Boarne
It Nathan Kline Ynstitút, Orangeburg, New York, 10962, USA. [e-post beskerme]
Abstract
Bern en adolesinten wurde hieltyd mear ekspresearre oan psychostimulanten, sawol as ûnrjochtlik of foar de behanneling fan mienskiplike neuropsychiatrische omstannichheden, lykas omtinken-defisjebestriding mei en sûnder hyperaktiviteit. Nettsjinsteande it wiidferspraat gebrûk fan psychomotor stimulanten yn jongere leeftydsgroepen, is in soad bekend oer de chronike molekulêre neuroadaptive antwurden op dizze aginten yn it ûnreplik guod. Hjirmei litte wy sjen dat, nei chronike administraasje fan 'e psychostimulanten kokaïne en amphetamine, de transkriptiefaktor DeltaFosB is oprjochte yn 'e kearn accumbens fan periadolêst mûzen mar net yn post-weanling of folwoeksenen mûzen. Ynduction fan DeltaFosB Ek komt allinich yn 'e caudate putamen fan periadolêst mûzen efter amphetamine bestjoer. Dizze resultaten litte de unike plastykens yn 't adolesinte harsens fan in krityske molekule regelje dy't psychostimulante aksje regelje en suggerearje dat dizze neurodaptive feroaringen meidwaan kinne by de mediation fan fersterke Skeptive tendenzen yn 'e adolesinte foar relaasje oan de folwoeksenen.
Ynlieding
Psychostimulants wurde brûkt yn 'e behanneling fan mienskiplike berneserkrippen, lykas omtinken defisjearje hyperaktiviteit. Dêrnjonken is misbrûk fan stimulâns, ynklusyf amfetamine en kokaïne, mienskiplik ûnder adolesinten, in leeftyd wêryn't bewiis foar fergrutte sûkende tendenzen relatyf oan folwoeksenen (Estroff et al., 1989; Myers en Anderson, 1991). Nettsjinsteande gegevens dy't oanjûn binne ûntwikkeldere behearse effekten, wurdt net folle bekend oangeande de molekulêre neuroadaptive responsen yn it ûnfatsoenlik hert dat foarkomt yn 'e tiid fan administraasje fan dizze aginten. Kokain en amfetamine kinne langstige gedrachsgeandewei feroarsaakje troch in stimulaasje fan dopamin D1Receptors en ferheegingen yn nivo's fan transkripsjefaktoren, wêrûnder ΔFosB, yn 'e dorsale striatum (dus, caudate putamen) en de ventral striatum (dus nucleus accumbens) (Chen et al., 1997). Fergruttet yn nivo's fan ΔFosB, miskien fia stabilisaasje fan proteinprodukten, wurdt stipe foar ferskate wiken nei chronike eksposysje foar kokaïne of amfetamin en wurdt op syn minst in part troch de dopamynsignale transduksjegroep regeleChen et al., 1997; Nestler et al., 2001).
It sintrale dopaminergyske systeem fan jonge bisten is in soad yn flux as gefolch fan it feroarjende nivo fan krityske molekulen yn 'e normale ûntwikkeling, ynklusyf de dopamin D1Receptor DARPP-32 (dopamin en campregulearre phosphoprotein; Mr fan 32 kDa) en cAMP (Ehrlich et al., 1990;Teicher et al., 1993; Perrone-Capano et al., 1996; Tarazi et al., 1999;Andersen, 2002). Belesting yn dizze perioade nei psychostimulanten, dy't dopaminergyske neurotransmission ferheegje, kin dus in kwantitatyf en / of kwalitatyf ferskillende molekulêre antwurden, lykas feroaringen yn 'e ΔFosB-útdrukking. Om de hypoteze te hifkjen dat der âldere ôfhinklike neuroadtive responsen binne by chronike eksposysje foar psychostimulanten, wurde trije groepen fan mûs yn serial eksperiminten analysearre: folwoeksenen (60 d âld by ynjeksje fan injeksje), periadolescent (33 d âld by begjin fan ynjeksjes) en post-weanling (24 d âld by ynset fan ynjeksje). Dit is it earste direkte fergelykjen fan molekulêre neuroadaptive responsen oan chronike psychostimulâns eksposysje yn dizze trije leeftydgroepen. Wy fûnen dat, nei identike behanneling paradigmen, periadoleszente mice sjen litte fergrutsje ΔFosB upregulation yn antwurd op beide kokaïne en amfetamine.
MATERIALEN EN METOADES
Dieren en drugsadministraasje. Untfongen fan "http://fy.wikipedia.org/w/index.php?title=Kategory:Meidogger_oerlis&oldid=64749" Kategoryen: CD-1-mûs (Charles River Laboratories, Kingston, NY) waarden op in 12 hr ljocht / ad libitumtagong ta iten en it wetter. Dieren waarden tastien oan 'e diering foar in minimum fan 10 d foar it ynisjearjen fan ynjeksjes. Dieren waarden behannele troch twa ûndersikers dy't alle ynjeksjes útfierden yn deselde keamer dêr't de bisten ûnderbrocht waarden. Alle bisten waarden opnommen op 21 d fan leeftiid. Ynjeksjes begûnen op 24 (post-weanling), 33 (periadolescent), of 60 (folwoeksene) d fan leeftiid. Dieren ûntfongen 20 mg / kg kokaine (Sigma, St. Louis, MO), 5 mg / kg amphetamin (Sigma), of in lykwicht folume salina yntraperitoneal tusken 4: 00 en 5: 00 PM deistich foar 7 d. Dieren waarden troch dekapitaasje fermoarde nei koarte eksposysje oan CO2 by 10: 00 AM op de dei nei de definitive ynjeksje. De earms waarden fuortendaliks fan 'e skuorre ferwiderje, en de caudate putamen en nucleus accumbens waarden gau op it iis ferslein. Alle ôfdielingen waarden út koaronale harsensplaten útfierd troch in inkele ûndersiker, en earmtakken waarden fiede fan frisse tissue sûnder frije. Alle animalprosedueres waarden goedkard troch it Ynstitútjonele Animal Care and Use Committee en wiene yn oerienstimming mei de National Institutes of Health Guide foar Soarch en Gebrûk fan Labyrinthieren.
Western blot-analyse. Foar Western blot analyses waarden lykwols lykweardige mjittingen fan proefine (40 μg foar caudate putamen en 20 μg foar nucleus accumbens) út elk foarbylden yn elk lane fan in 10% SDS-polyacrylamide gel nei mjitten fan protein-konsintraasjes mei de BCA-assay (Pierce, Rockford, IL). Selektearre proteïnbelied waard ek ferifiearre troch visualisaasje fan totale protein troch Ponceau Red nei ôfrin transfer nei nitrocellulose en / of blotting mei anti-actin antykoade (1: 500; Sigma). De FOS-anty-antigen (FRA) antisemint, dy't de ΔFosB-isoformen erkend hat, waard genôch steld troch Dr. M. Iadarola (Nasjonale Instituten fan Sosjaal, Bethesda, MD) en brûkt yn in konsintraasje fan 1: 4000. Foarige stúdzjes (Chen et al., 1997; Hiroi et al., 1997), wêrûnder preadsorption fan it FRA antiserum mei it M-peptide immunogen, hat de spesifikeiteit fan dit antiserum oanwiisd. De monoklonale antibody DARPP-32 5a, dy't brûkt waard op 1: 10,000, waard gewoan troch Drs fersoarge. Hugh Hemmings en Paul Greengard (The Rockefeller University, New York, NY). De dopamyntransporter (DAT) antykodyt wie fanút Chemicon (Temecula, CA). Blokken waarden reagearre mei NEN-DuPont (Boston, MA) chemiluminescence-systeem en eksposearje oan film. Densitometryske wearden foar ΔFosB-immunreaktiviteit waarden krigen troch ScanAnalysis foar Apple (Biosoft, Ferguson, MO). Statistyske betsjutting waard bepaald mei in ien-manier ANOVA, folge troch post hoc De meardere fergelikingstest fan Tukey as in unpaired, twa-tailed studint t test as oanjûn yn 'e figuer leginden. Foar de drugsbehandeling eksperiminten waard de analyze fan elke leeftydgroep útfierd op in aparte bloed, en dêrom waard elk salinegroep wolwols in wearde fan 100% foar fergeliking tusken leeftydgroepen oanbean. Foar de ontogeny stúdzjes waarden samples fan alle leeftiidsgroepen gearwurke op in inkele blêd.
RESULTS
Ynduksje fan ΔFosB nei kokaïne en amfetamine foarkomt yn 'e kearn accumbens fan allinich periadolescent messen
De ekspresje fan ΔFosB waard gemient yn 'e kearn accumbens en caudate putamen fan post-weanling, periadolescent, en folwoeksen mausen nei 7 d fan amphetamin of kokaineadministration. De kearn accumbens is de harsensregio dy't leaude dat it meast kritysk is foar it fertsjinjen fan de lokale effekten fan psychostimulanten. ΔFosB-immunoreaktiviteit (35 kDa) waard selektearre yn 'e kearn akkummens fan periadoleszierdieren nei chronike administraasje fan amphetamin (fig. 1 A) of kokaïne (ôfbylding). 1 B). Dagegen waarden nivo's fan ΔFosB (35 kDa) net wichtich feroare yn 'e kearn accumbens fan post-weanling of folwoeksen dieren (Abb.1 A,B). Yn 'e caudat-putamen waarden ΔFosB-nnten (35 kDa) ek nei de chronike amfetamine administraasje allinich oprjochte yn' e periadolesintieren dieren (fig.2 A). Alle trije leeftydgroepen hawwe grutte eksemplaren yn 'e ΔFosB (35 kDa) ekspresje yn' e caudate putamen nei de chronike administraasje fan kokaïne (fig.2 B). De groei fan yndeksearring wie lykwols de grutste yn 'e periadoleszint dieren, benammen yn fergeliking mei post-weanlings (fig. 2 B). Oare FRA- en Fos-isofoarms wiene ûnferoare yn alle leeftydgroepen (gegevens net werjûn).
ΔFosB-immunreaktiviteit yn 'e kearn accumbens nei chronele psychostimulant administraasje. CD-1-mûs waarden ienris tagelyk mei saline, amfetamine, of kokaïne foar in dei begon op 7 (P24; post-weanling), dei 33 (P33; periadolescent), of dei 60 (Folwoeksen). Nivo's fan ΔFosB (35 kDa) Immunearaktiviteit yn 'e nucleus accumbens wurde nei chroniale amfetamin (A) of kokaïne (B) administraasje. Fertsjintwurdige immunoblots fan saline- (S), amphetamine- (A) en kokaïne- (C) ynjeksje post-weanling (P24), periadolescent (P33), en folwoeksen mûsen wurde yn 'e toppanels. Bottom panels SINS as% SEM persintaazje basaal ΔFosB ekspresje. n Werte foar elke groep binne werjûn yn 't bars. Wichtige ferhegeingen yn ΔFosB waarden fûn yn 'e kearn accumbens fan allinich de periadolescent mûs. *p <0.05; **p <0.01 (Student's t proef; saline tsjin drug).
ΔFosB-immunreaktiviteit yn 'e caudat-putamen nei chronose psychostimulant administraasje. CD-1-mûs waarden ienris tagelyk mei saline, amfetamine, of kokaïne foar in dei begon op 7 (P24; post-weanling), dei 33 (P33; periadolescent), of dei 60 (Folwoeksen). Nivo's fan ΔFosB (35 kDa) Immunearaktiviteit yn 'e caudate putamen binne neamd nei chronike amphetamin (A) of kokaïne (B) administraasje. Fertsjintwurdige immunoblots fan saline- (S), amphetamine- (A) en kokaïne- (C) ynjeksje periadoleszintmussen (P33) wurde oanjûn yn 'ttoppanels. Bottom panels SINS as% SEM persintaazje basaal ΔFosB ekspresje. n Werte foar elke groep binne werjûn yn 't bars. Wichtige amphetamine-induzearre ferheging fan 'e immunoreaktiviteit fan ΔFosB wurde fûn yn' e caudate putamen fan allinich periadoleszintmussen (A). Chronike kokaine administraasje produkten ferhege yn ΔFosB yn alle trije leeftydsgroepen (B). *p <0.05; **p <0.01 (Student's t proef; saline tsjin drug).
DAT- en DARPP-32-nivo binne net feroare nei chronike kokaine of amfetamine
Ferskate toetsoarten dy't dopaminergysk en / of dopamino-optyske neuronen binne, lykas DARPP-32, de D1 Dopamine-reseptor, en DAT, drage oan acute en chronike responsen oan psychostimulants (Moratalla et al., 1996; Fienberg et al., 1998; Sora et al., 1998; Gainetdinov et al., 2001). Daten fan DARPP-32, D1 Receptor, en DAT-null- en DAT klokken-mûzen jouwe in komplisearre relaasje ûnder har nivo's, de regeling fan dopaminergyske aktiviteit, en antwurden op psychostimulanten. In fact, ΔFosB-yndeksjonaasje komt net yn DARPP-32-nulmussen dy't chronike kokaïne (Fienberg et al., 1998). Yn adultmûzen lykwols kin 7 d eksposysje oan 20 mg / kg kokaine gjin totale nivo's fan DARPP-32 feroarje (Fienberg et al., 1998). DAT-eau-regelje is net earder berjocht yn mice eksperimintearre ekspresearre foar psychostimulants, hoewol feroarje yn radioligand dy't ferbûn binne oan de dopamine-transporter nei eksposysje nei psychostimulanten is yn wat soarten rapportearre (Letchworth et al., 2001). Hjirmei hawwe wy de nivo's fan DARPP-32 en DAT-protein mjitten om te bepalen oft de ekspresje fan dizze protten feroaret nei chronose psychostimulant administraasje yn ien fan 'e trije tierens fan mûzen. Op ús fynsten docht bliken dat der gjin grutte feroaringen binne yn nivo's fan total DARPP-32 of DAT yn 'e folsleine caudate putamen of nucleus accumbens nei chronike administraasje fan kokaine of amfetamine yn ien fan' e trije leeftydgroepen (Tabel 1).
Relative densitometrywearden foar DARPP-32 en DAT yn amphetamine- en kokaine-behannele P24, P33, en folwoeksen mice foar kontrôle, salinewearden, willekeurich op 100%
Basisline nivo fan ΔFosB wurde ûntwikkeldich regele
Wy ûndersocht de ûntdekkingen fan ΔFosB omdat folwoeksen meksies mei genetysk yngenieurearre ferhege ekspresje fan ΔFosB yn 'e striatum in ferhege gedrach fan' e psychostimulants (Kelz et al., 1999). Wy fûnen dat baselinehelpen fan ΔFosB yn 'e jongere bisten signifikant leger waarden yn ferliking mei folwoeksenen yn sawol de caudate putamen en nucleus accumbens (fig.3 A). Nivo's fan funksjonele markers fan it dopaminesysteem, ynklusyf DARPP-32 (Ehrlich et al., 1990), DAT (Perrone-Capano et al., 1996), en dopaminreceptors (Teicher et al., 1993; Tarazi et al., 1999) binne ek ûntwikkeling regele. Foarige rapporten yn CD-1-mûsyen oantsjutte in peak yn striatal DARPP-32 op postnataldei 28 (P28) (Ehrlich et al., 1990). Yn rôtkudaten putamen en nucleus accumbens, D1Receptornivo's peak fan P28 nei P40 (Teicher et al., 1993; Tarazi et al., 1999), mar ferlykbere stúdzjes binne net yn 'e mûs útfierd. Hjirby fine wy dat DAT-proteinivo's yn 'e caudat-putamen en nucleus accumbens konstateare tusken postnataldei 24 en adulthood (fig. 3 B). Sa binne de relative rapporten tusken D1 Receptors, DAT, DARPP-32, en ΔFosB ferskille tusken leeftydgroepen, potensjele resultaat yn ferskillen yn D1 Receptor-aktiviteit dy't ynfloed op de mjitte fan ΔFosB-yndeksje.
Untwikkelbedriuw fan ΔFosB en DAT. A, ΔFosB (35-37 kDa) Immunearaktiviteit yn 'e caudat-putamen en nucleus accumbens fan naïve CD-1 messen as funksje fan leeftiid. Fertsjintwurdige immunoblots binne te sjen yn 't toppanels.Bottom panels sjen middels ± SEM fan trije middels per groep. *p <0.05, folwoeksene tsjin P24; #p <0.05, folwoeksene tsjin P36 (Tukey's meardere fergelikingstest nei ANOVA). B, Densitometryske wearden fan DAT-immunearaktiviteit yn 'e caudate putamen en nucleus accumbens foar naive CD-1 messen as funksje fan leeftiid. DAT-nivo's ferskynden net tusken de trije leeftydgroepen.
DISKUSJE
Behaviorale effekten fan psychomotor stimulanten binne leeftyd ôfhinklik. Oanfreegjende tendins binne heechste yn adolesinsje, as it gebrûk fan yllegale substansalen fergruttet (Estroff et al., 1989; Myers en Anderson, 1991). Ja, jongere bern wurde faak dysforysk wurden as se oan psychostimulâns úthâlde, wylst adolesinten en folwoeksenen euphoria erfaring (Rapoport et al., 1980). Yn rodentmodellen sjogge guon stúdzjes dat periadolenske dieren hegere baseline-nivo's fan aktiviteit hawwe (Spear en brek, 1983) en feroare responsen oan psychostimulâns foar jongere en âldere bisten. Sa sjogge se minder lokomotor stimulearring en novelle yn 'e antwurd op acute leechdosis administraasje fan psychostimulâns yn relaasje nei weanling en folwoeksen dieren, mar ferhege hyperaktiviteit nei hege dosis behanneling. Mei chronike administraasje is de sensibilisaasje foar kokaine-inducearre lokomotion grutter yn periadolenske raten yn ferliking mei folwoeksenen, wylst sensibilisaasje foar stereotypen leger is. Ek mikrodialysis-gegevens hawwe ferskillen tusken periadolescent en folwoeksen ratten besef om sensibilisaasje foar amphetamin-induzearre dopamin-ferlies (Laviola et al., 1995; Adriani et al., 1998; Adriani en Laviola, 2000;Laviola et al., 2001). Der binne lykwols konfliktende stúdzjes lykas de lange termyn-reaktiviteit nei kokaïne nei methylphenidate administraasje yn adolesinte ratten (Brandon et al., 2001; Andersen et al., 2002). Dizze lêste twa rapporten markearje de muoite mei it fergelykje stúdzjes as ferskate eksperimintele paradigmen brûkt wurde. Besocht te fergelykjen fan gedrachstúdzjes yn jongere bisten wurde fierder ferbean troch gebrûk fan ferskate soarten en stammen.
De mûs is in hyltyd wichtich bistesmodel wurden yn 'e stúdzje fan gebrûk en misbrûk fan psychostimulanten, en dit is de earste systematyske analyze fan molekulêre neuroadaptive responsen yn trije ferskate ûntwikkelbedriuwen yn' e mûs of ienige ienige soarten. Foarige ûndersiken dêr't wy ús behannele paradigma ûntliend hawwe, hawwe in ferheging fan ΔFosB yn 'e isolearre dorsalen en ventral striatum fan wylde adultrats nei' e chronike kokaine en amphetamine administraasje (Hope et al., 1994; Nye et al., 1995; Turgeon et al., 1997) mar allinich yn 'e kombineale dorsale en ventral striatum of isolearre dorsale striatum fan wylde adultmûzen nei chronike kokaïne (Fienberg et al., 1998; Zachariou et al., 2001).
Wy now now demonstrate a spatial and quantitative difference in psychostimulant-induced ΔFosB in post-weanling, periadolescent, and adult mice. De beoardieling fan in ferhegearre antwurden yn 'e periadolesintierdieren yn fergeliking mei folwoeksenen en postwynlings wurdt fersterke troch it feit dat de antwurd likegoed is yn koalyn- en amphetamine-behannele mûzen. De psychostimulants cocaïne en amfetamine ferheegje beide synaptyske dopamine, lykas serotonine en norepinephrine, mar troch ferskillende meganismen. Cocaïne bindet nei de plasmalemma transporteurs foar dopamine, serotonine, en norepinephrine en ynhibearret har reuptake yn presynaptyske terminen. Yn tsjinstelling ta amfetamine befettet de frijlitting fan dizze transmitters. De selektive yndeksearring fan ΔFosB yn 'e kearn accumbens fan allinich de periadoleszele leeftydsgroep nei 7 d fan stimulant administraasje en de relatyf hegere yndeks fan ΔFosB yn' e caudate putamen kin in neurobiologyske representaasje of oarsaak wêze fan de eartiids bekende ferheging fan tydlikheid foar misbrûk fan psychostimulanten yn dit leeftydsgroep (Estroff et al., 1989; Myers en Anderson, 1991) en oare lange termyn feroaringen yn geneeleksje, dy't ferskille tusken leeftydgroepen (Andersen et al., 2002). Boppedat kinne dizze ferskillen yntinsivearre wurde regele troch ûntjouwingsferoarings yn nivo's fan kaaiwurden, lykas ΔFosB sels. De potinsjele gefolgen fan ferskillen yn baselinenivo's fan ΔFosB tusken leeftiidsgroepen is analogysk foar dy foarsteld om relaasjes tusken ratstins (Haile et al., 2001). In feite ferwachtsje wy dat soksoarte fersmoarging fan striid te finen is tusken ûnderwurpen mûs. It is ek mooglik dat mies fan ferskate ieuwen ferskate molekulêre oanpassingen sjen litte yn gebieten fan it harsels as de nucleus accumbens. Ekstra analyse mei periadolenske mice mei genetysk yngenieurere feroaringen yn nivo's fan kearnmolecules en konklúzjes fan 'e gedrach fan' e hâlding sille dizze hypotheses fierder ûndersykje.
Fuotnoten
- Oanbean April 8, 2002.
- Ferzje ûntfong Augustus 6, 2002.
- akseptearre Augustus 8, 2002.
Dit wurk waard stipe troch Nasjonale Instituten fan Sosjaal / Nasjonaal Ynstitút foar Neurologyske Untsteuren en Stroke Grant NS41871 (MEE en EMU) en Nasjonale Ynstitút oer Drug Abuse Grant P30-DA13429 (EMU).
Korrespondinsje moat behannele wurde oan Dr. Michelle E. Ehrlich, Thomas Jefferson University, Curtis 310, 1025 Walnutstrjitte, Philadelphia, PA 19107. E-post: [e-post beskerme].
- Copyright © 2002 Society for Neuroscience
;