Stækkun lyfja við örvandi synapses í VTA

Brautryðjendastjórn Ungless og samstarfsmanna í 2001 sýnt fram á að ein útsetning fyrir kókaíni olli aukningu á synaptískum styrk við örvandi synapses á VTA DA taugafrumum þegar hann var mældur 24 h seinna í heilasneiðum (Ungless o.fl., 2001). Þetta var mælt sem aukning á hlutfalli AMPA-miðluðra örvandi postsynaptískra strauma (EPSC) yfir NMDA-miðluðum EPSC (kallað AMPA / NMDA hlutfall). Sýnt var fram á að á eftir rafrænu völdum LTP var lokað við örvandi VTA synapses í kókaínmeðhöndluðum músum en LTD var bætt. Þessar athuganir, sem og fjöldi annarra raf-lífeðlisfræðilegra ráðstafana, bentu til þess að breytingin á mýkt hafi hugsanlega deilt svipuðum aðferðum og myndunarlega framkallað LTP (Ungless o.fl., 2001). Síðan hefur verið sýnt fram á að gjöf annarra misnotkunarlyfja, þar með talið amfetamíns, morfíns, etanóls, nikótíns og benzódíazepína, getur einnig valdið aukningu á synaptískum styrk í VTA, áhrifum sem ekki er séð með geðlyfjum sem ekki hafa misnotkun. (Saal o.fl., 2003; Gao et al., 2010; Tan et al., 2010). Þessi athugun sýnir samleitni frumuviðbragða innan VTA með öllum misnotuðum lyfjum og veitir hugsanlegan taugakerfi þar sem byrjað gæti verið að hefja fyrstu taugaaðlögun undirliggjandi fíknar.

Áhrif stjórnunar lyfja sem ekki eru háð skorti á synaptic plasticity VTA eru tímabundin tjáð, varir að minnsta kosti 5 en skemur en 10 dagar og hefur verið sýnt fram á að það samsvarar jákvæðum hætti við fyrstu þróun hegðunarnæmingar en ekki með tjáningu þess. (Ungless et al., 2001; Saal o.fl., 2003; Borgland o.fl., 2004). Ef kókaín er gefið sjálf er útkoman frekar önnur þar sem plastleiki í VTA verður viðvarandi og hægt er að greina jafnvel 90 daga þar til afturköllun (Chen et al., 2008).

Styrking glutamatergic synapses á VTA DA frumur er væntanlega tengd getu misnotkunarlyfja til að auka utanfrumu DA í NAc (Di Chiara og Imperato, 1988) TheNd táknar hugsanlega upphaf „meinafræðilegrar“ umbunarnáms þar sem „stimplun“ á lyfjasamtökum á sér stað. Reyndar hefur verið greint frá aukningu NMDA viðtakans á glútamatergískum samstillingarstyrk í VTA DA taugafrumum við öflun bendingasambands (Stuber o.fl., 2008) og nýlega var staðfest að kókaín eykur valmöguleika AMPA / NMDA hlutfalls VTA taugafrumna sem varpa til NAc öfugt við PFC (Lammel o.fl., 2011); það er vel staðfest að flutningur dópamíns innan NAc skiptir sköpum fyrir öflun Pavlovian samtaka (Kelley, 2004). Þannig getur verið að sú styrking á VTA DA taugafrumum geti verið táknrænt kóðun svipuð LTP, hugsanlega tengd námsferli, sem getur verið nauðsynleg fyrir snemmkomin hegðunarviðbrögð af völdum kókaíns og hefur getu til að kalla fram aðlögun til langs tíma sem liggur að baki fíkn, þó að það sé ekki fulltrúi ríkisins sem er háður fíkninu. Eins og aðrir hafa lagt til, getur verið að ávanabindandi lyf samnýti umbunarbraut heila til að „ofgreina“ gildi lyfs fyrir lífveruna (Kauer og Malenka, 2007).

Uppruni viðeigandi glutamatergic spár til VTA sem taka þátt í völdum lyfja af völdum lyfja er enn að skýra að fullu. Ein rannsókn hefur leitt í ljós að glútamatergískt samsöfnun VTA miðuð við áætlun frá bæði VTA sjálfum og pedunculopontine kjarna (PPN) sýna aukna styrkingu frá kókaíni, en aðeins synapses sem fá inntak frá PPN afferents eru styrktir með Δ⁹-tetrahydrocannabinol (THC) (Good og Lupica, 2010). Þannig virðist sem tilteknir glutamatergic afferents sem taka þátt í eflingu af völdum lyfja geta verið mismunandi eftir viðkomandi lyfi og það getur líka verið þannig að sérstök vörpun er sameiginleg öllum lyfjum sem valda örvandi mýkt í VTA; hið síðara er enn ekki ákveðið. Thann VTA fær umfangsmiklar áætlanir frá mörgum heilasvæðum þar á meðal PFC, amygdala og subthalamic kjarna (Geisler og Wise, 2008) sem margir hafa sýnt að hafa áhrif á sprengingu á taugafrumum VTA DA (Grillner og Mercuri, 2002). Framtíðartilraunir með optogenetic tækni gætu hjálpað til við að ákvarða sérstakar áætlanir sem bera ábyrgð á eflingu lyfsins sem framkallað var við myndun VTA sem sést sem svar við ýmsum misnotkunarlyfjum og þannig varpað ljósi á nákvæmlega eðli þessarar taugaðlögunar.

Verkunarhættir sem liggja til grundvallar lyfjamyndun á synaptic plasticity við örvandi synapse í VTA

Eins og með rafmagns-framkallað LTP í miðlæga DA taugafrumum hefur verið sýnt fram á aukningu á samstilltum styrk í VTA af völdum bæði kókaíns og nikótíns. háð NMDA viðtaka örvun (Bonci og Malenka, 1999; Ungless et al., 2001; Mao o.fl., 2011). Aftur á móti var nýlega sýnt fram á að viðhalda styrkingu af völdum kókaíns krefst virkni próteinkínasa Mζ (Ho et al., 2012), sjálfstætt virkt prótein kínasa C (PKC) ísóform, en hámarks tímatengd háður LTP í VTA DA taugafrumum lyfja sem ekki hafa verið naivir mýs, fer eftir hefðbundnum PKC ísóformum (Luu og Malenka, 2008). Þegar um er að ræða nikótín þarf VTA aukning á synaptic örvun á DA taugafrumum sem eru miðluð af sómatodendritic α4β2 nikótín asetýlkólínviðtaka (nAChRs) (Mao o.fl., 2011). Aukning af nikótíni af völdum losunar presynaptísks glútamats stuðlar einnig að því að örva þessa tilteknu synaptískan plastleika, líklega með aukinni virkjun NMDA viðtaka (Mao o.fl., 2011).

Tiltölulega meira er vitað um aðferðirnar sem liggja til grundvallar synaptískri plastleyndni af kókaíni en þeim undirliggjandi plastleiki sem völdum annarra misnotkunarlyfja. Kókaínbeiting á miðjuheiðar sneiðar veldur aukningu á NMDA viðtakasendingunni innan nokkurra mínútna og er lagt til að það fari með því að setja NR2B sem innihalda NMDAR í samloka með vélbúnaði sem krefst virkjunar D₅ viðtaka og ný próteinmyndun (Schilstrom o.fl., 2006; Argilli et al., 2008). Sýnt hefur verið fram á að Orexin A er bæði þörf fyrir skjóta inntöku á viðtaka NR2B sem innihalda NRXNUMXB og hækka AMPA / NMDA hlutföll; til samræmis við orexin₁ Sýnt hefur verið fram á að viðtakablokki SB334867 kemur í veg fyrir þróun næmni fyrir kókaíni (Borgland o.fl., 2006). Til viðbótar við breytingar á tjáningu NMDA viðtaka undir eininga, hefur sést aukið magn af GluR1 sem innihalda (GluR2 skortir) AMPA viðtaka við synapses strax og 3 h eftir útsetningu fyrir kókaínie (Argilli o.fl., 2008). Þessi athugun ásamt öðrum nýlegum gögnum hefur leitt til þeirrar tilgátu að samstillingar ísetningar á viðamiklum viðtaka, sem vantar GluR2, hafi stuðlað að tjáningu á synaptískri styrkingu kókaíns í VTA (Dong o.fl., 2004; Bellone og Luscher, 2006; Mameli o.fl., 2007; Brown et al., 2010; Mameli o.fl., 2011), fyrir umsagnir sjá (Kauer og Malenka, 2007; Úlfur og Tseng, 2012). Þessi innsetning GluR2-skortra AMPA viðtaka fer eftir NMDA viðtakasendingu í VTA DA taugafrumum þar sem það er fjarverandi hjá músum sem vantar virkan NMDA viðtaka í DA taugafrumum (Engblom o.fl., 2008; Mameli o.fl., 2009). Égnsertion GluR2 skortir AMPA viðtaka er mikilvægur vegna þess að þeir hafa einstaka eiginleika; þeir eru gegndræptir með kalsíum, hafa meiri leiðni eins rásar en viðtaka sem innihalda GluR2 og hafa því mikla getu til að breyta samstillingu (Isaac o.fl., 2007). Þess vegna er innsetning GluR2-skortra AMPA viðtaka í VTA tákn fyrir hugsanlegt fyrirkomulag þar sem misnotkun lyfja getur komið í veg fyrir plastaðlögunina sem liggja að baki fyrstu stigum lyfjanotkunar.

Nú hefur verið sýnt fram á að GluR2-skortir AMPA viðtaka í VAP örvandi synapses kom fram sem svörun við lyfjagjöf lyfja úr mörgum flokkum eins og nikótíni og morfíni sem og við optogenetic virkjun DA VTA taugafrumna. (Brown o.fl., 2010). Thans hefur leitt til þeirrar tillögu að innsetning á kalsíum gegndræpi GluR2-skortum AMPA viðtaka tákni alhliða fyrirkomulag sem kann að liggja til grundvallar lyfjaaukandi styrkingu á VTA samlimumBrown o.fl., 2010), þó að upplýsingar um amfetamín séu ekki endilega í samræmi við þessa tilgátu (Faleiro o.fl., 2004). Þar að auki, þar sem GluR2-skortir AMPA viðtakar eru að leiðrétta inn á við og leiða þannig mjög lítinn straum við + 40 mV, getur innsetning þeirra eingöngu ekki skýrt hækkun AMPA / NMDA hlutfalls með lyfjum. Nýleg rannsókn þar sem mæld voru samstillt svör við einingum sem komu fram með mjög staðbundinni glútamatuppsprettu (tveggja ljósmynda ljósritun á búri glútamats) sýndi, en auk þess að hafa haft áhrif á AMPA viðtaka-miðluð EPSC, hafði útsetning fyrir kókaíni einnig minnkaða EDA-miðluðu EPSC-viðtaka NMDA viðtakanna (Mameli et et.) al., 2011), þannig að hægt væri að auka mögulegt fyrirkomulag með því að auka AMPA / NMDA hlutföll í þessari atburðarás (með því að lækka nefnara hlutfallsins). Enn er ekki verið að rannsaka þetta með öðrum misnotkun fíkniefna.

Hægt er að snúa við lyfjavirkjað skipti á GluR2 sem innihalda AMPA viðtaka með GluR2 skorti með því að virkja mGluR1 viðtaka í VTA (Bellone og Luscher, 2006; Mameli o.fl., 2007). Þannig veitir mGluR1 miðlað skiptum á AMPA viðtökum fyrirkomulagi sem getur útskýrt hvers vegna styrking lyfja sem framkallað VIN synapses er tímabundin, varir 5 en ekki 10 daga (Ungless o.fl., 2001; Mameli o.fl., 2007). Reyndar, ef mGluR1 virka í VTA er skert 24 klst. Fyrir gjöf kókaíns, þá varir kókaín af völdum innréttingar inn á við lengra en 7 daga (Mameli o.fl., 2007, 2009). Þess vegna er ein möguleg skýring á því hvers vegna styrking kókaíns, sem vekur upp synaptísk styrk, viðvarandi í VTA eftir sjálfsstjórnun kókaíns (ólíkt því sem gefin var ekki óviljandi gjöf) gæti verið sú að sjálfstjórnun kókaíns leiðir til þunglyndis á mGluR1 merkjasendingum í VTA.

Lyfjavekjuð synaptísk plastleiki við hamlandi synapses í VTA

Excitatory synapses eru ekki eina tegund synapse í VTA DA taugafrumum sem verða fyrir áhrifum af óviljandi gjöf misnotkunarlyfja. Aðlögunarhindranir í VTA gegna einnig mikilvægu hlutverki við að stjórna hraðastigi DA taugafrumna og því hefur plastleiki í GABAergic synapses getu til að hafa veruleg áhrif á sendingu DA. Reyndar, kókaín, morfín og etanól geta öll haft áhrif á hamlandi synaptískan plastleika í VTA (Melis o.fl., 2002; Liu o.fl., 2005; Nugent o.fl., 2007). Endurtekin útsetning fyrir kókaíni in vivo fyrir 5 – 7 daga veldur minnkun á amplitude af GABA-miðluðum samstilltum straumum, þannig að auðvelda LTP örvun í VTA frumum með því að draga úr styrk GABAergic hömlunar (Liu o.fl., 2005). Síðari rannsóknir sýna að verkun þessarar hindrunar er endocannabinoid-háð LTD í GABAergic samloka sem felur í sér að virkja ERK1 / 2 (Pan o.fl., 2008, 2011). GABA_A viðtaka synapses á VTA dópamín taugafrumum sýna einnig öflugan NMDA háð LTP (kallað LTP_GABA) sem svar við hátíðni örvun (Nugent o.fl., 2007). Þessi LTP_GABA er fjarverandi í VTA sneiðum 2 og / eða 24 klst. á eftir in vivo gjöf morfíns, nikótíns, kókaíns eða etanóls (Nugent o.fl., 2007; Guan og Ye, 2010; Niehaus o.fl., 2010). Ef um er að ræða etanól er forvarnir gegn LTP_GABA er miðlað af μ-ópíóíðviðtakanum (Guan og Ye, 2010) Þetta tap á LTP er samhliða aukningu á samstillingu við örvandi synapses_GABA ætti að auka skothríð á VTA DA taugafrumum í kjölfar váhrifa á lyfjum.

Einnig hefur nýlega verið sýnt fram á að hægt er að senda GABA af völdum misnotkunarlyfja. Þannig að einn skammtur af metamfetamíni eða kókaíni nægir til að veikja getu GABA verulega_B viðtaka til að stjórna VTA GABA taugafrumum þegar þeir eru mældir ex vivo 24 h seinna (Padgett o.fl., 2012). Tap af metamfetamíni af völdum hægs hömlunarfærslumeðferðar (IPSC) stafar af minnkun GABA_B viðtaka-G prótein-tengdur innleiðandi kalíumrás (GIRK) straumar, vegna breytinga á próteinsmygli, og fylgir veruleg lækkun á næmi forstillta GABA_B viðtaka í GABA taugafrumum VTA. Ólíkt áhrifum af völdum lyfja á GABA_A synapses þetta þunglyndi af GABA_BR-GIRK merkjagjöf varir í marga daga eftir inndælinguna (Padgett o.fl., 2012).

Hegðunarsamhengi af völdum aukins lyfja í VTA DA frumum

Eins og áður sagði eru áhrif tímabundinna lyfjagjafar á synaptic plasticity í VTA DA taugafrumum gefin tímabundið, varir að minnsta kosti 5 en skemur en 10 dagar og hefur verið sýnt fram á að það samsvarar jákvæðum hætti við fyrstu þróun hegðunarnæmis en ekki með tjáningu þess. (Ungless o.fl., 2001; Saal o.fl., 2003; Borgland o.fl., 2004). Til stuðnings þeirri tilgátu að aukin lyfjameðferð á VTA samsöfnum sé framköllun á hegðunarofnæmi, dregur úr gjöf glútamats mótlyfja innan VTA og veirumiðuð stjórnun GluR1 eykur hreyfitæmandi eiginleika lyfja (Carlezon o.fl., 1997; Carlezon og Nestler, 2002). Sterkar vísbendingar um þátttöku NR2A- og B sem innihalda NMDA viðtaka eru sýndar með því að athugunin að lyfjafræðileg hömlun á annað hvort kemur í veg fyrir bæði næmingu og tengda hækkun á kókaíni af völdum AMPA / NMDA hlutfalla (Schumann o.fl., 2009). Mýs með markvissri eyðingu NR1 eða GluR1 (sértækar til DA heila taugafrumna) eða alheims GluR1 eyðing sýna ósæmilega hegðunarnæmni og sýna samt skert AMPA viðtaka strauma eftir kókaínmeðferð (Dong o.fl., 2004; Engblom o.fl., 2008). Viðbótar snúningur er veittur af athuguninni að CPP og skilyrt hreyfihegðun er ekki í GluR1 rothöggsmúsum (Dong o.fl., 2004) og útrýmingu CPP kókaíns er fjarverandi hjá músum með GluR1 eyðingu sem er miðuð við DA heila taugafrumur (Engblom o.fl., 2008) en hjá NR1 rothögg músum endurupptaka kókaín CPP og tjáningu hegðunarnæmis er dregið úr (Engblom o.fl., 2008; Zweifel o.fl., 2008). Þannig að jafnvel með fyrirvörun um hugsanlega þroskabætur í stökkbreyttum músum og / eða mögulega ófullkominni eyðingu, er mögulegt að taugaferli sem stjórna styrkingu DA taugafrumna og meðferðarofnæmi séu sundruð. Frekar gæti verið að aukning á samsöfnun VTA geti stuðlað að því að hvetja velferð til lyfjatengdra vísbendinga.

Að mæla breytinga á synaptic í kjölfar lyfjagjafar sem ekki er óviljandi er takmarkað með tilliti til upplýsinga um raunverulegt sjúkdómsástand fíknar. Meira máli fyrir ástand manna eru rannsóknir þar sem breytingar á synaptic plasticity eru mældar eftir skilyrt lyfjagjöf td sjálfstjórnun aðgerðar. Í þessu sambandi er synaptísk styrking VTA DA frumna af völdum sjálfsgjafar kókaíns einstaklega viðvarandi, varir 3 mánuðir í bindindi og sýnt er fram á að vera ónæmur fyrir útrýmingarfræðslu (Chen o.fl., 2008). Þrátt fyrir að upphaflega hafi verið lagt til að tímabundinn atburður komi í ljós að lyfjakennd plastleiki í VTA hefur getu til að vera langvarandi, sýnir það fram á að lyfjagjafaraðferðin (óviss og ekki óviljandi) er mikilvægur ákvörðunaraðili um langlífi hennar . Þetta er studd af þeirri athugun að oktaeftirlit í þessari rannsókn sýndi ekki svipaða aukningu á AMPA / NMDA hlutfallinu; sem bendir til þess að það sé að læra samtök bendinga eða aðgerða sem leiða til útkomu sem knýr mýkt. Aftur á móti framleiðir sjálfstjórnun matvæla eða súkrósa undir svipuðum breytum aukningu á AMPA / NMDA hlutföllum sem eru viðvarandi í 7 en ekki 21 daga til bindindis, sem er greinilega tímabundið miðað við það sem framkallaðist af kókaíni (Chen o.fl., 2008). Skortur á þrautseigju af völdum plasticity af völdum matar sýnir að breytingin á samstillingarstyrk af völdum kókaíns er ekki einungis taugamerking á lærdóms- eða leyndarferli sem felast í sjálfri stjórnsýslu hugmyndafræði. í sjálfu sér, frekar lyfjasértæk áhrif sem mögulega tákna meinafræðilega styrkingu samtaka lyfja-bendinga. Eins og áður segir hafa vísbendingar sem spá um umbun einnig reynst valda aukningu á AMPA / NMDA hlutföllum í VTA, þó ekki eins viðvarandi, sem styður hlutverk þessarar breytingar á örvandi synaptískri virkni í verðlaunanámi (Stuber o.fl., 2008).

Athyglisvert er að aukningin á AMPA / NMDA hlutfallinu er svipuð án tillits til fjölda inndælinga (stak samanborið við margfeldi), stjórnsýsluprotokollur (skilyrti samanborið við óskilorðsbundið), og lengd aðgangs (takmarkaður aðgangur samanborið við aukinn aðgang) (Borgland o.fl., 2004; Chen et al., 2008; Mameli o.fl., 2009). Þetta bendir til þess að aukningin á AMPA / NMDA hlutfalli sem sést í VTA DA frumum sé hugsanlega leyfileg atburður, kannski til marks um „sældar“ í stað þess að tákna upphaf undirliggjandi taugakvilla, sem myndi væntanlega aukast við áframhaldandi útsetningu.

Lyfjakölluð plastleiki við örvandi synapses í NAC

Ólíkt VTA veldur einni kókaín stungulyf ekki aukningu á synaptic styrk í NAc þegar það er mælt 24 h seinna (Thomas o.fl., 2001; Kourrich o.fl., 2007). Þessi athugun og tvíáætlunartímabilið sem fylgir í kjölfar endurtekinnar gjafar og fráhvarfs dsýnir fram á að plastleiki af völdum lyfja í NAc er verulega frábrugðin því sem fram kom í VTA. Einmitt, þegar endurteknar inndælingar á kókaíni eru gefnar (svo að framkallað sé hegðun), sést lækkun á AMPA / NMDA hlutfalli við NAc skelútgrip þegar það var mælt 24 klst. eftir síðustu gjöfn (Kourrich o.fl., 2007). Þetta synaptic þunglyndi frá endurteknu kókaíni virðist tengjast plastleika í VTA; við sértæka röskun á mGluR1 aðgerðinni í VTA er aðeins ein staka kókaíninnspýting nauðsynleg til að valda þessu sama þunglyndi af NAc samlíkingum (Mameli o.fl., 2009). Thann höfundar þessarar rannsóknar staðhæfði að aukin örvun á VTA-spám gæti auðveldað samhliða losun DA og glútamats í NAc með aukinni losun DA. Þetta getur síðan breytt þröskuldinum fyrir framköllun á staðbundinni mýkt í NAc með því að hafa áhrif á spennu rafrásarinnar eða með því að samþætta innanfrumu merkjaferla (Mameli o.fl., 2009).

Hagnýtur þunglyndi NAc synapses við bráðan fráhvarf er óljóst á þessu stigi. Ein möguleg skýring getur verið að þunglyndi NAC miðlungs spiny taugafrumna (MSNs) dragi úr viðbrögðum þeirra við náttúrulegu gefandi áreiti og stuðli þess vegna að svæfingunni sem upplifaðist við bráðan fráhvarf. Það gæti líka verið að lækkunin, sem sést á AMPA / NMDA hlutfallinu, gæti verið afleiðing af innsetningu himnunnar á NR2B sem innihalda NMDA viðtaka (þannig að auka nefnara hlutfallsins) þar sem nýjar hljóðlausar samlíkingar koma í ljós í NAc skelinni við útsetningu fyrir kókaíni (Huang o.fl., 2009). Silent glutamatergic synapses, sem tjáir virkni NMDA viðtakamiðlaða strauma í fjarveru AMPA viðtakamiðlaðra strauma, er talið hafa aukna getu til að gangast undir styrkingu synaptísks flutnings (Isaac o.fl., 1995). Þegar búið er að búa til þessar hljóðlausu samsætur geta auðveldað nýliðun AMPA viðtaka og þar með aukið örvandi synaptísk sending. Þetta veitir mögulegt fyrirkomulag til að skýra hækkun á yfirborðsstyrk AMPA viðtaka og síðara AMPAR / NMDAR hlutfall sem sést í NAc við langvarandi fráhvarf (Boudreau og Úlfur, 2005; Boudreau o.fl., 2007; Kourrich o.fl., 2007; Conrad o.fl., 2008). NR2B sem innihalda NMDA viðtaka í NAc gæti einnig verið þátttakandi í myndun samtaka lyfjasambanda þar sem siRNA niðurbrot þessarar undireiningar hindrar morfín CPP í músum en ekki hegðun næmi (Kao o.fl., 2011).

Ólíkt kókaíni, endurteknar meðferðaráætlanir með hléum af völdum etanóls hafa í för með sér aukningu á samsöfnun til að bregðast við áður örvandi samskiptareglum sem hvetja til LTD þegar það var mælt 24 h eftir síðustu útsetningu (Jeanes o.fl., 2011). Þessi styrking NMDA-háðs er tímabundin þar sem eftir frekari 48 klst. Við afturköllun hefur hún sundrað og hvorki hægt að framkalla LTP né LTD (Jeanes o.fl., 2011). Höfundarnir túlka svo kröftugar breytingar á NAc mýkt sem vísbendingu um mögulegt mikilvægi þessa ferlis í etanól af völdum taugaaðlögunar. Ennfremur, ólíkt geðörvandi lyfjum, getur etanól virkað við NMDA viðtaka og hefur því getu til að hafa bein áhrif á glutamatergic merkjasendingar.

Synaptic styrking sem kom fram í NAC eftir tímabil afturköllunar

Öfugt við þunglyndið sem kom fram við bráðan fráhvarf, sést aukning á samsöfnun NAc skeljar eftir 10 – 14 daga fráhvarf eftir endurtekna gjöf kókaíns eða morfíns (Kourrich o.fl., 2007; Wu et al., 2012). Ennfremur, eftir 7 daga fráhvarf frá stakri gjöf kókaíns, er aukning á amplitude mEPSCs sem og tap á LTP sem er framkölluð með há tíðni örvun (HFS) í bæði kjarna og skel NAc taugafrumum sem tjá dópamín D₁ viðtaka (Pascoli o.fl., 2012). Tbreyting hans á getu til að framkalla synaptic plasticity er vísað til myndlíkingar. Metaplastic af völdum kókaíns sést einnig eftir að sjálfsstjórnun kókaíns var hætt. Þannig sýna rottur sem hafa sjálf gefið Kókaín eftir 3 vikna útrýmingu eða bindindi in vivo halli á getu til að þróa LTP í NAc kjarna eftir örvun PFC. Þessari athugun fylgdi breyting til vinstri í inntak-úttak ferilsins sem bendir til aukinnar fEPSP amplitude (Moussawi o.fl., 2009). Aukning á samsöfnun NAc sést einnig í formi aukinna strauma sem miðlað er af AMPA eftir lengra bindindi við sjálfsstjórn (Conrad o.fl., 2008). Sameiginlega benda þessar upplýsingar til þess að örvun á samstillingu í NAC þróist annað hvort sem aðgerð sem dregur úr afturköllun, eða sem tími frá því fyrsta kókaíngjöf var gefin. Nýleg rannsókn styður síðarnefndu túlkunina þar sem svipaðar aukningar á tíðni mEPSC komu fram í D₁ viðtakatjáning MSN í músum þrátt fyrir fjarveru eða tilvist langvarandi fráhvarfstímabils eftir endurtekna gjöf kókaíns (Dobi o.fl., 2011). Þess vegna virðast atburðirnir sem leiddu til breytinga á flutningi glutamatergic í NAc taka nokkurn tíma að þróast.

Framlag sérstakra AMPA viðtakaeininga við þessa breytingu er mismunandi eftir stigi fráhvarfs og aðferðar við lyfjagjöf; 10 – 21 dagar frá því að hætt er við bæði óbeinar og sjálfar lyfjagjafir AMlu-viðtakar sem innihalda GluR2 virðast vera ábyrgir fyrir breytingum á AMPA sendingu (Boudreau og Úlfur, 2005; Boudreau o.fl., 2007; Kourrich o.fl., 2007; Ferrario o.fl., 2010) en lengra en 21 daga er GluR2-skortum AMPA viðtaka bætt við samloka. Síðarnefnda niðurstaðan virðist aðeins vera raunin þegar kókaín er gefið sjálf (Conrad o.fl., 2008; McCutcheon o.fl., 2011), þó sjá (Mameli o.fl., 2009). Í ljósi aukinnar leiðni AMG viðtaka sem ekki skortir GluR2, getur verið að innsetning þeirra komi fram sem svörun við þunglyndi NAc samfalls af völdum sjálfsstjórnunar kókaíns og leiðir þannig til aukinnar MSN svörunar við örvandi aðföngum sem kalla fram kókaínsleit í framtíðinni. Reyndar kemur í veg fyrir að GluR2-skortir AMPA viðtaka í NAc hindri tjáningu á ræktuðu kókaíns sem er af völdum bendinga vegna bendinga (Conrad o.fl., 2008) og kókaínsleit sem framkallað er annað hvort af AMPA eða kókaíni er einnig hindrað með innspýtingu antisense fákirna af GluR1 mRNA í NAc (Ping o.fl., 2008).

Lyfjaáskorun eftir fráhvarf afturkallar synaptic aukningu á þunglyndi

Aukning á samstillingarstyrk og yfirborðstjáningu AMPA viðtakaeininga af völdum kókaíns í NAc eftir að hætt var við ósjálfstæða gjöf er síðan snúið við þegar frekari kókaínsprautur eru gefnar (endurtekin áskorun) (Thomas o.fl., 2001; Boudreau o.fl., 2007; Kourrich o.fl., 2007; Ferrario o.fl., 2010). Þannig sést aftur synaptic þunglyndi í NAc skelinni þegar hann er mældur 24 klst. Eftir þessa kókaínsprautun (Thomas o.fl., 2001), þó að sjá (Pascoli o.fl., 2012). Hegðunarlega virðist þetta vera í samhengi við tjáningu næmni og í amk amfetamíni hefur verið sýnt fram á að það er clathrin-miðlað og treyst á GluR2 háð innfellingu af postynaptískum AMPA viðtökum (Brebner o.fl., 2005). Fækkun á yfirborði tjáningu AMPA viðtaka í kjölfar kókaínáskorunar er tímabundin þar sem innan 7 daga batnar tjáning á yfirborði upp í stig sem eru sambærileg við ósótt kókaínmeðhöndlað rottur (Ferrario o.fl., 2010). Sem slíkt virðist sem saga um útsetningu fyrir kókaíni og fráhvarf geti auðveldlega breytt stefnu á samstillta mýkt í NAc.

Nýlega var bein tengsl gerð milli aukningar á samsöfnun barkstera á D₁ jákvæðar viðtakafrumur eftir 7 daga afturköllun og tjáningu næmni. Eins og áður hefur komið fram, eftir að 7 daga fráhvarf frá stakri gjöf kókaíns, reyndist þessi samsöfnun aukin bæði í kjarna og skel (eins og það er mælt með aukningu á mEPSC amplitude) og LTP af völdum HFS minnkað. Sama fannst ekki fyrir samlíkingar á D₂ viðtaka jákvæðar frumur (Pascoli o.fl., 2012). Þegar það er snúið optogenetically in vivo í gegnum siðareglur sem vitað er að framkallar LTD, barkstigsuppsöfnun á barkstera á D₁-viðtaka jákvæðra frumna sýndu minnkaða mEPSC og var komið í veg fyrir tjáningu á hreyfingu. Mikilvægt er að getu HFS til að örva LTP var endurreist í þessum taugafrumum (Pascoli o.fl., 2012), þannig að sýnt er fram á bein tengsl milli þessarar tilteknu samstillingaraðlögunar við samsöfnun barkstera og tjáningu næmni fyrir kókaíni.

Uppskriftarþættir

Uppskriftarþættir eru prótein sem bindast sérstökum DNA röð til að stjórna umritun gena með því að hafa samskipti við RNA fjölliðu II flókið (Mitchell og Tjian, 1989). Umritunarþætti er hægt að örva eða bæla sem svörun við áreiti í umhverfinu, sem leiðir til breytinga á tjáningu gena og að lokum taugafrumum. Nokkrir uppskriftarþættir hafa verið greindir fyrir hugsanlegt hlutverk sitt í fíkn vegna þess að tjáningu þeirra og virkjun er stjórnað á mesocorticolimbic ferli við útsetningu fyrir misnotkun lyfja. ΔFosB er einn slíkur umritunarstuðull sem hefur vakið sérstaka athygli vegna óvenjulegrar stöðugleika. ΔFosB er stytt sundlaugarafbrigði af FosB geninu og það deilir samheiti við aðra Fos fjölskyldumeðlimi þar á meðal c-Fos, FosB, Fra1 og Fra2 sem allir heterodimerise með Jun fjölskyldupróteinum (c-Jun, JunB, eða JunD) til að mynda virkjunarprótein-1 (AP-1) uppskriftarþættir (Morgan og Curran, 1995). Þessir aðrir Fos fjölskyldumeðlimir örvast hratt í striatum til að bregðast við bráðum gjöf geðörvandi lyfja, en vegna óstöðugleika þeirra er þessi tjáning tímabundin og fer aftur í grunnstyrk innan nokkurra klukkustunda (Graybiel o.fl., 1990; Young et al., 1991; Hope o.fl., 1992). Aftur á móti safnast ΔFosB upp í striatum eftir langvarandi lyfjagjöf og tjáning þess er viðvarandi í nokkrar vikur eftir síðustu útsetningu lyfsins (Hope o.fl., 1994; Nye o.fl., 1995; Nye og Nestler, 1996; Pich o.fl., 1997; Muller og Unterwald, 2005; McDaid o.fl., 2006). Gögn frá hegðunar tilraunum styðja ΔFosB hlutverk í sumum varanlegra áhrifa sem gefin eru af misnotkun eiturlyfja. Of-tjáning ΔFosB í striatum leiðir til aukinna svörunar við hreyfingum bæði við bráðu og langvarandi kókaíni og eykur styrkandi eiginleika bæði kókaíns og morfíns (Kelz o.fl., 1999; Colby o.fl., 2003; Zachariou o.fl., 2006), en hömlun á osFosB veldur öfugum hegðunaráhrifum (Peakman o.fl., 2003). Vegna getu hans til að auka hvata hvata eiginleika misnotkunarlyfja hefur þessum uppskriftarstuðli verið lagt til að tákna „sameindaskipti“ sem auðveldar umskipti til fíknar (Nestler, 2008).

cAMP svörunarþáttbindandi prótein (CREB) er annar uppskriftarþáttur sem hefur verið í brennidepli í talsverðu magni rannsókna vegna fyrirhugaðs hlutverks þess í vímuefnaframkvæmd (McPherson og Lawrence, 2007). CREB er tjáð alls staðar í heila og hægt er að virkja með fjölmörgum innanfrumuvökvaferlum sem ná hámarki fosfórýleringu þess við serine 133 (Mayr og Montminy, 2001). Fosfórýlerað CREB (pCREB) örvar nýliðun CREB-bindandi próteins (CBP) sem auðveldar umritun ýmissa neðra strauma (Arias o.fl., 1994). pCREB örvast hratt í striatum við útsetningu fyrir geðörvandi lyfjum (Konradi o.fl., 1994; Kano o.fl., 1995; Walters og Blendy, 2001; Choe o.fl., 2002) og þetta er tilgáta til að tákna einsleitni sem vinnur gegn hegðunarviðbrögðum við misnotkun lyfja (McClung og Nestler, 2003; Dong o.fl., 2006). Samhliða þessu dregur of tjáning CREB í NAc skelinni ábætandi eiginleika kókaíns í skilyrtri staðsetningarpróf (CPP), en hið gagnstæða sést við hömlun á CREB á þessu svæði (Carlezon o.fl., 1998; Pliakas o.fl., 2001). Á svipaðan hátt, erfðabreyting eða hömlun á CREB í ristli á bakinu veitir aukinni næmi fyrir hreyfivefandi eiginleikum geðörvandi lyfja og bætir frekari stuðningi við þessa tilgátu (Fasano o.fl., 2009; Madsen o.fl., 2012).

Þó að gögn úr CPP tilraunum styðji þá hugmynd að CREB starfi sem neikvæður mótandi lyfja umbun, að minnsta kosti með tilliti til kókaíns, getur þetta verið einföldun. Fjöldi rannsókna þar sem notaðar voru ýmsar aðferðir til að breyta virkni CREB í NAc skelinni hafa leitt í ljós að hömlun á CREB dregur úr styrkingu kókaíns í sjálf-stjórnsýslu hugmyndafræði (Choi o.fl., 2006; Green o.fl., 2010; Larson o.fl., 2011), en styrking kókaíns er aukin með ofreynslu CREB á þessu svæði (Larson o.fl., 2011). Þessar ólíku niðurstöður eru sennilega vegna grundvallar munur á tækjabúnaði og Pavlovian skilyrðingaraðgerðum sem og frjálsum vs. ósjálfráða lyfjagjöf. CPP felur í sér tengd námsferli og er talið vera óbeinn mælikvarði á hedonic eiginleika lyfs frekar en styrkingu lyfja í sjálfu sér (Bardo og Bevins, 2000). Fjöldi tilfinningaþátta getur haft áhrif á sjálfstjórnun lyfjameðferðar sjálfkrafa og getu CREB virkni í NAc til að draga úr viðbrögðum við kvíðabundnum áreiti (Barrot o.fl., 2002) og draga úr þunglyndi (Pliakas o.fl., 2001) gæti haft áhrif á tilhneigingu til að gefa lyfið sjálf. Athyglisvert er að eyðing CREB úr PFC hefur í för með sér minni hvatningu til að gefa sjálf kókaín (McPherson o.fl., 2010), sem sýnir að áhrif CREB-meðferðar á hegðun eru einnig mismunandi fyrir mismunandi heila svæði. Þetta kemur ef til vill ekki á óvart í ljósi þess að CREB transkriptómið er mjög mismunandi eftir frumugerðinni (Cha-Molstad o.fl., 2004) og því væri mikilvægt að greina þær breytingar á genatjáningu sem eiga sér stað niðurstreymi CREB sem stuðla að þessum svipgerðum. Að flækja hlutina frekar er sú athugun að CREB í NAc skelinni er nauðsynleg fyrir nikótín CPP (Brunzell o.fl., 2009), sem bendir til þess að aðferðirnar sem liggja að baki skilyrðum nikótínlauna séu frábrugðnar þeim sem liggja að baki kókaíni og morfíni, sem báðir eru auknir með CREB hömlun í NAc skelinni (Carlezon o.fl., 1998; Pliakas o.fl., 2001; Barrot et al., 2002).

Epigenetic kerfi

Epigenetics hefur ýmsar skilgreiningar, en í taugavísindum er það almennt skilgreint sem breytingar á genatjáningu sem eiga sér stað með mótun á krómatíni sem ekki verða til vegna breytinga á undirliggjandi DNA röð (McQuown og Wood, 2010). Krómatín lýsir ástandi DNA þegar það er pakkað innan frumunnar. Grunn endurtekningareiningin á litningi er kjarni, sem samanstendur af 147 basapar af DNA vafið um oktamer sem samanstendur af pörum fjögurra kjarna históna (H2A, H2B, H3 og H4) (Luger o.fl., 1997). Amínó endahliðar þessara kjarna históna geta farið í nokkrar breytingar eftir þýðingu, þ.mt asetýlering, metýlering, fosfórýlering, alls staðar nálægð og sumóýlering (Berger, 2007). Að bæta við og fjarlægja þessa virku hópa úr histónhalum er framkvæmdur með miklum fjölda af histónbreytandi ensímum, þar með talið asetýltransferösum, désetýlasum, metýltransferasa, demetýlasa og kínasa (Kouzarides, 2007). Þessar breytingar á históni þjóna til að merkja ráðningu umritunarþátta og annarra próteina sem taka þátt í uppskriftarstýringu og breyta krómatínmyndun til að gera DNA meira eða minna aðgengilegt fyrir umritunarvélarnar (Strahl og Allis, 2000; Kouzarides, 2007; Taverna o.fl., 2007). Epigenetic fyrirkomulag er því mikilvæg aðferð sem umhverfisörvun getur stjórnað tjáningu gena og að lokum hegðun.

Að undanförnu hefur litning á litningi verið viðurkennd sem mikilvægur búnaður sem liggur til grundvallar breytingum á lyfjum á plastleika og hegðun (Renthal og Nestler, 2008; Bredy o.fl., 2010; McQuown og Wood, 2010; Maze og Nestler, 2011; Robison og Nestler, 2011). Fyrstu sönnunargögnin fyrir þessu komu frá tilraunum Kumar og samstarfsmanna sem notuðu krómatískar ónæmisprófanir (ChIP) til að sýna fram á að kókaín valdi breytingum á históni við sérstaka genaforritara í striatum (Kumar o.fl., 2005). Nánar tiltekið leiddi bráð gjöf kókaíns til H4 ofarasetýleringar cFos verkefnisstjóra en langvarandi gjöf leiddi til H3 ofurasetýleringar á BDNF og Cdk5 hvatamenn. Histónasetýlering felur í sér ensímflutning asetýlhóps í N-lokahala históns históns, sem hlutleysir rafstöðueiginleikann milli histónsins og neikvætt hlaða DNA og gerir það aðgengilegra fyrir uppskriftartækið (Loidl, 1994). Þetta er í samræmi við getu kókaíns til að auka tjáningu Fos fjölskyldu umritunarþátta bráðlega (Graybiel o.fl., 1990; Young et al., 1991) en BDNF og Cdk5 eru aðeins framkölluð við langvarandi útsetningu (Bibb o.fl., 2001; Grimm o.fl., 2003).

Einnig er hægt að ná fram histónóetýleruðu ástandi með tilraunum með gjöf histón deacetylase (HDAC) hemla, og þessi lyf hafa verið notuð til að kanna áhrif alþjóðlegrar aukningar á histón asetýleringu á hegðunarviðbrögð við misnotkun lyfja. Almenn gjöf HDAC hemla eykur samverkandi ofurasetýleringu sem sést sem svörun við kókaíni innan striatum (Kumar o.fl., 2005), og þetta styrkir hreyfingu vegna kókaíns og kókaínlauna (Kumar o.fl., 2005; Sun o.fl., 2008; Sanchis-Segura o.fl., 2009). HDAC hömlun getur einnig aukið hreyfiofnæmi fyrir etanóli og morfíni og auðveldað morfín CPP (Sanchis-Segura o.fl., 2009) Engu að síður, HDAC hemlar hafa einnig reynst koma í veg fyrir að næmi myndist fyrir einni útsetningu fyrir morfíni (Jing o.fl., 2011) og draga úr hvatanum til að gefa sjálfan sig kókaín (Romieu o.fl., 2008). Þessar andstæður niðurstöður kunna að endurspegla mismun á samskiptareglum við lyfjagjöf og mikilvægt er að þær sýna fram á að HDAC hemlar styrkja ekki hegðunarviðbrögð gagnvart lyfjum á óbeinu hátt við allar aðstæður.

Vegna leyfilegra áhrifa þeirra á umritun gena geta HDAC hemlar einnig virkað til að auðvelda ákveðnar tegundir náms (Bredy o.fl., 2007; Lattal o.fl., 2007). Nýlega hefur verið sýnt fram á að gjöf HDAC hemils eftir endurtekna útsetningu fyrir áður kókaínpöruðu umhverfi getur auðveldað útrýmingu CPP af völdum kókaíns, og er það líklega tengt aukinni históni H3 asetýlering í NAc (Malvaez o.fl., 2010). Innrennsli HDAC hemilsins suberoylanilide hýdroxamsýru (SAHA) beint í NAc meðan á skilyrðingarstigi CPP stendur eykur skilyrt kókaín umbun (Renthal o.fl., 2007), sem gefur til kynna að HDAC hömlun á þessu svæði geti auðveldað bæði launatengd nám og nám í útrýmingarhættu, eftir því hvaða samhengi lyfið er gefið. Frekari tilraunir hafa leitt í ljós hlutverk HDAC5 og innræn HDAC kom mjög fram í NAc við mótun á kókaínlaun. Kókaíngjöf eykur virkni HDAC5 með því að stjórna fosfórýleringu þess og kjarnainnflutningi í kjölfarið, og fosfórun HDAC5 í NAc hefur áhrif á þróun kókaíns CPP (Taniguchi o.fl., 2012). Á svipaðan hátt dregur of tjáning HDAC5 í NAc á skilyrðingarstig CPP til að draga úr kókaínlaun og þessum áhrifum er snúið við tjáningu á stökkbreyttu formi HDAC5 í NAc (Renthal o.fl., 2007). Hugsanlegt er að HDAC5 hafi þessi áhrif með því að hindra umbreytingu á genum af völdum lyfja sem eykur venjulega gefandi eiginleika kókaíns.

Erfðamenging á krómatínbreytingum, sem eiga sér stað í NAc vegna útsetningar fyrir kókaíni, hefur leitt í ljós fjölda margra breytinga á krómatíni á kynningarhéruðum gena sem streyma niður bæði CREB og ΔFosB (Renthal o.fl., 2009). Þessi greining leiddi einnig í ljós uppstýringu á tveimur sirtuínum, SIRT1 og SIRT2, sem eru prótein sem hafa HDAC virkni og geta einnig deacetylat önnur frumuprótein (Denu, 2005). Innleiðing SIRT1 og SIRT2 er tengd aukinni H3 asetýleringu og aukinni bindingu ΔFosB við genaframleiðendur þeirra, sem bendir til þess að þeir séu niðurstreymismarkmið ΔFosB (Renthal o.fl., 2009). Uppbygging SIRT1 og SIRT2 er talin hafa hegðunarvanda; sirtuins draga úr spennu NAc MSNs vitroog lyfjafræðileg hömlun á sirtuínum dregur úr launum kókaíns en virkjun þeirra eykur gefandi svörun við kókaíni (Renthal o.fl., 2009).

Til viðbótar við virka hlutverk HDAC, hafa erfðarannsóknir einnig leitt í ljós hlutverk histón asetýltransferasa (HAT) við að miðla sumum hegðunarviðbragða við misnotkun lyfja. Að öllum líkindum er mikilvægasti búnaðurinn sem CBP getur bætt umritun gena með innri HAT virkni (Bannister og Kouzarides, 1996), og nýlegar niðurstöður hafa í för með sér HAT virkni CBP í sumum epigenetic breytingum sem stafa af váhrifum lyfja. Til að bregðast við bráðu kókaíni er CBP ráðið til FosB kynningarefni þar sem það asetýlerar histón H4 og eykur tjáningu FosB (Levine o.fl., 2005). Hjá músum sem eru ófullnægjandi fyrir CBP er minna CBP ráðið til verkefnisstjórans sem leiðir til minnkaðs histón asetýleringar og FosB tjáningar. Þetta samsvarar einnig minni uppsöfnun ΔFosB í striatum, og ekki kemur á óvart að þessar mýs sýna minni næmingu sem svörun við kókaínáskorun (Levine o.fl., 2005). Nýlega, með því að nota cre-lox endurröðunarkerfið Malvaez og samstarfsmenn könnuðu hlutverk CBP virkni sem staðsett er sérstaklega í NAc við genavirkjun og hegðun af völdum kókaíns (Malvaez o.fl., 2011). Tilkynnt var um að markviss eyðing CBP í NAc hafi haft í för með sér minnkaða histón asetýleringu og c-Fos tjáningu og skertri hreyfingu á hreyfingu til að bregðast við bæði bráðu og langvarandi kókaíni (Malvaez o.fl., 2011). Konditionað umbun á kókaíni var einnig hindrað í þessum músum, sem gaf fyrstu vísbendingar um að CBP virkni í NAc sé mikilvæg fyrir myndun lyfjatengdra minninga (Malvaez o.fl., 2011).

Nýlega hafa tilraunir frá Kandel rannsóknarstofunni leitt í ljós að frumuvökvaaðferðir geta legið til grundvallar tilgátuhæfni nikótíns til að starfa sem „hliðarlyf“. Mýs sem voru tímabundið meðhöndlaðar með nikótíni fyrir útsetningu fyrir kókaíni sýndu aukna næmi fyrir hreyfifærum og kókaínlaun samanborið við nikótín barnalegar mýs (Levine o.fl. 2011). Að auki leiddi meðferð með nikótíni til aukins þunglyndis af kókaíni af völdum LTP í örvandi synapses í NAc kjarna, áhrif sem sáust ekki með nikótíni einu sér. Greining á histónbreytingum af völdum 7 daga útsetningar fyrir nikótíni leiddi í ljós aukna H3 og H4 asetýlering við FosB hvatamaður í striatum, áhrif sem voru ekki eins áberandi til að bregðast við 7 daga gjöf kókaíns. HDAC virkni minnkaði í striatum músa sem fengu nikótín en óbreytt hjá músum sem fengu kókaín. Athyglisvert var að innrennsli HDAC hemils beint í NAc gat líkt eftir áhrifum nikótínmeðferðar til að efla áhrif kókaíns. Engar þessara breytinga komu fram þegar mýs voru meðhöndlaðar með kókaíni fyrir nikótín, sem staðfestir tímabundna sértækni þessara áhrifa. Þessi glæsilegi fjöldi tilrauna hefur veitt hugsanlega epigenetíska skýringu á því hvers vegna sígarettureykingar eru næstum alltaf á undan notkun kókaíns hjá íbúum (Kandel, 1975; Kandel o.fl., 1992).

Til viðbótar við histón asetýlering hefur histónmetýlering einnig nýlega verið viðurkennd sem breytandi breyting á krómatíni af völdum misnotkunarlyfja (Laplant o.fl., 2010; Maze o.fl., 2010, 2011). Histónmetýlering felur í sér ensímviðbót einnar, tveggja eða þriggja metýlhópa við lýsín eða arginínleifar á N-endanum á histónhalum og tengist annað hvort uppskriftarvirkni eða kúgun, allt eftir eðli breytinganna (Rice og Allis , 2001). Fyrstu rannsóknirnar til að skoða histónmetýlering af völdum kókaíns leiddu til þess að greina átti tvo histónmetýltransferasa, G9a og G9a-lík prótein (GLP), sem stöðugt voru stjórnað niður í NAc 24 h í kjölfar bæði ósjálfstæðrar kókaínútsetningar og kókaíns sjálfs -stjórnun (Renthal o.fl., 2009; Maze o.fl., 2010). Þessi niður reglugerð var tengd svipuðum lækkunum á históni H3 lýsíni 9 (H3K9) og 27 (H3K27) metýleringu. Í framhaldi af því var sýnt fram á að G9a oftrygging í NAc dregur úr tjáningu af völdum gena af kókaíni, lækkar umbun kókaíns eins og það var mælt með CPP og hamlar aukningu á þéttleika tindar hryggs sem venjulega sést sem svar við endurteknu kókaíni (Maze o.fl., 2010). Hið gagnstæða átti sér stað þegar tjáning G9a í NAc var hindruð, sem leiddi til aukins þéttleika hryggsveggs og aukins umbunar kókaíns. Vísbendingar eru um að þessar breytingar af völdum kókaíns á tjáningu G9a og síðari fækkun H3K9 og H3K27 eru stjórnaðar af ΔFosB (Maze o.fl., 2010). Sameiginlega greindu þessar tilraunir mikilvægu hlutverki fyrir histónmetýleringu með G9a í sumum langtíma hegðunar- og lífefnafræðilegum afleiðingum endurtekinna váhrifa af kókaíni.

Nýlega var sýnt fram á að trímetýleringu á históni H3 lýsín 9 (H3K9me3), sem áður var talið vera tiltölulega stöðugt heteróþekkt merki, var stjórnað í NAc með bráða og langvarandi kókaínútsetningu (Maze o.fl., 2011). Endurtekið kókaín leiddi til viðvarandi lækkunar á bælandi H3K9me3 bindingu sem var sérstaklega auðgað á erfðabreyttum svæðum sem ekki eru kóðaðir (Maze o.fl., 2011). Þessar fyrstu niðurstöður benda til þess að endurtekin útsetning fyrir kókaíni geti leitt til þess að tiltekin endurnýjanlegir þættir í NAc taugafrumum hafa verið skilin út og það væri mjög áhugasamt að ganga úr skugga um hegðunarafleiðingar þessara nýjunga æxlisvaldandi aðgerða.

Í ljósi þess hve viðvarandi eðli fíknar hafa nýlegar rannsóknir einnig kannað hlutverk DNA metýleringu, sem er stöðugri aðlögun epigenetic samanborið við breytingu á históni. DNA-metýlering felur í sér að metýlhópum er bætt við cystein basa í DNA og það er almennt tengt transcriptional kúgun (Stolzenberg o.fl., 2011). Greining á heila rottna sem fengu óbeinar sprautur í kókaíni á 7 dögum, eða að sjálf-gefið kókaín á 13 dögum, leiddi í ljós stjórnun DNA metýltransferasa DNMT3a í NAc 24 h eftir síðustu útsetningu fyrir kókaíni (Laplant o.fl., 2010). Hins vegar eftir meiri langvarandi útsetningu fyrir kókaíni (bæði aðgerðalaus og gefin sjálf í 3 vikur eða meira) og 28 daga fráhvarfstími, dnmt3a mRNA reyndist vera verulega aukið í NAc (Laplant o.fl., 2010). Síðan var sýnt fram á að hömlun á DNA metýleringu / DNMT3a sérstaklega í NAc eykur bæði CPP og hreyfiofnæmi fyrir kókaíni, en hið gagnstæða kom fram eftir ofþrýsting DNMT3a á þessu svæði. Ennfremur hindraði hömlun DNMT3a í NAc einnig hækkun á kókaíni af völdum þéttlegrar hryggs (Laplant o.fl., 2010). Enn er ekki vel skilið á hegðunarvægi breytinga af völdum kókaíns í þéttleika NAc hryggsins. Sýnt hefur verið fram á að meðhöndlun sem hindrar örvun örvunar hryggs dregur úr gefandi eiginleikum kókaíns (Russo o.fl., 2009; Maze o.fl., 2010); aðrar rannsóknir hafa hins vegar komist að því að hömlun á spínógenesi eflir kókaínlaun (Pulipparacharuvil o.fl., 2008; Laplant o.fl., 2010). Þar sem kókaín virðist örva mjög flókna reglugerð á ýmsum tindarhrygg meðan á útsetningu og fráhvarfi stendur (Shen o.fl., 2009), hefur verið lagt til að þessi munur geti háð því hvaða tegund tindarhryggja er breytt (Laplant o.fl., 2010).

Af tilraunum, sem lýst er hér, er ljóst að stjórnun af völdum lyfja á afritunargetu frumna táknar lykilvirkni sem hefur áhrif á hegðunarviðbrögð við lyfjum og umbunartengd nám. Mikilvægt næsta skref væri að bera kennsl á hver þessara epigenetic breytinga eru mest viðeigandi fyrir sjúkdómsfíkn manna. Í ljósi þess að einungis váhrif á vímuefni eru ófullnægjandi til að framkalla „fíkn“ bæði hjá mönnum og dýrum, er innkoma líkana sem mæla betur hegðunarmerki fíknar, svo sem áráttu fíkniefnaneyslu og bakslag, veruleg gildi.