Sukrose Enjeksyon Endike Rapid AMPA Receptor Trafficking (2013)

J Neurosci. Otè maniskri; disponib nan PMC Oct 3, 2013.
Pibliye nan fòm final edited kòm:
Dènye vèsyon editè editè atik sa a disponib gratis nan J Neurosci
Gade lòt atik nan PMC sa site atik la pibliye.

Abstrè

Mekanis yo pa ki rekonpans natirèl tankou sik afekte transmisyon sinaptik ak konpòtman yo lajman enkonu. Isit la, nou mennen ankèt sou règleman nan nwayo accumbens sinaps pa konsomasyon sikwoz. Syans Previous yo montre ke AMPA trafik reseptè se yon mekanis pi gwo pou reglemante fòs synaptic, e ke sa vitro, trafik nan AMPA reseptè ki gen subunit a GluA1 pran plas pa yon mekanis de etap ki enplike extrasynaptic ak Lè sa a, transpò reseptè sinaptik. Nou rapòte ke nan rat, repete chak jou enjeksyon nan yon solisyon sikwoz 25% pasajè wo lokomosyon espontane ak potentiated accumbens sinaps nwayo nan enkòporasyon nan Ca2+-permeabl reseptè AMPA (CPARs), ki se GluA1 ki gen, GluA2-manke reseptè AMPA. Etid elektwofizyolojik, byochimik ak quantitative mikwoskopi elèktron te revele ke fòmasyon sikwoz (7 jou) pwovoke yon ki estab (> 24 èdtan) popilasyon GluA1 entrapine, e ke nan rat sa yo yon estimilis sikwoz sèl rapidman (5 min) men pasajè (<24 èdtan) elve GluA1 nan sit extrasynaptic. CPARs ak dopamine D1 reseptè yo te obligatwa in vivan pou lokomosyon elve apre enjesyon sikwoz. Siyifikativman, yon pwotokòl 7-jou nan enjesyon chak jou nan yon solisyon 3% nan sakarin, yon edulkoran ki pa kalorik, pwovoke synaptic GluA1 menm jan ak enjeksyon sikwoz 25%. Trezilta sa yo idantifye trafik plizyè etap GluA1, ki te deja dekri vitro, kòm yon mekanis pou règleman egi nan transmisyon sinaptik nan vivo pa yon rekonpans orosansoryèl natirèl. Se trafik ki ankouraje pa yon chemosensory chemen ki pa depann sou valè a kalorik sikwoz la.

entwodiksyon

Sikwoz konsomasyon twòp se yon gwo pwoblèm sante piblik (Hu ak Malik, 2010), men mekanis yo pa ki natirèl, orosensory rekonpans tankou sikwoz kontwole synaptic transmisyon enfliyans konpòtman yo pa li te ye. Plastik sinaptik nan nwayo accumbens yo, yon eleman entegral nan sikwi rekonpans nan sèvo (Sesack ak Grace, NAN), kontribye nan anpil fòm konpòtman motive, ki gen ladan rekonpans aprantisaj (Jou ak Carelli, NAN), repons a estrès sosyal (LaPlant et al., 2010), ak pathologies depandans (Luscher ak Malenka, 2011). Ekspoze repete kokayin la lakòz plasticité sinaptik nan newòn accumbens yo ak zòn nan tegmental ventral (VTA) (Brebner et al., 2005; Grueter et al., 2010; Mameli et al., 2009; Pascoli et al., 2012; Thomas et al., 2001; Ungless et al., 2001). Lè yo fin fè aksè pwolonje kokayin pwòp tèt ou administrasyon ki te swiv pa retrè pwolonje, sinaps yo potentiated nan enkòporasyon an nan Ca2+-kapab, GluA2-manke AMPA-kalite reseptè glutamate (CPARs), ki gen siyalman medyatè enkubasyon nan kokayin bzwen (Conrad et al., 2008; McCutcheon et al., 2011a). Menm jan ak kokayin, rekonpans orosansoryèl tankou sikwoz solidman elve Accumbens dopamine (Smith, 2004), men orosansoryèl endiksyon rekonpans plastikete accumbens pa te envestige.

Reseptè AMPA (AMPARs) se medyatè prensipal nan transmisyon sistèm eksitasyon santral santral, ak trafik yo kontribye nan pwosesis divès nè, ki gen ladan aprantisaj ak memwa. (Nedelescu et al., 2010; Rumpel et al., 2005; Whitlock et al., 2006). AMPARs yo konpoze ak kat subunit diferan, GluA1-4. GluA2 ki gen AMPARs se Ca2+-fèrmisabl ak trafik constitutively nan sinaps yo, pandan y ap GluA2-manke reseptè (CPARs), ki se sitou homomers GluA1, fè Ca2+ epi montre yon redresman anndan. GluA1 sibi aktivite-depann trafikè sinaptik pa yon chemen de etap nan ki Ser 845 fosforilasyon pa CAMP-depann pwoteyin kinaz (PKA) ak cGMP-depandan pwoteyin kinaz II (cGKII) fè pwomosyon akimilasyon reseptè nan sit extrasynaptic nan manbràn nan plasma (Esteban et al., 2003; Serulle et al., 2007; Solèy et al., 2008; Solèy et al., 2005). Apre difizyon lateral nan sinaps la, fosforilasyon Ser 818 pa PKC estabilize AMPARs nan sinaps (Boehm et al., 2006), ancrée pou densité postsynaptic (Ehlers et al., 2007; Oh et al., 2006; Serulle et al., 2007). Ca2+fosforilasyon pwoteyin kinaz II (Calmulin-depandan) II (CaMKII) nan Ser 567 ak Ser 831 tou kontribye nan enkòporasyon sinaptik ak sible extrasynaptic (Lu et al., 2010; Roche et al., 1996), respektivman. Sepandan, li pa konnen si wi ou non nan vivo enkòporasyon CPAR yo anplwaye mekanis rapid sa yo ki gen plizyè etap dekri vitro.

Yo mennen ankèt sou fòmil yo pa ki orosensory rekonpans tankou sikwoz kontwole accumbens senkaps sinistre, nou te anplwaye yon paradigm nan enjerasyon sikwoz kout ak mezire chanjman ki fèt nan transmisyon sinaptik nan neurones accumbens. Nou obsève ke repwodiksyon enjèksyon sikwoz potentiates sinaps accumbens nan enkòporasyon nan CPARs, e ke nan yon bèt ki resevwa fòmasyon sucrose-yo, yon estimilis sikwoz sèl se ase pwovoke rapid GluA1 trafik nan sit extrasynaptic. Paske sakarin, yon siro ki pa kalorik, endike sinaptik trafik menm jan ak sikwoz, trafik se yon repons a orosensory olye ke kalorik wout. Anplis de sa, blokaj CPAR anpeche elevasyon sikwoz pwovoke nan aktivite lokomotè espontane nan vivo, pli lwen idantifye accumbens CPARs kòm regilatè enpòtan nan repons a rekonpans natirèl.

Materyèl ak Metòd

Sijè ak pwosedi chirijikal

Sijè yo te rat Sprague-Dawley gason (Taconic; eksperyans konpòtman) peze 150 – 300 gram sou arive ak fanm E18 ansent rat Sprague-Dawley (Taconic; eksperyans kilti selil). Rat yo te loje 2 pou chak kalòj pou eksperyans konpòtman sou yon 12h / 12h limyè-nwa sik (limyè soti nan 18: 00) ak te gen aksè a manje ak dlo ad lib tout tan. Tout pwosedi eksperimantal yo te apwouve pa Komite Eta New York Inivèsite Lekòl Medsin Swen Sante ak Sèvi ak Medsin ak te fèt an akò ak "Prensip yo nan Swen Animal Laboratwa" (nimewo piblikasyon NIH 85-23).

Sikwoz fòmasyon ak mezi lokomoteur

Rat yo te transpòte nan sal egzamen an Nasyonzini nòmal pou XN / jou nan kaj lakay yo. Sou katriyèm jou boutèy yo ki gen dlo oswa 3% sikwoz te prezante nan kouvèti kaj la pou 2 min. Boutèy yo te Lè sa a, te peze. Pou tout eksperyans, rat yo te oblije bwè omwen XN de sikwoz pandan aksè nan 25 min nan 5 jou nan kòmansman fòmasyon yo dwe enkli nan etid la; an reyalite, tout rat satisfè kritè sa a. Apre retire boutèy la, rat rete nan sal tès la pou 1 min anvan transpòte tounen nan etablisman an bèt. Nan jou sèvis ofrann bèt la, rat yo te rann san konesans pa CO2, dekapite pa milyotin, ak echantiyon tisi te kolekte sou glas. Pou eksperyans lokomoteur, yo te mete rat nan chanm mezi lokomotè (Accuscan, Columbus, OH) pou yon total 35-min. Apre 15-min nan chanm nan, yo te yon boutèy ak yon bouchon chaplèt prezante nan tèt chanm lan ak estabilize. Boutèy la te retire nan tèt chanm lan apre 5-min, ak rat yo rete nan chanm lan pou yon lòt 15-min apre retire boutèy. Pwosedi sa a te repete idantik pou 7 jou youn apre lòt. Te distans vwayaje mezire lè l sèvi avèk Sistèm VersaMax (Accuscan, Columbus, OH), ki kontwole aktivite bèt atravè yon griy nan 16 × 16 travyè limyè enfrawouj ki travèse kaj a bèt (42 × 42 × 30 cm) devan nan do ak goch a dwat. . Enfòmasyon sou estati gwo bout bwa, tcheke nan yon pousantaj de XNX fwa pou chak dezyèm, te estoke nan ki gen kapasite. Aktivite te eksprime kòm distans anbilatwa mezire an cm pandan 100 diferan posiblite 12-min nan yon sesyon min 3 (bwat final la te 35-min).

Sakarin fòmasyon

Pou konpare sikwoz-pwovoke trafik nan GluA1 ak efè yo nan enjèstyon sakarin, 12 rat adilt gason (XNX g) te loje nan etablisman an bèt sou yon XNX èdtan limyè / sik nwa. Lè sa a, tout rat yo te abitye nan sal egzamen an lè yo te transpòte yo nan sal tès la, yo te kite pou èdtan 250 yo, epi yo te transpòte yo nan etablisman bèt la. Yon sèl jou a 12 (apre 2 jou nan abitid), yo te bay rat rat aksè ki gen, dlo, sikwoz, oswa sakarin. Rat 4 yo te bay aksè a yon boutèy ki gen dlo repoze sou tèt kalòj la ak spout la vle pèse anvlòp la nan kalòj la atravè kouvèti a. Tan aksè te X minit, Lè sa a, te boutèy la retire, ak apre 3 min minit anplis rat yo te transpòte tounen nan etablisman an bèt. Rat 4 yo te bay aksè a solisyon 5 sikwoz ak 15 rat yo te ba aksè a 4% solisyon sakarin (Sweet'n Low). Yo te mezire volim likid boule yo. Pwosedi sa a te repete pou 25 jou. Sou 4th jou a nan bwè, imedyatman apre retire boutèy, rat yo te ofri bèt pou touye ak accumbens nwayo te rekolt ak GluA3 nivo yo te sonde pa blot Western.

Elektwofizyoloji

Rat yo te sikwoz ki resevwa fòmasyon jan sa dekri anwo a nan kaj klè plastik, epi, apre yo fin retire boutèy nan jou 7, yo te anestezi ak ketamin (100 mg / kg ip) ak ksilaz (10 mg / kg ip) ak transaryal perfused ak saline frèt (mEPSC eksperyans) oswa dekapite imedyatman (redresman eksperyans). Sèvo yo te byen vit retire nan likid atifisyèl pèt (ACSF) fèt annapre yo (nan mM): pou eksperyans mEPSC: NaCl (118), KCl (2.5), CaCl2 (3), MgCl2 (1), NaHCO3 (26), NaH2PO4 (1), D-glikoz (10), osmolarite ajiste nan 325 mOsm ak gaze pa 95% O2/ 5% CO2 (pH 7.4); pou redresman eksperyans: 75 sikwoz, 87 NaCl, 2.5 KCl, 1.25 NaH2PO4, 0.5 CaCl27 MgCl2 6 H2O, 25 NaHCO310 dextrose, bouyi ak 95% O2 / 5% CO2 (pH 7.4). Tranch koronal (300μm epè) ki gen nwayo accumbens yo te koupe nan glas-frèt ACSF lè l sèvi avèk yon vibrotome (Leica, VT1200S) ak kenbe submerged nan ACSF (ACSF, nan mM: 124 NaCl, 2.5 KCl, 1.25 NaCl, XNUMX NaH2PO4, 2.5 CaCl21.5 MgSO4 7H2O, 26 NaHCO3, ak 10 dextrose) pou <30 min; Lè sa a, kenbe nan yon tranch pre-kouveuz nan tanperati chanm pou omwen 1 èdtan pou pèmèt pou rekiperasyon an. Pou eksperyans mEPSC: yon sèl tranch Lè sa a, te transfere nan yon chanm anrejistreman nan ki li te fèt submerged pa yon nèt nilon nan 32 ° C ak yon TC324B nan-aparèy chofaj solisyon ak kontwolè (Warner Enstriman, CT). Chanm lan te kontinyèlman perfused pa ACSF nan yon pousantaj konstan nan 2 ml / min. Mwayèn newòn epineux nan nwayo accumbens rejyon debaz la te idantifye anba pedagojik vizyèl lè l sèvi avèk enfrawouj-diferans entèferans mikwoskopi kontras videyo (Hamamatsu C5405) ak yon Olympus BX50WI mikwoskòp mache dwat ekipe ak 40x long distans k ap travay dlo-imèsyon objektif. Patch elektwòd (4-6 MΩ) ki te ranpli avèk yon solisyon pipèt entraselilè ki fòme ak (nan mm): CsCl (145), HEPES (10), EGTA (0.5), ak MgATP (5). Osmolarite te ajiste a 290 mOsm ak sikwoz, ak pH te ajiste a 7.4 ak CsOH. Miniature eksitan kouran pòs-sinaptik (mEPSCs) yo te anrejistre nan prezans bicuculline (10μM) ak tetrodotoksin (1μM) lè l sèvi avèk Axopatch 200B anplifikatè (Molekilè Aparèy, CA) ak nimerik pa Digidata 1322A (Molekilè Aparèy, CA). Pou eksperyans redresman: tranch yo te transfere nan chanm lan anrejistreman ak perfused (2.0-2.5 ml min-1) ak ACSF oksijene nan 33-35 ° C ki gen 50 μm picrotoxin pou izole EPSCs. Somatik antye selil anrejistreman yo te fè soti nan rejyon nwayo medyòm newòn epineu nan vòltaj-kranpon ak yon multikamp 700B anplifikatè (Molecular Devices) lè l sèvi avèk IR-DIC mikwoskospi videyo. Pipèt Pansman (4-6 MΩ) te ranpli avèk solisyon entanselilè (nan mM: 125 CS-gluconate, 2 CsCl, 5 TEA-Cl, 4 Mg-ATP, 0.3 GTP, 10 fosfatata, 10 HEPES, 0.5 fos, ak XNX QX -3.5). Done yo te filtre nan XNX kHz, nimerikize nan 314 kHz, ak analize ak Clampfit 2 (Molecular Aparèy). Ekstremelilè eksitasyon (10-10 ms, 0.01-1 μA, 5 Hz) te aplike ak yon ti vè bipolè elektwon 150 – 0.2 mm soti nan elèktrè anrejistreman an. Apre ~ 0.05 min nan anrejistreman debaz, yo te yon solisyon ki gen Naspm (0.5 μM) perfused nan beny lan pou XNX min. Chanjman nan anplitid EPSC yo te mezire anvan ak apre aplikasyon dwòg nan kenbe potansyèl de −10, −200, −10, 70, + 50, + 30 ak + 0 mV. Endis koreksyon anir) te kalkile nan korije nenpòt ki orè potansyèl nan potansyèl lan vè ak calculée soti nan ekwasyon sa a: ir = (I-70 / 70) / (I+ 40 / 40), kote I-70 ak I+ 40 se amplitud EPSC yo anrejistre nan −70 mV ak + 40 mV, respektivman.

Fraksyon subselilè ak Western blot

Accumbens te kolekte sou glas jan sa dekri anwo a. Lè nwayo ak koki te separeman diseke, separasyon te konfime pa sonde fraksyon synaptosome pou Dopamine β-hydroxylase, yon anzim yo te jwenn nan terminaux yo nan akon yo koki a, men se pa nwayo a (Sesack ak Grace, NAN). Selil antye, synaptosome, ak fraksyon PSD te prepare jan sa dekri deja (Jordan et al., 2004). Rezen Synaptosomal yo te re-sispann nan 200 μl 25 TRM M ak 1% Triton X-100, lanse nan 4 ° C pou 30-min, ak santrifuje nan 13,800 × g pou 15-min nan yon mikrosantrifi plon PSDs. Rezo ki gen PSD gwo soulye te rezus nan 25 mM Tris ak 2% SDS. Fraksyon yo te analize pa Western blot sou SDS-PAGE jèl jan sa dekri deja (Jordan et al., 2004). Antikò sa yo yo te itilize: Dopamine β-hydroxylase (1: 1,000, Abcam), GluA1 (1: 1,000, Millipore), fosfò-Ser 845 GluA1 (1: 1,000, Millipore), GluA2 (1: 1,000, Millipore) ak tubulin. (KOUSAN: KI, Sigma).

Mikroskopi elektwonik

Nan jou a nan rekòlte tisi (jou 7 nan fòmasyon sikwoz), rat nan gwoup tès 3 (Dlo, Sikwoz / Dlo, Sikwoz; 3 rat / gwoup tès) yo te mete nan chanm mezi lokomoteur pou 15-min; nan 15-min te yon boutèy prezante nan tèt chanm lan. Rat nan gwoup la Dlo te resevwa dlo, rat nan gwoup la ucrose te resevwa 25% sikwoz, rat nan gwoup la Sikwoz / Dlo, ki te boule 25% sikwoz pou 6 jou, te resevwa dlo. Rat yo te pwofondman anestezi ak Nembutal (50 mg / kg ip) ak transarial perfused ak 0.1 M fosfat tanpon (pH 7.4) ki gen 4% paraformaldeyid ak 0.1% glutaraldehyde nan yon pousantaj de 50 ml / min pandan premye 3-min a, lè sa a nan yon vitès 20 ml / min pou siksèn min-an. Tisi te prepare pou postembed immunogold (PEG) etikèt ak imaj yo te kaptire jan sa dekri deja (Nedelescu et al., 2010). Immunolabels yo te klase dapre pozisyon yo ki gen rapò ak PSD a nan rakor asadans sinaptik kòm "fann," "tou pre PSD" (nan lajè 1 PSD soti nan PSD la), "nan PSD," "manbràn," oswa "manch extrasynaptic." chak bèt, 93 synapses te echantiyon yo soti nan nwayo a nan accumbens yo. Te echantiyon Random asire pa analize tout nan premye 93 aza-rankontre synapses jan nou bale sistematik atravè griy la, Lè sa a, mete ansanm kantite menm synapses soti nan chak nan twa bèt yo ki te resevwa tretman idantite ante. De kalite quantification te fèt. Youn te evalye nivo GluR1-imunoreactivite, pa konte kantite patikil PEG ki te fèt nan domèn disrè fonksyonèl nan kolòn vètebral la. Lòt la te evalye pwopòsyon an nan sinaps ki make nan PSD a pa nenpòt ki kantite patikil PEG. Menm sinaps ki make pa jis patikil 1 PEG te konsidere kòm ki make, ki baze sou pi bonè travay demontre espesifik nan pwosedi a GluR1-PEG (Nedelescu et al., 2010). Efè tretman sou pwopòsyon an ak nivo nan GluR1-immunolabeling yo te analize pa yon sèl-fason ANOVA ak planifye konparezon post sa a (Fisher a LSD). Pou elimine eksperimantal patipri, done yo te trip-blinded: yon èksperimantèr fè fòmasyon sikwoz ak kenbe dosye sou bèt yo nan twa gwoup tès yo, yon dezyèm èksperimantèr kreye mikwòb yo elèktron ak asiyen yon nouvo kòd alfanumerik nan chak mikwografi ak kenbe kòd la sele ... , ak twa eksperimantal adisyonèl tcheke mikwograf yo ak chiffres patikil PEG. Apre quantification PEG te konplè, èksperimantateur yo konvoke revele idantite yo nan chak mikwografi.

Enplantasyon kanulé ak piki entrakranyen

Te entrakranyen piki travay delivre Naspm ak APV nwayo a accumbens. Pou enplantasyon kanil, jan sa dekri deja (Carr et al., 2010), rat yo te pwofondeman anestezi ak ketamin (100 mg / kg ip) ak ksilin (10 mg / kg ip) ak enjeksyon pòs-operasyon ak benamine a analgesic (1 mg / kg lar). Rat yo te stereotaxically anjandre ak de 26 kalib gide kanulae (PlasticsOne, Roanoke, VA) bilateralman nan nwayo a accumbens ak kowòdone: 1.6 mm anvan an bregma; 2.9 mm lateral nan sutè a sagittal, konsèy Incline 8 ° nan direksyon medizans lan, 5.6 mm ventral nan sifas zo bwa tèt. Cannulae yo te fèt nan plas pa dantè Acrylic ak patency te konsève ak yon dyamèt okluzyon. Pou piki entrakranyen, solisyon Naspm ak APV yo te chaje nan de longè 30 cm nan PE-50 tib tache nan yon sèl fen nan 25-μl sereng Hamilton plen ak dlo distile ak nan fen a lòt nan chnum enprimant 31-kalib, ki pwolonje 2.0 mm. pi lwen pase gid yo anjandre. Sereng yo te monte sou moun ki gen de jimo nan yon ponp sereng seri Harvard 2272 ki te delivwe volim 0.5 μl sou yon peryòd de 100 sec. Yon minit apre yo te fin fè piki yo, yo te retire yo nan gid yo, yo te ranplase stilèt yo, epi yo te mete bèt yo nan chanm tès lokomotè pou fòmasyon sikwoz. Apre sakrifis bèt, seksyon sèvo kriyojeni te analize pou lokalizasyon kanil; 2 soti nan 15 bèt yo te eskli nan etid la paske yo te move kanula plasman.

Estatistik analiz

Yon sèl-fason ANOVA ki te swiv pa Fisher pòs tès sa a te itilize pou microscopie elèktron, immunocytochemistry ak biotinylation eksperyans. De-Vijini t-elèv t-tès yo te itilize pou electrophysiology. Pou eksperyans sucrose ipèaktivite, te de-fason ANOVA itilize, ki te swiv pa Fisher poste tès sa a.

REZILTA

Karakterizasyon yon paradigest enjeksyon sikwoz

Nou anplwaye yon paradigm enjèksè sikwoz pou envestige efè yon rekonpans natirèl, orosansoryèl sou transmisyon sinaptik (Figi 1A). Rat adilt gason yo te transpòte nan yon chanm tès sou twa jou konsekitif. Nan katriyèm jou a (premye jou nan fòmasyon), yo te rat yo mete nan yon chanm mezi lokomotè. Apre 15 minit nan mezi aktivite lokomotè nan chanm lan, boutèy ki gen swa dlo (pou bèt Dlo) oswa 25 solisyon sikwoz (pou Sikwoz la bèt) yo te prezante nan chanm yo mezi nan twou nan kouvèti a nan chanm lan. Boutèy yo te retire apre 5 minit ak aktivite lokomoteur te mezire pou yon lòt minit 15 anvan bèt yo te retounen nan kaj lakay yo. Nou repete pwosedi sa a pou 7 jou youn apre lòt. Nan kèk eksperyans, yo te pwolonje fòmasyon sikwoz nan yon 8th jou. Aksè brèf, ki pa kontenjan sa a nan yon solisyon trè gou pèmèt nou mennen ankèt sou tou de egi ak efè kimilatif konsomasyon sikwoz, kòm bèt fiable imbibed sikwoz kouray pandan fenèt la aksè nan twa jou nan fòmasyon (Figi 1B). Kondisyon eksperimantal sa yo pèmèt konparezon gwoup tès yo imedyatman apre sispansyon enjèstyon an. Kritè nou an pou enklizyon nan etid la te ke rat kòmanse konsome omwen yon gram sikwoz pandan peryòd aksè nan twa jou nan kòmansman fòmasyon; pa gen okenn bèt yo te eskli nan etid la sou baz kritè sa a.

figi 1  

Enjèstwo sikwowod repete lakòz elevasyon pasyèl nan lokomosyon espontane.

Nou obsève ke nan twa jou nan fòmasyon, Bèt sikwoz boule siyifikativman plis solisyon sikwoz pase bèt dlo boule dlo (Figi 1B). Anplis de sa, pandan y ap pa gen diferans siyifikatif nan lokomosyon espontane yo te obsève nan jou fòmasyon 1-6 (done ki pa montre), nou obsève elevasyon siyifikatif nan distans total vwayaje nan bèt sikwoz konpare ak bèt dlo nan twa minit yo apre yo fin retire boutèy nan jou 7 (Figi 1D), ak diferans sa a te tou prezan nan jou 8 (Figi 1E). Pa gen diferans ki genyen nan distans total vwayaje yo te obsève ant dlo ak Sikwoz bèt nan twa minit yo anvan yo entwodiksyon boutèy sou nenpòt nan jou yo tès (Figi 1C), ki sijere ki wo lokomosyon te yon repons egi nan enjèstwo sikwoz espesifik nan rat ki resevwa fòmasyon sikwoz la, olye ke yon repons kondisyone nan chanm lan lokomoteur. Nan kenbe ak posibilite sa a, te gen yon siyifikatif korelasyon pozitif ant kantite lajan an nan sikwoz boule ak distans total ki vwayaje (Figi 1F). Pa te gen okenn diferans nan pwa bèt ant Sikwoz la ak Dlo gwoup anvan oswa apre 7 jou yo nan fòmasyon (done pa montre).

Enkemi Sikwoz ankouraje enkadrikasyon

Sikwoz fòmasyon mennen nan yon elevasyon pasajè nan lokomosyon sou jou fòmasyon final la. Pou detèmine si sa a konsekans enjèstwo sikwoz te akonpaye pa chanjman elèktrofizyolojik nan nwayo accumbens yo, yon rejyon ki kontwole konpòtman rekonpanse, nou prepare niklesi accumbens tranch imedyatman apre yo retire boutèy nan jou 7 epi anrejistre nan newòn nan accumbens nwayo a (Figi 2A). Rejyon nwayo a te enplike nan repons lokomotè nan stimuli rekonpanse yo (Sesack ak Grace, NAN). Nou te jwenn ke tou de anplitid la ak frekans nan kouran karapi postsinaptik espektakilè Miniature (mEPSCs) yo te siyifikativman pi gwo nan nwayo a accumbens nan Sikwoz bèt konpare ak bèt dlo (Figi 2B). Sa a demontre ke repete konsomasyon sikwoz te kapab kontwole pozitivman transmisyon sinaptik nan nwayo a nwayo accumbens. Pou detèmine si CPAR enkòporasyon te jwe yon wòl nan potentiation apre sikwoz, nou detèmine endis redresman pou accumbens nwayo nwayo pa mezire EPSCs nan potansyèl manbràn diferan (Figi 2C, 2D ak 2E). CPAR yo anndan korije nan potansyèl depolarize paske blokaj poliamin andojèn. Nou obsève redresman siyifikatif nan anrejistreman soti nan newòn nan bèt sikwoz, jan sa endike pa linear nan relasyon an mwen / V, konpare ak bèt dlo (Figi 2E), Anplis de sa nan yon ogmantasyon siyifikatif nan endisyasyon rèktifikasyon (Figi 2F).

figi 2  

Synapses debaz Accumbens yo potentiated apre enjesyon sikrewo repete.

Pou konfime elevasyon nivo CPAR pa yon lòt metòd, nou anrejistre soti nan nè accumbens nwayo apre enklizyon nan anbarasman CPAR espesifik, 1-naftilaketyl spermine (Naspm) nan beny lan. Nou te jwenn ke Naspm siyifikativman diminye EPSC anplitid nan anrejistreman ki soti nan newòn soti nan sikwoz men li pa bèt dlo (Figi 3A – C). Anplis de sa, apre tretman Naspm, relasyon an I / V nan newòn soti nan Sikwoz bèt te vin lineyè, reflete anpèchman nan CPARs nan Sikwoz sinaps bèt, pandan y ap pa gen okenn efè siyifikatif sou relasyon an I / V te obsève apre tretman Naspm nan newòn soti nan bèt Dlo (Figi 3D). Rezilta sa yo demontre ke enjèksyon sikwoz repete ame enkòporasyon CPAR yo nan sinaps nan nwayo accumbens yo.

figi 3  

Enkemi Sikwoz ki lakòz enkòporasyon nan Ca2 + -wodab reseptè AMPA.

Enkemi de sikwoz antren GluA1 trafik

CPAR yo se reseptè AMPA ki manke subunit reseptè GluA2 AMPA. Kidonk, enkòporasyon sinaptik CPAR yo pi souvan enplike aktivite trafik sinaptik depandan nan subunit GluA1Li et al., 2009; Isaac et al., 2007; Liu ak Zukin, 2007; Plant et al., 2006). Pou konfime entegrasyon sinaptik CPAR apre fòmasyon sikwoz, nou te envestige si enjesyon sikwoz ogmante ekspresyon sinaptik GluA1. Rat yo te bay aksè a sikwoz jan sa dekri anwo a pou 7 jou youn apre lòt. Nan jou 1, 3, 5, ak 7, nou izole selil antye, synaptosome ak postsinaptic dansite (PSD) fraksyon nan twa rejyon nan sèvo: accumbens nwayo (nwayo), koki accumbens (koki) ak somatosensory cortical (cortical). Nou analize selil antye ak fraksyon PSD pa Western blot pou ekspresyon GluA1 ak GluA2.

Nou pa jwenn okenn chanjman nan GluA1 oswa GluA2 nan fraksyon yo selil antye nan lysates accumbens nan jou egzamen yo egzamine, sijere ke repete konsomasyon sikwoz pa kontwole nivo yo an jeneral nan pwoteyin sa yo (Figi 4A – C). Nan aksyon yo PSD accumbens, sepandan, GluA1 ogmante siyifikativman nan jou 7 nan nwayo a, men se pa nan koki a pandan y ap GluA2 pa t 'chanje siyifikativman nan swa fraksyon (Figi 4D – 4F ak done yo pa montre). Nou obsève pa gen okenn ogmantasyon siyifikatif nan GluA1 nan akumbens debaz fraksyon PSD yo sou jou tès anvan yo (Figi 4D – F) ak GluA1 oswa GluA2 pa t 'chanje nan fraksyon yo cortical PSD sou nenpòt nan jou yo tès (done yo pa montre). Ogmante GluA1, espesyalman parapò ak GluA2, nan accumbens PSDs debaz apre repete enjesyon sikwoz se nan kenbe ak redresman a ogmante obsève nan accumbens newòn nwayo, jan sa dekri anwo a.

figi 4  

Postsynaptic dansite GluA1, men se pa GluA2, se ogmante nan nwayo nwayo accumbens apre enjesyon sikwoz.

Aktivite ki depann GluA1 trafik te montre pou kontribiye plasticité sinaptik vitro epi tou li nan vivo (Lu ak Roche, NAN). Yon rapid, milti-etap mekanis pou GluA1 trafik te demontre vitro (Serulle et al., 2007; Solèy et al., 2008; Solèy et al., 2005). Se konsa, lwen, sepandan, kontribisyon an nan mekanis sa a milti-etap GluA1 synaptic akimilasyon nan vivo pa te teste. Pou detèmine si wi ou non fòmasyon sikwoz antren GluA1 trafik entans pa mekanis la multistep, nou lokalize GluA1 nan nwayo accumbens sinaps sou sikwoz- ak dlo ki resevwa fòmasyon nan bèt pa mikwoskopi kantwon elèktron. Te tisi nwayo Accumbens rekolt nan setyèm jou a nan fòmasyon sikwoz nan gwoup tès 3 nan rat. Sa yo te rat ki: 1) boule dlo pou 7 jou (Dlo), 2) boule sikwoz pou 7 jou (Sikwoz), ak 3) boule sikwoz pou jou 6 ak dlo nan jou 7 (Sikwoz / Dlo). Rat yo te sakrifye sou 7 lath jou, XNIM minit apre konsomasyon sikwoz oswa dlo. Se konsa, konparezon nan de nan gwoup tès yo, Sikwoz / Dlo ak Sikwoz bèt yo, nan chak lòt ak nan bèt Dlo devwale tan an nan chanjman postsenaptik pwovoke pa konsomasyon sikwoz nan sucrosos ki resevwa fòmasyon rat. Nou mezire postembed immunogold (PEG) -lab GluA5 nan 1 konpatiman postsynaptic diferan: dendritik kolòn vètebral sibozol (sèn nan), manch plasma extrasynaptic (manbràn), PSD, tou pre PSD, ak sinaptik fann, ak final la twa konpatiman yo te gwoupe ansanm kòm 'PSD 'Figi 5A). Pou elimine echanj eksperimantal la, idantite gwoup elèktrograf mikrolojik nan te trip-blinded.

figi 5  

Elektwonik mikroskopi revele endiksyon nan plizyè etap GluA1 trafik pa enjèstwo sikwoz.

Tou de sikwoz ak sikwoz / bèt Dlo ekspoze siyifikativman wo antrepansif GluA1 relatif ak bèt dlo (Fig. 5B ak 5C). Sa a sijere ke konsomasyon sikwoz kwonik ogmante yon pisin entranglè nan GUA1 ki gen AMPA reseptè adjasan a sit sinaptik, reseptè ki ka fasilman disponib pou sinaptic trafik, ak, enpòtan, ke sa a pisin entranglan ka pèsiste pou èdtan 24 apre konsomasyon final la nan sikwoz final la. . Nou Lè sa a, eksplore kesyon enpòtan nan si wi ou non yon estimilis sikwoz egi ka pwovoke rapid GluA1 trafik. Nou obsève ke manto plasma extrasynaptic GluA1 te ogmante siyifikativman nan Bèt sikwoz lèzòm konpare ak toulède sikwoz / dlo ak dlo (Figi 5B ak 5D). Obsèvasyon sa a endike ke yon natirèl, orosensory rekonpans ki ofri pa yon estimilis sikwoz sèl ka rapidman (<5 min) men pasajè (tan pouri anba tè <24 h) elve popilasyon an extrasynaptic nan GluA1 ki gen reseptè AMPA, kreye yon pisin labil ki soti nan ki reseptè yo ka trafik nan sinaps la.

Siyifikativman, vitro etid yo sijere ke enkòporasyon sinaptik nan AMPA reseptè pran plas nan XNX etap. Nan premye, glutamate- oswa Dopamine-depandan Ser 2 fosforilasyon elve nivo a nan reseptè nan sit extrasynaptic nan manbràn nan plasma (Esteban et al., 2003; Serulle et al., 2007; Solèy et al., 2008; Solèy et al., 2005), pandan ke nan dezyèm lan, Ser 818 fosforilasyon ankouraje enkòporasyon sinaptik (Boehm et al., 2006). Konparezon mikwoskopi elèktron nou an ki fèt ak sucrose ak Sikwoz / Dlo ak Dlo bèt demontre ke premye etap nan trafik GluA1 obsève vitro (Makino ak Malinow, NAN), trafik rapid nan manbràn lan extrasynaptic, pran plas tou nan vivo apre dispozisyon yon rekonpans orosensory.

Nan kenbe ak electrophysiology ak rezilta byochimik ki dekri pi wo a, EM PEG demontre ke konsomasyon sikwoz tou pwovoke dezyèm etap la nan GluA1 trafik antre GluA1 antre sinaps la depi nivo nan GluA1 imunoreactivity-nan PSD a te siyifikativman pi gwo pou sikrosi konpare ak rat Dlo, e te gen yon tandans nan direksyon ogmante GluA1 nan Sikwoz / Dlo konpare ak rat Dlo (Figi 5B ak 5E). Ogmantasyon nan bèt Sokwozin / Dlo se konsistan avèk swa enkòporasyon rapid nan GluA1 ki dekonpoze ak yon sinaptik demi-lavi de ~ 24 hr ,, oswa enkòporasyon rapid nan GluA1 ak ranplasman pa synaptic GluA1 / 2 sou yon peryòd tan menm jan an. Pousantaj nan sinaps eksprime GluA1 nan PSD la te tou siyifikativman pi gwo nan raton sikwoz konpare ak rat Dlo (Figi 5F), sijere ke GluA1 trafike nan sinaps ki te deja manke GluA1. Sa a tou sijere ke ogmantasyon nan anplitid mEPSC obsève nan rat sikwoz soti nan yon ogmantasyon nan sinaptik GluA1, e ke ogmantasyon nan frekans mEPSC ka rezilta nan rekritman nan GluA1 nan deja silans akumbens sinaps, byenke potansyasyon nan lage glutamat pa ka ranvwaye. Nou menm tou nou mezire kantite sinaps nan chak nan twa gwoup tès yo detèmine si wi ou non enjak sikwoz induit synaptogenesis; pa te gen okenn diferans nan mitan twa gwoup tès yo (done yo pa montre). Nou konkli ke enjèstyon sikwoz repete elve yon pisin ki estab (> 24 èdtan) entaspinous nan GluA1, ak yon estimilis sikwoz sèl nan yon sikwoz ki resevwa fòmasyon (6 jou) rat ase rapidman (5 min) elve GluA1 nan manbràn plasma extrasynaptic la, ki kapab desen reseptè soti nan pisin lan entrapineuz. Nou sijere ke yon pòsyon nan reseptè sa yo extrasynaptic se enkòpore enkòpore nan PSD a, ki mennen ale nan endèks la redresman obsève ak PSD GluA1 chanjman, anvan pisin lan extrasynaptic retounen nan debaz nan 24 h apre eksitasyon. Rezilta sa yo revele ke yon rekonpans natirèl ka egi pwovoke trafik rapid GluA1 nan yon bèt ki resevwa fòmasyon.

Aktivite CPAR obligatwa pou lokomosyon ki wo apre enjesyon sikwoz

Mwayen nwa epineux yo resevwa entrain dopaminergic ak glutamatergic tou de (Calabresi, et al., 1992). Yo nan lòd yo evalye patisipasyon an nan glutamate siyal nan lokomosyon an wo espontane ke nou obsève apre enjèstwowo sikrewo nan rat ki resevwa fòmasyon ki resevwa fòmasyon, nou implanté kanul nan nwayo a accumbens nan rat, ak bèt ki resevwa fòmasyon nan chanm mezi lokomoteur jan sa dekri anwo a. Nan jounen an nan fòmasyon sikwoz, nou microinjected Naspm nan nwayo a anvan plasman nan chanm lan egzamen lokomotè. Piki a diminye distans total ki te vwayaje nan Sikwoz la bèt ak elimine diferans ki genyen ant sikwoz ak bèt Dlo wè imedyatman apre retire boutèy la (Figi 6A). Pou verifye ke estrès ki te koze pa manyen nan bèt yo pa t 'afekte repons lan sikwoz, nou enjeksyon saline nan nwayo a nan jou sa a (jou 9 nan fòmasyon sikwoz); ankò siyifikatif ipèaktivite te obsève nan Bèt sikwoz la imedyatman apre retire boutèy (Figi 6B). Sa demontre ke Naspm te inibite espesyalman elevasyon pwovizyon sucrose nan lokomosyon. Piki antagonisyen NMDAR la, APV, nan nwayo a nan jou sa yo te elimine tou diferans ki genyen ant sikwoz ak bèt ki gen dloFigi 6C), demontre ke NMDAR yo egzije tou pou elevasyon lokomosyon espontane apre enjesyon sikwoz. Yo nan lòd yo detèmine si yon repons kondisyone nan chanm lan tès te jwe yon wòl nan endiksyon ipèaktivite, bèt yo te mete nan chanm lan pou 35 min san entwodiksyon boutèy; pa gen okenn diferans nan distans vwayaje yo te obsève ant Sikwoz ak bèt Dlo (Figi 6D). Naspm ak APV pa afekte konsomasyon sikwoz (Figi 6E), demontre ke CPAR debaz ak NMDARs pa obligatwa pou konsomasyon wòdpòte nan sikwoz. Bèt ki nan kanil yo pa te mete yo nan nwayo accumbens (2 soti nan 15 bèt), jan yo evalye pòs-sakrifis (Figi 6F), yo pa te enkli nan etid la. An konklizyon, done sa yo ansanm demontre ke konsomasyon nan sikwoz pa yon sucrose-ki resevwa fòmasyon rat pwovoke sinaptik trafik nan GluA1 nan minit 5, e ke blokaj nan siyal fòmil ki kontwole trafik sa a anpeche elevasyon an nan aktivite spontrè lokomotè apre sikwoz.

figi 6  

Yon lokomosyon espontane ki elve apre enjesyon sikwoz mande pou CPAR ak NMDARs.

De wout pou siyal sikwoz la ka envisagées. Youn nan, yon chemosensory oswa orosensory chemen, se inisye pa sakozò obligatwa a reseptè a dous gou, ki koresponn ak heteromeric pwoteyin konekte mak la konplèks reseptè, T1R2 / T2R3 (Kitagawa et al., 2001; Max et al., 2001; Nelson et al., 2001; Sainz et al., 2001). Eleman nitritif rich kalori kapab tou kontwole fonksyon nan sèvo pa chemen metabolik endepandan de gou, byenke fòmil yo pa byen konprann.de Araujo et al., 2008). Yo fè distenksyon ant de altènativ sa yo pou chemen an nan GluA1-trafik pwovoke pa sikwoz, nou repete pwotokòl la fòmasyon ak twa gwoup nan rat (4 rat / gwoup) ki te bay aksè pou 5 minit nan boutèy ki gen, dlo, 25 solisyon sikwoz , oswa 3% sakarin (dous ak ba). Boutèy yo te retire epi rat yo te rete pou minit 15 ankò nan kalòj fòmasyon an. Fòmasyon te repete pou 7 jou. Volim likid ke gwoup tès sikwoz ak sakarin te boule pa te diferan yonn ak lòt e tou de te pi gran pase konsomasyon gwoup dlo a, ki konsistan avèk rekonpans tou de sibstans ki sou dous yoFigi 7A). Sou 7 jou a nan bwè, imedyatman apre retire boutèy, rat yo te ofri bèt pou touye, te tisi nan nwayo accumbens rekolt ak pisin pou chak gwoup egzamen an, fraksyon nan PSD izole ak nivo GluA1 sonde pa blot Western.Figi 7B). Kòm anvan, bèt ki boule sikwoz te montre elve GluA1 nan fraksyon nan PSD relatif nan gwoup la dlo (Figi 7C). Siyifikativman, GluA1 te tou elve nan fraksyon nan PSD nan bèt ki boule sakarin. Pa te gen okenn diferans enpòtan nan nivo yo nan GluA1 nan fraksyon yo selil antye soti nan nwayo accumbens nan dlo, sikwoz ak sakarin bèt yo, sijere ke GluA1 la ogmantasyon te espesifik nan fraksyon nan sinaptik (Figi 7D). Paske sakakin stimul pwoteyin menm eteteromè G pwoteyin makonnen konplèks goute kòm sikwoz (Masuda et al., 2012; Nelson et al., 2001), Men, li manke valè kalorik, nou konkli ke eksitasyon nan reseptè a gou dous se ase kòmanse siyal ki elve GluA1 nivo nan nwayo accumbens sinaps nwayo.

figi 7  

Sakakin Fòmasyon indwi yon ogmantasyon nan Synaptic GluA1 Menm jan ak Sikwoz Fòmasyon.

Diskisyon

Nou te montre ke yon rekonpans orosansoryèl, repete konsomasyon sikwoz, ka entans pwovoke GluA1 sinaptik enkòporasyon nan yon mekanis milti-etap trafik deja dekri vitro. Repete konsomasyon sikwoz sou XNX – 6 jou potansyalize accumbens nwayo synaps electrophysiologically nan ensèsyon nan CPARs. Efè sa a te akonpaye pa akimilasyon nan GluA7 men se pa GluA1 nan PSD nan nwayo a, e li te rejyonal ak tanporèman espesifik, kòm pa gen okenn chanjman yo te obsève anvan fòmasyon jou 2 nan nwayo a, e li te pa gen okenn chanjman obsève nan koki a accumbens oswa nan. somatosensory cortical. Elektwonik analiz mikwoskopik devwale ke enjèksyon sikatwo repete anlè yon relativman estab (t1/2 > 24 èdtan) popilasyon nan reseptè entrospinous GluA1 ki gen. Sikwoz tou rapidman (5 min) ak tanporèman (t1/2 <24 èdtan) nivo elve nan reseptè GluA1 ki gen nan sit ekstrasinaptik nan bèt ki gen fòmasyon sikwoz, ogmante popilasyon AMPAR ki kapab difize lateralman nan sinaps la. Synaptic GluA1, tou de jan reprezante pa fraksyon nan PSD ak jan detekte pa PEG-EM, te siyifikativman ogmante nan sikwoz konpare ak bèt Dlo. Soti nan rezilta sa yo nou pwopoze ke mekanis nan de-etap nan èzositoz extrasynaptic ki te swiv pa trafik sinaptik pou AMPAR synaptic ensèsyon deja dekri vitro (Boehm et al., 2006; Makino ak Malinow, NAN; Oh et al., 2006; Serulle et al., 2007; Solèy et al., 2005) ka inisye rapidman nan vivo pa yon rekonpans natirèl, orosansoryèl.

Chanjman nan nivo sinaptik GluA1 yo te sèlman obsève apre sesyon fòmasyon 7, sijere ke yon pwosesis plizyè daylong obligatwa pou potentiation. Nan eksperyans byochimik nan vivo, nou pa t obsève ogmantasyon siyifikatif nan nivo accumbens nwayo PSD GluA1 nan jou 1, 3, ak 5 nan fòmasyon sikwoz; sèlman apre 7 jou nan fòmasyon sikwoz te GluA1 nan PSD a siyifikativman wo. Nan eksperyans mikwoskopi elèktron, nou obsève ke Sokwoz / Dlo bèt, ki te sikwoz ki resevwa fòmasyon pou 6 jou, men pa t 'resevwa yon estimilis sikwoz nan èdtan 24, ekspoze yon tandans nan direksyon ogmante PSD GluA1. Bèt sa yo te ekspoze tou GluA1 ki anndan kadav yo konpare ak bèt ki gen dlo, men yo pa obsève okenn chanjman nan manbràn extrasynaptic GluA1. Soti nan rezilta sa yo nou trase twa konklizyon yo. Pwemyeman, GluA1 ki gen AMPA reseptè akimile kadriyeuz ak stimulasyon sikwoz siksesif. Etandone ke etid anvan yo te demontre ke enjesyon sikwoz antren divilgasyon Dopamine nan accumbens yo (Cacciapaglia et al., 2012; McCutcheon et al., 2012; Rada et al., 2005), e ke D1Rs ka kondwi lokal GluA1 tradiksyon nan dendrites (Smith et al., 2005), divilgasyon dopamine apre enjesyon sikwoz ka deklanche sentèz lokal GluA1 ki mennen nan akimilasyon entanspin GluA1. Altènativman kwasans lan entansifin ka reflete trafik nan GluA1 soti nan sit distal. Li posib ke trafik exocytotic sa a soti nan pisin ki anndan ponyèt elve kontribye nan pisin lan extrasynaptic nan manbràn nan plasma. Dezyèmman, obsèvasyon an nan yon ogmantasyon nan manch extrasynaptic GluA1 nan sikwoz, men se pa nan sikwoz / Dlo oswa dlo bèt sijere ke reseptè yo extrasynaptic swa deplase atravè yon dezyèm etap nan sinaps la ak yo endocytosed nan konsomasyon an sikwòm 24 apre, fè la extrasynaptic pool transit. Anfen, elevasyon an nan bèt sikwoz PSD GluA1 konpare ak bèt dlo, men se pa sikwoz / bèt dlo tou sijere ke apre chak estimilis sikwoz, reseptè deplase lateralman nan sinaps la soti nan pisin nan reseptè tráfico rapid nan manch lan plasma extrasynaptic. Nou pa ka ekskli ke trafik GluA1 ki sòti dirèkteman nan pisin lan entansinabl sinaps la. Tankou yon chemen sepandan sanble fasil bay etid yo ki montre GluA1 se eleman extrasyaptik (Boehm et al., 2006; Makino ak Malinow, NAN; Oh et al., 2006; Serulle et al., 2007; Solèy et al., 2005). Rezilta sa yo reprezante premye demonstrasyon ke kou tan pou trafik GluA1 (<5 min) ak chemen obsève vitro yo obsève tou nan vivo. Anplis de sa, rezilta nou sijere ke repete stimuli rekonpanse modifye kapasite a pou potentiation a nan yon sinaps pa elevasyon pisin lan nan reseptè intraspinous ki kapab te tráfico.

Paske sakakin pwovoke GluA1 trafik menm jan ak sikwoz, kontni an kalorik nan sikwoz pa obligatwa. Sakarin stimul menm reseptè a dous gou, T1R2 / T2R3, kòm sikwoz (Masuda et al., 2012; Nelson et al., 2001), suggesting deklanchman sa a reseptè chans inisye enkòporasyon nan GluA1 nan MSN synapses. Sikwoz elve Dopamine lage nan accumbens yo soti nan newòn VTA (Cacciapaglia et al., 2012; McCutcheon et al., 2012; Rada et al., 2005) leading to trafik sifas GluA1. Se konsa, chemen an ki lye reseptè a gou dous ak VTA a se chans yo dwe santral nan plastisit la etidye isit la.

Li posib ke rapid GluA1 trafik apre enjèstwo sikwoz jwe yon wòl nan reglemante lokomosyon espontane. Vreman vre, nan sikwoz-ki resevwa fòmasyon bèt, anpèchman nan CPAR anpeche elevasyon aktivite lokomokèl bagay bwèf imedyatman apre enjesyon sikwoz la. Distans total vwayaje pa rat apre konsomasyon sikwoz mezire sou jou youn apre lòt te siyifikativman wo sèlman pou peryòd la XNUM min imedyatman apre konsomasyon sikwoz nan setyèm jou a nan fòmasyon. Ogmantasyon aktivite imedyatman apre yo te obsève sikwoz kòmanse nan jou 3 nan fòmasyon, men pa t 'vin siyifikativman diferan jouk jou 7. Kou sa a tan nan aktivite korelasyon ak kou nan tan nan akimilasyon nan GluA1 nan accumbens dandrit nwayo.. Lokmosyon nan ogmante te yon konsekans fonksyonèl nan trafik CPAR nan MSN synapses nan nwayo a accumbens depi piki Naspm nan nwayo a anpeche ogmantasyon nan aktivite. Prevansyon nan lokomosyon elve pa yon anrejistrè NMDA reseptè demontre ke glutamate siyal via reseptè NMDA kòm byen ke CPARs te nesesè yo elve aktivite lokomoteur. Enjerè sikwoz, sepandan, pa te afekte pa blokaj nan glutamate siyal, nan kenbe ak syans anvan yo demontre ke se nwayo a accumbens patisipe nan Worcester nan repons motè ki gen rapò ak orosensory rekonpans men se pa konsomasyon tèt li (...Smith, 2004). Yon kou tan similè pou devlopman hyperlocomotion te rapòte pou devlopman nan kondisyone ipèaktivite nan bèt manje manje chak jou yo nan yon anviwònman diferan (Matthews et al., 1996). Si repons lan prezan yo te yon ipèaktivite kondisyone ki rive soti nan appariement nan kontèks ak sikwoz, sepandan, li ta gen anvan livrezon sikwoz, ki pa te obsève. Li posib ke sijè yo ap montre yon eksitasyon eksploratwa. Eksperyans pli lwen ta nesesè yo fè distenksyon ant si wi ou non lokomosyon ki wo apre enjesyon sikwoz te eksitasyon nan eksplorasyon kòm opoze a yon fòm nan sansibilizasyon motè oswa lòt konpòtman. Nan nenpòt ka, elevasyon nan lokomosyon espontane egzije glutamate siyal, ak a, omwen an pati, soti nan enkòporasyon nan CPARs nan nwayo a accumbens.

Aktivite lokomotè ogmante apre enjesyon sikwoz la kapab lakòz yo dirèkteman nan potansyasyon obsève nan sinaps akbens debaz, kòm ogmante pwodiksyon soti nan dirèk fondamantal nan nwayo chemen ankouraje lokomosyon atravè disinhibition nan motè talamus (Sesack ak Grace, NAN). Tli potansyalize sinaps gen plis chans abite sou chemen dirèk accumbens newòn nwayo, ki eksprime D1Rs. Potansyasyon nan netay dirèk newòn sinifikasyon ta rezilta si D1R aktivite indwi trafik GluA1 ki gen AMPARs synapses nan newòn sa yo apre gaya dopamine lage. Potabilizasyon ki kapab lakòz la ta ogmante aktivite nan projections inhibition nan newòn chemen dirèk nan nwayo pwodiksyon baz nikleyè, kidonk disinhibiting talamus motè ak pwomosyon aktivite cortical motè (Gerfen ak Surmeier, 2011; Kravitz et al., 2010; Sesack ak Grace, NAN). Potratizasyon sinaptik yo obsève apre yo fin repran enjeksyon sikwoz gen anpil chans pran plas espesyalman nan newòn chemen dirèk paske dopamine aji atravè reseptè a D1 ka pwovoke fosforilasyon GluA1 S845, ki mennen ale nan trafik sifas yo.

Yon nimewo de etid egzamine efè yo nan repete eksitasyon ak kokayin ki te swiv pa retrè, yon tretman ki fè efè pwofon sou fonksyon sistèm rekonpans ak evantyèlman mennen nan sansibilizasyon kokayin, ki se karakterize pa repons motè wo a kokayin, bzwen dwòg ak rplonje. (Kalivas et al., 1998). Repete IP piki ak kokayin pou 5 – 10 jou ki te swiv pa retrè a nan yon ogmantasyon gradyèl sou 14 jou nan sifas GluA2 ki gen AMPA reseptè yo. (Boudreau et al., 2007; Kourrich et al., 2007). Sepandan, nan 45 jou retrè apre 10 d nan pwòp tèt ou administrasyon, yo te yon gwo ogmantasyon nan endikasyon rèktifikasyon nan rat MSNs. (McCutcheon et al., 2011b) ki endike yon ogmantasyon nan CPAR yo. Se konsa, yo te obsève trafik CPAR apre tou de enjèstwo sikwoz, nan travay aktyèl la, ak oto administrasyon kokayin, kwake nan kondisyon tretman trè diferan.. Paske yo pa konnen konsekans imedya de kokayin pwòp tèt ou administrasyon oswa piki (egzanp, nan 5 minit pòs), yo pa ka konpare aksyon kokayin dirèkteman ak travay aktyèl la sikwoz. Menm jan an, li pa konnen si CPARs pèsiste nan MSN synapses nan bèt ki resevwa fòmasyon sikwoz apre sispansyon nan fòmasyon sikwoz oswa si bèt sa yo montre sansibilizasyon sikwoz apre long retrè.

Konprann kijan eksitasyon rekonpanse regilye plastilite ak konpòtman akwoban kritik nan adrese adiksyon, hyperphagia, jwèt aza pathologie, ak lòt maladi konpòtman (Basar et al., 2010; Berridge, NAN; Luscher ak Malenka, 2011). Sik konsomasyon kontribye nan epidemi an obezite (Hu ak Malik, 2010), ak byen ke potansyèlman menm jan ak abi dwòg (Avena et al., 2008), mekanis li yo pa te anpil eksplore. Rezilta aktyèl yo etabli eleman debaz nan plastisit rekonpans-ki soti nan ki etid nan lavni ka adrese règleman nan konpòtman konplèks, potansyèlman bay avni roman konfwonte patoloji ki gen rapò ak rekonpans.

Remèsiman

Nou remèsye manm nan laboratwa Ziff la, pase ak prezan, pou asistans teknik ak diskisyon itil, ki gen ladan H. Girma, L. Lee ak Dr. B. Fernholz, B. Jordan, W. Lu, G. Rameau, S. Restituito & Y. Serulle. Travay sa a te sipòte pa Enstiti Nasyonal Sante Mantal Predoktoral Fellowship F31MH76617-01 ak NIH Grant Fòmasyon 5T32DC000063 nan Pwogram Fòmasyon New York Inivèsite nan nerosyans yo (DST), R01NS061920 nan Enstiti Nasyonal la nan twoub newolojik ak konjesyon serebral (EBZ), 1R21MH091445- 01 nan Enstiti Nasyonal Sante Mantal ak Biwo Rechèch sou Sante Fanm, Pwogram Sibvansyon Fondasyon Fanmi Klarman nan Rechèch sou Maladi Manje, Fon Defi Rechèch NYU a ak P30EY13079 (CA), Enstiti Nasyonal sou sibvansyon DA003956 pou Abi Dwòg ak yon Prim Envestigatè Endepandan nan NARSAD (KDC), Enstiti Nasyonal sou Soud ak lòt Twoub Kominikasyon sibvansyon DC009635 RCF, ak pa yon sibvansyon grenn nan Sant Ekselans sou Dejwe soti nan New York University Langone Medical Center.

Nòt anba paj

Konfli nan enterè: otè yo deklare pa gen okenn konpetisyon enterè finansye.

Referans

  1. Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Prèv pou dejwe sik: efè konpòtman ak newochimik nan konsomasyon tanzantan, twòp sik. Neurosci Biobehav Rev. 2008; 32: 20 – 39. [PMC gratis atik] [PubMed]
  2. Basar K, Sesia T, Groenewegen H, Steinbusch HW, Visser-Vandewalle V, Temel Y. Nucleus accumbens ak enpilsyon. Prog Neurobiol. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  3. Berridge KC. 'Li renmen' ak 'vle' rekonpans manje: substrats nan sèvo ak wòl nan maladi manje. Fizyoloji ak konpòtman. 2009; 97: 537-550. [PMC gratis atik] [PubMed]
  4. Boehm J, Kang MG, Johnson RC, Esteban J, Huganir RL, Malinow R. Enkorporasyon Synaptic nan AMPA reseptè pandan LTP se kontwole pa yon sit fosforilasyon PKC sou GluR1. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  5. Boudreau AC, Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME. Reseptè Cell AMPA sifas nan nwayo a rat accumbens ogmante pandan retrè kokayin, men internalize apre defi kokayin an asosyasyon avèk chanjman deklanchman nan mitojèn-aktive pwoteyin kinaz. J Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  6. Brebner K, Wong TP, Liu L, Liu Y, Campsall P, Gray S, Phelps L, Phillips AG, Wang YT. Nukle accumbens long tèm depresyon ak ekspresyon nan konpòtman sansibilizasyon. Syans. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  7. Cacciapaglia F, Saddoris MP, Wightman RM, Carelli RM. Diferansyèl dinamik liberasyon Dopamine nan nwayo a accumbens nwayo ak koki tras aspè distenk nan konpòtman objektif-dirije pou sikwoz. Neuropharmacology 2012 [PMC gratis atik] [PubMed]
  8. Calabresi P, Maj, R, Pisani A, Mercuri NB, Bernardi G. Depresyon sinaptik alontèm nan striatum lan: karakterizasyon fizyolojik ak famasi. J Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  9. Carr KD, Chau LS, Cabeza de Vaca S, Gustafson K, M Stouffer, Tukey DS, Restituito S, Ziff EB. AMPA reseptè subunit GluR1 en nan D-1 stimilasyon reseptè dopamine nan nwayo accumbens koki medyasyon ogmante grandè rekonpans dwòg nan manje-restriksyon rat. Newoscience. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  10. Conrad KL, Tseng KY, Uejima JL, Reimers JM, Heng LJ, Shaham Y, Marinelli M, Wolf ME. Fòmasyon accumbens GluR2-manke AMPA reseptè medye enkubasyon nan kokayin bzwen. Nati. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  11. Jou JJ, Carelli RM. Accumbens nwayo a ak Pavlovian rekonpans aprantisaj. Newoscientist. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  12. de Araujo IE, Oliveira-Maia AJ, Sotnikova TD, Gainetdinov RR, Caron MG, Nicolelis MA, Simon SA. Rekonpans manje nan absans reseptè gou siyal la. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  13. Ehlers MD, Heine M, Groc L, Lee MC, Choquet D. Difuzyonèl pyèj nan GluR1 AMPA reseptè pa D 'ki espesifik aktivite sinaptik. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  14. Esteban JA, Shi SH, Wilson Wilson C, Nuriya M, Huganir RL, Malinow R. PKA fosforilasyon subunit reseptè AMPA yo kontwole trafik sinaptik plasticite kache. Nat Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  15. Gerfen CR, Surmeier DJ. Modilasyon nan sistèm pwojeksyon striatal pa Dopamine. Anyèl revizyon nan nerosyans. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  16. Grueter BA, Brasnjo G, Malenka RC. Postsynaptic TRPV1 deklannche kalite selil ki espesifik depresyon alontèm nan accumbens nwayo a. Nati enkyetid. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  17. Li K, L chan, Cummings LW, Goldman J, Huganir RL, Lee HK. Estabilizasyon nan Ca2 + -perméyé reseptè AMPA nan sit perisynaptic pa fosforilasyon GluR1-S845. Proc Natl Acad Sci US A. 2009; 106: 20033 – 20038. [PMC gratis atik] [PubMed]
  18. Hu FB, Malik VS. Bwason sik-sikre ak risk pou obezite ak dyabèt tip 2: prèv epidemyolojik. Fizyoloji ak konpòtman. 2010; 100: 47-54. [PMC gratis atik] [PubMed]
  19. Izarak JT, Ashby MC, McBain CJ. Wòl nan subunit a GluR2 nan fonksyon reseptè AMPA ak plasticité sinaptik. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  20. Jordan BA, Fernholz BD, Boussac M, Xu C, Grigorean G, Ziff EB, Neubert TA. Idantifikasyon ak verifikasyon nan pwoteyin roman dansite postsinaptik. Mol Cell Proteomics. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  21. Kalivas PW, Pierce RC, Cornish J, Sorg BA. Yon wòl pou sansibilizasyon nan bzwen ak rplonje nan dejwe kokayin. J Pharmacol. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  22. Kitagawa M, Y Kusakabe, Miura H, Ninomiya Y, Hino A. Idantifikasyon molekilè jenetik yon jèn reseptè kandida pou gou dous. Kominikasyon rechèch byochimik ak byofizik. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  23. Kourrich S, Rothwell PE, Klug JR, Thomas MJ. Eksperyans kokayin kontwole bidirèksyon plastik sinaptik nan nwayo accumbens yo. J Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  24. Kravitz AV, Freeze BS, Parker PR, Kay K, Thwin MT, Deisseroth K, Kreitzer AC. Règleman konpòtman motè parkinsony pa kontwòl optogenetic nan sikwiyèr nikleyè fondamantal. Nati. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  25. LaPlant Q, Vialou V, Covington HE, 3rd, Dumitriu D, Feng J, Warren BL, labirent mwen, Dietz DM, Watts EL, Iniguez SD, et al. Dnmt3a kontwole konpòtman emosyonèl ak plastisit nan kolòn vètebral nan accumbens yo nwayo. Nat Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  26. Liu SJ, Zukin RS. Ca2 + -perméyé reseptè AMPA nan plastisit sinaptik ak lanmò nerono. Tandans nan nerosyans. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  27. Lu W, Isozaki K, Roche KW, Nicoll RA. Se sinaptism vize nan AMPA reseptè réglementées pa yon sit CaMKII nan premye riban nan entranglè nan GluA1. Proc Natl Acad Sci US A. 2010; 107: 22266 – 22271. [PMC gratis atik] [PubMed]
  28. Lu W, Roche KW. Règleman Posttranslational nan AMPA trafik reseptè ak fonksyon. Kouran opinyon nan nerobioloji 2011 [PMC gratis atik] [PubMed]
  29. Luscher C, Malenka RC. Dwòg-evoke plasticité sinaptism nan dejwe: soti nan chanjman molekilè nan renovasyon kous. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  30. Makino H, Malinow R. AMPA incorporation nan reseptè nan sinaps pandan LTP: wòl nan mouvman lateral ak exocytosis. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  31. Mameli M, Halbout B, C Creton, Engblom D, JR Parkitna, Spanagel R, Luscher C. Plastik sinaptik evoke kokayin: pèsistans nan VTA deklannche adaptasyon nan NAc a. Nat Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  32. Masuda K, Koizumi A, Nakajima K, T Tanaka, Abe K, Misaka T, Ishiguro M. Karakteristik karakteristik mòd obligatwa ant moun ki resevwa bon gou imen yo ak konpoze dous ba-molekilè. Plo yon sèl. KOULYE: KOUMAN POU: SEKSYON. [PMC gratis atik] [PubMed]
  33. Matthews K, Wilkinson LS, Robbins TW. Repete separasyon matènèl rat ki pre-anlè diminye repons konpòtman nan prim prim ak kondisyone nan laj granmoun. Physiol Behav. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  34. Max M, Shanker YG, Huang L, Rong M, Liu Z, Campagne F, Weinstein H, Damak S, Margolskee RF. Tas1r3, kodaj yon nouvo reseptè kandida gou, se allelic a Locus nan reyaksyon dous sak. Jenetik Nati. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  35. McCutcheon JE, JA Beeler, Roitman MF. Siyal sikwowo-prediksyon evoke pi gwo liberasyon an Dopamine fazik pase siquèch ki predi- siyal. Sinaps. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  36. McCutcheon JE, Wang X, Tseng KY, Wolf ME, Marinelli M. reseptè AMPA kalsyòm pèmeyab yo prezan nan nwayo sinaps accumbens apre retrè pwolonje nan kokayin pwòp tèt ou-administrasyon men se pa eksperimantal-administre kokayin. Journal of nerosyans: jounal ofisyèl la nan Sosyete a pou neroloji. 2011a; 31: 5737 – 5743. [PMC gratis atik] [PubMed]
  37. McCutcheon JE, JA Loweth, Ford KA, Marinelli M, Wolf ME, Tseng KY. Gwoup mwen mGluR deklanchman ranvèse akòz kokayin-akimile nan kalsyòm-pèmeyab reseptè AMPA nan nwayo accumbenssynapses via yon pwoteyin kinaz C-mekanis. J Neurosci. 2011b, 31: 14536-14541. [PMC gratis atik] [PubMed]
  38. Nedelescu H, Kelso CM, Lazaro-Munoz G, Purpura M, Kayen CK, JE Ledoux, Aoki C. Récepteurs AMPA GluR1 andojèn ki gen translèksyone nan sinaps asimetri nan amygala lateral la pandan faz bonè nan fòmasyon memwa krent: yon imunocitochimik elektwonik etid. Journal of konparatif newoloji. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  39. Nelson G, MA Hoon, J Chandrashekar, Zhang Y, Ryba NJ, Zuker CS. Reseptè mamifè dous gou. Pòtab. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  40. Oh MC, Derkach VA, Guire ES, Soderling TR. Extrasinaptic manbràn trafik reglemante pa GluR1 serine 845 fosforilasyon primes AMPA reseptè pou alontèm potansyasyon. J Biol Chem. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  41. Pascoli V, Turiault M, Luscher C. ranvèse nan kokayin evoke sinaptic potansyasyon retabli dwòg-pwovoke konpòtman adaptasyon. Nati. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  42. Plant K, Pelkey ​​KA, Bortolotto ZA, Morita D, Terashima A, McBain CJ, GL Collingridge, Isaac JT. Entegre pasyèl nan natif natal GluRNNX ki manke AMPA reseptè pandan ipokanp potansyèl alontèm. Nat Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  43. Rada P, Avena NM, Hoebel BG. Chak jou bingeing sou sikre repete degaje dopamine nan koki a accumbens. Newoscience. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  44. Roche KW, O'Brien RJ, Mammen AL, Bernhardt J, Huganir RL. Karakterizasyon nan sit fosforilasyon miltip sou subunit a AMPA reseptè GluR1. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  45. S Rumpel, LeDoux J, Zador A, Malinow R. Trafik reseptè Postsynaptic kache yon fòm aprantisaj asosyatif. Syans. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  46. Sainz E, Korley JN, Battey JF, Sullivan SL. Idantifikasyon nan yon manm woman nan fanmi an T1R nan receptiv gou gou. Journal nan nerochemistry. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  47. Serulle Y, Zhang S, Ninan mwen, Puzzo D, McCarthy M, Khatri L, Arancio O, Ziff EB. Yon entèraksyon GluR1-cGKII kontwole trafik reseptè AMPA. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  48. Sesack SR, Grace AA. Cortico-Bazal rezo rekonpans Ganglia: microcircuitry. Neuropsychopharmacology: piblikasyon ofisyèl nan Kolèj Ameriken pou Neuropsychopharmacology. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  49. Smith GP. Accumbens Dopamine medye efè a rekonpanse nan orosensory eksitasyon pa sikwoz la. Apeti. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  50. Smith WB, Starck SR, Roberts RW, EM Schuman. Eksitasyon Dopaminergic nan sentèz pwoteyin lokal amelyore ekspresyon sifas la nan transmisyon GluR1 ak sinaptik nan newòn ipokanp. Neuron. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  51. Solèy X, Milovanovic M, Zhao Y, Wolf ME. Evalyasyon kwonik ak kwonik nan reseptè Dopamine modifye trafik AMPA reseptè nan nwayo accumbens newòn nwasi ak neurones cortical prefrontal. Journal of nerosyans: jounal ofisyèl la nan Sosyete a pou neroloji. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PMC gratis atik] [PubMed]
  52. Solèy X, Zhao Y, Wolf ME. Stimulasyon reseptè Dopamine modile enspeksyon sinaptik reseptè AMPA nan neurones cortical prefrontal. J Neurosci. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  53. Thomas MJ, Beurrier C, Bonci A, Malenka RC. Long-term depresyon nan akumbèn yo nwayo: yon korelat neral nan sansibilize konpòtman nan kokayin. Nat Neurosci. 2001; 4: 1217-1223. [...]PubMed]
  54. Ungless MA, Whistler JL, Malenka RC, Bonci A. Ekspozisyon sèl kokayin nan vivo pwovoke efikasite alontèm nan newòn Dopamine. Nati. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]
  55. Whitlock JR, Heynen AJ, Shuler MG, Bear MF. Aprantisaj ankouraje potansyèl alontèm nan ipokanp la. Syans. KOULYE; NAN: KIJAN-NAN. [PubMed]