MEGJEGYZÉSEK: Bár mind a stressz, mind a visszaélések, mind a bizonyos természetes jutalmak a DeltaFosB felhalmozódását idézik elő, a stressz különböző downstream sejteket és később különböző receptorokat és géneket aktivál. Más szavakkal, a függőségek és a stressz ellenállása alapvetően különböző mechanizmusokon alapul
J Neurosci. 2010 okt. 27, 30 (43): 14585-92.
Vialou V, Maze I, Renthal W, LaPlant QC, Watts EL, Mouzon E, Ghose S, Tamminga CA, Nestler EJ.
forrás
Fishberg Idegtudományi Osztály, a Sínai-hegyi Orvostudományi Iskola, New York, New York 10029, USA.
Absztrakt
A stressz- és a gyógyszer által indukált neuronális adaptációk alapját képező molekuláris mechanizmusok nem teljesen ismertek. Az ilyen adaptációkban szerepet játszó molekula ΔFosB, egy olyan transzkripciós faktor, amely a rágcsálómag accumbensben (NAc) halmozódik fel, amely az agy nyeresége kulcsfontosságú régiója. Tezek a környezeti ingerek ΔFosB indukcióját szabályozó felfelé irányuló transzkripciós mechanizmusok továbbra is megfoghatatlanok. Itt azonosítjuk az aktivitásfüggő transzkripciós faktort, a szérum válaszfaktorot (SRF), mint a stressz új, felfelé irányuló mediátorát. de nem kokain-, indukált ΔFosB. Az SRF-et a depressziós humán betegek NAc-jében és a szociális vereség stressz által kronikusan kitett egerekben szabályozzák. Az SRF-nek ez a csökkenése hiányzik a rugalmas állatokban. Indukálható mutagenezis alkalmazásával megmutatjuk, hogy az FosB stressz által közvetített indukciója, amely túlnyomórészt rugalmas egerekben fordul elő, az SRF expressziójától függ ebben az agyi régióban. Továbbá, az SRF NAc-specifikus genetikai deléciója számos prodepresszáns- és pro-xx-szerű fenotípust támogat, és az állatok érzékenyebbé teszik a krónikus stressz káros hatásait. Ezzel szemben azt mutatjuk be, hogy az SRF nem játszik szerepet a NAc-ben az AFosB felhalmozódásában a krónikus kokain-expozíció hatására. Ezen túlmenően az SRF NAc-specifikus kiesése nem befolyásolja a kokain által kiváltott viselkedést, jelezve, hogy a krónikus társadalmi vereség és az ismétlődő kokain-expozíció független mechanizmusokkal szabályozza az ΔFosB felhalmozódását és viselkedési érzékenységét.
Bevezetés
A nukleáris accumbens (NAc), amely a legfontosabb agyi jutalom régió, fontos az érzékszervi és kognitív bemenetek integrálásához, amelyek motiválóan releváns viselkedéseket irányítanak a környezeti ingerekre reagálva (Nestler és Carlezon, 2006; Sesack és Grace, 2010). A NAc a kábítószer-függőséggel és a depresszióval kapcsolatos viselkedési rendellenességekben is szerepet játszott. Ennek megfelelően kimutatták, hogy a NAc mély agyi stimulációval történő megcélozása enyhíti a depresszió- és függőségszerű viselkedést mind emberekben, mind rágcsálókban (Schlaepfer és munkatársai, 2008; Vassoler és munkatársai, 2008; Heinze és munkatársai, 2009; Kuhn et al., 2009; al., XNUMX).
A visszaélés vagy a stressz ismétlődő expozíciója megváltoztatja a génexpresszió megváltozott mintáit a NAc-ben, ami potenciálisan a függőség és a depresszió krónikus alapjául szolgálhat (Berton és munkatársai, 2006; Krishnan és munkatársai, 2007; Maze és munkatársai, 2010; Vialou et al. ., 2010). Érdekes módon az AFosB transzkripciós faktor, a foszB gén splice terméke, ismétlődő gyógyszer vagy stressz expozíció hatására felhalmozódik a NAc-ben (Nestler, 2008; Perrotti és mtsai., 2008; Vialou és mtsai., 2010). Az AFosB-t potenciális molekuláris kapcsolóként javasolták, amely a rekreációs droghasználatról a krónikusan addiktív állapotra irányítja az átmenetet (Nestler et al., 1999; McClung és mtsai, 2004; Renthal et al., 2009), mivel az NAc-ben való felhalmozódása növeli több kábítószerrel szembeni visszaélés elnyerése. Újabban az AFosB indukció szerepét a NAc-ben a krónikus társadalmi vereség (Nikulina és mtsai., 2008; Vialou és mtsai, 2010) után tisztázzák: az AFosB elősegíti a stresszes ingerekre adott aktív kezelési válaszokat és növeli a rugalmasságot. Bár az ΔFosB indukció stimulusfüggő módon történik, a kábítószer- és stressz által kiváltott ΔFosB felhalmozódásért felelős mechanizmusok ismeretlenek maradnak.
A szérum válaszfaktor (SRF) egy olyan transzkripciós tényező, amely szükséges számos azonnali korai gén aktivitásfüggő transzkripciós aktiválásához, beleértve a c-fos, fosb, Egr1 és Arc (Knöll és Nordheim, 2009). A legújabb tanulmányok kimutatták az SRF hatását az idegsejtek morfológiai és citoarchitekturális tulajdonságaira, ideértve a szinaptikus aktivitás szabályozását és az áramkörök kialakulását a felnőtt agyban (Knöll és Nordheim, 2009). Ezek a megállapítások arra késztettek minket, hogy megvizsgáljuk, hogy az SRF-et funkcionálisan szabályozza-e a bántalmazás vagy a stressz kábítószerekkel való krónikus expozíciója, valamint az ilyen szabályozás lehetséges hatása a ΔFosB indukcióra ilyen körülmények között.
Itt egy új mechanizmust írunk le, amely révén az SRF csökkentése NAc-ben elősegíti a prodepresszáns és szorongásos fenotípusokat, ami végső soron növeli az állat sebezhetőségét a krónikus stressz káros hatásai iránt.. Ezeket a hatásokat részben a stressz alatt álló állatok NAc-jében bekövetkező ΔFosB-indukció elvesztése közvetíti. A depressziós betegeknél kapott SRF és ΔFosB expresszió megfigyelt csökkenése a postmortem NAc szövetekben alátámasztja eredményeink relevanciáját az emberi depresszió szempontjából. Érdekes módon ez a ΔFosB felhalmozódást szabályozó mechanizmus stressz-specifikusnak tűnik: a krónikus kokain-expozíciónak nincs hatása az SRF expressziójára, az SR-törlés az NAc-ről nincs hatással a ΔFosB felhalmozódására a krónikus kokain-expozíciót követően, és az ilyen SRF-deléció nincs hatással a kokain- indukált viselkedés. Ez az újfajta kölcsönhatás az SRF és a ΔFosB között a stressz összefüggésében fontos homeosztatikus mechanizmust jelenthet, amely szabályozza az egyén krónikus stressz iránti érzékenységét.
Anyagok és módszerek
Állatok
Nyolc hetes C57BL / 6J hím egereket (Jackson Laboratory) használtunk minden viselkedési és biokémiai kísérletben. Minden állatot a kísérleti manipulációk előtt legalább 1 héten szoktattunk az állati létesítménybe, és 23 – 25 ° C-on tartottuk 12 h fény / sötét ciklusban (7: 00 AM és 7: 00 PM), ad libitum élelmiszerhez és vízhez való hozzáférés. A kísérleteket az Idegtudományi Társaság és a Sinai Orvostudományi Iskola intézményi állatápolási és használati bizottságának iránymutatásainak megfelelően végeztük.
A kokain-kísérletekhez [Western blotting és kvantitatív kromatin immunprecipitáció (ChIP)], 8-10-hetes hím C57BL / 6J egereket használtunk. Az állatok hét napi intraperitoneális injekciót kaptak sóoldat vagy kokain (20 mg / kg kokain-HCl; Sigma). Az egereket a végső kezelés után 24 h-nal használtuk. A viselkedési kísérletekhez az egereket egyedileg helyeztük el a műtétet, és az alábbiakban ismertetett módon intraperitoneálisan kezeltük 10 mg / kg (lokomotoros szenzitizáció) vagy 7.5 mg / kg (kondicionált hely preferencia) kokain-HCl-vel.
Az Srffl / fl egereket az előzőkben ismertetett módon állítottuk elő (Ramanan és munkatársai, 2005). Az Srf NAc-specifikus knock-out-ját sztereotaxikus injekcióval és ezt követően a Cre-rekombináz (Cre) vírusos túlzott expressziójával, zöld fluoreszcens fehérjével (GFP) fuzionáltuk adeno-asszociált vírus (AAV) vektorokkal. Egy nem önmagában törlő Cre-et használtunk. Az AAV-GFP-t az AAV-Cre-GFP helyett Srffl / fl egerekben injektáltuk kontrollként. Röviden összefoglalva, az egereket ketamin (10 mg / kg) és xilazin (10 mg / kg) keverékével érzéstelenítettük, a következő sztereotaxikus koordinátákat használtuk a vírus beadására: + 1.6 (elülső / hátsó), + 1.5 (oldalsó), - 4.4 (dorzális / ventrális) 10 ° szögben a középvonaltól (a bregma-hoz képest). Összesen 0.5 μl tisztított vírust adtunk be kétoldalúan 5 periódus alatt (0.1 μl / perc), majd 5 min. Az egereket a műtét utáni 2 hetekben teszteltük, amikor a vírus expressziója maximális volt, és a vírus injekciós helyeket minden állat esetében standard hisztológiai módszerekkel igazoltuk. A vírus által közvetített Cre-expresszió hatékonyságát immunhisztokémiai módszerrel és Srf-ről fordított transzkriptáz PCR-rel validáltuk, az AAV-Cre-GFP és az AAV-GFP által az NAc-be bejuttatott állatokból származó mikrodissekált NAc lyukakkal. Az AAV-GFP és az AAV-Cre-GFP vírusokat a korábban leírtak szerint állítottuk elő (Maze és munkatársai, 2010).
Viselkedési eljárások
Szociális vereség stressz.
A C57BL / 6J egereket az 10 egymást követő napokon krónikus társadalmi vereségnek vetettük alá, ahogy azt korábban leírtuk (Berton és munkatársai, 2006; Krishnan és munkatársai, 2007; Vialou és munkatársai, 2010). Röviden, minden egeret egy ismeretlen és agresszív hím CD1 retenciós tenyésztő egérnek tettünk ki naponta 5-re. A CD1 agresszorral való közvetlen kölcsönhatás után az állatokat ezután a ketrec szomszédos rekeszébe helyeztük a következő 24 h órára érzékszervi, de nem fizikai érintkezéssel. A kontrollállatokat ekvivalens ketrecekben tartottuk, de ugyanazon törzs tagjai voltak. Társadalmi interakciós teszteket végeztünk 24 h után a vereség utolsó napját követően.
A nem ismert CD1 hím egér társadalmi elkerülését publikált protokollok alapján értékelték (Berton és mtsai., 2006; Krishnan és mtsai., 2007; Vialou és mtsai., 2010). A kísérleti egeret először egy szabad dróthálós ketrecet tartalmazó szabadtérbe vezettük be 2.5 percig. A második munkamenet során egy ismeretlen CD1 hím egeret vezettek a vezetékes ketrecbe. Megmértük az interakciós zónában (a ketrecet körülvevő 8 cm széles folyosón) töltött időt. A legyőzött egerek szegregálását fogékony és rugalmas szubpopulációkba a korábban leírtak szerint hajtottuk végre (Krishnan és mtsai, 2007; Vialou és mtsai, 2010). Mivel a kontroll egerek többsége több időt töltött egy interakcióval egy társadalmi célponttal, mint egy üres célzáróval, a 100-as interakció arányát (egyenlő időt töltöttük az interakciós zónában társadalmi cél jelenlétében, szemben egy társadalmi cél hiányával) határértékként határoztuk meg. A 100-nál kisebb pontszámú egereket érzékenynek, a ≥ 100-as pontszámokat pedig rugalmasnak. A kiterjedt viselkedési, biokémiai és elektrofiziológiai elemzések alátámasztják e különféle érzékeny és rugalmas szubpopulációk érvényességét (Krishnan et al., 2007; Wilkinson et al., 2009; Vialou et al., 2010).
Az Srffl / fl egereknek a társadalmi vereségre nehezedő stresszre gyakorolt sérülékenységének vizsgálatára az AAV-GFP vagy AAV-Cre-GFP-vel kétoldalúan beadott egereket ugyanazon a napon három egymás utáni vereségnek vetették alá, majd a későbbiekben 24-hez vizsgálták a társadalmi interakciót. Ezt a szubmaximális vereséget megelőző eljárást korábban validálták a genetikai manipulációkat követő proszceptibilitási fenotípusok feltárására (Krishnan et al., 2007; Vialou és mtsai, 2010).
Tanult tehetetlenség.
Az AAV-GFP-t vagy az AAV-Cre-GFP-t túlzottan expresszáló Srffl / fl egereket a korábban leírtak szerint (Berton és munkatársai, 2007) vizsgálták meg. Röviden összefoglalva, az egereket 1-hez 2 egymást követő napokon (0.45 mA, 5 s időtartam) időnként megszakíthatatlan lábkockáknak tesszük ki. A vizsgálat napján az egereket 15 egymás utáni menekülési próbákba visszük be a dobozba. Minden egyes vizsgálat során folyamatos sokkot szállítottak, és az egereknek lehetőségük volt elmenekülni a szomszédos, nemelektromos rekeszbe belépve. Sikeres menekülés után az ajtó automatikusan lezárult, és rögzítették a menekülési késleltetést. Amikor az egerek nem menekültek el az 25-eken belül, a vizsgálatot megszakították, és meghibásodásként rögzítették. A korábbi vizsgálatok azt mutatták, hogy a vírus expressziója NAc-ben és más régiókban nem befolyásolja a kiindulási menekülési viselkedést stressz hiányában (Newton és munkatársai, 2002; Berton és mtsai, 2007).
Mozdonyérzékenyítés.
Két héttel az AAV-GFP vagy AAV-Cre-GFP NAc-n belüli injekcióit követően az Srffl / fl egereket mozgásszenzibilizációnak vetettük alá. Az egereket napi 30 percig 4 napig a mozgás arénához szoktattuk. A megszokást követően az állatoknak intraperitoneálisan 10 mg / kg kokain-HCl-t injektáltak és a mozgásszelencékbe helyezték. Az állatok mozgásszervi aktivitását egy fotoszalagrendszer (San Diego Instruments) segítségével rögzítettük ambuláns sugárszakadásként napi 30 percig. A mozgásszenzibilizációt 6 napos periódus alatt rögzítettük.
Kondicionált helybeállítás.
A hely kondicionálási eljárást a korábban leírtak szerint hajtottuk végre (Maze és mtsai., 2010), a következő módosításokkal. Röviden, 18 nappal az AAV-GFP vagy AAV-Cre-GFP NAr-n belüli infúziói után Srffl / fl egerekben az állatokat a kondicionáló kamrákba helyeztük, amelyek három, kontextuálisan eltérő környezetből álltak. Azokat az egereket, amelyek a két kondicionáló kamra egyikében szignifikánsan preferálták, kizárták a vizsgálatból (az összes állat <10% -a). A kondicionáló csoportokat tovább kiegyensúlyozták, hogy igazodjanak a kamara esetleges torzításához. A következő napokban az állatokat fiziológiás sóoldattal injektálták, és délután 30 percig az egyik kamrába zárták, majd kokaint (7.5 mg / kg, ip) injektáltak, és a következő napon 30 percig a másik kamrába zárták, ami megegyezik a két forduló asszociációs edzés kezelésenként (két sóoldat és két kokain párosítás). A teszt napján az egereket 20 percig kezelés nélkül visszahelyeztük a készülékbe, és teszteltük az oldalpreferencia értékelésére. A kokainra adott mozgásreakciókat a kokainnal párosított kamrákban végzett gerenda-törésekkel értékelték a kábítószer-kezelés hatékonyságának biztosítása érdekében. Minden csoport esetében kiértékelték a sóoldatra adott válasz kiindulási mozgását annak biztosítására, hogy a vírusos kezelés ne befolyásolja a mozgást.
Egyéb viselkedési tesztek.
Az Srffl / fl egereket nyílt terepen, fényben / sötétben és kényszer-úszás tesztekben teszteltük a közzétett protokollok alapján (Vialou et al., 2010). Az egereknek a nyílt terepen való aktivitását 5 percre rögzítettük egy videó-nyomkövető rendszerrel (Ethovision) vörös fényviszonyok mellett. A fény / sötét teszt esetén az egerek szabadon felfedezhettek egy kétkamrás dobozot, amely egy nagy, megvilágított arénából áll, amely egy kisebb zárt arénához kapcsolódik. Az egereket egy 5 perc időtartamra teszteltük, hogy meg lehessen becsülni, hogy mennyi időt töltöttünk az egyik kamrában. A nyílt terepen és a fény / sötét tesztekben a közép- és a fénytéren eltöltött időt a szorongással kapcsolatos válaszok inverz indexeként értékeltük. 1 d kényszerített úszás tesztet végeztünk 5 min. A kényszer-úszás teszt során a mozdulatlanság megnövekedett idejét prodepresszáns jellegű viselkedésnek tekintettük. Az 1 d kényszerített úszás tesztet egerekben széles körben alkalmazták, és a prediktív érvényesség mérőjeként validálták, mivel az antidepresszáns terápiák csökkentik a mozdulatlanságot.
Immunohisztokémia
Az Srffl / fl egereket érzéstelenítettük és intracardialisan perfundáltuk 4% paraformaldehid / PBS-sel. Az agyakat eltávolítottuk, és 30% -os szacharóz / PBS-ben védettük. A koronális metszeteket (30 μm) fagyasztó mikrotomra vágtuk, és immunhisztokémiai elemzésekhez feldolgoztuk. Az Srffl / fl knock-out validálását az SRF ellen (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology) irányuló poliklonális ellenanyag alkalmazásával végeztük. A Cre expresszióját GFP (csirke poliklonális, 1 / 8000, Aves Labs) expresszióval igazoltuk a szétválasztott agyokban, mivel a Cre-t fuzionáltuk a GFP-vel. Az AFosB indukció kvantitatív meghatározása a Srffl / fl knock-out egerekben a társadalmi vereség stressz után az AFosB-t nyúl poliklonális antitesttel detektáltuk a fehérje N-terminális régiója ellen (1 / 1000; Santa Cruz Biotechnology). A képeket konfokális mikroszkóppal (20 × nagyítás; Zeiss) készítettük. A GFP-immunopozitív sejtek számát negatívnak és pozitívnak találtuk az AFosB immunreaktivitásra vonatkozóan minden egyes állat esetében több képben, majd minden állat esetében kiszámítottuk az átlagértékeket. Mindegyik állatot statisztikai elemzés céljából egyéni megfigyelésnek tekintettük.
Emberi posztemort NAc szövet
Az emberi halálozás utáni agyszöveteket a Dallas Brain Collection-ből szerezték be, ahol a szöveteket a Dallas Medical Examiner Office-tól és a Texasi Egyetem (UT) Southwestern szöveti transzplantációs programjától gyűjtötték össze a következő rokon beleegyezését követően. A szöveteket mind a hím, mind a nőstényektől elemeztük, az életkor, a posztmortem intervallum, az RNS integritás száma (RIN) és a pH alapján. Specifikus agonális tényezők, köztük kóma, hipoxia, pyrexia, görcsrohamok, dehidráció, hipoglikémia, többszörös szervi elégtelenség és a halál idején bekövetkező neurotoxikus anyagok bevitele befolyásolják az RNS integritását a postmortem agyszövetekben (Tomita et al., 2004). Agonfaktor skálát (AFS) használtunk a szövetminták jellemzésére mind a nyolc állapotban. Az agonális faktor hiánya 0-os pontszámot kapott, és annak jelenlétét 1-es pontozással értékeltük, hogy a teljes AFS-pontszám 0 és 8 között legyen. A 0 vagy 1 agonális pontszámú szövet jó minőségű mintákat tükröz; az eset demográfiai adatait az 1. táblázat tartalmazza. A kiemelkedő szövetminőséget a magas RIN-értékek igazolták. Az eseteket standard boncolásnak vetettük alá, mielőtt -40 ° C-os izopentánban gyorsfagyasztás és -80 ° C-on történő tárolás elõtt; az NAc további boncolását fagyasztott szöveten végeztük. Az UT délnyugati intézményi felülvizsgálati testülete áttekintette és jóváhagyta a szövet kutatási célú gyűjtését. Az egyes depressziós esetekről később egy későbbi informátori interjút készítettek, ahol dokumentálták az eset betegségével kapcsolatos információkat; A súlyos depressziós betegség konszenzusos diagnózisát két kutatópszichiáter DSM-IV kritériumok alapján állította fel. Az ebben a vizsgálatban szereplő esetek egyike sem volt olyan pozitív, hogy a vér toxikológiai vizsgálata pozitív volt az alkoholfogyasztás, az alkohol vagy az antidepresszánsoktól eltérő vényköteles gyógyszerek tekintetében. Az antidepresszáns kezelés ellenére minden alany klinikailag depressziós volt a halál idején. A szövetmintákat vak módon adagoltuk elemzés céljából.
Táblázat 1.
Demográfiai adatok az emberi postmortem vizsgálathoz
Western blotolás
A humán és egér NAc mintákat a korábban leírtak szerint dolgoztuk fel (Maze és munkatársai, 2010). A fagyasztott szövetet 5 mM HEPES lízis pufferben ultrahanggal kezeltük, amely 1% SDS-t tartalmazott proteáz (Roche) és foszfatáz inhibitorokkal (Sigma). A fehérjekoncentrációkat Dc fehérje vizsgálattal (Bio-Rad) határoztuk meg. Egyenlő mennyiségű fehérjemintát SDS-PAGE és Western blot-nak vetünk alá. Western-blotokat vizsgáltunk SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology) vagy GAPDH (1 / 1500; Abcam) ellenanyaggal, majd szkenneltük és kvantifikáltuk Odyssey képalkotó rendszerrel (Licor).
RNS izolálás és kvantitatív PCR
Az RNS izolálását, a kvantitatív PCR-t (qPCR) és az adatok elemzését a korábban leírtak szerint végeztük (Maze és munkatársai, 2010; Vialou és munkatársai, 2010). Röviden összefoglalva, az RNS-t TriZol reagenssel (Invitrogen) izoláltuk, és tovább tisztítottuk Qiagen RNAeasy mikrokészleteivel. Az összes RNS-minta meghatározása szerint 260 / 280 és 260 / 230 értékek voltak ≥1.8. A fordított transzkripciót iScript (Bio-Rad) segítségével végeztük. qPCR, amely SYBR zöldet (Quanta) használ, Applied Biosystems 7900HT RT PCR rendszerrel hajtottuk végre a következő ciklusparaméterekkel: 2 min 95 ° C; 40 ° C 95 ciklusok 15 s esetén, 59 ° C 30 s esetén, 72 ° C 33 s esetén; és a fűtést 95 ° C-ra osztályoztuk, hogy disszociációs görbéket állítsunk elő egyetlen PCR-termék megerősítésére. Az adatokat a kezelési állapot C (t) értékeinek (kontroll és fogékony vagy rugalmas egerek, vagy humán kontrollok és depressziós betegek) összehasonlításával elemeztük az AC (t) módszerrel (Tsankova et al., 2006). ΔFosB qPCR primerek: foward, AGGCAGAGCTGGAGTCGGAGAT és fordított, GCCGAGGACTTGAACTTCACTCG.
ChIP
A ChIP-et az előzőekben leírtak szerint (Maze és mtsai., 2010) végeztük a kontroll, érzékeny és rugalmas egerekből (négy 14 gauge lyukasztó / egér), az utolsó vereség tapasztalat után, valamint sóoldatból és kokainból. kezelt állatok 1 h a végső kezelés után. A szövetet térhálósítottuk 24% formaldehidben. A fixálást ezután glicin alkalmazásával megszakítottuk, és a szövetet mossuk és -1 ° C-on tartjuk a felhasználásig. A nyírott kromatint egy éjszakán át inkubáltuk egy antitesttel (Santa Cruz Biotechnology), amelyet korábban mágneses gyöngyökhöz kötöttünk (Dynabeads M-80; Invitrogen). A reverz térhálósítást és a DNS-tisztítást követően az SRF kötődését a foszb promoterhez qPCR-vel határoztuk meg, a két szérum válaszelem kötőhelyet tartalmazó foszb promoter régióját lefedő primerek segítségével. Az SRF lehúzás jelentősen gazdagodott, mint a nem antitest kontrollok. Egér fosb gén promoter primerek: előre, CCCTCTGACGTAATTGCTAGG és fordított, ACCTCCCAAACTCTCCCTTC.
statisztikai elemzések
Egyirányú ANOVA-kat használtak a kontroll, a fogékony és a rugalmas egerek közötti átlagok összehasonlítására biokémiai és viselkedési elemzések során. Kétirányú ANOVA-kat alkalmaztak az ΔFosB indukciójának társadalmi vereséggel történő összehasonlítására Srf helyi knock-out egerekben, valamint az Srf knock-out hatásának összehasonlításához a tanult tehetetlenségi és mozgásszenzibilizációs protokollokban. Student t tesztjeivel hasonlítottuk össze az Srf-knock-out hatásának ΔFosB indukciójára gyakorolt hatását, valamint a humán postmortem szöveti csoportok és az egér ChIP analízisét. A kísérleti körülmények közötti különbségeket statisztikailag szignifikánsnak tekintettük, ha p ≤ 0.05.
Eredmények
SRF és ΔFosB expresszió humán depresszióban és társadalmilag legyőzött egerekben
Az SRF potenciális szerepének feltárása a depresszióhoz hasonló viselkedés kialakulásában először értékeltük az SRF fehérje expresszióját posztmortem depresszióban szenvedő betegek NAc-jében. A depressziós alanyok szignifikánsan csökkent SRF-szinteket mutattak NAc-ben az életkoruknak megfelelő kontrollokhoz képest (t (19) = 1.9; p <0.05) (1A. Ábra). Tekintettel az SRF szerepére az aktivitásfüggő azonnali korai génexpresszió szabályozásában (Ramanan et al., 2005), feltételeztük, hogy az SRF részt vehet a ΔFosB expresszió szabályozásában ebben az agyi régióban. Ennek a hipotézisnek az alátámasztására megfigyeltük, hogy az Δfosb mRNS szintje szignifikánsan csökkent a depressziós emberek NAc-jében is (t (16) = 1.8; p <0.05) (1B. Ábra). Ez összhangban áll a ΔFosB fehérje csökkent szintjének legutóbbi eredményeivel ezekben a körülmények között is (Vialou et al., 2010).
Ábra 1.
Az SRF krónikus stressz által kiváltott repressziója korrelál a csökkent ΔFosB transzkripcióval NAc-ben. Az A, B, Postmortem humán depressziós betegeknél az SRF fehérje szintje csökkent (n = 10 / csoport; A) és az Δfosb mRNS expressziója NAc-ben (n = 8 / csoport; B). C, Krónikus (10 d) szociális vereségi stressznek kitett egereket fogékony és ellenálló alcsoportokba csoportosítottuk. D, A krónikus szociális vereség stressz csökkenti az SRF fehérje szintjét a fogékony egerek, de nem ellenálló egerek NAc-jében, összehasonlítva a kontrollokkal, 24 órával a C. interakciós teszt után. E, A NAf-ben a ΔfosB mRNS szintje nem változik a fogékony egereknél, de szignifikánsan ellenálló állatokban (n = 7–15 / csoport). Az F, SRF fehérje fokozott kötődést mutat a fosb gén promóteréhez a krónikus társadalmi vereséges stressz után csak rugalmas, és nem fogékony egerekben (n = 5 / csoport). A megjelenített adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki (hibasávként ábrázolva). Con., Control; Dep., Depressziós; Sus., Fogékony; Res., Rugalmas. * p <0.05 a kontrollhoz képest; *** p <0.001 a kontrollhoz képest; # p <0.05 versus fogékony; ## p <0.01 versus fogékony; ### p <0.001 versus fogékony.
E megállapítások kiterjesztése érdekében a krónikus szociális vereség stressz protokollját alkalmaztuk egereknél. A legyőzött, fogékony és ellenálló egerek két megkülönböztethető csoportja nyilvánvaló volt (Krishnan és mtsai, 2007), a szociális elkerülés mértéke alapján, amelyekben a fogékony állatok szignifikánsan csökkentették a társas interakciókat mind a kontroll, mind a rugalmas állatokkal szemben (F (2,23, 157.2) = 0.001; p <0.001; t tesztek Bonferroni-korrekcióval, fogékony vs kontroll, p <0.05; rugalmas vs kontroll, p <0.01; ellenálló és érzékeny, p <1) (2,32C. Ábra). Két nappal az utolsó vereséges epizód után a fogékony, rugalmas és nem legyőzött kontroll egereket elemeztük SRF expresszióval NAc-ben. Az emberi depresszióban tapasztaltakhoz hasonlóan az SRF fehérje szintje szignifikánsan csökkent az érzékeny egerek NAc-jében a kontrollokhoz képest, míg az ellenálló egerek NAc-jében az SRF-szint nem változott (F (4.7) = 0.05; p <0.05; t teszt egy Bonferroni korrekció, fogékony vs kontroll, p <0.05; rugalmas vs fogékony, p <1) (XNUMXD. Ábra).
Ezután megvizsgáltuk a Δfosb mRNS expresszióját ezen három állatcsoport NAc-jében, és csak az ellenálló állatokban figyeltünk meg szignifikáns növekedést az Δfosb-expresszióban, tendenciával, de a fogékony egerekben nem figyeltünk meg szignifikáns növekedést (t (14) = 2.1; p <0.05 ) (1E. Ábra). Az SRF-szintek és az Δfosb-transzkripció közötti lehetséges kölcsönhatások további vizsgálatához ChIP-t használtunk arra, hogy megvizsgáljuk, hogy az SRF kötődése a fosb-gén promoteréhez megváltozott-e a krónikus társadalmi vereség stressz után a fogékony és rugalmas egerek különálló kohorszaiban. A rugalmas állatok szignifikánsan fokozottabb SRF-kötődést mutattak a NAb-ban lévő fosb-promóterhez a kontrollokhoz képest (t (8) = 2.1; p <0.05), valamint a fogékony egerekhez képest (t (8) = 2.0; p <0.05). Nem figyeltünk meg különbséget a kontrollok és a fogékony egerek között, ami valószínűleg az SRF-indukció hiányát tükrözi a fogékony egerekben (1F. Ábra).
Az SRF szerepének megerősítéséhez az ΔFosB szabályozásában a krónikus társadalmi vereség okozta stressz után Srffl / fl egereket használtunk az SRF NAc-ből történő szelektív deléciójának ΔFosB stresszindukcióra gyakorolt hatásának vizsgálatához. Az Srffl / fl egereket sztereotaxikusan injektáltuk az intra-NAc-be GFP-t vagy Cre-GFP-t expresszáló AAV-vektorokkal. Az AAV-Cre-GFP által indukált SRF NAc-specifikus kiütését immunhisztokémiailag igazolták (2A. Ábra). Valójában nem volt átfedés az SRF festés és a Cre expresszió között, ami bizonyítja a kiütés hatékonyságát. Mikrodisszcitált NAc lyukasztókban az SRF fehérje szintjének szignifikáns 50% -os csökkenését észleltük (t (11) = 4.3; p <0.001). A nagyságrend valószínűleg azt a tényt tükrözi, hogy az ilyen mikrodisszekciók szövetének egy része nem fertőzött vírusilag.
Ábra 2.
Az SRF a ΔFosB indukciót közvetíti krónikus társadalmi vereség stressz által. A, Az AAV-Cre-GFP injekciója Srffl / fl egerek NAc-jébe az SRF fehérje kiütését eredményezi Cre-expresszáló neuronokban. Az AAV-GFP injekciója észrevehetetlen hatású volt. B, Az SRF ilyen szelektív kiütése az NAc-ból teljesen blokkolja a ΔFosB indukcióját NAc-ben krónikus társadalmi vereség stressz után (n = 4 / csoport). A megjelenített adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki (hibasávként ábrázolva). * p <0.05 az AAV-GFP kontrollhoz képest; ** p <0.01 az AAV-GFP vereséggel szemben.
Ezután kvantitatív immunhisztokémiát végeztünk ΔFosB-vel NAc-ban legyőzött Srffl / fl egerekben, amelyek intra-NAc-ba injektálták vagy AAV-Cre-GFP-t, vagy AAV-GFP-t. Krónikus szociális vereség stressz után az AAV-GFP-vel injektált állatok NAc-jében szignifikánsan indukálódott a ΔFosB expresszió (vírus × kezelési interakció, F (1,12) = 6.4; t tesztek Bonferroni-korrekcióval, kontroll vs vereség, p <0.05; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01). Ezt az indukciót azonban nem figyelték meg AAV-Cre-GFP-t kapó Srffl / fl egereknél (2B. Ábra), ami azt mutatja, hogy krónikus stressz által okozott ΔFosB indukció NAc-ben SRF-et igényel.
Az SRF knock out NAc-ban elősegíti a prodepresszió- és proanxitás-szerű fenotípusokat
Mivel a krónikus társadalmi vereség által okozott ΔFosB indukció korábban kimutatta, hogy közvetíti a rugalmasságot (Vialou et al., 2010), feltételeztük, hogy az SRF visszaszorítása és az ebből fakadó ΔFosB indukció elvesztése a fogékony állatokban negatív alkalmazkodást jelenthet, amely végül a stressz káros hatásainak jobban kiszolgáltatott állatok. Ennek a hipotézisnek a tesztelésére az Srf gén helyi NAc-specifikus delécióját indukáltuk felnőtt Srffl / fl egerekben a fent leírtak szerint, és a kapott egereket és kontrolljaikat viselkedési paradigmák sorozatában teszteltük a kiindulási depresszió és szorongás értékelésére. mint a viselkedés. Az SRF helyi NAc-deléciója elősegítette a kényszerúszási teszttel mért prodepresszió-szerű hatást (t (30) = 2.5; p <0.05), valamint a nyílt terepen mért szorongásos hatást (t (38) = 1.9; p <0.05) és világos / sötét tesztek (t (8) = 1.9; p <0.05). Tehát az AAV-Cre-GFP-t NAc-be kapó Srffl / fl egerek csökkent kényszer-úszási tesztben a mozdulatlanságot, kevesebb időt töltöttek egy nyílt mező közepén, és kevesebb időt töltöttek a világos / sötét doboz világos rekeszében összehasonlítva az AAV-GFP-vel injektált állatokkal (3A – C. ábra). Az SRF intra NAc-deléciója azonban nem változtatta meg a mozgás kiindulási szintjét, ami azt sugallja, hogy az SRF-nél kiütött állatokban megfigyelt viselkedési hatások nem az általános mozgásszervi aktivitás rendellenességei voltak (3D ábra). Ezek az adatok érdekesek a korábbi jelentések fényében, amelyek arra utalnak, hogy bár az NAc-ben lévő ΔFosB szabályozza a depressziószerű viselkedést, úgy tűnik, hogy nem vesz részt a szorongással kapcsolatos válaszokban (Vialou és mtsai, 2010). Jelenlegi eredményeink szerint az SRF elvesztése szorongásos reakciókat vált ki, arra utalnak, hogy ezt a ΔFosB-től eltérő célpontokon keresztül teszi.
Ábra 3.
Az NAc-ből történő SRF-kiesés elősegíti a prodepressziós és szorongásszerű fenotípusokat. Az A – C, az SRF szelektív kiütése az NAc-ből, AAV-Cre-GFP injekcióval Srffl / fl egerek NAc-jébe juttatva, csökkenti a mozgásképtelenséget az erőltetett úszás tesztjében (n = 14–18 / csoport; A), és csökkenti a középen töltött időt és a világos rekeszben töltött időt a nyílt terepen (B) és a világos / sötét (C) teszteken (n = 5–15 / csoport). D, Nem figyeltünk meg különbséget a bazális mozgásszervi aktivitásban azoknál az egereknél, amelyek AAV-GFP vagy AAV-Cre-GFP NA-n belüli injekciókat kaptak. E, F, Fokozott érzékenység a tanult tehetetlenségre (n = 7–8 / csoport; E) és a társadalmi vereség stresszére (n = 5–6 / csoport; F), a menekülés késleltetésével és a társas interakciós idővel mérve . A megjelenített adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki (hibasávként ábrázolva). * p <0.05 a GFP-vel vagy a céllal szemben nincs; ** p <0.01 a GFP-vel szemben; *** p <0.001 a GFP-vel szemben.
Ezután azt vizsgáltuk, hogy az SRF deléciója NAc-ben növeli-e az állat sérülékenységét az ismételt stressz káros hatásai iránt. A Srffl / fl egereket AAV-Cre-GFP-vel vagy AAV-GFP-vel injektálva az NAc-be, két depressziós modellben vizsgálták: tanult tehetetlenség és krónikus társadalmi vereség stressz. Megtanult tehetetlenségben az AAV-Cre-GFP-t kapó Srffl / fl állatok megnövelt késleltetést mutattak, hogy elkerüljék a lábütést, elkerülhetetlen lábsokk-stressz előzetes kitettségét követően (kezelés × vizsgálatok interakciója, F (14,180) = 10.2; t tesztek Bonferroni-korrekcióval, p <0.001; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01), ami fokozott érzékenységet jelez a stressz okozta viselkedési hiányokra (3E. ábra). Hasonlóképpen, a helyi SRF deléció az NAc-ból szintén fokozta a társadalmi idegenkedést (t (10) = 1.8; p <0.05) az AAV-GFP-vel injektált kontrollállatokhoz képest, krónikus szociális vereség stressz után (3F ábra), amely prodepresszió-szerű hatás.
Az SRF nem vesz részt az ΔFosB indukciójában és a kokain viselkedési válaszaiban
Tekintettel arra, hogy a ΔFosB az NAc-ban is indukálódik a visszaélésekre, például a kokainra adott válaszként, érdekes volt megvizsgálni az SRF potenciális szerepét a kokain működésében. A krónikus szociális vereség stresszétől eltérően az ismételt kokain expozíció nem változtatta meg az SRF fehérje expresszióját az NAc-ben (t (14) = 0.8; p> 0.05) (4A. Ábra), és nem volt hatással az SRF kötődésére a fosB gén promoteréhez ebben az agyi régióban (t (4) = 0.7; p> 0.05) (4B. ábra). Ez azt sugallja, hogy a stresszel ellentétben a krónikus kokain utáni ΔFosB indukciót nem közvetíti az SRF. Ezt közvetlenül teszteltük annak megvizsgálásával, hogy a krónikus kokain utáni ΔFosB-felhalmozódás megváltozott-e az AAV-Cre-GFP-t kapó Srffl / fl állatokban, szemben az AAV-Cre-GFP-vel NAc-ben. Megállapítottuk, hogy az SRF-deléciónak nincs hatása a kokain által kiváltott ΔFosB akkumulációra ebben az agyi régióban (4C. Ábra).
Ábra 4.
Az SRF elvesztése nem befolyásolta az ΔFosB kokain indukcióját vagy a kokain által szabályozott viselkedést. A, B, Ismételt kokain expozíció (7 d, 20 mg / kg kokain-HCl) nem volt hatással az SRF fehérje expressziójára NAc (A) -ben vagy az SRF kötődéséhez a fosB gén promoterhez ezen agyi régióban (B) 24 h után gyógyszer expozíció (n = 5 / csoport). A krónikus kokain expozíciót követően immuncitokémiai úton mért C, ΔFosB felhalmozódást az SRF NAc-specifikus knock-je nem befolyásolja. D, E, az SRF lokális deléciója a NAc-ből szintén nem befolyásolta a fiziológiás sóoldat beadását követő lokomotoros aktivitást (d 1) a kokain által kiváltott mozgásszervi aktivitásra és szenzibilizációra (n = 8 / csoport) (d 1 – 7; D) vagy a kokainnal kondicionált helypreferencia (n = 8 / csoport; E). A megjelenített adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki (hibasávokként ábrázolva).
Ennek a meglepő eredménynek a nyomán megvizsgáltuk, hogy az NAc-ből származó szelektív SRF-kiesés megváltoztatja-e a kokainra adott viselkedési reakciókat. Összhangban azzal, hogy az SRF a kokain által nem szabályozza az ΔFosB-indukciót, az SRF NAc-specifikus kiütése nem volt hatással az ismételt kokain-expozíció után látható akut kokain vagy mozgásszenzibilizáció okozta mozgásszervi aktivitásra (kezelés × idő interakció, F (4,80) = 0.3; p> 0.05) (4D. Ábra). Hasonlóképpen, az SRF NAc-specifikus kiütése nem volt hatással a kokain-kondicionált helypreferenciára (t (14) = 0.1; p> 0.05) (4E. Ábra), amely a kokain jutalmának közvetett mértékét adja.
Megbeszélés
Ez a tanulmány az SRF-et az ΔFosB új upstream közvetítőjévé azonosította a NAc-ban krónikus társadalmi vereségstressz után, és bevonja az SRF-t a depressziós és szorongásos viselkedés kialakulásához. Közvetlen bizonyítékokat szolgáltatunk arra, hogy a krónikus társadalmi veszteségstressz csökkenti az érzékeny, de nem ellenálló állatok NAc-ban az SRF-szintet, és hogy ez a csökkent szabályozás megakadályozza az ΔFosB indukcióját ezen agyi régióban, amelyről kimutattuk, hogy a krónikus stressz hatékony megküzdéséhez szükséges, Vagyis rugalmasság (Vialou et al., 2010). Az SRF expresszió hasonló csökkenését tapasztalták a depressziós emberek NAc-jeiben, ahol az ΔFosB mRNS és a protein expresszió szintén csökkent. Ezzel szemben az érzékeny egerek NAc-jében az ΔFosB szint nem csökkent, annak ellenére, hogy az SRF alulszabályozódott, ami más, még ismeretlen transzkripciós mechanizmusokat von maga után az ΔFosB expresszió szabályozásában. Az SRF ok-okozati szerepét az ΔFosB indukció mediálásában NAc-ban krónikus stressz után az SRF indukálható genetikus deléciójának felhasználásával állapították meg ezen agyi régióból. Az egerek viselkedésbeli elemzése ezzel a NAc-specifikus SRF kieséssel tovább azt eredményezi, hogy az SRF kulcsszerepet játszik mind az alapvonal, mind a stressz által kiváltott depressziós és szorongásos viselkedés kialakulásában. Feltűnő ellentétben az SRF deléció nem volt hatással az AFosB indukciójára a krónikus kokain beadására adott válaszként, vagy a kokain viselkedésbeli hatásaira. Ezek az eredmények alátámasztják az SRF új stimulus-specifikus szerepét az ΔFosB indukció és a különféle környezeti zavarok viselkedésbeli reakcióinak szabályozásában.
Az SRF-mediált transzkripcióról korábban kimutatták, hogy reagál a szinaptikus aktivitásra, amelyet nagyrészt a megnövekedett kalcium beáramlás vált ki, valamint a fokozott neurotróf aktivitást, különösen az agyból származó neurotrofikus faktor (BDNF) esetében (Bading et al., 1993; Xia és munkatársai, 1996; Johnson és munkatársai, 1997; Chang és társai, 2004; Kalita és munkatársai, 2006; Knöll és Nordheim, 2009). Ez felveti az érdekes kérdést, hogy miért csökkentik az SRF az érzékeny, de nem rugalmas egerek NAc-jében a krónikus társadalmi vereségstressz után. Ezt a differenciálszabályozást valószínűleg nem közvetíti a dopamin vagy a BDNF jelátvitel, mivel az érzékeny egerek megnövekedett BDNF fehérje szintjét és megnövekedett BDNF jelátvitelt mutatnak NAc-ban, valamint fokozották a ventrális tegmental terület (VTA) dopamin neuronok robbantásos tüzet, amelyek beidegzik a NAc-t, míg az ellenálló állatok normális szintű BDNF jelátvitelt és VTA tüzelési sebességet mutatnak (Krishnan et al., 2007). Alternatív lehetőség az, hogy az SRF expresszió elnyomódik a NAc-ben az agyi régió megváltozott glutamatergikus beidegződéseként, amelyet bemutattunk az érzékeny és rugalmas egerekben eltérően szabályozva (Vialou et al., 2010). További munkára van szükség ezen és más lehetséges mechanizmusok közvetlen tanulmányozásához.
A genomszintű és más módszereket használó legújabb tanulmányok arra utalnak, hogy az SRF célgének ∼5 – 10% -a az idegsejtekben azonnali korai gének (Philippar et al., 2004; Ramanan et al., 2005; Etkin et al., 2006; Knöll és Nordheim, 2009). Ez összhangban áll az adatokkal, amelyek kimutatják az SRF kritikus szerepét az ΔFosB, a fosb azonnali korai gén csonkaterméke indukciójában krónikus stressz által. Érdekes, hogy a különféle tanulmányokban azonosított számos SRF célgén a NAc ismert ΔFosB célpontjait is képviseli (Kumar és mtsai., 2005; Renthal és mtsai., 2008, 2009; Maze és mtsai., 2010). Ezen általánosan szabályozott gének között számos, amelyekről ismert, hogy szabályozzák az idegsejtek citoszkeletonját (például Cdk5, Arc és Actb). Ez viszont összhangban áll azokkal a jelentésekkel, amelyek szerint az SRF számos neuronális sejttípusban befolyásolja az aktin dinamikát és a neuron motilitást (Alberti et al., 2005; Ramanan et al., 2005; Knöll et al., 2006), míg az ΔFosB ismert befolyásolják a NAc neuronok dendritikus gerinc kinövekedését (Maze et al., 2010). Az ilyen közös funkcionális végpontok tükrözik az SRF összehangolt hatásait, az ΔFosB indukciójával kombinálva, amelyek közös célgének sorozatára hatnak, hogy befolyásolják az idegsejtek morfológiáját és végül a komplex viselkedést.
Azt is kimutatták, hogy az SRF kritikus szerepet játszik a szinaptikus plaszticitás és az idegi aktivitástól függő gén expresszió és viselkedés szabályozásában. Például az azonnali korai gének SRF-függő indukciójának elvesztése válaszul akár új környezet önkéntes feltárására, akár elektrokonvulív rohamok általi neuronális aktiválásra reagálva az Srf-mutánsok hippokampuszában a hosszú távú szinaptikus potencírozáshoz kapcsolódik (Ramanan et al. Etkin et al., 2005). Ezenkívül kimutatták, hogy az SRF kimerülése a hippokampuszban a hosszú távú szinaptikus depresszió hiányában, az új kontextus által kiváltott azonnali korai génexpresszióban, és romlik a megszokás egy új környezet felfedezése során (Etkin et al., 2006). Ezek az adatok megalapozzák az SRF fontosságát abban, hogy az állat képes megfelelően alkalmazkodni a környezeti zavarokhoz, mint például egy új környezethez szoktatás megtanulásának fent említett eseteiben, vagy negatív stresszes ingerekhez való alkalmazkodás esetén a stressz kihirdetésének megakadályozásában. -indukált viselkedési hiányok, mint jelen tanulmányunkban. Így megfigyelhetjük, hogy az SRF-expresszió hiányában szenvedő állatok, vagy a fogékony egyének társadalmi vereséges stresszére reagálva, vagy az SRF közvetlen leütése révén, fokozott depressziós és szorongásszerű viselkedést mutatnak. Tekintettel arra, hogy a depressziós humán alanyoknál csökken az SRF szintje is az NAc-ben, elképzelhető, hogy az SRF alapvető szerepet játszik az egyén azon képességének szabályozásában, hogy pozitívan alkalmazkodjon a negatív környezeti ingerekhez, részben az ΔFosB expressziójának szabályozásával az NAc-ben.
DIFERIFIKÁCIÓS MECHANIZMUSOK: KOCKÁZATOSSÁGOK ÉS FENNTARTHATÓSÁG
A jelen tanulmány meglepő megállapítása, hogy noha a krónikus stresszre adott válaszként az ΔFosB felhalmozódásához NAc-ban SRF szükséges, nem szükséges az ΔFosB indukciójára ugyanabban az agyi régióban a krónikus kokainnal szembeni válaszként. Hasonlóképpen, az SRF nem szükséges a gyógyszer normál viselkedési válaszaihoz. Ezek az adatok azt mutatják, hogy annak ellenére, hogy ΔFosB indukálódik a NAc-ben sokféle stimulusra reagálva (Nestler és mtsai., 1999; Nestler, 2008), vannak különféle molekuláris utak, amelyek ΔFosB indukcióhoz vezetnek. E megállapítások egyik lehetséges magyarázata a részlegesen eltérő sejttípusok, amelyek ΔFosB felhalmozódást mutatnak stresszre reagálva, szemben a kokainnal. A krónikus stressz az ΔFosB-t megközelítőleg azonos mértékben indukálja az NAc közepes tüskés idegsejtek két fő alpopulációjában, amelyek túlnyomórészt D1-et expresszálnak, szemben a D2 dopamin receptorokkal, míg a krónikus kokain ΔFosB-t indukál elsősorban a D1 + idegsejteken belül (Kelz et al., 1999; Perrotti és mtsai.). . Így lehetséges, hogy az SRF-függő utak fontosak lehetnek az ΔFosB indukcióhoz a D2004 + neuronokban. Ez azonban nem magyarázza meg az ΔFosB indukció teljes elvesztését az SRF knock-out egerekben krónikus stressz után, mivel az indukció mindkét neuronális altípusban megtörténik. Alternatív magyarázat az, hogy a krónikus stressz és a kokain különböző intracelluláris jelátviteli kaszkádokba hat, a NAc idegsejtekre gyakorolt különféle hatásmódjuk miatt, és a krónikus stressz valószínűleg megváltozott glutamaterg átvitel révén működik, amint azt korábban megjegyeztük, és a krónikus kokain elsősorban a D1 révén működik. receptor jelzés (Nestler, 2008). Egy másik lehetőség az, hogy a ΔFosB indukció krónikus stressz és a krónikus kokain függvényében különféle transzkripciós mechanizmusoktól függ, amelyeket különbözõ neurális bemenetek alapján különbözõen vezérlünk a különbözõ glutamatergikus vetítési régiókból, például a prefrontalis kéreg, a hippokampusz és az amygdala NAc-ját ingerlõ különbözõ idegi bemenetekbõl. Sokkal további munkára van szükség ezen és az alternatív lehetőségek feltárásához.
Eredményeink együttesen azonosítanak egy új transzkripciós mechanizmust, amelyen keresztül a NAF-ben indukálják az ΔFosB-t, hogy közvetítsék a stressz stimulusokra mutatott prorezilienciaválaszokat. Ez a tanulmány fontos új betekintést nyújt az SRF NAc szintjén játszott szerepéhez a depresszió és szorongáshoz hasonló viselkedés szabályozásában is.. Az SRF transzkripciós szerepének jobb megértése az ilyen viselkedések szabályozásában elősegíti a stressz okozta rendellenességekkel szembeni ellenálló képességben részt vevő új géncélpontok azonosítását, és megkönnyítheti a hatékonyabb antidepresszáns terápiák jövőbeni fejlődését.
Ezt a munkát a Nemzeti Mentális Egészségügyi Intézet és a Kábítószer-visszaélés Nemzeti Intézete, valamint az AstraZeneca kutatási szövetsége támogatta. Köszönjük David D. Ginty-nek az Srffl / fl egerek biztosítását.
A levelezést Eric J. Nestler-lel, a Fishberg Idegtudományi Tanszék, a Mount Sinai Orvostudományi Egyetem, az egyik Gustave L. Levy Place, 1065 doboz, New York, New York, New York 10029-6574 címmel kell megküldeni. [e-mail védett]
Copyright © 2010 a szerzők 0270-6474 / 10 / 3014585-08 $ 15.00 / 0
Referenciák
1. ↵
1. Alberti S
2. Krause SM
3. Kretz O
4. Philippar U,
5. Lemberger T
6. Casanova E,
7. Wiebel FF,
8. Schwarz H
9. Frotscher M,
10. Schütz G
11. Nordheim A
(2005) Az egér rostral migrációs áramlásában a neuronális migrációhoz szérum válaszfaktor szükséges. Proc Natl Acad Sci USA 102: 6148 – 6153.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
2. ↵
1. H, H
2. Ginty DD,
3. Greenberg ME
(1993) A génexpresszió szabályozása a hippokampusz neuronokban, különálló kalciumjelző útvonalak segítségével. Science 260: 181 – 186.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
3. ↵
1. Berton O
2. McClung CA
3. Dileone RJ,
4. V. Krishnan,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Graham D
8. Tsankova NM
9. Bolanos CA
10. Rios M,
11. Monteggia LM,
12. Önálló DW,
13. Nestler EJ
(2006b) A BDNF lényeges szerepe a mezovimbikus dopamin útban a társadalmi vereség stresszében. Tudomány 311: 864 – 868.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
4. ↵
1. Berton O
2. Covington HE 3rd.,
3. Ebner K,
4. Tsankova NM
5. Carle TL,
6. Ulery P,
7. A Bhonsle
8. Barrot M,
9. V. Krishnan,
10. Singewald GM,
11. Singewald N,
12. Birnbaum S
13. Neve RL,
14. Nestler EJ
(2007) A osFosB indukciója a periaqueductalis szürkeben a stressz által elősegíti az aktív kezelésre adott válaszokat. Neuron 55: 289 – 300.
CrossRefMedline
5. ↵
1. Chang SH,
2. S poszter
3. Xia Z
(2004) A szérum válaszfaktor új szerepe a neuronális túlélésben. J Neurosci 24: 2277 – 2285.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
6. ↵
1. Etkin A,
2. Alarcón JM,
3. Weisberg SP,
4. Touzani K,
5. Huang YY
6. Nordheim A
7. Kandel ER
(2006) Az SRF-ben való tanulásban betöltött szerep: törlés a felnőtt koraszületi zavarokban LTD és egy új kontextus közvetlen memóriájának kialakulása. Neuron 50: 127 – 143.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Heinze HJ
2. Heldmann M,
3. Voges J,
4. Hinrichs H,
5. Marco-Pallares J,
6. Hopf JM,
7. Müller UJ
8. Galazky I
9. Sturm V
10. Bogerts B,
11. Münte TF
(2009) A súlyos alkoholfüggőség ösztönző érzékenységének csökkentése a nukleáris accumbens mély agyi stimulálásával: klinikai és alaptudományi szempontok. Első Hum Neurosci 3: 22.
Medline
8. ↵
1. Johnson CM,
2. Hill CS,
3. Chawla S
4. Treisman R
5. B
(1997) A kalcium szabályozza a génexpressziót három különböző úton, amelyek függetlenek a Ras / mitogén aktivált protein kinázok (ERK) jelző kaszkádjától. J Neurosci 17: 6189 – 6202.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
9. ↵
1. Kalita K,
2. Kharebava G,
3. Zheng JJ
4. Hetman M
(2006) A megakarioblasztikus akut leukémia-1 szerepe az ERK1 / 2-függő szérumválasz-faktor által stimulált BDNF-transzkripcióban vagy fokozott szinaptikus aktivitásban. J Neurosci 26: 10020 – 10032.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
10. ↵
1. Kelz MB,
2. Chen J,
3. Carlezon WA Jr.
4. Whisler K
5. Gilden L
6. Beckmann AM
7. Steffen C,
8. Zhang YJ
9. Marotti L
10. Önálló DW,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G
13. Surmeier DJ
14. Neve RL,
15. Duman RS
16. Picciotto MR
17. Nestler EJ
(1999) Az AFosB transzkripciós faktor expressziója az agyban szabályozza a kokain érzékenységét. Természet 401: 272 – 276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Knöll B,
2. Nordheim A
(2009) Az idegrendszerben a transzkripciós faktorok funkcionális sokoldalúsága: az SRF paradigma. Trendek Neurosci 32: 432 – 442.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Knöll B,
2. Kretz O
3. Fiedler C
4. Alberti S
5. Schütz G
6. Frotscher M,
7. Nordheim A
(2006) A szérum válaszfaktor a hippocampusban szabályozza a neuronális áramkört. Nat Neurosci 9: 195 – 204.
CrossRefMedline
13. ↵
1. V. Krishnan,
2. Han MH,
3. Graham DL,
4. Berton O
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Laplant Q,
8. Graham A,
9. Lutter M,
10. Lagace DC,
11. Ghose S
12. Reister R
13. Tannous P,
14. Zöld TA
15. Neve RL,
16. Chakravarty S
17. Kumar A
18. Eisch AJ,
19. Önálló DW,
20. Lee FS
21. et al.
(2007) Molekuláris adaptációk az agyi jutalmi régiókban a társadalmi vereséggel szembeni érzékenység és ellenállás alapján. Cell 131: 391 – 404.
CrossRefMedline
14. ↵
1. Kuhn J,
2. Bauer R
3. Pohl S,
4. Lenartz D
5. Huff W
6. Kim EH,
7. Klosterkoetter J,
8. Sturm V
(2009) Megfigyelések a dohányzásról való leszokást követően a maggyülem mély agyi stimulálása után. Eur Addict Res 15: 196 – 201.
CrossRefMedline
15. ↵
1. Kumar A
2. Choi KH,
3. Renthal W,
4. Tsankova NM
5. Theobald DE,
6. Truong HT,
7. Russo SJ,
8. Laplant Q,
9. Sasaki TS
10. Whistler KN
11. Neve RL,
12. Önálló DW,
13. Nestler EJ
(2005) A kromatin remodeling a kokain által kiváltott plaszticitás egyik legfontosabb mechanizmusa a striatumban. Neuron 48: 303 – 314.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Maze I
2. Covington HE 3rd.,
3. Dietz DM,
4. LaPlant Q
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Mechanikus M,
8. Mouzon E,
9. Neve RL,
10. Haggarty SJ
11. Ren Y,
12. Sampath SC
13. Hurd YL
14. Greengard P,
15. Tarakhovsky A
16. Schaefer A
17. Nestler EJ
(2010) A hiszton-metil-transzferáz G9a lényeges szerepe a kokain által indukált plaszticitásban. Tudomány 327: 213 – 216.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
17. ↵
1. McClung CA
2. Ulery PG,
3. Perrotti LI
4. Zachariou V
5. Berton O
6. Nestler EJ
(2004) DeltaFosB: molekuláris kapcsoló az agy hosszú távú alkalmazkodásához. Brain Res Mol Brain Res 132: 146 – 154.
Medline
18. ↵
1. Nestler EJ
(2008) A függőség transzkripciós mechanizmusai: a deltaFosB szerepe. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
19. ↵
1. Nestler EJ
2. Carlezon WA Jr.
(2006) A mesolimbikus dopamin jutalomkör a depresszióban. Biológiai pszichiátria 59: 1151 – 1159.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Nestler EJ
2. Kelz MB,
3. Chen J
(1999) ΔFosB: hosszú távú neurális és viselkedési plaszticitás molekuláris közvetítője. Brain Res 835: 10 – 17.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Newton SS
2. Thome J,
3. Wallace TL,
4. Shirayama Y
5. Schlesinger L,
6. Sakai N,
7. Chen J,
8. Neve R,
9. Nestler EJ
10. Duman RS
(2002) A cAMP válaszelem-kötő fehérje vagy a dinorfin gátlása a magban az antitestekben antidepresszáns hatású. J Neurosci 22: 10883 – 10890.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
22. ↵
1. Nikulina EM,
2. Arrillaga-Romany I,
3. Miczek KA
4. Hammer RP Jr.
(2008) A mezokortikolimbikus struktúrák hosszantartó változása a patkányok ismételt társadalmi veresége után: a mu-opioid receptor mRNS és a FosB / DeltaFosB immunreaktivitás időbeli lefolyása. Eur J Neurosci 27: 2272 – 2284.
CrossRefMedline
23. ↵
1. Perrotti LI
2. Hadeishi Y
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L
6. Duman RS
7. Nestler EJ
(2004) ΔFosB indukálása a jutalmú agyi struktúrákban a krónikus stressz után. J Neurosci 24: 10594 – 10602.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
24. ↵
1. Perrotti LI
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze I
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L
12. Bachtell RK,
13. Önálló DW,
14. Nestler EJ
(2008) A DeltaFosB indukciójának megkülönböztető mintái az agyban a visszaélésszerű gyógyszerekkel. Szinapszis 62: 358 – 369.
CrossRefMedline
25. ↵
1. Philippar U,
2. Schratt G,
3. Dieterich C,
4. Müller JM,
5. Galgóczy P,
6. Engel FB,
7. Keating MT,
8. Gertler F,
9. Schüle R
10. Vingron M,
11. Nordheim A
(2004) Az FHl2 SRF célgén antagonizálja az SRF RhoA / MAL-függő aktiválását. Mol Cell 16: 867 – 880.
CrossRefMedline
26. ↵
1. Ramanan N
2. Shen Y,
3. Sarsfield S
4. Lemberger T
5. Schütz G
6. Linden DJ
7. Ginty DD
(2005) Az SRF közvetíti az aktivitás által indukált génexpressziót és a szinaptikus plaszticitást, de nem neuronális életképességet. Nat Neurosci 8: 759 – 767.
CrossRefMedline
27. ↵
1. Renthal W,
2. Carle TL,
3. Maze I
4. Covington HE 3rd.,
5. Truong HT,
6. Alibhai I
7. Kumar A
8. Montgomery RL
9. Olson EN,
10. Nestler EJ
(2008) A Delta FosB a c-fos gén epigenetikus deszenzitizációját közvetíti krónikus amfetamin expozíció után. J Neurosci 28: 7344 – 7349.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
28. ↵
1. Renthal W,
2. Kumar A
3. Xiao G,
4. Wilkinson M,
5. Covington HE 3rd.,
6. Maze I
7. Sikder D
8. Robison AJ,
9. LaPlant Q
10. Dietz DM,
11. Russo SJ,
12. Vialou V
13. Chakravarty S
14. Kodadek TJ
15. Stack A,
16. Kabbaj M,
17. Nestler EJ
(2009) A kokain által végzett kromatin szabályozás genom-kiterjedt elemzése rávilágít a sirtuinok szerepére. Neuron 62: 335 – 348.
CrossRefMedline
29. ↵
1. Schlaepfer TE,
2. Cohen MX,
3. Frick C,
4. Kosel M,
5. Brodesser D
6. Axmacher N,
7. Joe AY
8. Kreft M,
9. Lenartz D
10. Sturm V
(2008) A mély agyi stimuláció az áramkör megszerzésére enyhíti az anhedóniát a refraktív súlyos depresszióban. Neuropszichofarmakológia 33: 368 – 377.
CrossRefMedline
30. ↵
1. Sesack SR,
2. Grace AA
(2010) Cortico-basal ganglion jutalomhálózat: mikrocirkuláris. Neuropszichofarmakológia 35: 27 – 47.
CrossRefMedline
31. ↵
1. Tomita H
2. Vawter MP,
3. Walsh DM
4. Evans SJ,
5. Choudary PV,
6. Li J,
7. Overman KM,
8. Atz ME
9. Myers RM
10. Jones EG,
11. Watson SJ,
12. Akil H,
13. Bunney WE Jr.
(2004) Az agonális és postmortem faktorok hatása a génexpressziós profilra: a minőségellenőrzés a microarray analízisekben vagy a postmortem emberi agyban. Biol Psychiatry 55: 346 – 352.
CrossRefMedline
32. ↵
1. Tsankova NM
2. Berton O
3. Renthal W,
4. Kumar A
5. Neve RL,
6. Nestler EJ
(2006) Tartós hippokampális kromatin szabályozás a depresszió és az antidepresszáns hatás egérmodelljében. Nat Neurosci 9: 519 – 525.
CrossRefMedline
33. ↵
1. Vassoler FM,
2. Schmidt HD,
3. Gerard ME
4. Híres KR,
5. Ciraulo DA
6. Kornetsky C,
7. Knapp CM,
8. Pierce RC
(2008) A mag-akumbens héjának mély agyi stimulációja gyengíti a kokain primer indukálta gyógyszermegoldást patkányokban. J Neurosci 28: 8735 – 8739.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
34. ↵
1. Vialou V
2. Robison AJ,
3. Laplant QC,
4. Covington HE 3rd.,
5. Dietz DM,
6. Ohnishi YN
7. Mouzon E,
8. Rush AJ 3rd.,
9. Watts EL,
10. Wallace DL,
11. Iñiguez SD,
12. Ohnishi YH,
13. Steiner MA,
14. Warren BL,
15. V. Krishnan,
16. Bolaños CA
17. Neve RL,
18. Ghose S
19. Berton O
20. Tamminga CA
21. Nestler EJ
(2010) Az AFosB agyi jutalmak körében a stressz ellenálló képességét és az antidepresszáns válaszokat közvetíti. Nat Neurosci 13: 745 – 752.
CrossRefMedline
35. ↵
1. Wilkinson MB,
2. Xiao G,
3. Kumar A
4. LaPlant Q
5. Renthal W,
6. Sikder D
7. Kodadek TJ
8. Nestler EJ
(2009) Az imipramin-kezelés és a rugalmasság hasonló kromatin-szabályozást mutat a legfontosabb agyi jutalmi régióban. J Neurosci 29: 7820 – 7832.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
36. ↵
1. Xia Z,
2. Dudek H
3. Miranti CK,
4. Greenberg ME
(1996) Az NMDA receptoron keresztül történő kalcium beáramlás azonnali korai gén transzkripciót indukál MAP-kináz / ERK-függő mechanizmus segítségével. J Neurosci 16: 5425 – 5436.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
;