Striatal Regulatioun vun DeltaFosB, FosB a cFos bei der Kokain Self-Administration a Récktrëtt (2010)

J Neurochem. Auteur Manuskript; verfügbar am PMC 1. Oktober 2011.
Verëffentlecht am endgeleformt Form wéi:
Den Editeur seng lescht geännert Versioun vun dësem Artikel ass verfügbar J Neurochem
Kuckt aner Artikelen an PMC dat ze verëffentlechen den publizéierten Artikel.

mythologesch

Chronesch Drogenbelaaschtung induzéiert Verännerungen an Genausdrockprofiler, déi geduecht sinn d'Entwécklung vun der Drogenofhängeger ze ënnersträichen. Déi heiteg Studie iwwerpréift d'Reguléierung vun der Fos-Famill vun Transkriptiounsfaktoren, speziell cFos, FosB, an ΔFosB, a striatal Ënnerregiounen wärend an no chronescher intravenöser Kokainverwaltung a selbstverwaltend a yoked Ratten. Mir hunn erausfonnt datt cFos, FosB, an ΔFosB regional an temporär ënnerschiddlech Ausdrocksmuster weisen, mat enger méi grousser Akkumulatioun vum ΔFosB Protein an der Nucleus accumbens (NAc) Schuel a Kär no chronescher Kokainverwaltung, wärend ΔFosB eropgeet am caudate-Putamen (CPu) ähnlech mat entweder akuter oder chronescher Administratioun. Am Géigesaz, Toleranz entwéckelt fir Kokain-induzéiert mRNA fir ΔFosB an allen 3 striatal Ënnerregiounen mat chronescher Administratioun. Toleranz huet och zum FosB Ausdrock entwéckelt, besonnesch an der NAc Shell a CPu. Interessanterweis war Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos-Induktioun ofhängeg vun der fräiwëlleger Kontroll vun der Kokain-Aufnahme a ventralen awer net dorsale striatal Regiounen, wärend d'Regulatioun vu FosB an ΔFosB ähnlech war a Kokain selbstverwaltend a joked Déieren. Also kënnen ΔFosB-mediéiert Neuroadaptatiounen am CPu méi fréi optrieden wéi virdru geduecht mat der Initiatioun vun der intravenöser Kokainverbrauch an, zesumme mat enger méi grousser Akkumulatioun vun ΔFosB am NAc, zu Suchtbezunnen Erhéijunge vum Kokain-Sich Verhalen bäidroen.

Schlësselwieder: Kokain, Selbstverwaltung, Réckzuch, Striatum, Fos

Aféierung

Widderholl Belaaschtung fir Suchtfaktoren produzéiert Neuroadaptatiounen an de Gehirbelounungsweeër, déi geduecht sinn souwuel d'Entwécklung vu compulsive Drogen huelen wéi och d'Persistenz vum Verlaangen an de Réckwee zum Drogen-Sich Verhalen am Réckzuch. Vill vun dësen Neuroadaptatiounen entstinn aus der Induktioun vun Transkriptiounsfaktoren a spéider Reguléierung vum Genausdrock, wat potenziell laang dauerhaft Effekter op neuronal Struktur a Funktioun kann hunn (Zhang et al. 2006). D'Fos Famill vun Transkriptiounsfaktoren ass besonnesch interessant, well Membere vun dëser Famill differenziell Induktiounsmuster an striatal Regiounen no akuter a chronescher Kokainbelaaschtung weisen. Wann Kokain akut op eng passiv, net-kontingent Manéier verwalt gëtt (dh duerch intraperitoneal (IP) Injektioun) erhéicht et cFos a FosB mRNA a Protein souwuel am dorsalen (caudate-putamen, CPu) a ventral (nucleus accumbens, NAc) striatum (Grebiel et al. 1990; Young et al. 1991; Hope et al. 1992), wärend Toleranz op dës Äntwert geschitt mat chronescher passiver Verwaltung (Hope et al. 1992, 1994; Alibhai et al. 2007). Am Géigesaz, striatal Niveauen vun ΔFosB (35-37 kDa), eng stabil ofgeschnidden Splitvariant vun der fosB Gen, sinn erhöht no chronescher awer net akuter passiver Kokainbelaaschtung (Hope et al. 1994; NYE et al. 1995; Chen et al. 1995, 1997). Dës stabil ΔFosB Isoforme kënne mat verschiddene Jun Famill Proteine ​​​​heterodimeriséieren wéi entweder cFos oder FosB (Chen et al. 1995), a kënnen och funktionell Homodimere mat sech selwer bilden (Jorissen et al. 1997), suggeréiert datt d'Differentialbildung vun Aktivatorprotein-1 (AP-1) Komplexe no chronesche Kokain d'Genexpressioun op AP-1 Siten änneren kann op eng Manéier déi sech vum Genausdrock ënnerscheet, deen duerch akuter Kokainbelaaschtung produzéiert gëtt (Hoffnung, 1998; Kelz and Nestler, 2000). Differentiell Verännerungen an Genausdrockprofile geschéien och ofhängeg vun ob ΔFosB Héichten kuerzfristeg oder laang dauerhaft sinn, an dës Ännerunge kënnen zu differentiellen Ausdrock vu Kokain-mediéierte Verhalen féieren. (McClung and Nestler, 2003). Chronesch Belaaschtung fir aner Drogen dorënner Amphetamin, Morphin, Δ9-THC, Nikotin, Ethanol, a Phencyclidin féiert och zu Akkumulation vu stabile ΔFosB Isoformen a striatal Regiounen (McClung et al. 2004; Perrotti et al. 2008). Ausserdeem proposéiere rezent Erkenntnisser eng negativ Interaktioun tëscht ΔFosB Akkumulation an Amphetamin-induzéierter cFos déi Toleranz fir d'cFos-Induktioun ausmaachen, déi no chronescher stimulant Belaaschtung fonnt gëtt (Renthal et al. 2008). Zesummen hunn dës Erkenntnisser zu der Hypothese gefouert datt stabil ΔFosB Isoforme kënnen als "molekulare Schalter" handelen an den Iwwergank vum initialen Drogennotzung zu méi süchteg biologesche Staaten erliichteren. (Nestler et al. 2001; Nestler, 2008).

Wärend déi meescht fréier Studien widderholl passiv Kokainbehandlunge benotzt hunn fir Ausdrock vu Fos Famill Proteinen ze studéieren, an et gi relativ wéineg Beispiller vun dëser Regulatioun wann Kokain selbstverwalt gëtt intravenös (IV) fir e puer Stonnen typesch fir mënschlech Mëssbrauch Mustere. Eng Studie huet festgestallt datt cFos mRNA am CPu erhéicht gëtt no enger eenzeger 30-min Sessioun vu Kokain Selbstverwaltung bei Mais (Kuzmin a Johansson, 1999), wärend keng Verännerungen am CPu vu Ratten fonnt goufen no entweder subchronesch (Kuzmin a Johansson, 3). 6 Deeg) oder chronesch (12-XNUMX Wochen) Kokain Selbstverwaltung (Daunais) et al. 1993, 1995). No enger Period vum Réckzuch gëtt Kokain-mediéiert Erhéijunge vum cFos Protein am NAc bei Ratten reduzéiert mat der viregter eskaléierter Kokainzufuhr (Ben-Shahar et al. 2004), wärend erhöhte cFos Niveauen am ganze Striatum fonnt ginn no der Belaaschtung vu Kokain-assoziéierten Zeechen (Neisewander et al. 2000; Kufahl et al. 2009). Am Géigesaz zu cFos, erhéicht Proteinniveauen vun ΔFosB goufen am ganze Striatum no chronescher Kokain Selbstverwaltung gewisen, an dës Akkumulation kann op d'mannst 1 Dag an d'Entzéiung bestoe bleiwen (Pich et al. 1997; Perotti et al. 2008). Wéi och ëmmer, et gi keng Berichter déi Verännerungen an der Reaktiounsfäegkeet vu multiple Fos-Famillproteine ​​​​op sou intravenös Kokainverwaltung mat entweder akuter oder chronescher Belaaschtung vergläichen. Gitt déi potenziell Interaktiounen tëscht ΔFosB an cFos, d'Fäegkeet vun der differentieller AP-1 Komplexbildung fir differentiell Effekter op Genausdrock ze produzéieren, an de méiglechen Impakt vun dësen Differenzen op Kokain-mediéiert Verhalen, ass et och wichteg ze bestätegen datt d'Ännerungen an der Ausdrock vu cFos, FosB, an ΔFosB, déi no net-kontingent Administratioun optrieden, ginn och fonnt wann Kokain selbstverwaltbar ass, a fir ze bestëmmen wéi laang dës Ännerunge kënne bestoe nodeems d'Kokainverwaltung ofgeschloss ass. Dofir hu mir an der heiteger Studie d'Effekter vun der chronescher IV Kokainverwaltung op Ausdrock vun ΔFosB, FosB, a cFos a striatal Ënnerregiounen verglach wärend der Kokainverwaltung an dem Réckzuch. Mir vergläichen d'Regulatioun fonnt mat der fräiwëlleger Selbstverwaltung mat der Reguléierung bei Déieren, déi eng identesch Quantitéit an zäitlech Muster vu Kokain kréien duerch net-wëlleg Joch Infusiounen no entweder akuter oder chronescher Belaaschtung. Gitt datt FosB an ΔFosB Splice Varianten vun der selwechter sinn fosB Gen, hu mir och d'Reguléierung vu mRNAs fir FosB an ΔFosB verglach mat Reguléierung um Proteinniveau.

Experimentalvirgäng

Sujeten an Chirurgie

Erwuesse männlech Sprague-Dawley Ratten, déi ufanks ongeféier 250-300 g waacht, goufen an engem Temperatur- a Fiichtegkeet-kontrolléierten Ëmfeld op engem 12 h Liicht-däischter Zyklus gehal (Luuchten um 7:00 Auer). D'Déieren goufen Iessen a Waasser gefiddert ad libitum zu allen Zäiten mat Ausnam datt se bei 85% vun hirem fräie Fütterungsgewiicht während Hebelpress Training fir Saccharose-Pellets (45 mg, BioServ) behalen goufen. Lever-Press Training gouf a gelüfteten operant Chambers (Med Associates, Georgia, VT) duerchgefouert bis d'Acquisitiounskriterien erfëllt goufen (100 Pellets pro Sessioun fir 3 opfolgend Sessiounen) ënner engem fixe Verhältnis 1 (FR1) Verstäerkungsplang. Déieren goufen dann gefiddert ad libitum op d'mannst 24 Stonnen virun der Operatioun. Fir Chirurgie goufen d'Ratten Atropin (0.04 mg / kg, subkutan) gegeben fir d'Atmung ze hëllefen an e chroneschen, bewunnte Katheter gouf an de richtege Jugular-Ven ënner Natriumpentobarbital (50 mg / kg, IP) Anästhesie no virdru publizéierten Prozeduren agefouert (Edwards et al. 2007a). No der Chirurgie goufen d'Ratten eng Injektioun vu Penicillin (200,000 IU / kg, intramuskulär) gegeben fir Infektioun ze vermeiden, an d'Katheter goufen all Dag mat 0.2 ml hepariniséierter (20 IU / ml) bakteriostatesch Salins mat Gentamycinsulfat (0.33 mg / ml) gespullt. All experimentell Prozeduren goufen am Aklang mat der National Institut vun Gesondheet gehaal Guide fir d'Betreiung an d'Benotzung vun Laboratoiren, a goufen vum UT Southwestern Medical Center Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) guttgeheescht.

Apparat an Self-Administratioun Prozeduren

No 1 wk Erhuelung vun der Chirurgie, goufen Déieren a verschidde experimentell Gruppen opgedeelt / Réckzuchszäit (Figur 1A), an zréck an d'Operant Test Chambers an deegleche Sessiounen wéi virdru beschriwwen (Edwards et al. 2007b). Ratten an der onbehandelt Kontrollgruppe goufen eenzel gehal an all Dag an hiren Heem Käfeg gehandhabt ouni Belaaschtung fir d'Selbstverwaltungsëmfeld. Ratten an der Kokain Selbstverwaltung (CSA) Grupp konnten fräiwëlleg Kokain (0.5 mg / kg / 50 μl Infusioun) ënner engem fixe Verhältnis 1 (FR1) Zäitplang vun der Verstäerkung an alldeegleche 4 h Sessiounen, gefouert 6 Deeg /wk, fir am Ganzen 18 Deeg. All aktiv Hiewel Press huet eng 2.5 s Kokain Infusioun produzéiert, déi mat der Beliichtung vun engem Cue Liicht iwwer dem aktiven Hiewel verbonne war. D'Hausliicht gouf während Kokain-Infusiounen geläscht, an et gouf eng zousätzlech 12.5 s Timeout-Period no der Infusioun an där d'Hausliicht aus bliwwen ass. Hiewel reagéiert während der Infusioun an der Timeout Period gouf opgeholl, awer hat keng Konsequenz. En zousätzlechen inaktiven Hiewel war an de Chambers präsent, awer op dësem Hiewel reagéiert war ouni Konsequenz. Ratten an der chronescher Joch (CY) Grupp goufen gepaart fir aktiv selbstverwaltend Ratten a kruten passiv Kokain Infusiounen a Betrag an temporär Mustere identesch mat hire selbstverwaltende Partner. Ratten an der akuter Joch (AY) Grupp goufen och mat Ratten an der chronescher CSA-Grupp gepaart, awer kruten passiv Salzinfusiounen amplaz Kokain bis zum leschten Dag vun der Selbstverwaltung, wéi se eng eenzeg Sessioun vu passive Kokain Infusiounen fir déi éischt kruten. Zäit. Schlussendlech war d'Saline SA Grupp erlaabt Selbstsalz ze verwalten fir potenziell Ännerungen am Zesummenhang mat Chirurgie, Tester oder aner experimentell Prozeduren ze identifizéieren am Verglach mat onbehandelte Kontrollen. Vergläicher tëscht AY an CY Gruppe goufen benotzt fir Ännerungen an der Reaktiounsfäegkeet vu cFos, FosB oder ΔFosB mat akuter a chronescher Kokainbelaaschtung z'identifizéieren, während CSA a CY Gruppe verglach gi fir Ännerungen am cFos, FosB oder ΔFosB Ausdrock z'identifizéieren déi waren speziell am Zesummenhang mat de belountende versus pharmakologeschen Effekter vu Kokain. Tissue vun all Studiegruppen gouf direkt no der leschter 4 h Testsitzung gesammelt fir Kokain-induzéiert Reguléierung vu cFos, FosB, an ΔFosB ze vergläichen, an d'Persistenz vu Kokain-induzéiert Verännerungen gouf fir e puer Studiegruppen mat Tissu gesammelt 24 h oder 3 bestëmmt. wk no der leschter Testsitzung. Quantitative Western Blot an RT-PCR Prozedure goufen op Dissektiounen vu striatal Ënnerregiounen benotzt fir potenziell Probleemer am Zesummenhang mat der Antikörper Kräizreaktivitéit ze ëmgoen an d'Sensibilitéit ze verbesseren fir Ännerungen z'entdecken.

Figure 1  

(A) Timeline déi Kokainverwaltung a Réckzuch (WD) Regime weist. Solid Linnen weisen intravenös Verwaltung vu Kokain Infusiounen (0.5 mg / kg / Infusioun) bei chronesche Kokain Selbstverwaltung (CSA) a chronesch Joch (CY) Déieren fir insgesamt ...

Tissue Collection

Ratten goufen duerch Mikrowellbestralung geaffert, déi op d'Kappregioun riicht (5 kW, 1.5 s, Murimachi Kikai, Tokyo, Japan). Gehirer goufen séier dissektéiert a gekillt, a bilateral Tissue-Punchen (14 Jauge) vun der Nucleus accumbens (NAc) Schuel, NAc Kär, a Caudate-Putamen (CPu) goufen aus 1.5 mm Coronal Scheiwen op Basis vu Koordinaten kritt Paxinos a Watson (1998, illustréiert an Figure 1B). Tissue Echantillon goufen homogeniséiert duerch Sonikatioun am Lysis-Puffer mat Protease a Phosphatase-Inhibitoren. Homogenate goufen duerno fir 5 min gekacht, op Äis gesat, an duerno vum Lowry analyséiert fir Proteinkonzentratioune ze bestëmmen. Homogenate goufen dann an 20 μg Proben aliquotéiert a bei -80 ° C bis zum Gebrauch gespäichert.

Western Blots

Tissue Echantillon goufen op 12% polyacrylamide gels gelueden fir Trennung vun electrophoresis an Tris / Glycine / Natrium dodecyl sulfate gefiermt Salins Léisung (TGS; Bio-Rad, Hercules, CA). No der Trennung goufen d'Proben duerch Elektrophorese (250 mA fir 18 h) op Polyvinylidenfluoridmembranen (PVDF; Amersham, Piscataway, NJ) transferéiert an duerno an 3% net-fett trockener Mëllech an 1 × Tris / Tween gebufferter Salzléisung (TTBS; Bio blockéiert) -Rad, Hercules, CA) Iwwernuechtung bei 4°C. Membranen goufen dann an 1:1000 dilution vun Primärschoul Fra antibody incubated (frëndlech vum Dr. Michael Iadarola, National Instituter vun Gesondheet, Bethesda, MD) an engem 3% Mëllech / 1 × TTBS Léisung Iwwernuechtung bei 4 ° C. Membranen goufen gewäsch. an 1 × TTBS (4 Mol, 15 min all), an incubated an 1 × TTBS mat enger 1: 25000 Verdünnung vu Geess Anti-Kanéngchen Secondaire Antikörper konjugéiert zu Meerrettich Peroxidase (Bio-Rad, Hercules, CA) fir 1 h am Raum Temperatur. Membranen goufen erëm gewäsch an dann entwéckelt mat Pierce Super Signal West Dura (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, IL) chemilumineszent vermëttelt Detektioun op Hyperfilm (ECL plus; Amersham). D'Lokaliséierung vu cFos, FosB, an ΔFosB Proteinbands gëtt illustréiert Figure 1C. Mir hu gewielt nëmmen déi stabil ausgedréckte Forme vun ΔFosB (dh 35-37 kDa) an dëser Etude z'ënnersichen, well et ass dës Formen, déi geduecht gi mat chronescher Drogekonsum ze accumuléieren an d'Neuroplastizitéit ze produzéieren déi d'Sucht ënnersträicht (Nestler et al. 2001). Scion Image (Frederick, MD) gouf benotzt fir absolut Immunreaktivitéit un d'Bands ze ginn, an e Scanner gouf benotzt fir digital Biller vun de Filmer ze huelen. No der Erkennung goufen d'Membranen entlooss a re-probed fir β-Tubulin (1:200000, Zell Signalisatioun, Danvers, MA). β-Tubulin Niveauen goufen als Belaaschtungskontroll benotzt fir Niveaue vu Fos-verwandte Proteinen ze normaliséieren.

RT-PCR

Quantitative RT-PCR (qRT-PCR) gouf benotzt fir Ännerunge vu FosB an ΔFosB mRNA direkt a 24 Stonnen no der Kokainverwaltung ze bestëmmen. D'Déieren goufen duerch séier Entkapung euthaniséiert an NAc Kär, NAc Shell, a CPu goufen isoléiert wéi beschriwwen (Graham et al. 2007; Bachtell et al. 2008). Eenzel Echantillon goufen direkt an RNA-STAT-60 (IsoTex Diagnostics Inc, Friendswood, TX) homogenized an op dréchen Äis gefruer bis mRNA no den Hiersteller d'Instruktioune extrahéiert gouf. Kuerz gesot, Chloroform gouf zu all Probe bäigefüügt an d'Waasserschicht gouf no der Zentrifugéierung isoléiert. Total mRNA gouf mat Isopropanol an der Präsenz vun linear Acrylamid (Ambion, Austin, TX) ausgefall. Echantillon goufen centrifuged an der extrahéiert mRNA Pellets sech mat 70% Ethanol gewäsch an an DEPC Waasser resuspended. Total mRNA war DNAase behandelt (Ambion, Foster City, CA) an ëmgedréint-transkribéiert zu cDNA mat zoufälleg hexamers mat Superscript III (Invitrogen, Karlsbad, CA). Primer Sequenzen, déi benotzt gi fir FosB, ΔFosB, a Glyceraldehyd-3-Phosphat Dehydrogenase (GAPDH) ze verstäerken waren 5'-GTGAGAGATTTGCCAGGGTC-3' an 5'-AGAGAGAAGCCGTCAGGTTG-3', 5'CGGAGTGAG-AGGGAT3-CGGAGGGAT5-CGGAGGG-AGGGAGG ACTTGAACTTCACTCG-3 ′, an 5'-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3' an 5'-TGTAGACCATGTAGTTGAGGTCA-3', respektiv. Zyklus Schwellen (cT) goufen aus triplicate Reaktiounen berechent mat der zweeter Derivat vun der Amplifikatiounskurve. FosB an ΔFosB cT Wäerter goufen op GAPDH cT Wäerter (ΔcT) normaliséiert well GAPDH net vu Kokain geregelt gouf. Fold Ännerungen goufen berechent mat der ΔΔcT Method wéi virdru beschriwwen (Applied Biosystems Handbuch).

Statistesch Analyse

D'Niveaue vun all Protein goufen als % Ännerung vun onbehandelte Kontrollen fir all Gehirregioun an Zäitpunkt ausgedréckt, a Studiegruppen goufen duerch One-Way Analyse vun der Varianz (ANOVA) verglach, mat der Bedeitungsniveau op p <0.05. Gesamt Effekter goufen duerch Post-hoc Vergläicher gefollegt mat Fishers LSD Tester. Korrelatiounen tëscht Kokain-Intake an Ännerungen am Proteinniveau goufen mat linearer Regressioun bewäert.

Resultater

Déieren an der CSA Grupp, déi erlaabt waren fräiwëlleg Kokain ze verwalten, hunn stabil Mustere vun der Kokain Selbstverwaltung vun der drëtter Woch vun der SA (Deeg 13-18) gewisen. Iwwer der leschter Woch vun SA war déi duerchschnëttlech deeglech Kokainopnahm bei CSA Ratten an hiren CY Partner 46.9 (± 1.8) mg / kg / Dag (Rei: 37-60 mg / kg / Dag). Um leschten Testdag hunn CSA Ratten an der 0 h Réckzuch (WD) Grupp selbstverwalt 44.5 (± 2.5) mg / kg Kokain (Rei 25.5-57.5 mg / kg), an eng identesch Betrag u Kokain gouf vun hirem CY kritt. an AY Partner.

Differenziell Reguléierung vum ΔFosB Protein an striatal Ënnerregiounen no akuter oder chronescher Kokain

Differenziell Reguléierung vum ΔFosB Protein gouf a striatal Ënnerregiounen direkt no 4 h vun der intravenöser Kokainverwaltung (0 h WD) fonnt. An der NAc Shell huet nëmme chronesch Kokain bedeitend Erhéijunge vun CSA a CY Gruppen produzéiert (45-61%) am Verglach mat onbehandelte Kontrollen (Figur 2A, F4,60 = 4.22, p = 0.005). Am NAc Kär, bedeitend Erhéijunge vun ΔFosB (41%) goufen no akuter Belaaschtung an der AY Grupp fonnt (Fig. 2B, F4,60 = 17.04, p <0.001), an nach méi grouss Erhéijunge (89-95%) goufen no chronesche Kokain fonnt. Am Géigesaz zu enger méi grousser Akkumulation vun ΔFosB am NAc mat chronescher Kokainverwaltung, huet de CPu ähnlech Erhéijunge vun ΔFosB (86-102%) iwwer béid akuter a chronesch Kokaingruppen gewisen (Abb. 2C, F4,78 = 19.09, p < 0.001). Et gouf keen Ënnerscheed an ΔFosB Erhéijunge tëscht CSA a CY Gruppen an all striatal Ënnerregioun, wat beweist datt d'Regulatioun mat Kokainbelaaschtung verbonne war onofhängeg vum fräiwëllegen Kokainkonsum. Reguléierung vun ΔFosB bestoe fir op d'mannst 24 Stonnen no chronesche Kokain an der NAc Schuel (F2,32 = 5.19, p = 0.02), NAc Kär (F4,60 = 4.53, p = 0.02), an CPU (F2,34 = 12.13, p <0.001), awer zréck op d'Basisniveau no 3 wk. Ähnlech Erhéijunge vun ΔFosB goufen fonnt wann Kokaingruppen mat der Saline SA Grupp verglach goufen, ausser datt méi kleng Erhéijunge vun der NAc Shell vun AY Déieren Bedeitung erreecht hunn am Verglach mat Saline SA, awer net un onbehandelt Kontrollen. Wéi och ëmmer, et gouf keng bedeitend Reguléierung vun ΔFosB bei Déieren, déi selbstverständlech Salzsalz während der Ausbildung verwalt hunn am Verglach mat onbehandelte Kontrollen, wat beweist datt d'Reguléierung vun ΔFosB wéinst Kokain war an net e Resultat vun den chirurgeschen oder Testprozeduren.

Figure 2  

Reguléierung vun ΔFosB direkt no der Kokainverwaltung a bei 24 Stonnen an 3 Wochen WD. Niveaue vun ΔFosB (35-37 kDa) ginn ausgedréckt als déi duerchschnëttlech ± SEM Prozent Ännerung vun onbehandelt Homecage Kontrollen (Kontroll). Tissue aus Salins ...

Toleranz fir Reguléierung vum FosB Protein nom chronesche Kokain

Am Géigesaz zu der Reguléierung vun ΔFosB, huet eng eenzeg Belaaschtung fir 4 Stonnen IV Kokainverwaltung wesentlech méi grouss Erhéijunge vum FosB Protein an allen 3 striatal Ënnerregiounen produzéiert, awer substantiell Toleranz an dëser Äntwert entwéckelt no chronescher Kokainverwaltung. An der NAc Shell ass FosB eropgaang (260%) direkt no 4 Stonnen vun der akuter Kokainverwaltung bei AY Déieren, awer dës Erhéijunge goufen reduzéiert (op 142-146%) no chronescher Verwaltung a béid CY an CSA Gruppen (Figur 3A, F4,77 = 23.16, p < 0.001). Ähnlech Erhéijunge vu FosB (295%) goufen am CPu vun AY Déieren fonnt, déi och reduzéiert goufen (op 135-159%) no chronescher Kokainverwaltung an CY a CSA Gruppen (Abb. 3C, F4,69 = 13.362, p < 0.001). Am NAc Kär huet d'akute Kokainverwaltung manner wesentlech Erhéijunge vu FosB (164%) an AY Déieren am Verglach zu den anere Gehirregiounen produzéiert; awer, dës Erhéijunge waren nach ëmmer méi grouss wéi déi produzéiert no chronescher Administratioun (109-112-%) an CY an CSA Gruppen (Fig. 3B, F4,57 = 20.23, p < 0.001). Wéi mat ΔFosB fonnt, Reguléierung vu FosB nom chronesche Kokain gouf net moduléiert duerch fräiwëlleg Kontroll vun der Kokainzufuhr. Wéi och ëmmer, am Géigesaz zu ΔFosB, konnten d'Erhéijung vum FosB Protein net an der NAc Shell a Kär no 24 Stonnen bestoe bleiwen, obwuel d'Residualerhéijungen (38-52%) am CPu bestoe bleiwen (F2,32 = 3.590, p < 0.05). FosB-Niveaue goufen net vun chirurgeschen oder Testprozeduren bei Salins selbstverwaltende Déieren beaflosst.

Figure 3  

Reguléierung vu FosB direkt no der Kokainverwaltung a bei 24 h an 3 Wochen WD. Proteinniveauen vu FosB (46-50 kDa) ginn ausgedréckt als déi duerchschnëttlech ± SEM Prozent Ännerung vun onbehandelt Homecage Kontrollen (kuckt Figure 2 Legend fir Ofkierzungen) ...

Attenuatioun vu béiden ΔFosB a FosB mRNA Induktioun no chronesche Kokain

Akute Belaaschtung fir 4 Stonnen vun der intravenöser Kokainverwaltung huet ähnlech Erhéijunge produzéiert (11-16-Fold) an ΔFosB mRNA an der NAc Shell (F3,19 = 15.82, p < 0.001), NAc Kär (F3,19 = 13.275, p < 0.001, an CPU (F3,11 = 5.78, p = 0.03) am Verglach mat Saline SA Kontrollen (0 h WD, Figur 4A). Wéi och ëmmer, dës Äntwert gouf staark an CY an CSA Gruppen ënnerdréckt no chronescher Kokainverwaltung an der NAc Shell (3-4 Mol), NAc Kär (4 Mol), an CPu (3 Mol). Trotz der Tatsaach, datt akut IV Kokainverwaltung méi grouss Erhéijunge vum FosB Protein par rapport zu ΔFosB produzéiert huet, huet akut Kokainverwaltung relativ manner Erhéijunge vun der mRNA fir FosB (4-9 Mol) induzéiert wéi fir ΔFosB (11-16 Mol) an allen 3 striatal Ënnerregiounen (Fig. 4B). Dës Äntwert gouf quasi ofgeschaf no chronesche Kokain an der NAc Shell (F3,19 = 26.22, p < 0.001) an CPU (F3,11 = 4.24, p <0.05), obwuel kleng awer bedeitend Erhéijunge (2-Fach) an CY an CSA Gruppen am NAc Kär bliwwen sinn (F3,19 = 11.10, p < 0.001). Déi Kokain-induzéiert Erhéijunge vu béiden ΔFosB a FosB bei AY Déieren goufen net no 24 h WD behalen am Verglach mat dëser selwechter Saline SA Kontrollgruppe. Weider Analyse vum Verhältnis vu FosB zu ΔFosB mRNA Niveauen um 0 h WD Zäitpunkt huet gewisen datt d'Kokainverwaltung d'relativ Betrag vu FosB op ΔFosB mRNA an der NAc Shell däitlech reduzéiert huet (F3,19 = 4.79, p = 0.02), NAc Kär (F3,19 = 4.49, p = 0.02), an CPU (F3,11 = 5.59, p = 0.03) wéinst méi grousser Bildung vun der ΔFosB Isoform, an onofhängeg vun der wesentlecher Toleranz op déi Kokain-induzéiert Äntwert a béid mRNAs no chronescher Verwaltung (Abb. 4C). Et war kee wesentlechen Ënnerscheed an dëse Verhältnisser ob Kokain selbstverwalt oder passiv duerch Joch Infusioun kritt huet, an déi relativ Verhältnisser vu FosB: ΔFosB waren zréck an normal an allen dräi Gehirregiounen duerch den 24h WD Zäitpunkt (Donnéeën net gewisen).

Figure 4  

Reguléierung vu mRNA fir FosB an ΔFosB direkt no Kokainverwaltung a bei 24 h WD. Quantitativ RT-PCR vun Transkriptiounen fir ΔFosB (A), FosB (B) an de Verhältnis FosB / ΔFosB Transkriptiounen (C) ginn als Moyenne ± ausgedréckt ...

Verstäerkung-verbonne Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos am NAc

Am Géigesaz zu der Reguléierung vu FosB Genprodukter, déi eng pharmakologesch Äntwert op Kokain representéiert onofhängeg vu passiver oder fräiwëlleger Administratioun, war d'Regulatioun vu cFos an NAc Ënnerregiounen staark beaflosst vum Kontext vun der Kokain Selbstverwaltung am Verglach mat Déieren, déi Kokain kréien duerch passiv Joch Infusiounen. Kokain Belaaschtung erhéicht cFos Proteinniveauen (109-126%) souwuel an der NAc Shell a Kär mat entweder akuter oder chronescher Administratioun an AY an CY Gruppen (Fig. 5A-B). Wéi och ëmmer, wann Kokain Infusiounen op eng Äntwert-kontingent Manéier a selbstverwaltend Déieren geliwwert goufen, gouf dës Äntwert reduzéiert (op 55%) an der NAc Shell (F4,60 = 9.14, p <0.001), a konnt net cFos am NAc Kär wesentlech erhéijen (F4,57 = 5.92, p < 0.001). Am CPu, Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos entwéckelt mat entweder chronescher passiver oder volitionaler Kokainverwaltung (Abb. 5C), an cFos Induktioun an AY Déieren (164%) gouf reduzéiert (op 45-57%) a béid CY an CSA Gruppen (F4,67 = 13.29, p <0.001), ähnlech wéi d'Entwécklung vun der Toleranz an der Induktioun vum FosB Protein an allen 3 striatal Ënnerregiounen. Also ass d'Verstäerkung-verbonne Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos speziell a mesolimbesche Regiounen vum Striatum geschitt. An all 3 striatal Regiounen, Erhéijunge vun cFos goufen net an saline selbstverwaltend Déieren fonnt a konnten no 24 h WD net bestoe bleiwen.

Figure 5  

Reguléierung vu cFos direkt no der Kokainverwaltung a bei 24 h WD. Proteinniveauen vu cFos (52-58 kDa) bei Kontrollraten (Kontroll, Saline SA), bei Ratten, déi passiv Joch Kokain akut (AY) oder chronesch (CY) kruten, a bei Ratten déi ënnergaange sinn. ...

Relatioun tëscht Kokainopnahm, cFos an ΔFosB a Striatum Ënnerregiounen

Zënter datt d'Quantitéite vu Kokain Selbstverwaltung iwwer eenzel Déieren an hir Jochpartner variéiert hunn, hu mir d'Quantitéit u Kokainzufuhr mat der Induktioun vu cFos, FosB, an ΔFosB Proteinniveauen duerch multiple linear Regressiounsanalyse verglach (kuckt) Zousaz Tabelle 1 fir d'Resultater vun all potenziell Korrelatiounen). Et waren bedeitend Korrelatiounen tëscht Kokainzufuhr an cFos Niveauen bei Ratten, déi akut Kokainverwaltung duerch passiv Infusiounen kruten, an dës Bezéiungen ënnerscheede sech an dorsalen a ventralen striatal Ënnerregiounen. Am NAc Kär war d'Induktioun vu cFos direkt no 4 Stonnen vun der akuter IV Kokainverwaltung staark an negativ korreléiert mat Kokainopnahm, während eng ähnlech awer onbedeitend Bezéiung an der NAc Shell fonnt gouf (Figebam. 6). Am Géigesaz war d'Induktioun vu cFos positiv korreléiert mat der Kokainzufuhr am CPu. Et goufe keng bedeitend Korrelatiounen tëscht Kokainzufuhr (entweder aktiv oder passiv) a Proteinniveauen vu FosB oder ΔFosB an all striatal Ënnerregioun. Wéi och ëmmer, et war eng staark positiv Korrelatioun tëscht Niveauen vun cFos an ΔFosB an der NAc Shell 24 Stonnen nom Kokain, awer nëmmen an Déieren déi Kokain duerch fräiwëlleg Selbstverwaltung kritt hunn (Figebam. 7), an trotz der Tatsaach, datt allgemeng cFos Niveauen net op 24 h WD geännert goufen. Ähnlech Trends (p <0.07) fir positiv Korrelatiounen tëscht cFos an ΔFosB Proteinniveauen goufen direkt no 4 h Kokain Selbstverwaltung am NAc Kär fonnt, an am CPu vun Déieren déi Kokain fir d'éischt Kéier kréien (AY Grupp).

Figure 6  

Regiounspezifesch Korrelatioun tëscht Kokainzufuhr an cFos Immunreaktivitéit no akuter Kokain (AY). De Prozentsaz Erhéijung vun der cFos-Immunoreaktivitéit ass negativ korreléiert mat Kokainopnahm an der leschter Sessioun am NAc Kär (A) a positiv korreléiert ...
Figure 7  

Bedeitend Korrelatioun tëscht cFos an ΔFosB an der NAc Shell bei selbstverwaltende Déieren. De Prozentsaz Erhéijung vun der cFos Immunreaktivitéit ass positiv korreléiert mat der ΔFosB Immunreaktivitéit no 24 h WD a Kokain Selbstverwaltung ...

Diskussioun

An der aktueller Studie hu mir d'Effekter vun akuter a chronescher intravenöser Kokainbelaaschtung oder chronescher Selbstverwaltung iwwer d'Reguléierung vun ΔFosB, FosB, a cFos Niveauen an der NAc Shell, NAc Kär, a CPu striatal Ënnerregiounen ënnersicht. Virdrun Studien hu konsequent fonnt datt ΔFosB nëmmen no widderholl Belaaschtung erhéicht gëtt, an net no akuter Kokainverwaltung mat passive IP Kokaininjektiounen (Hope et al. 1994, NYE et al. 1995; Chen et al. 1995). Ähnlech hu mir festgestallt datt chronesch IV Kokainbelaaschtung ΔFosB an all ënnersicht Striatal Ënnerregiounen erhéicht huet, egal ob et op eng fräiwëlleg oder passiv Manéier verwalt gouf. Wéi och ëmmer, e groussen Ënnerscheed vu fréiere Studien ass datt akut Kokainverwaltung ΔFosB Proteinniveauen a béid NAc Kär a CPu erhéicht huet, an d'Bedeitung an der NAc Shell ugeet. (p < 0.1). Eng méiglech Erklärung fir dësen Ënnerscheed kann d'Dosis an / oder d'Dauer vun der Kokainbelaaschtung sinn, well Ratten an der AY-Grupp multiple IV Kokain-Infusiounen iwwer déi eenzeg 4 h Sessioun kruten, wat zu enger totaler Kokain-Aufnahme resultéiert, déi vun 25.5 bis 57.5 mg / kg iwwerall war. eenzel Déieren, déi Dosen vun 10-20 mg/kg wäit iwwerschreiden, déi typesch mat enger eenzeger Bolus IP-Injektioun benotzt ginn (Hope et al. 1994; Lee et al. 2006). Zousätzlech gouf Kokain iwwer eng méi direkt IV Verwaltungsroute verwalt, déi méi héich Peak Gehirnniveauen vu Kokain an Dopamin produzéiert, déi während der Sitzung bestoe bleiwen, wärend dës Effekter typesch bannent enger Stonn no IP Injektioun verschwannen (Bradberry, 2002). Also ass d'Fäegkeet vun ΔFosB no enger eenzeger akuter Belaaschtung fir Kokain ze accumuléieren méiglecherweis ofhängeg vun der Kraaft an der Dauer vum Kokainstimulus, deen an der aktueller Studie benotzt gëtt. Op jiddwer Fall weist d'Erkenntnis datt ΔFosB no enger eenzeger Belaaschtung fir Kokain accumuléiert ka ginn, datt ΔFosB seng Effekter méi séier ausübe kéint wéi virdru geduecht, méiglecherweis aus enger initialer Selbstverwaltungsbinge.

Interessanterweis ënnerscheet de Betrag vun der ΔFosB Akkumulation tëscht dorsalen a ventralen striatal Regiounen am Laf vun der chronescher Kokainverwaltung. Am NAc Kär war de Betrag vun ΔFosB direkt nom leschten Dag vun der chronescher Verwaltung (0 h WD) méi wéi duebel de Betrag deen no enger akuter Administratioun fonnt gouf, a méi kleng ΔFosB Erhéijunge vun der NAc Shell erreecht Bedeitung nëmmen no chronescher Administratioun , egal ob Kokain selwer verwalt gouf oder duerch passiv Joch Infusioun kritt gouf. Erhéijunge mat chronescher Kokainverwaltung reflektéieren méiglecherweis d'Akkumulatioun vum héich stabile ΔFosB Protein well se op d'mannst 24 Stonnen no der leschter Belaaschtung bestoe bleiwen. Am Géigesaz, grouss Erhéijunge vun der Quantitéit vun ΔFosB an der CPU konnte sech net mat akuter oder chronescher Belaaschtung ënnerscheeden, potenziell e Plafong reflektéiert duerch akuter Belaaschtung an dëser Gehirregioun. Wéi och ëmmer, och am CPu, huet d'Akkumulation vum ΔFosB Protein méiglecherweis bäigedroen zu persistent erhéicht ΔFosB Niveauen no chronescher Belaaschtung, well substantiell Toleranz entwéckelt fir Kokain-induzéiert mRNA fir ΔFosB an allen 3 Gehirregiounen mat chronescher Administratioun.

Akute Verwaltung vu IV Kokain huet och d'FosB Proteinniveauen vun der voller Längt erhéicht, mat méi grousser Erhéijung vun der CPu an NAc Shell wéi NAc Kär. Wéi och ëmmer, mRNA fir FosB gouf vu bal 10 Mol an der NAc Shell induzéiert, a manner wéi 5 Mol am CPu an NAc Kär. Wesentlech Toleranz entwéckelt fir Kokain seng Fäegkeet fir béid mRNA a Protein fir FosB mat chronescher Administratioun ze induzéieren, obwuel eng méi niddereg Induktioun vu FosB Protein bliwwen ass a potenziell mat ΔFosB fir AP-1 Bindungspartner konkurréiere kéint. De relativen Verhältnis vu FosB / ΔFosB mRNA gouf och reduzéiert duerch akuter Kokainverwaltung wéinst relativ méi grousser Induktioun vun ΔFosB, konsequent mat fréiere Berichter mat Amphetamin (Alibhai et al. 2007). Am Géigesaz zu fréiere Befunde mat widderholl Amphetaminbehandlungen ass d'Reduktioun vum relativen Verhältnis vu FosB / ΔFosB mRNA duerch akut Kokain no chronescher Administratioun bliwwen, wat déi relativ méi héich Reschtinduktioun vun ΔFosB reflektéiert wéi FosB.

D'Tatsaach datt ΔFosB Niveauen eropgoen no souguer akuter Kokain mat Musteren an der Dauer vun der Verwaltung méi typesch fir mënschlech intravenös Drogekonsum huet wichteg Implikatioune fir den Suchtprozess. Also, ΔFosB kéint zu der AP-1 bindender Aktivitéit mat der initialer Kokain Benotzung bäidroen wann adäquat Dosen selbstverwalt goufen. Wéi och ëmmer, ΔFosB wäerte souwuel mat FosB wéi och cFos fir AP-1 bindend Aktivitéit konkurréiere, wat zu Downstream Genausdrock an Neuroplastizitéit féiert, déi sech vu chronescher Administratioun ënnerscheet wann ΔFosB erhéicht gëtt mat wesentlech reduzéierter cFos a FosB. Dofir kann ΔFosB méi grouss Effekter no chronescher Kokainverwaltung hunn wéinst béider méi grousser Akkumulation am ventrale Striatum a reduzéierter Konkurrenz fir AP-1 bindend Partner a béid dorsal a ventral Striatum. Gitt datt striatal-spezifesch Iwwerausdrock vun ΔFosB d'Motivatioun fir Kokain erhéicht (Colby et al. 2003), sou séier Akkumulation vun ΔFosB mat der initialer Kokainbelaaschtung kéint d'Kokainverbrauch a ganz fréie Stadien vum Suchtprozess weiderféieren. Ausserdeem, sou prominent a verbreet ΔFosB Ausdrock uechter de Striatum mat akuter Belaaschtung géif d'AP-1 bindend Aktivitéit änneren op eng Manéier déi d'Bildung vu compulsive Gewunnechten erliichtert duerch fréi Engagement vun dorsalen striatal Circuiten (Belin an Everitt, 2008).

Wann Dir d'Stabilitéit vun den ΔFosB Isoformen berücksichtegt, sinn d'ΔFosB Niveauen däitlech erhéicht 24 Stonnen no der leschter Kokainverwaltungssitzung, konsequent mat fréiere Studien mat chronescher intravenöser Kokainverwaltung (Pich et al. 1997; Perotti et al. 2008). Aner Studien mat passiver Experimenter Administratioun vun IP Kokain Injektiounen hunn fonnt datt ΔFosB Akkumulation fir 1-2 Woche vum Réckzuch bestoe kann (Hope et al. 1994; Brenhouse & Stellar, 2006; Lee et al. 2006), obwuel mir keng Beweiser fir dës Ännerungen fonnt hunn 3 Wochen no der Stopp vun der Kokainverwaltung. Zesummen suggeréieren dës Studien datt d'ΔFosB Akkumulation fir relativ kuerz Réckzuchsperioden (<3 Wochen) bestoe kann, an direkt zum lafende Kokainverbrauch bäidroe kann, awer vläicht net direkt zu enger méi grousser Tendenz fir Réckwee bei längerer Réckzuch bäidroen. Wéi och ëmmer, ΔFosB Immunreaktivitéit gouf an D1 Rezeptor-enthale striatal Neuronen no 30 Deeg Réckzuch vu widderholl Kokain bei Mais festgestallt (Lee et al. 2006). Esou Zellspezifesch Probe kënne méi empfindlech sinn op d'Rescht ΔFosB Akkumulation wéi d'ganz Tissueanalyse, déi an der heiteger Etude benotzt gëtt, oder vläicht ΔFosB Ännerungen behalen nëmme méi laang bei Mais wéi bei Ratten. Et ass och méiglech datt ΔFosB eng Kaskade vun Transkriptiounsevenementer induzéiert, déi zu laang dauerhafte morphologesche Verännerunge féieren, sou wéi dendritesch Wirbelsäulebildung an D1-enthale striatal Neuronen (Lee et al. 2006; Gerry et al. 2010). An dëser Hisiicht ginn e puer ΔFosB Ziler dorënner Cdk5 an NFκB erhéicht no chronesche Kokain, an dës Faktore kënnen d'Nukleus accumbens Circuit änneren duerch Ännerungen an der neuronaler struktureller an / oder Funktioun (Ang et al. 2001; Benavides a Bibb, 2004; Nestler, 2008). Also ass et méiglech datt eng nohalteg ΔFosB Akkumulation wärend dem Réckzuch net néideg ass fir säi laang dauerhaften Impakt op zukünfteg Medikamenter ze huelen oder ze sichen Verhalen, awer amplaz e "molekulare Schalter" kéint representéieren, dee multiple celluläre Prozesser ausléist, déi den Iwwergank zu méi erliichteren. süchteg biologesch Staaten (Nestler et al. 2001).

TDéi aktuell Studie huet festgestallt datt Kokain-mediéiert ΔFosB Akkumulation net beaflosst gëtt vun der fräiwëlleger Kontroll vun der Kokainopnahm bei selbstverwaltende Déieren konsequent mat fréiere Studien mat immunhistochemesche Prozeduren a multiple Mëssbrauchsdrogen (Perotti et al. 2008; Pich et al. 1997). Dëst weist datt Kokain-induzéiert Erhéijunge vun ΔFosB a FosB méiglecherweis mat der pharmakologescher Äntwert op Kokain oder aner Downstream Eventer vun der monoaminergescher Rezeptor Signaliséierung verbonne sinn. Am Géigesaz zu ΔFosB, Mir hu festgestallt datt d'Entwécklung vun der Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos wesentlech beaflosst gouf vun der fräiwëlleger Kontroll iwwer d'Kokainzufuhr am NAc, awer net an der CPu. Also ass Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos am NAc net geschitt bei Déieren, déi Kokain passiv kréien duerch chronesch Joch Infusioun am Verglach mat akuter Joch Infusioun. Dës Erkenntnisser ënnerscheeden sech däitlech vu ville Berichter iwwer Toleranz fir psychostimulant-induzéiert cFos am NAc wann Drogen duerch passiv IP-Injektioun gegeben ginn (Hope et al. 1994; NYE et al. 1995; Chen et al. 1995, 1997; Alibhai et al. 2007). Virausgesat datt Toleranz zu cFos a Kokain selbstverwaltend Déieren parallel zu verschiddene Studien mat widderholl IP Injektiounen ass, kann de Mangel un Toleranz mat chronescher intravenöser Jochverwaltung mam Stress verbonne sinn, verbonne mat multiple an onberechenbaren Joch Kokaininjektiounen (Goeders 1997). De Verloscht vun Toleranz am ventralen anstatt dorsalen Striatum wier konsequent mat engem selektiven Effekt op limbesche Circuiten, déi an motivationalen an emotionalen Äntwerten involvéiert sinn. Zousätzlech, wärend d'Toleranz fir d'Induktioun vu cFos bei Déieren geschitt ass, déi Kokain selwer verwalten, ass et eng wesentlech ~50% Erhéijung vum cFos Protein an der NAc Shell direkt no hirer leschter Selbstverwaltungssitzung bliwwen, an en Trend (p <0.1) fir cFos Erhéijunge sinn och am Kär geschitt. D'Grënn fir dës Diskrepanz reflektéieren méiglecherweis Differenzen tëscht IP Injektioun a multiple IV Infusiounen iwwer eng 4 h Period wéi uewen diskutéiert. Déi reschtlech Induktioun vu cFos an der NAc no chronescher Kokain Selbstverwaltung ass e Roman Entdeckung, deen d'Iwwerleeung vu senger Roll am Suchtprozess forcéiert, woubäi AP-1 Komplexe mat cFos, ΔFosB a FosB all an engem gewësse Mooss no chronescher Belaaschtung coexistéieren .

Gitt rezent Beweiser datt cFos direkt downreguléiert gëtt duerch ΔFosB Akkumulation am dorsalen Striatum (Renthal et al. 2008), ass et interessant datt Kokain-induzéiert cFos am CPu parallele war duerch Erhéijunge vun ΔFosB mat akuter Kokainbelaaschtung. Eng Méiglechkeet ass datt d'Akkumulation vun ΔFosB mat akuter Administratioun ze spéit an der 4 h Sessioun geschitt fir d'cFos Induktioun ze beaflossen, wärend seng Präsenz 24 h no Kokain bei chronesch behandelten Déieren d'Induktioun vu cFos mat der spéiderer Kokainbelaaschtung behënnert. Dës Iddi ass konsequent mat engem Trend (p = 0.067) fir eng moderéiert positiv Korrelatioun tëscht cFos an ΔFosB Niveauen am CPu mat akuter Kokainverwaltung (0 h WD). Dës Notioun ass och konsequent mat der staarker positiver Korrelatioun tëscht cFos Induktioun a Kokainzufuhr am CPu vun akuten Joch Déieren. Dës Erkenntnisser suggeréieren datt, ähnlech wéi ΔFosB, d'cFos Äntwert d'Dosis Kokain reflektéiere kann, déi kritt gouf. Wéi och ëmmer, am NAc, kann déi méi grouss Akkumulation vun ΔFosB mat chronescher Joch Kokainverwaltung net de Mangel u Toleranz an der cFos Äntwert bei dësen Déieren berechnen. Ausserdeem, obwuel Toleranz zu cFos Induktioun evident war bei selbstverwaltende Déieren, déi staark positiv Korrelatioun tëscht Rescht cFos an ΔFosB Niveauen an der NAc Shell no 24 h Réckzuch ënnerstëtzt keng negativ Interaktioun tëscht cFos an ΔFosB am ventralen Striatum. En aneren Ënnerscheed vun den CPu-Daten ass datt cFos am NAc Kär negativ anstatt positiv korreléiert mat Kokain-Aufnahme direkt no der akuter Kokainverwaltung, wat eng Tachyphylaxe bannent Sessioun reflektéiere kéint, déi mat méi héijer Dosisbelaaschtung am ventralen Striatum geschitt.

Insgesamt weisen d'Resultater vun der aktueller Etude datt cFos, FosB, an ΔFosB ënnerscheedleche regionalen Ausdrocksmuster no akuter a chronescher intravenöser Kokainverwaltung erliewen. Dës Ausdrocksmuster sinn eenzegaarteg ofhängeg vun der Dauer an der Betrag vun der Drogenbelaaschtung, an Toleranz fir Kokain-induzéiert cFos ass héich ofhängeg vun der fräiwëlleger Kokain Selbstverwaltung. D'Resultater weisen och datt ΔFosB mat akuter a chronescher Kokainverwaltung duerch intravenös Injektioun akkumuléiere kann, ënnerstëtzen d'Iddi datt ΔFosB Akkumulation wichteg ka sinn a fréie Prozesser déi erhéicht Kokain-Sich Verhalen förderen an zu der Entwécklung vu Kokain Sucht bäidroen. Schlussendlech wäert et wichteg sinn ze verstoen wéi ΔFosB indirekt persistent Drogenverlaangen am Réckzuch beaflosse kann iwwer relativ kuerzfristeg Afloss op d'Genexpressioun wärend der Kokain Benotzung a fréie Réckzuchsperioden. D'Efforte fir déi verschidde Downstream Ziler an hir Effekter op neuronal Morphologie an / oder Funktioun z'identifizéieren wäerten schlussendlech d'Roll vun ΔFosB an aner Fos-verwandte Antigenen am Ausdrock vun Suchtverhalen klären.

Ergänzungsmaterial

Supp Table S1

Zousaz Table 1. Allgemeng Korrelatioun Resultater fir linear regressional Analysë. Déi lénks dräi Panelen enthalen Korrelatiounen tëscht Kokainzufuhr an Niveauen vun cFos (Top Panel), FosB (Mëtt Panel), oder ΔFosB (ënneschten Panel). Déi riets dräi Panelen enthalen Korrelatiounen tëscht cFos an ΔFosB (Top Panel), cFos a FosB (Mëtt Panel), a FosB an ΔFosB (ënneschten Panel). Déi relativ Gehirregiounen an WD Zäitpunkte ginn fir all eenzel Analyse gewisen, zesumme mat den entspriechende r- a p-Wäerter. *p<0.05, T0.1>p>0.05.

Arbeschterlidder

D'Auteuren erklären keng Interessekonflikter iwwer dëst Wierk. Dës Aarbecht gouf ënnerstëtzt vun NIH Stipendien DA 10460 an DA 08227, a vum Wesley Gilliland Professer fir Biomedizinesch Fuerschung.

Ofkierzungen benotzt

  • Cpu
  • caudate-putamen
  • NAc
  • Nukleus accumbens
  • AY
  • akuter Joch
  • CY
  • chronesch Joch
  • CSA
  • Kokain Selbstverwaltung
  • WD
  • zréckgesat
  • IV
  • intravenös
  • IP
  • intraperitoneal.

Referenze

  • Alibhai IN, Green TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Regulatioun vun fosB an ΔfosB mRNA Ausdrock: In vivo an in vitro Studien. Gehir Res. 2007;1143:22-33. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Ang E, Chen J, Zagouras P, Magna H, Holland J, Schaeffer E, Nestler EJ. Induktioun vum Nuklear Faktor-KB am Nukleus accumbens duerch chronesch Kokainverwaltung. J Neurochem. 2001;79:221–224. [PubMed]
  • Bachtell RK, Choi KH, Simmons DL, Falcon E, Monteggia LM, Neve LN, Self DW. Roll vum GluR1 Ausdrock am Nukleus accumbens Neuronen an der Kokain Sensibiliséierung a Kokain-Sich Verhalen. Eur J Neurosci. 2008;27:2229–2240. [PubMed]
  • Belin D, Everitt BJ. Kokain Asylbewuegen hänkt vu dopamine-abhängige serielle Konnektivitéit, déi de ventral mat dem dorsalen striatum verbindet. Neuron. 2008; 57: 432-441. [PubMed]
  • Benavides DR, Bibb JA. Roll vun Cdk5 am Drogenmëssbrauch a Plastizitéit. Ann NY Acad Sci USA. 2004;1025:335-344. [PubMed]
  • Ben-Shahar O, Ahmed SH, Koob GF, Ettenberg A. Den Iwwergank vu kontrolléierter zu compulsive Drogekonsum ass mat engem Verloscht vu Sensibiliséierung assoziéiert. Gehir Res. 2004;995:46-54. [PubMed]
  • Bradberry CW. Dynamik vun extrazellulärer Dopamin an den akuten a chroneschen Aktiounen vu Kokain. Neurowëssenschaftler. 2002;8:315–322. [PubMed]
  • Brenhouse HC, Stellar JR. c-Fos an ΔFosB ginn differenziell an ënnerschiddleche Ënnerregiounen vun der Nucleus accumbens Shell a Kokain-sensibiliséierte Ratten geännert. Behuelen Neurosci. 2006;137:773-780. [PubMed]
  • Chen J, Nye HE, Kelz MB, Hiroi N, Nakabeppu Y, Hope BT, Nestler EJ. Reguléierung vun ΔFosB a FosB-ähnleche Proteine ​​​​duerch elektrokonvulsive Krampfadern a Kokainbehandlungen. Mol Pharmacol. 1995;48:880–889. [PubMed]
  • Chen J, Kelz MB, Hope BT, Nakabeppu Y, Nestler EJ. Chronesch Fos-verbonne Antigene: stabil Varianten vun ΔFosB induzéiert am Gehir duerch chronesch Behandlungen. J Neurosci. 1997;17:4933-4941. [PubMed]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Striatal Zelltyp-spezifesch Iwwerexpressioun vun ΔFosB verbessert Ureiz fir Kokain. J Neurosci. 2003;23:2488–2493. [PubMed]
  • Edwards S, Whisler KN, Fuller DC, Orsulak PJ, Self DW. Suchtbezunnen Ännerungen am D1 an D2 Dopamin Rezeptor Verhalensreaktiounen no chronescher Kokain Selbstverwaltung. Neuropsychopharm. 2007a;32:354–366. [PubMed]
  • Edwards S, Graham DL, Bachtell RK, Self DW. Regiounspezifesch Toleranz fir Kokain-reguléiert cAMP-ofhängeg Proteinphosphorylatioun no chronescher Selbstverwaltung. Eur J Neurosci. 2007b;25:2201–2213. [PubMed]
  • Goeders NE. Eng neuroendokrine Roll bei der Kokainverstäerkung. Psychoneuroendocrinol. 1997;22:237–259. [PubMed]
  • Graybiel AM, Moratalla R, Robertson HA. Amphetamin a Kokain induzéiere Drogenspezifesch Aktivatioun vum c-fos-Gen an Striosom-Matrix-Kompartimenter a limbesche Ënnerdeelunge vum Striatum. Proc Natl Acad Sci USA. 1990;87:6912-6916. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Graham DL, Edwards S, Bachtell RK, DiLeone RJ, Rios M, Self DW. Dynamesch BDNF Aktivitéit am Nukleus accumbens with cocaine use erhöft d'Selbstverwaltung an de Réckwee. Nat Neurosci. 2007; 10: 1029-1037. [PubMed]
  • Hope B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Reguléierung vum direkten fréien Genausdrock an AP-1 Bindung am Ratten Nukleus accumbens duerch chronesch Kokain. Proc Natl Acad Sci USA. 1992;89:5764–5768. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Induktioun vun engem langfristeg AP-1 Komplex aus geännerten Fos-ähnlechen Proteinen am Gehir vum chroneschen Kokain an aner chronesch Behandlungen. Neuron. 1994; 13: 1235-1244. [PubMed]
  • Hoffnung BT. Kokain an den AP-1 Transkriptiounsfaktor Komplex. Ann NY Acad Sci. 1998;844:1–6. [PubMed]
  • Jorissen HJMM, Ulery PG, Henry L, Gourneni S, Nestler EJ, Rudenko G. Biochemie. 2007;46:8360–8372. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, et al. Ausdrock vum Transkriptiounsfaktor ΔFosB am Gehir kontrolléiert d'Sensibilitéit fir Kokain. Natur. 1999;401:272-276. [PubMed]
  • Kufahl PR, Zavala AR, Singh A, Thiel KJ, Dickey ED, Joyce JN, Neisewander JL. c-Fos Ausdrock assoziéiert mat der Erhuelung vum Kokain-Sich Verhalen duerch Äntwert-kontingent bedingte Cues. Synaps. 2009;63:823-835. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Lee K, Kim Y, Kim AM, Helmin K, Nairn AC, Greengard P. Kokain-induzéiert dendritesch Wirbelsäulebildung an D1 an D2 Dopaminrezeptor-enthale mëttlere spiny Neuronen am Nukleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103:3399-3404. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Maze I, Covington HE, III, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Mechanic M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren YH, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakovsky A, Schaefer A, et al. Nestler EJ. Wesentlech Roll vun der Histon Methyltransferase G9a an der Kokain-induzéierter Plastizitéit. Wëssenschaft. 2010;327:213–216. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. ΔFosB: e molekulare Schalter fir laangfristeg Adaptatioun am Gehir. Mol Brain Res. 2004;132:146–154. [PubMed]
  • Neisewander JL, Baker DA, Fuchs RA, Tran-Nguyen LTL, Palmer A, Marshall JF. Fos Protein Ausdrock a Kokain-Sich Verhalen bei Ratten no Belaaschtung vun engem Kokain Selbstverwaltungsëmfeld. J Neurosci. 2000;20:798-805. [PubMed]
  • Nestler EJ, Barrot M, Self DW. ΔFosB: E nohaltege molekulare Schalter fir Sucht. Proc Natl Acad Sci USA. 2001;98:11042-11046. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Nestler EJ. Transkriptiounsmechanismus vun der Sucht: Roll vun ΔFosB. Phil Trans R Soc B. 2008;363:3245–3255. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Pharmakologesch Studien iwwer d'Reguléierung vun chronescher FOS-bezogenen Antigen-Induktioun vum Kokain am Striatum an dem Nukleus accumbens. J Pharmacol Exp Ther. 1995; 275: 1671-1680. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Induktioun vun ΔFosB a belount-verbonne Gehirstrukturen no chronesche Stress. J Neurosci. 2004;24:10594–10602. [PubMed]
  • Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, et al. Distinct Mustere vun ΔFosB Induktioun am Gehir duerch Drogen vu Mëssbrauch. Synaps. 2008;62:358–369. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Paxinos G, Watson GC. De Rattegehir an stereotaxesche Koordinaten. 4e. New York: Akademesch Press; 1998.
  • Pich EM, Pagliusi SR, Tessari M, Talabot-Ayer D, van Huijsduijnen RH, Chiamulera C. Wëssenschaft. 1997;275:83-86. [PubMed]
  • Renthal W, Carle TL, Maze I, et al. ΔFosB vermëttelt epigenetesch Desensibiliséierung vun der c-fos Gen no chronescher Amphetaminbelaaschtung. J Neurosci. 2008;28:7344–7349. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Wallace DL, Vialou V, Rios L, et al. Den Afloss vun DeltaFosB am Nukleus accumbens op natierlecht Belounungsverhalen. 2008;28:10272-10277. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Young ST, Porrino LJ, Iadarola MJ. Kokain induzéiert striatal c-Fos-immunoreaktiv Proteinen iwwer dopaminergesch D1 Rezeptoren. Proc Natl Acad Sci USA. 1991;88:1291-1295. [PMC gratis Artikel] [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos erliichtert d'Akquisitioun an d'Aussterke vu Kokain induzéiert persistent Verännerungen. J Neurosci. 2006; 26: 13287-13296. [PubMed]