KOMENTAR: Meskipun keduanya stres, obat-obatan pelecehan, dan imbalan alami tertentu memicu akumulasi DeltaFosB, stres mengaktifkan sel-sel hilir yang berbeda dan kemudian berbagai reseptor dan gen. Dengan kata lain, kecanduan dan penolakan terhadap stres bergantung pada mekanisme yang berbeda secara mendasar
J Neurosci. 2010 Okt 27; 30 (43): 14585-92.
Vialou V, Labirin I, Renthal W, LaPlant QC, Watts EL, Mouzon E, Ghose S, Tamminga CA, Nestler EJ.
sumber
Fishberg Departemen Ilmu Saraf, Fakultas Kedokteran Mount Sinai, New York, New York 10029, AS.
Abstrak
Mekanisme molekuler yang mendasari adaptasi neuron yang diinduksi stres dan obat diinduksi tidak sepenuhnya dipahami. Salah satu molekul yang terlibat dalam adaptasi tersebut adalah ΔFosB, sebuah faktor transkripsi yang terakumulasi dalam nukleus rodent accumbens (NAc), wilayah hadiah otak utama, sebagai respons terhadap stres kronis atau paparan berulang terhadap obat-obatan pelecehan. TMekanisme transkripsi hulu yang mengendalikan induksi indFosB oleh rangsangan lingkungan ini tetap sulit dipahami. Di sini, kami mengidentifikasi faktor transkripsi yang tergantung aktivitas, faktor respons serum (SRF), sebagai mediator hulu baru dari stres, tapi bukan kokain-, menginduksi ΔFosB. SRF diturunkan regulasinya pada NAc pada pasien manusia yang mengalami depresi dan pada tikus yang secara kronis terpapar stres kekalahan sosial. Downregulasi SRF ini tidak ada pada hewan tangguh. Melalui penggunaan mutagenesis yang dapat diinduksi, kami menunjukkan bahwa induksi ΔFB yang dimediasi oleh stres, yang terjadi terutama pada tikus tangguh, bergantung pada ekspresi SRF di wilayah otak ini.. Selain itu, penghapusan genetik spesifik-NAc dari SRF mempromosikan berbagai fenotip seperti prodepresan dan proansietas dan menjadikan hewan lebih sensitif terhadap efek buruk dari stres kronis. Sebaliknya, kami menunjukkan bahwa SRF tidak berperan dalam akumulasi osFosB dalam NAc dalam menanggapi paparan kokain kronis. Selain itu, KO-NAF spesifik SRF tidak memiliki efek pada perilaku yang diinduksi kokain, menunjukkan bahwa stres kekalahan sosial kronis dan paparan kokain berulang-ulang mengatur akumulasi osFBB dan sensitivitas perilaku melalui mekanisme independen.
Pengantar
Nukleus accumbens (NAc), wilayah hadiah otak utama, penting untuk mengintegrasikan input sensorik dan kognitif yang mendorong perilaku yang relevan secara motivasi dalam menanggapi rangsangan lingkungan (Nestler dan Carlezon, 2006; Sesack dan Grace, 2010). NAc juga telah terlibat dalam kelainan perilaku yang terkait dengan kecanduan obat dan depresi. Dengan demikian, menargetkan NAc dengan stimulasi otak dalam telah terbukti mengurangi perilaku depresi dan kecanduan pada manusia dan tikus (Schlaepfer et al., 2008; Vassoler et al., 2008; Heinze et al., 2009; Kuhn et al., 2009).
Pemaparan berulang-ulang terhadap obat-obatan pelecehan atau stres menginduksi perubahan pola ekspresi gen pada NAc, yang berpotensi mendasari kronisitas kecanduan dan depresi (Berton dkk., 2006; Krishnan dkk., 2007; Labirin dkk., 2010; Vialou dkk. ., 2010). Menariknya, faktor transkripsi ΔFosB, produk sambatan gen fosB, terakumulasi dalam NAc sebagai respons terhadap obat berulang atau paparan stres (Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008; Vialou et al., 2010). OsFosB telah diusulkan sebagai saklar molekuler potensial yang memandu transisi dari penggunaan narkoba ke keadaan kecanduan kronis (Nestler et al., 1999; McClung et al., 2004; Renthal et al., 2009), karena akumulasinya dalam NAc meningkatkan tanggapan bermanfaat terhadap beberapa penyalahgunaan obat terlarang. Baru-baru ini, peran indFosB induksi dalam NAc setelah stres kekalahan sosial kronis (Nikulina et al., 2008; Vialou et al., 2010) telah dijelaskan: ΔFosB mempromosikan respons koping aktif terhadap rangsangan yang menekan dan meningkatkan ketahanan.. Meskipun ΔFosB induksi terjadi dalam cara yang bergantung pada stimulus, mekanisme yang bertanggung jawab untuk ΔFosB akumulasi obat dan stres yang diinduksi dalam NAc tetap tidak diketahui.
Faktor respons serum (SRF) adalah faktor transkripsi yang diperlukan untuk aktivasi transkripsi yang bergantung pada aktivitas dari beberapa gen awal langsung, termasuk c-fos, fosb, Egr1, dan Arc (Knöll dan Nordheim, 2009). Studi terbaru telah menunjukkan efek SRF pada sifat morfologi dan sitoarsitektur neuron, termasuk regulasi aktivitas sinaptik dan pembentukan sirkuit di otak orang dewasa (Knöll dan Nordheim, 2009). Temuan ini mendorong kami untuk menyelidiki apakah SRF secara fungsional diatur oleh paparan kronis penyalahgunaan obat atau stres, serta dampak potensial dari regulasi tersebut pada induksi ΔFosB dalam kondisi ini.
Di sini, kami mendeskripsikan mekanisme baru di mana penurunan regulasi SRF di NAc mendorong fenotipe prodepresan dan ansiogenik, yang pada akhirnya meningkatkan kerentanan hewan terhadap efek merusak dari stres kronis.. Efek ini dimediasi, sebagian, oleh hilangnya induksi ΔFosB di NAc hewan yang stres. Penurunan yang diamati pada ekspresi SRF dan ΔFosB di jaringan NAc postmortem yang diperoleh dari pasien depresi mendukung relevansi temuan kami dengan depresi pada manusia. Menariknya, mekanisme yang mengendalikan akumulasi ΔFosB ini tampaknya spesifik terhadap stres: paparan kokain kronis tidak berpengaruh pada ekspresi SRF, penghapusan SRF dari NAc tidak berdampak pada akumulasi ΔFosB setelah paparan kokain kronis, dan penghapusan SRF tersebut tidak berpengaruh pada kokain- perilaku yang diinduksi. Interaksi baru antara SRF dan ΔFosB, dalam konteks stres, mungkin mewakili mekanisme homeostatis penting yang mengatur kepekaan individu terhadap stres kronis.
Bahan dan Metode
hewan
Tikus jantan C57BL / 6J yang berusia delapan minggu (Laboratorium Jackson) digunakan dalam semua eksperimen perilaku dan biokimia. Semua hewan dibiasakan ke fasilitas hewan selama setidaknya 1 minggu sebelum manipulasi eksperimental dan dipelihara pada 23 – 25 ° C pada 12 h siklus / siklus gelap (lampu menyala dari 7: 00 AM ke 7: 00 PM) dengan ad libitum akses ke makanan dan air. Eksperimen dilakukan sesuai dengan pedoman dari Society for Neuroscience dan komite perawatan hewan dan penggunaan institusional di Fakultas Kedokteran Mount Sinai.
Untuk percobaan kokain [Western blotting dan kuantitatif chromatin immunoprec presipitasi (ChIP)], 8- ke 10-jantan-C57BL / 6J tikus jantan berumur seminggu. Hewan menerima tujuh suntikan intraperitoneal harian baik saline atau kokain (20 mg / kg kokain-HCl; Sigma). Mencit digunakan 24 h setelah perawatan akhir. Untuk percobaan perilaku, tikus secara tunggal ditempatkan pascaoperasi dan dirawat dengan 10 mg / kg (sensitisasi alat gerak) atau 7.5 mg / kg (preferensi tempat yang dikondisikan) kokain-HCl secara intraperitoneal, seperti dijelaskan di bawah ini.
Tikus Srffl / fl dihasilkan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Ramanan et al., 2005). Knock-out spesifik-NAc dari Srf dicapai melalui injeksi stereotaxic dan ekspresi berlebih dari Cre recombinase (Cre) yang berikatan dengan protein fluorescent hijau (GFP) yang menggunakan vektor adeno-related virus (AAV). Cre yang tidak menghapus dihapus digunakan. AAV-GFP disuntikkan sebagai pengganti AAV-Cre-GFP pada tikus Srffl / fl sebagai kontrol. Secara singkat, tikus dibius dengan menggunakan campuran ketamin (10 mg / kg) dan xylazine (10 mg / kg), dengan koordinat stereotaxik berikut digunakan untuk pengiriman virus: + 1.6 (anterior / posterior), + 1.5 (lateral), - 4.4 (punggung / perut) pada sudut 10 ° dari garis tengah (relatif terhadap bregma). Sebanyak 0.5 μl virus yang dimurnikan dikirimkan secara bilateral selama periode min 5 (0.1 μl / mnt), diikuti oleh sisanya 5 mnt. Tikus diuji 2 minggu setelah operasi, ketika ekspresi virus maksimal, dan situs injeksi virus dikonfirmasi untuk semua hewan menggunakan metode histologis standar. Efisiensi ekspresi Cre yang dimediasi virus divalidasi oleh imunohistokimia dan dengan reverse-transcriptase PCR untuk Srf yang dilakukan pada pukulan NAc mikrodiseksi dari hewan yang diberikan AAV-Cre-GFP dan AAV-GFP ke dalam NAc. Virus AAV-GFP dan AAV-Cre-GFP dihasilkan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Maze et al., 2010).
Prosedur perilaku
Kekalahan sosial stres.
Tikus C57BL / 6J menjadi sasaran stres kekalahan sosial kronis selama 10 berturut-turut seperti yang dijelaskan sebelumnya (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Secara singkat, setiap tikus terkena tikus pensiunan CD1 jantan yang tidak dikenal dan agresif untuk 5 min per hari. Setelah interaksi langsung dengan agresor CD1, hewan kemudian ditempatkan di kompartemen yang berdekatan dari kandang yang sama untuk 24 h berikutnya dengan kontak sensorik tetapi bukan kontak fisik. Hewan kontrol ditempatkan di kandang yang sama tetapi dengan anggota dari strain yang sama. Tes interaksi sosial dilakukan 24 h setelah hari terakhir kekalahan.
Penghindaran sosial terhadap tikus jantan CD1 yang tidak dikenal dinilai sesuai dengan protokol yang dipublikasikan (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Tikus percobaan pertama kali dimasukkan ke dalam bidang terbuka yang berisi sangkar kawat kosong selama 2.5 menit. Selama sesi kedua, tikus CD1 jantan yang tidak dikenal dimasukkan ke dalam kandang kabel. Waktu yang dihabiskan di zona interaksi (koridor selebar 8 cm yang mengelilingi kandang) diukur. Pemisahan tikus yang dikalahkan menjadi subpopulasi yang rentan dan tangguh dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Karena mayoritas tikus kontrol menghabiskan lebih banyak waktu untuk berinteraksi dengan target sosial daripada dengan kandang target yang kosong, rasio interaksi 100 (waktu yang sama dihabiskan di zona interaksi saat ada versus tidak adanya target sosial) ditetapkan sebagai batas. Tikus dengan skor <100 diberi label rentan, dan tikus dengan skor ≥100 diberi label tangguh. Analisis perilaku, biokimia, dan elektrofisiologi yang luas mendukung validitas subpopulasi rentan dan tangguh yang berbeda ini (Krishnan et al., 2007; Wilkinson et al., 2009; Vialou et al., 2010).
Untuk memeriksa kerentanan Srffl / fl tikus terhadap stres kekalahan sosial, tikus, disuntikkan secara bilateral dengan AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP, menjadi sasaran tiga kekalahan eksekutif pada hari yang sama dan kemudian diuji untuk interaksi sosial 24 h kemudian. Prosedur kekalahan submaksimal ini telah divalidasi sebelumnya untuk mengungkapkan fenotip yang dapat ditembus setelah manipulasi genetik (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010).
Ketidakberdayaan yang dipelajari.
Tikus Srff / fl yang mengekspresikan AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP menjadi sasaran prosedur ketidakberdayaan yang dipelajari seperti dijelaskan sebelumnya (Berton et al., 2007). Secara singkat, tikus dihadapkan pada goncangan kaki intermittent, yang tak terhindarkan untuk 1 h selama 2 hari eksekutif (0.45 mA, durasi 5). Pada hari pengujian, tikus dimasukkan kembali ke dalam kotak untuk percobaan pelarian berturut-turut 15. Selama setiap percobaan, kejutan terus-menerus disampaikan dan tikus diberi kesempatan untuk melarikan diri dengan memasuki kompartemen yang tidak memiliki listrik. Setelah pelarian berhasil, pintu ditutup secara otomatis dan latensi pelarian direkam. Ketika tikus tidak melarikan diri dalam 25, percobaan dihentikan dan dicatat sebagai kegagalan. Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa ekspresi virus pada NAc dan daerah lain tidak berpengaruh pada perilaku lepas pada awal tanpa adanya stres (Newton et al., 2002; Berton et al., 2007).
Sensitisasi alat gerak.
Dua minggu setelah injeksi intra-NAc baik AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP, tikus Srffl / fl menjadi sasaran sensitisasi alat gerak. Mencit dihabituasi ke arena lokomotor selama 30 menit per hari selama 4 hari. Setelah habituasi, hewan diinjeksi secara intraperitoneal dengan 10 mg / kg kokain-HCl dan ditempatkan ke dalam kotak alat gerak. Aktivitas lokomotor hewan direkam menggunakan sistem photobeam (San Diego Instruments) sebagai pemecah sinar rawat jalan selama 30 menit per hari. Sensitisasi lokomotor dicatat selama 6 hari.
Preferensi tempat yang dikondisikan.
Prosedur pengkondisian tempat dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Maze et al., 2010), dengan modifikasi berikut. Secara singkat, 18 hari setelah infus intra-NAc AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP pada tikus Srffl / fl, hewan ditempatkan ke dalam ruang pengkondisian, yang terdiri dari tiga lingkungan yang berbeda secara kontekstual. Tikus yang menunjukkan preferensi yang signifikan untuk salah satu dari dua ruang pengkondisian dikeluarkan dari penelitian (<10% dari semua hewan). Kelompok pengkondisian selanjutnya diimbangi untuk menyesuaikan bias ruang yang mungkin masih ada. Pada hari-hari berikutnya, hewan disuntik dengan saline dan dikurung di satu ruang pada sore hari selama 30 menit dan kemudian disuntik dengan kokain (7.5 mg / kg, ip) dan dikurung selama 30 menit ke ruang lain pada hari berikutnya, sama dengan total dua putaran pelatihan asosiasi per pengobatan (dua pasangan saline dan dua kokain). Pada hari pengujian, tikus ditempatkan kembali ke dalam peralatan tanpa perlakuan selama 20 menit dan diuji untuk mengevaluasi preferensi sisi. Respons lokomotor terhadap kokain dinilai melalui pemecah berkas di ruang berpasangan kokain untuk memastikan efektivitas terapi obat. Untuk semua kelompok, penggerak awal dalam menanggapi saline dinilai untuk memastikan bahwa penggerak tidak dipengaruhi oleh pengobatan virus.
Tes perilaku lainnya.
Tikus Srffl / fl diuji di lapangan terbuka, terang / gelap, dan uji berenang paksa berdasarkan protokol yang dipublikasikan (Vialou et al., 2010). Aktivitas tikus di lapangan terbuka direkam selama 5 menit menggunakan sistem pelacakan video (Ethovision) dalam kondisi lampu merah. Untuk uji terang / gelap, tikus diizinkan untuk secara bebas menjelajahi kotak dua ruangan yang terdiri dari satu arena besar yang diterangi yang terhubung ke arena tertutup yang lebih kecil. Tikus diuji selama periode 5 min untuk mengevaluasi jumlah waktu yang dihabiskan di kedua kandang. Di lapangan terbuka dan tes terang / gelap, waktu yang dihabiskan di pusat dan arena cahaya, masing-masing, dievaluasi sebagai indeks kebalikan dari respons terkait kecemasan. Tes berenang paksa 1 d dilakukan selama periode 5 min. Peningkatan waktu imobilitas selama uji berenang paksa ditafsirkan sebagai perilaku seperti prodepresan. Tes berenang paksa 1 telah digunakan secara luas pada tikus dan telah divalidasi sebagai ukuran validitas prediktif, dalam terapi antidepresan yang mengurangi waktu imobilitas.
Imunohistokimia
Tikus Srff / fl dianestesi dan diperfusi intrakardial dengan 4% paraformaldehyde / PBS. Otak dihapus dan cryoprotected di 30% sukrosa / PBS. Bagian koronal (30 μm) dipotong pada mikrotom beku dan diproses untuk analisis imunohistokimia. Validasi knock-out Srff / fl dilakukan dengan menggunakan antibodi poliklonal yang diarahkan terhadap SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology). Ekspresi Cre dikonfirmasi melalui GFP (chicken polyclonal, 1 / 8000, Aves Labs) ekspresi dalam otak yang dibedah, karena Cre menyatu dengan GFP. Untuk kuantifikasi induksi ΔFosB setelah stres kekalahan sosial pada tikus knock-out Srffl / fl, ΔFosB terdeteksi menggunakan antibodi poliklonal kelinci yang diangkat terhadap daerah terminal-N dari protein (1 / 1000; Santa Cruz Biotechnology). Gambar diambil dengan mikroskop confocal (pembesaran 20 ×; Zeiss). Jumlah sel GFP-imunopositif dihitung sebagai negatif dan positif untuk immunFosB immunoreaktivitas dihitung dalam beberapa gambar untuk setiap hewan, dengan nilai rata-rata kemudian dihitung untuk masing-masing hewan. Setiap hewan dianggap sebagai pengamatan individu untuk analisis statistik.
Jaringan NAc postmortem manusia
Jaringan otak postmortem manusia diperoleh dari Koleksi Otak Dallas, di mana jaringan dikumpulkan dari Kantor Pemeriksa Medis Dallas dan Program Transplantasi Jaringan Southwestern University of Texas (UT) setelah mendapat persetujuan dari keluarga terdekat. Jaringan dianalisis dari pria dan wanita yang dicocokkan untuk usia, interval postmortem, nomor integritas RNA (RIN), dan pH. Faktor agonal spesifik, termasuk koma, hipoksia, pireksia, kejang, dehidrasi, hipoglikemia, kegagalan banyak organ, dan konsumsi zat neurotoksik pada saat kematian mempengaruhi integritas RNA dalam jaringan otak postmortem (Tomita et al., 2004). Kami menggunakan skala faktor agonal (AFS) untuk mengkarakterisasi sampel jaringan pada masing-masing dari delapan kondisi ini. Tidak adanya faktor agonal diberi skor 0 dan kehadirannya diberi skor 1 untuk memberikan skor AFS total antara 0 dan 8. Jaringan dengan skor agonal 0 atau 1 mencerminkan sampel berkualitas baik; kasus demografi diberikan pada Tabel 1. Kualitas jaringan yang luar biasa dikonfirmasi oleh nilai RIN yang tinggi. Kasus menjadi sasaran diseksi standar sebelum pembekuan cepat dalam isopentana -40 ° C dan penyimpanan pada -80 ° C; diseksi NAc lebih lanjut dilakukan pada jaringan beku. Dewan peninjau kelembagaan UT Southwestern meninjau dan menyetujui koleksi jaringan ini untuk digunakan penelitian. Wawancara informan langsung dilakukan untuk setiap kasus depresi di kemudian hari, di mana informasi mengenai kasus penyakit didokumentasikan; diagnosis konsensus gangguan depresi mayor dibuat dengan menggunakan kriteria DSM-IV oleh dua psikiater penelitian. Tak satu pun dari kasus yang termasuk dalam penelitian ini memiliki skrining toksikologi darah positif untuk penyalahgunaan obat, alkohol, atau obat resep selain antidepresan. Meskipun pengobatan antidepresan, semua subjek secara klinis mengalami depresi pada saat kematian. Sampel jaringan dibagikan secara tertutup untuk dianalisis.
Tabel 1.
Data demografis untuk studi postmortem manusia
Western blotting
Spesimen NAc manusia dan tikus diproses sebagaimana dijelaskan sebelumnya (Maze et al., 2010). Jaringan beku disonikasi dalam buffer lisis 5 mM HEPES yang mengandung 1% SDS dengan protease (Roche) dan phosphatase inhibitor (Sigma). Konsentrasi protein ditentukan oleh uji protein Dc (Bio-Rad). Jumlah sampel protein yang sama dikenakan SDS-PAGE dan Western blotting. Western blots diperiksa menggunakan antibodi terhadap SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology) atau GAPDH (1 / 1500; Abcam) dan kemudian dipindai dan diukur menggunakan sistem pencitraan Odyssey (Licor).
Isolasi RNA dan PCR kuantitatif
Isolasi RNA, PCR kuantitatif (qPCR), dan analisis data dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Maze et al., 2010; Vialou et al., 2010). Secara singkat, RNA diisolasi dengan pereaksi TriZol (Invitrogen) dan selanjutnya dimurnikan dengan kit mikro RNAeasy dari Qiagen. Semua sampel RNA ditentukan memiliki nilai 260 / 280 dan 260 / 230 ≥1.8. Transkripsi terbalik dilakukan menggunakan iScript (Bio-Rad). qPCR menggunakan SYBR green (Quanta) dilakukan dengan sistem PCN 7900HT RT PCR Terapan dengan parameter siklus berikut: 2 min pada 95 ° C; 40 siklus 95 ° C untuk 15 s, 59 ° C untuk 30 s, 72 ° C untuk 33 s; dan pemanasan bertingkat ke 95 ° C untuk menghasilkan kurva disosiasi untuk konfirmasi produk PCR tunggal. Data dianalisis dengan membandingkan nilai C (t) dari kondisi perawatan (kontrol vs tikus yang rentan atau ulet, atau kontrol manusia vs pasien depresi) dengan metode ΔΔC (t) (Tsankova et al., 2006). PriFosB qPCR primer: foward, AGGCAGAGCTGGAGTCGGAGAT dan membalikkan, GCCGAGGACTTGAACTTCACTCG.
CHIP
ChIP dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Maze et al., 2010) pada tumbukan NAc bilateral yang terkumpul dari kontrol, rentan, dan tikus tangguh (empat pukulan / mouse gauge 14) 1 h setelah pengalaman kekalahan terakhir dan dari saline- dan kokain- hewan yang diberi perlakuan 24 h setelah perawatan terakhir. Jaringan dihubungkan secara silang dalam 1% formaldehyde. Fiksasi kemudian terganggu melalui aplikasi glisin, dan jaringan dicuci dan disimpan pada suhu −80 ° C sampai digunakan. Kromatin yang dicukur diinkubasi semalaman dengan antibodi anti-SRF (Santa Cruz Biotechnology) yang sebelumnya terikat dengan manik-manik magnetik (Dynabeads M-280; Invitrogen). Setelah melakukan cross-linking terbalik dan pemurnian DNA, pengikatan SRF ke promotor fosb ditentukan oleh qPCR menggunakan primer yang mencakup wilayah promotor fosb yang mengandung dua situs pengikatan elemen respons serum. Pulldown SRF secara signifikan diperkaya dibandingkan dengan kontrol tanpa-antibodi. Primer promotor gen tikus fosb: ke depan, CCCTCTGACGTAATTGCTAGG dan mundur, ACCTCCCAAACTCTCCCTTC.
Analisis statistik
ANOVA satu arah digunakan untuk membandingkan rata-rata antara tikus kontrol, rentan, dan tangguh dalam analisis biokimia dan perilaku. ANOVA dua arah digunakan untuk membandingkan induksi ΔFosB dengan kekalahan sosial pada tikus knock-out lokal Srf, serta untuk membandingkan efek knock-out Srf dalam protokol ketidakberdayaan yang dipelajari dan sensitisasi lokomotor. Tes t Student digunakan untuk membandingkan rata-rata dalam pengaruh Srf knock-out pada induksi ΔFosB, dan antara kelompok dalam jaringan postmortem manusia dan analisis ChIP tikus. Perbedaan antara kondisi eksperimental dianggap signifikan secara statistik ketika p ≤ 0.05.
Hasil
Ekspresi SRF dan osFosB dalam depresi manusia dan tikus yang dikalahkan secara sosial
Untuk mengeksplorasi peran potensial SRF dalam perkembangan perilaku seperti depresi, pertama-tama kami mengevaluasi ekspresi protein SRF di NAc pasien manusia yang mengalami depresi postmortem. Subjek yang depresi menunjukkan tingkat SRF yang berkurang secara signifikan di NAc dibandingkan dengan kontrol yang sesuai usia mereka (t (19) = 1.9; p <0.05) (Gbr. 1A). Mengingat peran SRF dalam mengatur ekspresi gen awal langsung yang bergantung pada aktivitas (Ramanan et al., 2005), kami berhipotesis bahwa SRF mungkin terlibat dalam mengendalikan ekspresi ΔFosB di wilayah otak ini. Untuk mendukung hipotesis ini, kami mengamati bahwa tingkat mRNA Δfosb juga berkurang secara signifikan pada NAc pada manusia yang depresi (t (16) = 1.8; p <0.05) (Gbr. 1B). Hal ini konsisten dengan temuan baru-baru ini tentang penurunan kadar protein ΔFosB dalam kondisi ini juga (Vialou et al., 2010).
Gambar 1.
Represi SRF yang disebabkan stres kronis berkorelasi dengan penurunan transkripsi ΔFosB di NAc. A, B, pasien depresi postmortem menunjukkan penurunan kadar protein SRF (n = 10 / grup; A) dan ekspresi mRNA Δfosb di NAc (n = 8 / grup; B). C, Tikus yang mengalami stres kekalahan sosial kronis (10 hari) dikelompokkan menjadi subpopulasi yang rentan dan tangguh. D, Stres kekalahan sosial kronis mengurangi kadar protein SRF pada NAc tikus yang rentan, tetapi tidak pada tikus yang tangguh, dibandingkan dengan kontrol 24 jam setelah uji interaksi sosial yang ditunjukkan pada C.E, kadar mRNA ΔfosB di NAc tidak berubah pada tikus yang rentan, tetapi secara signifikan diregulasi pada hewan tangguh (n = 7-15 / grup). F, protein SRF menunjukkan peningkatan pengikatan pada promotor gen fosb setelah stres kekalahan sosial kronis hanya pada tikus yang tangguh, dan tidak rentan, (n = 5 / kelompok). Data yang ditampilkan dinyatakan sebagai mean ± SEM (direpresentasikan sebagai error bar). Con., Kontrol; Dep., Tertekan; Sus., Rentan; Res., Tangguh. * p <0.05 versus kontrol; *** p <0.001 versus kontrol; #p <0.05 versus rentan; ## p <0.01 versus rentan; ### p <0.001 versus rentan.
Untuk memperluas temuan ini, kami menggunakan protokol stres kekalahan sosial kronis pada tikus. Dua kelompok tikus yang dikalahkan yang dapat dibedakan, rentan dan tangguh, terlihat jelas (Krishnan et al., 2007) berdasarkan ukuran penghindaran sosial, di mana hewan yang rentan menunjukkan interaksi sosial yang berkurang secara signifikan dibandingkan dengan hewan kontrol dan tangguh (F (2,23, 157.2) = 0.001; p <0.001; uji t dengan koreksi Bonferroni, rentan vs kontrol, p <0.05; tangguh vs kontrol, p <0.01; tangguh vs rentan, p <1) (Gbr. 2,32C). Dua hari setelah episode kekalahan terakhir, tikus kontrol rentan, tangguh, dan tak terkalahkan dianalisis untuk ekspresi SRF di NAc. Mirip dengan temuan pada depresi manusia, kadar protein SRF berkurang secara signifikan pada NAc tikus yang rentan dibandingkan dengan kontrol, sedangkan kadar SRF tidak terpengaruh pada NAc tikus yang resilien (F (4.7) = 0.05; p <0.05; uji t dengan a Koreksi Bonferroni, rentan vs kontrol, p <0.05; tangguh vs rentan, p <1) (Gbr. XNUMXD).
Selanjutnya, kami memeriksa ekspresi Δfosb mRNA di NAc dari ketiga kelompok hewan ini dan mengamati peningkatan yang signifikan dalam ekspresi Δfosb hanya pada hewan yang tangguh, dengan tren tetapi tidak ada peningkatan signifikan yang diamati pada tikus yang rentan (t (14) = 2.1; p <0.05 ) (Gbr. 1E). Untuk menyelidiki lebih lanjut kemungkinan interaksi antara tingkat SRF dan transkripsi Δfosb, kami menggunakan ChIP untuk memeriksa apakah pengikatan SRF ke promotor gen fosb diubah setelah stres kekalahan sosial kronis dalam kohort terpisah dari tikus yang rentan dan tangguh. Hewan tangguh ditampilkan secara signifikan meningkatkan pengikatan SRF ke promotor fosb di NAc dibandingkan dengan kontrol (t (8) = 2.1; p <0.05) serta dibandingkan dengan tikus yang rentan (t (8) = 2.0; p <0.05). Tidak ada perbedaan yang diamati antara tikus kontrol dan tikus rentan, mungkin mencerminkan kurangnya induksi SRF pada tikus rentan (Gbr. 1F).
Untuk mengkonfirmasi peran SRF dalam regulasi ΔFosB setelah stres kekalahan sosial kronis, tikus Srffl / fl digunakan untuk memeriksa efek dari penghapusan selektif SRF dari NAc pada induksi stres dari ΔFosB. Tikus Srffl / fl diinjeksi secara stereotaksis intra-NAc dengan vektor AAV yang mengekspresikan GFP atau Cre-GFP. Knock-out SRF spesifik NAc yang diinduksi oleh AAV-Cre-GFP dikonfirmasi secara imunohistokimia (Gbr. 2A). Memang, tidak ada tumpang tindih antara pewarnaan SRF dan ekspresi Cre, yang menunjukkan keefektifan knock-out. Pada pukulan NAc yang disaring mikro, kami mendeteksi penurunan signifikan 50% pada tingkat protein SRF (t (11) = 4.3; p <0.001). Besarnya kemungkinan mencerminkan fakta bahwa sebagian kecil jaringan dalam microdissection tidak terinfeksi virus.
Gambar 2.
SRF memediasi induksi ΔFosB dengan stres kekalahan sosial kronis. A, Injeksi AAV-Cre-GFP ke dalam NAc tikus Srffl / fl menghasilkan knock-out protein SRF dalam neuron yang mengekspresikan Cre. Injeksi AAV-GFP tanpa efek yang terlihat. B, knock-out selektif SRF dari NAc benar-benar menghalangi induksi ΔFosB di NAc setelah stres kekalahan sosial kronis (n = 4 / grup). Data yang ditampilkan dinyatakan sebagai mean ± SEM (direpresentasikan sebagai error bar). * p <0.05 versus kontrol AAV-GFP; ** p <0.01 versus kekalahan AAV-GFP.
Kami selanjutnya melakukan imunohistokimia kuantitatif untuk ΔFosB di NAc tikus Srffl / fl yang dikalahkan yang diinjeksi intra-NAc dengan AAV-Cre-GFP atau AAV-GFP. Setelah stres kekalahan sosial kronis, ekspresi ΔFosB secara signifikan diinduksi dalam NAc hewan yang diinjeksi AAV-GFP (interaksi virus × pengobatan, F (1,12) = 6.4; uji t dengan koreksi Bonferroni, kontrol vs kekalahan, p <0.05; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01). Namun, induksi ini tidak diamati pada tikus Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP (Gbr. 2B), menunjukkan bahwa induksi ΔFosB di NAc oleh stres kronis membutuhkan SRF.
Knock-out SRF di NAc mempromosikan fenotip seperti proepresi dan proansietas
Sejak induksi ΔFosB oleh stres kekalahan sosial kronis sebelumnya telah terbukti memediasi ketahanan (Vialou et al., 2010), kami berhipotesis bahwa downregulation SRF, dan hilangnya induksi ΔFosB, pada hewan yang rentan dapat mewakili adaptasi negatif yang pada akhirnya membuat hewan lebih rentan terhadap efek stres yang merusak. Untuk menguji hipotesis ini, kami menginduksi penghapusan spesifik NAc lokal dari gen Srf pada tikus Srffl / fl dewasa seperti dijelaskan di atas, dan tikus yang dihasilkan dan kontrolnya diuji dalam serangkaian paradigma perilaku untuk menilai depresi dan kecemasan dasar- seperti perilaku. Penghapusan NAc lokal dari SRF mempromosikan efek seperti prodepresi yang diukur melalui uji berenang paksa (t (30) = 2.5; p <0.05), serta efek anxiogenic yang diukur di lapangan terbuka (t (38) = 1.9; p <0.05) dan tes terang / gelap (t (8) = 1.9; p <0.05). Dengan demikian, tikus Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP ke dalam NAc menunjukkan penurunan latensi terhadap imobilitas dalam uji berenang paksa, lebih sedikit waktu di tengah lapangan terbuka, dan lebih sedikit waktu di kompartemen terang kotak terang / gelap. dibandingkan dengan hewan yang diinjeksi AAV-GFP (Gbr. 3A-C). Namun, penghapusan SRF intra-NAc tidak mengubah tingkat dasar penggerak, menunjukkan bahwa efek perilaku yang diamati pada hewan knock-out SRF bukan karena kelainan pada aktivitas lokomotor umum (Gambar 3D). Data ini menarik mengingat laporan sebelumnya menunjukkan bahwa, meskipun ΔFosB di NAc mengatur perilaku seperti depresi, tampaknya tidak terlibat dalam respons terkait kecemasan (Vialou et al., 2010). Penemuan kami saat ini bahwa hilangnya SRF menginduksi respon anxiogenic menunjukkan bahwa hal itu terjadi melalui target selain ΔFosB.
Gambar 3.
SRF knock-out dari NAc mempromosikan fenotipe seperti prodepresi dan kecemasan. A-C, Selektif knock-out SRF dari NAc, dicapai melalui injeksi AAV-Cre-GFP ke dalam tikus NAc Srffl / fl, mengurangi latensi ke imobilitas dalam uji berenang paksa (n = 14-18 / grup; A) dan mengurangi waktu yang dihabiskan di tengah dan waktu yang dihabiskan di kompartemen terang dalam pengujian lapangan terbuka (B) dan terang / gelap (C), masing-masing (n = 5-15 / grup). D, Tidak ada perbedaan dalam aktivitas lokomotor basal yang diamati di lapangan terbuka tikus yang menerima suntikan intra-NAc dari AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP. E, F, Peningkatan kerentanan terhadap ketidakberdayaan yang dipelajari (n = 7-8 / grup; E) dan stres kekalahan sosial (n = 5-6 / grup; F), yang diukur, masing-masing, oleh latensi untuk melarikan diri dan waktu interaksi sosial . Data yang ditampilkan dinyatakan sebagai mean ± SEM (direpresentasikan sebagai error bar). * p <0.05 versus GFP atau versus target tidak ada; ** p <0.01 versus GFP; *** p <0.001 versus GFP.
Kami selanjutnya mempelajari apakah penghapusan SRF di NAc juga meningkatkan kerentanan hewan terhadap efek merugikan dari stres berulang. Tikus Srffl / fl, yang disuntikkan dengan AAV-Cre-GFP atau AAV-GFP ke dalam NAc, diperiksa dalam dua model depresi, ketidakberdayaan yang dipelajari dan stres kekalahan sosial kronis. Dalam ketidakberdayaan yang dipelajari, hewan Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP menunjukkan peningkatan latensi untuk menghindari guncangan kaki setelah terpapar sebelumnya pada tekanan guncangan kaki yang tak terhindarkan (pengobatan × interaksi percobaan, F (14,180) = 10.2; uji t dengan koreksi Bonferroni, p <0.001; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01), menunjukkan peningkatan kerentanan terhadap defisit perilaku yang diinduksi oleh stres (Gbr. 3E). Demikian pula, penghapusan SRF lokal dari NAc juga meningkatkan keengganan sosial (t (10) = 1.8; p <0.05) dibandingkan dengan hewan kontrol yang disuntikkan AAV-GFP setelah stres kekalahan sosial kronis (Gbr. 3F), efek seperti prodepresi.
Kurangnya keterlibatan SRF dalam induksi BFosB dan respons perilaku terhadap kokain
Mengingat bahwa ΔFosB juga diinduksi dalam NAc sebagai respons terhadap penyalahgunaan obat-obatan seperti kokain, itu menarik untuk memeriksa peran potensial SRF dalam aksi kokain. Tidak seperti stres kekalahan sosial kronis, paparan kokain berulang tidak mengubah ekspresi protein SRF di NAc (t (14) = 0.8; p> 0.05) (Gambar 4A) dan tidak berpengaruh pada SRF yang mengikat promotor gen fosB di wilayah otak ini. (t (4) = 0.7; p> 0.05) (Gbr. 4B). Hal ini menunjukkan bahwa, berlawanan dengan stres, induksi ΔFosB setelah kokain kronis tidak dimediasi melalui SRF. Kami menguji ini secara langsung dengan memeriksa apakah akumulasi ΔFosB setelah kokain kronis diubah pada hewan Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP versus AAV-GFP menjadi NAc. Kami menemukan bahwa penghapusan SRF tidak berpengaruh pada akumulasi ΔFosB yang diinduksi kokain di wilayah otak ini (Gbr. 4C).
Gambar 4.
Hilangnya SRF tidak berpengaruh pada induksi kokain dari ΔFosB atau perilaku yang diatur kokain. A, B, Paparan berulang kokain (7 d, 20 mg / kg kokain-HCl) tidak berpengaruh pada ekspresi protein SRF dalam NAc (A) atau pada ikatan SRF dengan promotor gen fosB di wilayah otak ini (B) 24 jam setelah pajanan obat (n = 5 / kelompok). Akumulasi C, osFosB, diukur secara imunositokimia, setelah paparan kokain kronis tidak terpengaruh oleh KO-spesifik SRF yang keluar dari NAc. D, E, penghapusan lokal SRF dari NAc juga tidak berpengaruh pada aktivitas lokomotor setelah injeksi salin (d 1) pada aktivitas lokomotor yang diinduksi kokain dan kepekaan (n = 8 / grup) (d 1-7; D) atau pada preferensi tempat yang dikondisikan kokain (n = 8 / grup; E). Data yang ditampilkan dinyatakan sebagai mean ± SEM (direpresentasikan sebagai error bar).
Untuk menindaklanjuti temuan mengejutkan ini, kami menyelidiki apakah SRF knock-out selektif dari NAc mengubah respons perilaku terhadap kokain. Konsisten dengan kurangnya regulasi SRF dari induksi ΔFosB oleh kokain, knock-out spesifik NAc dari SRF tidak berpengaruh pada aktivitas lokomotor yang disebabkan oleh kokain akut atau sensitisasi lokomotor yang terlihat setelah paparan kokain berulang (pengobatan x interaksi waktu, F (4,80) = 0.3; p> 0.05) (Gbr. 4D). Demikian juga, knock-out SRF spesifik NAc tidak berpengaruh pada preferensi tempat yang dikondisikan oleh kokain (t (14) = 0.1; p> 0.05) (Gbr. 4E), yang memberikan ukuran tidak langsung dari hadiah kokain.
Diskusi
Studi ini mengidentifikasi SRF sebagai mediator hulu baru ΔFosB di NAc setelah stres kekalahan sosial kronis, dan berimplikasi pada SRF dalam pengembangan perilaku depresi dan kecemasan. Kami memberikan bukti langsung bahwa stres kekalahan sosial kronis mengurangi tingkat SRF pada NAc yang rentan, tetapi tidak tangguh, hewan, dan bahwa penurunan regulasi ini mencegah induksi ΔFosB di wilayah otak ini, yang telah kami perlihatkan diperlukan untuk mengatasi stres kronis yang efektif, yaitu, ketahanan (Vialou et al., 2010). Pengurangan serupa dalam ekspresi SRF ditemukan pada NAc manusia yang tertekan, di mana ΔFosB mRNA dan ekspresi protein juga berkurang. Sebaliknya, level osFosB tidak berkurang pada NAc dari tikus yang rentan, meskipun terjadi penurunan regulasi SRF, yang melibatkan mekanisme transkripsi lain, yang belum diketahui, dalam mengendalikan ekspresi osFosB. Peran sebab akibat untuk SRF dalam mediasi induksi osFosB di NAc setelah stres kronis ditegakkan dengan menggunakan penghapusan genetik SRF yang diinduksi dari wilayah otak ini. Analisis perilaku tikus dengan KO-NAF spesifik-NAc ini lebih lanjut berimplikasi pada SRF yang memainkan peran kunci dalam pengembangan perilaku depresi dan kecemasan-seperti yang ditimbulkan oleh stres dan stres. Sebaliknya, penghapusan SRF tidak berpengaruh pada induksi ΔFosB sebagai respons terhadap pemberian kokain kronis atau pada efek perilaku kokain. Temuan ini mendukung peran khusus stimulus baru untuk SRF dalam regulasi ΔFosB induksi dan respon perilaku terhadap gangguan lingkungan yang berbeda.
Transkripsi yang dimediasi SRF sebelumnya telah terbukti merespons aktivitas sinaptik, sebagian besar dipicu oleh peningkatan masuknya kalsium, serta peningkatan aktivitas neurotropik, terutama dalam kasus faktor neurotropik turunan otak (BDNF) (Bading et al., 1993; Xia dkk., 1996; Johnson dkk., 1997; Chang dkk., 2004; Kalita dkk., 2006; Knöll dan Nordheim, 2009). Hal ini menimbulkan pertanyaan menarik mengapa SRF diturunkan pada NAc yang rentan, tetapi tidak tangguh, tikus setelah stres kekalahan sosial kronis. Regulasi diferensial ini kemungkinan tidak dimediasi oleh pensinyalan dopamin atau BDNF, karena tikus yang rentan menunjukkan peningkatan kadar protein BDNF dan peningkatan pensinyalan BDNF di NAc serta peningkatan penembakan ledakan neuron dopamin ventral tegmental area (VTA), yang menginervasi NAc, sedangkan hewan tangguh menampilkan tingkat pensinyalan BDNF dan laju penembakan VTA yang normal (Krishnan et al., 2007). Kemungkinan alternatifnya adalah bahwa ekspresi SRF ditekan dalam NAc sebagai respons terhadap perubahan persarafan glutamatergik dari wilayah otak ini, yang telah kami tunjukkan secara berbeda-beda diatur pada tikus yang rentan terhadap tikus yang resilien (Vialou et al., 2010). Pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk secara langsung mempelajari ini dan mekanisme lain yang mungkin.
Studi terbaru menggunakan genom-lebar dan metode lain menunjukkan bahwa ∼5-10% dari gen target SRF dalam neuron adalah gen awal langsung (Philippar et al., 2004; Ramanan et al., 2005; Etkin et al., 2006; Knoll dan Nordheim, 2009). Ini konsisten dengan data kami yang menunjukkan peran penting untuk SRF dalam induksi ΔFosB, produk terpotong dari gen awal langsung fosb, oleh stres kronis. Menariknya, banyak gen target SRF yang diidentifikasi dalam berbagai penelitian ini juga mewakili target yang diketahui dari BFosB dalam NAc (Kumar et al., 2005; Renthal et al., 2008, 2009; Maze et al., 2010). Di antara gen-gen yang diatur secara umum ini adalah beberapa yang diketahui mengatur sitoskeleton neuronal (misalnya, Cdk5, Arc, dan Actb). Ini, pada gilirannya, konsisten dengan laporan bahwa SRF memengaruhi dinamika aktin dan motilitas neuron pada beberapa tipe sel neuron (Alberti et al., 2005; Ramanan et al., 2005; Knöll et al., 2006), sedangkan osFB diketahui diketahui mempengaruhi pertumbuhan tulang belakang dendritik neuron NAc (Maze et al., 2010). Titik akhir fungsional umum tersebut dapat mencerminkan efek terpadu dari SRF, dikombinasikan dengan induksi ΔFosB, yang bekerja pada serangkaian gen target umum untuk mempengaruhi morfologi neuron dan, pada akhirnya, perilaku kompleks.
SRF juga telah terbukti memainkan peran penting dalam regulasi plastisitas sinaptik dan ekspresi serta perilaku gen yang bergantung pada aktivitas neuron. Sebagai contoh, hilangnya induksi SRF yang bergantung pada gen awal segera sebagai respons terhadap eksplorasi sukarela dari lingkungan baru atau aktivasi neuron oleh kejang elektrokonvulsif telah dikaitkan dengan gangguan potensiasi sinaptik jangka panjang di hippocampus mutan Srf (Ramanan et al. , 2005; Etkin et al., 2006). Lebih lanjut, penipisan SRF pada hippocampus telah terbukti menyebabkan defisit pada depresi sinaptik jangka panjang, ekspresi gen awal langsung yang diinduksi oleh konteks novel, dan gangguan habituasi selama eksplorasi lingkungan baru (Etkin et al., 2006). Data ini menetapkan pentingnya SRF pada kemampuan hewan untuk beradaptasi dengan tepat terhadap gangguan lingkungan, seperti dalam kasus pembelajaran untuk membiasakan diri dengan lingkungan baru, atau, dalam kasus beradaptasi dengan rangsangan stres negatif, untuk mencegah penyebaran stres defisit perilaku yang diinduksi, seperti dalam penelitian kami saat ini. Dengan demikian, kami mengamati bahwa hewan yang menunjukkan defisit dalam ekspresi SRF, baik sebagai respons terhadap stres kekalahan sosial pada individu yang rentan atau melalui knockdown langsung SRF, menunjukkan peningkatan perilaku seperti depresi dan kecemasan. Mengingat bahwa subjek manusia yang depresi juga hadir dengan penurunan kadar SRF di NAc, dapat dibayangkan bahwa SRF memainkan peran mendasar dalam mengatur kemampuan individu untuk secara positif beradaptasi dengan rangsangan lingkungan negatif, sebagian melalui regulasi ekspresi ΔFosB di NAc.
MEKANISME YANG BERBEDA: KECANDUAN VS KETAHANAN STRES
Temuan mengejutkan dari penelitian ini adalah bahwa, meskipun SRF diperlukan untuk akumulasi BFosB dalam NAc dalam menanggapi stres kronis, tidak diperlukan untuk ΔFosB induksi dalam wilayah otak yang sama dalam menanggapi kokain kronis. Demikian juga, SRF tidak diperlukan untuk respon perilaku normal terhadap obat. Data ini menunjukkan bahwa, terlepas dari kenyataan bahwa ΔFosB diinduksi dalam NAc sebagai respons terhadap banyak jenis rangsangan (Nestler et al., 1999; Nestler, 2008), tampaknya ada jalur molekul yang berbeda yang mengarah ke induksi indFosB. Satu penjelasan yang mungkin untuk temuan ini adalah jenis sel yang berbeda secara parsial yang menunjukkan akumulasi BFosB sebagai respons terhadap stres versus kokain. Stres kronis menginduksi osFosB kira-kira sama dalam dua subpopulasi utama neuron berduri sedang NAc, yang mengekspresikan terutama dnnxnx DXB versus reseptor dopamin D1, sedangkan kokain kronik menginduksi osFoB terutama dalam dnxnnnX + neuron (Kelz et al., 2; Perrotti et al., 1; . Dengan demikian, ada kemungkinan bahwa jalur yang bergantung pada SRF mungkin penting untuk induksi ΔFosB di neuron D1999 +. Namun, ini tidak akan menjelaskan hilangnya induksi ΔFosB pada tikus knock-out SRF setelah stres kronis, karena induksi terjadi pada kedua subtipe neuronal. Penjelasan alternatif adalah bahwa stres kronis dan kokain kronis menimpa kaskade pensinyalan intraseluler yang berbeda, berdasarkan mode aksi mereka yang berbeda pada neuron NAc, dengan stres kronis yang mungkin bekerja melalui transmisi glutamatergik yang diubah, seperti disebutkan sebelumnya, dan kokain kronis bekerja terutama melalui D1 pensinyalan reseptor (Nestler, 2008). Masih kemungkinan lain adalah bahwa induksi osFosB oleh stres kronis versus kokain kronis tergantung pada mekanisme transkripsi yang berbeda yang dikontrol secara berbeda oleh input saraf yang berbeda yang menginervasi NAc dari berbagai daerah proyeksi glutamatergic, misalnya, beberapa daerah korteks prefrontal, hippocampus, dan amygdala. Banyak pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk mengeksplorasi ini dan kemungkinan alternatif.
Bersama-sama, temuan kami mengidentifikasi mekanisme transkripsional baru yang melaluinya osFosB diinduksi dalam NAc untuk memediasi respons proresilience terhadap rangsangan yang menekan. Studi ini juga memberikan wawasan baru yang penting tentang peran yang dimainkan oleh SRF di tingkat NAc dalam pengaturan perilaku depresi dan kecemasan.. Mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang peran transkripsi SRF dalam regulasi perilaku tersebut akan membantu dalam identifikasi target gen baru yang terlibat dalam ketahanan terhadap gangguan terkait stres, dan dapat memfasilitasi pengembangan terapi antidepresan yang lebih efektif di masa depan.
Pekerjaan ini didukung oleh hibah dari National Institute of Mental Health dan National Institute on Abuse Drug dan oleh aliansi penelitian dengan AstraZeneca. Kami berterima kasih kepada David D. Ginty karena telah menyediakan tikus Srffl / fl.
Korespondensi harus ditujukan kepada Eric J. Nestler, Departemen Neuroscience Fishberg, Fakultas Kedokteran Mount Sinai, Satu Tempat Gustave L. Levy, Kotak 1065, New York, NY 10029-6574. [email dilindungi]
Hak Cipta © 2010 penulis 0270-6474 / 10 / 3014585-08 $ 15.00 / 0
Referensi
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) Migrasi neuron dalam aliran migrasi rostral murine memerlukan faktor respons serum. Proc Natl Acad Sci USA 102: 6148 – 6153.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
2. ↵
1. Bading H,
2. Ginty DD,
3. Greenberg ME
(1993) Pengaturan ekspresi gen pada neuron hippocampal oleh jalur pensinyalan kalsium yang berbeda. Sains 260: 181 – 186.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
3. ↵
1. Berton O,
2. McClung CA,
3. Dileone RJ,
4. Krishnan V,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Graham D,
8. Tsankova NM,
9. Bolanos CA,
10. Rios M,
11. Monteggia LM,
12. DW sendiri,
13. Nestler EJ
(2006b) Peran penting BDNF dalam jalur dopamin mesolimbik dalam stres kekalahan sosial. Sains 311: 864 – 868.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
4. ↵
1. Berton O,
2. Covington HE 3rd.,
3. Ebner K,
4. Tsankova NM,
5. Carle TL,
6. Ulery P,
7. Bhonsle A,
8. Barrot M,
9. Krishnan V,
10. Singewald GM,
11. Singewald N,
12. Birnbaum S,
13. Neve RL,
14. Nestler EJ
(2007) Induksi ΔFosB dalam abu-abu periaqueductal oleh stres mendorong respons koping aktif. Neuron 55: 289 – 300.
CrossRefMedline
5. ↵
1. Chang SH,
2. Poser S,
3. Xia Z
(2004) Peran baru untuk faktor respons serum dalam kelangsungan hidup neuron. J Neurosci 24: 2277 – 2285.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
6. ↵
1. Etkin A,
2. Alarcón JM,
3. Weisberg SP,
4. Touzani K,
5. Huang YY,
6. Nordheim A,
7. Kandel ER
(2006) Peran dalam pembelajaran untuk SRF: penghapusan pada otak depan orang dewasa mengganggu LTD dan pembentukan memori langsung dari konteks novel. 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) Menangkal kepekaan insentif pada ketergantungan alkohol berat menggunakan stimulasi otak dalam dari nucleus accumbens: aspek ilmu klinis dan dasar. Front Hum Neurosci 3: 22.
Medline
8. ↵
1. Johnson CM,
2. Hill CS,
3. Chawla S,
4. Treisman R,
5. Bading H
(1997) Kalsium mengontrol ekspresi gen melalui tiga jalur berbeda yang dapat berfungsi secara independen dari kaskade pensinyalan Ras / mitogen-activated protein kinase (ERK). J Neurosci 17: 6189 – 6202.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
9. ↵
1. Kalita K,
2. Kharebava G,
3. Zheng JJ,
4. Hetman M
(2006) Peran leukemia akut megakaryoblastic-1 dalam ERK1 / 2 yang bergantung pada stimulasi transkripsi yang digerakkan oleh faktor respons serum oleh BDNF atau peningkatan aktivitas sinaptik. J Neurosci 26: 10020 – 10032.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
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. DW sendiri,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G,
13. Surmeier DJ,
14. Neve RL,
15. Duman RS,
16. Picciotto MR,
17. Nestler EJ
(1999) Ekspresi faktor transkripsi ΔFosB di otak mengontrol sensitivitas terhadap kokain. Alam 401: 272 – 276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Knöll B,
2. Nordheim A
(2009) Fleksibilitas fungsional dari faktor transkripsi dalam sistem saraf: paradigma SRF. Tren 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) Faktor respons serum mengontrol perakitan sirkuit neuron di hippocampus. Nat Neurosci 9: 195 – 204.
CrossRefMedline
13. ↵
1. Krishnan V,
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. TA Hijau,
15. Neve RL,
16. Chakravarty S,
17. Kumar A,
18. Eisch AJ,
19. DW sendiri,
20. Lee FS,
21. et al.
(2007) Adaptasi molekuler yang mendasari kerentanan dan resistensi terhadap kekalahan sosial di daerah hadiah otak. Sel 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. Kokoh V
(2009) Pengamatan pada penghentian merokok tanpa bantuan setelah stimulasi otak dalam dari nucleus accumbens. 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. DW sendiri,
13. Nestler EJ
(2005) Renovasi kromatin adalah mekanisme kunci yang mendasari plastisitas yang diinduksi kokain dalam striatum. Neuron 48: 303 – 314.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Labirin I,
2. Covington HE 3rd.,
3. Dietz DM,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Mekanik 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) Peran penting dari histone methyltransferase G9a dalam plastisitas yang diinduksi kokain. Sains 327: 213 – 216.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
17. ↵
1. McClung CA,
2. Ulery PG,
3. Perrotti LI,
4. Zachariou V,
5. Berton O,
6. Nestler EJ
(2004) DeltaFosB: saklar molekuler untuk adaptasi jangka panjang di otak. Brain Res Mol Brain Res 132: 146 – 154.
Medline
18. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Mekanisme transkripsi kecanduan: peran deltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
19. ↵
1. Nestler EJ,
2. Carlezon WA Jr.
(2006) Sirkuit imbalan dopamin mesolimbik pada depresi. Psikiatri Biologis 59: 1151 – 1159.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Nestler EJ,
2. Kelz MB,
3. Chen J
(1999) ΔFosB: mediator molekul dari plastisitas saraf dan perilaku jangka panjang. 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) Penghambatan protein unsur pengikat unsur respons cAMP atau dinorfin dalam nucleus accumbens menghasilkan efek seperti antidepresan. J Neurosci 22: 10883 – 10890.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
22. ↵
1. Nikulina EM,
2. Arrillaga-Romany I,
3. Miczek KA,
4. Hammer RP Jr.
(2008) Perubahan jangka panjang pada struktur mesokortikolimbik setelah stres kekalahan sosial berulang pada tikus: perjalanan waktu reseptor mu-opioid mRNA dan imunoreaktivitas FosB / DeltaFosB. 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) Induksi ΔFosB dalam struktur otak yang berhubungan dengan hadiah setelah stres kronis. J Neurosci 24: 10594 – 10602.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
24. ↵
1. Perrotti LI,
2. Penenun RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Labirin I,
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ,
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L,
12. Bachtell RK,
13. DW sendiri,
14. Nestler EJ
(2008) Pola yang berbeda dari induksi DeltaFosB di otak oleh penyalahgunaan obat. Sinaps 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) Gen target SRF Fhl2 memusuhi aktivasi SRF yang bergantung pada RhoA / MAL. 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) SRF memediasi ekspresi gen yang diinduksi aktivitas dan plastisitas sinaptik tetapi tidak viabilitas neuronal. Nat Neurosci 8: 759 – 767.
CrossRefMedline
27. ↵
1. Renthal W,
2. Carle TL,
3. Labirin I,
4. Covington HE 3rd.,
5. Truong HT,
6. Alibhai I,
7. Kumar A,
8. Montgomery RL,
9. Olson EN,
10. Nestler EJ
(2008) Delta FosB memediasi desensitisasi epigenetik dari gen c-fos setelah paparan amfetamin kronis. J Neurosci 28: 7344 – 7349.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
28. ↵
1. Renthal W,
2. Kumar A,
3. Xiao G,
4. Wilkinson M,
5. Covington HE 3rd.,
6. Labirin 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. Tumpukan A,
16. Kabbaj M,
17. Nestler EJ
(2009) Analisis genom luas regulasi kromatin oleh kokain mengungkapkan peran untuk sirtuins. 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. Kokoh V
(2008) Stimulasi otak dalam untuk menghargai sirkuit mengurangi anhedonia dalam depresi berat yang sulit disembuhkan. Neuropsikofarmakologi 33: 368 – 377.
CrossRefMedline
30. ↵
1. Sesack SR,
2. Grace AA
(2010) Jaringan imbalan ganglia kortico-basal: sirkuit mikro. Neuropsikofarmakologi 35: 27 – 47.
CrossRefMedline
31. ↵
1. Tomita H,
2. Anggota parlemen MP,
3. Walsh DM,
4. Evans SJ,
5. PV Choudary,
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) Pengaruh faktor agonal dan postmortem pada profil ekspresi gen: kontrol kualitas dalam analisis microarray atau otak manusia postmortem. Biol Psikiatri 55: 346 – 352.
CrossRefMedline
32. ↵
1. Tsankova NM,
2. Berton O,
3. Renthal W,
4. Kumar A,
5. Neve RL,
6. Nestler EJ
(2006) Peraturan kromatin hippocampal yang berkelanjutan dalam model tikus dari depresi dan aksi antidepresan. Nat Neurosci 9: 519 – 525.
CrossRefMedline
33. ↵
1. Vassoler FM,
2. Schmidt HD,
3. Gerard ME,
4. KR terkenal,
5. Ciraulo DA,
6. Kornetsky C,
7. Knapp CM,
8. Pierce RC
(2008) Stimulasi otak dalam dari nukleus accumbens shell melemahkan pemulihan kokain yang dipicu oleh pencarian obat pada tikus. J Neurosci 28: 8735 – 8739.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
34. ↵
1. Vialou V,
2. Robison AJ,
3. QC Laplant,
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. Krishnan V,
16. Bolaños CA,
17. Neve RL,
18. Ghose S,
19. Berton O,
20. Tamminga CA,
21. Nestler EJ
(2010) ΔFosB di sirkuit imbalan otak memediasi ketahanan terhadap stres dan respons antidepresan. 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) Perawatan Imipramine dan resiliensi menunjukkan regulasi kromatin yang serupa di wilayah otak utama. J Neurosci 29: 7820 – 7832.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
36. ↵
1. Xia Z,
2. Dudek H,
3. Miranti CK,
4. Greenberg ME
(1996) Masuknya kalsium melalui reseptor NMDA menginduksi transkripsi gen segera dengan mekanisme MAP kinase / ERK-dependent. J Neurosci 16: 5425 – 5436.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
;