Clin Psychopharmacol Neurosci. 2012 Դեկ, 10 (3), 136-43. doi: 10.9758 / cpn.2012.10.3.136: Epub 2012 Դեկ 20.
Աղբյուր
Նյու-Յորքի Fishberg- ի Նյարդաբանության եւ Ֆրիդման Բրայնի ինստիտուտի, Սինայի բժշկական դպրոց, Նյու Յորք, ԱՄՆ:
Վերացական
Գենային արտահայտման կարգավորումը համարվում է թմրամոլության հավանական մեխանիզմ `հաշվի առնելով վարքային անբավարարության կայունությունը, որը սահմանում է կախվածության վիճակը: Բազմաթիվ transcription գործոնները, սպիտակուցները, որոնք կապում են որոշակի գեների կարգավորող շրջաններ եւ դրանով իսկ վերահսկում են իրենց արտահայտման մակարդակները, վերջին տասնամյակում կամ երկուում ավելացել են կախվածության գործընթացում: Այստեղ մենք վերանայում ենք մի շարք նշանավոր transcription գործոնների, ներառյալ Fos ընտանիքի սպիտակուցը (ΔFosB), cAMP արձագանքման տարրերի պարտադիր սպիտակուցը (CREB) եւ միջուկային գործոն Kappa B- ի (NFKB) դերի ավելացման ապացույցը, մի քանիսով թմրամոլության մեջ . Ինչպես կերևա, յուրաքանչյուր գործոն շատ տարբեր կարգավորում է ցուցաբերում ուղեղի պարգևատրման սխեմայի մեջ չարաշահման թմրանյութերի միջոցով, և իր հերթին միջնորդում է կախվածության ֆենոտիպի հստակ ասպեկտներին: Ընթացիկ ջանքերը ուղղված են նպատակային գեների շրջանակը հասկանալու համար, որով այդ transcription գործոնները առաջացնում են իրենց ֆունկցիոնալ ազդեցությունները եւ ներգրավված հիմնական մոլեկուլային մեխանիզմները: Այս աշխատանքը խոստանում է հիմնովին նոր պատկերացում կազմել կախվածության մոլեկուլային հիմքի վրա, ինչը կնպաստի ախտորոշման թեստերի բարելավմանը եւ կախվածություն խանգարումների բուժման համար:
ՆԵՐԱԾՈՒԹՅՈՒՆ
Հակումների փոխկարգավորման մեխանիզմների ուսումնասիրությունը հիմնված է գենային արտահայտման կարգավորման մի կարեւոր մեխանիզմի վրա, որի միջոցով խրոնիկական ազդեցությունը թմրադեղերի թմրամիջոցին առաջացնում է ուղեղի երկարատեւ փոփոխություններ, որոնք ենթադրում են վարքային աննորմալություններ, որոնք սահմանում են կախվածության վիճակը:1,2) Այս վարկածի մի հատվածը այն է, որ մի քանի նյարդային հաղորդիչ համակարգերի գործունեության մեջ փոփոխություններ են կատարվում, եւ ուղեղի որոշակի նեյրոնային բջիջների տեսակների մորֆոլոգիայում, քրոնիկական դեղամիջոցների կիրառմամբ, մասամբ միջնորդվում են գենի արտահայտման փոփոխությունների միջոցով:
Իհարկե, ոչ բոլոր թմրամիջոցների հետապնդվող նյարդային եւ վարքային պլաստիկությունը չէ միջնորդավորված գեն արտահայտության մակարդակով, քանի որ գիտենք թարգմանության եւ հետտառատլացիոն փոփոխությունների եւ սպիտակուցների թրաֆիկինգի կախվածությունը կախվածության հետ կապված երեւույթների կարեւոր բաղադրիչներից: Մյուս կողմից, գենային արտահայտման կարգավորումը մեկ կենտրոնական մեխանիզմ է եւ, հավանաբար, հատկապես կարեւոր է կախվածության բնութագրող կյանքի երկարատեւ անբավարարությունների համար: Անշուշտ, transcriptional regulation- ը տրամադրում է կաղապար, որի վերեւում գործում են այս մյուս մեխանիզմները:
Անցած ~ 15 տարիների ընթացքում աշխատանքը ցույց է տվել թմրամոլության մեջ գենի արտահայտման դերի աճող ապացույցներ, քանի որ ներգրավված են եղել արտագրման մի քանի գործոններ ՝ սպիտակուցներ, որոնք կապվում են թիրախային գեների խթանող շրջաններում հատուկ պատասխանների տարրերի հետ և կարգավորում են այդ գեների արտահայտումը: թմրանյութերի գործողության մեջ: Ըստ այս սխեմայի, որը ցույց է տրված Նկ. 1, չարաշահման թմրանյութերը, սինապսայում իրենց նախնական գործողությունների միջոցով, փոփոխություններ են կատարում նեյրոնների մեջ, որոնք ազդում են միջուկին եւ կարգավորում են բազմաթիվ transcriptional գործոնների եւ բազմաթիվ այլ տիպի transcriptional regulatory proteins.3) Ա Այս միջուկային փոփոխությունները աստիճանաբար եւ աստիճանաբար կառուցում են թմրամիջոցների կրկնակի ազդեցության ենթարկված եւ որոշակի նպատակային գենների արտահայտման վրա հիմնված կայուն փոփոխություններ, որոնք, իր հերթին, նպաստում են նյարդային ֆունկցիայի երկարատեւ փոփոխություններին, որոնք պահպանում են կախվածության վիճակը:1,4)
Այս ակնարկը կենտրոնանում է արտագրման մի քանի գործոնների վրա, որոնք, ինչպես ցույց են տվել, կարևոր դեր են խաղում կախվածության մեջ: Մենք հետագայում կենտրոնանում ենք ուղեղի պարգևատրման սխեմաների միջոցով կարգավորվող դեղորայքի արտագրման գործոնների վրա ՝ ուղեղի այն տարածքների, որոնք սովորաբար կարգավորում են անհատի պատասխանները բնական պարգևների նկատմամբ (օր. ՝ սնունդ, սեռ, սոցիալական փոխազդեցություն), բայց փչացած են թմրամիջոցների քրոնիկական ազդեցության պատճառով ՝ կախվածություն առաջացնելու համար: Ուղեղի պարգևատրման այս սխեման ներառում է դոպամիներգիկ նեյրոններ միջին ուղեղի փորոքային հատվածային տարածքում և դրանց նյարդայնացած լիմբիկ նախուղեղի մի քանի շրջաններում, ներառյալ կորիզի միջուկը (փորոքային ձգվածքը), նախաբջջային ծառի կեղևը, ամիգդալան և հիպոկամպը: Ինչպես կերևա, կախվածության արտագրագրական մեխանիզմների վերաբերյալ ուսումնասիրությունների գերակշիռ մասը մինչ օրս կենտրոնացած է եղել միջուկային ոսկրերի վրա:
ΔFosB
ΔFosB- ն կոդավորված է FosB գեն եւ կիսում homology այլ Fos ընտանիքի transcription գործոնները, որոնք ներառում են c-Fos, FosB, Fra1 եւ Fra2:5) Այս Fos ընտանիքի սպիտակուցները heterodimerize հետ Jun ընտանիքի սպիտակուցներ (c-Jun, JunB կամ JunD) ստեղծել ակտիվ ակտիվացուցիչ սպիտակուցի-1 (AP1) transcription գործոնները, որոնք կապում են AP1 կայքեր, որոնք ներկա են որոշ գեների խթանողներին կարգավորելու իրենց արտագրման. Այս Fos- ի ընտանեկան սպիտակուցները արագորեն եւ անցումային փուլերում առաջացնում են որոշակի ուղեղային շրջաններ `չարաշահման բազմաթիվ թմրանյութերի սուր վարվելուց հետո (Նկ. 2).2) Այս արձագանքները առավել ակնհայտորեն տեսանելի են միջուկային accumbens եւ dorsal striatum, բայց նաեւ տեսել մի շարք այլ ուղեղի ոլորտներում:6) Այս բոլոր Fos ընտանիքի սպիտակուցները, սակայն, շատ անկայուն են եւ վերադառնում են բազալ մակարդակներում, թմրամիջոցների ներթափանցման ժամերին:
Շատ տարբեր պատասխաններ երեւում են չարաշահման թմրամիջոցների քրոնիկ վարչարարությունից (Նկ. 2): ΔFosB- ի կենսաքիմիական փոփոխված izoforms (Mr 35-37 kD) կուտակվում են նույն ուղեղային շրջաններում, երբ թմրամիջոցների կրկնակի ազդեցությունը կրում է, մինչդեռ Fos- ի բոլոր անդամները ցույց են տալիս հանդուրժողականությունը (այսինքն, կրճատվել է ներարկումը նախնական դեղամիջոցների համեմատ):7-9) ΔFosB- ի այդպիսի կուտակումը դիտարկվել է գրեթե բոլոր չարաշահման թմրանյութերի համար, չնայած տարբեր դեղամիջոցները որոշակիորեն տարբերվում են միջուկային հեծանիվների միջուկում դիտվող ինդուկցիայի համեմատական աստիճանում `ռելիեֆի, դորալ ստիատորի եւ այլ ուղեղի շրջաններում:2,6) Առնվազն չարաշահման որոշ դեղամիջոցների համար ΔFosB- ի հարուցումը ընտրողական է թվում միջին փշոտ նեյրոնների դինորֆին պարունակող ենթախմբի համար `նրանց, որոնք գերակշռում են D1 դոպամինի ընկալիչները` շաղավանդային շրջաններում: ΔFosB- ի 35-37 կԴ իզոֆորմները հիմնականում մոլորվում են JunD- ի հետ և ստեղծում ակտիվ և երկարատև AP-1 բարդույթ այս ուղեղի շրջաններում,7,10) թեեւ կա որոշակի ապացույցներ vitro ուսումնասիրում է, որ ΔFosB- ն կարող է ձեւավորել հոմոմերներ:11) Դիաբետի մեջ ΔFosB- ի թմրամիջոցների ներարկումը կարծես թե պատասխանում է դեղերի դեղաբանական հատկություններին մեկ se եւ ոչ թե հետադարձ թմրանյութերի օգտագործման հետ կապված, քանի որ կենդանիները, որոնք ինքնուրույն կառավարում են կոկաինը կամ ստացվում են թմրամիջոցների ներարկումները, ցույց են տալիս այս ուղեղի շրջանում այս transcription գործոնի համարժեք ներդիրը:6) Ի հակադրություն, ΔFosB ինդուկցիան որոշակի այլ շրջաններում, օրինակ, orbitofrontal cortex, պահանջում է դեղերի դեղեր:12)
The 35-37 kD ΔFosB isoforms կուտակվում են քրոնիկական թմրամիջոցների ազդեցության պատճառով իրենց անսովոր երկար կես կյանքը:7-13) Իր կայունության արդյունքում ΔFosB սպիտակուցը թիրախային ազդեցության դադարեցումից հետո առնվազն մի քանի շաբաթվա ընթացքում պահպանվում է նեյրոններում: Այժմ մենք գիտենք, որ այս կայունությունը պայմանավորված է երկու գործոնով `1) երկու degron տիրույթների ΔFosB- ի բացակայությունը, որոնք ներկա են FosB- ի եւ բոլոր մյուս Fos- ի ընտանեկան սպիտակուցների C- տերմինին եւ այդ սպիտակուցները թիրախ են դանդաղ դեգրադացման համար, եւ 2) ΔFosB- ի ֆոսֆորալացումը նրա N-terminal- ում `գործակիցը kinase 2- ով եւ գուցե մյուս սպիտակուցային kinases- ով:14-16) ΔFosB իզոֆորմների կայունությունը ապահովում է նոր մոլեկուլային մեխանիզմ, որի միջոցով գենի արտահայտման թմրանյութերով պայմանավորված փոփոխությունները կարող են պահպանվել ՝ չնայած թմրամիջոցների դուրսբերման համեմատաբար երկար ժամանակահատվածներին: Հետևաբար, մենք առաջարկել ենք, որ ΔFosB- ն գործում է որպես կայուն «մոլեկուլային անջատիչ», որն օգնում է սկսել և հետո պահպանել կախված վիճակը:1,2)
Դերը կախվածության մեջ
Թմրամոլության մեջ ΔFosB- ի դերակատարությունը հասկանալի է դարձել բուսական փոխանցման մկների ուսումնասիրության արդյունքում, որտեղ ΔFosB- ն կարող է ընտրովիորեն ներգրավվել մեծահասակների կենդանիների միջուկային հեծանիվների եւ դորալ ստերիոտների մեջ:17) Կարեւորն այն է, որ այս մկները գերազանցում են ΔFosB- ին ընտրված դինորֆին պարունակող միջին ճարպային նեյրոններում, որտեղ թմրանյութերը հավատում են, որ առաջացնում են սպիտակուցը: ΔFosB-overexpressing մկները ցույց են տալիս, որ սուր եւ քրոնիկ ադմինիստրատիվից հետո կոկաին ավելացվող շարժիչային արձագանքները:17) Նրանք նաեւ ցույց են տալիս, որ կոկաինը եւ morphine- ի փոխհատուցման փորձերը տեղին են,17-19) եւ ինքնուրույն կառավարում կոկաինի ցածր դոզանները եւ կոկայինի համար ավելի ծանր աշխատանք է կատարում, քան ոսկորները, որոնք չեն գերազանցում ΔFosB- ին:20) Բացի դրանից, ΔFosB- ի գերբեռնվածությունը միջուկային հեծանիվներում չափազանցում է opiate ֆիզիկական կախվածության զարգացումն ու նպաստում opiate analgesic հանդուրժողականությանը:19) Ի հակադրություն, ΔFosB արտահայտող մկները նորմալ են մի քանի այլ վարքային տիրույթներում, ներառյալ տարածական ուսումը, որը գնահատվում է Morris ջրի լաբիրինթոսում:17) ΔFosB- ի գերբնակեցման առանձնահատուկ թիրախը միջուկային միջնորդավորված գենային փոխանցման միջոցով միջուկային accumbens- ին տալիս է համարժեք տվյալներ:19)
Ի հակադրություն, ΔFosB- ի արտահայտությունը ուղղված է enkepahlin- ի պարունակող միջին ճարպային նեյրոններին, որոնք ունեն ճարպաթթուների եւ dorsal striatum (հիմնականում D2 դոպամինային ընկալիչները) տարբեր տողերում ցրված շնչառական մկների մեջ, չեն կարողանում ցույց տալ այդ վարքային ֆենոտիպների մեծ մասը:19) Ի տարբերություն ΔFosB- ի գերարտահայտման, մուտանտի հունի սպիտակուցի (ΔcJun կամ ΔJunD) գերարտահայտումը, որը գործում է որպես AP1 միջնորդավորված գրագրության գերակշռող բացասական հակառակորդ - բիտրանսգեն մկների կամ վիրուսային միջնորդությամբ գենի փոխանցման միջոցով, տալիս է հակառակ վարքային էֆեկտներ:18,19,21) Այս տվյալները ցույց են տալիս, որ ΔFosB- ի հարուցումը միջուկի accumbens- ի դինորֆին պարունակող միջին փշոտ նեյրոններում մեծացնում է կենդանու զգայունությունը կոկաինի և չարաշահման այլ թմրանյութերի նկատմամբ և կարող է հանդիսանալ դեղերի նկատմամբ համեմատաբար երկարատև զգայունության մեխանիզմ:
Դիրքը, որը խաղում է ΔFosB- ի ինդուկցիան այլ ուղեղի մարզերում, ավելի լավ հասկանում է: Վերջերս կատարված ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ ոսկրային ֆրոնտների ուղեծրը միջամտում է ուղիղ ճառագայթային քորոցին, որը միջամտում է հանդուրժողականության զգայուն կոկաինի ազդեցության որոշ ճանաչողական-խանգարող ազդեցություններին, որոնք կարող են նպաստել դեղամիջոցների խթանմանը:12,22)
ΔFosB թիրախային գենները
Քանի որ ΔFosB- ը տրանսկրիպցիոն գործոն է, ենթադրաբար, այն առաջացնում է այս հետաքրքիր վարքային ֆենոտիպը կորիզի կորիզում `ավելացնելով կամ ճնշելով այլ գեների արտահայտությունը: Օգտագործելով մեր ինդուկցիոն, բիտրանսգեն մկները, որոնք գերարտահայտում են ΔFosB- ը կամ դրա գերիշխող բացասական ΔcJun- ը, և վերլուծելով Affymetrix չիպերի գենի արտահայտումը, մենք ցույց տվեցինք, որ միջուկի ակումբենում ի Վիվո -ΔFosB- ն հիմնականում գործում է որպես transcriptional activator, մինչդեռ այն ծառայում է որպես repressor գենների մի փոքր ենթաբազմության համար:18) Այս հետազոտությունը ցույց տվեց նաեւ ΔFosB- ի գերիշխող դերը կոկաինի գենոմիկ ազդեցության միջամտության մեջ. ΔFosB- ն ենթարկվում է քրոնիկ կոկաինի կողմից ճառագայթային հոդի վրա ազդող բոլոր գեների մեկ քառորդի մոտ:
Այս գենոմի լայն մոտեցումը զուգահեռաբար մի քանի թեկնածու գեների ուսումնասիրությունների հետ միասին հաստատել է ΔFosB- ի մի քանի թիրախային գեներներ, որոնք նպաստում են նրա վարքային ֆենոտիպին: Մեկ թեկնածու գեն է GluA2- ը, AMPA glutamate receptor subunit- ը, որը induced է ΔFosB- ի միջուկային accumbens- ում:17) Քանի որ GluA2 պարունակող AMPA ալիքներն ունենալու են ավելի ցածր ընդհանուր փոխանցումներ AMPA ալիքների համեմատությամբ, որոնք չեն պարունակում այս ենթաբաժանումը, GluA2- ի կոկաինը եւ ΔFosB- ի միջնորդավորված վերագնահատումը կարող են հաշվել առնվազն մասամբ նվազեցված glutamatergic responses այդ նյարդոնները քրոնիկ թմրամիջոցների ազդեցությունից հետո:23)
Մեկ այլ թեկնածու առաջադրած ΔFosB- ի գեները միջուկային հոդակապում է opioid պեպտիդ, դինորֆին: Հիշեցնենք, որ ΔFosB- ը, ըստ երեւույթին, ներգրավված է այս բջիջների շրջանում դինֆորինի արտադրող բջիջներում հատուկ չարաշահման թմրամիջոցների միջոցով: Չարաշահման թմրանյութերը դինորֆինի արտահայտության վրա բարդ ազդեցություն են ունենում, ավելանում կամ նվազում է, կախված օգտագործվող բուժման պայմաններից: Մենք ցույց տվեցինք, որ ΔFosB- ի ինդուկցիան ճնշում է դինորֆինի գենի արտանետումը միջուկի հրամայականների մեջ:19) Dynorphin- ը կարծում է, որ ակտիվացնում է վոկալ հատվածի (VTA) դոպամինային նեյրոնների κ օփիոիդային ընկալիչները եւ կանխում դոպամիներգիկ հաղորդումը եւ դրանով իսկ նվազեցնում են վարձատրության մեխանիզմները:24,25) Հետևաբար, ΔFosB- ի դինորֆինի արտահայտման ճնշումը կարող է նպաստել այս արտագրման գործոնով միջնորդավորված պարգևատրման մեխանիզմների կատարելագործմանը: Այժմ ΔFosB- ի վարքային ֆենոտիպում դինորֆինի գենի ռեպրեսիայի ներգրավմանը աջակցող ուղղակի ապացույցներ կան:19)
Դեռեւս լրացուցիչ թիրախային գեներներ են հայտնաբերվել: ΔFosB- ն ճնշում է c-Fos գենը, որն օգնում է ստեղծել մոլեկուլային անջատիչ `մի քանի կարճատև Fos ընտանիքի սպիտակուցների հարուցումից` թմրանյութերի սուր ազդեցությունից հետո ΔFosB- ի գերակշռող կուտակումից հետո `թմրամիջոցների սուր ազդեցությունից հետո, որոնք նշված են ավելի վաղ:9) Ի հակադրություն, ցիկլինին կախված կինազի-5- ը (Cdk5) ներարկվում է քրոնիկ կոկաինի կողմից միջուկի սենսորների մեջ, ազդեցությունը, որ մենք ցույց ենք տվել, միջնորդավորված է ΔFosB- ի միջոցով:18,21,26) Cdk5- ը հանդիսանում է ΔFosB- ի կարեւոր թիրախը, քանի որ արտահայտությունը ուղղակիորեն կապված է միջուկային ծանրաբեռնված ողնաշարի խտության բարձրացման հետ, միջին ճնշող նեյրոնների,27,28) քրոնիկ կոկաինի վարչարարության հետ կապված միջուկային հեծանիվների մեջ:29,30) Իրոք, ΔFosB- ի ինդուկցիան ավելի վերջերս ցույց տվեց, որ անհրաժեշտ է եւ բավարար կոկաինը ներշնչող դենդրիկ ողնաշարի աճի համար:31)
Վերջերս, մենք օգտագործում ենք քրոմատինային իմունոպրեպտիտացիան (ChIP), որը հետեւում է խթանող chip (ChIP chip) կամ խորը sequencing (ChIP-seq) հետագա ΔFosB թիրախային գեների համար:32) Այս ուսումնասիրությունները, ավելի վաղ վկայակոչված ԴՆԹ արտահայտության զանգվածների հետ միասին, ապահովում են բազմաթիվ լրացուցիչ գեների հարուստ ցուցակ, որոնք կարող են թիրախավորվել - ուղղակիորեն կամ անուղղակիորեն - ΔFosB- ի կողմից: Այս գեների թվում կան լրացուցիչ նեյրոհաղորդիչների ընկալիչներ, նախա- և հետսինապսային ֆունկցիայի մեջ ներգրավված սպիտակուցներ, իոնային ալիքների և ներբջջային ազդանշանային սպիտակուցների բազմաթիվ տեսակներ, նեյրոնային ցիտոսմախքի և բջիջների աճը կարգավորող սպիտակուցներ և քրոմատինի կառուցվածքը կարգավորող բազմաթիվ սպիտակուցներ:18,32) Հետագա աշխատանքը անհրաժեշտ է հաստատել այս բազմաթիվ սպիտակուցներից յուրաքանչյուրի համար բարեխիղճ ΔFosB- ի միջոցով գործող կոկաինի թիրախները եւ հաստատել, որ յուրաքանչյուր սպիտակուցը խաղում է կոկաինի գործողությունների բարդ նյարդային եւ վարքային կողմերի միջնորդությամբ:
CREB
Ցիկլիկ AMP- ի արձագանքման տարրը պարտադիր սպիտակուցը (CREB) նեյրոտնտեսության ամենաշատ ուսումնասիրվող transcriptional factors- ից է եւ ենթարկվել է նյարդային պլաստիկության տարբեր ասպեկտների:33) Այն ձեւավորում է հոմոդամերաներ, որոնք կարող են կապել ցիկլային AMP արձագանքման տարրերի (CREs) ցիկլային AMP արձագանքման տարրերի (CREs) հետ, սակայն առաջին հերթին ակտիվացնում է transcription- ն այն ֆոսֆորացված է Ser133- ում (մի քանի սպիտակուցային kinases- ից), որը թույլ է տալիս CREB- պարտադիր սպիտակուցի (CBP) նպաստում է արտագրմանը: Այն մեխանիզմը, որով CREB ակտիվացումը ճնշում է որոշակի գեների արտահայտությունը, այնքան էլ լավ հասկանալի չէ:
Թե՛ հոգեբանական խթանիչները (կոկաինը և ամֆետամինը) և թե՛ ափիոնները բարձրացնում են CREB– ի ակտիվությունը, սուր և քրոնիկ եղանակով. Չափված ֆոսֆո-CREB (pCREB) կամ ռեպորտաժի գենի ակտիվությամբ ՝ CRE-LacZ տրանսգենիկ մկների մեջ ՝ ուղեղի բազմաթիվ շրջաններում, ներառյալ կորիզի կորիզը և մեջքի հատվածի հատվածը: ,34-36) Այս ակտիվացման ժամանակահատվածը շատ տարբերվում է ΔFosB- ի ցուցադրածից: Ինչպես պատկերված է Նկ. 2, CREB- ի ակտիվացումը խիստ անցողիկ է `ի պատասխան սուր դեղերի վարման եւ վերադառնում է նորմալ մակարդակներին մեկ կամ երկու օրվա ընթացքում դուրս գալուց հետո: Բացի այդ, CREB- ի ակտիվացումը տեղի է ունենում ինչպես միջին պտտվող նեյրոնների դինորֆինի, այնպես էլ enkephalin subtypes- ներում:34) Ի տարբերություն կոկաինի եւ opiates- ի, CREB- ն ավելի բարդ եւ բազմազան պատասխաններ է ցուցաբերում չարաշահման այլ դեղամիջոցների նկատմամբ:4)
CREB- ի կամ գերակշռող բացասական մուտանտի բիտրանսգենային մկների կամ վիրուսային վեկտորների հետ կապված գերակշռող արտանետման փորձերի արդյունքում փորձերը ցույց են տվել, որ CREB- ի ակտիվացումը `ի տարբերություն ΔFosB- ի - միջուկի ակումբենում, նվազեցնում է կոկաինի և օփիանների հատուցող ազդեցությունը, ինչպես գնահատվում է տեղում օդափոխության պայմաններում: վերլուծություններ37,38) Այնուամենայնիվ, CREB- ի ակտիվացումը, ինչպես օրինակ ΔFosB- ի ներդիրը, նպաստում է թմրանյութերի ինքնակառավարմանը:39) Կարեւորն այն է, որ գերիշխող բացասական CREB- ի ազդեցությունը հաստատվել է էնդոգեն CREB- ի ակտիվության նոպաներ:39-41) Հետաքրքիր է, որ երկու transcription factors- ը էլեկտրական դեղամիջոցներ են ներարկում. հավանական է, որ ΔFosB- ը դա անում է դրական ամրապնդման միջոցով, մինչդեռ CREB- ն այս ֆենոտիպին է բացասական ամրապնդման միջոցով: Վերջին հնարավորությունը համապատասխանում է զգալի ապացույցների, որ այս ուղեղի տարածքում CREB գործունեությունը բացասական էմոցիոնալ վիճակ է առաջացնում:34,42)
CREB- ի գործունեությունը ուղղակիորեն կապված է միջուկային accumbens միջին ճարպային նեյրոնների ֆունկցիոնալ գործունեության հետ: CREB գերակշռում է աճում, մինչդեռ գերիշխող-բացասական CREB- ն նվազեցնում է միջին ցողունային նեյրոնների էլեկտրական հուզումը:43) Հնարավոր տարբերությունները դինորֆինի եւ էնցեֆալինային նեյրոնների միջեւ դեռ չեն ուսումնասիրվել: Դիտարկումը, որ K- ի վիրուսով միջնորդավորված գերբնակեցվածությունը+ ալիքի ենթաընտիրը, որը նվազեցնում է միջին նողկալի նեյրոնային հակումները, խթանում է կոկայինի լոկոմոտիվային արձագանքները, ենթադրում է, որ CREB- ն հանդես է գալիս որպես կոկաինի վարքագծային sensitization- ի ընդմիջման `նեյրոնային հեգնանքների վերագնահատումից:43)
Խառնաշփոթության թմրանյութերը ակտիվացնում են CREB- ի մի քանի ուղեղային շրջաններում, որոնք առաջանում են միջուկային հեծանիվներից: Դրանցից մեկն օրինակ է վրացական tegmental տարածքը, որտեղ կոկաինի կամ օփիատների քրոնիկ կառավարումը ակտիվացնում է CREB- ի դոպամիներգիկ եւ ոչ դոպամիներգիկ նեյրոնների ներսում: Այս ազդեցությունը կարծես նպաստում կամ նվազեցնում է չարաշահման թմրամիջոցների տատանվող պատասխանները, կախված վրացական tegmental տարածքի ենթատարածաշրջանից:
CREB- ի բազմաթիվ թիրախային գեներները հայտնաբերվել են ինչպես բաց, այնպես էլ թեկնածու գենային մոտեցումների միջոցով, որոնք միջամտել են այս եւ այլ հետեւանքների վրա միջուկի երիկամների միջին ցնցող նեյրոնների եւ դրանց արդյունքում առաջացող CREB վարքային ֆենոտիպին:18,32,36) Հատկանշական օրինակները ներառում են օփիոիդ պեպտիդ դինորֆին,37) որը վերադառնում է ետեւում եւ ճնշում է դոպամիներգիկ ազդանշանների վրա, ինչպես ավելի վաղ հայտարարել է միջուկային հեծանիվները:24,25) Նաեւ ենթարկվում են որոշակի գլյուտամատ ընկալիչի ենթաընթերցեր, ինչպիսիք են GluA1 AMPA ենթաբաժինը եւ GluN2B NMDA ենթաբաժինը, ինչպես նաեւ K+ եւ Ն+ իոնային ալիքի ենթաընթերցումներ, որոնք միասին կցանկանային վերահսկել միջուկի accumbens բջիջների հուզումը:43,44) BDNF- ն դեռեւս մեկ այլ թիրախային գեն է CREB- ի համար, որը հանդիսանում է միջուկային accumbens- ներում, եւ դա նույնպես ներգրավված է CREB վարքային ֆենոտիպի միջնորդությամբ:35) REույց է տրվել, որ CREB ինդուկցիան նույնպես նպաստում է կոկային դենդրիտային ողնաշարի առաջացմանը միջուկի ակումբենս միջին փշոտ նեյրոնների վրա:45)
CREB- ը հարակից մի քանի սպիտակուցներից միայն մեկն է, որոնք կապում են CRE- ները և կարգավորում թիրախային գեների արտագրումը: Pիկլային AMP արձագանքման տարրերի մոդուլացնող (CREM) գենի մի քանի ապրանքներ կարգավորում են CRE- միջնորդավորված արտագրությունը: Ապրանքներից մի քանիսը (օրինակ ՝ CREM) արտագրիչ ակտիվացնողներ են, իսկ մյուսները (օրինակ ՝ ICER կամ ինդուկցիոն ցիկլային AMP ռեպրեսորներ) գործում են որպես էնդոգեն գերիշխող բացասական հակառակորդներ: Բացի այդ, մի քանի ակտիվացնող արտագրման գործոններ (ATF) կարող են մասամբ ազդել գենի արտահայտման վրա ՝ կապվելով CRE կայքերին: Վերջին ուսումնասիրությունները թմրամիջոցների արձագանքման մեջ ներգրավված են այս տարբեր արտագրման գործոնների մեջ: Ամֆետամինն առաջացնում է ICER- ի արտահայտություն կորիզի կորիզում, և այս շրջանում ICER- ի գերարտահայտումը, վիրուսային միջնորդությամբ գեների փոխանցման միջոցով, մեծացնում է կենդանու զգայունությունը դեղամիջոցի վարքային ազդեցության նկատմամբ:46) Սա համահունչ է վերեւում բերված եզրակացություններին, որ գերիշխող բացասական CREB mutants- ի տեղական գերազանց ցուցադրումը կամ CREB- ի տեղական բախումը նման ազդեցություն են ունենում: Amfetamine- ը նաեւ ATF2, ATF3- ը եւ ATF4- ն առաջացնում է միջուկային accumbens- ում, մինչդեռ ATF1 կամ CREM- ի համար որեւէ ազդեցություն չի նկատվում:47) ATF2- ն այս տարածաշրջանում, ինչպես ICER- ի նման, գերազանցում է ամֆետամինային վարքագծային արձագանքը, մինչդեռ ATF3- ը կամ ATF4 overexpression- ն հակառակ ազդեցություն ունեն: Շատ քիչ հայտնի է այս տարբեր CREB ընտանիքի սպիտակուցների թիրախային գեների մասին, հետագա հետազոտությունների համար կարեւոր ուղղություն:
NFêB
Միջուկային գործակիցը κB (NFKB), որը արագորեն ակտիվացնում է բազմազան խթանները, լավ ուսումնասիրված է բորբոքման եւ իմունային պատասխանների մեջ նրա դերի համար: Այն արդեն վերջերս ցույց է տվել, որ կարեւոր է սինթետիկ պլաստիկության եւ հիշողության մեջ:48) NFKB- ն ներթափանցված է կոկաինի կրկնակի կառավարման կողմից,49,50) որտեղ դա պահանջվում է կոկային միջուկային ակումբենսի միջին փշոտ նեյրոնների դենդրիտային ողնաշարի առաջացման համար: NFκB- ի նման ինդուկցիան նպաստում է թմրամիջոցների հատուցող ազդեցության զգայունացմանը:50) Ընթացիկ հետազոտության հիմնական նպատակն է բացահայտել թիրախ գեներին, որոնց միջոցով NFKB- ն առաջացնում է այս բջջային եւ վարքային պլաստիկությունը:
Հետաքրքիր է, որ NFKB- ի կոկաինը ներդիրը միջնորդվում է ΔFosB- ի միջոցով. ΔFosB գերակշռում է միջուկի accumbens- ում, իսկ NFKB- ն առաջացնում է ΔcJun- ի գերակշռող բացասական բլոկների կոկաինը:21,49) ΔFosB- ի կողմից NFKB- ի կարգավորումը ցույց է տալիս թմրամիջոցների գործողության մեջ ներգրավված բարդ transcriptional cascades- ը: Բացի դրանից, NFKB- ը ներգրավված է ստրիատալ շրջաններում մետամֆետամինի որոշ նեյրոտոքսիկ ազդեցությունների մեջ:51) NFKB- ի դերը միջին ճարպային նեյրոնային սպինոգենեզում վերջերս տարածվել է սթրեսային եւ դեպրեսիայի մոդելների վրա,52) առանձնահատուկ նշանակություն գտնելով, հաշվի առնելով դեպրեսիայի եւ կախվածության համախտանիշը եւ սեռական շահագործման հետ կապված սթրեսային ռեցիդիվների լավ ուսումնասիրված երեւույթը:
MEF2- ը
Myocyte- ի աճող գործոնը, 2- ը (MEF2) հայտնաբերվել է իր դերի համար, սրտային միոգենեզը վերահսկելու համար: Ավելի ուշ, MEF2- ը գործել է ուղեղի ֆունկցիայի մեջ:53) Բազմիցս MEF2 isoforms արտահայտված են ուղեղի մեջ, ներառյալ միջուկային accumbens միջին ճարպային նեյրոններ, որտեղ նրանք ստեղծում են homo- եւ heterodimers որոնք կարող են ակտիվացնել կամ հալեցնել gen transcription, կախված բնույթը սպիտակուցների նրանք հավաքագրել. Վերջին աշխատանքը նախանշում է հնարավոր մեխանիզմը, որով քրոնիկ կոկաինը ճնշում է MEF2- ի ակտիվությունը միջուկի accumbens- ում, մասնակիորեն D1- ի ընկալիչ-կամպի կախազարդ խանգարումներից, որը Ca2- ով+անկախ սպիտակուցային ֆոսֆատազ:28) Cdk5- ի կոկաինը կարգավորումը, որը նույնպես կարող է ներգրավվել նաեւ կոկաինի եւ ΔFosB- ի համար որպես թիրախ: Այս նվազումը MEF2- ի գործունեության համար պահանջվում է կոկաինի դենդրիկ ողնաշարների միջին ցողունային նեյրոնների վրա: Ներկայիս աշխատանքի կարեւոր մասն է հանդիսանում MEF2- ի միջոցով թիրախային գեների հայտնաբերումը `այդ ազդեցությունը:
ԱՊԱԳԱ ԵՐԵԽԱՆԵՐ
Վերեւում քննարկված տրանսակցիաների գործոններն ընդամենը մի քանիսն են, որոնք ուսումնասիրվել են տարիներ շարունակ կախվածության մոդելներում: Կախվածության մեջ ներգրավված մյուսները ներառում են գլյուկոկորտիկոիդային ընկալիչը, միջուկը accumbens 1 transcription factor (NAC1), վաղ աճի արձագանքման գործոնները (EGRs) եւ ազդանշան transducers եւ transcription ակտիվացնողները (STATs):1,2) Որպես ընդամենը մեկ օրինակ, գլուկոկորտիկոիդային ռեցեպտորը պահանջվում է դոպամինոպրեսիվ նեյրոններում կոկաինի որոնման համար:54) Ապագա հետազոտության նպատակն է հասնել ճարպակալման գործոնների ավելի ամբողջական պատկերացում, որոնք առաջացնում են ճարպիկ ականջների եւ այլ ուղեղների վարձատրության շրջանները `ի պատասխան քրոնիկ բռնության թմրանյութերի ազդեցության եւ որոշելու թիրախ գեների շրջանակը, որոնք ազդում են վարքի ֆենոտիպին նպաստելու համար կախվածությունը:
Ապագա հետազոտության մյուս հիմնական նպատակը ճշգրիտ մոլեկուլային քայլերը սահմանելն է, որով այս տարբեր տարրական գործոնները կարգավորում են իրենց թիրախ գեները: Այսպիսով, մենք այժմ գիտենք, որ արտագրման գործոնները վերահսկում են գենի արտանետումը, ըստ իրենց թիրախային գեների հավաքագրման, մի շարք կոոպերատորի կամ համադեմպպրեսորային սպիտակուցների, որոնք միասին կարգավորում են գրաների շրջանում քրոմատինի կառուցվածքը եւ հաջորդաբար ՌՆԹ-ի պոլիմերազ II համալիրի հավաքագրումը, որը կատալիզացնում է արտագրելը:4) Օրինակ, վերջին հետազոտությունները ցույց են տվել, որ ΔFosB- ի կարողությունը դրդել cdk5- ի գենը համընկնում է գենին հիստոնի ացետիլտրանսֆերազի եւ համապատասխան քրոմատինի վերամշակման սպիտակուցների հավաքագրման հետ:55) Ի հակադրություն, ΔFosB- ի կարողությունը ճնշելու համար C-Fos գենը համընկնում է հիստոնի դեզետիլազի հավաքագրման հետ եւ ենթադրաբար մի քանի այլ repressive սպիտակուցներ, ինչպիսիք են repressive histone methyltransferase (Նկ. 3).2,9,31) Հաշվի առնելով, որ հարյուրավոր քրոմատին կարգավորող սպիտակուցներ հավանաբար գեներացվել են գիտնականների ակտիվացման կամ ճնշման համադրությամբ, այս աշխատանքը միայն այս տարիների առաջ հայտնաբերված մեծ քանակությամբ տեղեկատվության սառցաբեկորի հուշում է:
Քանի որ առաջընթաց է արձանագրվում թմրամիջոցով կարգավորվող transkripsiyonային գործոնների համար թիրախ գեների հայտնաբերման հարցում, այս տեղեկատվությունը կտրամադրի ավելի լիարժեք կաղապար, որը կարող է օգտագործվել թմրամիջոցների հայտնաբերման ջանքերը ուղղորդելու համար: Հուսով է, որ նոր դեղորայքի բուժում կստեղծվի այնպիսի դրամատիկ առաջընթացների հիման վրա, որոնք ենթարկվում են նոտարական մեխանիզմների հասկացությանը, որը ենթարկվում է կախվածության:
;