Clin Psychopharmacol Neurosci. 2012 Dec; 10 (3): 136-43. doi: 10.9758 / cpn.2012.10.3.136. Epub 2012 Dec 20.
forrás
Fishberg Idegtudományi Tanszék és Friedman Brain Institute, a Sínai-hegyi Orvostudományi Iskola, New York, USA.
Absztrakt
A génexpresszió szabályozása a kábítószerfüggőség valószínűsíthető mechanizmusának tekinthető, tekintettel a függőségi állapotot meghatározó viselkedési rendellenességek stabilitására. Számos transzkripciós faktor, a specifikus gének szabályozó régióihoz kötődő fehérjék, és ezáltal az expressziójuk szabályozási szintjei az elmúlt évtizedben vagy két évben szerepet játszottak a függőség folyamatában. Itt áttekintjük a számos kiemelkedő transzkripciós tényező szerepének növekvő bizonyítékát, többek között a Fos család fehérje (ΔFosB), a cAMP válaszelem kötő fehérje (CREB) és a nukleáris faktor kappa B (NFκB) között, több más kábítószer-függőségben is. . Amint látni fogjuk, mindegyik tényező nagyon eltérő szabályozást mutat a bántalmazás kábítószerével az agy jutalmazási áramkörében, és közvetíti az addikciós fenotípus különféle aspektusait. A jelenlegi erőfeszítések arra irányulnak, hogy megértsük a célgének tartományát, amelyen keresztül ezek a transzkripciós faktorok funkcionális hatásaikat és a mögöttes molekuláris mechanizmusokat eredményezik. Ez a munka arra enged következtetni, hogy alapvetően új betekintést nyújthat a függőség molekuláris alapjába, ami hozzájárul az addiktív zavarok diagnosztikai tesztjeinek javításához.
BEVEZETÉS
A függőség transzkripciós mechanizmusainak vizsgálata azon a hipotézisen alapul, hogy a génexpresszió szabályozása egy fontos mechanizmus, amellyel a kábítószerrel való visszaélés krónikus expozíciója az agyban tartós változásokat okoz, amelyek a függőségi állapotot meghatározó viselkedési rendellenességek alapját képezik.1,2) Ennek a hipotézisnek az a következménye, hogy a több neurotranszmitter rendszer működésében indukált változások, valamint az agy bizonyos neuronális sejttípusainak morfológiája, a krónikus gyógyszeradagolás révén részben a génexpresszió változásain keresztül közvetülnek.
Természetesen nem minden gyógyszer által kiváltott ideg- és viselkedési plaszticitás közvetül a génexpresszió szintjén, hiszen tudjuk, hogy a transzlációs és posttranszlációs módosítások és a fehérje-kereskedelem fontos szerepet játszanak a függőséggel kapcsolatos jelenségekben. Másrészt a génexpresszió szabályozása egy központi mechanizmus, és valószínűleg különösen fontos a függőséget jellemző élethosszig tartó rendellenességek szempontjából. Valóban, a transzkripciós szabályozás olyan sablont biztosít, amelyen ezek a más mechanizmusok működnek.
Az elmúlt ~ 15 év munkája egyre több bizonyítékot szolgáltatott a génexpressziónak a kábítószer-függőségben betöltött szerepére vonatkozóan, mivel több transzkripciós faktor - olyan fehérje, amely a célgének promoter régióiban specifikus válaszelemekhez kötődik és szabályozza e gének kifejeződését - érintett a kábítószer-akcióban. Ennek a rendszernek megfelelően látható Ábra 1a visszaélés gyógyszerei a szinapszis kezdeti fellépése révén olyan változásokat hoznak létre a neuronokban, amelyek jelzik a magnak, és szabályozzák számos transzkripciós faktor és számos más transzkripciós szabályozó fehérje aktivitását.3) A Ezek a nukleáris változások fokozatosan és fokozatosan épülnek fel ismételt hatóanyag-expozícióval, és stabil változásokat hoznak létre a specifikus célgének expressziójában, amelyek hozzájárulnak az idegi függvény tartós változásához, amelyek fenntartják a függőségi állapotot.1,4)
Ez az áttekintés több transzkripciós tényezőre összpontosít, amelyekről kiderült, hogy fontos szerepet játszanak a függőségben. A továbbiakban a gyógyszer által szabályozott transzkripciós tényezőkre koncentrálunk az agy jutalomkörében, azokon az agyterületeken, amelyek általában szabályozzák az egyén válaszait a természetes jutalmakra (pl. Étel, szex, társas interakció), de a krónikus kábítószer-expozíció korrupciót okoz, hogy függőséget okozzon. Ez az agyjutalom áramkör dopaminerg idegsejteket tartalmaz a középagy ventrális tegmentális területén és az általuk innervált limbikus előagy számos régiójában, beleértve a nucleus accumbens-t (ventral striatum), a prefrontális kérget, az amygdala-t és a hippocampust. Mint látható, az addikció transzkripciós mechanizmusaival kapcsolatos kutatások eddigi túlnyomó többsége a nucleus accumbens-re koncentrálódott.
ΔFosB
Az AFosB kódolását a fosB gén és megosztja a homológiát más Fos család transzkripciós faktorokkal, amelyek közé tartozik a c-Fos, a FosB, a Fra1 és a Fra2.5) Ezek a Fos családfehérjék június családi fehérjékkel (c-Jun, JunB vagy JunD) heterodimerizálnak, hogy aktív aktivátor fehérje-1 (AP1) transzkripciós faktorokat képezzenek, amelyek kötődnek az egyes gének promóterében lévő AP1 helyekhez, hogy szabályozzák transzkripciójukat. Ezek a Fos családfehérjék gyorsan és átmeneti jelleggel indukálódnak bizonyos agyi régiókban, miután számos kábítószer-kezelés történt.Ábra 2).2) Ezeket a válaszokat leginkább a nucleus accumbens és a dorsal striatum, de számos más agyterületen is megfigyelték.6) Mindezek a Fos családfehérjék azonban rendkívül instabilak, és a gyógyszer beadása után néhány órán belül visszatérnek az alapszintekhez.
Nagyon különböző válaszok jelentkeznek a visszaélésszerű gyógyszerek krónikus alkalmazása után.Ábra 2). ΔFosB biokémiailag módosított izoformái (Mr Az 35-37 kD ugyanazon az agyrégiókban felhalmozódik az ismételt hatóanyag-expozíció után, míg az összes Fos család tagja toleranciát mutat (azaz csökkentett indukció a kezdeti hatóanyag-expozícióhoz képest).7-9) A ΔFosB ilyen felhalmozódását szinte minden visszaélés esetén megfigyelték, bár a különböző gyógyszerek némileg eltérnek a nukleáris accumbens magban a héjban, a dorsalis striatumban és más agyi régiókban megfigyelt relatív indukciós fokban.2,6) Legalábbis a bántalmazás egyes kábítószerei esetében a ΔFosB indukció szelektívnek tűnik a közepes tüskés neuronok - amelyek túlnyomórészt D1 dopaminreceptorokat expresszálnak - sztriatív régióiban. A ΔFosB 35-37 kD izoformái főleg JunD-vel dimerizálódva aktív és hosszan tartó AP-1 komplexet képeznek ezeken az agyrégiókon belül,7,10) bár van néhány bizonyíték in vitro tanulmányok, amelyek szerint az AFosB homodimert képezhet.11) Úgy tűnik, hogy az AFosB kábítószer-indukciója a nukleáris accumbensben a gyógyszer farmakológiai tulajdonságaira adott válasz. önmagában és nem kötődik a véletlen hatóanyag-bevitelhez, mivel az állatok, amelyek önmagukban adagolják a kokainot vagy kaptak gyógyszerszintű injekciókat, ennek a transzkripciós faktornak azonos indukcióját mutatják ezen agyi régióban.6) Ezzel ellentétben az AFosB indukció bizonyos más régiókban, például orbitofrontális kéregben szükségessé teszi a gyógyszeres adagolást.12)
Az 35-37 kD ΔFosB izoformák rendkívül hosszú felezési idejük miatt krónikus hatóanyag-expozícióval halmozódnak fel.7-13) Stabilitása eredményeként az AFosB fehérje a kábítószer-expozíció leállítása után legalább néhány hétig fennáll a neuronokban. Most már tudjuk, hogy ez a stabilitás két tényezőnek köszönhető: 1) két degron-domén hiánya ΔFosB-ben, amelyek a teljes hosszúságú FosB C-terminálisán és minden más Fos-család fehérjében vannak jelen, és ezeket a fehérjéket gyors degradációra irányítják, és 2) az AFosB foszforilációja az N-terminálisában a kazein kináz 2 és esetleg más protein kinázok segítségével.14-16) A ΔFosB izoformák stabilitása új molekuláris mechanizmust biztosít, amely révén a gyógyszer által kiváltott gén expresszióban bekövetkező változások viszonylag hosszú gyógyszer-megvonási időszakok ellenére is fennmaradhatnak. Ezért azt javasoltuk, hogy a ΔFosB tartós „molekuláris kapcsolóként” működjön, amely segít egy függő állapot elindításában és fenntartásában.1,2)
Szerep a függőségben
A osFosB szerepe a kábítószer-függőségben nagyrészt a bitransgénikus egerek tanulmányozásából származik, amelyekben az AFosB szelektíven indukálható a felnőtt állatok magjaiban és dorzális striatumában.17) Fontos, hogy ezek az egerek túlzottan expresszálják az AFosB-t szelektíven a dinamorfin tartalmú közepes tüskés neuronokban, ahol a gyógyszerekről feltételezhető, hogy a fehérjét indukálja. Az AFosB-t túlzottan expresszáló egerek fokozott lokomotoros választ mutatnak a kokainra akut és krónikus beadás után.17) Továbbá fokozott érzékenységet mutatnak a kokain és a morfin helyettesítő kondicionáló vizsgálataival szembeni előnyös hatások tekintetében,17-19) és önkiszolgáljon kisebb dózisokat a kokainból, és keményebben dolgozzon a kokainért, mint az alomtársak, akik nem fejezik ki a ΔFosB-t.20) Továbbá az AFosB overexpresszió a magok accumbensben túlzottan növeli az opiát fizikai függőségét és elősegíti az opiát fájdalomcsillapító toleranciát.19) Ezzel szemben az AFosB-t expresszáló egerek több más viselkedési doménben is normálisak, beleértve a térbeli tanulást, amint azt a Morris víz labirintusában értékeltük.17) Az AFosB overexpresszió specifikus célzása a nukleáris accumbens-hez vírus által közvetített génátvitel alkalmazásával egyenértékű adatokat szolgáltatott.19)
Ezzel ellentétben, az AFosB expressziójának az enkepahlin-tartalmú közepes tüskés neuronokhoz való elhelyezése a nukleáris accumbens és a dorsalis striatumban (azok, amelyek túlnyomórészt D2 dopamin receptorokat expresszálnak) a bitransgénikus egerek különböző soraiban nem mutatják a legtöbb ilyen viselkedési fenotípust.19) A ΔFosB túlexpressziójával ellentétben egy mutáns Jun fehérje (ΔcJun vagy ΔJunD) túlexpressziója - amely az AP1 által közvetített transzkripció domináns negatív antagonistájaként funkcionál - bitranszgenikus egerek vagy vírus által közvetített géntranszfer alkalmazásával ellentétes viselkedési hatásokat eredményez.18,19,21) Ezek az adatok azt mutatják, hogy a ΔFosB indukciója a nucorus accumbens dinamorfin-tartalmú, közepes tüskés idegsejtjeiben növeli az állat érzékenységét a kokain és más bántalmazó szerek iránt, és mechanizmust jelenthet a gyógyszerek viszonylag elhúzódó szenzibilizálására.
Az AFosB indukció szerepe más agyi régiókban kevésbé ismert. A legújabb vizsgálatok azt mutatták, hogy az αFosB indukció az orbitofrontális kéregben az akut kokain expozíció egyes kognitív-zavaró hatásainak toleranciáját közvetíti, ami a kábítószer-bevitel további elősegítését szolgálja.12,22)
ΔFosB célgének
Mivel a ΔFosB egy transzkripciós faktor, feltehetőleg más gének expressziójának fokozásával vagy visszaszorításával állítja elő ezt az érdekes viselkedési fenotípust a nucleus accumbens-ben. A ΔFosB vagy domináns negatív ΔcJun túlexpresszálható, indukálható, bitranszén egereink felhasználásával és az Affymetrix chipeken végzett génexpresszió elemzésével kimutattuk, hogy - a nucleus accumbens-ben in vivo -AFosB elsősorban transzkripciós aktivátorként működik, miközben a gének kisebb részhalmazának represszoraként szolgál.18) Ez a tanulmány azt is kimutatta, hogy az ΔFosB domináns szerepet játszik a kokain genomikus hatásainak közvetítésében: Az AFosB az összes gén közel egynegyedében van jelen a krónikus kokain által befolyásolt génekben.
Ez a genom-szerű megközelítés, párhuzamosan több jelölt gén vizsgálatával párhuzamosan számos célgént hoz létre, amelyek hozzájárulnak a viselkedési fenotípusához. Az egyik jelölt gén a GluA2, az AMPA glutamát receptor alegység, amelyet az AFosB nukleusz accumbensben indukál.17) Mivel a GluA2-tartalmú AMPA-csatornák alacsonyabb teljes vezetőképességgel rendelkeznek az AMPA-csatornákhoz képest, amelyek nem tartalmazzák ezt az alegységet, a GluA2 nukleinsavban lévő kokain- és AFosB-közvetített felregulációja legalább részben a csökkent glutamatergikus válaszokhoz vezethet. ezek a neuronok a krónikus hatóanyag-expozíció után.23)
Az AFosB egy másik jelölt célgénje a nukleáris accumbensben az opioid peptid, a dynorphin. Emlékezzünk rá, hogy az AFosB úgy tűnik, hogy az erőszak specifikusan a dinorfin-termelő sejtekben előidézett kábítószereket idézi elő ezen agyi régióban. A bántalmazás kábítószerei komplex hatással vannak a dinamorfin expresszióra, a felhasznált kezelési feltételek függvényében emelkedik vagy csökken. Kimutattuk, hogy az ΔFosB indukciója elnyomja a dinorfin gén expresszióját a nucleus accumbensben.19) Úgy gondolják, hogy a Dynorphin aktiválja a κ opioid receptorokat a ventralis tegment terület (VTA) dopamin neuronjain, és gátolja a dopaminerg transzmissziót, és ezáltal csökkenti a jutalom mechanizmusait.24,25) Ennélfogva a dynorphin expresszió ΔFosB visszaszorítása hozzájárulhat a transzkripciós faktor által közvetített jutalommechanizmusok fokozásához. Most közvetlen bizonyítékok támasztják alá a dynorphin gén repressziójának bevonását a ΔFosB viselkedési fenotípusába.19)
Még további célgéneket azonosítottak. ΔFosB elnyomja a c-Fos gén, amely elősegíti a molekuláris kapcsolás létrehozását - több rövid életű Fos-család fehérjéjének indukciójától az akut gyógyszer-expozíció után a krónikus gyógyszer-expozíció utáni ΔFosB domináns felhalmozódásáig - idézett korábban.9) Ezzel ellentétben a ciklin-függő kináz-5 (Cdk5) a krónikus kokain által indukálódik a magban accumbensben, amit az ΔFosB közvetít.18,21,26) A Cdk5 az ΔFosB fontos célpontja, mivel az expressziója közvetlenül kapcsolódik a dendritikus gerincsűrűség növekedéséhez a közepes tüskés neuronok magjához,27,28) a krónikus kokain-adagolással összefüggő sejtmagokban.29,30) Sőt, az AFosB indukciót a közelmúltban mind a kokain által indukált dendritikus gerincnövekedés szempontjából mind szükségesnek és elegendőnek bizonyult.31)
Újabban a kromatin immunprecipitációját (ChIP), majd a promoter chipet (ChIP-chip) vagy mély szekvenálással (ChIP-seq) használtuk, hogy tovább azonosítsuk az AFosB célgéneket.32) Ezek a vizsgálatok a korábban idézett DNS-expressziós tömbökkel együtt gazdag listát adnak számos további génről, amelyekre - közvetlenül vagy közvetve - a ΔFosB célozhat. Ezen gének között vannak további neurotranszmitter receptorok, a pre- és posztszinaptikus funkcióban szerepet játszó fehérjék, sokféle ioncsatorna és intracelluláris jelátviteli fehérje, a neuronális citoszkeletont és sejtnövekedést szabályozó fehérjék, valamint a kromatatin szerkezetét szabályozó számos fehérje.18,32) További munka szükséges ahhoz, hogy mindegyik ilyen fehérjét megerősítsük jóhiszemű az ΔFosB-n keresztül ható kokain célpontjai és annak meghatározása, hogy az egyes fehérjék milyen szerepet játszanak a kokain hatás komplex neurális és viselkedési aspektusainak közvetítésében.
CRE
A ciklikus AMP válaszelem kötő fehérje (CREB) az idegtudomány egyik leggyakrabban vizsgált transzkripciós faktorja, és a neurális plaszticitás különböző aspektusaihoz kapcsolódik.33) Olyan homodimert képez, amelyek a ciklikus AMP válaszelemekben (CRE) kötődnek a génekhez, de elsődlegesen aktiválják a transzkripciót, miután a Ser133-on foszforilálták (bármelyik protein kináz bármelyikével), ami lehetővé teszi a CREB-kötő fehérje (CBP) felvételét. elősegíti a transzkripciót. A mechanizmus, amellyel a CREB aktiválása elnyomja bizonyos gének expresszióját, kevésbé ismert.
Mind a pszichostimulánsok (kokain és amfetamin), mind az opiátok fokozzák a CREB aktivitását, akutan és krónikusan - a CRE-LacZ transzgénikus egerekben megnövekedett foszfo-CREB (pCREB) vagy riporter génaktivitással mérve - több agyrégióban, beleértve a nucleus accumbens és a dorsalis striatumot .34-36) Ennek az aktiválásnak az időbeli lefutása nagyon különbözik az ΔFosB által bemutatottaktól. Amint az ábrán látható Ábra 2A CREB aktiválása nagyon akut hatóanyag-adagolás esetén nagyon átmeneti, és a visszavonást követő egy vagy két napon belül visszatér a normál szintre. Ezenkívül a CREB aktiválódás a közepes tüskés neuronok dinamorfin és enkephalin altípusaiban is előfordul.34) A kokainnal és az opiátokkal ellentétben a CREB bonyolultabb és változatosabb válaszokat mutat más visszaélésszerű gyógyszerekre.4)
A CREB vagy egy domináns negatív mutáns indukálható túlexpresszálásával végzett kísérletek bitransgenikus egerekben vagy vírus vektorokkal kimutatták, hogy a CREB aktiválása - a ΔFosB-vel ellentétben - a nucleus accumbensben csökkenti a kokain és az opiátok jótékony hatását a hely kondicionálásában értékelve vizsgálatok.37,38) Mindazonáltal, a CREB aktiválás, mint az ΔFosB indukció, elősegíti a gyógyszer önadagolását.39) Fontos, hogy a domináns negatív CREB hatásai az endogén CREB aktivitás indukálható kiesésével igazolódtak.39-41) Érdekes, hogy mindkét transzkripciós faktor hajtja végre a véletlen gyógyszerbevitelt; feltehetően ΔFosB ezt pozitív megerősítéssel teszi, míg a CREB negatív erősítéssel indukálja ezt a fenotípust. Ez utóbbi lehetőség jelentős bizonyítékokkal rendelkezik, hogy a CREB aktivitás ebben az agyi régióban negatív érzelmi állapotot okoz.34,42)
A CREB aktivitása közvetlenül kapcsolódik a nukleáris accumbens közepes tüskés neuronok funkcionális aktivitásához. A CREB túlzott expressziója nő, míg a domináns-negatív CREB csökken, a közepes tüskés neuronok elektromos ingerlékenysége.43) A dinamorfin és az enkefalin neuronok közötti lehetséges különbségeket még nem vizsgálták. A megfigyelés, hogy a vírus által közvetített K+ A csatorna alegység a nukleáris accumbensben, amely csökkenti a közepes tüskés neuronok ingerlékenységét, fokozza a kokainra adott lokomotoros válaszokat, arra utal, hogy a CREB a neuronok ingerlékenységének felfelé állításával a viselkedési érzékenység megszakítása a kokainhoz.43)
A bántalmazás kábítószerei aktiválják a CREB-t több, a nukleáris accumbensen kívüli agyi területen. Az egyik példa erre a ventrális tegmentális terület, ahol a kokain vagy opiátok krónikus beadása aktiválja a CREB-t a dopaminerg és nem dopaminerg neuronokban. Ez a hatás úgy tűnik, hogy elősegíti vagy gyengíti a visszaélések gyógyszereinek jutalmazó válaszát az érintett ventrális tegmentális terület alrégiójától függően.
Számos CREB célgént azonosítottak mind a nyílt végű, mind a jelölt géntechnológiákon keresztül, amelyek közvetítik ezeket és más hatást a nukleáris accumbens közepes tüskés neuronokra és a kapott CREB viselkedési fenotípusra.18,32,36) Jellemző példák közé tartozik az opioid-peptid-dinamorfin,37) amely a dopaminerg jelátvitelt visszacsatolja és elnyomja a nukleáris accumbens-hez, amint azt korábban említettük.24,25) Ezenkívül bizonyos glutamát receptor alegységek, például a GluA1 AMPA alegység és a GluN2B NMDA alegység, valamint a K+ és Na+ ioncsatorna alegységek, amelyek együttesen várhatóan szabályozzák a sejtmag-akumbens sejtek ingerlékenységét.43,44) A BDNF még egy másik célgén a CREB számára a nukleáris accumbensben, és ez is szerepet játszik a CREB viselkedési fenotípus közvetítésében.35) Kimutatták, hogy a CREB indukció hozzájárul a kokain dendrit tüskék indukciójához a nucleus accumbens közepes tüskés neuronokon is.45)
A CREB csak egy a sok rokon fehérje közül, amely megköti a CRE-ket és szabályozza a célgének transzkripcióját. A ciklikus AMP válaszelem modulátor (CREM) gén számos terméke szabályozza a CRE által közvetített transzkripciót. Néhány termék (pl. CREM) transzkripciós aktivátor, míg mások (például ICER vagy indukálható ciklikus AMP represszor) endogén domináns negatív antagonistaként működnek. Ezenkívül számos aktiváló transzkripciós faktor (ATF) részben befolyásolhatja a génexpressziót azáltal, hogy kötődik a CRE helyekhez. A legújabb tanulmányok ezeket a különféle transzkripciós faktorokat bevonták a gyógyszeres válaszokba. Az amfetamin indukálja az ICER expresszióját a nucleus accumbensben, és az ICER túlzott expressziója ebben a régióban, vírus által közvetített géntranszfer alkalmazásával növeli az állat érzékenységét a gyógyszer viselkedési hatásaival szemben.46) Ez összhangban van a fent említett megállapításokkal, hogy a domináns negatív CREB mutánsok helyi túlzott mértékű expressziója vagy a CREB lokális leállása hasonló hatást fejt ki. Az amfetamin ATF2-ot, ATF3-ot és ATF4-ot is indukál a nukleáris accumbensben, míg az ATF1 vagy CREM esetében nincs hatás.47) Az ATF2 túlexpresszió ebben a régióban, hasonlóan az ICER-hez, növeli az amfetaminra adott viselkedési válaszokat, míg az ATF3 vagy az ATF4 túlzott expressziója ellentétes hatású. Ezeknek a különböző CREB családfehérjéknek a célgénjeiről nagyon kevés ismert, ami a jövőbeli kutatás fontos iránya.
NF-kB
A nukleáris faktor-κB (NFκB), amely a különböző ingerek által gyorsan aktivált transzkripciós faktor, a legjobban a gyulladásos és immunválaszokban játszott szerepét vizsgálja. A közelmúltban fontosnak bizonyult a szinaptikus plaszticitás és a memória terén.48) Az NFKB-t ismételt kokain-adagolással indukálják a sejtmagban.49,50) ahol ez szükséges a nucleus accumbens közepes tüskés neuronok dendrites tüskéinek kokain általi kiváltásához. Az NFκB ilyen indukciója hozzájárul a gyógyszer jutalmazó hatásainak érzékenységéhez.50) A jelenlegi kutatás egyik fő célja, hogy azonosítsa azokat a célgéneket, amelyeken keresztül az NFκB okozza ezt a sejtes és viselkedési plaszticitást.
Érdekes módon az NFkB kokainindukcióját az AFosB közvetíti: az AFosB overexpresszió a nucleus accumbensben NFkB-t indukál, míg az ΔcJun domináns negatív blokkok túlzott expressziója a transzkripciós faktor kokainindukcióját.21,49) Az NFκB ΔFosB által történő szabályozása a komplex transzkripciós kaszkádokat szemlélteti, amelyek a hatóanyag-aktivitásban szerepet játszanak. Az NFkB-t a metamfetamin néhány neurotoxikus hatásában is szerepet játszott a striatális régiókban.51) Az NFkB szerepét a közepes tüskés neuron spinogenezisben a közelmúltban kiterjesztették a stressz- és depressziós modellekre,52) különösen fontos a depresszió és a függőség komporbiditása, valamint a kábítószerrel való visszaélés stressz által kiváltott visszaesése jól tanulmányozott jelensége.
MEF2
A myocyta-fokozó faktor-2 (MEF2) szerepe volt a szívizomsejtek szabályozásában. A MEF2 az agy működésében is szerepet játszott.53) Több MEF2 izoforma expresszálódik az agyban, többek között a közepes spiny neuronokban, ahol homo- és heterodimerek képződnek, amelyek aktiválhatják vagy visszaszoríthatják a gén transzkripcióját az általuk felvett fehérjék természetétől függően. A közelmúltban végzett munka egy olyan mechanizmust vázol fel, amellyel a krónikus kokain gátolja a MEF2 aktivitást a magban, részben a D1 receptor-cAMP-függő kalcineurin-gátlás révén.+-függő protein foszfatáz.28) A Cdk5 kokain szabályozása, amely szintén a kokain és a ΔFosB célpontja, mint korábban említettük, szintén részt vehet. Ez a MEF2 aktivitás csökkenése szükséges a dendrites tüskék közepes tüskés neuronoknál történő indukálásához. A jelenlegi munka fontos fókusza a célgének azonosítása a MEF2-en keresztül.
JÖVŐBELI IRÁNYOK
A fentiekben tárgyalt transzkripciós faktorok közül csak néhány, amelyeket az évek során a függőségi modellekben vizsgáltak. A függőségben érintettek közé tartozik a glükokortikoid receptor, a 1 transzkripciós faktor (NAC1), a korai növekedési válaszfaktorok (EGR) és a jelátalakítók és a transzkripció aktivátorai (STATs).1,2) Mint egy példa, a glükokortikoid receptor szükséges a kokainkereséshez szükséges dopaminoceptív neuronokban.54) A jövőbeni kutatások célja, hogy teljesebb képet kapjunk a nukleáris accumbensekben és más agyi jutalmakban előidézett transzkripciós faktorokról, a visszaélés kábítószerekkel való krónikus expozíciója és a viselkedési fenotípushoz hozzájáruló célgének tartományának meghatározása érdekében függőség.
A jövőbeli kutatás másik fő célja, hogy meghatározza azokat a pontos molekuláris lépéseket, amelyekkel ezek a különböző transzkripciós faktorok szabályozzák a célgéneket. Tehát most már tudjuk, hogy a transzkripciós faktorok a génexpressziót szabályozzák a célgénjeikhez egy sor aktivátor vagy ko-represszor fehérjét, amelyek együttesen szabályozzák a kromatin szerkezetét a gének körül, és az ezt követő RNS polimeráz II komplexet, amely katalizálja a gént. átírás.4) Például a legújabb kutatások azt mutatták, hogy az AFosB képessége a cdk5 gén indukálására együttesen történik egy hiszton-acetil-transzferáz és a kapcsolódó kromatin remodeling fehérjék felvételével a génhez.55) Ezzel ellentétben az AFosB képes a c-Fos gén visszaszorítására, hiszen egy hiszton-dezacetiláz és feltételezhetően több más elnyomó fehérje, például egy represszív hiszton-metil-transzferáz felvételével történik.Ábra 3).2,9,31) Tekintettel arra, hogy a kromatin szabályozó fehérjéinek százai valószínűleg aktiválódásukkal vagy elnyomásukkal együtt egy génbe kerülnek felvételre, ez a munka csak a jéghegy csúcsa, amely az elkövetkező években feltárandó nagy mennyiségű információt tartalmaz.
Mivel a célzott gének azonosítására a gyógyszer által szabályozott transzkripciós faktorok tekintetében haladást értünk el, ez az információ egyre teljesebb sablont fog nyújtani, amely a gyógyszer felfedezésére irányuló erőfeszítések irányítására használható. Reméljük, hogy az új gyógyszeres kezelések ezeken a drámai előrelépéseken alapulnak a függőséget alátámasztó transzkripciós mechanizmusok megértésében.
;