Bidh DeltaFosB a ’toirt a-mach desensitization epigenetic de na g-alt gèidse às deidh amphetamine aithriche (2008)

Abstract

Chan eilear fhathast a ’tuigsinn nan uidheaman moileciuil a tha mar bhunait air a’ ghluasad bho chleachdadh dhrogaichean cur-seachad gu cuir-ris cronach. Is e aon moileciuil sa phròiseas seo ΔFosB, factar tar-sgrìobhaidh a bhios a ’cruinneachadh ann an striatum às deidh a bhith a’ nochdadh dhrogaichean a-rithist agus a ’meadhanachadh freagairtean giùlain cugallach gu psychostimulants agus drogaichean eile de dhroch dhìol. Chan eilear a ’tuigsinn gu h-iomlan na h-innleachdan tar-sgrìobhaidh sìos an abhainn leis am bi ΔFosB a’ riaghladh giùlan air a bhrosnachadh le drogaichean. Dh ’innis sinn roimhe seo na h-uidheaman ath-dhealbhachaidh chromatin leis am bi ΔFosB a’ gnìomhachadh abairtean de ghinean sònraichte, ge-tà, chan eil fios fhathast dè na h-innleachdan a tha mar bhun-stèidh gine ΔFosB-meadhanaichte. An seo, tha sinn ag aithneachadh c-fos, gine tràth sa bhad air a bhrosnachadh gu sgiobalta ann an striatum às deidh nochdadh psychostimulant, mar thargaid shìos an abhainn a tha air a chuir sìos le ΔFosB. Bidh sinn a ’sealltainn gu bheil cruinneachadh de ΔFosB ann an striatum às deidh làimhseachadh amphetamine cronach desensitizes c-fos inntrigeadh mRNA gu dòs dhrogaichean às deidh sin. ΔFosB desensitizes c-fos abairt le bhith a ’fastadh histone deacetylase 1 (HDAC1) chun an c-fos neach-adhartachaidh gine, a bhios an uair sin a ’dèanamh deacetylates timcheall air histones agus a’ lughdachadh gnìomhachd gine. A rèir sin, tha bualadh ionadail de HDAC1 ann an striatum a ’cur às do desensitization a tha air a bhrosnachadh le amphetamine c-fos gine. Ann an cuirm-chiùil, bidh amphetamine cronach a ’meudachadh methylation histone H3 air an c-fos neach-adhartachaidh, atharrachadh chromatin a tha aithnichte cuideachd gus gnìomhachd gine ath-bhualadh, a bharrachd air ìrean faireachdainn den H3 histone methyltransferase, KMT1A / SUV39H1. Tha an sgrùdadh seo a ’nochdadh slighe epigenetic ùr-nodha tro bheil ΔFosB a’ meadhanachadh prògraman tar-sgrìobhaidh sònraichte agus aig a ’cheann thall plastachd giùlain gu foillseachadh amphetamine cronach.

Keywords: tràilleachd, amphetamine, striatum, chromatin, atharrachadh histone, riaghladh gine

Ro-ràdh

Bidh ath-chleachdadh de psychostimulants mar amphetamine agus cocaine gu tric a ’leantainn gu eadar-ghluasad bho chleachdadh dhrogaichean cur-seachad gu stàit a tha trom le cron (). Tha aon uidheamachd a tha ceangailte ris a ’phròiseas seo a’ toirt a-steach am bàillidh tar-sgrìobhaidh ΔFosB, toradh splice a tha gu math seasmhach den ghine thràth dhìreach altram, a tha a ’lùghdachadh le pròtainean teaghlaich Jun gus iom-fhillte tar-sgrìobhaidh AP-1 a chruthachadh (). Bidh ΔFosB a ’cruinneachadh grunn-fhillte ann an striatum às deidh a bhith a’ nochdadh a-rithist do dhrogaichean mì-ghnàthachaidh, agus tha an cruinneachadh seo air a bhith ceangailte ri barrachd duais cocaine, mothachadh locomotor, agus fèin-rianachd (; ; ), a tha còmhla a ’moladh àite anns na h-uidheaman neòil a tha an sàs ann a bhith a’ gluasad eadar cleachdadh chur-seachadan agus drogaichean. A rèir na beachd-bharail seo, tha ΔFosB ag obair ann an lùb fios-air-ais dearbhach le bhith a ’meudachadh giùlan a tha a’ sireadh dhrogaichean, a tha e fhèin a ’brosnachadh barrachd ΔFosB. Is e aon phrìomh cheist a tha fhathast gun fhuasgladh ciamar a tha ΔFosB a ’meadhanachadh a’ bhuaidh a th ’aige air giùlan co-cheangailte ri drogaichean. Thug sgrùdaidhean microarray air feadh genome ann an luchagan a thug overexpress ΔFosB ann an striatum a ’chiad sealladh air targaidean sìos an abhainn a dh’ fhaodadh a bhith ann (). Mhol an sgrùdadh seo gum faod ΔFosB a bhith na ghnìomhaiche tar-sgrìobhaidh no ro-aithris, a rèir a ’ghine targaid. Ach, rinn an sgrùdadh sgrùdadh air tar-sgrìobhaidhean air an riaghladh ann an suidheachadh overexpression, agus mar sin chan eil e soilleir dè na ginean sin a tha nan targaidean dìreach, fiseòlasach ΔFosB.

O chionn ghoirid chomharraich sinn an kinase 5 a tha an urra ri cyclin (cdk5) gine mar thargaid dhìreach airson ΔFosB endogenous, a bhrosnaicheas Cdk5 tar-sgrìobhadh ann an striatum (). Ach, tha na h-uidheamachdan a tha an sàs ann an ro-aithris ΔFosB air ginean targaid air fuireach neo-earbsach. Tha aon tagraiche tarraingeach c-fos, gine a tha air a mhisneachadh gu mòr le psychostimulants acute ach dìreach gu lag às deidh a bhith a ’nochdadh a-rithist (; ; ), nuair a tha ìrean toinnte AP-1 anns a bheil ΔFosB agus ΔFosB anns a bheil àrd (, ). Bho chaidh an c-fos ann an gine tha làrach coltach ri AP-1 anns an neach-adhartachaidh proximal aige (), tha e na thagraiche so-chreidsinneach airson ro-aithris ΔFosB-meadhanaichte. Inntrigeadh de c-fos gu traidiseanta air fhaicinn mar chomharradh tràth de ghnìomhachadh neural, seach gu bheil e air a bhrosnachadh gu luath agus gu neo-ghluasadach mar fhreagairt air grunn bhrosnachaidhean (). An c-fos tha gine cuideachd cudromach airson freagairtean giùlain do chocaine, seach nach eil luchainn ann c-fos ann an neurons dopamine D1 anns a bheil gabhadan, an seòrsa cealla neuronal far a bheil ΔFosB air a bhrosnachadh le psychostimulants (), air lughdachadh mothachaidh giùlain gu cocaine (). Thug na co-dhùnaidhean sin oirnn sgrùdadh a dhèanamh a bheil smachd aig ΔFosB c-fos gnìomhachd gine às deidh nochdadh amphetamine cronach. Tha sinn a ’toirt cunntas an seo air uidheamachd epigenetic ùr-nodha leis am bi cruinneachadh ΔFosB mar fhreagairt do amphetamine cronach a’ biathadh air ais gus desensitize c-fos inntrigeadh gu dòsan dhrogaichean às deidh sin. Tha an nobhail seo ag eadar-obrachadh eadar ΔFosB agus tachartasan ath-dhealbhachaidh chromatin air an c-fos faodaidh neach-adhartachaidh a bhith na dhòigh cudromach homeostatic gus cugallachd beathach a thaobh a bhith a ’nochdadh dhrogaichean a-rithist.

Stuthan agus Dòighean-obrach

Iomallachd agus tomhas RNA

Chaidh teannachadh eanchainn reòta a leaghadh ann an TriZol (Invitrogen, Carlsbad, CA) agus air a phròiseasadh a rèir protocol an neach-dèanamh. Chaidh RNA a ghlanadh le colbhan Micro RNAesy (Qiagen, Valencia, CA). Chaidh RNA iomlan ath-sgrìobhadh le bhith a ’cleachdadh Superscript III (Invitrogen). Chaidh PCR fìor-ùine an uairsin a ruith a ’cleachdadh SYBR Green (ABI, Foster City, CA) agus air a thomhas le bhith a’ cleachdadh an dòigh ΔΔCt. Faic Clàr a bharrachd airson liosta iomlan de phrìomhairean.

Cnàimh-droma (CIP)

Chaidh Chromatin a fhuaimneachadh agus an uairsin immunoprecipitated (faic Modhan a bharrachd) a ’cleachdadh antibodies histone acetylated (Millipore, Billerica, MA), anti-HDAC1, no anti-H3K9me2 bho Abcam (Cambridge, UK), anti-FosB (C-terminus) (), anti-FosB (N-terminus) (Bith-theicneòlas Santa Cruz, Santa Cruz, CA, Stàite), no smachd IgG coineanach (Millipore). Chaidh an IP a chruinneachadh le grìogagan Protein A bho Millipore. An dèidh a nighe, chaidh cromatin a dhubhadh às na grìogagan agus air a thionndadh air ais le tar-cheangal an làthair proteinase K. Chaidh DNA a ghlanadh agus a thomhas le bhith a ’cleachdadh PCR fìor-ùine.

Immunoprecipitation

Chaidh ceallan PC12 a thar-chuir le HDAC5 le tag V1 (), FosB, no ΔFosB mar a chaidh a mhìneachadh roimhe (). Chaidh lysates cealla a sgaradh agus a bhrosnachadh le antibodies IgG (Sigma) no anti-FosB (sc-48, Santa Cruz) thar oidhche aig 4 ° C. Chaidh immunoprecipitation a dhèanamh le grìogagan Protein G (Sigma). Chaidh na pròtanan immunoprecipitated a ruith le SDS-PAGE agus air an sgrùdadh le blotadh an Iar a ’cleachdadh antibody polyclonal anti-FosB (N-terminus) àbhaisteach () agus antibody anti-V5 (Abcam). Gus faighinn a-mach a bheil HDAC1 agus ΔFosB nan com-pàirtichean ceangaltach ann am vivo, chleachd sinn glacaidhean electroconvulsive a-rithist gus ìrean àrda de phròtain ΔFosB a bhrosnachadh (). Chaidh teannachadh cortical a sgaoileadh bho ghlacadh grèim (7 gach latha) no radain air an làimhseachadh le dubhaig, lysed, agus immunoprecipitated mar a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd le antibodies anti-HDAC1 (Abcam).

Laser a ’glacadh microdissection

A ’cleachdadh lannsaireachd stereotactic, bha an striata ventral de luchainn air a ghalachadh le bhìoras co-cheangailte ri adeno (AAV) a’ cur an cèill an gine a chaidh a chomharrachadh no GFP air taobhan eile den eanchainn. Às deidh làimhseachadh amphetamine, chaidh brains reòta a ghiullachd gu earrannan coronal 8 µm-tiugh agus air an cur suas air sleamhnagan buill-bodhaig (Lieca, Wetzlar, a ’Ghearmailt). Chaidh roinnean le galair AAV a sgaradh le laser (Leica) gus ceallan neo-ghalaichte a thoirmeasg agus air an giullachd le pasgan às-tharraing PicoPure RNA (MDS, Sunnyvale, CA). Chaidh RNA a mheudachadh leis an inneal RiboAmp HS (MDS) agus chaidh ath-sgrìobhadh mar a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd. Faic Modhan a bharrachd airson mion-fhiosrachadh iomlan.

toraidhean

ΔFosB desensitizes c-fos inntrigeadh mRNA ann an striatum às deidh nochdadh amphetamine cronach

Gus sgrùdadh a bheil desensitization de c-fos Tha abairt mRNA na atharrachadh cealla fo smachd ΔFosB, dhèilig sinn ri radain le saline no amphetamine gruamach no cronach agus leigidh sinn leotha tarraing air ais anns a ’chèidse dachaigh aca airson làithean 1 gu 10. Chaidh na radain an uairsin a sgrùdadh 1 hr às deidh dòs dùbhlan saline no amphetamine. Mar a chaidh a dhearbhadh roimhe (faic Ro-ràdh), c-fos Chaidh mRNA a thoirt a-steach 4-fold ann an striatum le rianachd amphetamine acrach. Ann am radain a bha roimhe seo fosgailte do amphetamine cronach, ge-tà, tha an abairt de c-fos mar fhreagairt air dùbhlan dhrogaichean chaidh lughdachadh gu mòr airson suas ri 5 latha de tharraing dhrogaichean (Figear 1A), puing aig a bheil ΔFosB fhathast air àrdachadh anns an roinn eanchainn seo (). A bharrachd air an sin, ann am radain a chaidh an toirt a-mach à amphetamine cronach airson làithean 5, lorg sinn am basal sin c-fos Chaidh abairt mRNA a lughdachadh fo ìrean a lorgar ann an smachdan le làimhseachadh saline (Figear 1A). Gu cudromach, tha meudachd c-fos chaidh inntrigeadh do dhùbhlan amphetamine a lughdachadh gu mòr aig latha 1 de tharraing air ais an coimeas ri beathaichean le làimhseachadh saline. Còmhla, tha na co-dhùnaidhean sin a ’sealltainn buaidh amphetamine cronach air gach cuid basal agus brosnaichte c-fos ìrean mRNA, ged a tha an dà bhuaidh a ’tachairt le cùrsa ùine iom-fhillte.

Figear 1  

ΔFosB desensitizes c-fos inntrigeadh mRNA ann an striatum às deidh nochdadh amphetamine cronach

Gus faighinn a-mach a bheil cruinneachadh ΔFosB às deidh amphetamine cronach a ’cur gu dìreach ri desensitization c-fos abairt, rinn sinn ChIP an toiseach airson ΔFosB air an c-fos neach-adhartachaidh gine ann an striatum. Mar a chithear ann an Figear 1B, a ' c-fos tha an neach-adhartachaidh gu mòr nas motha de ΔFosB air a cheangal às deidh foillseachadh amphetamine cronach, buaidh a chithear airson co-dhiù làithean 5 de tharraing dhrogaichean. Tha an dàta seo a ’ceangal seilbh ΔFosB air an c-fos neach-adhartachaidh le cineatachd lùghdaichte c-fos gnìomhachd gine. An ath rud, gus deuchainn a dhèanamh gu dìreach a bheil ΔFosB ag adhbhrachadh lughdachadh c-fos inntrigeadh mar fhreagairt air dùbhlan amphetamine, chleachd sinn vectar AAV gus overexpress an dàrna cuid ΔFosB, no GFP mar smachd, ann an striatum. Chuir sinn an uairsin an striatum gabhaltach air falbh le microdissection laser (Figear 1C) agus rinn e qRT-PCR airson c-fos mRNA. Chunnaic sinn mòran nas lugha c-fos mRNA air a bhrosnachadh às deidh dòs acrach de amphetamine anns an tiùr striatal air a bheil AAV-ΔFosB an coimeas ris an taobh contralateral le AAV-GFP, fhad ‘s a tha ìrean de β-tubulin cha do dh ’atharraich mRNA (Figear 1D). Tha na dàta sin a ’moladh sin c-fos tha desensitization air a mheadhanachadh le cruinneachadh de ΔFosB air an neach-adhartachaidh aige às deidh nochdadh amphetamine cronach.

Bidh ΔFosB a ’fastadh HDAC1 chun an c-fos neach-adhartachaidh gu meadhanachadh c-fos ro-aithris gine

Gus sgrùdadh a dhèanamh air na dòighean anns am bi ΔFosB a ’meadhanachadh c-fos desensitization, chuir sinn fòcas air an àm aig a bheil c-fos chaidh a chuir air ais gu mòr: làithean 5 de tharraing air ais bho amphetamine cronach. Prìomh uidheamachd an sàs c-fos gnìomhachadh mar fhreagairt air grunn bhrosnachaidhean, a ’toirt a-steach cocaine (), is acetylation histone. Mar sin bha ùidh againn ann a bhith a ’dearbhadh a bheil acetylation histone air an c-fos bha neach-brosnachaidh gine cuideachd air a bhrosnachadh le amphetamine acrach agus co-dhiù an do nochd droch dhrogaichean an fhreagairt seo. Gu dearbh, mheudaich amphetamine acetylation histone H4 air an c-fos neach-adhartachaidh agus, às deidh làimhseachadh amphetamine cronach, cha deach an inntrigeadh seo a choimhead tuilleadh (Figear 2A). Bha acetylation de H4 sònraichte, oir cha deach buaidh sam bith fhaicinn airson H3 (cha deach a shealltainn). Tha an dàta seo a ’moladh gu bheil acetylation histone lùghdaichte, co-cheangailte ri structar chromatin nas dlùithe agus neo-ghnìomhach (), a ’cur ri desensitization an c-fos gine às deidh nochdadh amphetamine cronach. Gus an beachd-bharail seo a dhearbhadh gu dìreach, dhèilig sinn ri radain le amphetamine cronach agus, às deidh làithean 5 de tharraing air ais, thug sinn seachad an inhibitor HDAC, sodium butyrate no a charbad. Fhuair sinn a-mach gun do chuir sodium butyrate air ais an ro-aithris a bha air adhbhrachadh le amphetamine c-fos faireachdainn (Figear 2B), a ’toirt taic dhìreach don bheachd gu bheil hypoacetylation air an c-fos tha an neach-adhartachaidh na phrìomh dhòigh air cùl desensitization a ’ghine.

Figear 2  

Fastadh de mheadhanan HDAC1 gnìomh ΔFosB air c-fos

Gus tuigse fhaighinn air mar a tha ΔFosB a ’cur bacadh air acetylation histone air an c-fos neach-adhartachaidh, rinn sinn sgrùdadh a bheil ΔFosB ag eadar-obrachadh le enzyman a lughdaicheas acetylation histone, is e sin HDACs. Rinn sinn sgrùdadh an toiseach air HDAC1 agus HDAC2 oir tha na h-enzyman sin a ’cruthachadh iom-fhillte le grunn fhactaran tar-sgrìobhaidh gus ath-bhualadh abairt gine (). Bho chomharraich sgrùdaidhean tòiseachaidh ChIP ceangal mòr HDAC1 air an c-fos neach-adhartachaidh (faic gu h-ìosal), ach gun HDAC2 so-fhaicsinneach (nach eil ri fhaicinn), rinn sinn deuchainnean co-immunoprecipitation gus faighinn a-mach a bheil ΔFosB ag eadar-obrachadh gu corporra le HDAC1. Gu dearbh, lorg sinn gu robh immunoprecipitation de ΔFosB cuideachd a ’slaodadh sìos HDAC1 ann an ceallan PC12 (Figear 2D). Gu cudromach, tha an eadar-obrachadh seo sònraichte airson ΔFosB, mar FosB làn-fhaid, nach eil a ’cruinneachadh às deidh rianachd psychostimulant cronach (), cha do rinn e eadar-obrachadh le HDAC1. Rinn sinn an deuchainn cùil ann am vivo le bhith a ’toirt a-steach mòran ΔFosB le glacaidhean electroconvulsive. Co-chòrdail ris an dàta cultar cealla againn, tharraing immunoprecipitation le antibody an aghaidh HDAC1 sìos ΔFosB bho stuth eanchainn (Figear 2E).

Stèidhichte air na co-dhùnaidhean sin gu bheil ΔFosB agus HDAC1 ag eadar-obrachadh gu corporra ann vitro agus ann am vivo, smaoinich sinn, às deidh amphetamine cronach, gu bheil ΔFosB a ’fastadh HDAC1 chun an c-fos neach-adhartachaidh gine. Gu dearbh, lorg ChIP de lysates striatal ìrean gu math nas àirde de HDAC1 air an c-fos neach-adhartachaidh às deidh nochdadh amphetamine cronach (Figear 2C), ach cha do dh'atharraich amphetamine ceangal HDAC1 ris an β-actin neach-adhartachaidh gine. Gus faighinn a-mach gu dìreach an robh HDAC1 gu leòr airson lagachadh c-fos inntrigeadh, rinn sinn tar-chuir cealla HEK293T le HDAC1 no GFP agus bhrosnaich sinn iad le serum 5% (faic Modhan a bharrachd). Lorg sinn gu robh serum-brosnaichte c-fos chaidh faireachdainn a mhilleadh gu mòr ann an ceallan a ’toirt cus cuideam air HDAC1 (Figear 2F). Chaidh na sgrùdaidhean sin a leudachadh ann am vivo le bhith a ’cleachdadh luchagan HDAC1 floxed le AAV-GFP air aon taobh den striatum aca agus AAV-CreGFP gus a bhith a’ brosnachadh bualadh ionadail den hdac1 gine anns an striatum contralateral. AAV-CreGFP air a lughdachadh Hdac1 abairt mRNA anns an teannachadh gabhaltach (iomallach le microdissection laser) le> 75% an coimeas ri smachdan stealladh AAV-GFP fhad ‘s a bha iad a’ stealladh AAV-GFP fhad ‘s a bha iad a’ stealladh Hdac2 cha do dh ’atharraich an abairt (Figear 2G). Chaidh luchagan an uairsin a làimhseachadh le amphetamine cronach agus an uairsin tarraing air ais dhrogaichean airson làithean 5. Chaidh na luchagan a sgrùdadh 30 mionaidean às deidh dùbhlan amphetamine agus chaidh na roinnean striatal gabhaltach a microdissected. Fhuair sinn a-mach gun do bhrosnaich amphetamine tòrr a bharrachd c-fos mRNA ann an clò striatal air a bheil AAV-CreGFP an coimeas ri AAV-GFP (Figear 2G), a ’sealltainn gu bheil HDAC1 riatanach airson ro-aithris cronail amphetamine-brosnaichte de c-fos faireachdainn. Tha an dàta seo a ’moladh gu bheil cruinneachadh ΔFosB ann am radain às deidh làimhseachadh amphetamine cronach a’ leantainn gu barrachd ΔFosB ceangailteach ris an c-fos neach-adhartachaidh, fastadh HDAC1, nas lugha de acetylation histone, agus aig a ’cheann thall nas lugha de ghnìomhachd den ghine.

Tha methylation histone air àrdachadh air an c-fos neach-adhartachaidh às deidh nochdadh amphetamine cronach

Bidh ro-aithris gnìomhachd gine gu tric a ’toirt a-steach grunn atharrachaidhean epigenetic a bhios a’ tachairt aig an aon àm (; ). Is e aon de na h-atharrachaidhean histone as ainmeile a tha co-cheangailte ri gnìomhachd gine nas lugha methylation de histone H3 aig lysine 9 (H3K9). Tha an atharrachadh histone seo, nuair a lorgar e air roinnean brosnachaidh, co-cheangailte ri ro-aithris tar-sgrìobhaidh le bhith a ’fastadh co-ath-bhualadairean mar HP1 (pròtain heterochromatin 1) (). Mar sin rinn sinn mion-sgrùdadh an robh hypoacetylation an c-fos gine, a chithear às deidh rianachd amphetamine cronach, cuideachd co-cheangailte ri atharrachaidhean ann am methylation H3K9. A ’co-chòrdadh ris a’ bheachd seo, nochd ChIP a chaidh a dhèanamh air clò striatal bho radain a chaidh a làimhseachadh le amphetamine cronach gun deach H3K9 di-methylated (H3K9me2) a mheudachadh gu mòr air an c-fos neach-adhartachaidh (Figear 3A), buaidh nach deach fhaicinn air an β-actin neach-adhartachaidh gine. Is e aon de na prìomh enzymes a tha a ’meadhanachadh methylation H3K9 KMT1A / SUV39H1, a thog a’ cheist an robh abairt an enzyme seo air a riaghladh le foillseachadh amphetamine cronach. Rinn sinn qRT-PCR air an striatum de radain a chaidh a làimhseachadh le amphetamine cronach agus chunnaic sinn àrdachadh mòr de Kmt1a / Suv39h1 mRNA, fhad ‘s a tha an enzym sònraichte atharrachaidh chromatin, Hdac5, fhathast gun bhuaidh (Figear 3B). Eu-coltach ri HDAC1, ge-tà, cha do nochd deuchainnean co-immunoprecipitation eadar-obrachadh follaiseach sam bith eadar ΔFosB agus KMT1A / SUV39H1, agus cha robh e comasach dhuinn beairteachadh mòr den methyltransferase a chomharrachadh air an c-fos neach-adhartachaidh le ChIP (cha deach a shealltainn). A dh ’aindeoin sin, tha na co-dhùnaidhean sin a’ moladh gum faodadh àrdachadh ann an KMT1A / SUV39H1 hypermethylate H3 aig c-fos agus cuir ris na h-innealan a ’lughdachadh c-fos gnìomhachd gine às deidh nochdadh amphetamine cronach.

Figear 3  

Methylation histone às deidh nochdadh amphetamine cronach

Deasbaireachd

Chomharraich an sgrùdadh seo c-fos mar ghine ùr targaid sìos an abhainn de ΔFosB anns an striatum às deidh rianachd amphetamine cronach. Bidh sinn a ’toirt seachad fianais dhìreach gu bheil ΔFosB endogenous a’ ceangal ris an c-fos sanasachd ann am vivo, far a bheil ΔFosB a ’fastadh HDAC1 gus deacetylate histones mun cuairt agus a’ lughdachadh gnìomhachd tar-sgrìobhaidh an c-fos gine. Bha an dà chuid casg pharmacologach de HDACn agus bualadh tarraingeach HDAC1 gu leòr airson lasachadh c-fos desensitization agus àrdachadh c-fos faireachdainn anns an striatum de bheathaichean le làimhseachadh amphetamine. Lorg sinn cuideachd àrdachadh co-leanailteach ann am methylation histone repressive aig H3K9 air an c-fos neach-adhartachaidh, atharrachadh co-cheangailte ri àrdachadh ann an amphetamine air a bhrosnachadh leis an histone methyltransferase, KMT1A / SUV39H1. Còmhla, tha na co-dhùnaidhean sin a ’toirt sealladh bunaiteach ùr air na dòighean anns am bi ΔFosB ag ath-aithris gnìomhachd cuid de ghinean agus a’ nochdadh eadar-chluich nobhail eadar dà phrìomh shlighe a bhios a ’cumail smachd air freagairtean giùlain do psychostimulants: inntrigeadh ΔFosB () agus ath-dhealbhadh chromatin (). Tha na co-dhùnaidhean againn a ’sealltainn mar a tha an dà shlighe seo a’ tighinn còmhla air an c-fos neach-adhartachaidh às deidh nochdadh amphetamine cronach gus gnìomhachd a ’ghine atharrachadh.

Chunnaic sinn an toiseach desensitization de c-fos abairt mRNA às deidh làimhseachadh cocaine cronail o chionn 15 bliadhna air ais (), ach cha deach sealladh meacanaigeach sam bith fhaighinn air mar a dh ’fhaodadh freagairtean tar-sgrìobhaidh cho eadar-dhealaichte tachairt eadar nochdadh gruamach an aghaidh drogaichean cronail. Anns an oidhirp againn gnìomhan ΔFosB sìos an abhainn a thuigsinn, thug sinn sùil a-rithist air smachd air c-fos faireachdainn mar thoradh air an riaghladh eadar-dhealaichte seo eadar foillseachadh psychostimulants acute agus chronic. Leis gu bheil ΔFosB air àrdachadh grunn-fhillte às deidh nochdadh dhrogaichean cronach, tha an inntrigeadh eadar-dhealaichte seo de c-fos mRNA, a bharrachd air làrach coltach ri AP-1 anns an c-fos neach-adhartachaidh proximal, mhol e dreuchd riaghlaidh a dh ’fhaodadh a bhith ann airson ΔFosB. Rinn seo cuideachd an c-fos tagraiche tarraingeach a ghineadh leis an urrainn dhut sgrùdadh a dhèanamh air buaidhean ath-bhualaidh ΔFosB air faireachdainn gine ().

Rinn amphetamine cronach lughdachadh c-fos inntrigeadh mRNA no na h-ìrean bun-loidhne aige ann an striatum airson timcheall air 5 latha de tharraing dhrogaichean, cùrsa ùine a tha co-chòrdail ri seasmhachd ΔFosB () agus a bhith a ’fuireach air an c-fos neach-adhartachaidh. Ged a lorgar ΔFosB às deidh amannan eadhon nas fhaide de tharraing air ais, bidh e a ’crìonadh mean air mhean thar ùine (; ) agus dh ’fhaodadh nach eil gu leòr ann airson ro-aithris an c-fos gine fada nas fhaide na puing ùine latha 5. Ach a dh ’aindeoin sin tha an cùrsa ùine de c-fos tha desensitization iom-fhillte, le toirt air falbh a h-inntrigeadh fillte le dùbhlan amphetamine aig a ’char as àirde aig latha tarraing a-mach 1, ach a’ toirt thairis na h-ìrean basal aige aig a ’char as àirde aig 5 làithean de tharraing air ais. Tha an dàta ChIP againn a ’sealltainn gu bheil ΔFosB ceangailte ris an c-fos neach-adhartachaidh aig gach puing ùine, a ’moladh gum bi gnìomhachd diofraichte an c-fos is dòcha gu bheil gine a chaidh a choimhead eadar làithean 1 agus 5 de tharraing air ais mar thoradh air riaghladairean tar-sgrìobhaidh a bharrachd air am fastadh don ghine le cùrsa ùine gu math toinnte. Tha feum air tuilleadh sgrùdaidhean gus tuigse fhaighinn air na h-innealan mionaideach a tha na lùib.

Tha brìgh giùlain ΔFosB-meadhanaichte c-fos faodaidh desensitization a bhith homeostatic, mar luchainn aig nach eil an c-fos gine ann an neurons dopamine D1 anns a bheil gabhadan a ’nochdadh freagairtean giùlan nas lugha air cocaine (). A bharrachd air an sin, tha luchd-dìon HDAC, a chuireas casg air desensitization ΔFosB-mediated c-fos, meudachadh cugallachd beathach a thaobh buaidhean giùlain cocaine (; ). Tha na co-dhùnaidhean sin a ’sealltainn, ged is e buaidh lom ΔFosB a bhith a’ brosnachadh freagairtean giùlain cugallach gu psychostimulants (; ), bidh e cuideachd a ’tòiseachadh prògram tar-sgrìobhaidh nobhail troimhe c-fos desensitization gus meud nan aon ghiùlan sin a chuingealachadh. Bhiodh ΔFosB, gu dearbh, a ’toirt buaidh air freagairtean giùlain do psychostimulants tro shreath iom-fhillte de thachartasan tar-sgrìobhaidh sìos an abhainn, a’ toirt a-steach inntrigeadh no ro-aithris grunn ghinean targaid (), a tha, a bharrachd air an còdachadh gine c-Fos mar a chithear an seo, cuideachd a ’toirt a-steach subunit gabhadair glutamate AMPA GluR2 (), an serine-threonine kinase Cdk5 (), agus an dynorphin peptide opioid (), am measg eile (). Tha cuid de na ginean sin air an cur an gnìomh le ΔFosB (far a bheil ΔFosB a ’fastadh co-ghnìomhaichean tar-sgrìobhaidh) (), ach tha feadhainn eile air an ath-bhualadh le ΔFosB (far a bheil ΔFosB, mar a chithear an seo, a ’fastadh co-ath-bhualaidhean tar-sgrìobhaidh). Is e prìomh oidhirp de sgrùdadh san àm ri teachd na factaran a chomharrachadh a tha a ’dearbhadh a bheil ΔFosB a’ gnìomhachadh no ag ath-bhualadh gine targaid nuair a bhios e a ’ceangal ris an neach-adhartachaidh gine.

Air an toirt còmhla, tha na co-dhùnaidhean againn a ’comharrachadh inneal epigenetic ùr-nodha tro bheil ΔFosB a’ meadhanachadh pàirt de na buaidhean tar-sgrìobhaidh aige san striatum às deidh nochdadh amphetamine cronach. Tha an sgrùdadh seo cuideachd a ’toirt sealladh ùr cudromach do na h-innealan bunaiteach tar-sgrìobhaidh agus epigenetic ann am vivo an sàs ann an desensitization (ie, fulangas) gine deatamach airson freagairtean giùlan a tha air an adhbhrachadh le psychostimulant.

 

Material a bharrachd

Buidheachas

Fhuair an obair seo taic bho thabhartasan bho NIDA

iomraidhean

  • Bibb JA, Chen J, Taylor JR, Svenningsson P, Nishi A, Snyder GL, Yan Z, Sagawa ZK, Comhairle Ouimet, AC Inbhir Nàrann, Nestler EJ, Greengard P. Tha buaidh dìth-craoibhe airson cocain air an riaghladh leis a ’pròifil neuronal Cdk5. Nàdar. 2001; 410: 376 – 380. [Sgaoileadh]
  • Carle TL, Ohnishi YN, Ohnishi YH, Alibhai IN, Wilkinson MB, Kumar A, Nestler EJ. Siostaman airson a bhith an eisimeil pròstanach agus neo-eisimeileach airson neo-sheasmhachd FosB: comharrachadh raointean degron FosB agus buaidhean airson seasmhachd DeltaFosB. Eur J Neurosci. 2007; 25: 3009 – 3019. [Sgaoileadh]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Tha ro-dhuilgheadas sònraichte air seòrsa de chill de DeltaFosB a ’toirt piseach air brosnachadh a’ chocain. J Neurosci. 2003; 23: 2488 – 2493. [Sgaoileadh]
  • Grozinger CM, Schreiber SL. Enzyman deacetylase: gnìomhan bith-eòlasach agus cleachdadh luchd-dìon beaga-moileciuil. Chem Biol. 2002; 9: 3 - 16. [Sgaoileadh]
  • Hope B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. A ’riaghladh an ciad abairt gineil luath agus AP-1 a tha a’ ceangal sa chnàmh muice raidhc leis a ’chocag dhiadhaidh. Proc Natl Acad Sci US A. 1992; 89: 5764 – 5768. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  • Dòchas BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Inntrigeadh do chruinneachadh AP-1 fad-ùine a tha air a dhèanamh suas de phròtainean altraim a tha atharraichte ann an eanchainn le cocaine ainnealach agus leigheasan cronach eile. Neuron. 1994; 13: 1235 – 1244. [Sgaoileadh]
  • Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Innealan neòinidh airson tràilleachd: àite ionnsachaidh agus cuimhne co-cheangailte ri duaisean. Annu Rev Neurosci. 2006; 29: 565 – 598. [Sgaoileadh]
  • Kelz MB, Chen J, WA Carlezon, Jr, Whisler K, Gilden L, Beckmann AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Self DW, Tkatch T, Baranauskas G, Surmeier DJ, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ. Mìneachadh air a ’bhàillidh tar-sgrìobhaidh deltaFosB anns an eanchainn a’ cumail smachd air cugallachd gu cocaine. Nàdar. 1999; 401: 272 – 276. [Sgaoileadh]
  • Mion-atharrachaidhean Kouzarides T. Chromatin agus an gnìomh. Cell. 2007; 128: 693 - 705. [Sgaoileadh]
  • Kumar A, Choi KH, Renthal W, Tsankova NM, Theobald DE, Truong HT, Russo SJ, Laplant Q, Sasaki TS, Whistler KN, Neve RL, Self DW, Nestler EJ. Tha ath-dhealbhadh chromatin na phrìomh dhòigh air plastachd a tha air a bhrosnachadh le cocaine ann an striatum. Neuron. 2005; 48: 303 - 314. [Sgaoileadh]
  • McClung CA, Nestler EJ. Riaghladh air riochdachadh gine agus duais cocaine le CREB agus DeltaFosB. Nat Neurosci. 2003; 6: 1208 – 1215. [Sgaoileadh]
  • McClung CA, Ulery PG, LI Perrotti, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: gluasad moileciuil airson atharrachadh ùine-fhada san eanchainn. Res Brain Res Brain Res. 2004; 132: 146 – 154. [Sgaoileadh]
  • Montgomery RL, Davis CA, Potthoff MJ, Haberland M, Fielitz J, Qi X, Hill JA, Richardson JA, Olson EN. Bidh deacetylases histone 1 agus 2 gu iomarcach a ’riaghladh morphogenesis cairdich, fàs, agus cùmhnantachd. Genes Dev. 2007; 21: 1790 - 1802. [Artaigil saor PMC] [Sgaoileadh]
  • Morgan JI, Curran T. Cnuasachadh tar-ghluasad ann an neurons: dreuchd ginean tràth sa cheò. Treubhan Neurosci. 1989; 12: 459 – 462. [Sgaoileadh]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Studies ological studies studies studies studies studies studies studies studies studies J Pharmacol Exp Ther. 1995; 275: 1671 – 1680. [Sgaoileadh]
  • Persico AM, Schindler CW, O'Hara BF, Brannock MT, Uhl GR. Abairt bàillidh tar-sgrìobhaidh eanchainn: buaidhean amphetamine acute agus cronach agus cuideam stealladh. Brain Res Mol Brain Res. 1993; 20: 91–100. [Sgaoileadh]
  • Renthal W, Maze I, Krishnan V, Covington HE, 3rd, Xiao G, Kumar A, Russo SJ, Graham A, Tsankova N, Kippin TE, Kerstetter KA, Neve RL, Haggarty SJ, McKinsey TA, Bassel-Duby R, Olson EN, Nestler EJ. Bidh histone deacetylase 5 epigenetically a ’cumail smachd air atharrachaidhean giùlain gu brosnachaidhean tòcail cronach. Neuron. 2007; 56: 517 - 529. [Sgaoileadh]
  • Steiner H, Gerfen CR. Tha RNA teachdaire c-fos air a bhrosnachadh le cocaine co-cheangailte gu h-iongantach ri abairt dynorphin ann an striatum. J Neurosci. 1993; 13: 5066 - 5081. [Sgaoileadh]
  • Tsankova N, Renthal W, Kumar A, Nestler EJ. Riaghladh epigenetic ann an eas-òrdugh inntinn-inntinn. Nat Rev Neurosci. 2007; 8: 355 - 367. [Sgaoileadh]
  • Zachariou V, Bolanos CA, Selley DE, Theobald D, MP Cassidy, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton O, Sim-Selley LJ, Dileone RJ, Kumar A, Nestler EJ. Ròl deatamach do DeltaFosB anns an niùclas accumbens ann an gnìomhachd mara. Nat Neurosci. 2006; 9: 205 – 211. [Sgaoileadh]
  • Tha Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos a ’comasachadh atharrachadh agus bàsachadh atharrachaidhean leantaichte le cocain. J Neurosci. 2006; 26: 13287 – 13296. [Sgaoileadh]