PLoS One. 2014 Jul 29; 9 (7): e102524. doi: 10.1371 / journal.pone.0102524. eCollection 2014.
Abstract
Bidh foillseachadh cocaine cronail ann an gach cuid addicts daonna agus ann am modalan creimich de chur-ris a ’lughdachadh gnìomhachd cortical prefrontal, a tha an uairsin a’ dysregulates giollachd duais agus gnìomh gnìomh òrdugh nas àirde. Is e a ’bhuaidh ghlan a tha aig an droch ghiùlan seo giùlan so-leòntachd ath-sgaoileadh. Roimhe seo tha sinn air sealltainn gu bheil àrdachadh a tha air a bhrosnachadh le cocaine ann an abairt bàillidh neurotrophic a thig bho eanchainn (BDNF) anns an cortex prefrontal medial (PFC) na inneal neuroadaptive a bhios a ’brùthadh air èifeachdas ath-neartachaidh cocaine. Mar a tha fios gu bheil BDNF a ’toirt buaidh air mairsinn neuronal agus plastachd synaptic, rinn sinn deuchainn air a’ bheachd-bheachd gum biodh staonadh bho fèin-rianachd cocaine a ’leantainn gu atharrachaidhean ann am morf-eòlas neuronal agus dùmhlachd synaptic anns a’ PFC. A ’cleachdadh dòigh ùr-nodha, tomagrafaireachd eagar agus staining Golgi, chaidh atharrachaidhean moirfeòlais anns an radan PFC a sgrùdadh às deidh làithean 14 de fèin-rianachd cocaine agus làithean 7 de staonadh èiginneach. Tha na toraidhean againn a ’sealltainn gu bheil branching dendritic iomlan agus dùmhlachd synaptic iomlan air an lughdachadh gu mòr anns an radan PFC. An coimeas ri sin, tha dùmhlachd spìcean tana dendritic air an àrdachadh gu mòr air neurons pioramaideach ìre V den PFC. Tha na co-dhùnaidhean sin a ’sealltainn gu bheil atharrachaidhean structarail fiùghantach a’ tachairt aig àm stad cocaine a dh ’fhaodadh cur ri gnìomhachd hypo PFC ann an daoine fa leth le cocaine.
Ro-ràdh
Thathas a ’moladh atharrachaidhean ann an plastachd structarail taobh a-staigh an cuairteachadh duais mar phrìomh mheadhanan a chuireas ri comas cumhachdach cocaine giùlan sireadh dhrogaichean a chumail suas (ath-sgrùdadh ann an [1]). Tha sgrùdaidhean roimhe air sealltainn àrdachadh ann an arborization dendritic agus dùmhlachd spine anns na nucleus accumbens (NAc) [2]-[4], sgìre teasach ventral [5], agus an cortex prefrontal (PFC) [6] às deidh a bhith fosgailte do chocaine. Ged a tha a ’mhòr-chuid de sgrùdaidhean air fòcas a chuir air atharrachaidhean structarail co-cheangailte ri gnìomhachd mì-ghnàthach an NAc, tha mòran nas lugha de sgrùdaidhean air sgrùdadh a dhèanamh air na h-atharrachaidhean anns a’ PFC. Tha grunn loidhnichean fianais a ’nochdadh eas-òrdugh am PFC às deidh nochdadh cocaine cronail anns an dà addicts daonna [7], [8] agus ann am modalan creimich de chur-ris [9], [10]. Mar sin, tha a bhith a ’comharrachadh na h-atharrachaidhean structarail a tha a’ tachairt anns a ’PFC buntainneach ri bhith a’ tuigsinn nan tachartasan moileciuil a tha mar bhunait air tràilleachd.
Bidh am PFC a ’riaghladh smachd impulse agus dèanamh cho-dhùnaidhean agus mar sin tha àite cudromach aige ann an comas neach smachd a chumail air giùlan, gu sònraichte ann an eisimeileachd dhrogaichean [8], [11]. Mar eisimpleir, ann an daoine fa leth a tha air an cuir ri cocaine, tha gnìomhachd lùghdaichte cortex co-cheangailte ri toirt air falbh dhrogaichean agus a ’cur dragh air freagairtean gnìomh òrdugh nas àirde [7], [8], a dh ’fhaodadh cur ri so-leòntachd a thaobh ath-sgaoileadh. Ann an creimich, tha barrachd gnìomhachd neuronal anns a ’PFC co-cheangailte ri toirt a-steach cocaine [9], [10], giùlan èiginneach a ’sireadh dhrogaichean [12], agus ath-shuidheachadh cocaine an dèidh tarraing air ais [13]-[15]. A bharrachd air an sin, tha bistability membran air a chuir às anns a ’PFC às deidh rianachd cocaine cronach [16]. Mu dheireadh, tha gnìomhachd metabolach air a bhrosnachadh le drogaichean anns an PFC air a mhilleadh ann an radain a ’toirt seachad stealladh dùbhlan nuair a chaidh an toirt a-mach à fèin-rianachd cocaine [9], [17]. Còmhla, tha na sgrùdaidhean sin a ’sealltainn gu bheil cocaine cronach a’ brosnachadh atharrachaidhean gnìomh domhainn ann am PFC a dh ’fhaodadh a bhith co-cheangailte ri àrdachadh anns an àireamh de synapses bacaidh agus / no lùghdachadh ann an synapses excitatory anns a’ PFC. Ach, cha deach na h-atharrachaidhean morphologach a tha a ’tachairt anns a’ PFC às deidh cleachdadh dhrogaichean cronach a mhìneachadh.
Anns an sgrùdadh seo dh ’fheuch sinn ri sgrùdadh a dhèanamh air a bheil staonadh bho chocaine a’ leantainn gu atharrachaidhean structarail anns a ’PFC. Chaidh atharrachaidhean morphologach a sgrùdadh a ’cleachdadh dòigh traidiseanta, staining Golgi, a bharrachd air innleachd nobhail, tomagrafaireachd eagar. Tha tomagrafaireachd array na dhòigh air leth a tha a ’cothlamadh teannachadh ultrathin le immunofluorescence agus ath-thogail ìomhaighean trì-thaobhach gus tomhas ceart a dhèanamh de dhlùths synapse sònraichte iomlan agus fo-sheòrsa [18], [19]. A ’cleachdadh nan dòighean sin, sheall na toraidhean againn plastachd mòr ann an radan PFC mar fhreagairt air staonadh cocaine.
Stuthan agus Dòighean-obrach
Beathaichean agus taigheadas
Chaidh radain fireann Sprague-Dawley (Rattus norvegicus) le cuideam 250–300 g fhaighinn bho Taconic Laboratories (Germantown, NY). Bha beathaichean a ’fuireach leotha fhèin le biadh is uisge ri fhaighinn ad libitum anns a’ chèidse dachaigh aca. Bha na protocolaidhean deuchainneach uile co-chòrdail ris an stiùireadh a chuir Institiudan Nàiseanta Slàinte na SA a-mach agus chaidh an aontachadh le Sgoil Leigheas Perelman aig Oilthigh Pennsylvania agus Comataidh Cùram is Cleachdadh Ainmhidhean Institiùd Oilthigh Pennsylvania.
-lann
Mus deach an lannsaireachd, chaidh na radain anesthetized le 80 mg / kg ketamine agus 12 mg / kg xylazine (ip; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). Chaidh catheter silastic indwelling (trast-thomhas a-staigh 0.33 mm, trast-thomhas a-muigh 0.64 mm) a chuir a-steach don vein jugular ceart agus sutured na àite. Chaidh an catheter an uairsin a thoirt seachad gu subcutaneously thairis air an lann ghualainn agus chaidh a stiùireadh gu àrd-ùrlar cùl-taic mogal (CamCath, Cambridge, RA) a chaidh a shnìomh fon chraiceann dìreach os cionn an scapulae. Chaidh catheters a shruthladh gach latha le 0.3 ml den antibiotic Timentin (ticarcillin disodium / potassium clavulanate, 0.93 mg / ml; Henry Schein, Melville, NY) air a sgaoileadh ann an saline heparinized (10 U / ml). Bha na catheters air an seuladh le obturators plastaig nuair nach eilear gan cleachdadh.
Fèin-riaghladh Cocaine
Bha cead aig radain làithean 7 faighinn air ais bho obair-lannsa mus do thòisich fèin-rianachd cocaine. Chaidh radain a thoirt seachad air thuaiream do aon de dhà bhuidheann: beathaichean fèin-rianachd cocaine agus smachdan saline cuingichte. Chaidh a h-uile radan a chaidh a thrèanadh gus freagairt a thoirt do dh ’fhulangas cocaine tuiteamach a pharadh le cuspair yoked a fhuair an aon àireamh agus pàtran temporal de in-ghabhail mar fèin-rianachd leis an radan deuchainn cocaine. Cha robh buaidh sam bith clàraichte aig luamhan a bha a ’brùthadh air na radain leaghte saline.
An toiseach, chaidh radain deuchainneach cocaine a chur anns na seòmraichean obrachaidh modular (Med Associates, St. Albans, VT) agus chaidh cead a thoirt dhaibh brùthadh airson brùthadh cocaine intravenous (0.25 mg cocaine / 59 µl saline, infusion thairis air 5 s) air inneal stèidhichte- co-mheas 1 (FR1) clàr ath-neartachaidh. Cho luath ‘s a choilean radan deuchainneach cocaine co-dhiù in-ghabhail 20 de chocaine ann an aon seisean obrachaidh fo chlàr FR1, chaidh an riatanas freagairt atharrachadh gu clàr ath-neartachaidh FR5. Airson a bhith a ’freagairt air gach clàr co-mheas stèidhichte, bha an àireamh as motha de in-ghabhail cocaine air a chuingealachadh ri 30 gach seisean fèin-rianachd làitheil agus lean ùine cur-a-mach 20 s gach dòrtadh cocaine, agus rè na h-ùine sin chaidh freagairtean luamhan gnìomhach a chlàradh ach cha robh buaidh chlàraichte aca . Chaidh seiseanan obrachaidh làitheil 2 h (7 làithean / seachdain) a chumail airson làithean 14 gu h-iomlan. Chaidh freagairtean a chaidh a dhèanamh mun luamhan neo-ghnìomhach, aig nach robh buaidh sam bith clàraichte, a chlàradh cuideachd an dà chuid ann an seiseanan trèanaidh FR1 agus FR5.
Às deidh an 14th Chaidh seisean obrachaidh làitheil, radain smachd cocaine-deuchainneach agus smachd saline air an toirt air ais gu na cèidsichean dachaigh aca far an deach iad tro 7 latha de stad èigneachaidh dhrogaichean. Air an 7th latha de staonadh cocaine, chaidh brains a thoirt air falbh agus chaidh am PFC a sgaoileadh air deigh. Chaidh seachd latha de staonadh cocaine a thaghadh gus coimeas dìreach a dhèanamh ris an sgrùdadh againn a chaidh fhoillseachadh roimhe a ’sgrùdadh atharrachaidhean air an adhbhrachadh le cocaine ann an abairt PFC BDNF [20].
Perfusion
Chaidh radain anesthesized (100 mg / kg, ip sodium pentobarbital) agus air an lìomhadh le paraformaldehyde fuar-deigh 4% ann an 0.1 M PB, pH 7.4 (PFA). Chaidh aon leth-chruinne bho gach eanchainn a chleachdadh airson staining golgi agus an leth-chruinne eile airson tomagrafaireachd eagar. Chaidh leth-chruinneachaidhean eagar a shuidheachadh an dèidh sin ann an 4% PFA le 2.5% sucrose airson uairean 2 agus chaidh leth-chruinneachaidhean Golgi a phostadh airson 48 h ann an 4% PFA.
Tomography Array
Chaidh deuchainnean tomagrafaireachd array a dhèanamh mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [19], [21]. Goirid, chaidh clò stèidhichte PFA a stèidheachadh ann an earrannan roisinn agus coronal (70 nm) aig ìre an mPFC air an gearradh agus air an cruinneachadh mar rioban. Chaidh ribeanan a hydradachadh ann an glycine 50 mM ann an Tris agus chaidh am bacadh ann am fuasgladh bacadh (0.05% Tween / 0.1% serum albumin bó ann am bufair Tris (50 mM Tris / 150 mM NaCl, pH 7.6). Chaidh na riobanan a smàladh le antibodies bun-sgoile, GAD65 ( Chemicon), PSD95 (Comharradh cealla), no synaptophysin (Abcam), ann am fuasgladh bacaidh thar oidhche aig 4 ° C. Chaidh ribeanan a nighe le bufair Tris agus a dhath le antibodies àrd-sgoile aig 1![[co-mheas]](http://www.ncbi.nlm.nih.gov/corehtml/pmc/pmcents/x2236.gif){kind=small}
50 ann am fuasgladh bacadh (frith-luch gobhar Alexa-flùr 488 agus cy3 an-aghaidh coineanach gobhar no cy5 an-aghaidh coineanach asail). Chaidh ribeanan a chuir an aghaidh DAPI gus an lorgadh iad na h-aon làraich air a h-uile roinn. Chaidh ìomhaighean leac-scan a chruinneachadh a ’cleachdadh miocroscop epifluorescence Zeiss AxioImager Z2. Chaidh dealbhan bhon aon làrach air gach aon de na sreathan sreathach 20 - 30 gach rioban fhaighinn aig 63x le prògraman fèin-ghluasadach sònraichte airson tomagrafaireachd eagar.
Mion-sgrùdadh Tomography Array
Chaidh na h-ìomhaighean sreathach bho gach rioban fhosgladh gu sreath, an atharrachadh gu stac agus an co-thaobhadh ris na plugins MultiStackReg agus StackReg (le cead bho B. Busse aig Oilthigh Stanford agus [21], [22]. Chaidh bogsaichean bàrr (19.5 µmx19.5 µm) a chleachdadh gus roinnean inntinneach (ROI) a thaghadh anns an neuropil airson tomhas. Dh'fheumadh taghaidhean cuirp cealla neuronal no feartan doilleir eile a thoirmeasg. Airson mion-sgrùdadh ìomhaighean fèin-ghluasadach, chaidh bàrr inntinneach (no ROI) airson synaptophysin, aigéad glutamic decarboxylase-65 (GAD65) agus PSD95 a thoirt gu fèin-ghluasadach fa leth le algorithms fèin-ghluasadach ann an ImageJ. Chaidh bàrr a chòdachadh agus chaidh mion-sgrùdadh a ruith dall gu staid. Chaidh prògram lorg fèin-ghluasadach, stèidhichte air stairsnich gus tomhas a dhèanamh air an àireamh de puncta a chaidh a chomharrachadh mar synapses adhartach a chleachdadh mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [23]. Chaidh dùmhlachd de chrìochan presynaptic, crìochnachaidhean postynaptic excitatory, agus an àireamh sa cheud de synapses GAD-positive (inhibitory) a thomhas bho chuibheasachd de làraich sampaill 75 gach beathach a chaidh a chruinneachadh bho dhà bhloc eadar-dhealaichte bhon PFC (n
=5 cocaine air a làimhseachadh, beathaichean le làimhseachadh saline 5) airson puncta postynaptic 29,154 gu h-iomlan agus puncta presynaptic 53,565 bho làraich samplachadh 818 air feadh nam beathaichean le làimhseachadh saline 5 agus puncta 29,662 postynaptic agus 17,034 presynaptic bho làraich samplachaidh 588 cocaine. Chaidh na luachan meadhanach airson dùmhlachd synapse agus an àireamh sa cheud de synapses bacaidh gach beathach a thomhas agus chaidh deuchainnean-t a ruith a ’cleachdadh na meadhan-bheathaichean gus dearbhadh an robh eadar-dhealachadh eadar dòighean buidhne.
Modh Rapid-Golgi
Chaidh staining Golgi roinn singilte a dhèanamh mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [24], [25]. Goirid, chaidh am mPFC bho aon leth-chruinne de gach beathach a ghearradh ann an earrannan coronal 100 µm agus an dèidh a shuidheachadh ann an 1% osmium tetraoxide agus an uairsin trì nigheadaireachd ann an 0.1 M PB, pH 7.4. Chaidh earrannan a thoirt a-steach ann an 3.5% potasium dichromate thar oidhche, air an nighe goirid agus air an in-shìoladh le 1.5% nitrate airgid leis an dòigh ceapaire [25]. Bha earrannan air an cur suas air sleamhnagan le còmhdach gelatin le 20% sucrose agus air an uisgeachadh tro shreath de cho-chruinneachaidhean deoch làidir agus an uairsin a ’dì-shailleadh ann an xylene agus còmhdach còmhdaich.
Mion-sgrùdadh Golgi
Chaidh sleamhnagan Golgi a chòdachadh agus an sgrùdadh dall gu suidheachadh agus chaidh an sgrùdadh leis an aon neach-deuchainn. Chaidh ìomhaighean neuronal agus tracaichean agus ìomhaighean riochdachail de spìcean dendritic a chruinneachadh le bhith a ’cleachdadh miocroscop BX51 Olympus dìreach le ìre motair aonaichte (Prior Scientific, Rockland, MA) le amas 20 × 0.7 NA. Airson mion-sgrùdadh branching dendritic, chaidh neurons 7 a thaghadh airson sgrùdadh gach beathach. Thomhais sinn fad agus iom-fhillteachd neurite a ’cleachdadh na macros NeuronJ agus Advanced Sholl Analysis, fa leth. Chaidh an àireamh de chroisean-tarsainn (puingean meur) taobh a-staigh cearcallan co-chearcallach aig radii eadar 5 - 250 µm (a ’gabhail a-steach dendrites basal agus apical) a thomhas agus a choimeas eadar buidhnean. Airson mion-sgrùdadh dùmhlachd spine, chaidh earrannan 4 - 5 de co-dhiù 20 µm de dh'fhaid bho dendrites basal treas òrdugh a sgrùdadh gach neuron bho neurons 5 - 7 gach beathach a ’cleachdadh miocroscop epifluorescence Zeiss AxioImager Z2 le amas bogadh-ola 63x. Chaidh morf-eòlas spine a sheòrsachadh mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [26]. Chaidh dùmhlachd sreathach spine airson gach roinn dendritic agus morphology spine (tana, stubby, balgan-buachair, cumadh cupa) de gach spine a choimeas eadar buidhnean. Chaidh bathar-bog stòr fosgailte bho Institiudan Nàiseanta Slàinte (ImageJ) a chleachdadh airson mion-sgrùdadh dàta tomagrafaireachd Golgi agus array.
toraidhean
Bidh giorrachadh bho cocaine a ’lughdachadh dùmhlachd synapse iomlan
Chaidh tomagrafaireachd array a chleachdadh gus atharrachaidhean a thomhas an dà chuid ann an synapses excitatory agus inhibitory gus na h-atharrachaidhean morphologach sònraichte a tha a ’tachairt anns a’ PFC a dhearbhadh mar fhreagairt air staonadh bho fèin-rianachd cocaine. Tha tomagrafaireachd array na dhòigh àrd-throughput a leigeas le tomhas ceart de synapses iomlan, bacaidh agus excitatory ann an structaran a tha ro bheag airson a bhith air an comharrachadh gu ceart no air an sgìreachadh le modhan microscopaidh confocal traidiseanta [19]. Leis gu bheil an dà chuid synapses bacaidh agus excitatory nam pàirtean riatanach de chuairteachadh duais dhrogaichean [13], [27], [28] chleachd sinn an dòigh-obrach ùr-nodha seo gus atharrachaidhean moirfeòlais sa PFC a mheasadh aig àm stad bho cocaine. Chaidh seachdad earrann nm PFC bho aon leth-chruinne eanchainn de radain 5 yoked-saline agus 5 a bha eòlach air cocaine a smàladh le antibodies gu PSD95, comharra excitatory postynaptic, synaptophysin, comharra presynaptic, agus GAD65, a bha a ’comharrachadh neurons bacaidh agus synapses. Chaidh dùmhlachd synapse agus an àireamh sa cheud de synapses bacaidh a dhearbhadh ann an còmhdach cortical V (Figear 1A agus 1B). Tha na co-dhùnaidhean againn a ’sealltainn gun robh lùghdachadh mòr ann an dùmhlachd synaptophysin aig àm stad bho cocaine (Figear 1C), a bhios a ’tomhas a h-uile crìoch presynaptic [t (7)=2, p <0.05]. Cha robh lùghdachadh mòr sam bith ann an dùmhlachd synapse excitatory [t (8)=0.48, d=0.32] mar a chaidh a thomhas le bhith a ’cunntadh PSD95 puncta (Figear 1D). Gu h-inntinneach, bha gluasad neo-chudromach a dh ’ionnsaigh àrdachadh anns an àireamh sa cheud de synapses bacaidh GAD65-positive [t (8)=−1.39, td=0.9] (Figear 2E).
Bidh giorrachadh bho cocaine a ’lughdachadh branching dendritic fhad‘ s a tha e a ’meudachadh dùmhlachd an spine sa PFC
Chaidh an dòigh Golgi a chleachdadh gus atharrachaidhean ann an branching neuronal agus dùmhlachd dendritic den spine a sgrùdadh gus dearbhadh a dhèanamh air na h-atharrachaidhean bun-structarail a chaidh an sgrùdadh ann an dùmhlachd synapse (Figear 1). Rinn sinn impregnation luath Golgi aon roinn air fo-sheata de neurons anns a ’PFC bho na leth-chruinneachaidhean eile de na h-aon bheathaichean a chaidh a chleachdadh airson na sgrùdaidhean tomagrafaireachd eagar. Chaidh branching dendritic, cunntadh dendritic den spine, agus morf-eòlas an spine a mheasadh. Tha dà neuron pioramaideach riochdachail bhon PFC de smachd saline-yine agus radan a tha fosgailte do chocaine air an sealltainn a-steach Figear 2A. Thomhais cuilbheart shlaod an àireamh de chroisean-tarsainn (puingean meur) taobh a-staigh cearcallan co-chearcallach aig radii eadar 5 - 250 µm. Tha na co-dhùnaidhean againn a ’sealltainn, às deidh làithean 7 de staonadh èiginneach bho fhèin-rianachd cocaine, gun robh lughdachadh mòr ann an iom-fhillteachd dendritic (Figear 2B). Le ceumannan dà-shligheach a-rithist nochd mion-sgrùdadh ANOVA air dàta cuilbheart sholl prìomh bhuaidhean làimhseachaidh [F.(1,738)=30.59, p <0.0001] agus radius [F.(245, 738)=289.6, p <0.0001] (Figear 2B), a ’dearbhadh call dendrites a tha ag aontachadh le call synapses air a thomhas ann an sgrùdaidhean eagar (Figear 1C). Nochd sgrùdadh air dendrites basilar an dàrna agus an treas òrdugh àrdachadh mòr ann an spìcean dendritic às deidh làithean 7 de staonadh cocaine [t (6)=−3.12, p <0.05] (Figear 2D). Gu sònraichte, mheudaich staonadh bho bhith a ’nochdadh cocaine an àireamh de subtype tana den spine, fhad‘ s nach robh buaidh mhòr sam bith aige air subtypes spine eile (Figear 2E), mar a chaidh a nochdadh le dà dhòigh a-rithist a ’tomhas ANOVA le prìomh bhuaidhean làimhseachaidh [F.(1,30)=11.9, d=0.0017], subtype spine [F.(4,30)=57.7, p <0.0001], agus làimhseachadh mòr x eadar-obrachadh subtype spine [F.(1, 4, 30)=8.8, p <0.0001].
Deasbaireachd
Anns an sgrùdadh làithreach tha sinn a ’sealltainn gu bheil atharrachaidhean structarail agus synaptic follaiseach ann an còmhdach V den PFC às deidh làithean 7 de staonadh èiginneach bho fhèin-rianachd cocaine. Gu sònraichte, tha lùghdachadh mòr ann an branching dendritic de neurons pioramaideach agus call coitcheann ann an dùmhlachd synapse mar a tha air a thomhas le dùmhlachd lùghdaichte de bhùitean presynaptic iomlan air an ainmeachadh le synaptophysin. A dh ’aindeoin call dùmhlachd presynaptic, chaidh dendrites basal de neurons pioramaideach còmhdach V àrdachadh ann an dùmhlachd dendritic an spine, gu sònraichte spìcean tana, plastaig. Leis nach do lorg sinn atharrachaidhean mòra ann an dùmhlachd PSD95, faodar tuairmeas a dhèanamh gum faodadh lughdachadh ann an crìochnachaidhean presynaptic ach àrdachadh ann an dùmhlachd an spine a bhith mar thoradh air àrdachadh anns an àireamh de bhùitean ioma-synaptic. A bharrachd air an sin, is fhiach a bhith mothachail cuideachd gum faca sinn gluasad a dh ’ionnsaigh barrachd synapses bacaidh anns a’ PFC. Leis gu bheil spìcean tana an sàs ann am plastachd [29], dh ’fhaodadh an àrdachadh anns na spìcean sin a bhith a’ riochdachadh plastachd dìolaidh gus cuir a-steach synaptic a chumail air na neurons dìonach sin a tha air meuran dendritic a chall.
Sheall sgrùdaidhean roimhe gu bheil cocaine a ’meudachadh arborization dendritic agus dùmhlachd spine anns an NAc [2]-[4]. O chionn ghoirid, Dumitriu et al., 2012 [30] dearbhadh gu bheil cocaine gu dinamach ag atharrachadh spìcean faisg air làimh ann an cridhe agus slige NAc. Gu sònraichte, anns an t-slige, mheudaich tarraing a-mach à cocaine spìcean tana, agus aig an aon àm lùghdaich dùmhlachd ceann spine balgan-buachair anns an t-slige NAc [30]. An coimeas ri sgrùdaidhean air an NAc, chan eil ann ach beagan sgrùdaidhean a tha air sgrùdadh a dhèanamh air buaidhean cocaine air morf-eòlas neuronal anns a ’PFC [6], [31]. Tha an dàta againn co-chòrdail ri sgrùdadh o chionn ghoirid a ’sealltainn gu bheil cocaine ag adhbhrachadh àrdachadh ann an dùmhlachd spine anns a’ PFC [31]. Gu sònraichte, sheall luchainn aig an robh àrdachadh nas motha ann an spìcean seasmhach agus seasmhach, ie spìcean a bha an làthair làithean 3 às deidh dhaibh tarraing air ais, air dendrites apical sgòran roghainn àite nas àirde le cocaine agus trom-inntinn air a bhrosnachadh le cocaine [31]. Thug sgrùdadh roimhe ann an radain ìre PFC ìre II-III cunntas air luachan timcheall air spìcean 3 gach µm de dendrite air an dà chuid dendrites apical agus basal, ìre iongantach dùmhail de spìcean a chaidh atharrachadh le cuideam [32]. Tha na luachan againn ann an radain smachd de spìcean ∼2 / 10 µm de roinnean dendritic nas ìsle, a dh ’fhaodadh a bhith mar thoradh air an t-sluagh neuronal eadar-dhealaichte a chaidh a sgrùdadh (dendrites basal ìre V) no air an eadar-dhealachadh ann an dòigh ìomhaighean. Anns an sgrùdadh làithreach chleachd sinn an dòigh staining luath Golgi aon roinn fhad ‘s a chaidh in-stealladh iontophoretic de dhath buidhe Lucifer còmhla ri ìomhaighean confocal a chleachdadh le Radley agus co-obraichean [32] gus dealbh a dhèanamh air morf-eòlas neuronal agus dendritic. A bharrachd air an sin, tha na co-dhùnaidhean againn cuideachd a ’soilleireachadh cho cudromach sa tha fad staonadh bho fèin-rianachd cocaine a tha a’ leantainn gu atharrachaidhean structarail san eanchainn. Sheall aithisg a chaidh fhoillseachadh roimhe seo àrdachadh ann an arborization dendritic às deidh tarraing a-mach fad-ùine (24 - 25) bho cocaine ann am radain boireann [6], an taca ris an lùghdachadh a chaidh fhaicinn dhuinn às deidh làithean 7 de staonadh èiginneach ann am radain fhireann. A dh ’aindeoin na h-eadar-dhealachaidhean modh-obrach agus eadar-dhealachaidhean ann an dàta branrach, chaidh barrachd àireamh de spìcean a choimhead san dà sgrùdadh, a’ dearbhadh ath-eagrachadh cuairteachaidh air sgèile mhòr rè staonadh cocaine. Bidh sgrùdaidhean san àm ri teachd a ’soilleireachadh cùrsa ùine nan tachartasan sin gus faighinn a-mach a bheil na h-atharrachaidhean structarail sin neo-ghluasadach no maireannach.
Tha na co-dhùnaidhean againn a ’sealltainn gu bheil staonadh èiginneach bho fèin-rianachd cocaine a’ brosnachadh atharrachaidhean structarail fiùghantach agus ag adhbhrachadh ath-eagrachadh synaptic anns a ’PFC. Is dòcha gu bheil na toraidhean sin a ’mìneachadh an hypo-ghnìomhachd anns a’ PFC a tha a ’tachairt mar thoradh air a bhith a’ nochdadh cocaine a-rithist [8], [33]. A bharrachd air an sin, tha na co-dhùnaidhean againn a ’toirt taic do sgrùdaidhean roimhe a’ sealltainn gun deach am PFC a chuir dheth [7], [8], agus barrachd GABA extracellular anns a ’PFC medial aig àm tarraing a-mach cocaine [34]. Mar sin, na h-uidheamachdan a tha a ’toirt cunntas air hypo-ghnìomhachd PFC às deidh nochdadh cocaine cronail [8], [10] faodaidh a bhith a ’toirt a-steach (1) àrdachadh ann an lùghdachadh GABAergic, (2) ann an lùghdachadh glutamatergic agus / no (3) ann an cur-a-steach synaptic dopaminergic don PFC. Tha an sgrùdadh a tha ann an-dràsta a ’sealltainn gu bheil staonadh bho chocaine a’ lughdachadh gu mòr dùmhlachd synapse iomlan mar a tha air a chomharrachadh le lùghdachadh anns an àireamh de puncta synaptic dearbhach synaptophysin. Tha an dàta seo a ’moladh gu bheil lùghdachadh ann am freagairteachd post-synaptic anns a’ PFC, is dòcha air a mheadhanachadh le lùghdachadh glutamate no dopamine. Gu dearbh, tha sgrùdaidhean ann a tha a ’nochdadh gu bheil cocaine ag adhbhrachadh lughdachadh ann an tòna glutamatergic [35], [36]. Ach, a ’cleachdadh an dòigh Golgi, chunnaic sinn àrdachadh anns an àireamh de spìcean dendritic tana air dendrites basal de neurons pioramaideach, a tha a’ moladh àrdachadh ann an cur-a-steach excitatory anns a ’PFC gu neurites a tha air fhàgail. Dh ’fhaodadh gum bi an dàta seo a tha coltach ri chèile a’ nochdadh call iomlan de synapses co-cheangailte ri call mòr dendrites a tha sinn a ’faicinn le freagairt dìolaidh, is dòcha air a mheadhanachadh le barrachd BDNF, mar a chithear anns na co-dhùnaidhean roimhe againn. [20], gus dùmhlachd spìcean dendritic a mheudachadh air neurites a tha air fhàgail.
Còmhla, tha na co-dhùnaidhean againn a ’nochdadh ath-eagrachadh fiùghantach anns a’ PFC aig àm stad cocaine. Gu sònraichte, tha lùghdachadh mòr ann an ceangal synaptic, call branching dendritic agus àrdachadh anns an àireamh de spìcean tana anns an radan PFC às deidh làithean 7 de chasg dhrogaichean èiginneach bho fèin-rianachd cocaine. Dh ’fhaodadh na toraidhean sin a bhith nam bunait structarail airson an hypo-ghnìomhachd a chaidh fhaicinn ann am PFC de luchd-ana-cainnt cocaine agus is dòcha a’ mìneachadh call smachd inntinn a bhios a ’tachairt aig àm tràilleachd cocaine.
Acknowledgments
Bu mhath leis na h-ùghdaran taing a thoirt do Gavin Sangrey airson a chuideachadh le bhith ag ullachadh nan capsalan freumhaichte.
Aithris Maoineachaidh
Fhuair an obair seo taic bho thabhartasan NIDA DA22339 agus DA033641 (RCP & GSV) agus DA18678 (RCP). Fhuair HDS taic bho dhuais K01 fa leth (DA030445). Cha robh pàirt aig an luchd-maoineachaidh ann an dealbhadh sgrùdaidh, cruinneachadh is sgrùdadh dàta, co-dhùnadh foillseachadh, no ullachadh an làmh-sgrìobhainn.
iomraidhean
;
