DeltaFosB bi awayekî veguhastina nucleus veguhastin û rasterast ya rêwîtiyê (2013)

Pro Natl Acad Sci US A. 2013 Çile 29; 110 (5): 1923-8. doi: 10.1073/pnas.1221742110.

Grueter BA, Robison AJ, Neve RL, Nestler EJ, Malenka RC.

Kanî

Laboratory Nancy Pritzker, Beşa Psîkiyatrî û Zanistên Behavioral, Dibistana Bijîjkî ya Zanîngeha Stanford, Palo Alto, CA 94305, USA.

Abstract

Guherandinên synaptîk ên di nucleus accumbens (NAc) neuronên spî yên navîn (MSNs) de rolek sereke di fêrbûna xelat-girêdayî adaptî û patholojîkî de dileyizin, tevî bersivên nebaş ên ku di tiryakê de têkildar in.. NAc MSN beşdarî du şebekeyên paralel, rêyên rasterast û neyekser ên ku fonksiyonên behrê yên cihêreng digirin.. Guhertina synapses NAc MSN dibe ku beşek bi guhertinên di potansiyela veguheztinê ya hin genan de bi rengek celeb-taybetî ya hucreyê pêk were. Faktora transkrîpsiyonê [zêdebûn] FosB yek ji proteînên sereke ye ku di guherînên îfadeya genê de di NAc de ku ji ber dermanên îstismarkirinê pêk tê de têkildar e, lêbelê bandorên wê li ser fonksiyona synaptîk di NAc MSNs de nenas in. Li vir, em destnîşan dikin ku zêdederxistina DeltaFosB hêza sînaptîkê ya acizker kêm kir û îhtîmal e ku synapsên bêdeng li ser D1 receptorê dopamînê zêde kir - rêça rasterast MSN-yên ku hem di qalikê NAc û hem jî di bingehê de diyar dikin.

Berevajî vê, deltaFosB îhtîmal e ku synapsên bêdeng li ser şêlê NAc kêm kir, lê ne bingehîn, D2 receptorê dopamine - rêça neyekser MSN-ê diyar dike.. Analîza morfolojiya stûna dendrîtîk a NAc MSN eşkere kir ku [zêdebûn] FosB di D1 rasterast de lê ne D2 rêça nerasterast MSN-ê de zencîreya stûnên negihayî zêde kir. Ji bo destnîşankirina encamên behreyî yên tevgerên celeb-taybetî yên [zêdebûn] FosB, me bi bijartî [zêdebûn] FosB di D1 rasterast an D2 MSN-yên nerasterast di NAc de di vivo de zêde îfade kir û dît ku riya rasterast (lê ne nerasterast) vegotina MSN bersivên behrê zêde dike. ji kokaînê re. Van encaman eşkere dikin ku [zêdebûna] FosB di NAc de bi rengek cûda taybetmendiyên synaptîk û tevgerên bi xelat-girêdayî bi şêwazek hucreyê- û jêr-herêmê-taybet modul dike.

Ji bo destnîşankirina encamên behreyî yên tevgerên celeb-taybet ên şaneyê yên ΔFosB, me bi awayekî bijartî Δ zêde îfade kirFosB li D1 direct an D2 nerasterast MSNs li NAc in vivo û dît ku direct (lê na nerasterast) rê Daxuyaniya MSN bersivên behrê yên li ser kokaînê zêde dike. Ev encam diyar dikin ku ∆FosB li NAc cuda modul dike Taybetmendiyên synaptîk û tevgerên bi xelat-girêdayî bi şêwazek hucreyê- û jêr-herêmê taybetî.

Nucleus accumbens (NAc) ji bo yekkirina agahdariya motîvasyonê ji bo mebesta birêkûpêkkirina behremendiya armanc-armanc bingehek bingehîn e. Zêdetirî 90% ji hucreyên di nav NAc de neronên spî yên navîn (MSNs) ne, ku dikarin li du binpopulasyonên mezin werin dabeş kirin. Rêya rasterast MSN-ên ku bi giranî receptorên dopamînê yên D1 (D1 MSNs) îfade dikin, di serî de ji navokên dopamîna mêjiyê navîn (DA) re proje dikin, lê MSN-yên riya nerasterast, ku bi giranî receptorên D2 (D2 MSNs) îfade dikin, bi piranî ji hêla pallidumê veguhêz ve rasterast vedigerin. neuronên DA (1, 2). Çalakiya NAc MSNs bi giranî ji hêla têketinên dilşewat ên ji korteksa pêşîn, hîpokampûs û amygdala ve tê rêve kirin. Tê pêşnîyar kirin ku çalakiya patholojîkî ya li synapsên dilşewat ên NAc ku ji hêla ezmûnên behrê ve hatî çêkirin, mîna danasîna narkotîkên destavêtinê, ji nû ve organîzekirina makîneyên veguheztinê û synapses li ser NAc MSNs vedihewîne, ku di encamê de navbeynkariya adaptasyonên behrê yên demdirêj ên ku bi tiryakê ve girêdayî ne. (1-3).

Lêkolînên dawîn destnîşan kirin ku D1 MSN û D2 MSNs di bin herêma bingehîn a NAc de taybetmendiyên elektrofîzyolojîk û synaptîk ên cihêreng nîşan didin (4) û ku du binkûreyên MSN-ê di behreyên girêdayî tiryakê de rolên cihê dilîzin. (5). Lêbelê, mekanîzmayên molekulî yên ku di bin van cûdahiyan de ne kêm têne fam kirin. Di van du deh salên dawîn de, zêdebûna delîlan vegirtina ΔFosB, faktorek veguheztina malbata Fos, di NAc de bi guheztinên di çerxa xelata mêjî de ku bi tevgerên tiral- û depresîv-mîna ve girêdayî ye ve girêdide. (3). ΔFosB, hilberek taybetî ya stabîl a FosB gene (6), bi proteînên malbata Jun re heterodimerîze dike da ku kompleksên proteîn-1 (AP-1) aktîvator ava bike ku bi malperên AP-1-ê yên di nav promotorên genê de girêdide da ku veguheztinê birêkûpêk bike. Her çend gelek proteînên malbata Fos bi demkî ji hêla rûbirûbûna dermanê akût ve têne çêkirin jî, rêveberiya kronîk a hema hema her dermanê îstismarkirinê dibe sedema berhevbûna demdirêj a ΔFosB di NAc de (6). Ligel girîngiya fonksiyonel a vê kombûnê, zêde-derbirkirina ΔFosB-ya demdirêj bi bijartî di D1 MSN-yên NAc û striatuma dorsalê ya mişkên bitransgenîk ên înducable de dibe sedema zêdekirina bersivên lokomotor ên li ser kokainê (7), tercîha cîhê şertkirî hem ji kokaîn û hem jî morfînê re zêde kir (7, 8), û xwe-rêveberiya kokaînê zêde kir (9).

Digel vê yekê, xirabûnên neuralî yên ku di bin fenotipên tiryakê de ne, dibe ku tavilê bi danasîna destpêkê ya dermanên destavêtinê an teşwîqên din ên wekî stresê dest pê bikin. Ji bo piştgirîkirina vê hîpotezê, tewra pêşbîniya stresê ya kurt jî dibe sedem ku meyla girtina narkotîkê zêde bibe (xalî-hesaskirin) (10-12) û berevajî (13). Wekî din, her çend bandorên stres û kokaînê li ser taybetmendiyên synaptîk ên van neuronan hatine lêkolîn kirin (1-3, 14-16), delîlên rasterast ji bo bandorên ΔFosB li ser taybetmendiyên synaptîk MSN tune. [zêdebûn]Rêzkirina FosB ya fonksiyona synaptîk balkêşek taybetî ye ji ber ku zêdederxistina ΔFosB morfolojiya stûyê dendrîtîk NAc diguhezîne (17, 18), û xebata dawî destnîşan dike ku rêgezên din ên veguheztinê dikarin bandorê li fîzyolojiya NAc MSN bikin (19) û avahiya synaptîk (20).

Ji bo vekolîna bandorên sînaptîk ên kurt-kurt ên îfadeya ΔFosB di riya rasterast û nerasterast a NAc MSN-an de, me mişkên transgenîkî yên kromozoma çêkirî ya bakterî (BAC) bikar anîn ku bi bijartî MSN-ên D1 û vektorên vîrusê yên ku bi bijartî van binîpopulasyonên MSN-ê dikin hedef nîşan didin. Qeydên armanckirî yên ji MSN-an celebên hucreyê yên berbiçav- û bandorên taybetî yên herêmê diyar kirin [zêdebûn]Zêdebûna FosB li ser taybetmendiyên synapsên dilşewat li ser NAc MSNs. Îfadeya [zêdebûn]FosB di NAc de di heman demê de morfolojiya stûyê dendrîtîk û tevgerên girêdayî tiryakê bi rengek hucreyê-taybetî guherand. Ev encam delîlên din peyda dikin ku rêziknameya ji [zêdebûn]Asta FosB ji hêla dermanên destavêtinê ve dibe sedema guhertinên celeb-taybetî yên hucreyê di NAc de, ku bi girîngî beşdarî adaptasyonên tevlihev ên tevlihev ên ku di bin behreyên girêdayî tiryakê de ne.

results

[zêdebûn]FosB Di NAc MSNs de bandorê li fonksiyona Presynaptîk nake.

Ji bo lêkolînkirina bandorên synaptîk ên [zêdebûn]Di NAc MSN-ên NAc-ê de zêde îfadeya FosB, me bi stereotaksîkî vîrusek Herpes Simplex (HSV) derzî kir. [zêdebûn]FosB bi EGFP-ê re ket nav NAc ya mêşên transgenîk BAC yên 8-10 hefteyî yên ku tê de îfadeya tdTomato ji hêla pêşvebirê receptorê dopamînê D1 ve hatî rêve kirin (21). Sê heta 4 rojan paşê, me tomarên patch-clampê yên tev-hucreyê ji NAc-ya MSN-yên bingehîn û bi hebûn an tunebûna tdTomato-yê ku bi rêzê ve D1 MSN û D2 MSN-ê diyar dike (4), û hucreyên ku tê de diyar dikin îfadeya EGFP [zêdebûn]FosB hate eşkere kirin. Her çend ne mumkin e ku bi bijartî bingeha NAc û şêlê bi vîrusên di mişkan re were armanc kirin, ji ber cûdahiyên naskirî di rêziknameya wan a behreyên girêdayî xelat û tiryakê de girîng e ku meriv van deverên mêjî ji hev cuda bike (2, 3). Du testên elektrofîzyolojiya standard ev eşkere kir [zêdebûn]Zêdebûna FosB di yek ji binpopulasyonên NAc MSN yên ku hatine vekolîn de bi eşkere bandor li fonksiyona presynaptîk nekir. Bi taybetî, rêjeyên pulsê yên cot (PPRs) yên herikên postsynaptîk ên derbirîn (EPSC) di pênc navberên cûda yên navstimulus de, pîvanek standard a îhtîmala berdana veguhêzkar, ji hêla [zêdebûn]Zêde îfadekirina FosB an di şêlê NAc an jî bingehîn de (S1). Wekî din, frekansa navînî ya EPSC-yên piçûk (mEPSC), ku bi fonksiyona presynaptîk re jî têkildar e, ji hêla [zêdebûn]Zêdebûna FosB di D1 û D2 MSN-ê de hem di şêlê NAc û hem jî di bingeh de (S1).

Bandorên [zêdebûn]FosB li ser Taybetmendiyên Postsynaptîk ên Excitatory li NAc D1 MSNs.

Ji bo vekolîna bandorên demek kurttir [zêdebûn]Zêdebûna FosB-ê li ser taybetmendiyên postsynaptîk ên synapsên dilşewat ên li NAc-ê û MSN-yên bingehîn, me rêjeya receptorê AMPA (AMPAR) - bi EPSC-yên navbeynkar ên NMDA (NMDAR) re pîvan kir (22). Hem li jêrherêmên şêl û hem jî yên bingehîn, rêjeyên AMPAR/NMDAR di D1 MSN-yên ku zêde derdiketin de pir piçûktir bûn. [zêdebûn]FosB bi D1 MSN-yên cîran ên nevegirtî re têkildar e (Keman. 1 A û B). Ev kêmbûna rêjeyên AMPAR/NMDAR, bi kêmî ve, ji ber kêmbûna veguheztina synaptîk a bi navbeynkariya AMPAR-ê bû, ji ber ku mezinahiya navînî ya mEPSC-yên navbeynkar ên AMPAR jî bi girîngî kêm bû. [zêdebûn]zêde îfadekirina FosB (Keman. 1 C û D). Ji ber ku kêmbûna GluA2-ê, AMPARên ku di hundurê de rast dikin, piştî vekişîna ji xwe-rêveberiya dermanên destavêtinê û protokolên stresê yên kronîk, di nav synapsên NAc MSN-ê de têne bicîh kirin (14, 15, 23), me paşê voltaja niha lêkolîn kir (IV) Têkiliya AMPAR EPSC-ên dermankolojîkî yên veqetandî ji bo destnîşankirina ka gelo [zêdebûn]Zêdebûna FosB bandor li stoichiometriya AMPARên synaptîk kir. AMPAR EPSC IV curves ji herdu kontrol û tomarkirin [zêdebûn]MSN-yên D1-ê yên FosB-ê di şêl û navika NAc de rêzik bûn û rastkirina hindirîn a hindiktirîn nîşan dan (Keman. 1 E û F). Ji ber vê yekê, [zêdebûn]Zêde îfadekirina FosB encam nade tevlêbûna AMPARên kêmbûna GluA2 di synapsên NAc D1 MSN de. Di dawiyê de, ji bo destnîşankirina ka stoichiometry NMDAR ji hêla bandor bû [zêdebûn]Zêdebûna FosB-ê, me qursên dema hilweşîna NMDAR EPSC, ku ji hêla hebûna beşên GluN2B ve têne dirêj kirin, pîvandin. [zêdebûn]Vebêja FosB bû sedem ku demek pir girîngtir di nîvê lûtkeyê de di D1 MSN-yên di şêlê NAc de (Keman. 1 G1 û G2), û meylek bi heman rengî di bingeha NAc de hate dîtin (Keman. 1 H1 û H2). Van encaman destnîşan dikin ku di NAc de dişibihe îfadeya CREB-ya çalak a bingehîn (24), [zêdebûn]Zêdekirina FosB di sînapsên NAc D2 MSN de zêdebûnek di rêjeya NMDAR-ên GluN1B-ê de vedigire.

Nig. 1.    

Zêde îfadekirina [zêdebûn]FosB di NAc de hêza synaptîk a D1 MSN di şêl û bingehîn de diguhezîne. (A) Nûnerên EPSC (A1) di -70 û +40 mV de ji kontrola NAc shell D1 (reş) hatî tomar kirin û [zêdebûn]FosB(+) (sor) MSN û grafika kurt (A2) wekî we ...

Bandorên [zêdebûn]FosB li ser Taybetmendiyên Postsynaptîk ên Excitatory li NAc D2 MSNs.

Berevajî D1 NAc MSNs, [zêdebûn]Zêdebûna FosB-ê di D2 MSN-ê de zêdebûna rêjeyên AMPAR / NMDAR di şêlê NAc de peyda kir (Keman. 2A), lê ecêb e, di bingeha NAc de ti bandorek diyarkirî tune (Keman. 2B). Digel vê yekê, yek ji vekolînên din ên synaptîk bandorên wê eşkere nekir [zêdebûn]Di NAc D2 MSNs de zêdebûna FosB-ê. Amplitudes mEPSC bi navbeynkariya AMPAR (Keman. 2 C û D), AMPAR EPSC IV kêşan, û nîşaneyên rastkirinê (Keman. 2 E û F), û her weha qursên dema hilweşîna NMDAR EPSC, hemî ji wan bêbandor bûn [zêdebûn]Di NAc D2 MSN de zêde îfadeya FosB. Ev tesbît wê yekê nîşan didin [zêdebûn]Zêde îfadekirina FosB taybetmendiyên synapsên dilşewat ên li ser NAc D2 MSN-ên bi rêjeyek pir hindiktir ji synapsên heyecan ên li ser NAc D1 MSN-ê diguhezîne.

Nig. 2.    

Zêde îfadekirina [zêdebûn]FosB di NAc de hêza synaptîk a D2 MSN di şêlê de lê ne bingehîn diguhezîne. (A) Nûnerên EPSC (A1) di -70 û +40 mV de ji kontrola NAc shell D2 (reş) hatî tomar kirin û [zêdebûn]FosB (+) (kesk) MSN û grafika kurt ...

Bandorên [zêdebûn]FosB li ser Synapsên Bêdeng di NAc D1 û D2 MSN de.

Synapsên bêdeng ên postsynaptîk sînapsên bi astên AMPAR-ê yên nenaskirî ne lê NMDAR-ên ku bi hêsanî têne tespît kirin in (25-27). Ew ji bo bihêzkirina demdirêj (LTP) substratek îdeal peyda dikin. (28) û dikare bi vegotina CREB-ya çalak a bingehîn a di hucreyên pîramîdal ên hîpokampal CA1 de were çêkirin (28) û NAc MSN (24). Ji ber ku çend bandorên synaptîk ên hatine dîtin [zêdebûn]Dibe ku zêdederxistina FosB bi guhertinên di rêjeya synapsesên bêdeng ên li ser NAc MSN-an de were ravekirin, me analîzek CV ya AMPAR EPSCs li gorî NMDAR EPSCs pêk anî. Di tomarên ji hucreyên yekane de, rêjeya 1/CV2 ji NMDAR EPSCs heta 1 / CV2 ya AMPAR EPSC rasterast bi rêjeya sinapsesên bêdeng re têkildar e (28, 29). [zêdebûn]Zêdebûna FosB-ê di vê rêjeyê de di MSN-ên D1 de di şêl û bingehê NAc de bû sedema zêdebûnek girîng (Keman. 3 A û B). Berevajî vê yekê, di vê rêjeyê de ti guhertinek nehatiye dîtin [zêdebûn]MSN-yên NAc-yên bingehîn D2-yên FosB-ê diyar dikin, lê kêmbûnek di MSN-yên NAc-yê D2-yên ku zêde derdixin de çêbû. [zêdebûn]FosB (Keman. 3C). Ev encam bi hîpoteza ku [zêdebûn]Zêdekirina FosB dibe sedema zêdebûna rêjeya synapsesên bêdeng li ser NAc şêlê NAc û MSN-yên bingehîn ên D1 û bêdengkirina synapsên li ser NAc şêla D2 MSN.

Nig. 3.    

Daxuyaniya ΔFosB li ser analîza synapse ya bêdeng di D1 û D2 NAc MSNs de bandorên berevajî heye. (A) Plotên AMPAR EPSCs (-70 mV) û NMDAR EPSC (+40 mV) ji kontrolek (A1) û [zêdebûn]FosB(+) (A2) D1 MSN di şêlê NAc de. (B) Xulase ...

Bandorên [zêdebûn]FosB li ser NAc MSN Dendritic Spines.

Encamek baş-damezrandî ya rêveberiya kokainê di NAc MSNs de derxistina stûnên dendrîtîk e (30, 31), guherînek strukturel ku dibe ku ji bo D1 MSN-ên bijartî be (32) û bi ΔFosB ve girêdayî ye (17, 18). Van çavdêriyan pêşniyar dikin ku rêziknameya damezrandina spine ji hêla ΔFosB ve dibe ku ji D1 MSN-ê re taybetî be. Ji ber ku xetên mişkê yên berdest ên ku proteînên fluorescent ên bi taybetmendiya celebê şaneyê diyar dikin, ji bo naskirina çîpên dendrîtîk ên li ser şaneyên taybetî ne bes in, ji bo çareserkirina vê mijarê, me vektorek HSV ya yekta bikar anî ku mCherry bi rengek Cre recombinase-girêdayî diyar dike (S2; Rêbazên SI) digel xetên mişkê yên transgenîk ên ku Cre-yê bi taybetî di MSN-yên D1 an D2 de diyar dikin (5). Veguheztina şêla NAc a van mişkan bi HSV-mCherry û HSV-GFP-ΔFosB-ya girêdayî Cre-yê (an jî HSV-GFP wekî kontrolê) re eşkere kir ku ΔFosB di D1 MSN-ê de tîrêjê dendikî zêde dike lê ne D2 MSN (Keman. 4). Ev zêdebûn di serî de ji ber înduksîna tîrêjên stû û belkî tenik, ku wekî "negihîştî" têne hesibandin (33). Berevajî vê, derbirîna ΔFosB tu bandorek li ser tîrêjên dendikî yên bi şiklekî kevarkî yên gihîştî nebû. Zêdebûna van ΔFosB-ê di çîpên dendrîtîk ên negihîştî de di NAc D1 MSN de bi pêşnîyara ku îfadeya ΔFosB dibe sedema zêdebûna synapsesên bêdeng re têkildar e (27).

Nig. 4.    

Vebijandina ΔFosB di D1 de lê ne D2 NAc MSN-yên negihîştî zêde dike. (A) Nimûneyên wêneyan ên spinên ji kontrolê (GFP) û [zêdebûn]FosB (+) D1 û D2 NAc MSNs. (B-E) Pîvankirina bandorên îfadeya ΔFosB li ser her dendikê ...

Bandorên Hilbijartinê [zêdebûn]Gotara FosB di NAc MSNs de li ser Tevgerên Têkildar-Têkildar.

Ji bo destnîşankirina ka celebê hucreyê-bandorên taybetî yên demek kurttir [zêdebûn]Zêdebûna FosB li ser taybetmendiyên synaptîk bi bandorên celeb-taybet ên hucreyê yên li ser tevgerên girêdayî tiryakê re têkildar e, me mişkên D1-Cre û D2-Cre, bi hev re digel vektorek HSV-ya bêhempa ya ku kodonek rawestanê ya ku ji hêla malperên loxP (LS1) ve hatî dorpêç kirin, bikar anîn da ku pêşî lê bigirin. Di her şaneyek ku Cre-yê îfade nake (S3). Mişkên nêr ên mezin D1- û D2-Cre bi dualî li NAc-ê bi HSV-GFP-LS1- hatin derzî kirin.[zêdebûn]FosB an HSV-GFP (kontrol), û tevger di 5 rojên piştî emeliyatê de hatin nirxandin dema ku îfadeya transgene herî zêde ye. Zêde îfadekirina [zêdebûn]FosB bi taybetî di D1 NAc MSNs de bû sedema zêdebûna hestiyariya tevgerê ya ji bo kokainê hem di dozên nizm (3.75 mg / kg) û hem jî bilind (7.5 mg / kg) de, û hem jî zêdebûnek di bersiva lokomotorê ya destpêkê de ji dozaja jêrîn a kokaînê re (Keman. 5 A û C). Çi xirav, [zêdebûn]Zêdebûna FosB di D2 NAc MSNs de ti bandorek li ser bersivên lokomotor ên heywanan li ser kokainê nekiriye (Keman. 5 B û D). Encamên bi vî rengî hatin bidestxistin dema ku tercîha cîhê bi şert-kokaîn (CPP) hate nirxandin. Mişkên D1- an D2-Cre ku bi HSV-GFP ve hatî derzî kirin, girêdayî dozek tîpîk a CPP ya kokainê nîşan dan bêyî ku di dozek jêrîn de tercîhek girîng neyê dîtin (Keman. 5 E û F). Zêde îfadekirina [zêdebûn]FosB di D1 MSNs de bi bersivên herî zêde yên ku di dozaja kêmtir a kokainê de têne dîtin bi dramatîk CPP ya kokaînê zêde kir (Keman. 5E), lê çaxê [zêdebûn]Gotina FosB di D2 NAc MSNs de ti bandorek li ser xelata kokainê nebû (Keman. 5F). Ev encam nîşan didin ku [zêdebûn]Zêdebûna FosB di D1 MSNs de, lê ne di D2 MSNs de, di NAc de bersivên behrê yên li ser kokainê zêde dike.

Nig. 5.    

Îfadeya ΔFosB di D1 de lê ne D2 NAc MSNs bersivên behreyî ji kokainê re pêşve dike. (A-D) Bersiva tevgerê ya li ser xwê (sêgoşe) an kokaîn (çargoşe) rojane di heywanên ku GFP tenê (vekirî) an GFP de diyar dikin û [zêdebûn]FosB ...

Nîqaş

Xebata berê têkiliyek xurt di navbera guhertinên di çerxa xelata mêjî de ji ber vekêşana narkotîkê ya ΔFosB û tevgerên girêdayî tiryakê pêşniyar kiriye (6). Ji ber ku ΔFosB bi asayî îstîqrar e û bi tundî ji ber rûdana kronîk a dermanan ve tête çêkirin, bandorek di nav narkotîkên mirovan de jî tê dîtin (18), pir lêkolînan li ser adaptasyonên neuralî û behreyî yên ku ji hêla îfadeya ΔFosB-ya demdirêj ve têne çêkirin, bi gelemperî 2-8 wk sekinîne. (3, 6, 7).

Digel vê yekê, rûdana destpêkê ya dermanên destavêtinê mRNA û proteîn ΔFosB vedike (3, 6, 34), dîsa jî bandorên vê inductionê li ser taybetmendiyên synaptîk NAc MSN û bersivên behrê yên paşîn ên li ser rêveberiya derman nehatine keşif kirin. HBerî ku em delîlên ku îfadeya kurt-kurt nîşan didin [zêdebûn]FosB dema ku di NAc D1 li hember D2 MSN-an de tête diyar kirin bandorên sînaptîk û behrê yên kûr cûda çêdike.. ezn D1 MSN hem di navika NAc û hem jî di şêlê de, zêdederxistina ΔFosB bû sedema kêmbûnek di veguheztina synaptîk a bi navbeynkariya AMPAR-ê de bêyî guheztinên berbiçav di stoichiometriya AMPARên synaptîk de. EPSC-yên bi navbeynkar-NMDAR di neuronên şêla NAc de jî dirêj bûn (di nav noyronên bingehîn de bi meylek wekhev), zêdebûna rêjeya NMDAR-yên synaptîk ên GluN2B-ê vedihewîne pêşniyar dike.. Van guheztinên di taybetmendiyên synapsê yên dilşewat de, bi beşekî ve têne rave kirin [zêdebûn]Zêdekirina FosB dibe sedema zêdebûna rêjeya bi navê synapsên bêdeng ên postsynaptîk. Li gorî vê hîpotezê, rêjeya 1/CV2 ji NMDAR EPSCs heta 1 / CV2 ya AMPAR EPSCs zêde bû [zêdebûn]FosB wekî tîrêjiya stûnên negihayî bû. Çi xirav, [zêdebûn]Zêdebûna FosB-ê di D2 NAc MSN-an de bû sedema zêdebûnek nisbî di veguheztina synaptîk a bi navbeynkariya AMPAR-ê de di şêlê NAc de lê ne bingehîn. A 1/CV2 vekolîn pêşniyar dike ku ev dibe ku, beşek, ji ber kêmbûna rêjeya sinapsên bêdeng be, her çend em nekarin rê li ber kêmbûnek têkildar di veguheztina synaptîk a bi navbeynkariya NMDAR-ê de hebe.

Ji bo destnîşankirina ka gelo ev adaptasyonên synaptîk ên celeb-taybetî yên hucreyê yên di NAc de ji ber zêdederxistina ΔFosB-ya kurt-kurt bi her guhertinên behrê re têkildar in, me rêbazek yekta pêşxist da ku bi karanîna MSN-yên têkildar bi D1 an D2 NAc MSN-yên DFosB sînordar bike. xetên ajokerê Cre. Xebata berê destnîşan kir ku dirêj-dirêj (> 6 wk) zêde îfadekirina ΔFosB di riya rasterast D1 de lê ne riya neyekser MSN-yên D2 hem di NAc û hem jî di striatumê dorsal de dibe sedema zêdebûna hestiyariya lokomotor a ji bo kokainê, û her weha CPP-ya kokainê di hindik de zêde dike, lê ne bilindtir, doza dermanê (7). Li vir em destnîşan dikin ku tenê 2-4 d ji zêdederxistina ΔFosB di D1 de lê ne D2 MSNs di NAc de bi bijartî bersivek lokomotor a zêde li dozek kokainê ya nizm derdixe holê û hestiyarbûna bersiva locomotor a ji dozek bilindtir re zêde dike. Sbi heman rengî, ev zêdederxistina ΔFosB ya kurt-kurt di D1 NAc MSNs de bû sedema zêdebûna CPP ya kokainê berbi dozek kokainê ya kêmtir. Van encaman destnîşan dikin ku zêdebûna astên ΔFosB di D1 NAc MSNs bixwe de hesasiya heywanek li ser bandorên çalakker-aktîf û xelatdar ên kokainê pir zûtir ji ya ku berê dihat texmîn kirin zêde dike. Van encaman her weha destnîşan dikin ku vegirtina ΔFosB ya ku ji hêla rûdana destpêkê ya dermanan ve hatî çêkirin dibe ku beşdarî guheztinên paşîn ên ku di bersivên rêveberiya dubare de diqewimin de bibin.

Xebatên berê yên di mişkan de destnîşan kirin ku vekişîna demek kurt (1-2 d) ji rêveberiya kokainê ya kronîk (5 d) dibe sedema hilberîna synapsesên bêdeng di NAc MSNs de (35). Ev guheztina synaptîk a kokainê ji hêla vegotina formek neyînî ya serdest a CREB ve tê asteng kirin û bi vegotina CREB-ya aktîv a bingehîn ve tê teqlîdkirin (24), ku di heman demê de synapsesên bêdeng di hîpokampusê de jî çêdike (28). Wekî din, synapsên bêdeng ên di NAc de rêjeyek mezin a NMDAR-yên GluN2B-ê vedihewîne, ku bloka wan rê li ber vegirtina kokainê ya sinapsesên bêdeng digire, û her weha hestiyarbûna lokomotorê ya ku bi kokainê ve tê derxistin (24, 35). Bandorên sînaptîk ên zêde-îfadekirina ΔFosB-ya demkurt ku li vir têne xuyang kirin bi rastiya ku rêveberiya kokainê bi tundî ΔFosB di mişkan de çêdike (7) pêşniyar dikin ku rêveberiya kokaîn di heman demê de bi şêwazek celeb-taybetî ya hucreyê jî di NAc MSN-yên mişkan de synapsên bêdeng çêdike. Ma ji bo van guhertinên synaptîk ên ku ji hêla derman ve têne veguheztin pêdivî ye ku ji bo van guhertinên sînaptîk ên veguheztina her du faktorên veguheztinê pêdivî ye ku bêtir lêkolîn hewce bike. Tew çavdêriya ku CREB û [zêdebûn]FosB hem jî dikare di NAc MSNs de synapsên bêdeng derxîne, di ronahiya delîlên girîng de balkêş e ku ew navbeynkariya fenotîpên behrê yên berevajî dikin: lê dema dirêj [zêdebûn]FosB xelata kokainê pêşve dike, CREB bandorek berevajî dike (3, 6). Lêbelê, demek kurt [zêdebûn]Zêde îfadeya FosB di mişkên bitransgenîk ên înducable de bandorên behrê yên kokaînê kêm kir (36), encamek ku dibe ku asta jêrîn nîşan bide [zêdebûn]FosB di vê nuqteyê de an encamên rasterast ên demên kurttir ên vegotinê çêdibe. Encamên ku li vir têne pêşkêş kirin îhtîmala berê pêşniyar dikin ji ber ku demên kurt ên astên bilind ên HSV-navbeynkariya zêde derbirînê [zêdebûn]FosB di D1 NAc MSNs de, mîna îfadeya demdirêj, bandorên behreyî yên kokaînê zêde kir. Zelal, xebatek din hewce ye ku ji bo têgihîştina bandorên paradoksîkî yên induction CREB li dijî [zêdebûn]FosB di NAc. Dibe ku yek ravekirin taybetmendiya celebê hucreyê ya kiryarên wan be, ji ber ku înduksiona kokaînê ye [zêdebûn]FosB ji bo D1 MSN-ê bijartî ye, di heman demê de induksyona CREB di D1 û D2 MSN de, û her weha di hin interneuronên GABAergîk de wekhev pêk tê. (3). Di heman demê de ew ê krîtîk be ku meriv gelek genên mebest bi navgîniya ku van faktorên veguheztinê bandorên xwe yên elektrofîzyolojîk û behre çêdikin nas bikin.

NAc herêmek mêjî ya tevlihev e, ku ji tevliheviyek heterojen a çend celebên hucreyê bi rolên cihêreng di gelek çerxên bi hev ve girêdayî û derketinên behrê de pêk tê. (1, 3). Li vir, em bi taybetî li ser MSN-ê disekinin, ji ber ku ew neronên projekirina NAc-ê ne, hilberîna wan a fonksiyonel rasterast bi tevgerên tiryakê ve girêdayî ye (5, 37, 38), û guheztinên di ajokera heyecanê de li ser NAc MSNs dibe sedema anormaliyên behrê yên mîna tiryakê (39). Pir proteînên ku ji hêla dermanên destdirêjiyê ve têne rêve kirin bi guhertinên di fîzolojiya NAc MSNs ve girêdayî ne (4, 19, 40, 41). Digel ku hin lêkolînên berê cudahiyên synaptîk ên di navbera MSN-yên riya rasterast û neyekser de lêkolîn kirine (2, 4) û yên din bal kişandine ser cûdahiyên di navbera şêlê NAc û jêrherêmên bingehîn (16), wêneyek bêkêmasî ya ku çawa proteînek hatî dayîn bandorê li fîzyolojiya her du binkûreyên MSN li her du jêrherêmên NAc dike, berê nehatiye peyda kirin. Em niha wê îfadeya demkurt nîşan didin [zêdebûn]FosB xwedan bandorên cûrbecûr-taybetî û herêmê-taybetî li ser taybetmendiyên sînaptîk ên derbirînê yên NAc MSN-an e û ku ev manipulasyona molekulî bi taybetî di D1 NAc MSNs de bersivên behreyî yên li ser kokaînê zêde dike. Ji ber ku du celebên hucreyê li her du deveran proteînên hevpar û riyên nîşankirinê parve dikin lê di heman demê de bandorên cihêreng li ser behrê hene, ev encam di peydakirina têgihiştinek berfereh ya adaptasyonên molekulî û dorpêçê yên di NAc de ku ji hêla dermanên destavêtinê ve hatî çêkirin, gavek destpêkê pêşkêş dikin. Xebata pêşerojê dê hewce bike ku diyar bike ka gelo ev guhertinên synaptîk bi tercîhî li ser têketinên taybetî yên di NAc de çêdibin, gelo têkiliyek sedemek rasterast di navbera van de heye an na. [zêdebûn]Guhertinên sînaptîk û behreyî yên FosB-ê vekêşandî, û gelo rêveberiya narkotîkên destdirêjî an stresê, ku her du jî dibin sedema [zêdebûn]FosB, dibe sedema adaptasyonên synaptîk û behre yên wekhev.

Rêbaz

Ji bo danasîna berfireh a rêbazan, binêre Rêbazên SI.

Kromozoma çêkirî ya bakterî ya heterozîgot (BAC) mêşên nêr ên mezin (8-12 wk) di hemî ceribandinan de hatin bikar anîn û bi hev re di komên du-pênc her qefesê de li ser çerxek ronahî/tarî ya 12/12-h, digel xwarin û ava berdest hatin bicîh kirin. her dem. Lêkolînên elektrofîzyolojiyê bikar anîn Mişkên D1-tdTomato yên li ser C57/Bl6 paşde derbas bûn (21). Ji bo ceribandinên behrê û analîzên stûyê dendrîtîk, mişkên D1- û D2-Cre li komên bi temen veqetandî hatin bikar anîn (5, 42). Hemî ceribandin li gorî polîtîkayên ku ji hêla komîteyên lênihêrîna heywanan ên sazûmanî û karanîna (IACUC) ve li Zanîngeha Stanford û Dibistana Derman a Mount Sinai hatine destnîşankirin.

Pêdivî ye

Agahiya Agahdariyê:   

Spasî

Em spasiya endamên laboratûwarên Malenka û Nestler dikin ji bo şîroveyên arîkar li seranserê vê projeyê. Ev xebat ji hêla Enstîtuya Neteweyî ya li ser Grantên Abuse Drug 1K99DA031699 (ji BAG) û P01 DA008227 (ji EJN û RCM) û Enstîtuya Neteweyî ya Tenduristiya Derûnî Grant R01 MH51399 (ji EJN re) hate piştgirî kirin.

Footnotes

Nivîskaran ti nakokiyek berjewendiyê dibêjin.

Ev gotara li ser agahdariya piştevanîya belaş heye www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1221742110/-/DCSupplemental.

Çavkanî

1. Lüscher C, Malenka RC. Di narkotîkê de plastîkbûna synaptîk a narkotîkê: Ji guheztinên molekulî heya nûvekirina çerxê. Neuron. 2011; 69 (4): 650-663. [PubMed]
2. Grueter BA, Rothwell PE, Malenka RC. Di narkotîkê de plastîkbûna synaptîk û fonksiyona çerxa striatal yek dike. Curr Opin Neurobiol. 2012; 22 (3): 545-551. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
3. Robison AJ, Nestler EJ. Mekanîzmayên veguheztin û epigenetîk ên narkotîkê. Nat Rev Neurosci. 2011; 12 (11): 623-637. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
4. Grueter BA, Brasnjo G, Malenka RC. TRPV1-ya postsynaptîk di navokê de depresyonek demdirêj-taybetî ya hucreyê vedike. Nat Neurosci. 2010; 13 (12): 1519-1525. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
5. Lobo MK, et al. Wendabûna taybetmendiya hucreyê ya nîşana BDNF kontrola optogenetîk a xelata kokainê dike. Zanist. 2010; 330 (6002): 385-390. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
6. Nestler EJ. Axaftin. Mekanîzmayên veguheztinê yên tiryakê: rola DeltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008;363(1507):3245–3255. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
7. Kelz MB, et al. Îfadeya faktora transkripsiyonê deltaFosB di mêjî de hestiyariya ji kokaînê re kontrol dike. Awa. 1999; 401 (6750): 272-276. [PubMed]
8. Zachariou V, et al. Rola bingehîn a DeltaFosB di navokê de di çalakiya morfînê de. Nat Neurosci. 2006; 9 (2): 205-211. [PubMed]
9. Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Xwe DW. Zêde îfadekirina celeb-taybetî ya hucreya striatal ya DeltaFosB teşwîqa kokaînê zêde dike. J Neurosci. 2003; 23 (6): 2488-2493. [PubMed]
10. Nikulina EM, Marchand JE, Kream RM, Miczek KA. Hesaskirina behrê ya ji kokaînê re piştî stresek kurt a civakî bi guheztinên di derbirrîna fos-ê de di stûna mêjî de pêk tê. Brain Res. 1998; 810 (1-2): 200-210. [PubMed]
11. Miczek KA, Nikulina E, Kream RM, Carter G, Espejo EF. Hesaskirina behrê ya ji kokaînê re piştî stresek têkçûnek civakî ya kurt: îfadeya c-fos di PAG de. Psychopharmacology (Berl) 1999; 141 (3): 225-234. [PubMed]
12. Miczek KA, Nikulina EM, Shimamoto A, Covington HE., 3'yemîn Xelata kokainê ya Zêdekirî an tepiskirî, BDNF-ya tegmental, û dopamîna acumbal a ku ji ber stresa civakî ya episodîk û domdar a di mişkan de çêdibe. J Neurosci. 2011; 31 (27): 9848-9857. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
13. Covington HE, 3rd, et al. Rola ji bo metilasyona hîstone ya represîf di xirapbûna stresê ya ku ji hêla kokaînê ve hatî çêkirin de. Neuron. 2011; 71 (4): 656-670. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
14. Lim BK, Huang KW, Grueter BA, Rothwell PE, Malenka RC. Anhedonia di nucleus accumbens de adaptasyonên synaptîk ên bi navbeynkariya MC4R hewce dike. Awa. 2012; 487 (7406): 183-189. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
15. Vialou V, et al. DeltaFosB di çerxên xelata mêjî de navbeynkariya li hember stres û bersivên antîdepresan dike. Nat Neurosci. 2010; 13 (6): 745-752. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
16. Kourrich S, Thomas MJ. Neronên mîna hev, adaptasyonên berevajî: Tecrûbeya psîkostimulant bi rengek cûda taybetmendiyên gulebaranê di navika accumbens de li hember şêlê diguhezîne. J Neurosci. 2009;29(39):12275–12283. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
17. Maze I, et al. Rola bingehîn a hîstone methyltransferase G9a di plastîkbûna kokainê de. Zanist. 2010; 327 (5962): 213-216. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
18. Robison AJ, et al. Bersivên behreyî û binesazîkî yên li ser kokainê ya kronîk pêdivî ye ku pêvek pêvek-pêşverû tê de hebe [zêdebûn]FosB û CaMKII di qalikê nucleus accumbens de. J Neurosci. 2013 di çapemeniyê de.
19. Dong Y, et al. CREB dilşewatiya neuronên nucleus accumbens modul dike. Nat Neurosci. 2006; 9 (4): 475-477. [PubMed]
20. Pulipparacharuvil S, et al. Kokaîn MEF2 birêkûpêk dike da ku plastîkbûna synaptîk û behrê kontrol bike. Neuron. 2008; 59 (4): 621-633. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
21. Shuen JA, Chen M, Gloss B, Calakos N. Drd1a-tdTomato BAC mişkên transgenîk ji bo dîtina hevdemî ya noyronên spîndî yên navîn di rêyên rasterast û neyekser ên gangliayên bingehîn de. J Neurosci. 2008; 28 (11): 2681-2685. [PubMed]
22. Kauer JA, Malenka RC. Plastîkbûn û narkotîka synaptîk. Nat Rev Neurosci. 2007; 8 (11): 844-858. [PubMed]
23. Conrad KL, et al. Damezrandina accumbens receptorên AMPA yên kêmbûna GluR2 navbeynkariya inkubasyona xwesteka kokaînê dike. Awa. 2008;454(7200):118-121. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
24. Brown TE, et al. Mekanîzmayek-bingeha synapse ya bêdeng ji bo hestiyariya lokomotorê ya ku ji hêla kokaînê ve hatî çêkirin. J Neurosci. 2011; 31 (22): 8163-8174. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
25. Îshaq JT, Nicoll RA, Malenka RC. Delîlên ji bo synapsesên bêdeng: Encamên ji bo îfadeya LTP. Neuron. 1995; 15 (2): 427-434. [PubMed]
26. Liao D, Hessler NA, Malinow R. Çalakkirina sînapsên bêdeng ên postsînaptîkî di dema LTP-ya ku bi hev re çêdibe li herêma CA1 ya perçeya hîpokampal. Awa. 1995;375(6530):400-404. [PubMed]
27. Kerchner GA, Nicoll RA. Synapsên bêdeng û derketina mekanîzmayek postsynaptîk ji bo LTP. Nat Rev Neurosci. 2008; 9 (11): 813-825. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
28. Marie H, Morishita W, Yu X, Calakos N, Malenka RC. Nifşa sinapsên bêdeng bi vegotina akût in vivo ya CaMKIV û CREB. Neuron. 2005;45(5):741-752. [PubMed]
29. Kullmann DM. Guherînên berfireh ên EPSC-yên du-pêkhatî di hucreyên pîramîdal ên hippocampal de: bandorên ji bo bihêzkirina demdirêj. Neuron. 1994; 12 (5): 1111-1120. [PubMed]
30. Robinson TE, Kolb B. Plastîkbûna strukturel a ku bi rûdana dermanên îstismarê re têkildar e. Neuropharmacology. 2004;47(Suppl 1):33–46. [PubMed]
31. Russo SJ, et al. Synapsa girêdayî: mekanîzmayên plastîkbûna synaptîk û avahîsaziyê di navokê de. Trends Neurosci. 2010; 33 (6): 267-276. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
32. Lee KW, et al. Damezrandina stûna dendrîtîk a ku ji hêla kokaînê ve hatî çêkirin li D1 û D2 receptorên dopamînê yên ku xwedan noyronên spî yên navîn ên di nucleus accumbens de ne. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103 (9): 3399-3404. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
33. Bourne JN, Harris KM. Avahiyek û fonksiyona hevseng a li ser stûnên dendrîtîk ên hîpokampal. Annu Rev Neurosci. 2008; 31:47-67. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
34. Chen J, et al. Rêzkirina proteînên delta FosB û FosB-mîna bi girtina elektroconvulsive û dermankirinên kokaînê. Mol Pharmacol. 1995;48(5):880-889. [PubMed]
35. Huang YH, et al. Di vivo de ezmûna kokaînê synapsesên bêdeng çêdike. Neuron. 2009; 63 (1): 40-47. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
36. McClung CA, Nestler EJ. Rêzkirina vegotina genê û xelata kokaînê ji hêla CREB û [zêdebûn]FosB. Nat Neurosci. 2003;11:1208–1215. [PubMed]
37. Covington HE, 3rd, et al. Bandora antîdepresan a teşwîqkirina optogenetîk a korteksa pêşîn a navîn. J Neurosci. 2010; 30 (48): 16082-16090. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
38. Stefanik MT, et al. Astengkirina optogenetîk a lêgerîna kokaînê di mişkan de. Addict Biol. 2013; 18 (1): 50-53. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
39. Lobo MK, Nestler EJ, Covington HE., III Di lêkolîna depresyonê de karanîna potansiyela optogenetîkê. Biol Psychiatry. 2012; 71 (12): 1068-1074. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
40. McCutcheon JE, Wang X, Tseng KY, Wolf ME, Marinelli M. Receptorên AMPA yên ku bi kalsiyûmê derbas dibin, di sinapsesên nucleus accumbens de hene piştî ku demek dirêj ji xwebirêvebirina kokainê vekişin, lê ne kokaîna ku ji hêla ezmûnker ve hatî rêve kirin. J Neurosci. 2011; 31 (15): 5737-5743. [Gotara PMC ya azad] [PubMed]
41. Kim J, Park BH, Lee JH, Park SK, Kim JH. Guhertinên celeb-taybetî yên hucreyê yên di navokê de bi rûdanên dubare yên bi kokainê re çêdibin. Biol Psychiatry. 2011; 69 (11): 1026-1034. [PubMed]
42. Gong S, et al. Armanckirina Cre recombinase ji bo nifûsa neuronên taybetî yên bi avahîyên kromozomê çêkirî yên bakterî. J Neurosci. 2007; 27 (37): 9817-9823. [PubMed]