PMC tasuta artikkel] [PubMed] [Cross Ref]
  57. Winstanley CA, LaPlant Q., Theobald DE, Green TA, Bachtell RK, Perrotti LI jt. (2007). DeltaFosB induktsioon orbitofrontaalses ajukoores vahendab tolerantsust kokaiini poolt indutseeritud kognitiivse düsfunktsiooni suhtes. J. Neurosci. 27, 10497 – 10507 10.1523 / jneurosci.2566-07.2007 [PubMed] [Cross Ref]
  • Wise RA (1998). Aju tasustamise teede aktiveerimine uimastitega. Narkootikumide alkohol sõltub. 51, 13 – 22 10.1016 / s0376-8716 (98) 00063-5 [PubMed] [Cross Ref]