COMMENTAIREN: Och wa béid Stress, Drogen vu Mëssbrauch a gewësse natierleche Belounungen eng Akkumulatioun vun DeltaFosB ausléisen, aktivéiert Stress verschidde Downstream Zellen a spéider verschidde Rezeptoren a Genen. An anere Wierder, Ofhängegkeeten a Resistenz géint Stress vertrauen op grondsätzlech verschidde Mechanismen
J Neurosci. 2010 okt 27; 30 (43): 14585-92.
Vialou V, Maze I, Renthal W, LaPlant QC, Watts EL, Mouzon E, Ghose S, Tamminga CA, Nestler EJ.
Source
Fishberg Department of Neuroscience, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029, USA.
mythologesch
Déi molekulare Mechanismen, déi ënner Stress- an Drogen-induzéierter neuronaler Adaptatiounen ënnersträichen, sinn onkomplett verstanen. Ee Moleküll implizéiert bei sou Adaptatiounen ass ΔFosB, en Transkriptiounsfaktor deen an der Nager Nukleus accumbens (NAc) accumuléiert ass, eng Schlëssel Gehir Belounungsregioun, an Äntwert op entweder chronesche Stress oder widderholl Belaaschtung op Drogen vu Mëssbrauch. Thien opstroum Transkriptiounsmechanismen déi ΔFosB Induktioun duerch dës Ëmweltstimuli kontrolléieren bleiwe verwinnbar. Hei identifizéiere mir den Aktivitéitsofhängegen Transkriptiounsfaktor, Serum Äntwert Faktor (SRF), als e Roman Upstream Mediateur vu Stress-, awer net Kokain-, induzéiert ΔFosB. SRF ass am NAc vu béiden depriméierte mënschleche Patienten a vu Mäusen chronesch ausgesi fir sozial Néierlag Stress downreguléiert. Dës Downreguléierung vum SRF ass bei elastesche Déieren net. Duerch d'Benotzung vun induzéierbarer Mutagenese weise mir datt Stress-mediéiert Induktioun vun ΔFosB, déi haaptsächlech bei elastesche Musse optrieden, ofhängeg vum SRF Ausdrock an dëser Gehirregioun assAn. Ausserdeem fördert d'NAc-spezifesch genetesch Läsche vun SRF eng Vielfalt vu prodepressant- a proanxiety-ähnlech Phänotypen a mécht Déieren méi empfindlech fir déi geféierlech Effekter vum chronesche Stress. Am Géigesaz, mir weisen datt SRF keng Roll spillt bei ΔFosB Akkumulation am NAc an Äntwert op chronesch Kokainekspositioun. Ausserdeem huet den NAc-spezifeschen Ausklo vum SRF keen Effekt op Kokain-induzéiert Behuelen, wat beweist datt chronesch sozial Néierlag Stress a widderholl Kokain Expositioun ΔFosB Akkumulatioun a Verhalensempfindlechkeet duerch onofhängeg Mechanismen reguléieren.
Aféierung
The nucleus accumbens (NAc), eng Schlëssel Gehir Belounungsregioun, ass wichteg fir sensoresch a kognitiv Input z'integréieren, déi motivativ relevant Verhalen als Äntwert op Ëmweltstimulatioune féieren (Nestler a Carlezon, 2006; Sesack a Grace, 2010). Den NAc ass och mat Verhalensanomalien agebonne mat Drogenofhängeger an Depressioun verbonne ginn. Deementspriechend d'Zilréiere vum NAc mat déif Gehirestimulatioun gouf gewisen, Depressiouns- a Sucht-ähnlech Verhalen bei béide Mënschen a Nager ze lindern (Schlaepfer et al., 2008; Vassoler et al., 2008; Heinze et al., 2009; Kuhn et al., 2009).
Wiederholte Belaaschtung fir Medikamenter vu Mëssbrauch oder Stress induzéiert verännert Mustere vum Genausdrock am NAc, potenziell ënner der Chronizitéit vu Sucht an Depressioun (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Maze et al., 2010; Vialou et al. ., 2010). Interessant ass den Transkriptiounsfaktor ΔFosB, e Spritsprodukt vum FosB-Gen, akkumuléiert am NAc an Äntwert op widderholl Medikament oder Stressbelaaschtung (Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008; Vialou et al., 2010). ΔFosB gouf proposéiert als e potenziellen molekulare Schalter deen den Iwwergank vum Fräizäitmedikamenten Uwendung op de chronesch geschéckte Staat féiert (Nestler et al., 1999; McClung et al., 2004; Renthal et al., 2009), wéi seng Akkumulatioun am NAc verbessert belount Äntwerten op verschidde Drogen vu Mëssbrauch. Méi kierzlech gouf d'Roll vun ΔFosB Induktioun am NAc nom chronesche soziale Néierlag Stress (Nikulina et al., 2008; Vialou et al., 2010) opgekläert: ΔFosB fördert aktiv kierperlech Reaktiounen op stresseg Reizen a verstäerkt WidderstandsfäegkeetAn. Obwuel ΔFosB Induktioun op eng stimulus-ofhängeg Manéier geschitt, bleiwen d'Mechanismen verantwortlech fir Drogen- a Stress-induzéiert ΔFosB Akkumulation am NAc onbekannt.
Serum Reaktiounsfaktor (SRF) ass en Transkriptiounsfaktor erfuerderlech fir den Aktivitéit-ofhängeg Transkriptiounsaktivéierung vu verschiddenen direkten fréie Genen, abegraff c-fos, fosb, Egr1, an Arc (Knöll an Nordheim, 2009). Rezent Studien hunn dem SRF seng Auswierkungen op déi morphologesch an zytoarchitektonesch Eegeschafte vun Neuronen bewisen, och d'Reguléierung vun der synaptescher Aktivitéit an der Circuitformatioun am erwuessene Gehir (Knöll an Nordheim, 2009). Dës Erkenntnisser hunn eis gefuerdert ze ermëttelen ob SRF funktionell geregelt gëtt duerch chronesch Belaaschtung fir Drogen vu Mëssbrauch oder Stress, wéi och de potenziellen Impakt vun esou enger Regulatioun op ΔFosB Induktioun ënner dëse Konditiounen.
Hei beschreiwe mir e Roman Mechanismus duerch deen d'Reguléierung vum SRF am NAc Prodepressant an Angschtgefiller Phänotypen fördert, schliisslech erhéicht d'Schwachstelle vun engem Déier fir déi schiedlech Effekter vu chronesche Stress. Dës Effekter ginn deelweis vermittelt duerch de Verloscht vun ΔFosB Induktioun am NAc vu gestressten Déieren. Observéiert Verloschter am SRF an ΔFosB Ausdrock am postmortem NAc Tissu kritt vun depriméierte Patienten ënnerstëtzen d'Relevanz vun eise Befunde fir mënschlech Depressioun. Interessanterweis schéngt dëse Mechanismus ΔFosB Akkumulation ze kontrolléieren stressspezifesch ze sinn: chronesch Kokain Belaaschtung huet keen Effekt op SRF Ausdrock, SRF Läschen aus dem NAc huet keen Impakt op ΔFosB Akkumulation no chronescher Kokain Belaaschtung, an esou SRF Läschen huet keen Effekt op Kokain- induzéiert Verhalen. Dëst Roman Zesummespill tëscht SRF an ΔFosB, am Kontext vu Stress, kann e wichtegen homeostatesche Mechanismus representéieren, deen d'Sensibilitéit vun engem Mënsch fir chronesche Stress reguléiert.
Materialien an Methoden
Déieren
Aacht-Woch al C57BL / 6J männlech Musse (Jackson Laboratory) goufen an all Verhalens- a Biochemesch Experimenter benotzt. All Déieren goufen op d'mannst 1 Woch virun der experimenteller Manipulatioun op d'Dierfacilitéit gewunnt an goufen um 23 – 25 ° C op engem 12 h Liicht / donkel Zyklus (Luuchten op vun 7: 00 AM bis 7: 00 PM) mat ad libitum gehal Zougang zu Iessen a Waasser. Experimenter goufen am Aklang mat de Richtlinne vun der Society for Neuroscience an dem institutionnellen Déiereschutz- a Benotzungscomité bei der Mount Sinai School of Medicine gemaach.
Fir Kokain Experimenter [Western blotting a quantitativ Chromatin Immunoprecipitatioun (ChIP)], goufen 8- bis 10-Woch-al männlech C57BL / 6J Mais benotzt. Déieren kruten siwen deeglech intraperitoneal Injektiounen vu Salins oder Kokain (20 mg / kg Kokain-HCl; Sigma). Mais goufen 24 h no der definitiver Behandlung benotzt. Fir Verhalensexperimenter goufen Mauser eenzel postsurgery agespaart a goufe mat 10 mg / kg (Lokomotorsensibiliséierung) oder 7.5 mg / kg (bedingte Plazepräferenz) Kokain-HCl intraperitoneal behandelt, wéi hei ënnendrënner beschriwwe ginn.
Srffl / Fl Mais goufen generéiert wéi virdru beschriwwen (Ramanan et al., 2005). NAc-spezifesch Ausklappung vu Srf gouf duerch stereotaxescher Injektioun an spéider viraler Iwwerausdrock vu Cre-Rekombinase (Cre) erreecht mat gefierftem grénge Luuchtprotein (GFP) mat Adeno-assoziéierten Virus (AAV) Vektore. Eng noutwendeg geläscht Cre gouf benotzt. AAV-GFP gouf am Plaz vun AAV-Cre-GFP an Srffl / Fl Mais als Kontroll injizéiert. Kuerz, goufe Méis mat enger Mëschung aus Ketamin (10 mg / kg) an Xylazin (10 mg / kg) anästheséiert, mat de folgenden stereotaxesche Koordinaten déi fir viral Liwwerung benotzt goufen: + 1.6 (anterior / posterior), + 1.5 (lateral), - 4.4 (dorsal / ventral) an engem Winkel vun 10 ° vun der Mëttlinn (relativ zu Bregma). E Gesamt 0.5 μl vu purifizéierte Virus gouf bilateral iwwer eng 5 min Period (0.1 μl / min) geliwwert, gefollegt vu 5 min vu Rescht. Musse goufen 2 Wochen no der Chirurgie getest, wéi d'viral Ausdrock maximal war, a virale Injektiounsplaze goufe fir all Déieren bestätegt mat Hëllef vun standardhistologesche Methoden. D'Effizienz vum viral-mediéierten Cre Ausdrock war vun der Immunohistochemie validéiert an duerch Reverse-Transkriptase PCR fir Srf op microdissected NAc Stämme vun Déieren, déi AAV-Cre-GFP an AAV-GFP an den NAc kritt hunn. AAV-GFP an AAV-Cre-GFP Virussen goufe generéiert wéi virdru beschriwwen (Maze et al., 2010).
Behaviorale Prozeduren
Sozial Néierlag Stress.
C57BL / 6J Mais goufen ënner chronesche soziale Néierlagstress fir 10 opfolgend Deeg wéi virdru beschriwwen (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Kuerz gesot, gouf all Maus op eng onbekannt an aggressiv männlech CD1 pensionnéierte Ziichtermaus fir 5 min pro Dag ausgesat. No der direkter Interaktioun mam CD1 Aggressor goufen Déieren dunn an engem ugrenzend Fach vum selwechte Käfig fir den nächsten 24 h mat sensoreschen awer net kierperleche Kontakt plazéiert. Kontrolldéieren goufen an ekwivalente Käfeg gehandelt awer mat Membere vum selwechte Stamm. Sozial Interaktiounstester goufen 24 h no dem leschte Spilldaag gemaach.
Sozial Vermeidung vun enger onbekannter CD1 männlecher Maus gouf no publizéierte Protokoller bewäert (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). D'experimentell Maus gouf fir d'éischt an en oppent Feld agefouert mat engem eidelen Drahmmaschinn fir 2.5 min. Wärend enger zweeter Sessioun gouf eng onbekannt CD1 männlech Maus an de verkabelte Käfeg agefouert. D'Zäit an der Interaktiounszone verbruecht (en 8 cm breede Korridor ronderëm de Käfeg) gouf gemooss. Segregatioun vu besiege Mais an empfindlech a elastesch Ënnerpopulatioune gouf gemaach wéi virdru beschriwwen (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Well d'Majoritéit vun de Kontrollmais méi Zäit mat engem soziale Zil interagéiert huet wéi mat engem eidelen Zilschlass, gouf en Interaktiounsverhältnes vun 100 (gläichzäiteg an der Interaktiounszone verbruecht a Präsenz versus Feele vun engem sozialen Zil) als Ofschneidung gesat. Mais mat Punkten <100 goufen als ufälleg bezeechent, an déi mat Noten ≥100 goufen als elastesch bezeechent. Extensiv Verhalens-, biochemesch an elektrophysiologesch Analysen ënnerstëtzen d'Gëltegkeet vun dësen ënnerschiddlechen empfindlechen a elastesche Subpopulatiounen (Krishnan et al., 2007; Wilkinson et al., 2009; Vialou et al., 2010).
Fir d'Vullabilitéit vu Srffl / Fl-Mais zu sozialer Néierlagstress ze ënnersichen, goufen d'Mais, déi bilateral mat AAV-GFP oder AAV-Cre-GFP injizéiert goufen, dräi selwechten Dag ënnergaangen, an dann fir sozial Interaktioun 24 h méi spéit getest. Dës submaximal Néierlag Prozedur gouf validéiert virdrun fir d'Propositiounsphenotypen no genetesch Manipulatiounen ze weisen (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010).
Geléiert Hëllefslosegkeet.
Srffl / Fl Mais iwwerschécke entweder AAV-GFP oder AAV-Cre-GFP goufe mat der geléierter Hëlleflosegkeet Prozedur ënnerschriwwen wéi virdru beschriwwen (Berton et al., 2007). Kuerz, goufe Mausen zu intermitterende, onverhënnerbare Foussschock fir 1 h iwwer 2 Deeg vun der Verwaltung ausgesat (0.45 mA, d'Dauer 5). Op den Dag vum Test goufen d'Mais nei an d'Këscht fir 15 fortlafend Fluchtforsuch agefouert. Wärend all Versuch gouf e kontinuéierleche Schock geliwwert an d'Mais kruten d'Geleeënheet entzunn ze kommen andeems en an dat angrenzend, net-elektrifizéiert Fach antrëtt. No enger erfollegräicher Flucht gouf d'Dier automatesch zougemaach an d'Fluchtlatenz gouf opgeholl. Wann d'Mais net bannent 25 s fortgelaf sinn, gouf de Prozess ofgeschloss a gouf als Echec opgeholl. Virun Studien hu gewisen datt virale Expression am NAc an anere Regiounen keen Effekt op der Baseline Fluchtverhalen an der Verontreiung vu Stress huet (Newton et al., 2002; Berton et al., 2007).
Lokomotor Sensibiliséierung.
Zwou Wochen no intra-NAc Injektiounen vun entweder AAV-GFP oder AAV-Cre-GFP, goufen Srffl / fl Mais ënner Bewegungssensibiliséierung ausgesat. Mais goufen an d'Lokomotor Arena fir 30 min pro Dag fir 4 d gewunnt. No der Habituatioun goufen Déieren intraperitoneal mat 10 mg / kg Kokain-HCl injizéiert an an d'Lokomotorkëschte gesat. D'Bewegungsaktivitéite vun den Déieren goufen mat engem Photobeam System (San Diego Instruments) opgeholl wéi ambulant Strahl fir 30 min pro Dag brécht. Bewegungs Sensibiliséierung gouf iwwer eng Period vu 6 d opgeholl.
Bedingung Betriber.
D'Plaz-Konditiounsprozedur gouf wéi virdru beschriwwen (Maze et al., 2010), mat de folgende Modifikatiounen. Kuerz, 18 d no intra-NAc Infusiounen vun AAV-GFP oder AAV-Cre-GFP a Srffl / fl Mais, goufen Déieren an d'Konditiounskammer gesat, déi aus dräi kontextuell ënnerschiddlechen Ëmfeld bestanen hunn. Mais déi bedeitend Präferenz fir eng vun den zwou Konditiounskamere weisen, goufen aus der Studie ausgeschloss (<10% vun allen Déieren). Conditionnéierungsgruppe ware weider ausgeglach fir all Kammerviraussetzung unzepassen, déi nach existéiere kënnen. Op pafolgende Deeg goufen Déieren mat Salzinjektioun injizéiert an am Nomëtteg fir 30 min an eng Kammer agespaart an duerno mat Kokain injizéiert (7.5 mg / kg, ip) a fir den 30 Dag an déi aner Kammer agespaart den nächsten Dag, gläichwäerteg insgesamt zwou Ronnen Associatiounstraining pro Behandlung (zwee Salzléisung an zwou Kokain-Pairings). Op den Dag vum Test goufen d'Mais an den Apparat ouni Behandlung fir 20 min plazéiert a getest fir d'Säitpräferenz ze evaluéieren. Bewegungsreaktiounen op Kokain goufen iwwer Stralepausen an de Kokain-gepaarte Kammerer bewäert fir d'Effektivitéit vun der Drogenbehandlung ze garantéieren. Fir all Gruppen, gouf d'Baseline Bewegung als Reaktioun op Salzléisung beurteelt fir sécherzestellen datt Bewegung net vun der viraler Behandlung beaflosst gouf.
Aner Behuelen Tester.
Srffl / Fl Mais goufen an oppenen Feld, Liicht / Däischter, a gezwongen-Schwammtester op Basis vu verëffentlechte Protokoller (Vialou et al., 2010) getest. D'Aktivitéit vu Mais am fräien Feld gouf fir 5 min opgeholl mat engem Video Tracking System (Ethovision) ënner rout Luucht Bedéngungen. Fir de Liicht / Däischter Test konnten d'Mais frei eng zwee-Kammerkëscht ze entdecken déi aus enger grousser illuminéierter Arena verbonne sinn an eng méi kleng zougemaach Arena. Mais goufen fir eng Period vun 5 min getest fir d'Quantitéit vun der Zäit an entweder Uschloss ze bewäerten. Am Open-Field a Liicht / Däischter Tester gouf d'Zäit am Mëttelpunkt a Liichtarena respektiv als en inverse Index vun Angschtzoustänn Äntwerte bewäert. E 1 d forcéiert Schwämm Test gouf fir eng Period vun 5 min duerchgefouert. Vergréissert Zäit vun der Onmobilitéit am Zwangs-Schwammtest gouf als prodepressant-ähnlecht Verhalen interpretéiert. Den 1 d forcéiert Schwammtest gouf extensiv a Mais benotzt an ass als eng Moossnam vu prediktiver Validitéit validéiert, an deem antidepressant Therapien Immobilitéit Zäiten reduzéieren.
Immunhistochemie
Srffl / Fl Mais goufen anästheséiert an perfkéiert intracardial mat 4% paraformaldehyd / PBS. Gehir goufen ewechgeholl an kryoprotektéiert an 30% sucrose / PBS. Coronal Sektiounen (30 μm) goufen op engem Gefrierungsmikrotom geschnidden a verschafft fir immunohistochemesch Analysen. Validatioun vu Srffl / fl Ausbroch gouf mat enger polyclonaler Antikörper ausgefouert géint SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology). Cre Ausdrock gouf via GFP (Poulet polyclonal, 1 / 8000, Aves Labs) Ausdrock a dissected Gehir bestätegt, well de Cre ass mat GFP verschmolzelt. Fir Quantifizéierung vun ΔFosB Induktioun no sozialer Néierlag Stress bei Srffl / Fl Ausklappmais, gouf ΔFosB mat Hëllef vun engem Kanéngchen polyklonalem Antikörper opgeworf géint d'N-terminal Termin vum Protein (1 / 1000; Santa Cruz Biotechnologie). D'Biller goufe mat engem konfokalen Mikroskop (20 × Vergréisserung; Zeiss) geholl. D'Zuel vun GFP-immunopositive Zellen, déi als negativ a positiv fir ΔFosB Immunreaktivitéit gezielt goufen, goufen a ville Biller fir all Déier quantifizéiert, mat mëttel Wäerter fir all Déier duerno berechent. All Déier gouf als individuell Observatioun fir statistesch Analyse betracht.
Mënsch postmortem NAc Tissu
Mënschlecht postmortem Gehirergewebe gouf aus der Dallas Brain Collection kritt, wou Tissu vum Dallas Medical Examiner Office an der University of Texas (UT) Southwestern's Tissue Transplant Program no der Zoustëmmung vun den nächste Familljen gesammelt gëtt. Ray war aus béid Männercher a Weibercher analyséiert reagéiert fir Alter, postmortem nolauschterer, RNS Integritéit Zuel (RIN), an pH. Spezifesch agonal Faktoren, dorënner Koma, Hypoxie, Pyrexie, Krampelen, Dehydratioun, Hypoglykämie, Multiple Organschwier, an Nossallergie vun neurotoxesche Substanzen zur Zäit vum Doud beaflossen d'RNA Integritéit am postmortem Gehirergewebe (Tomita et al., 2004). Mir hunn eng agonal Faktor Skala (AFS) benotzt fir Tissuprouwen op jiddereng vun dësen aacht Konditiounen ze charakteriséieren. D'Feele vun engem agonale Faktor gouf e Score vun 0 zougewisen a seng Präsenz gouf als 1 geschoss fir eng total AFS Score tëscht 0 an 8. ze bidden. Tissue mat agonale Noten vun 0 oder 1 reflektéiert gutt Qualitéitsprouwen; de Fall DEMOGRAPHIQUES sinn an Table entscheet 1. Aussergewéinlech Otemschwieregkeeten Qualitéit war vun héich RIN Wäerter confirméiert. Fäll goufen zu enger Standarddissektioun ausgesat ier se e Schnappofréieren an -40 ° C Isopentan a Lagerung bei -80 ° C; weider dissection vun NAc war op gefruer Otemschwieregkeeten gesuergt. Den UT Südwesten institutionnelle Bewäertungsrot huet d'Sammlung vun dësem Tissu fir Fuerschungsbenotzung iwwerschafft an approuvéiert. En direkten Informant Interview gouf fir all Depressiounsfall zu engem spéideren Datum gemaach, wou Informatioun iwwer d'Krankheet vum Fall dokumentéiert war; eng Konsensdiagnos vu grousser depressiver Stéierung gouf mat DSM-IV Kritäre vun zwee Fuerschungspsychiater gemaach. Keen vun de Fäll an dëser Studie abegraff haten d'Blutt Toxikologie Screens positiv fir Drogen vu Mëssbrauch, Alkohol oder Rezept Medikamenter aner wéi Antidepressiva. Trotz antidepressiva, all Sujete ware klinesch depriméiert zur Zäit vum Doud. Ray Echantillon waren an engem blinded Manéier fir Analyse dispensed.
Table 1.
Demografesch Donnéeën fir mënschlech Postmortem Studie
Western blotting
Mënsch a Maus NAc Proben goufen verschafft wéi virdru beschriwwen (Maze et al., 2010). Gefrueren Tissu war an engem 5 mM HEPES Lysis-Puffer mat 1% SDS mat Protease (Roche) a Phosphatase-Inhibitoren (Sigma) sonikéiert. Protein Konzentratioune goufen duerch den Dc Protein Assay (Bio-Rad) bestëmmt. Gläich Mengen vun Protein Echantillonen goufen op SDS-PAGE a Western blotting ënnerworf. Western Blots goufe probéiert mat engem Antikörper géint SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology) oder GAPDH (1 / 1500; Abcam) a goufen duerno gescannt a quantifizéiert mat Odyssey Imaging System (Licor).
RNA Isolatioun a quantitativ PCR
RNA Isolatioun, quantitativ PCR (qPCR), an Datenanalyse goufen wéi virdru beschriwwen (Maze et al., 2010; Vialou et al., 2010). Kuerz gesot, war RNA mat TriZol reagent (Invitrogen) isoléiert a gouf weider mat RNAeasy Mikro Kits aus Qiagen gereinegt. All RNA Proben goufen bestëmmt 260 / 280 an 260 / 230 Wäerter ≥1.8 ze hunn. Reverse Transkriptioun gouf mat iScript (Bio-Rad) gemaach. qPCR mat SYBR gréng (Quanta) gouf mat engem Applied Biosystems 7900HT RT PCR System mat de folgenden Zyklusparameter duerchgefouert: 2 min bei 95 ° C; 40 Zyklen vun 95 ° C fir 15 s, 59 ° C fir 30 s, 72 ° C fir 33 s; a graded Heizung op 95 ° C fir Dissoziatiounskurven ze generéieren fir d'Bestätegung vun eenzel PCR Produkter. D'Date goufen analyséiert andeems d'C (t) Wäerter vun der Behandlungskonditioun vergläichen (Kontroll vs ufälleg oder elastesch Mais, oder mënschlech Kontrollen vs depriméiert Patienten) mat der ΔΔC (t) Method (Tsankova et al., 2006). ΔFosB qPCR Primer: Foward, AGGCAGAGCTGGAGTCGGAGAT an ëmgedréint, GCCGAGGACTTGAACTTCACTCG.
ChIP
ChIP gouf ausgefouert wéi virdru beschriwwen (Maze et al., 2010) op pooléierte bilateralen NAc Stämme vu Kontroll, ufälleg a elastesch Musse (véier 14-Jauge-Punch / Maus) 1 h no der leschter Néierlagerfarung a vu Salz- a Kokain- behandelt Déieren 24 h no der definitiver Behandlung. Tissue gouf an 1% Formaldehyd verknëppelt. Fixatioun gouf spéider iwwer Glycine Uwendung ënnerbrach, a Tissu gouf gewascht a bei -80 ° C bis gebraucht. Gesiichter Chromatin gouf Nuecht mat engem Anti-SRF Antikörper incubéiert (Santa Cruz Biotechnology), déi virdru mat magnetesche Perlen gebonne war (Dynabeads M-280; Invitrogen). Nom Réckkräizverbindung an DNA-Reinigung gouf d'Bindung vum SRF zum Fosb-Promoteur mat qPCR bestëmmt mat Hëllef vu Primere mat enger Regioun vum Fosb-Promoteur, deen zwee Serum-Reaktiounselement-Bindungsplazen enthält. SRF Pulldownen goufen bedeitend beräichert am Verglach mat nee-Antikörper Kontrollen. Maus Fosb Gen Promoteur Primer: Forward, CCCTCTGACGTAATTGCTAGG an ëmgedréint, ACCTCCCAAACTCTCCCTTC.
Statistesch Analysen
One-way ANOVAs goufen benotzt fir Mëttelen tëscht Kontroll, empfindlech a elastesch Mais bei biochemeschen a Verhalensanalysen ze vergläichen. Zwee-Wee ANOVA goufe benotzt fir ΔFosB Induktioun duerch sozial Néierlag a Srf lokale Knock-out Mais ze vergläichen, wéi och fir den Effekt vum Srf Knock-out an der geléierter Hëlleflosegkeet a Bewegungssensibiliséierungsprotokoller ze vergläichen. Student's T Tester goufen benotzt fir Mëttelen am Effekt vum Srf knock-out op ΔFosB Induktioun ze vergläichen, an tëscht Gruppen am mënschleche postmortem Tissue a Maus ChIP Analyse. Differenzen tëscht experimentellen Zoustänn goufen als statistesch bedeitend ugesinn wann p ≤ 0.05.
Resultater
SRF an ΔFosB Ausdrock bei mënschlecher Depressioun a sozial besiegt Mais
Fir eng potenziell Roll fir SRF an der Entwécklung vun depressivähnlecht Verhalen z'ënnersichen, hu mir als éischt SRF Protein Ausdrock an NAc vu postmortem depriméierte mënschleche Patienten evaluéiert. Depressiv Sujete weisen däitlech reduzéiert SRF Niveauen an NAc am Verglach mat hiren altersgeméissene Kontrollen (t (19) = 1.9; p <0.05) (Fig. 1A). Gitt dem SRF seng Roll bei der Reguléierung vun der Aktivitéit-ofhängeger direkter fréier Genausdrock (Ramanan et al., 2005), hu mir hypothetiséiert datt de SRF kann an der Kontroll vun ΔFosB Ausdrock an dëser Gehirregioun involvéiert sinn. Als Ënnerstëtzung vun dëser Hypothese hu mir observéiert datt Δfosb mRNA Niveauen och an NAc vun depriméierte Mënschen däitlech reduzéiert goufen (t (16) = 1.8; p <0.05) (Fig. 1B). Dëst ass konsequent mat kierzleche Befunde vu verréngertem Niveau vum ΔFosB Protein ënner dëse Konditioune och (Vialou et al., 2010).
Figure 1.
Chronesch Stress-induzéiert Repressioun vu SRF korreléiert mat ofgeholl ΔFosB Transkriptioun an NAc. A, B, Postmortem mënschlech depriméiert Patienten weisen reduzéiert Niveauen vum SRF Protein (n = 10 / Grupp; A) an Δfosb mRNA Ausdrock an NAc (n = 8 / Grupp; B). C, Mais mat chroneschen (10 d) sozialen Néierlagstress ausgesat goufen an empfindlech a elastesch Ënnerpopulatiounen gruppéiert. D, Chronesch sozialen Néierlagstress reduzéiert SRF Proteinniveauen an NAc vu empfindleche Mais, awer net elastesch Mais, am Verglach mat Kontrollen 24 h nom sozialen Interaktiounstest gewisen an C. E, ΔfosB mRNA Niveauen an NAc sinn onverännert bei empfindleche Mais, awer an onbestänneg Déieren upreguléiert (n = 7-15 / Grupp). F, SRF Protein weist erhéicht Bindung zum fosb Gen Promoteur no chronescher sozialer Néierlagstress nëmmen a elastesche, an net ufälleg, Mais (n = 5 / Grupp). Déi ugewisen Daten ginn als mëttler ± SEM ausgedréckt (als Feelerstäber duergestallt). Con., Kontroll; Dep., Depriméiert; Sus., Ufälleg; Res., Elastesch. * p <0.05 versus Kontroll; *** p <0.001 versus Kontroll; # p <0.05 versus empfindlech; ## p <0.01 versus empfindlech; ### p <0.001 versus empfindlech.
Fir dës Erkenntnisser ze verlängeren, hu mir de chronesche sozialen Néierlagstressprotokoll bei Mais benotzt. Zwee ënnerscheedbar Gruppen vu besiege Mais, empfindlech a elastesch, waren anscheinend (Krishnan et al., 2007) baséiert op engem Mooss vu sozialer Vermeidung, an deem empfindlech Déieren däitlech reduzéiert sozial Interaktioun am Verglach mat béide Kontrollen an elasteschen Déieren (F 2,23) = 157.2; p <0.001; t Tester mat enger Bonferroni Korrektur, ufälleg vs Kontroll, p <0.001; elastesch vs Kontroll, p <0.05; elastesch vs empfindlech, p <0.01) (Figebam. 1C). Zwee Deeg no der leschter Néierlagepisode goufen empfindlech, elastesch an net-besiegt Kontrollmais fir SRF Ausdrock an NAc analyséiert. Ähnlech wéi Erkenntnisser bei der mënschlecher Depressioun, SRF Protein Niveauen goufen an NAc vu empfindleche Mais wesentlech reduzéiert am Verglach mat Kontrollen, wärend SRF Niveauen an NAc vu elastesche Mais net beaflosst goufen (F (2,32) = 4.7; p <0.05; t Tester mat engem Bonferroni Korrektur, ufälleg géint Kontroll, p <0.05; elastesch vs ufälleg, p <0.05) (Figebam. 1D).
Als nächstes hu mir Δfosb mRNA Ausdrock an NAc vun dësen dräi Gruppen vun Déieren ënnersicht an eng däitlech Erhéijung vum Δfosb Ausdrock bei elastesche Déieren observéiert, mat engem Trend awer keng signifikant Erhéijung observéiert bei empfindleche Mais (t (14) = 2.1; p <0.05 ) (Figebam. 1E). Fir weider méiglech Interaktiounen tëscht SRF Niveauen an Δfosb Transkriptioun z'ënnersichen, hu mir ChIP benotzt fir ze iwwerpréifen ob SRF verbindlech mam fosb Gen Promoteur no chronescher sozialer Néierlag Stress a getrennten Kohorten vu empfindlechen a elastesche Mais verännert gouf. Widderstänneg Déieren ugewisen erheblech verbessert SRF verbindlech mam fosb Promoteur am NAc am Verglach mat Kontrollen (t (8) = 2.1; p <0.05) wéi och am Verglach mat empfindleche Mais (t (8) = 2.0; p <0.05). Keen Ënnerscheed gouf tëscht Kontrollen a empfindlech Mais beobachtet, spigelt wahrscheinlech de Mangel u SRF Induktioun bei empfindleche Mais (Fig. 1F).
Fir d'SRF d'Roll an der Reguléierung vun ΔFosB no chronescher sozialer Néierlagstress ze bestätegen, goufen Srffl / fl Mais benotzt fir den Effekt vun enger selektiv Läschung vum SRF aus dem NAc op Stressinduktioun vun ΔFosB z'ënnersichen. Srffl / fl Mais goufen stereotaxesch intra-NAc mat AAV Vektoren injizéiert, déi GFP oder Cre-GFP ausdrécken. En NAc-spezifescht Knock-out vum SRF induzéiert duerch AAV-Cre-GFP gouf immunohistochemesch bestätegt (Figebam. 2A). Tatsächlech war et keng Iwwerlappung tëscht SRF-Flecken a Cre Ausdrock, wat d'Effektivitéit vum Knock-out beweist. A microdissected NAc Punches hu mir e signifikante 50% Réckgang vu SRF Proteinniveauen (t (11) = 4.3; p <0.001) festgestallt. D'Gréisst reflektéiert méiglecherweis d'Tatsaach, datt eng Brochstéck Gewebe an esou Mikrodissektiounen net viral infizéiert ass.
Figure 2.
SRF vermëttelt ΔFosB Induktioun duerch chronesch sozialen Néierlagstress. A, Injektioun vun AAV-Cre-GFP an den NAc vu Srffl / fl Mais resultéiert am Ausschlag vum SRF Protein a Cre-ausdréckenden Neuronen. Injektioun vun AAV-GFP war ouni erkennbar Effekt. B, Esou selektiv Knock-out vum SRF aus dem NAc blockéiert d'Induktioun vun ΔFosB an NAc no chronescher sozialer Néierlagstress komplett (n = 4 / Grupp). Déi ugewisen Daten ginn als mëttler ± SEM ausgedréckt (als Feelerstäber duergestallt). * p <0.05 versus AAV-GFP Kontroll; ** p <0.01 versus AAV-GFP Néierlag.
Mir hunn d'nächst quantitativ Immunhistochemie fir ΔFosB an NAc vu besiege Srffl / fl Mais gemaach, déi intra-NAc mat entweder AAV-Cre-GFP oder AAV-GFP injizéiert goufen. No chronescher sozialer Néierlagstress war den ΔFosB Ausdrock bedeitend induzéiert an NAc vun AAV-GFP-injizéierten Déieren (Virus × Behandlungsinteraktioun, F (1,12) = 6.4; t Tester mat enger Bonferroni Korrektur, Kontroll vs Néierlag, p <0.05; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01). Dës Induktioun gouf awer net a Srffl / fl Mais observéiert, déi AAV-Cre-GFP kréien (Fig. 2B), wat beweist datt ΔFosB Induktioun an NAc duerch chronesche Stress SRF erfuerdert.
SRF knock-out am NAc fördert Prodepressiouns- a Proanxiety-ähnlech Phänotypen
Zënter datt ΔFosB Induktioun duerch chronesch sozialen Néierlagstress virdru gewise gouf Widerstandsfäegkeet ze vermëttelen (Vialou et al., 2010), hu mir hypothetiséiert datt d'Downreguléierung vum SRF, an de resultéierende Verloscht vun ΔFosB Induktioun, an empfindlechen Déieren eng negativ Adaptatioun duerstelle kënnen déi schlussendlech mécht Déiere méi vulnérabel fir déi schiedlech Effekter vu Stress. Fir dës Hypothese ze testen, hu mir eng lokal NAc-spezifesch Läschung vum Srf-Gen bei erwuessene Srffl / fl Mais induzéiert wéi hei uewen beschriwwen, an déi doraus resultéierend Mais an hir Kontrollen goufen an enger Batterie vu Verhalensparadigmas getest fir d'Basisdepressioun ze beurteilen- an Angschtgefiller- wéi Behuelen. Lokal NAc Läschung vum SRF huet e prodepressiounähnlechen Effekt gefërdert wéi gemooss iwwer den Zwangs-Schwämmtest (t (30) = 2.5; p <0.05), souwéi en anxiogenen Effekt wéi am oppene Feld gemooss (t (38) = 1.9; p <0.05) an hell / donkel Tester (t (8) = 1.9; p <0.05). Also, Srffl / fl Mais, déi AAV-Cre-GFP an den NAc kréien, hunn ofgeholl Latenz zu Onbeweeglechkeet am Zwangsschwemmtest, manner Zäit am Zentrum vun engem oppene Feld, a manner Zäit am Liichtfach vun enger Liicht / Däischter Këscht am Verglach mat AAV-GFP-injizéierten Déieren (Figebam. 3A-C). Wéi och ëmmer, d'intra-NAc Läschung vum SRF huet d'Basisniveauen vun der Bewegung net geännert, wat suggeréiert datt déi observéiert Verhalenseffekter bei SRF-Knock-out Déieren net wéinst Anomalien an der allgemenger Bewegungsaktivitéit waren (Fig. 3D). Dës Donnéeë sinn interessant am Liicht vu fréiere Berichter, déi suggeréieren datt, och wann ΔFosB an NAc depressivähnlecht Verhalen reguléiert, schéngt et net an ängschtbezunnen Äntwerten ze sinn (Vialou et al., 2010). Eis aktuell Erkenntnisser datt de Verloscht vum SRF ängstlech Äntwerte induzéiert suggeréiert datt et dat duerch aner Ziler wéi ΔFosB mécht.
Figure 3.
SRF knock-out aus dem NAc fördert Prodepressioun- a Proanxitéitähnlech Phänotypen. A – C, Selektiv Ausgab vum SRF aus dem NAc, erreecht iwwer AAV-Cre-GFP Injektioun an den NAc vu Srffl / fl Mais, reduzéiert d'Latenz zu Onbeweeglechkeet am Zwangs-Schwämmtest (n = 14-18 / Grupp; A) a reduzéiert d'Zäit verbruecht am Zentrum an d'Zäit am Liichtfach am oppene Feld (B) an hell / donkel (C) Tester, respektiv (n = 5-15 / Grupp). D, Keen Ënnerscheed an der Basalbewegungsaktivitéit gouf am Open-Field vu Mais beobachtet, déi intra-NAc Injektiounen vun AAV-GFP oder AAV-Cre-GFP kruten. E, F, erhéicht Empfindlechkeet fir geléiert Hëlleflosegkeet (n = 7-8 / Grupp; E) a sozial Néierlagstress (n = 5-6 / Grupp; F), wéi gemooss, respektiv, duerch d'Latenz fir z'entkommen a sozial Interaktiounszäit . Déi ugewisen Daten ginn als mëttler ± SEM ausgedréckt (als Feelerstäber duergestallt). * p <0.05 versus GFP oder versus Zil feelen; ** p <0.01 versus GFP; *** p <0.001 versus GFP.
Mir hunn duerno studéiert ob d'SRF Läschung an NAc och d'Schwachstelle vun engem Déier fir déi schiedlech Effekter vum widderhollem Stress erhéicht. Srffl / fl Mais, injizéiert entweder mat AAV-Cre-GFP oder AAV-GFP an den NAc, goufen an zwee Depressiounsmodeller ënnersicht, geléiert Hëlleflosegkeet a chronesch sozialen Néierlagstress. A geléierter Hëlleflosegkeet hunn Srffl / fl Déieren, déi AAV-Cre-GFP kréien, erhéicht Latenz fir e Fouss Schock ze flüchten no der fréierer Belaaschtung vun onvermeidbarem Fouss Schock Stress (Behandlung × Verspriechen Interaktioun, F (14,180) = 10.2; t Tester mat enger Bonferroni Korrektur, p <0.001; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01), wat erhéicht Empfindlechkeet u Stressinduzéierter Verhalensdefiziter weist (Fig. 3E). Ähnlech huet d'lokal SRF Läschung vun NAc och d'sozial Ofneidegung erhéicht (t (10) = 1.8; p <0.05) am Verglach mat AAV-GFP-injizéierte Kontrolldéieren no chronescher sozialer Néierlagstress (Fig. 3F), e prodepressiounsähnlechen Effekt.
Mangel un Engagement vu SRF bei ΔFosB Induktioun a Verhalensreaktiounen op Kokain
Gitt datt ΔFosB och an NAc als Reaktioun op Drogen vu Mëssbrauch induzéiert gëtt wéi Kokain, war et interessant eng potenziell Roll fir SRF an der Kokainaktioun z'ënnersichen. Am Géigesaz zu chronescher sozialer Néierlagstress huet d'Wiederhuelung vun der Kokain keng SRF Protein Ausdrock an NAc geännert (t (14) = 0.8; p> 0.05) (Fig. 4A) an hat keen Effekt op SRF verbindlech mam fosB Gene Promoteur an dëser Gehirregioun. (t (4) = 0.7; p> 0.05) (Figebam. 4B). Dëst deit drop hin, datt, am Géigesaz zum Stress, Induktioun vun ΔFosB no chronescher Kokain net duerch SRF vermittelt gëtt. Mir hunn dëst direkt gepréift andeems mir iwwerpréift ob ΔFosB Akkumulation no chronescher Kokain a Srffl / fl Déieren geännert gëtt, déi AAV-Cre-GFP versus AAV-GFP an NAc kréien. Mir hu festgestallt datt d'SRF Läschung keen Effekt op Kokain induzéiert ΔFosB Heefung an dëser Gehirregioun huet (Fig. 4C).
Figure 4.
De Verloscht vu SRF hat keen Effekt op Kokain-Induktioun vun ΔFosB oder Kokain-reglementéiert Behuelen. A, B, Widderhuelung Kokain Expositioun (7 d, 20 mg / kg Kokain-HCl) hat keen Effekt op SRF Proteinausdrock am NAc (A) oder op SRF Bindung zum FosB Gen Promoteur an dëser Gehirregioun (B) 24 h nach Medikamentbelaaschtung (n = 5 / Grupp). C, ΔFosB Akkumulation, gemoossent Immunozytochemesch, no chronescher Kokainbelaaschtung ass net beaflosst vum NAc-spezifeschen Ausklo vum SRF. D, E, Lokal Läsche vun SRF vum NAc hat och keen Effekt op der Lokomotoresch Aktivitéit no enger Salzinsprëtz (d 1) op Kokain-induzéierter Lokomotoraktivitéit a Sensibiliséierung (n = 8 / Grupp) (d 1 – 7; D) bzw. op Kokain bedingte Plazepräferenz (n = 8 / Grupp; E). Donnéeën ugewisen ginn als mëttler ± SEM ausgedréckt (als Fehlerbarren representéiert).
Fir dëst iwwerraschend Erkenntnes ze verfollegen, hu mir ënnersicht ob e selektive SRF knock-out vun NAc Verhalensreaktiounen op Kokain verännert. Konsequent mam SRF de Mangel u Reguléierung vun ΔFosB Induktioun duerch Kokain, NAc-spezifesche Knock-out vum SRF huet keen Effekt op Bewegungsaktivitéit induzéiert duerch akut Kokain oder Bewegungssensibiliséierung gesinn no repetéiert Kokainbeliichtungen (Behandlung × Zäit Interaktioun, F [4,80] = 0.3; p> 0.05) (Figebam. 4D). Och den NAc-spezifesche Knock-out vum SRF huet keen Effekt op Kokain-bedingte Plaz Präferenz (t (14) = 0.1; p> 0.05) (Fig. 4E), wat en indirekt Mooss vu Kokain Belounung gëtt.
Diskussioun
Dës Studie huet SRF als e Roman Upstream Mediateur vum ΔFosB am NAc identifizéiert no chronesche soziale Néierlag Stress, a implizéiert SRF an der Entwécklung vun depressiven- a Besuergungsähnlech Behuelen. Mir bidden direkten Beweis datt chronesche soziale Néierlag Stress SRF Niveauen an der NAc vun ufällegem, awer net elasteschem Déieren erofgeet an datt dës Downregulatioun d'Anduktioun vun ΔFosB an dëser Gehirregioun verhënnert, wat mir gewisen hunn, noutwendeg ass fir effektiv ze kämpfen mat chronesche Stress, dh, Widderstandsfäegkeet (Vialou et al., 2010). Eng ähnlech Reduktioun am SRF Ausdrock gouf am NAc vun depriméierte Mënschen fonnt, wou ΔFosB mRNA a Proteinausdrock och reduzéiert goufAn. Am Géigesaz, goufen ΔFosB Niveaue net am NAc vun ufällegem Mais reduzéiert, trotz enger Downregulatioun vum SRF, wat aner transkriptiounsmechanismen implizéiert, wéi bis elo onbekannt, bei der Kontroll vun ΔFosB Ausdrock. Eng kausal Roll fir SRF bei der Mediatioun vun ΔFosB Induktioun am NAc nom chronesche Stress gouf mat der Benotzung vun induzéierbarer genetescher Läsche vun SRF vun dëser Gehirregioun etabléiert. Verhalensanalyse vu Mais mat dësem NAc-spezifeschen SRF knock-out implizéiert weider SRF als eng Schlësselroll bei der Entwécklung vu béide Baseline a Stress-induzéierter Depressioun- a Besuergungsähnlech Verhalen. Am markante Kontrast hat SRF Läschen keen Effekt op ΔFosB Induktioun als Äntwert op chronesch Kokainverwaltung oder op d'Verhalenseffekter vu Kokain. Dës Befindungen ënnerstëtzen eng nei Stimulatiounsspezifesch Roll fir SRF bei der Reguléierung vun ΔFosB Induktioun a vu Verhalensreaktiounen op ënnerscheedend Ëmweltperturbatiounen.
SRF-mediéiert Transkriptioun gouf virdru gewisen fir synaptesch Aktivitéit z'äntweren, gréisstendeels ausgeléist duerch verstäerkte Kalziumsinfluss, souwéi eng verstäerkte neurotrophesch Aktivitéit, besonnesch am Fall vun Gehir-ofgeleetem neurotrophesche Faktor (BDNF) (Bading et al., 1993; Xia et al., 1996; Johnson et al., 1997; Chang et al., 2004; Kalita et al., 2006; Knöll an Nordheim, 2009). Dëst stellt déi interessant Fro firwat SRF am NAc vun ufällegem, awer net elastesche, Méis nom chronesche soziale Néierlagstress erofreguléiert gëtt. Dës Differenzregulatioun ass méiglecherweis net duerch Dopamin oder BDNF Signaléierung mediéiert, well ufälleg Méis weisen BDNF Protein Niveauen an verstäerkt BDNF Signaliséierung am NAc souwéi eng verstäerkt Burst vun der ventrale tegmental Regioun (VTA) Dopamin Neuronen, déi den NAc ervirhiewen, wärend elastesch Déieren weisen normal Niveaue vu BDNF Signaliséierung a VTA Feierraten (Krishnan et al., 2007). Eng alternativ Méiglechkeet ass datt SRF Ausdrock am NAc ënnerdréckt gëtt an Äntwert op verännert glutamatergesch Innervatioun vun dëser Gehirregioun, déi mir gewisen hunn differenziell gereegelt an ufälleg versus widderstandsmais (Vialou et al., 2010). Weider Aarbecht ass néideg fir dëst an aner méiglech Mechanismen direkt ze studéieren.
Rezent Studien déi genome breet an aner Methoden benotze suggeréieren datt ∼5 – 10% vun SRF Zilgenen an Neuronen direkt fréi Genen sinn (Philippar et al., 2004; Ramanan et al., 2005; Etkin et al., 2006; Knöll an al. Nordheim, 2009). Dëst ass konsequent mat eisen Daten, déi eng kritesch Roll fir SRF bewisen an der Induktioun vun ΔFosB, e gekierzt Produkt vum Fosb direkt fréi Gen, duerch chronesche Stress. Interessant, vill SRF Zilgenen, déi an dëse verschiddenen Studien identifizéiert goufen, representéieren och bekannt Ziler vun ΔFosB am NAc (Kumar et al., 2005; Renthal et al., 2008, 2009; Maze et al., 2010). Ënner dësen allgemeng geregelte Gene sinn e puer déi bekannt sinn den neuronale Zytoskeleton ze regléieren (zum Beispill Cdk5, Arc, an Actb). Dëst, ofwiesselnd, ass konsequent mat Berichte datt SRF d'Aktin Dynamik an neuronal Motilitéit a verschidden Neuronalzellarten beaflosst (Alberti et al., 2005; Ramanan et al., 2005; Knöll et al., 2006), wärend ΔFosB bekannt ass beaflossen dendritesch Wirbelsäulenausgank vun NAc Neuronen (Maze et al., 2010). Esou allgemeng funktionell Endpunkter kënnen d'konzertéiert Effekter vum SRF reflektéieren, kombinéiert mat senger Induktioun vun ΔFosB, handelen op eng Serie vu gemeinsamen Zielgener fir d'neuronal Morphologie ze beaflossen a schlussendlech komplex Verhalen.
SRF gouf och demonstréiert fir kritesch Rollen an der Reguléierung vun der synaptescher Plastizitéit an der neuronaler Aktivitéit-ofhängeg Genexpressioun a Verhalen ze spillen. Zum Beispill, Verloscht vu SRF-ofhängeg Induktioun vu direkten fréien Genen an Äntwert op entweder fräiwëlleg Erfuerschung vun enger neier Ëmfeld oder neuronaler Aktivéierung duerch elektrokonvulsiv Erfaangen ass verbonne mat enger schlechter laangfristeger synaptescher Potenzéierung am Hippocampus vu Srf Mutanten (Ramanan et al. , 2005; Etkin et al., 2006). Ausserdeem gouf SRF Verarmung am Hippocampus gewisen datt et Defiziter an der laangwiereger synaptescher Depressioun verursaacht, direkt fréi Genexpressioun induzéiert duerch e romanen Kontext, a verschlechter Gewunnecht während der Ermëttlung vun engem Roman Ëmfeld (Etkin et al., 2006). Dës Donnéeë etabléieren d'Wichtegkeet vum SRF an der Fäegkeet vun engem Déier sech adäquat un d'Ëmweltstéierungen unzepassen, wéi am viregte Fall vum Léiere sech an en neit Ëmfeld ze gewinnen, oder, am Fall vun der Upassung un negativ stresseg Reizen, fir d'Verëffentlechung vum Stress ze vermeiden -induzéiert Verhalensdefiziter, wéi an eiser aktueller Studie. Also observéiere mir datt Déieren Defiziter am SRF Ausdrock hunn, entweder als Reaktioun op sozialen Néierlagstress bei empfindlechen Individuen oder duerch direkten Ofbau vum SRF, erhéicht depressiv- an ängschtähnlecht Verhalen. Entscheet datt depriméiert mënschlech Sujeten och mat reduzéierte SRF Niveauen an der NAc präsent sinn, ass denkbar datt de SRF eng fundamental Roll spillt an der Fäegkeet vun engem Individuum ze reguléieren sech positiv un negativ Ëmweltreizen unzepassen, deelweis duerch Reguléierung vun ΔFosB Ausdrock am NAc.
DIFFERING MECHANISMS: ADDICTION VS STRESS RESISTANCE
Eng iwwerraschend Sich vun der aktueller Etude ass datt, obwuel SRF fir ΔFosB Akkumulation am NAc als Äntwert op chronesche Stress noutwendeg ass, et net fir ΔFosB Induktioun an der selwechter Gehirregioun als Äntwert op chronesch Kokain néideg ass. Genee, SRF ass net erfuerderlech fir normale Verhalensreaktiounen op d'Droge. Dës Donnéeë weisen datt, trotz der Tatsaach, datt ΔFosB am NAc induzéiert ass an Äntwert op vill Arten vu Stimuliien (Nestler et al., 1999; Nestler, 2008), et schéngt kloer molekulare Weeër ze féieren, déi zu ΔFosB Induktioun féieren. Eng méiglech Erklärung fir dës Resultater sinn déi deelweis verschidden Zellarten déi ΔFosB Akkumulation als Äntwert op Stress versus Kokain weisen. Chronesche Stress induzéiert ΔFosB ongeféier gläichméisseg bannent den zwou groussen Ënnerpopulatiounen vun NAc mëttelgrousse Neuronen, déi virun allem D1 versus D2 Dopamin Rezeptoren ausdrécken, wärend chronesch Kokain induzéiert ΔFosB haaptsächlech bannent D1 + Neuronen (Kelz et al., 1999; PerrNUMX, PerrNUM et al., 2004; Perrotti et al.) An. Also ass et méiglech datt SRF-ofhängeg Weeër wichteg sinn fir ΔFosB Induktioun an D2 + NeuronenAn. Wéi och ëmmer, dëst géif de komplette Verloscht vun ΔFosB Induktioun bei SRF knock-out Mais no chronesche Stress net erklären, well d'Aféierung a béid neuronale Subtype geschitt. Eng alternativ Erklärung ass datt chronesche Stress a chronesche Kokain op ënnerschiddlech intrazellulär Signaliséierungskaskadéen beaflossen, duerch hir markant Handlungsmethode op NAc Neuronen, mat chronesche Stress, déi vläicht duerch verännert glutamatergesch Iwwerdroung funktionnéieren, wéi virdru gesot, a chronesch Kokain funktionéiert haaptsächlech duerch D1 Rezeptor Signaliséierung (Nestler, 2008). Nach eng aner Méiglechkeet ass datt ΔFosB Induktioun duerch chronesche Stress versus chronesche Kokain ofhängeg ass vun ënnerschiddlechen transkriptionelle Mechanismen déi differenziell kontrolléiert ginn duerch ënnerscheede neurale Inputen déi den NAc aus verschiddene glutamatergesche Projektiounsregioune kierzen, zum Beispill verschidde Regioune vum prefrontale Cortex, Hippocampus, an Amygdala. Vill weider Aarbecht ass gebraucht fir dës an alternativ Méiglechkeeten z'entdecken.
Zesummen identifizéieren eis Resultater e romanen Transkriptiounsmechanismus, duerch deen ΔFosB am NAc induzéiert ass, fir Proresilience-Äntwerte vu stressesche Reizen ze meditéieren. Dës Studie gëtt och wichteg nei Abléck an d'Roll vum SRF um Niveau vum NAc bei der Reguléierung vun Depressiouns- a Besuergungsähnlech Behuelen. E bessert Verständnis vun der SRF Transkriptiouns Roll bei der Reguléierung vun esou Verhalen ze kréien hëlleft bei der Identifikatioun vun neie Genziler, déi an der Widerstandsfäegkeet u Stressbezunnen Stéierungen involvéiert sinn, a kënnen déi zukünfteg Entwécklung vu méi effektive antidepressiva Therapien erliichteren.
Dës Aarbecht gouf ënnerstëtzt vu Stipendien vum National Institute of Mental Health an National Institute on Drug Abuse an duerch eng Fuerschungsallianz mat AstraZeneca. Mir soen dem David D. Ginty merci fir d'Srffl / Fl Mais ze liwweren.
Korrespondenz soll un den Eric J. Nestler, Fishberg Department of Neuroscience, Mount Sinai School of Medicine, One Gustave L. Levy Place, Box 1065, New York, NY 10029-6574 adresséiert ginn. [Email geschützt]
Copyright © 2010 d'Autoren 0270-6474 / 10 / 3014585-08 $ 15.00 / 0
Referenze
1. ↵
1. Alberti S,
2. Krause SM,
3. Kretz O,
4. Philippar U,
5. Lemberger T,
6. Casanova E,
7. Wiebel FF,
8. Schwarz H,
9. Frotscher M,
10. Schütz G,
11. Nordheim A
(2005) Neuronal Migratioun am murine rostrale Wandstroum erfuerdert Serum-respektiv Faktor. Proc Natl Acad Sci USA 102: 6148 – 6153.
Abstract / KENG ganz Text
2. ↵
1. Bading H,
2. Ginty DD,
3. Greenberg ME
(1993) Reguléierung vum Genexpressioun an hippocampal Neuronen duerch ënnerscheede Kalziumsignaléierungsweeër. Science 260: 181 – 186.
Abstract / KENG ganz Text
3. ↵
1. Berton O,
2. McClung CA,
3. Dileone RJ,
4. Krishnan V,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Graham D,
8. Tsankova NM,
9. Bolanos CA,
10. Rios M,
11. Monteggia LM,
12. Selwer DW,
13. Nestler EJ
(2006b) Wesentlech Roll vu BDNF am mesolimbesche Dopaminwee am soziale Néierlag Stress. Science 311: 864 – 868.
Abstract / KENG ganz Text
4. ↵
1. Berton O,
2. Covington HE 3rd.,
3. Ebner K,
4. Tsankova NM,
5. Carle TL,
6. Ulery P,
7. Bhonsle A,
8. De Barrot M,
9. Krishnan V,
10. Singewald GM,
11. Singewald N,
12. Birnbaum S,
13. Neve RL,
14. Nestler EJ
(2007) Induktioun vun ΔFosB am periaqueduktal Grey duerch Stress fördert aktiv coping Äntwerte. Neuron 55: 289 – 300.
CrossRefMedline
5. ↵
1. Chang SH,
2. Poser S,
3. Xia Z
(2004) Eng nei Roll fir serum Äntwert Faktor am neuronal Iwwerliewe. J Neurosci 24: 2277 – 2285.
Abstract / KENG ganz Text
6. ↵
1. Etkin A,
2. Alarcón JM,
3. Weisberg SP,
4. Touzani K,
5. Huang YY,
6. Nordheim A,
7. Kandel ER
(2006) Eng Roll am Léieren fir SRF: Läschen am Erwuessene Virworf verstoppt LTD an d'Bildung vun enger direkter Erënnerung vun engem Roman Kontext. Neuron 50: 127 – 143.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Heinze HJ,
2. Heldmann M,
3. Voges J,
4. Hinrichs H,
5. Marco-Pallares J,
6. Hopf JM,
7. Müller UJ,
8. Galazky I,
9. Stuerm V,
10. Bogerts B,
11. Münte TF
(2009) Konterstéierend Ureiz Sensibiliséierung bei schwéieren Alkoholabhängegkeet mat déif Gehir Stimulatioun vun den nucleus accumbens: klinesch a Basiswëssenschaftlech Aspekter. Front Hum Neurosci 3: 22.
Medline
8. ↵
1. Johnson CM,
2. Hill CS,
3. Chawla S,
4. Treisman R,
5. Bading H
(1997) Kalzium kontrolléiert Genenausdrock iwwer dräi verschidde Weeër déi onofhängeg vun der Ras / Mitogen-aktivéiert Proteinkinase (ERKs) Signalerkaskade kënne funktionnéieren. J Neurosci 17: 6189 – 6202.
Abstract / KENG ganz Text
9. ↵
1. Kalita K,
2. Kharebava G,
3. Zheng JJ,
4. Hetman M
(2006) Roll vun der megakaryoblastescher akuter Leukämie-1 an der ERK1 / 2-ofhängeg Stimulatioun vun der serum-reaktiounsfaktor-ugedriwwener Transkriptioun duerch BDNF oder erhéicht synaptesch Aktivitéit. J Neurosci 26: 10020 – 10032.
Abstract / KENG ganz Text
10. ↵
1. Kelz MB,
2. Chen J,
3. Carlezon WA Jr.,
4. Whisler K,
5. Gilden L,
6. Beckmann AM,
7. Steffen C,
8. Zhang YJ,
9. Marotti L,
10. Selwer DW,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G,
13. Surmeier DJ,
14. Neve RL,
15. Duman RS,
16. Picciotto MR,
17. Nestler EJ
(1999) D'Expression vum Transkriptionsfaktor ΔFosB am Gehir hunn d'Sensibilitéit géint Kokain kontrolléiert. Natur 401: 272-276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Knöll B,
2. Nordheim A
(2009) Funktionell Villsäitegkeet vun Transkriptiounsfaktoren am Nervensystem: de SRF Paradigma. Trends Neurosci 32: 432 – 442.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Knöll B,
2. Kretz O,
3. Fiedler C,
4. Alberti S,
5. Schütz G,
6. Frotscher M,
7. Nordheim A
(2006) Serum-respektiv Faktor kontrolléiert neuronal Circuitversammlung am Hippocampus. Nat Neurosci 9: 195 – 204.
CrossRefMedline
13. ↵
1. Krishnan V,
2. Han MH,
3. Graham DL,
4. Berton O,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Laplant Q,
8. Graham A,
9. Lutter M,
10. Lagace DC,
11. Geeschter S,
12. Reister R,
13. Tannous P,
14. Gréng TA,
15. Neve RL,
16. Chakravarty S,
17. Kumar A,
18. Äisch AJ,
19. Selwer DW,
20. Lee FS,
21. et al.
(2007) Molekulare Adaptatiounen ënnergräifend Empfindlechkeet a Resistenz géint sozial Néierlag a Gehir Belounungsregiounen. Zell 131: 391 – 404.
CrossRefMedline
14. ↵
1. Kuhn J,
2. Bauer R,
3. Pohl S,
4. Lenartz D,
5. Huff W,
6. Kim EH,
7. Klosterkoetter J,
8. Stuerm V
(2009) Beobachtungen iwwer onerlaabt Fëmmenestoppung no déif Gehirestimulatioun vun den Nukleus Accumbens. Eur Addict Res 15: 196 – 201.
CrossRefMedline
15. ↵
1. Kumar A,
2. Choi KH,
3. Renthal W,
4. Tsankova NM,
5. Theobald DE,
6. Truong HT,
7. Russo SJ,
8. Laplant Q,
9. Sasaki TS,
10. Whistler KN,
11. Neve RL,
12. Selwer DW,
13. Nestler EJ
(2005) Chromatin Remodeling ass e Schlësselmechanismus deen ënner Kokain-induzéierter Plastizitéit am Striatum ass. Neuron 48: 303 – 314.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Maze ech,
2. Covington HE 3rd.,
3. Dietz DM,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Mechanik M,
8. Mouzon E,
9. Neve RL,
10. Haggarty SJ,
11. Ren Y,
12. Sampath SC,
13. Hurd YL,
14. Greengard P,
15. Tarakhovsky A,
16. Schaefer A,
17. Nestler EJ
(2010) Wesentlech Roll vun der Histon Methyltransferase G9a bei Kokain-induzéierter Plastizitéit. Science 327: 213 – 216.
Abstract / KENG ganz Text
17. ↵
1. McClung CA,
2. Ulery PG,
3. Perrotti LI,
4. Zachariou V,
5. Berton O,
6. Nestler EJ
(2004) DeltaFosB: e molekulare Schalter fir laangfristeg Adaptatioun am Gehir. Brain Res Mol Brain Res 132: 146 – 154.
Medline
18. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Transkriptiounsmechanismen vun der Sucht: Roll vun deltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.
Abstract / KENG ganz Text
19. ↵
1. Nestler EJ,
2. Carlezon WA Jr.
(2006) De mesolimbesche Dopamin Belounungskrees an Depressioun. Biologesch Psychiatrie 59: 1151 – 1159.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Nestler EJ,
2. Kelz MB,
3. Chen J
(1999) ΔFosB: e molekuläre Mediateur vun der laangfristeger neuraler a Verhalensplastizitéit. Gehir Res 835: 10 – 17.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Newton SS,
2. Thome J,
3. Wallace TL,
4. Shirayama Y,
5. Schlesinger L,
6. Sakai N,
7. Chen J,
8. Neve R,
9. Nestler EJ,
10. Duman RS
(2002) Inhibitioun vum cAMP-Äntwert Element-verbindlecht Protein oder Dynorphin an der nucleus accumbens produzéiert en antidepressantähnlechen Effekt. J Neurosci 22: 10883 – 10890.
Abstract / KENG ganz Text
22. ↵
1. Nikulina EM,
2. Arrillaga-Romany ech,
3. De Miczek KA,
4. Hammer RP Jr.
(2008) Länger dauerhafter Ännerung an mesocorticolimbic Strukturen nom wiederholte soziale Néierlag Stress bei Ratten: Zäitverlaf vu mu-opioid Rezeptor mRNA a FosB / DeltaFosB Immunreaktivitéit. Eur J Neurosci 27: 2272 – 2284.
CrossRefMedline
23. ↵
1. Perrotti LI,
2. Hadeishi Y,
3. Ulery PG,
4. De Barrot M,
5. Monteggia L,
6. Duman RS,
7. Nestler EJ
(2004) Induktioun vu ΔFosB a belountene Gehirerstrukturen no chronescher Stress. J Neurosci 24: 10594-10602.
Abstract / KENG ganz Text
24. ↵
1. Perrotti LI,
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze ech,
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ,
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L,
12. Bachtell RK,
13. Selwer DW,
14. Nestler EJ
(2008) Distinct Mustere vun DeltaFosB Induktioun am Gehir duerch Drogen vu Mëssbrauch. Synapse 62: 358 – 369.
CrossRefMedline
25. ↵
1. Philippar U,
2. Schratt G,
3. Dieterich C,
4. Müller JM,
5. Galgóczy P,
6. Engel FB,
7. Keats MT,
8. Gertler F,
9. Schüle R,
10. Vingron M,
11. Nordheim A
(2004) De SRF Zilgen Fhl2 antagoniséiert RhoA / MAL-ofhängeg Aktivéierung vu SRF. Mol Zell 16: 867 – 880.
CrossRefMedline
26. ↵
1. Ramanan N,
2. Shen Y,
3. Sarsfield S,
4. Lemberger T,
5. Schütz G,
6. Linden DJ,
7. Ginty DD
(2005) SRF vermittelt Aktivitéit-induzéierter Genexpressioun an synaptescher Plastizitéit awer net neuronal Liewensfäegkeet. Nat Neurosci 8: 759 – 767.
CrossRefMedline
27. ↵
1. Renthal W,
2. Carle TL,
3. Maze ech,
4. Covington HE 3rd.,
5. Truong HT,
6. Alibhai ech,
7. Kumar A,
8. Montgomery RL,
9. Olson EN,
10. Nestler EJ
(2008) Delta FosB vermittelt d'epigenetesch Desensibiliséierung vum c-fos Gen no chronescher Amphetamin Beliichtung. J Neurosci 28: 7344 – 7349.
Abstract / KENG ganz Text
28. ↵
1. Renthal W,
2. Kumar A,
3. Xiao G,
4. Wilkinson M,
5. Covington HE 3rd.,
6. Maze ech,
7. Sikder D,
8. Robison AJ,
9. LaPlant Q,
10. Dietz DM,
11. Russo SJ,
12. Vialou V,
13. Chakravarty S,
14. Kodadek TJ,
15. Stack A,
16. Kabbaj M,
17. Nestler EJ
(2009) Genome-breet Analyse vu Chromatinreguléierung duerch Kokain enthält eng Roll fir Sirtuinen. Neuron 62: 335 – 348.
CrossRefMedline
29. ↵
1. Schlaepfer TE,
2. Cohen MX,
3. Frick C,
4. Kosel M,
5. Brodesser D,
6. Axacher N,
7. Joe AY,
8. Kreft M,
9. Lenartz D,
10. Stuerm V
(2008) Déif Gehirstimulatioun fir Circuiten ze belounen lindert Anhedonia a refraktär Major Depressioun. Neuropsychopharmakologie 33: 368 – 377.
CrossRefMedline
30. ↵
1. Sesack SR,
2. Grace AA
(2010) Cortico-basal Ganglia Belounungsnetz: Mikrokreeslaf. Neuropsychopharmakologie 35: 27 – 47.
CrossRefMedline
31. ↵
1. Tomita H,
2. Vawter MP,
3. Walsh DM,
4. Evans SJ,
5. Choudary PV,
6. Li J,
7. Overman KM,
8. Atz ME,
9. Myers RM,
10. Jones EG,
11. Watson SJ,
12. Akil H,
13. Bunney WE Jr.
(2004) Effekt vun agonalen an postmortem Faktoren op de Genausdrockprofil: Qualitéitskontroll bei Mikroarray Analysen oder Postmortem mënschlecht Gehir. Biol Psychiatrie 55: 346 – 352.
CrossRefMedline
32. ↵
1. Tsankova NM,
2. Berton O,
3. Renthal W,
4. Kumar A,
5. Neve RL,
6. Nestler EJ
(2006) Nohalteg hippocampal Chromatinreguléierung an engem Mausmodell vun Depressioun an Antidepressiva. Nat Neurosci 9: 519 – 525.
CrossRefMedline
33. ↵
1. Vassoler FM,
2. Schmidt HD,
3. Gerard ME,
4. Berühmt KR,
5. Ciraulo DA,
6. Kornetsky C,
7. Knapp CM,
8. Pierce RC
(2008) Déif Gehirstimulatioun vun der Keimzell accumbens Schuel attenuéiert Kokain-priméiert-induzéiert Reinstatement vun Drogen Sich bei Ratten. J Neurosci 28: 8735 – 8739.
Abstract / KENG ganz Text
34. ↵
1. Vialou V,
2. Robison AJ,
3. Laplant QC,
4. Covington HE 3rd.,
5. Dietz DM,
6. Ohnishi YN,
7. Mouzon E,
8. Rush AJ 3rd.,
9. Watts EL,
10. Wallace DL,
11. Iñiguez SD,
12. Ohnishi YH,
13. Steiner MA,
14. Warren BL,
15. Krishnan V,
16. Bolaños CA,
17. Neve RL,
18. Geeschter S,
19. Berton O,
20. Tamminga CA,
21. Nestler EJ
(2010) ΔFosB a Gehir Belounungskreesser vermittelt Widderstandsfäegkeet géint Stress an Antidepressiva Äntwerte. Nat Neurosci 13: 745 – 752.
CrossRefMedline
35. ↵
1. Wilkinson MB,
2. Xiao G,
3. Kumar A,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Sikder D,
7. Kodadek TJ,
8. Nestler EJ
(2009) Imipraminbehandlung a Widderstandsfäegkeet weisen ähnlech Chromatinreguléierung an enger Schlëssel Gehir Belounungsregioun. J Neurosci 29: 7820 – 7832.
Abstract / KENG ganz Text
36. ↵
1. Xia Z,
2. Dudek H,
3. Miranti CK,
4. Greenberg ME
(1996) Kalziumfloss iwwer den NMDA Rezeptor induzéiert direkt fréi Gen Transkriptioun duerch e MAP Kinase / ERK-ofhängegen Mechanismus. J Neurosci 16: 5425 – 5436.
Abstract / KENG ganz Text
;
