Priklausomybės sinapsė: sinaptinio ir struktūrinio plastiškumo mechanizmai branduoliuose (2010)

Trends Neurosci. Autoriaus rankraštis; pasiekiama PMC 2011 m. birželio 1 d. Paskelbta galutinė redaguota forma:

Tendencijos neurosci. 2010 birželis; 33(6): 267-276.

Paskelbta internete 2010 kovas 5. doi: 10.1016 / j.tins.2010.02.002

Scott J. Russo,^1,^* David M. Dietz,¹ Dani Dumitriu,¹ Robertas C. Malenka,² ir Eric J. Nestler¹

Žr. Kitus PMC straipsnius citata paskelbtas straipsnis.

Abstraktus

Priklausomybę sukeliantys vaistai sukelia nuolatinį kelių neuronų ląstelių tipų restruktūrizavimą smegenų limbinėse srityse, kurios, kaip manoma, yra atsakingos už ilgalaikį elgesio plastiškumą, skatinantį priklausomybę. Nors šie struktūriniai pokyčiai yra gerai dokumentuoti nucleus accumbens vidutinio dydžio dygliuotuose neuronuose, mažai žinoma apie pagrindinius molekulinius mechanizmus. Be to, lieka neaišku, ar struktūrinis plastiškumas ir jo sinapsiniai veiksniai skatina priklausomybę sukeliantį elgesį, ar jie atspindi homeostatines kompensacijas narkotikams, nesusijusiais su priklausomybe per se. Čia aptariame naujausius paradoksalius duomenis, kurie arba patvirtina, arba prieštarauja hipotezei, kad narkotikų sukelti dendritinių stuburų pokyčiai sukelia priklausomybę. Mes apibrėžiame sritis, kuriose būsimi tyrimai gali pateikti išsamesnį narkotikų sukelto sinapsinio pertvarkymo vaizdą, įskaitant ultrastruktūrinius, elektrofiziologinius ir elgesio tyrimus.

Raktiniai žodžiai: dendritiniai spygliai, priklausomybė nuo narkotikų, atkrytis, mezolimbinė dopamino sistema, ilgalaikis potencija (LTP), ilgalaikė depresija (LTD), vidutinio sunkumo neuronas (MSN), α-amino-3-hidroksil-5-metil-4-izoksazolas -propionatas (AMPA), N-metilo D-aspartatas (NMDA), ΔFosB, ciklinis AMP atsako elementą surišantis baltymas (CREB), branduolinis kappaB faktorius (NFκB) ir miocitus didinantis faktorius 2 (MEF-2)

Įvadas

Priklausomybė nuo narkotikų pasižymi ilgalaikiais elgesio pokyčiais, tokiais kaip potraukis ir atkrytis. Su šiais stabiliais elgesio sutrikimais siejamas nuolatinis daugelio neuronų ląstelių tipų restruktūrizavimas limbiniuose smegenų regionuose. Pastebėti du bendrieji struktūrinio plastiškumo tipai: ląstelių kūnų dydžio pokyčiai [1] ir dendritinių arborizacijų arba stuburo morfologijos pokyčiai [2]. Kalbant apie pastarąją, priklausomai nuo priklausomybę sukeliančios medžiagos klasės, vaisto vartojimo paradigmos pobūdžio (pvz., eksperimentuotojas, palyginti su savarankiškai vartojamu) ir ištirto neuronų ląstelių tipo, piktnaudžiavimo vaistais gali pasikeisti dendrito šakojimosi sudėtingumas, taip pat dendritinių spyglių skaičius ir dydis neuronuose keliuose smegenų regionuose (Lentelė 1). Koreliaciniai įrodymai rodo, kad tam tikri morfologiniai pokyčiai yra svarbūs priklausomybę sukeliančio elgesio tarpininkai. Pavyzdžiui, morfinas ir kokainas labiau pakeičia dendritinių dyglių tankį ant vidutinių dygliuotų neuronų (MSN) nucleus accumbens (NAc), pagrindiniame smegenų atlygio regione, gyvūnams, kurie patys vartoja vaistą, palyginti su gyvūnais, kuriems vaistą duoda tyrėjas, teigdamas, kad valia gali būti svarbi pagrindiniams plastiškumo aspektams (apžvelgta [3]). Be to, kokaino sukelti NAc dendritinės struktūros pokyčiai yra glaudžiai susiję su elgesio jautrinimo indukcija.4]: jautrumą sukeliančios dozės ir vaistų vartojimo paradigmos patikimai padidina dendritinius dyglius ir išsišakojimą. Tačiau nepaisant šių įrodymų, struktūrinio plastiškumo elgsenos reikšmė vis dar neaiški. Keletas naujausių tyrimų, kuriuose naudojami virusų sukeltas genų perdavimas ir kiti metodai, siekiant geriau suprasti kokaino sukeltų MSN dendritinės struktūros pokyčių elgsenos svarbą ir molekulinį pagrindą, davė prieštaringų rezultatų, o du rankraščiai patvirtina hipotezę, kad kokaino sukeltas dendritinio stuburo padidėjimas. tankis tarpininkauja elgesio sensibilizacijai, o kiti du jam visiškai priešingi [5-8]. Šioje apžvalgoje aptariame dabartinius paradoksalius eksperimentinius duomenis ir suformuluojame būsimų tyrimų sritis. Mes išsamiai aprašome pagrindines temas, pradedant piktnaudžiavimo narkotikais sukelto sinapsinio plastiškumo tipais ir signalizacijos keliais, kurie tarpininkauja narkotikų sukeltam struktūriniam plastiškumui, ir pereinant prie išsamesnių diskusijų apie stuburo morfometriją ir funkcinį aktino pertvarkymo vaidmenį priklausomybėje.

Vaistų sukelti neuronų morfologijos pokyčiai

Struktūrinis plastiškumas, kurį sukelia piktnaudžiavimo opiatais ir stimuliatoriais

Vaistų sukeltas dendritų struktūrinis plastiškumas pirmą kartą buvo aprašytas 1997 m.3, 9, 10]). Nuo to laiko daugybė laboratorijų parodė, kad nuolatinis beveik visų piktnaudžiavimo narkotikų vartojimas sukelia smegenų atlygio grandinės struktūrinį plastiškumą. Šie tyrimai taip pat susiejo struktūrinius pokyčius tam tikruose smegenų regionuose su elgesio fenotipais, susijusiais su priklausomybe. Nuo pirminių Robinsono ir kolegų ataskaitų (peržiūrėtų [3]), daugelis tyrinėtojų papildė šią augančią literatūrą ir atskleidė subtilesnį ir specifinį vaistų klasei būdingą poveikį neuronų morfologijai. Pavyzdžiui, opiatai ir stimuliatoriai reguliuoja struktūrinį plastiškumą priešinga kryptimi. Opiatai sumažina dendritinių stuburų skaičių ir sudėtingumą NAc MSN, medialinėje prefrontalinėje žievėje (mPFC) ir hipokampo piramidiniuose neuronuose, taip pat sumažina ventralinės tegmentinės srities (VTA) dopaminerginių neuronų somos dydį.1, 3, 11, 12]. Iki šiol yra vienintelė šių išvadų išimtis: lėtinis morfinas padidina stuburo skaičių orbitofrontalinės žievės (oPFC) piramidiniuose neuronuose.13]. Priešingai nei opiatai, stimuliatoriai, tokie kaip kokainas, amfetaminas ir metilfenidatas, nuolat didina NAc MSN, VTA dopaminerginių neuronų ir mPFC piramidinių neuronų dendritinį sudėtingumą ir stuburo tankį.2, 8, 14-17]. Žvelgiant iš elgesio perspektyvos, morfinas mažina stuburo tankį ir dendritinį sudėtingumą, neatsižvelgiant į tai, ar jis vartojamas nuolat, siekiant sukelti toleranciją ir priklausomybę, ar su pertraukomis, kad būtų padidintas jautrumas, o stimuliuojančios paradigmos, didinančios stuburo tankį ir sudėtingumą, naudojamos vieną ar kelis kartus per dieną su pertrūkiais injekcijomis. vaistas, sukeliantis jautrumą vaistams [3, 9].

Priešingi morfologiniai pokyčiai, kuriuos smegenų atlygio regionuose sukelia opiatai, palyginti su stimuliatoriais, yra paradoksalu, nes šie du vaistai sukelia labai panašius elgesio fenotipus. Opiatai ir stimuliatoriai sukelia ūminį judėjimo ir judėjimo aktyvumą, taip pat chronišką atlygį.9]. Jie taip pat sukelia panašius savarankiško narkotikų vartojimo eskalavimo modelius, taip pat neigiamą emocinę būseną (disforiją) nutraukimo metu.18]. Taigi, jei priešingi morfologiniai pokyčiai, kuriuos sukelia opiatai ir stimuliatoriai, yra svarbūs priklausomybės tarpininkai, jie arba turi turėti dvikrypčių savybių, kai pokytis nuo pradinio lygio abiem kryptimis sukelia tą patį elgsenos fenotipą, arba yra pagrindinės informacijos apie sinapsinę funkciją, nėra užfiksuoti matuojant bendruosius dendritinio stuburo tankio pokyčius, nes tai gali būti kompensuojama pasikeitus sinapsinei jėgai, išlaikant bendrą sinapsinę įvestį vienam neuronui.19]. Pavyzdžiui, alkoholis sumažina neuronų sudėtingumą ir tankį, kartu sutvirtindamas jau egzistuojančias sinapses.20], ir gali būti, kad opiatai ir stimuliatoriai daro panašų poveikį postsinapsinio tankio (PSD) dydžiui, todėl sinapsinis veiksmingumas keičiasi taip pat. Taip pat neaišku, ar lėtinis opiatų ar stimuliatorių poveikis sukelia panašius elektrofiziologinius pokyčius NAc sinapsėse, kaip galima tikėtis, atsižvelgiant į bendras priklausomo fenotipo savybes. Galiausiai turėtume atsižvelgti į tai, kad narkotikų sukeltas sinapsinio skaičiaus ir veiksmingumo pokytis vienoje smegenų srityje gali sustiprinti arba susilpninti ryšius su kitomis smegenų sritimis ir paskatinti skirtingus priklausomybę sukeliančio elgesio aspektus.21-23].

Vaistų sukelto struktūrinio plastiškumo neurofiziologinė reikšmė

Pagrindiniai dendritinių stuburo hipokampo ir smegenų žievės pokyčių svarbos tyrimai rodo, kad atskirų stuburų dydis ir forma koreliuoja su sinapsinio plastiškumo formomis, tokiomis kaip ilgalaikė potencija (LTP) ir ilgalaikė depresija (LTD).24, 25]. Manoma, kad trumpalaikis, nesubrendęs stuburas stabilizuojasi į nuolatinį, funkcionalesnį stuburą vyksta per nuo veiklos priklausomą mechanizmą (apžvelgta [26]). Stimuliavimo protokolai, skatinantys LTD, yra susiję su stuburo susitraukimu arba atitraukimu [27-29], kadangi LTP indukcija yra susijusi su naujų stuburų susidarymu ir esamų stuburų padidėjimu [27, 28, 30]. Molekuliniu lygmeniu manoma, kad LTP ir LTD inicijuoja signalų perdavimo takų ir citoskeleto baltymų sintezės bei lokalizacijos pokyčius, kurie keičia aktino polimerizaciją, kad paveiktų stuburo brendimą ir stabilumą ir kurie arba įtvirtina, arba internalizuoja α-amino-3. -hidroksil-5-metil-4-izoksazol-propionato (AMPA) glutamato receptorius, kad sukurtų funkcionalesnį stuburą (LTP) arba esamo stuburo atitraukimą (LTD).24, 26]. Stabilizavus, stuburai tampa grybo formos, turi didesnį postsinapsinį tankį [31], padidina AMPA receptorių ekspresiją paviršiuje ir išlieka mėnesius [29, 32]. Šie pokyčiai atspindi labai stabilų ląstelių įvykį, kuris gali būti patikimas tam tikrų ilgalaikių elgesio pokyčių, susijusių su priklausomybe, paaiškinimas.

Neseniai atliktas darbas su priklausomybės modeliais iš tiesų parodė funkcinius NAc MSN pokyčius, kurie priklausomybės proceso metu labai priklauso nuo laiko ir sklandžiai (1 pav). Ankstyvaisiais laiko momentais po paskutinio kokaino poveikio padaugėja plonų (labiau plastiškų) stuburų ir sinapsinės depresijos.33, 34], kuris gali reikšti padidėjusį tylių sinapsių telkinį [35, 36]. Tyliosiose sinapsėse yra N-metil-D-aspartato (NMDA) glutamato receptorių, bet nedaug arba visai nėra AMPA receptorių, jos išreiškia santykinai stabilias NMDA receptorių sukeltas sužadinimo postsinapsines sroves ir yra idealūs LTP substratai.36, 37]. Netrukus po gydymo kokainu tokios tylios sinapsės NAc išreiškia didesnę NR2B turinčių NMDA receptorių dalį.35], radinys atitinka, kad šios sinapsės yra gana naujos ir nesubrendusios [38, 39]. Kokaino abstinencijos metu šie neseniai susiformavę spygliai atrodo labai trumpalaikiai ir gali susitraukti arba susijungti į grybo formos dyglius [33], įvykis, kurį lydi GluR2 neturinčių AMPA receptorių paviršiaus ekspresijos padidėjimas ir šių glutamaterginių sinapsių sustiprėjimas.40-42]. (GluR2 neturintys AMPA receptoriai turi daugiau Ca²⁺ ir bendras laidumas, lyginant su GluR2 turinčiais AMPA receptoriais.) Elgsenos požiūriu kokaino troškimo inkubacija pastebima nutraukus kokaino vartojimą savarankiškai; tai būdinga laipsnišku ir laipsnišku kokaino ieškojimo ir polinkio atsinaujinti didėjimu, todėl gali prireikti šių sinaptinių AMPA receptorių stechiometrijos pokyčių.42, 43]. Tačiau elgsenos tyrimai, naudojant virusų sukeltą genų perdavimą, rodo, kad pernelyg didelė AMPA GluR1 subvieneto ekspresija paradoksaliai sumažina elgesio jautrumą kokainui, todėl reikia atlikti tolesnius šios srities tyrimus.44]. Papildomi įrodymai rodo, kad pakartotinis kokaino poveikis po 14 arba 30 dienų nutraukimo sumažina stuburo galvos skersmenį.33], sumažėjusi AMPA receptorių ekspresija paviršiuje [40] ir jėgos sumažėjimas šiose sinapsėse [45]. Šių laikinų sinapsės struktūros ir sudėties pokyčių metu taip pat pastebimi reikšmingi RhoGTPazės signalinių baltymų, reikalingų aktino polimerizacijai, aktyvumo pokyčiai, o tai gali būti atsakinga už stuburo restruktūrizavimą.46]. Šie duomenys rodo sudėtingą stuburo galvos struktūros, NAc MSN elektrofiziologinių savybių ir su priklausomybe susijusio elgesio sąveiką. Atsižvelgiant į tai, kad daugelis sinapsinių baltymų gali reguliuoti šiuos įvykius, bus svarbu nustatyti tikslius molekulinius tinklus, susijusius su jų reguliavimu.

Su priklausomybe susijusio sinapsinio ir struktūrinio plastiškumo modelis

Opiatų ir stimuliatorių sukelto struktūrinio plastiškumo mechanizmai

Kaip minėta anksčiau, struktūrinio plastiškumo funkcinę svarbą priklausomybės modeliuose apsunkina tai, kad morfinas ir kokainas turi priešingą poveikį MSN stuburo tankiui. Be to, yra mažai tiesioginio narkotikų veiksmų tyrimo, siekiant paaiškinti šią struktūrinio plastiškumo dichotomiją. Nors yra keletas didelio masto mikromatricų tyrimų, kuriuose tiriami genų ekspresijos pokyčiai po psichostimuliatorių vartojimo, tokios informacijos apie opiatus yra santykinai nedaug. Be to, tiriant genų ekspresijos pokyčius, reaguojant į morfiną ar kokainą, buvo naudojami labai skirtingi laiko momentai, režimai ir dozės, todėl tiesioginiai palyginimai tapo neįmanomi. Nepaisant šių įspėjimų, aišku, kad piktnaudžiavimo opiatais ir stimuliuojančiais vaistais reguliuojama daugybė genų, koduojančių citoskeleto reguliuojančius baltymus. Pavyzdžiui, NAc morfinas sumažina Homer 1 ir PSD95 [47], pastolių baltymai, susiję su postsinapsiniu citoskeletu. Įdomu tai, kad kokainas panašiai sumažina šiuos baltymus NAc [48-51]. Be to, morfinas mažina RhoA, Rac1 ir Cdc42, mažas GTPazes, kurios reguliuoja aktino citoskeletą (žr. toliau).47]. Šių GTPazių aktyvumą ir jų pasroviui taikinius taip pat mažina kokainas [52]. Šie tyrimai nebuvo skirti tiesiogiai palyginti su struktūra susijusių genų morfino ir kokaino reguliavimą, tačiau buvo nustatyta, kad abu vaistai sukelia daug panašių pokyčių, nepaisant priešingo NAc MSN dendritinių stuburų reguliavimo. Tai rodo, kad šio kelio reguliavimas gali būti plastiškumo iniciatorius; tačiau tai nepaaiškina dichotomijos tarp opiatų ir stimuliatorių sukelto struktūrinio plastiškumo.

Tai, kad opiatai ir stimuliatoriai panašiai indukuoja daugelį citoskeletą reguliuojančių genų, gali būti siejami su panašių transkripcijos reguliatorių, įskaitant transkripcijos faktorius, ΔFosB ir ciklinį AMP atsako elementą surišantį baltymą (CREB), aktyvavimu NAc.53-56] (2 pav). ΔFosB NAc sukelia beveik visos piktnaudžiavimo narkotikų klasės [57] ir sustiprina teigiamą morfijaus ir kokaino poveikį [58, 59]. Atrodo, kad ΔFosB sudaro maždaug 25% visų genų, kuriuos NAc reguliuoja lėtinis kokainas, įskaitant kelis genus, susijusius su sinaptiniu plastiškumu, tokius kaip kofilinas, su aktinu susijęs baltymas-4 (ARP4) ir aktyvumo reguliuojamas citoskeleto baltymas (Arc).58, 60]. Be to, ΔFosB yra būtinas ir pakankamas kokaino sukeltam dendritinio stuburo tankio pokyčiams.7]. Tačiau jei ir morfinas, ir kokainas sukelia ΔFosB, o ΔFosB yra pagrindinis sustiprintos spinogenezės tarpininkas, kodėl lėtinis morfinas mažina NAc MSN stuburo tankį? Viena iš galimybių yra ta, kad ΔFosB reguliuoja iš dalies skirtingus genų pogrupius morfino ir kokaino vartojimo kontekste, priklausomai nuo kitų susijusių transkripcijos pakitimų, arba kad morfinas sukelia kitas adaptacijas NAc neuronuose, kurios nepaiso ΔFosB signalo, kuris vienas stimuliuoja spinogenezę. Norint išspręsti šiuos ir alternatyvius paaiškinimus, reikia atlikti tolesnius tyrimus.

Signalizacijos keliai, susiję su priklausomybės citoskeleto reorganizavimu

Priešingai nei ΔFosB, CREB vaidmuo vaistų sukeltame struktūriniame plastiškyje yra daug labiau hipotetinis. Nepaisant įrodymų, kad CREB indukcija NAc tarpininkauja tolerancijai ir priklausomybei nuo morfijaus ir kokaino atlygio (apžvelgta [61]), yra nedaug duomenų, tiriančių, ar CREB tarpininkauja struktūriniams pokyčiams po piktnaudžiavimo narkotikais. Kai kuriose kitose smegenų srityse CREB sukelia spinogenezę [37, 62, 63], poveikį gali sukelti transkripcijos taikiniai, tokie kaip miocitus didinantis faktorius 2C (MEF2C) ir smegenų kilmės neurotrofinis faktorius (BDNF), kurie abu taip pat yra susiję su priklausomybe susijusiam plastiškumui.5, 64, 65]. CREB taip pat gali tarpininkauti plastiškumui indukuodamas mikroRNR mir132, kuri neseniai buvo įrodyta, kad kultūroje sukelia neuritų augimą hipokampo neuronuose, iš dalies sumažindama GTPazės p250GAP lygį.66]. Atsižvelgiant į daugybę įrodymų, susijusių su CREB vaidmeniu struktūriniame plastiškumą kitose neuroninėse grandinėse, tiesioginis CREB vaidmens tarpininkaujant vaistų sukeltam struktūriniam NAc plastiškumui tyrimas yra pagrindinis būsimojo tyrimo prioritetas. Tačiau čia taip pat yra paradoksas, kad opiatai ir stimuliatoriai sukelia CREB aktyvumą NAc, tuo pačiu sukeldami priešingą poveikį dendritinei struktūrai.

Molekuliniai mechanizmai, tarpininkaujantys kokaino sukeltam struktūriniam plastiškumui

1. RhoGTPazės signalizacijos keliai reguliuoja struktūrinį plastiškumą

Struktūrinius aktino citoskeleto pokyčius didžiąja dalimi lemia mažų GTPazių šeima, būtent Rho, ląstelių dalijimosi ciklas 42 (Cdc42), Ras ir Rac (žr. 2 pav). Šias mažas GTPazes aktyvuoja guanino nukleotidų mainų faktoriai (GEF), tokie kaip Ras-guanino nukleotidą atpalaiduojantis faktorius (RasGRF1/2), VAV, Kalirin 7 ir Tiam1, kurie visi katalizuoja BVP keitimą į GTP.67-71]. GEF patys aktyvuojami daugybe tarpląstelinių signalų, įskaitant smegenų išvestą neurotrofinį faktorių (BDNF) per tirozino receptorių kinazės (TRKB) mechanizmą, naviko augimo faktorių-B (TGF-B), ląstelių adhezijos baltymus (integrinus) ir NMDA glutamato receptorius. Ca padidėjimas²⁺ ir Ca aktyvinimas²⁺/nuo kalmodulino priklausoma proteinkinazė-II (CAMKII) [71-74]. GTP surišimas suaktyvina šias GTPazes, o tai paskatina aktino citoskeleto reguliatorius, įskaitant lim domeno kinazę (LIMK), Wiskott-Aldrich sindromo baltymus (WASP), ARP ir WASP šeimos verprolino homologus (WAVE).75-77]. Tačiau detalūs molekuliniai žingsniai, per kuriuos šiuos įvairius baltymus reguliuoja tarpląsteliniai signalai, ir mechanizmai, kuriais jie reguliuoja atskirų dendritinių spyglių susidarymą, atitraukimą ar pertvarkymą, lieka menkai suprantami.

Neseniai buvo tiriamos šios mažos GTPazės ir jų GEF aktyvatoriai dėl jų vaidmens vaistų sukeltame struktūriniame plastiškume. Pelės, neturinčios GEF Ras-GRF1, pasižymi susilpnėjusiu jautrumu kokainui, o konstitucinė per didelė raiška visose smegenyse padidina jautrumą vaistams ir atlygį.78]. Be to, atrodo, kad Ras-GRF1 tarpininkauja ΔFosB [78], kuris, kaip minėta anksčiau, skatina spinogenezę NAc MSN [6, 7] Įdomu tai, kad neseniai buvo įrodyta, kad lėtinis kokainas sumažina su GTP surišto RhoA kiekį, greičiausiai dėl to sumažėja aktiną skiriančių molekulių, tokių kaip LIMK ir kofilinas, kiekis.52].

Aktyvią mažų GTPazių formą nutraukia GTPazę aktyvuojantys baltymai (GAP), kurie sustiprina GTP hidrolizę ir taip veikia kaip neigiami RhoGTPazių reguliatoriai. Nors žinoma daug mažiau apie GAP vaidmenį priklausomybėje, vienas tyrimas parodė, kad RhoGAP18B mutacijos perteikia pakitusį jautrumą etanoliui, nikotinui ir kokainui. Drosophila [79]. Šie rezultatai rodo, kad ateityje reikia atlikti daug tyrimų, siekiant apibrėžti RhoGTPazių ir jų reguliuojančių baltymų reguliavimą veikiant kokainui ar kitiems priklausomybę sukeliantiems narkotikams.

2. Struktūrinio plastiškumo transkripcijos reguliatoriai

Nors tikslūs molekuliniai žingsniai, kuriais ΔFosB tarpininkauja kokaino sukeltiems stuburo tankio pokyčiams NAc MSN, lieka nežinomi, keli naujausi tyrimai apibūdino kandidatų genus, esančius pasroviui nuo ΔFosB, kurie gali būti susiję su sinaptiniu remodeliavimu (žr. 2 pav). Naudojant viso genomo analizę, buvo įrodyta, kad ΔFosB reguliuoja keletą genų, kurie, kaip žinoma, tarpininkauja spinogenezei.58]. Vienas iš tokių taikinių yra nuo ciklino priklausoma kinazė 5 (Cdk5), kurią NAc indukuoja kokainas per ΔFosB [80] ir žinomos kitose sistemose, reguliuojančios RhoGTPazes. Vietinis Cdk5 slopinimas apsaugo nuo kokaino sukeltos stuburo proliferacijos NAc [8]. Vienas iš Cdk5 taikinių yra MEF2: Cdk5 indukcija fosforilina ir slopina MEF2, o tai savo ruožtu padidina dendritinius stuburus NAc MSN.5]. MEF2 aktyvumo slopinimas reaguojant į kokainą gali leisti transkripuoti su citoskeletu susijusius genus, N-WASP ir WAVE, kurių proksimaliniuose promotoriaus regionuose yra numanomos MEF surišimo vietos. Taip pat yra įrodymų, kad vienas konkretus WAVE baltymas, WAVE1, reguliuoja stuburo morfogenezę priklausomai nuo Cdk5.81, 82]. Taigi, Cdk5 indukcija lėtiniu kokainu per ΔFosB gali sukelti WAVE aktyvumo reguliavimą, o MEF2 gali reguliuoti savo ekspresijos lygį, kad tarpininkautų ilgalaikiams pokyčiams, susijusiems su priklausomybe. Funkciniu požiūriu Cdk5 slopinimas arba MEF2 aktyvinimas, kurie abu prieštarautų kokaino poveikiui NAc dendritiniams stuburams, paradoksalu. pagerina elgesio reakcija į kokainą [5, 83, 84]. Šie netikėti atradimai rodo, kad dideli bendro stuburo tankio pokyčiai nebūtinai gali sukelti įjautrintą atsaką į vaistus, bet gali būti „homeostatinės adaptacijos“ rezultatas, siekiant kompensuoti kitus pokyčius, kuriuos sukelia lėtinis kokaino poveikis, pavyzdžiui, glutamaterginės stimuliacijos sumažėjimas. MSN dėl prefrontalinių žievės aferentų [34, 85].

Vėlesniame tyrime ištyrėme kitą transkripcijos faktorių – branduolinį faktorių κB (NFκB). Mes nustatėme, kad kokainas sukelia NFkB aktyvumą NAc ir kad dėl to atsirandantis NFkB aktyvavimas yra būtinas kokaino sukeltam dendritinio stuburo formavimuisi ant MSN.6]. Kaip ir Cdk5-MEF2 keliu, ΔFosB reikalingas kokaino indukcijai NFκB subvienetams, o tai rodo, kad ΔFosB reguliuoja didesnę pakitusios genų ekspresijos programą, kuri galiausiai lemia NAc MSN spinogenezę. Įdomu tai, kad mes taip pat nustatėme, kad NFκB kelio slopinimas slopina elgsenos atsaką į kokainą, atsižvelgiant į vyraujančią hipotezę, kad kokaino sukeltas stuburo tankio padidėjimas tarpininkauja elgesio jautrumui.6].

Paradoksalui skirtumai tarp Cdk5-MEF2 elgesio poveikio vs NFκB poveikis, nepaisant to, kad abiejų takų indukcija yra tarpininkaujama per ΔFosB ir padidina dendritinį stuburo tankį, pabrėžia šių tarpląstelinių takų sudėtingumą ir būsimų tyrimų svarbą. Mūsų hipotezė yra ta, kad grynasis kokaino poveikis per ΔFosB sukelia NAc stuburo tankį per kelis pasroviui skirtus taikinius (pvz., NFκB, Cdk5-MEF2 ir daugelį kitų), o grynoji pasekmė yra jautrus elgsenos atsakas į kokainą. Tačiau tuo pačiu metu individualus tikslinis kelias, pvz., Cdk5-MEF2, gali sukelti skirtingus elgesio efektus dėl savo pačių skirtingų molekulinių pasekmių. Taigi labai svarbu, kad būsimi tyrimai apibrėžtų daugelio kokaino ir ΔFosB taikinių molekulinius kelius, kad būtų galima suprasti konkrečią kiekvieno kelio indėlį į kokaino sukeltą spinogenezę ir pasikeitusias elgesio reakcijas į kokainą. Šie prieštaringi rezultatai taip pat gali būti paaiškinti painiavomis, susijusiomis su transgeninėmis ir išmuštomis pelėmis arba virusų per didelės ekspresijos sistemomis. Šie modeliai, kurie yra labai svarbūs tiriant molekulinius kelius, susijusius su struktūriniu plastiškumu, gali sukelti netikslinį genų poveikį ir sukelti genų produktus tokiu lygiu, kuris yra gerokai didesnis nei po vaisto poveikio. Galiausiai turime pripažinti, kad matuodami tik bendrą dendritinių stuburo skaičių, prarandame svarbią informaciją apie tai, ar šie stuburai formuoja aktyvias sinapses ir taip keičia informacijos srautą per grandinę. Atsižvelgiant į šiuos įspėjimus, reikia atlikti būsimus tyrimus, kad būtų išnagrinėti išsamesni stuburo struktūros ir sudėties pokyčiai bei jų presinapsiniai įėjimai (Dėžutė 1), taip pat šių molekulinių manipuliacijų elektrofiziologines pasekmes vaistų sukelto stuburo ir sinapsinio plastiškumo kontekste (Dėžutė 2).

1 langelis NAc MSN struktūrinio plastiškumo kiekybinio įvertinimo metodai

(A) Dendritinių stuburų morfologija ir tankis buvo tiriami keliais metodais, kurių kiekvienas turi stipriąsias ir silpnąsias puses. Golgi dėmės yra nebrangios ir gana lengvai atliekamos. Virusų sukelta fluorescencinių baltymų, tokių kaip GFP, ekspresija leidžia ištirti vidinius molekulinius kelius, reguliuojančius struktūrinį plastiškumą. Tačiau nei Golgi, nei virusinė transfekcija neleidžia atlikti išsamios 3 dimensijos (3D) stuburo formos ar skaičiaus analizės. Naujesnės diolistikos (dažniausiai karbocianido dažų DiI genų pistoleto pristatymas) ir fluorescencinių molekulių, tokių kaip Alexa Fluor dažai ir Lucifer Yellow, mikroinjekcijos, kartu su didelės raiškos 3D konfokaliniu vaizdavimu, suteikia precedento neturintį žvilgsnį į morfologiją. dendritinių spyglių. (B) NAc neuronų mikroinjekcijos (arba ląstelių apkrovos) pavyzdys su Liuciferio geltona spalva, vaizduojamas 10X (apatinis skydelis), 40X (viršutinis skydelis) ir 100X (dešinysis skydelis). (C) Naudodami transgenines peles, kurios selektyviai ekspresuoja GFP Drd2 arba Drd1 ekspresuojančiuose neuronuose (kairysis skydelis), galime nukreipti į diolistines arba dažų mikroinjekcijas, kad ištirtume specifinius ląstelių tipo morfologijos pokyčius. (D) Vienas iš mikroinjekcijos privalumų yra tai, kad ji patvirtinta naudoti su NeuronStudio, programa, skirta atlikti automatizuotą 3D stuburo tankio ir morfologijos analizę, taip pat nešališką stuburų klasifikavimą į plonus, grybus, stuburinius ir kitus potipius (http://www.mssm.edu/cnic/tools-ns.html). Yra panašių sistemų, skirtų naudoti su membrana surištais dažais, tokiais kaip DiI [33]. (E) Visi šviesos mikroskopu pagrįsti metodai turi didelių trūkumų, palyginti su elektronine mikroskopija (EM). EM, auksinis sinapsių vizualizavimo standartas, išnaudoja unikalią sinapsės savybę: postsinapsiniai tankiai (PSD) yra elektronų tankūs ir gali būti lengvai vizualizuojami. Be to, tam tikras sinapsines ypatybes, tokias kaip kelios sinapsės (geltonas lankelis) ir perforuotas sinapses (oranžinė dėžutė), gali vizualizuoti tik EM. PSD dydis yra sinapsės stiprumo matas, nes PSD dydis yra susijęs su sinapsine funkcija ir plastiškumu [91]. Toks informacijos lygis gali būti svarbus priklausomybės modeliuose. Pavyzdžiui, gali būti, kad piktnaudžiavimo narkotikais pakeičia stuburo tankį, nekeičiant ląstelės funkcinės galios, arba sujungiant esamas sinapses į mažiau, bet stipresnes, arba sukuriant naujas, bet tylias sinapses. Ir atvirkščiai, vaistų sukeltas stuburo dydžio ar formos, taigi ir funkcijos, pokytis gali atsirasti, jei bendras stuburo skaičius nepasikeitė. Norėdami išspręsti šiuos klausimus būsimuose tyrimuose, turėsime tiesiogiai palyginti opiatų ir stimuliatorių sukeltą NAc ir kitų neuronų struktūrinį plastiškumą, naudojant šviesos ir elektronų mikroskopiją bei 3D morfometrinę stuburo tipo analizę, taip pat išmatuojant sinapsinės būsenos elektrofiziologines koreliacijas. . Be to, norint tiesiogiai patikrinti atskirų naujų stuburų funkciją ir veiksmingumą, reikia atlikti eksperimentus, naudojant kelių fotonų mikroskopiją kartu su lokalizuotu narvelio glutamato pašalinimu arba nustatytų presinapsinių nervų galūnių stimuliavimu kanalų rodopsinais. Matyti Dėžutė 2 Norėdami gauti išsamų šių funkcinių tyrimų aprašymą. Mastelio juosta: 5 μm (A), 1 μm (E). (D) mėlyna, raudona, žalia žymi atitinkamai plonus, grybų, spygliuočius. (E) mėlynas atspalvis rodo aksoną, rožinis atspalvis rodo stuburą, rodyklės rodo PSD.

2 langelis Sinapsinės jėgos kiekybinis įvertinimas atskirose MSN sinapsėse: kodėl tai būtina?

Svarbus piktnaudžiavimo narkotikais tyrimų prioritetas yra tiesiogiai išmatuoti sinapsinę jėgą atskirose stuburo sinapsėse, kad būtų galima nustatyti priežastinius ryšius tarp struktūrinių stuburo pokyčių ir funkcinių sinapsinio perdavimo pokyčių. Šiuo metu tai geriausiai galima pasiekti derinant kelių fotonų lazerinę skenuojamąją mikroskopiją, kad būtų galima atvaizduoti atskirus stuburus, su kelių fotonų lazeriu pašalinant narvelyje esantį glutamatą, kad būtų suaktyvinti tie patys atskiri stuburai [92, 93]. Papildoma svarbi techninė pažanga bus galimybė identifikuoti konkrečias aferentines įvestis, sukuriančias sinapses atskiruose stuburuose, nes vaistų sukeltos sinapsinės struktūros ir funkcijos modifikacijos gali skirtis priklausomai nuo įvesties (pvz., hipokampo ir migdolinio kūno, palyginti su žievės įvestimis į NAc MSN. įdomus, bet sudėtingas būdas tai pasiekti yra išreikšti šviesa aktyvuojamus kanalus, pvz., kanalų rodopsinus, specifinių aferentinių įėjimų sinapsiniuose gnybtuose. Tai leistų suaktyvinti vizualiai identifikuojamas atskiras sinapses ruošiant gabalėlius ir tuo pačiu metu vaizduojant stuburus, ant kurių šie sinapsės sukuriamos siekiant įrašyti jų individualų atsaką į sinapsiškai išsiskiriantį glutamatą. Galiausiai, kaip pabrėžiama tekste, reikia nustatyti specifinį NAc ląstelių tipą, nes vaistų sukeltos struktūrinės ir funkcinės sinapsinės modifikacijos gali skirtis tarp Drd1 ir Drd2 ekspresuojančių MSN taip pat įvairių tipų interneuronams NAc.

3. Struktūrinio plastiškumo ląstelių tipo specifiškumas

NAc MSN egzistuoja dviem pagrindiniais potipiais, daugiausia turinčiais Drd1 arba Drd2 dopamino receptorius. Tarpląsteliniai keliai pasroviui nuo receptorių labai skiriasi, todėl neuronų struktūrą reguliuojantys molekuliniai keliai gali atitinkamai skirtis. Nors po pakartotinio gydymo psichostimuliatoriais dendritinių spyglių indukcija pasireiškia tiek Drd1, tiek Drd2 ekspresuojančiuose MSN, ilgalaikis naujų stuburų stabilumas atrodo didesnis Drd1 neuronuose. Šie stebėjimai patvirtina idėją, kad tarpląsteliniai signalizacijos keliai pasroviui nuo Drd1 gali tarpininkauti ilgalaikiam stuburo stabilizavimui nei Drd2 neuronuose.17, 86]. Iš tiesų, padidėjusių dendritinių spyglių išlikimas Drd1 turinčiuose MSN labai koreliuoja su nuolatine ΔFosB indukcija Drd1 MSN ir įjautrintu elgsenos atsaku į lėtinį vaistų poveikį.87, 88]. Taigi gali būti, kad morfinas ir kokainas reguliuoja skirtingas tarpląstelines kaskadas Drd1 ir Drd2 MSN. Todėl pagrindinis klausimas yra, ar skirtingi piktnaudžiavimo vaistai skirtingai reguliuoja neuronų struktūrą, selektyviai reguliuodami genų ekspresiją šiuose skirtinguose NAc MSN. Tai labai svarbu, nes šios dvi populiacijos yra susijusios su skirtingais NAc funkcijos aspektais, kurie vis dar nėra visiškai apibrėžti, įskaitant skirtingą kokaino elgesio poveikį. Pavyzdžiui, selektyvus dopamino ir cAMP reguliuojamo 32 kDa fosfoproteino (DARPP-32) pašalinimas iš Drd1 ląstelių, palyginti su Drd2, daro priešingą poveikį kokaino sukeltam judėjimui.89]. Be to, selektyvus gliukokortikoidų receptorių pašalinimas iš Drd1 neuronų sumažino kokaino motyvaciją ir slopino jo vartojimą įvairiomis dozėmis.90]. Galimybė dabar naudoti jautresnes metodikas, tiriant molekulinius pokyčius Drd1 ir Drd2 MSN (Dėžutė 1) padės mums suprasti, kaip šių tipų neuronų ląstelėse vykstantys molekuliniai pokyčiai gali lemti aiškius neuronų struktūros pokyčius, reaguojant į skirtingas piktnaudžiavimo narkotikų klases, ir kaip šie pokyčiai veikia priklausomybę sukeliantį elgesį.

Išvados

Narkotikų sukeltas struktūrinis plastiškumas yra vienas iš labiausiai atkartojamų ir ilgalaikių pokyčių, susijusių su priklausomybės modeliais. Daugybė koreliacinių tyrimų ir keletas funkcinių tyrimų pateikia įtikinamų įrodymų, kad šios neuroadaptacijos yra labai svarbios tarpininkaujant elgesio jautrinimui kokainui. Tačiau taip pat yra keletas funkcinių pranešimų, kuriuose teigiama, kad vaistų sukeltas stuburo plastiškumas yra epi-reiškinys, nesusijęs su jautrinimu. Akivaizdu, kad reikia daugiau dirbti, kad būtų galima visiškai suprasti sinapsinio ir struktūrinio plastiškumo įtraukimą į priklausomybę sukeliantį elgesį. Šiame etape per anksti tvirtai ginčytis už bet kurią pusę, nes dauguma paskelbtų tyrimų remiasi bendro dendritinio stuburo tankio matavimais, neatsižvelgiant į daugelį stuburo plastiškumo ypatybių (žr. Dėžutė 1). Per šią apžvalgą apibūdinome pagrindines būsimų tyrimų sritis, kurios apibendrinamos Lentelė 2, kurių reikia norint išsiaiškinti paradoksalius eksperimentinius duomenis ir padėti paaiškinti dendritinio stuburo plastiškumo vaidmenį priklausomybėje. Būsimi tyrimai, naudojant daugiafotonų ir elektronų mikroskopiją, bus reikalingi, kad būtų galima palyginti piktnaudžiavimo opiatais ir stimuliuojančiais vaistais poveikį išsamioms eksitacinių sinapsių struktūrinėms savybėms, pvz., prijungtų ir rezervinių presinapsinių pūslelių skaičiui, PSD ir aktyvios zonos ilgiui bei stuburui. galvos tankis ir tūris. Tai padės atsakyti į klausimą, ar paradoksalūs skirtumai, pastebėti bendrame dendritinio stuburo tankio po morfino ir kokaino, iš tiesų atspindi sinapsių skaičiaus ir stiprumo skirtumus. Be to, dėl trumpalaikio daugelio elektrofiziologinių pokyčių pobūdžio mums reikia daug išsamesnės laiko eigos informacijos apie dendritinį plastiškumą, LTD/LTP ir opiatų bei stimuliatorių sukeltų glutamato receptorių įterpimą arba internalizavimą, kurie gali atspindėti konkrečias elgsenos ypatybes. priklausomybė. Norėdami nustatyti priežastinį ryšį, turėsime nustatyti, kaip kiekvienas iš šių funkcinių ir struktūrinių pokyčių veikia priklausomybę sukeliantį elgesį. Šis paskutinis punktas yra ypač svarbus ir jam reikės kelių metodų integravimo. Pirma, nustatyta, kad molekulinis kelias yra reguliuojamas piktnaudžiavimo vaistais ir paskesniais tiksliniais genais, profiliuotais pagal bet kokius atitinkamus su struktūriniu plastiškumu susijusius genus. Tada, naudojant virusų sukeltą genų perdavimą, shRNR ekspresiją arba indukuojamas genetines mutantes peles manipuliuoti šiais molekuliniais keliais, bus galima nustatyti specifinį jų vaidmenį elektrofiziologiniuose, struktūriniuose ir elgesio pokyčiuose po lėtinio vaisto vartojimo. Galiausiai, visi šie tyrimai turi būti vertinami atsižvelgiant į ląstelių tipą ir smegenų regioną, kad būtų galima prasmingai suprasti tikslius priklausomybės smegenų patologijos mechanizmus.

Išskirtiniai klausimai

Padėka

Šios apžvalgos parengimas buvo paremtas Nacionalinio piktnaudžiavimo narkotikais instituto dotacijomis

Žodynėlis Terminų sąrašas

Su priklausomybe susijęs elgesys: Tai dažniausiai tiriama naudojant savarankiško vaistų vartojimo paradigmas, įskaitant savarankiško vartojimo įsigijimą ir palaikymą, pašalinimą ir išnykimą, taip pat atkūrimą (atkrytį).
Gydymo stimuliatoriais režimai: Tai apima eksperimentuotojo arba savęs vartojamą kokaino amfetaminą arba nikotiną tam tikra doze ir dažnumu tam tikrą laiką. Tada gyvūnai analizuojami skirtingu laiku po paskutinės vaisto dozės
Opiatų gydymo paradigmos: Tai apima eksperimentuotojo arba savęs vartojamą morfiną, heroiną ar kitus opiatus, kuriais piktnaudžiaujama tam tikra doze ir dažnumu tam tikrą laiką. Tada gyvūnai analizuojami skirtingu laiku po paskutinės vaisto dozės
Smegenų atlygio regionai: Tai apima vidurinių smegenų dopaminerginius neuronus ventralinėje tegmentalinėje srityje ir limbines sritis, į kurias šie neuronai projektuoja, įskaitant branduolį accumbens (ventralinį striatumą), migdolinį kūną, hipokampą ir keletą prefrontalinės žievės sričių (pvz., medialinę, orbitofrontalinę ir kt.)
Glutamato receptoriai: Pagrindiniai jonotropiniai glutamato receptoriai smegenyse yra pavadinti specifiniais agonistais, α-amino-3-hidroksil-5-metil-4-izoksazol-propionatu (AMPA) ir N-metil-D-aspartatu (NMDA).
Dopamino receptorius: Du pagrindiniai dopamino receptorių tipai yra išreikšti branduolyje, kuriame yra Drd1 arba Drd2 receptoriai, kurie skiriasi signalizacijos mechanizmais po receptorių. Drd1 receptoriai yra susieti su Gs ir stimuliuoja adenililciklazę, o Drd2 receptoriai yra susieti Gi/o ir slopina adenililciklazę, aktyvuoja į vidų rektifikuojančią K.⁺ kanalus ir slopina nuo įtampos priklausomą Ca²⁺ kanalai. Abu receptoriai taip pat gali reguliuoti ekstraląstelinio signalo reguliuojamos kinazės (ERK) kaskadas
RhoGTPazės: Šie maži G baltymai atlieka pagrindinį vaidmenį reguliuojant aktino citoskeletą, kuris, kaip manoma, yra neatsiejamas dendritinių stuburų augimas ir atsitraukimas. Juos aktyvuoja guanino nukleotidų mainų faktoriai (GEF), o slopina GTPazę aktyvuojantys baltymai (GAP).
Transkripcijos faktoriai: Tai baltymai, kurie jungiasi prie specifinių DNR sekų (vadinamų atsako elementais) reaguojančiuose genuose ir taip padidina arba sumažina tų genų transkribavimo greitį. Transkripcijos faktorių, reguliuojančių dendritinius stuburus, pavyzdžiai: ΔFosB (Fos šeimos baltymas), ciklinis AMP atsako elementą surišantis baltymas (CREB), branduolinis faktorius κB (NFκB) ir miocitus didinantis faktorius-2 (MEF2).
Baltymų kinazės: Kai kurios proteinkinazės, fermentai, kurie fosforilina kitus baltymus, kad reguliuotų jų funkciją, buvo susiję su dendritinio stuburo formavimosi kontrole, įskaitant Ca.²⁺/kalmodulino priklausoma proteinkinazė-II (CaMKII), nuo ciklino priklausoma kinazė-5 (Cdk5), p21 aktyvuota kinazė (PAK1) ir lim domeno kinazė (LIMK), be daugelio kitų
Su aktinu susiję baltymai: Aktino citoskeletą reguliuoja daugybė baltymų, tačiau detalus kiekvieno jų vaidmuo auginant ar atitraukiant stuburą arba keičiant stuburo dydį ir formą lieka nevisiškai suprantamas. Pavyzdžiai: su aktinu susiję baltymai (ARP), Wiskott-Aldrich sindromo baltymai (WASP), WASP šeimos verprolino homologai (WAVE) ir kofilinas, be daugelio kitų.

Išnašos

Leidėjo atsisakymas: Tai PDF failas iš neregistruoto rankraščio, kuris buvo priimtas paskelbti. Kaip paslauga mūsų klientams teikiame šią ankstyvą rankraščio versiją. Rankraštis bus kopijuojamas, užrašomas ir peržiūrimas gautas įrodymas, kol jis bus paskelbtas galutinėje cituotojoje formoje. Atkreipkite dėmesį, kad gamybos proceso metu gali būti aptiktos klaidos, kurios gali turėti įtakos turiniui, ir visi su žurnalu susiję teisiniai atsakymai.

Nuorodos

1. Sklair-Tavron L ir kt. Lėtinis morfinas sukelia matomus mezolimbinių dopamino neuronų morfologijos pokyčius. Proc Natl Acad Sci JAV A. 1996;93(20): 11202-7. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

2. Robinson TE, Kolb B. Nuolatiniai struktūriniai modifikacijos branduolių accumbens ir prefrono žievės neuronai, gaunami iš ankstesnės amfetamino patirties. J Neuroscience. 1997;17(21): 8491-7. [PubMed]

3. Robinson TE, Kolb B. Struktūrinis plastiškumas, susijęs su piktnaudžiavimo narkotikais poveikiu. Neurofarmakologija. 2004;47("1"): 33-46. [PubMed]

4. Li Y, Acerbo MJ, Robinson TE. Elgesio jautrinimo sukėlimas yra susijęs su kokaino sukeltu struktūriniu plastiškumu branduolio branduolyje (bet ne apvalkale). Eur J Neurosci. 2004;20(6): 1647-54. [PubMed]

5. Pulipparacharuvil S ir kt. Kokainas reguliuoja MEF2, kad kontroliuotų sinapsinį ir elgesio plastiškumą. Neuronas. 2008;59(4): 621-33. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

6. Russo SJ ir kt. Branduolinio faktoriaus kappa B signalizacija reguliuoja neuronų morfologiją ir kokaino atlygį. J Neuroscience. 2009;29(11): 3529-37. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

7. Labirintas I ir kt. Esminis histono metiltransferazės G9a vaidmuo kokaino sukeltame plastiškume. Mokslas. 327(5962): 213-6. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

8. Norrholm SD ir kt. Kokaino sukeltas dendritinių spygliuočių proliferacija nucleus accumbens priklauso nuo ciklino priklausomos kinazės-5 aktyvumo. Neurologija. 2003;116(1): 19-22. [PubMed]

9. Russo SJ ir kt. Neurotrofiniai veiksniai ir struktūrinis priklausomybės plastiškumas. Neurofarmakologija. 2009;56("1"): 73-82. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

10. Dietz DM ir kt. Psichostimuliatorių sukelto struktūrinio plastiškumo molekuliniai mechanizmai. Farmakopsihiatrija. 2009;(42 Suppl 1):S69–78. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

11. Nestler EJ. Narkomanijos molekuliniai mechanizmai. J Neuroscience. 1992;12(7): 2439-50. [PubMed]

12. Russo SJ ir kt. IRS2-Akt kelias vidurinių smegenų dopamino neuronuose reguliuoja elgesio ir ląstelių atsaką į opiatus. Nat Neurosci. 2007;10(1): 93-9. [PubMed]

13. Robinson TE ir kt. Plačiai paplitęs, bet regionui specifinis eksperimentuotojo ir savarankiškai vartojamo morfino poveikis suaugusių žiurkių branduolio, hipokampo ir neokortekso dendritiniams stuburams. Sinapsija. 2002;46(4): 271-9. [PubMed]

14. Robinson TE ir kt. Savarankiškas kokaino vartojimas keičia dendritų ir dendritinių dyglių morfologiją branduolyje ir neokortekse. Sinapsija. 2001;39(3): 257-66. [PubMed]

15. Robinson TE, Kolb B. Dendritų ir dendritinių stuburo morfologijos pokyčiai branduolyje accumbens ir prefrontalinėje žievėje po pakartotinio gydymo amfetaminu ar kokainu. Eur J Neurosci. 1999;11(5): 1598-604. [PubMed]

16. Sarti F ir kt. Ūmus kokaino poveikis keičia stuburo tankį ir ilgalaikį potenciją ventralinėje tegmentinėje srityje. Eur J Neurosci. 2007;26(3): 749-56. [PubMed]

17. Lee KW ir kt. Kokaino sukeltas dendritinio stuburo formavimasis D1 ir D2 dopamino receptorių turinčiuose vidutiniuose dygliuosiuose neuronuose nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci JAV A. 2006;103(9): 3399-404. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

18. Koob GF, Le Moal M. Atlygio neurocirkuliacijos plastiškumas ir narkomanijos „tamsioji pusė“. Nat Neurosci. 2005;8(11): 1442-4. [PubMed]

19. Zito K ir kt. Stuburo augimo ir sinapsių susidarymo indukcija reguliuojant stuburo aktino citoskeletą. Neuronas. 2004;44(2): 321-34. [PubMed]

20. Hamilton GF, Whitcher LT, Klintsova AY. Po gimdymo alkoholio poveikis sumažina dendritinį sudėtingumą ir padidina brandžių stuburų tankį mPFC II / III sluoksnio piramidiniuose neuronuose. Sinapsija. 2009;64(2): 127-135. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

21. Luscher C, Bellone C. Kokaino sukeltas sinapsinis plastiškumas: raktas į priklausomybę? Nat Neurosci. 2008;11(7): 737-8. [PubMed]

22. Ikemoto S. Dopamino atlygio schema: dvi projekcinės sistemos nuo ventralinių vidurinių smegenų iki branduolio accumbens-uoslės tuberkuliozės komplekso. Smegenų raiška red 2007;56(1): 27-78. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

23. Belin D, Everitt BJ. Kokaino paieškos įpročiai priklauso nuo dopamino priklausomo nuoseklaus ryšio, jungiančio ventralinę dalį su nugaros striatu. Neuronas. 2008;57(3): 432-41. [PubMed]

24. Bourne J, Harris KM. Ar ploni spygliukai išmoksta būti grybų spygliukais, kurie prisimena? Curr Opin Neurobiol. 2007;17(3): 381-6. [PubMed]

25. Carlisle HJ, Kennedy MB. Stuburo architektūra ir sinapsinė plastika. Tendencijos neurosci. 2005;28(4): 182-7. [PubMed]

26. Tada T, Sheng M. Dendritinės stuburo morfogenezės molekuliniai mechanizmai. Curr Opin Neurobiol. 2006;16(1): 95-101. [PubMed]

27. Nagerl UV ir kt. Dvikryptis nuo aktyvumo priklausomas morfologinis plastiškumas hipokampo neuronuose. Neuronas. 2004;44(5): 759-67. [PubMed]

28. Okamoto K ir kt. Greitas ir nuolatinis aktino dinamikos moduliavimas reguliuoja postsinapsinį reorganizavimą, kuriuo grindžiamas dvikryptis plastiškumas. Nat Neurosci. 2004;7(10): 1104-12. [PubMed]

29. Zuo Y ir kt. Ilgalaikio dendritinio stuburo stabilumo vystymasis įvairiuose smegenų žievės regionuose. Neuronas. 2005;46(2): 181-9. [PubMed]

30. Matsuzaki M ir kt. Pavienių dendritinių stuburų ilgalaikio potenciavimo struktūrinis pagrindas. Gamta. 2004;429(6993): 761-6. [PubMed]

31. Harris KM, Jensen FE, Tsao B. Trimatė dendritinių spygliuočių ir sinapsių struktūra žiurkės hipokampe (CA1) 15 metų po gimdymo ir suaugusiųjų amžiaus: poveikis sinapsinės fiziologijos brendimui ir ilgalaikiam potencijai. J Neuroscience. 1992;12(7): 2685-705. [PubMed]

32. Holtmaat AJ ir kt. Laikini ir nuolatiniai dendritiniai stuburai neokortekse in vivo. Neuronas. 2005;45(2): 279-91. [PubMed]

33. Shen HW ir kt. Pakeistas dendritinis stuburo plastiškumas kokaino pašalintoms žiurkėms. J Neuroscience. 2009;29(9): 2876-84. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

34. Thomas MJ ir kt. Ilgalaikė nucleus accumbens depresija: elgsenos jautrinimo kokainui nervinė koreliacija. Nat Neurosci. 2001;4(12): 1217-23. [PubMed]

35. Huang YH ir kt. Kokaino patirtis in vivo sukuria tylias sinapses. Neuronas. 2009;63(1): 40-7. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

36. Malenka RC, Nicoll RA. Ilgalaikis potencija – pažangos dešimtmetis? Mokslas. 1999;285(5435): 1870-4. [PubMed]

37. Marie H ir kt. Tyliųjų sinapsių generavimas ūmine CaMKIV ir CREB ekspresija in vivo. Neuronas. 2005;45(5): 741-52. [PubMed]

38. Sheng M ir kt. Heteromerinių NMDA receptorių subvieneto sudėties keitimas žiurkės žievės vystymosi metu. Gamta. 1994;368(6467): 144-7. [PubMed]

39. Elias GM ir kt. Skirtinga AMPA ir NMDA receptorių prekyba SAP102 ir PSD-95 yra sinapsės vystymosi pagrindas. Proc Natl Acad Sci JAV A. 2008;105(52): 20953-8. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

40. Boudreau AC ir kt. Ląstelių paviršiaus AMPA receptoriai žiurkės branduolyje padidėja kokaino pašalinimo metu, tačiau jie įsisavina po kokaino poveikio kartu su pakitusiu mitogeno aktyvuotų baltymų kinazių aktyvavimu. J Neuroscience. 2007;27(39): 10621-35. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

41. Boudreau AC, Wolf ME. Elgesio jautrinimas kokainui yra susijęs su padidėjusiu AMPA receptorių paviršiaus ekspresija branduolyje accumbens. J Neuroscience. 2005;25(40): 9144-51. [PubMed]

42. Konradas KL ir kt. GluR2 neturinčių AMPA receptorių susidarymas tarpininkauja kokaino troškimui inkubuoti. Gamta. 2008;454(7200): 118-21. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

43. Anderson SM ir kt. CaMKII: biocheminis tiltas, jungiantis accumbens dopamino ir glutamato sistemas ieškant kokaino. Nat Neurosci. 2008;11(3): 344-53. [PubMed]

44. Bachtell RK ir kt. GluR1 ekspresijos vaidmuo branduolio accumbens neuronuose jautrinant kokainą ir ieškant kokaino. Eur J Neurosci. 2008;27(9): 2229-40. [PubMed]

45. Kourrich S ir kt. Kokaino patirtis kontroliuoja dvikryptį sinapsinį plastiškumą nucleus accumbens. J Neuroscience. 2007;27(30): 7921-8. [PubMed]

46. Toda S ir kt. Kokainas padidina aktino ciklą: poveikis narkotikų paieškos atkūrimo modeliui. J Neuroscience. 2006;26(5): 1579-87. [PubMed]

47. Spijker S ir kt. Morfino ekspozicija ir abstinencija apibrėžia specifinius genų ekspresijos etapus žiurkės nucleus accumbens. FASEB J. 2004:03–0612fje.

48. Roche KW. Besiplečiantis PSD-95 vaidmuo: nauja priklausomybės sąsaja. Neurologijos tendencijos. 2004;27(12): 699-700. [PubMed]

49. Szumlinski KK ir kt. Homero izoformos skirtingai reguliuoja kokaino sukeltą neuroplastiškumą. Neuropsychopharmacology. 2005;31(4): 768-777. [PubMed]

50. Yao WD ir kt. PSD-95, kaip dopamino sukelto sinapsinio ir elgesio plastiškumo reguliatoriaus, identifikavimas. Neuronas. 2004;41(4): 625-638. [PubMed]

51. Heiman M ir kt. Transliacinio profiliavimo metodas CNS ląstelių tipų molekuliniam apibūdinimui. Ląstelė 2008;135(4): 738-748. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

52. Kim WY ir kt. Kokainas reguliuoja ezrin-radixin-moesin baltymus ir RhoA signalizaciją branduolyje. Neurologija. 2009;163(2): 501-505. [PubMed]

53. Hope BT ir kt. Ilgalaikio AP-1 komplekso, sudaryto iš pakitusių į Fosą panašių baltymų, indukcija smegenyse lėtiniu kokainu ir kitais lėtiniais gydymo būdais. Neuronas. 1994;13(5): 1235-44. [PubMed]

54. Alibhai IN ir kt. FosB ir DeltafosB mRNR ekspresijos reguliavimas: in vivo ir in vitro tyrimai. Brain Res. 2007;1143: 22-33. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

55. Shaw-Lutchman TZ ir kt. CAMP atsako elementų sukeltos transkripcijos regioninis ir ląstelių kartografavimas naltreksono nusodinto morfino pašalinimo metu. J Neuroscience. 2002;22(9): 3663-72. [PubMed]

56. Shaw-Lutchman TZ ir kt. CRE tarpininkaujamos transkripcijos reguliavimas pelių smegenyse amfetaminu. Sinapsija. 2003;48(1): 10-7. [PubMed]

57. Perrotti LI ir kt. Skirtingi DeltaFosB indukcijos modeliai smegenyse dėl piktnaudžiavimo vaistais. Sinapsija. 2008;62(5): 358-69. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

58. McClung CA, Nestler EJ. Genų ekspresijos ir kokaino atlygio reguliavimas CREB ir A FosB. Nat Neurosci. 2003;6(11): 1208-1215. [PubMed]

59. Zachariou V ir kt. Esminis A FosB vaidmuo branduolyje, veikiant morfijui. Nat Neurosci. 2006;9(2): 205-211. [PubMed]

60. Renthal W ir kt. Kokaino chromatino reguliavimo genomo mastu analizė atskleidžia sirtuinų vaidmenį. Neuronas. 2009;62(3): 335-48. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

61. „Carlezon WA“, Jr, „Duman RS“, „Nestler EJ“. Daugybė CREB veidų. Tendencijos neurosci. 2005;28(8): 436-45. [PubMed]

62. Murphy DD, Segal M. Centrinių neuronų dendritinių spygliuočių morfologinį plastiškumą lemia cAMP atsako elementą surišančio baltymo aktyvacija. Proc Natl Acad Sci JAV A. 1997;94(4): 1482-7. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

63. Seigo S ir kt. Priešingos CREB ir MKK1 funkcijos sinergiškai reguliuoja dendritinių spyglių geometriją regėjimo žievėje. Lyginamojo neurologijos žurnalas. 2007;503(5): 605-617. [PubMed]

64. Graham DL ir kt. Dinaminis BDNF aktyvumas nucleus accumbens vartojant kokainą padidina savarankišką vartojimą ir atkrytį. Nat Neurosci. 2007;10(8): 1029-37. [PubMed]

65. Pu L, Liu QS, Poo MM. Nuo BDNF priklausomas sinapsinis jautrinimas vidurinių smegenų dopamino neuronuose po kokaino pašalinimo. Nat Neurosci. 2006;9(5): 605-7. [PubMed]

66. Vo N ir kt. cAMP atsako elementą surišantis baltymas sukeltas mikroRNR reguliuoja neuronų morfogenezę. Proc Natl Acad Sci JAV A. 2005;102(45): 16426-31. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

67. Abe K ir kt. Vav2 yra Cdc42, Rac1 ir RhoA aktyvatorius. J Biol Chem. 2000;275(14): 10141-9. [PubMed]

68. Farnsworth CL ir kt. Ras kalcio aktyvinimas, kurį sukelia neuronų mainų faktorius Ras-GRF. Gamta. 1995;376(6540): 524-7. [PubMed]

69. Krapivinsky G ir kt. NMDA receptorius yra susietas su ERK keliu tiesiogine sąveika tarp NR2B ir RasGRF1. Neuronas. 2003;40(4): 775-84. [PubMed]

70. Penzes P ir kt. Greita dendritinės stuburo morfogenezės indukcija, aktyvinant Rho-GEF kaliriną trans-sinapsiniu ephrinB-EphB receptoriu. Neuronas. 2003;37(2): 263-74. [PubMed]

71. Tolias KF ir kt. Rac1-GEF Tiam1 susieja NMDA receptorius su nuo aktyvumo priklausomu dendritinių pavėsinių ir spygliuočių vystymusi. Neuronas. 2005;45(4): 525-38. [PubMed]

72. Edlund S ir kt. Transformuojant augimo faktoriaus beta sukeltą aktino citoskeleto mobilizaciją, reikia signalizuoti mažomis GTPazėmis Cdc42 ir RhoA. Mol Biol ląstelė. 2002;13(3): 902-14. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

73. Wang JQ ir kt. Glutamato signalizacija į Ras-MAPK striataliniuose neuronuose: indukuojamos genų ekspresijos ir plastiškumo mechanizmai. Mol Neurobiol. 2004;29(1): 1-14. [PubMed]

74. Yuan XB ir kt. Rho GTPazių signalizavimas ir perdavimas tarpininkaujant aksonui. Nat Cell Biol. 2003;5(1): 38-45. [PubMed]

75. Machesky LM ir kt. Scar, su WASp susijęs baltymas, aktyvina aktino gijų branduolių susidarymą Arp2/3 kompleksu. Proc Natl Acad Sci JAV A. 1999;96(7): 3739-44. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

76. Miki H ir kt. Filopodijos susidarymo indukcija su WASP susijusiu aktiną depolimerizuojančiu baltymu N-WASP. Gamta. 1998;391(6662): 93-6. [PubMed]

77. Miki H, Suetsugu S, Takenawa T. WAVE, naujas WASP šeimos baltymas, dalyvaujantis Rac sukeltame aktino reorganizavime. EMBO J. 1998;17(23): 6932-41. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

78. Fasano S ir kt. Ras-guanino nukleotidą atpalaiduojantis faktorius 1 (Ras-GRF1) kontroliuoja ekstraląstelinio signalo reguliuojamos kinazės (ERK) signalizacijos aktyvavimą striatumoje ir ilgalaikes elgesio reakcijas į kokainą. Biol Psichiatrija. 2009

79. Rothenfluh A ir kt. Skirtingas elgesio reakcijas į etanolį reguliuoja alternatyvios RhoGAP18B izoformos. Ląstelė 2006;127(1): 199-211. [PubMed]

80. Kumar A ir kt. Chromatino remodeliavimas yra pagrindinis mechanizmas, kuriuo grindžiamas kokaino sukeltas plastiškumas striatumoje. Neuronas. 2005;48(2): 303-14. [PubMed]

81. Kim Y ir kt. WAVE1 fosforilinimas reguliuoja aktino polimerizaciją ir dendritinę stuburo morfologiją. Gamta. 2006;442(7104): 814-7. [PubMed]

82. Sung JY ir kt. WAVE1 kontroliuoja neuronų aktyvumo sukeltą mitochondrijų pasiskirstymą dendritiniuose stuburuose. Proc Natl Acad Sci JAV A. 2008;105(8): 3112-6. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

83. Benavides DR ir kt. Cdk5 moduliuoja kokaino atlygį, motyvaciją ir striatalinio neurono jaudrumą. J Neuroscience. 2007;27(47): 12967-76. [PubMed]

84. Bibb JA ir kt. Lėtinio kokaino poveikio poveikį reguliuoja neuronų baltymas Cdk5. Gamta. 2001;410(6826): 376-80. [PubMed]

85. Berglind WJ ir kt. Viena BDNF infuzija į PFC apsaugo nuo kokaino sukeltų ekstraląstelinio glutamato pokyčių branduolio branduolyje. J Neuroscience. 2009;29(12): 3715-9. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

86. Kim Y ir kt. Metilfenidato sukeltas dendritinio stuburo susidarymas ir DeltaFosB ekspresija nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci JAV A. 2009;106(8): 2915-20. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

87. Hope BT ir kt. Ilgalaikio AP-1 komplekso, sudaryto iš pakitusių į Fosą panašių baltymų, indukcija smegenyse lėtiniu kokainu ir kitais lėtiniais gydymo būdais. Neuronas. 1994;13(5): 1235-1244. [PubMed]

88. Nestler EJ. Peržiūra. Transkripcijos priklausomybės mechanizmai: DeltaFosB vaidmuo. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008;363(1507): 3245-55. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

89. Bateup HS ir kt. Skirtingos vidutinių dygliuotų neuronų populiacijos skirtingai reguliuoja striatalinį motorinį elgesį. Proc Natl Acad Sci JAV A. spaudoje.

90. Ambroggi F ir kt. Stresas ir priklausomybė: gliukokortikoidų receptoriai dopaminoreceptiniuose neuronuose palengvina kokaino paiešką. Nat Neurosci. 2009;12(3): 247-249. [PubMed]

91. Lisman JE, Raghavachari S, Tsien RW. Įvykių, kuriomis grindžiamas kvantinis perdavimas centrinėse glutamaterginėse sinapsėse, seka. Nat Rev Neurosci. 2007;8(8): 597-609. [PubMed]

92. Steiner P ir kt. Postsinapsinio tankio destabilizavimas PSD-95 serino 73 fosforilinimo būdu slopina stuburo augimą ir sinapsinį plastiškumą. Neuronas. 2008;60(5): 788-802. [PMC nemokamas straipsnis] [PubMed]

93. Kantevari S ir kt. Dviejų spalvų, dviejų fotonų glutamato ir GABA pašalinimas. Nat metodai. 7(2): 123-5. [PubMed]