DeltaFosB stjórnar hjólakstri (2002)

KOMMENTAR: DeltaFosb er sameindarrofi sem safnast upp í heila við langvarandi gjöf ávanabindandi lyfja, fituríkur, hár sykur og hjólhlaup. Það breytir heilanum til að valda næmni fyrir því sem maður er ofneyslu. Það er umritunarstuðull sem kveikir og slekkur á genum sem breyta uppbyggingu og samskiptum í umbunarbraut heilans. Niðurstaðan: Gögnin sýna sláandi líkt milli ávanabindandi lyfja og hjólakaupa og benda til mikilvægt Δ FosB við að stjórna bæði náttúrulegum og lyfjavöldum..

Journal of Neuroscience, 15 September 2002, 22 (18): 8133-8138;

Werme M, Messer C, Olson L, Gilden L, Thorén P, Nestler EJ, Brené S.

+ Höfundur Aðild

1. 1 Deildir taugavísinda og

2. 2 lífeðlisfræði og lyfjafræði, Karolinska Institutet, Stokkhólmi, S-171 77 Svíþjóð, og

3. 3 geðdeild og miðstöð fyrir grundvallar taugavísindi, Southwestern Medical Center háskólinn í Texas, Dallas, Texas 75390-9070

Abstract

ΔFosB er umritunarstuðull sem safnast upp á svæðisbundinn hátt í heila eftir langvarandi truflanir. Til dæmis, endurtekin notkun lyfja við misnotkun eykur stig ofFosB í striatum. Í þessari rannsókn greindum við frá áhrifum sjálfsprottinna hjólakaupa, sem fyrirmynd fyrir náttúrulega gefandi hegðun, á stigum ΔFosB á stríðsbyggð. Þar að auki, mýs sem framkalla offramboð ΔFosBí sérstökum undirhópum af legslímu taugafrumum voru notaðar til að kanna mögulegt hlutverk ΔFosB um hlaupahegðun. Lewis rottur gefnar ad libitum aðgangur að hlaupahjólum fyrir 30 d náði yfir það sem myndi samsvara ∼10 km / d og sýndi aukið stig ofFosB í kjarnanum samanborið við rottur sem verða fyrir læstum hlaupahjólum. Mýs sem ofreyna ΔFosB sértækt í taugafrumum sem innihalda dynorphin auku daglega gang þeirra samanborið við samanburðarsystkini, en mýs sem ofreyna ΔFosB aðallega í taugafrumum sem innihalda enkephalin, sem ristu saman, rann talsvert minna en samanburðarhópur. Gögn frá þessari rannsókn sýna fram á að eins og misnotkun fíkniefna eykur valfrjálst hlaup stig ofFosB í umbunaleiðum heila. Ennfremur ofþekking á ΔFosB hjá greinilegum útfæddum taugafrumum eykst hlaupahegðun. Þar sem fyrri verk hafa sýnt að thatFosB ofþjáning innan þessa sömu taugafólks eykur gefandi eiginleika misnotkunarlyfja, niðurstöður þessarar rannsóknar benda til að ΔFosB gæti gegnt lykilhlutverki við að stjórna bæði náttúrulegum og lyfjavöldum.

Fyrri Kafli Næstu Kafli

Hvernig gengur lífið dag frá degi? Er það í jafnvægi og allt eins og það á að vera? Er jafnvægi hvort sem litið er á veraldlega stöðu eða andlega? Lífið er eins og það er. Það er ekki alltaf sólskyn. Það koma reglulega lægðir með rok og rigningu. Við vitum að í heildar samhenginu er lægð hluti af vistkerfi að leita að jafnvægi. Stundum erum við stödd í miðju lægðarinnar. Þar er logn og gott veður, sama hvað gengur á þar sem stormurinn er mestur. Sama lögmál gildir varðandi þitt eigið líf. Ef þú ert í þinn miðju, þínum sannleik þá heldur þú alltaf jafnvægi átakalaust. Sama hvað gustar mikið frá þér þegar þú lætur til þín taka. Huldufólk hefur gefið okkur hugleiðslu sem hjálpar okkur að finna þessa miðju, finna kjarna okkar og sannleikann sem í honum býr. Þegar þú veist hver þú ert og hvers vegna þú ert hér, mun líf þitt vera í flæðandi jafnvægi. Hugleiðslan virkjar þekkinguna sem er í vitund jarðar og færir hana með lífsorkunni inn í líkama okkar. Þar skoðar hún hugsana og hegðunar munstrið og athugar hvort það myndar átakalausu flæðandi jafnvægi. Hinn möguleikinn er falskt jafnvægi sem hafa þarf fyrir að viðhalda með tilheyrandi striti, áhyggjum og ótta. Síðan leiðbeinir þessi þekking okkur að því jafnvægi sem er okkur eðlilegt. Við blómstrum átakalaust, líkt og planta sem vex átakalaut frá fræi í fullþroska plöntu sem ber ávöxt.

ΔFosB tilheyrir Fos fjölskyldu umritunarþátta og er dregið af fosb geninu með annarri skeringu. Ólíkt öllum öðrum Fos-próteinum, sem hafa stuttan helmingunartíma, eru 35 og 37 kDa ísóform af ΔFosB safnast saman á svæðisbundinn hátt í heila eftir margvíslegar langvarandi truflanir, væntanlega vegna mjög mikils stöðugleika þessara ísóforma (Hope o.fl., 1994a; Chen et al., 1997; Nestler o.fl., 1999). Reglugerð ΔFosB sérstaklega á stríðsvæðum eftir að endurtekin notkun lyfja við misnotkun hefur verið sérstaklega vel rannsökuð (Hope o.fl., 1994b; Moratalla et al., 1996; Chen et al., 1997; Nestler o.fl., 1999). Mesólimbísk dópamínleiðin hefur aðalhlutverk í lyfjaávinningi (Koob et al., 1998). Hann er upprunninn á leglægu tegmental svæði miðbaksins og lýkur í miðhluta striatum, kallaður nucleus accumbens. Bráð gjöf á nokkrum af misnotkun lyfja örvar tímabundið nokkur Fos fjölskylduprótein í kjarna accumbens og í ristli á bakinu. Þessi prótein mynda heteródímer með Jun fjölskyldupróteinum til að mynda virkjunarprótein-1 (AP-1) umritunarstuðulfléttur með stuttan helmingunartíma. Aftur á móti, eftir endurtekna lyfjameðferð, dregur úr örvun þessara fyrstu snemma genafurða og í staðinn er smám saman uppsöfnun stöðugs ΔFosB ísóform. ΔFosB heterodimerize aðallega með JunD og í minna mæli með JunB (Hiroi o.fl., 1998; Perez-Otano o.fl., 1998) til að mynda AP-1 fléttur til langs tíma á sérstökum heilaumhverfum. Lagt hefur verið til að þessi langvarandi AP-1 fléttur miðli einhverjum af langtímaáhrifum fíkniefna á umbunarbrautir heila sem liggja til grundvallar fíkn (Nestler o.fl., 2001).

Hegðunarrannsóknir benda til þess að hjól gangandi í nagdýrum sé gefandi. Þessi forsenda er byggð á tilraunum sem sýna að rottur stöngva pressuna til að fá aðgang að hlaupahjólum og þróa einnig skilyrt staðsetningarval frekar en umhverfi sem tengist eftiráhrifum hjólakaupa (Iversen, 1993; Belke, 1997; Lett et al., 2000). Ennfremur sýna rottur sem eru langar vegalengdir daglega fráhvarfsmerki, svo sem aukin árásargirni, þegar aðgangi að hlaupahjólum er hafnað (Hoffmann o.fl., 1987). Kannanir meðal mjög framsækinna manna hlaupara benda til þess að hlaup sé ávanabindandi hegðun fyrir marga einstaklinga (Rudy og Estok, 1989; Chapman og De Castro, 1990; Furst og Germone, 1993). Reyndar, hlaup birtir mörg af viðmiðunum sem eru í tölfræðilegum handbók um greiningar (American Psychiatric Association, 1994) til greiningar á fíkn.

Markmið þessarar rannsóknar var að kanna hvort stig ΔFosB er breytt af náttúrulega gefandi hegðun eins og hlaupi og hvort framkallað ofþrýsting ΔFosBá dreifbýlum svæðum gæti stjórnað hlaupahegðun. Við sýnum hér að, eins og misnotkun lyfja, örvar langvarandi hlaup ΔFosB í kjarna accumbens; auk þess ofþjáning ΔFosB í tveimur mismunandi undirhópum taugafrumna í legslímu hefur gagnstæða áhrif á hjólhlaup. Gögnin leiða í ljós sláandi líkt ávanabindandi lyf og hjólhlaup og benda til mikilvægs hlutverks fyrir ΔFosB við að stjórna bæði náttúrulegum og lyfjavöldum.

Fyrri hluti Næsta kafli

EFNI OG AÐFERÐIR

Dýr. Karlkyns rottur (Møllegaard ræktunarmiðstöð, Skansved, Danmörku) sem vegu 250 g við upphaf tilraunarinnar voru notaðar. Rotturnar höfðu aðgang ad libitum að vatni, mat og hlaupahjólum. Þeir voru á 12 klst ljós / dökkri hringrás, með ljósin á 10 AM og ljósin slökkt á 10 PM búrunum (43 × 22 × 20 cm) innihélt hlaupahjól með þvermál 34 cm; þess vegna samsvarar ein byltingin 1.07 m. Eftir 4 vikur af frjálsum hjólastigum voru rotturnar drepnar með því að vera nauðvana og vefir voru teknir fyrir vestræna blotting eða blandaðir með fixative og unnir til ónæmisheilbrigðafræði og á staðnumblendingur.

Tvær línur af bitransgenískum músum sem geta framkallað offramboð ΔFosB voru einnig notaðir sérhæfðir á svæðisbundnum svæðum undir stjórn tetracýklín genakerfisins (Chen et al., 1998). Í einni línu, kallað 11A, ΔFosB er framkallað með ofanlegum hætti eingöngu í taugafrumum frá stríði, sem tjá taugafeptíð dynorphin eftir að doxycycline hefur verið fjarlægt (Kelz et al., 1999). Í hinni línunni, kallað 11B, ΔFosB er framkallað af ofsi að mestu leyti í taugafrumum frá stríði, sem tjá taugafeptíð enkephalin eftir að doxycycline hefur verið fjarlægt, þó að nokkur tjáning sést einnig í dynorphin taugafrumum. Stjórntæki og ΔFosB-Áberandi mýs eru ruslfélagar innan hverrar línu (11A og 11B) og hafa sömu bitransgeníska smíð, sem hægt er að virkja með því að fjarlægja doxycycline. Allar mýs voru hugsaðar og ræktaðar upp á tetrasýklínafleiðunni doxýcýklín í skammti sem var 100 μg / ml í drykkjarvatninu. Sem fullorðnir var helmingur af þeim gotum sem af þeim hlotið haldið á doxýsýklíni (samanburði); hinn helmingurinn var fjarlægður úr doxycycline (ΔFosB overexpressers) fyrir restina af tilrauninni. Sex vikum eftir að doxycycline var fjarlægt, á þeim tíma ΔFosB vitað er að tjáning er hámarks (Chen et al., 1998; Kelz et al., 1999), hlaupahjólin voru ólæst fyrir bæði mýs á tetrasýklíni (stjórntæki) og músum á kranavatni (ΔFosB yfirtjáningarmenn), og frjálsir gangar hófust. Til að útiloka að doxycycline sjálft hafi haft áhrif á hjólhlaupahegðun, greindum við hjólhlaup í C57BL / 6 músum (Charles River, Uppsala, Svíþjóð) sem voru meðhöndluð með 100 μg / ml doxycycline í 6 vikur áður en leyfilegt var að fá aðgang að hlaupahjólunum. Músunum var síðan komið fyrir í búrunum með ad libitum aðgang að hlaupahjólum og hélst á tetrasýklíni meðan á allri tilrauninni stóð. Viðmiðunarhópurinn fékk venjulegt drykkjarvatn meðan á allri tilrauninni stóð. Músarbúr (22 × 16 × 14 cm) innihélt hlaupahjól með þvermál 12.4 cm; þess vegna samsvarar ein byltingin 0.39 m. Sýnishorn af bæði rottum og músum var tekin á 30 mín. Fresti með sérsniðnum tölvuhugbúnaði.

Vesturblæja. Gáfur voru fjarlægðar hratt frá rotta rottum og kældar í ísköldu lífeðlisfræðilegu biðminni. Högg með 2 mm í þvermál voru notuð til að taka sýnishorn af vefjum úr kjarnanum accumbens og miðju og hliðar kútata putameninu í 1-mm þykkum kransæðarsneiðum á stigi Bregma 0.7 – 1.7 mm (Paxinos og Watson, 1997). Heilasýni voru einsleit í 1% SDS og próteinákvörðun var gerð með aðferð Lowry. Einsleitt efni sem innihéldu á milli 5 og 50 μg próteins voru sett á SDS-pólýakrýlamíð gel og sett í rafskaut eins og lýst er. Notað var mótefni gegn Fos kanínu (1: 4000; MJ Iadarola, National Institute of Health, Bethesda, MD) eða and-FosB (N-terminal) mótefni (1: 4000; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) greining ΔFosB. Prótein voru greind með því að nota piparrót peroxidasa-samtengd IgG mótefni (1: 2000; Vector Laboratories, Burlingame, CA) og síðan kemiluminescence (DuPont NEN, Boston, MA). Styrkir ónæmisvirkni (IR) voru magngreindir á myndgreiningarkerfi sem byggir á Macintosh og magn próteina í tilraunasýnum var borið saman við viðmiðunarreglur. Blettir voru litaðir af amido svörtu til að staðfesta jafna álag og flutning gelanna. Blettir voru einnig ónæmismerktir fyrir 68 kDa taugasíunarprótein, sem sýndi ekki mun á tilraunahópnum og samanburðarhópunum (gögn voru ekki sýnd).

Ónæmissjúkdómafræði. Lewis rottur sem höfðu staðið yfir í 4 vikur og stýringar með læstum hjólum voru svæfð djúpt með pentobarbital og glætt í hjarta með 50 ml af Ca²⁺-laus Tyrode lausn (stofuhiti) þ.mt 0.1 ml af heparíni. Þessu fylgdi 250 ml af fixati (4% paraformaldehýð og 0.4% pikrínsýra í 0.16m PBS, pH 7.4, við stofuhita). Heilum var skipt og haldið í fixati í 1 klst. Og síðan skolað í 0.1 m PBS með 10% súkrósa og 0.1% natríumazíði nokkrum sinnum á 24 klst við 4 ° C til að vernda frystingu. Heilinn var frystur og 14 μm kransæðaköflum var safnað á stigum á bilinu 0.70 til 1.70 mm. Skurðir voru skolaðir þrisvar sinnum í 10 mínútur í PBS fyrir ræktun á einni nóttu (4 ° C í rakaklefa) með aðal fjölklóna and-FosB (N-enda) mótefni (1: 500; Santa Cruz líftækni) í 0.3% Triton-PBS (150 μl á kafla). Þessu fylgdu þrjár skolanir með PBS í 10 mínútur fyrir ræktun í 1 klst. Við stofuhita með efri bíótínýleruðu IgG mótefni gegn kanínum (1: 200; Vector Laboratories) í 0.3% Triton-PBS (150 μl á hlut). Aðrar þrjár skolanir í PBS í 10 mínútur voru gerðar áður en avidin-biotin fléttunni var bætt við (1: 100 og 1: 100, í sömu röð, í 0.1 m PBS; 150 μl á hlut). Eftir þrjú 10 mínútna skolun var fléttan sýnd eftir 7 mínútna ræktun við undirlagið samkvæmt samskiptareglum framleiðanda (Vector Laboratories). Hlutar voru síðan skolaðir þrisvar í 5 mínútur.

Á sínum stað blendingur. Fyrir sameina ónæmisheilbrigðafræði ogá staðnum blendingartilraunir, heilaþættir sem höfðu verið unnir til ónæmisgeislunarefna voru strax gerðir uppá staðnum blendingur, sem var framkvæmd í meginatriðum eins og áður hefur verið lýst (Seroogy o.fl., 1989; Dagerlind o.fl., 1992). Fjörutíu og átta mer DNA fákirni rannsakar sem eru sérstakir fyrir dynorfín (296 – 345) (Douglass o.fl., 1989) og enkephalin (235 – 282) (Zurawski o.fl., 1986) mRNA voru geislamerkt með [a-³⁵S] dATP (DuPont NEN) í 3 ′ þeirra endar með endalokum deoxynucleotidyl transferase (Invitrogen, San Diego, CA) í ákveðna virkni ∼1 × 10⁹ cpm / mg. Blendingarkokkteillinn innihélt 50% formamíð, 4 × SSC (1 × SSC er 0.15 m NaCl og 0.015 natríumsítrat, pH 7.0), 1 × Denhardts lausn, 1% sarkósýl, 0.02 mNa₃PO₄, pH 7.0, 10% dextransúlfat, 0.06 m díþítríítól, og 0.1 mg / ml saxað DNA úr laxasæði. Hybridization var framkvæmd í 18 klst. Í rakt kammertæki við 42 ° C. Eftir blendinga voru hlutarnir skolaðir fjórum sinnum í 20 mín. Hver í 1 × SSC við 60 ° C. Síðan voru hlutarnir skolaðir í sjálfskertu vatni í 10 sekúndur, þurrkaðir í áfengi og loftþurrkaðir. Að lokum, NTB2 kjarnorkubraut fleyti (þynnt 1: 1 með vatni; Kodak, Rochester, NY) var beitt með dýfa. Eftir 2 – 4 vikna útsetningu voru glærurnar þróaðar með D19 (Kodak) og lagaðar með Unifix (Kodak).

Talning frumna jákvæð fyrir FosB-IR og frumur sem samsetta FosB-IR og dynorphin mRNA eða enkephalin mRNA hjá rottum eftir 4 vikna hlaup (n = 8) og í stjórntækjum (n = 8) voru gerðar á einni rennibraut á hvert dýr af óháðum áheyrnarfulltrúa sem var blindaður við tilraunahönnunina. Greining var framkvæmd á stigi bregma 1.2 mm (Paxinos og Watson, 1997).

Tölfræðilegar aðferðir. Til að greina mismuninn á ΔFosB stig milli stjórna og hlaupara í Western blotting og tilraunum með ónæmisgeislun, t próf voru framkvæmd. Áhrif ofþjáningar ΔFosB á hlaupahegðun hjá erfðabreyttum músum voru greindar með tvíhliða ANOVA með endurteknum mælingum, greiningaráhrif innan hóps og milli hópa (Statistica útgáfa 99; StatSoft, Tulsa, OK).

Fyrri hluti Næsta kafli

NIÐURSTÖÐUR

Reglugerð ΔFosB í kjarna accumbens við hjólhlaup

Lewis rottur settar í búr með hlaupahjólum juku magn þeirra daglega í gangi línulega fram á dag 13, þegar þær voru stöðugar við 10.210 ± 590 m / d (meðaltal ± SEM). Þessu stigi var í grófum dráttum haldið upp á 32 dag, þegar dýrin voru notuð til lífefnafræðilegrar greiningar. Á síðustu 4 d runnu rotturnar 8.910 ± 900 m / d. Þessi hlaupahegðun hjá Lewis rottum er svipuð og áður hefur komið fram (Werme o.fl., 1999). Í kjölfarið stigum ΔFosB voru greindar með vestrænum blotting í kjarna accumbens og í miðju og hliðar caudate putamen í gangi (n = 7) og stjórna (n = 7) rottur. Eins og sést á mynd 1, hjólahlaup jókst ΔFosB stig 37 og 35 kDa ísóforma í kjarna accumbens (p <0.05). Aftur á móti var enginn munur á ΔFosB stig á milli hlaupara og stjórna í miðju eða hliðar caudate putamen (gögn eru ekki sýnd).

Skoða stærri útgáfu:

Hlaða niður sem PowerPoint Slide

Fig. 1.

Reglugerð ΔFosB með hjólhlaupi. Stig 35 – 37 kDa ísóforms af ΔFosB voru mældir í kjarnaaðilum með því að nota vestræna blotting í samanburðarrottum (C) og hjá rottum sem fóru í 4 vikna frjálsa hjólhlaup (R). Top, Fulltrúi brautir úr blettunum. Gögn eru gefin upp sem meðaltal ± SEM (báðir hópar, n = 7). *p <0.05.

Ónæmissjúkdómafræði leiddi í ljós nærveru ΔFosB-staðbundnar frumur í kjarna samanstendur af stjórn (n = 8) og keyrir (n = 8) rottur. Talning ΔFosB-Hlutbundnar frumur í kjarna og skel leiddu í ljós aukningu á fjölda frumna sem tjáðu ΔFosB-IR í kjarna (p <0.05) en ekki í skel kjarna accumbens eftir hlaup (mynd.2). Sameinað ónæmisheilbrigðafræði fyrir ΔFosB-IR og á staðnum hybridization fyrir enkephalin eða dynorphin mRNA í nucleus accumbens var síðan notað til að bera kennsl á frumugerðina innan þessa heila svæði þar sem ΔFosB er framkallað með því að hlaupa (mynd.3). Þó fjöldi frumna sem tjáðu bæði dynorphin mRNA og FosB-IR var hærri hjá hlaupurum (n = 8) en í stjórntækjum (n = 8) (Tafla1), meðalfjöldi frumna sem tjáðu bæði enkephalin mRNA og FosB-IR í hlaupurum var lægri en í samanburði (tafla 1). Þessi áhrif voru greinileg í kjarnadeild á þessu heila svæði (tafla 1). Þessar niðurstöður benda til að örvun ofFosB með því að hlaupa á sér aðallega stað í undirhópnum sem inniheldur Dynorphin af taugafrumum í kjarna accumbens.

Skoða stærri útgáfu:

Hlaða niður sem PowerPoint Slide

Fig. 2.

Hjólahlaup hefur áhrif á fjölda ΔFosB-staðbundnar frumur í kjarna accumbens.Top, Fulltrúar ljósmyndir úr heilaþáttum rottna sem sýna fjölgun ΔFosB-staðsetningarfrumur í kjarna safnast saman kjarna þegar hlauparar (Hlaupa) var borið saman við stjórntæki (Ctr). ACA, Anterior commissure anterior.Neðsta, Súlurit af fjölda frumna sem eru jákvæðar fyrir ΔFosB-IR í miðlungsþáttum kjarna og skeljar á kjarna accumbens í stjórnunarrottum og rottum sem fóru í 4 vikna frjálsan hjólhlaup. Gögn eru gefin upp sem meðaltal ± SEM (báðir hópar, n = 8). *p <0.05.

Skoða stærri útgáfu:

Hlaða niður sem PowerPoint Slide

Fig. 3.

Sérhæfni frumna ΔFosBframkalla með því að keyra hjól. Fulltrúar ljósmyndir úr heilahlutum rottu frá átta einstaklingum sem sýna fram á endurupptöku ΔFosB-IR (brúnir litaðir kjarnar) og dynorphin mRNA (svart korn) (a) eða ΔFosB-IR og enkephalin mRNA í kjarna accumbens kjarna (b).

Skoða þessa töflu:

Tafla 1.

ΔFosB í dynorphin og enkephalin frumum í nucleus accumbens

Áhrif ΔFosB á hjólhlaupum

Að kynna sér mögulegt hlutverk ΔFosB við að stjórna hjólahlaupi notuðum við tvær línur af bitransgenískum músum sem framkalla ofkvæmanlega ΔFosB innan stríðsvæðis fullorðinna dýra (Chen et al., 1998; Kelz et al., 1999). Bitransgenic 11A línan getur valdið yfirtjáningu ΔFosB eingöngu innan taugafrumna sem innihalda dynorphin í striatum (Kelz et al., 1999), en bitransgenic 11B línan getur valdið yfirtjáningu ΔFosB aðallega í taugafrumum sem innihalda enkephalin á þessu svæði, þar sem nokkur tjáning sést einnig í dynorphin taugafrumum (mynd. 4). Báðar músar línurnar voru hugsaðar og hækkaðar á doxýsýklíni til að halda ΔFosBslökkt á tjáningu (mynd. 4) (Kelz et al., 1999), og helmingur ruslfélaga var fjarlægður úr doxycycline sem fullorðnir til að kveikja á ΔFosB tjáning.

Skoða stærri útgáfu:

Hlaða niður sem PowerPoint Slide

Fig. 4.

Tjáning ΔFosB í 11B músum. Hugarhlutir voru greindir fyrir ΔFosB-IR (brúnlitaðir kjarnar) fylgt af á staðnum blendingur fyrir dynorphin mRNA (A) eða enkephalin mRNA (B) (svart korn). Athugaðu fríðindatjáningu ΔFosB-IR í enkephalin-jákvæðum en ekki dynorphin-jákvæðum frumum. Af 214 ΔFosB-Hlutbundnar frumur taldar í þremur 11B músum, 73 ± 11% voru einnig enkephalin jákvæðar, og 22 ± 6% voru einnig dynorfín jákvæðar. Engin tvöföld merking sást milli ΔFosB og interneuron merkingar.

11A mýs sem ofreyna ΔFosB (ekkert doxýcýklín)n = 7) reyndist auka daglegan hlaupafjarlægð á fyrstu 3 vikunum samanborið við samanburðarrýmið (gefið doxycycline) (n = 8), sem sýndi hásléttuhraða eftir 2 vikur (mynd.5 A). Aftur á móti, 11B mýs sem tjáðu of mikið ΔFosB (n = 7) sýndi talsvert minni hlaupastarfsemi á 2 og 3 vikum en samanburðarrými þeirra (n = 6) (mynd. 5 B). Til að kanna möguleikann á að doxycycline sjálft gæti breytt hlaupahegðun, gerðum við saman hjólhlaup C57BL / 6 músa með og án doxycycline í drykkjarvatni þeirra. Enginn munur var á milli hópanna (gögn ekki sýnd).

Skoða stærri útgáfu:

Hlaða niður sem PowerPoint Slide

Fig. 5.

Áhrif ΔFosB ofþjáning á hegðun hjóla í bitransgenískum músum. A, Bitransgenic mýs sem drekka kranavatn hafa framkallaða ofþjáningu ΔFosB í striatal dynorphin taugafrumum (vatn) og sýndi aukið hlaup (vegalengd á dag) fyrstu 3 vikurnar af aðgangi að hlaupahjólum. Aftur á móti stýrir erfðafræðilega samsvarandi ruslamati með doxycycline í drykkjarvatni sínu sem ekki ofprentar ΔFosB (dox) sýndi aukna hlaup fyrstu 2 vikurnar. B, Önnur lína af bitransgeníska stofni músa, kölluð 11B, með örvandi ofþynningu ΔFosB aðallega í striatal enkephalin taugafrumum (vatn) sýndu verulega minni hlaup á vikum sínum 2 og 3 samanborið við erfðafræðilega eins strákfélaga sem ekki ofreyna ΔFosB (dox). # gefur til kynna aukningu á hlaupum (vegalengd á viku) innan hóps. * gefur til kynna mismuninn á gangi milli ΔFosByfirtjánendur (vatn) og stjórna (dox). Lóðréttar línur tilgreina landamæri á milli vikna 1 og 2, sem og vikna 2 og 3. Láréttar línur með # tákninu lýsa tölfræðilegur munur á vikulegum gangi innan hóps. Gögn eru gefin upp sem meðaltal (11A dox,n = 8; 11A vatn, n = 7; 11B dox, n = 6; 11B vatn, n = 7).^# p <0.05;^## p <0.01;^{# # #} p <0.001; *p<0.05.

Fyrri hluti Næsta kafli

Umræða

Í þessari rannsókn sýnum við að eins og endurtekin váhrif á misnotkun lyfja, langvarandi hjólhlaup, náttúruleg gefandi hegðun, örvar ΔFosB í kjarna accumbens, sem er mikilvægur hluti af umbunarferlum heilans. Við sýnum einnig að ofákveðni ΔFosB í stjörnum dynorphin taugafrumum fullorðinna dýra eykur hlaupahegðun, en ΔFosB Tjáning fyrst og fremst í striatal enkephalin taugafrumum hefur öfug áhrif. Þessi gögn styðja þá skoðun að ΔFosB er gagnrýninn þáttur í langtímaáhrifum af náttúrulegum og lyfjavörðum umbun og undirstrikar mikilvægt hlutverk ΔFosB í reglugerð um fósturhlutfall.

Svipuð sameindarsvör við misnotkun lyfja og gangi

Misnotkun lyfja sem eru eins fjölbreytt og geðörvandi lyf, ópíöt, áfengi, nikótín og phencyclidine auka stig ofFosB í kjarna accumbens (Hope o.fl., 1994b; Nye et al., 1995; Nye og Nestler, 1996; Nestler o.fl., 1999), og hér sýnum við að langvarandi hlaupahegðun skilar svipuðum svörum. Langvinn kókaín og hlaup framkalla frekari algengar aðlöganir, til dæmis, örvun dynorphin mRNA á vissum svæðum í stratum (Werme o.fl., 2000). Eins og áður hefur komið fram varðandi kókaín (Hiroi o.fl., 1997), örvun ΔFosB með því að hlaupa er sterkari í kjarna en í skeljaskiptingu kjarna accumbens. Hins vegar ΔFosBörvun með því að keyra er takmörkuð við kjarna accumbens en lyf gegn misnotkun örva próteinið einnig í caudate putamen. Fyrri rannsóknir hafa sýnt fram á að ΔFosB er einungis gefið upp í vörpun taugafrumum af striatum, og að langvarandi kókaín eykst ΔFosB helst í undirmannafjölda vörpun taugafrumna sem tjá dynorphin (Moratalla et al., 1996). Í þessari rannsókn, með notkun sameinaðs ónæmisheilbrigðafræði ogá staðnum kynblöndun á sömu vefjasöfnum sýndum við að hjólhlaup örva einnig ΔFosB helst innan dynorphin taugafrumna.

Að finna að lyf umbun og náttúruleg umbun örva sömu sameindaaðlögun (örvun ΔFosB) innan sömu taugafrumutegunda bendir til þess að þeir tveir geti virkað með einhverjum sameiginlegum fyrirkomulagi. Einn trúanlegur sameiginlegur gangur er aukin dópamínvirk sending til kjarnans. Hlaup og bráð gjöf ávanabindandi lyfja eykur utanfrumuþéttni dópamíns á þessu heila svæði (Freed og Yamamoto, 1985; Di Chiara og Imperato, 1988; Wilson og Marsden, 1995). Endurtekin meðferð með D₁ dópamínviðtakaörvi (+/−) - 6-klór-7,8-díhýdroxý-1-fenýl-2,3,4,5-tetrahýdró-1H-3-bensazepín hýdróbrómíð eitt sér eða í samsettri meðferð með D₂ viðtakaörva kínpíról mun auka magn ΔFosB í kjarna accumbens og riddarastrengsins (Nye et al., 1995). Sálarörvandi ávanabindandi lyf eins og kókaín og amfetamín, sem eru óbein dópamínörvar, auka einnig ΔFosB stig í dreifbýlum svæðum (Jaber o.fl., 1995; Nye et al., 1995). Að auki, langvarandi lyfjagjöf á sértækum dópamínflutningablokki 1- [2- (bis [4-flúorfenýl] metoxý) etýl] -4- (3-hydroxy-3-fenylpropyl) piperazinyl decanoate, en ekki serótónín- eða norepinephrine- sértækir flutningshemlar, örvar ΔFosB á þessum heilasvæðum (Nye et al., 1995). Þessar niðurstöður sýna að framkalla ΔFosB í striatum eftir ýmsar meðferðir er háð dópamíni.

Andstæð áhrif ΔFosB ofþjáning í stjörnum dynorphin á móti enkephalin taugafrumum við hegðun á hjóli

Bitransgenic mýs með ΔFosB ofþrenging sem er framkölluð með því að fjarlægja doxýcýcýlín úr fullorðnum dýrum sýnir engin framúrskarandi þroskafrávik. Í músum þar sem ΔFosBofþjáning er sértæk fyrir dynorphin taugafrumur úr fæðingu, hlaupahegðun jókst fyrstu 3 vikurnar í gangi, í stað fyrstu 2 vikanna eins og sést á stjórnunarfélögum. Áberandi andstæða, tjá mýs of mikiðFosB fyrst og fremst hjá enkephalin taugafrumum í ristli, hlaupu minna en fylgdarmenn þeirra í viku 2 og 3 í gangi. Athyglisvert er að tvær línur bitransgenískra músa sem rannsakaðar eru hér sýna einnig mismunandi hegðunarviðbrögð við misnotkun lyfja. Meðan of-tjáning á ΔFosB í dynorphin taugafrumum eykur gefandi áhrif kókaíns og morfíns (Kelz et al., 1999; Nestler o.fl., 2001), of tjáning ΔFosB fyrst og fremst í enkephalin taugafrumum breytir ekki gefandi áhrifum þessara lyfja.

Hið gagnstæða áhrif á hlaupahegðun, sem sést í tveimur línum músa, mætti skýra með mismunadrifum þessara tveggja aðgreindu undirhópa af taugafrumum. Meira en 90% af taugafrumum úr fæðingu eru miðlungs spiny taugafrumur sem nota GABA sem taugaboðefni. Um það bil helmingur þessara taugafrumna tjáir einnig mikið magn af dynorfini og efni P (og að vissu marki D₁ dópamínviðtaka) (Gerfen et al., 1990; Le Moine o.fl., 1991) og framkvæmdu beint við miðhjálpina. Hinn helmingurinn tjáir mikið magn enkefalins (og D₂dópamínviðtaka) (Gerfen et al., 1990; Le Moine o.fl., 1990) og varpið óbeint að millibili gegnum globus pallidus og subthalamic kjarna. Virkjun beinnar leiðar eykur hreyfingu en virkjun óbeins ferils dregur úr hreyfingu. Þannig eru gagnkvæmar breytingar á hlaupahegðun sýndar með tveimur línum af ΔFosB-Megin tjáandi mýs sem notaðar voru í þessum tilraunum gætu endurspeglað ΔFosB-Valdar breytingar á örvun beinna á móti óbeinni leið. Meðfram þessum línum er athyglisvert að geta sér til um að fækkun hjólhjóla sem sést hjá músum yfirþjái ΔFosB aðallega í enkephalin taugafrumum geta verið í samræmi við þá staðreynd að fyrstu kynslóðir geðrofslyfja, sem draga úr hreyfingu hreyfi, örva ΔFosB sértækt innan þessa taugafrumkvæma (Hiroi og Graybiel, 1996; Atkins o.fl., 1999).

Mark gen sem stjórnast af ΔFosB

Áhrif ΔFosB á taugafrumu eru væntanlega miðluð með því að stjórna öðrum genum. Í ljósi þess að mörg gen innihalda samkomusíður fyrir AP-1 fléttur á verkefnisvæðum sínum, er líklegt að aðgerðir ΔFosB á taugafrumur hafa flókin áhrif á fjölmörg gen. Aðeins fáir hafa verið greindir til þessa. AMPA glútamatviðtakaeiningin 2 (GluR2) er stjórnað af ΔFosB í kjarna accumbens, áhrif sem ekki sést í riddarahryggnum (Kelz et al., 1999). Síklínháð kínasa 5 (Cdk5) er stjórnað upp bæði í kjarnanum accumbens og í ristli á bakinu (Bibb o.fl., 2001). Hægt var að miðla þessum áhrifum með AP-1 stöðum sem eru til staðar í verkefnisvæðum þessara gena (Brene o.fl., 2000; Chen et al., 2000). Gert er ráð fyrir að reglugerð GluR2 breytti rafmagnsstyrkleika taugafrumna með fæðingu með því að breyta AMPA viðtaka þeirra. Reglugerð Cdk5 gæti einnig breytt spennu þessara taugafrumna í gegnum ferli sem felur í sér dópamín og cAMP-stjórnað fosfóprótein-32, sem er mjög auðgað í stígandi miðlungs spiny taugafrumum (Brene o.fl., 1994; Bibb o.fl., 1999). Hins vegar er frekari vinna nauðsynleg til að bera kennsl á nákvæmar sameindaleiðir sem ΔFosB, með breytingum á tjáningu annarra gena, breytir virkni ástand stríði dynorfíns og enkephalín taugafrumna.

Ályktanir

Niðurstöðurnar um að svipaðar sameindaaðlögun eigi sér stað í kjarnahópnum við náttúrulegar og lyfjavirkjaðar umbunaraðstæður benda til þess að algeng taugalíffræðileg fyrirkomulag geti stjórnað báðum gerðum gefandi hegðunar. Einn kjarna líkt milli þessa hegðunar er ávanabindandi eðli þeirra. ΔFosB er framkölluð af báðum hegðun og eykur bæði hegðun þegar óháður er tjáður í dynatalíni taugafrumum. Kannski ΔFosB, þegar það kemur fram í þessum taugafrumum, næmir taugakerfi sem tengist áráttuhegðun. Þótt íhugandi sé, eykst þekkingin um ΔFosB bendir til þess að það, eða hinar ýmsu sameindaleiðir, sem það stjórnar, geti verið hentugt markmið fyrir þróun lyfjafræðilegrar meðferðar við ýmsum sjúkdómum. Dæmi um þetta gætu verið áráttuhegðun, þar á meðal ekki aðeins eiturlyfjafíkn heldur einnig átraskanir, meinafræðileg fjárhættuspil, óhófleg hreyfing og jafnvel jafnvel þráhyggju.

Fyrri hluti Næsta kafli

Neðanmálsgreinar

Móttekið janúar 29, 2002.
Endurskoðun fékk júní 11, 2002.
Samþykkt í júní 12, 2002.

Þessi vinna var studd af sænska rannsóknaráðinu (03185, 11642 og 04762), Centrum för idrottsforskning (CIF 86 / 01), Rannsóknarstofnun um vímuefnavanda og National Institute on Aging. Við þökkum Karin Pernold og Karin Lundströmer fyrir frábæra tæknilega aðstoð.
Bréf skal beint til Stefan Brené, deildar taugavísinda, Karolinska Institutet, Stokkhólmi, S-171 77 Svíþjóð. Tölvupóstur: [netvarið].

Höfundarréttur © 2002 Society for Neuroscience

Fyrri hluti

HEIMILDIR

↵
1. American Geðræn Association

(1994) Greiningar- og tölfræðileg handbók um geðraskanir, Ed 4. (American Psychiatric, Washington, DC).

↵
1. Atkins JB,
2. Chlan-Fourney J,
3. Nei HE,
4. Hiroi N,
5. Carlezon WA Jr.,
6. Nestler EJ

(1999) Svæðasértæk örvun ΔFosB með endurtekinni gjöf á dæmigerðum móti afbrigðilegum geðrofslyfjum. Synapse 33: 118 – 128.

Flýtileiðir hlekkur