DeltaFosB, FosB un cFos striatāla regulēšana kokaīna pašpārvaldes un izņemšanas laikā (2010)

J Neurochem. Autora manuskripts; pieejams PMC Oct 1, 2011.
Publicēts galīgajā rediģētā formā kā:
Izdevēja galīgā rediģētā šī raksta versija ir pieejama vietnē J Neirochem
Skatiet citus PMC rakstus citāts publicēto rakstu.

Anotācija

Hroniska zāļu iedarbība izraisa izmaiņas gēnu ekspresijas profilos, kas, domājams, ir atkarīgas no narkomānijas attīstības. Šajā pētījumā tika pētīta Fos-transkripcijas faktoru saimes regulēšana, īpaši cFos, FosB un ΔFosB, striatāla apakšreģionos hroniskas intravenozas kokaīna ievadīšanas laikā un pēc tās patstāvīgām un dzeltenām žurkām. Mēs atklājām, ka cFos, FosB un ΔFosB eksponē reģionāli un laika ziņā atšķirīgus izteiksmes modeļus, palielinot ΔFosB proteīna uzkrāšanos kodola accumbens (NAc) čaulā un kodolā pēc hroniskas kokaīna lietošanas, kamēr ΔFosB palielinājums caudāta-putamenā (CPu) palika līdzīgi kā akūta vai hroniska lietošana. Pretstatā tam, kokaīna inducētā ΔFosB mRNS tolerance visās 3 striatāla apakšreģionos attīstījās ar hronisku ievadīšanu. Tolerance arī attīstījās līdz FosB izteiksmei, īpaši NAc apvalkā un CPu. Interesanti, ka tolerance pret kokaīna izraisītu cFos indukciju bija atkarīga no kokaīna uzņemšanas ventrālās, bet ne muguras striatāla reģionos, savukārt FosB un ΔFosB regulēšana bija līdzīga kokaīna pašpārvaldes un dzeltenajiem dzīvniekiem. Tādējādi αFosB-mediētās neiroadaptācijas CPu var rasties agrāk nekā iepriekš domājams, lietojot intravenozo kokaīna lietošanu, un, kopā ar lielāku ΔFosB uzkrāšanos NAc, varētu veicināt ar kokaīnu saistītās uzvedības palielināšanos.

atslēgvārdi: kokaīns, pašpārvalde, izņemšana, striatum, Fos

Ievads

Atkārtota pakļaušana atkarību izraisošām zālēm rada neuroadaptācijas smadzeņu atlīdzības ceļos, kas tiek uzskatīti par pamatu gan kompulsīvas narkotiku lietošanas attīstībai, gan ilgstošai vēlēšanās un recidīvam pret narkotiku meklēšanu uzvedībā atsaukšanā. Daudzas no šīm neuroadaptācijām rodas no transkripcijas faktoru indukcijas un turpmāka gēnu ekspresijas regulēšanas, kas var potenciāli ietekmēt neironu struktūru un funkciju (Džan un citi. 2006). Īpaša interese ir par Fosu transkripcijas faktoru ģimeni, jo šīs ģimenes locekļi uzrāda diferenciālus indukcijas modeļus striatālajos reģionos pēc akūtas un hroniskas kokaīna iedarbības. Ja kokaīnu akūtā veidā ievada pasīvā, nejaušā veidā (ti, intraperitoneālas (IP) injekcijas veidā), tas palielina cFos un FosB mRNS un proteīnus gan muguras (caudāta-putamen, CPu), gan vēdera (kodols accumbens, NAc) vidū. striatum (Graybiel un citi. 1990; Young un citi. 1991; Cerēt un citi. 1992), vienlaikus ar hronisku pasīvo ievadīšanu notiek tolerance pret šo reakciju (Cerēt un citi. 1992, 1994; Alibhai un citi. 2007). Turpretī ΔFosB (35-37 kDa) striatāla līmeņi, stabils saīsināts splice variants fosB gēnu, paaugstinās pēc hroniskas, bet ne akūtas pasīvās kokaīna iedarbības (Cerēt un citi. 1994; Nye un citi. 1995; Čens un citi. 1995, 1997). Šīs stabilās ΔFosB izoformas var heterodimerizēties ar dažādiem jūnija ģimenes proteīniem nekā cFos vai FosB (Čens un citi. 1995) un var arī veidot funkcionālus homodimērus ar sevi (Jorissen un citi. 1997), kas liek domāt, ka diferenciāla aktivācijas proteīna-1 (AP-1) kompleksu veidošanās pēc hroniska kokaīna var mainīt gēnu ekspresiju AP-1 vietās tādā veidā, kas atšķiras no gēnu ekspresijas, ko rada akūta kokaīna iedarbība (Ceru, 1998; Kelz un Nestler, 2000). Gēnu ekspresijas profila atšķirības notiek arī atkarībā no tā, vai ΔFosB paaugstināšanās ir īstermiņa vai ilgstoša, un šīs izmaiņas var novest pie kokaīna izraisītas uzvedības atšķirīgas izpausmes (McClung un Nestler, 2003). Hroniska iedarbība uz citām zālēm, ieskaitot amfetamīnu, morfīnu, Δ9-THC, nikotīns, etanols un fenciklidīns arī izraisa stabilu ΔFosB izoformu uzkrāšanos striatālajos reģionos (McClung un citi. 2004; Perrotti un citi. 2008). Turklāt nesenie rezultāti liecina par negatīvu mijiedarbību starp ΔFosB uzkrāšanos un amfetamīna izraisīto cFos, kas var izraisīt toleranci pret cFos indukciju, kas konstatēta pēc hroniskas stimulējošas iedarbības (Renthal un citi. 2008). Kopā šie konstatējumi ir izraisījuši hipotēzi, ka stabilas ΔFosB izoformas var darboties kā „molekulārs slēdzis” un atvieglot pāreju no sākotnējās narkotiku lietošanas uz atkarīgākām bioloģiskām valstīm. (Nestler un citi. 2001; Nestler, 2008).

Lai gan lielākā daļa iepriekšējo pētījumu izmantoja atkārtotas pasīvās kokaīna terapijas, lai pētītu Fos ģimenes proteīnu ekspresiju, un salīdzinoši maz ir šīs regulas piemēri, kad kokaīnu lieto intravenozi (IV) vairākas stundas, kas raksturīgs cilvēku ļaunprātīgas izmantošanas modeļiem. Vienā pētījumā konstatēts, ka cFos mRNS CPu palielinās pēc viena 30 minūšu kokaīna devas ievadīšanas pelēm (Kuzmin un Johansson, 1999), bet žurku CPu izmaiņas netika konstatētas pēc subhroniskas ( 3 dienas) vai hroniskas (6-12 nedēļas) kokaīna pašdeva (Daunais un citi. 1993, 1995). Pēc atcelšanas perioda žurkām ar iepriekš palielinātu kokaīna devu (samazinās) kokaīna izraisītais cFos proteīna pieaugums NAc.Ben-Shahar un citi. 2004), bet paaugstināts cFos līmenis visā striatumā ir konstatēts pēc tam, kad ir pakļauts kokaīna lietošanas \ tNeisewander un citi. 2000; Kufahl un citi. 2009). Atšķirībā no cFos, palielināts ΔFosB proteīna līmenis visā striatumā ir parādījies pēc hroniskas kokaīna ievadīšanas, un šī uzkrāšanās var saglabāties vismaz 1 dienā.Pich un citi. 1997; Perotti un citi. 2008). Tomēr nav ziņojumu, kas salīdzinātu vairāku Fos ģimenes olbaltumvielu reakcijas uz šādu intravenozu kokaīna ievadīšanu ar akūtu vai hronisku iedarbību. Ņemot vērā iespējamo mijiedarbību starp ΔFosB un cFos, atšķirīgo AP-1 kompleksu veidošanās spēju radīt atšķirīgu ietekmi uz gēnu ekspresiju un šo atšķirību iespējamo ietekmi uz kokaīna izraisītu uzvedību, ir svarīgi arī apstiprināt, ka izmaiņas šajā jomā ir cFos, FosB un ΔFosB ekspresija, kas notiek pēc nejauša ievadīšanas, tiek konstatēta arī tad, kad kokaīns tiek pašnodarbināts brīvprātīgi, un noteikt, cik ilgi šīs izmaiņas var turpināties pēc kokaīna lietošanas pārtraukšanas. Tādēļ šajā pētījumā salīdzinājām hroniskas IV kokaīna lietošanas ietekmi uz ΔFosB, FosB un cFos ekspresiju striatāla apakšreģionos gan kokaīna ievadīšanas, gan atsaukšanas laikā. Mēs salīdzinājām regulējumu, kas tika atrasts ar brīvprātīgo pašpārvaldi, ar regulējumu dzīvniekiem, kas saņēma identisku daudzumu un laika rakstura kokaīna, izmantojot neparedzētus iedzītus infūzijas pēc akūtas vai hroniskas iedarbības. Ņemot vērā, ka FosB un ΔFosB ir tā sajaukšanas varianti fosB gēnu, mēs salīdzinājām arī mRNS regulēšanu attiecībā uz FosB un ΔFosB ar regulēšanu proteīna līmenī.

Eksperimentālās procedūras

Priekšmeti un ķirurģija

Pieaugušie tēviņi Sprague-Dawley žurkas, kas sākotnēji sver aptuveni 250-300 g, tika novietoti temperatūras un mitruma kontrolētā vidē uz 12 h gaiši tumša cikla (iedegās 7: 00 AM). Dzīvnieki tika baroti ar pārtiku un ūdeni ad libitum visu laiku ar izņēmumu, ka saharozes granulu (85 mg, BioServ) sviras spiediena apmācības laikā tās tika uzturētas 45% no brīvās barošanas svara. Sviras preses apmācība tika veikta vēdināmās operācijas kamerās (Med Associates, Georgia, VT), līdz tika izpildīti iegādes kritēriji (100 granulas uz sesiju 3 secīgām sesijām) ar fiksētu attiecību 1 (FR1) stiprinājuma grafiku. Tad dzīvnieki tika baroti ad libitum vismaz 24 h pirms operācijas. Ķirurģijai žurkām tika piešķirta atropīna (0.04 mg / kg, subkutāna), lai saņemtu elpošanu, un hronisks, dzīvotspējīgs katetrs tika ievietots labajā jugulārā vēnā ar nātrija pentobarbitāla (50 mg / kg, IP) anestēziju saskaņā ar iepriekš publicētām procedūrām (Edwards un citi. 2007a). Pēc operācijas žurkām tika ievadīta penicilīna (200,000 SV / kg, intramuskulāras) injekcijas, lai novērstu infekciju, un katetri katru dienu tika izskaloti ar 0.2 ml heparinizētu (20 SV / ml) bakteriostatisko sāls šķīdumu, kas satur gentamicīna sulfātu (0.33 mg / ml). Visas eksperimentālās procedūras tika veiktas saskaņā ar Nacionālo veselības institūtu Laboratorijas dzīvnieku kopšanas un lietošanas rokasgrāmata, un apstiprināja UT Dienvidrietumu medicīnas centra institucionālo dzīvnieku aprūpes un lietošanas komiteja (IACUC).

Iekārtas un pašpārvaldes procedūras

Pēc 1 atgūšanās no operācijas dzīvnieki tika sadalīti vairākās eksperimentālās grupās / izdalīšanās laiks (1A) un atgriezās operantu testu kamerās ikdienas sesijās, kā aprakstīts iepriekš (Edwards un citi. 2007b). Neapstrādātas kontrolgrupas žurkas tika izmitinātas vienu reizi un katru dienu tika apsaimniekotas viņu mājas būros bez iedarbības uz pašregulācijas vidi. Žurkām kokaīna pašapkalpošanās (CSA) grupā tika atļauts brīvprātīgi pašam ievadīt kokaīnu (0.5 mg / kg / 50 μl infūziju) ar fiksētu attiecību 1 (FR1) pastiprināšanas grafikā ikdienas 4 h sesijās, ko veica 6 dienas / wk, kopā 18 dienām. Katra aktīvā sviras piespiešana radīja 2.5 s kokaīna infūziju, kas bija saistīta ar gaismas signāla apgaismojumu virs aktīvās sviras. Kokaīna infūzijas laikā mājokļa gaisma tika dzēsta, un pēc infūzijas bija papildu 12.5 s pārtraukuma periods, kurā mājas gaisma palika izslēgta. Tika reģistrēts svira, kas reaģēja infūzijas laikā un laika nobīdi. Palātās atradās papildu neaktīvs svira, bet atbilde uz šo sviru bija bez sekām. Žurkām hroniskajā ēsī (CY) grupā tika apvienotas aktīvas pašpārvaldes žurkas un saņēma pasīvās kokaīna infūzijas daudzumos un laika modeļos, kas bija identiski pašpārvaldes partneriem. Žurkas akūtā (AY) grupā tika savienotas arī ar žurkām hroniskajā CSA grupā, bet kokaīna vietā tika ievadītas pasīvās sālsūdens infūzijas līdz pēdējai pašpārvaldes dienai, kad viņi saņēma vienu pasīvās kokaīna infūzijas sesiju pirmo reizi. laiks. Visbeidzot, Saline SA grupai tika ļauts pašam ievadīt sāls šķīdumu, lai noteiktu iespējamās izmaiņas, kas saistītas ar ķirurģiju, testēšanu vai citām eksperimentālām procedūrām, salīdzinot ar neapstrādātām kontrolēm. AY un CY grupu salīdzinājumi tika izmantoti, lai noteiktu izmaiņas cFos, FosB vai ΔFosB reakcijā ar akūtu un hronisku kokaīna iedarbību, bet CSA un CY grupas tika salīdzinātas, lai noteiktu izmaiņas cFos, FosB vai ΔFosB izteiksmē, kas bija īpaši saistīti ar kokaīna ietekmi uz farmakoloģisko ietekmi. Visu pētījumu grupu audi tika savākti tūlīt pēc galīgās 4 h testa sesijas, lai salīdzinātu kokaīna izraisīto cFos, FosB un ΔFosB regulēšanu, un dažām pētījumu grupām tika konstatēta kokaīna izraisīto izmaiņu noturība ar audu savākšanu 24 h vai 3 pēc pēdējās testa sesijas. Kvantitatīvās Western blot un RT-PCR procedūras tika izmantotas striatāla apakšreģionu sadalīšanai, lai apietu iespējamās problēmas, kas saistītas ar antivielu krustenisko reaktivitāti un uzlabotu jutību izmaiņu noteikšanai.

Skaitlis 1  

A) laika grafiks, kas attēlo kokaīna ievadīšanas un atcelšanas shēmas. Cietās līnijas norāda uz kokaīna infūziju (0.5 mg / kg / infūzijas) intravenozu ievadīšanu hronisku kokaīna pašregulējošo (CSA) un hronisku dzimumlocekļa (CY) dzīvnieku vidū. ...

Audu kolekcija

Žurkas tika nogalinātas ar mikroviļņu starojumu, kas vērsts uz galvas reģionu (5 kW, 1.5 s, Murimachi Kikai, Tokija, Japāna). Smadzenes tika ātri sadalītas un atdzesētas, un no 14 mm koronālajām šķēlītēm tika iegūti divpusēji audu perforatori (1.5 gabarīts) no kodola accumbens (NAc) čaumalas, NAc serdeņa un caudāta-putamena (CPu), pamatojoties uz koordinātām, kas iegūtas no Paxinos un Watson (1998, ilustrēts Attēls 1B). Audu paraugus homogenizēja ar ultraskaņu, izmantojot līzes buferi, kas satur proteāzes un fosfatāzes inhibitorus. Pēc tam homogenāti tika vārīti 5 min, novietoti uz ledus un pēc tam Lowry pārbaudīja, lai noteiktu proteīnu koncentrāciju. Pēc tam homogenāti tika alikvoti no 20 μg paraugiem un uzglabāti -80 ° C temperatūrā līdz lietošanai.

Rietumu bloti

Audu paraugi tika ielādēti 12% poliakrilamīda gēliem, lai atdalītu ar elektroforēzi Tris / glicīna / nātrija dodecilsulfāta buferētā sāls šķīdumā (TGS; Bio-Rad, Hercules, CA). Pēc atdalīšanas ar elektroforēzi (250 mA uz 18 h) paraugi tika pārnesti uz polivinilidēnfluorīda membrānām (PVDF; Amersham, Piscataway, NJ) un pēc tam bloķēti 3% beztauku sausā pienā un 1 × Tris / Tween buferētā sāls šķīdumā (TTBS; Bio -Rad, Hercules, CA) nakti 4 ° C temperatūrā. Pēc tam membrānas tika inkubētas 1: primārās Fra antivielas 1000 atšķaidījumā (laipni sniedza Dr. Michael Iadarola, Nacionālie veselības institūti, Bethesda, MD) 3% pienā / 1 × TTBS šķīdumā, nakti 4 ° C temperatūrā. 1 × TTBS (4 reizes, 15 min katrs) un inkubē 1 × TTBS, kas satur 1: 25000 atšķaidījumu no kazu anti-trušu sekundārās antivielas, kas konjugēta ar mārrutku peroksidāzi (Bio-Rad, Hercules, CA) 1 h telpā temperatūra. Membrānas atkal nomazgāja un pēc tam izstrādāja, izmantojot Pierce Super Signal West Dura (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, IL) ķīmiskās luminiscences noteikšanu, izmantojot Hyperfilm (ECL plus; Amersham). CFos, FosB un ΔFosB proteīnu joslu lokalizācija ir attēlota Attēls 1C. Šajā pētījumā mēs izvēlējāmies pārbaudīt tikai stabili ekspresētās ΔFosB (ti, 35-37 kDa) formas, jo domājams, ka šīs formas uzkrājas ar hronisku narkotiku lietošanu un rada neiroplastiku, kas ir atkarības pamatā.Nestler un citi. 2001). Scion Image (Frederick, MD) tika izmantots, lai piešķirtu absolūtu imunoreaktivitāti joslām, un tika izmantots skeneris, lai uzņemtu filmu digitālos attēlus. Pēc noteikšanas membrānas tika noņemtas un atkārtoti pārbaudītas β-tubulīnam (1: 200000, Cell Signaling, Danvers, MA). β-tubulīna līmenis tika izmantots kā iekraušanas kontrole, lai normalizētu ar Fos saistīto proteīnu līmeni.

RT-PCR

Kvantitatīvā RT-PCR (qRT-PCR) tika izmantota, lai noteiktu FosB un ΔFosB mRNS izmaiņas un 24 h pēc kokaīna lietošanas. Dzīvnieki tika eutanizēti ar ātru atdalīšanu, un NAc kodols, NAc apvalks un CPu tika izolēti, kā aprakstīts (Graham un citi. 2007; Bachtell un citi. 2008). Atsevišķus paraugus nekavējoties homogenizēja RNS-STAT-60 (IsoTex Diagnostics Inc, Friendswood, TX) un sasaldēja uz sausa ledus, līdz mRNS tika ekstrahēta saskaņā ar ražotāja norādījumiem. Īsumā katram paraugam pievienoja hloroformu, un pēc centrifugēšanas ūdens slānis tika izolēts. Kopējā mRNS tika izgulsnēta ar izopropanolu lineārā akrilamīda klātbūtnē (Ambion, Ostina, TX). Paraugus centrifugēja un iegūtās mRNS granulas mazgāja ar 70% etanolu un atkārtoti suspendēja DEPC ūdenī. Kopējo mRNS apstrādāja ar DNSāzi (Ambion, Foster City, CA) un reversā transkribēja cDNS ar nejaušiem heksameriem, izmantojot Superscript III (Invitrogen, Carlsbad, CA). FosB, ΔFosB un gliceraldehīda-3-fosfāta dehidrogenāzes (GAPDH) amplifikācijai izmantotās grunts sekvences bija 5′-GTGAGAGATTTGCCAGGGTC-3 ’un 5′-AGAGAGAAGCCGTCAGGTTG-3’, 5′-AGGCAGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGTGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGT ′ Un 3′-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-5 ′ un 3′-TGTAGACCATGTAGTTGAGGTCA-5 ′. Cikla sliekšņi (cT) tika aprēķināti no triplikātām reakcijām, izmantojot amplifikācijas līknes otro atvasinājumu. FosB un ΔFosB cT vērtības tika normalizētas līdz GAPDH cT vērtībām (ΔcT), jo kokaīns neregulēja GAPDH. Salocījumu izmaiņas tika aprēķinātas, izmantojot ΔΔcT metodi, kā aprakstīts iepriekš (Applied Biosystems manual).

Statistiskā analīze

Katra olbaltumvielu līmenis tika izteikts kā% izmaiņas no neapstrādātām kontrolēm katram smadzeņu reģionam un laika punktam, un pētījuma grupas salīdzināja ar vienvirziena dispersijas analīzi (ANOVA), ar nozīmības līmeni, kas noteikts p <0.05. Kopējai iedarbībai sekoja post-hoc salīdzinājumi, izmantojot Fišera LSD testus. Korelācijas starp kokaīna uzņemšanu un olbaltumvielu līmeņa izmaiņām tika novērtētas, izmantojot lineāru regresiju.

rezultāti

CSA grupas dzīvniekiem, kuriem bija atļauts brīvprātīgi ievadīt kokaīnu, pēc trešās SA nedēļas (13-18 dienas) bija stabili kokaīna pašregulācijas modeļi. SA pēdējās nedēļas laikā CSA žurkām un to CY partneriem vidējais dienas devas lietošana kokaīnā bija 46.9 (± 1.8) mg / kg / dienā (diapazons: 37-60 mg / kg / dienā). Galīgajā testa dienā CSA žurkām 0 h izdalīšanās (WD) grupā pašam ievadīja 44.5 (± 2.5) mg / kg kokaīna (diapazons 25.5-57.5 mg / kg) un identisku kokaīna daudzumu saņēma CY un AY partneriem.

ΔFosB proteīna diferenciālais regulējums striatāla apakšreģionos pēc akūta vai hroniska kokaīna

OsFosB proteīna diferenciālais regulējums tika konstatēts striatāla apakšreģionos tūlīt pēc intravenozas kokaīna ievadīšanas 4 h (0 h WD). NAc apvalkā tikai hronisks kokaīns palielināja CSA un CY grupu (45-61%), salīdzinot ar neapstrādātiem kontroles līdzekļiem (2A, F4,60 = 4.22, p = 0.005). NAc kodolā pēc akūtas iedarbības AY grupā tika konstatēts ievērojams ΔFosB (41%) pieaugums (2B, F4,60 = 17.04, p <0.001), un pēc hroniska kokaīna tika konstatēti vēl lielāki pieaugumi (89-95%). Atšķirībā no lielākas ΔFosB uzkrāšanās NAc ar hronisku kokaīna ievadīšanu, CPu parādīja līdzīgu ΔFosB pieaugumu (86-102%) gan akūtu, gan hronisku kokaīna grupās (2C, F4,78 = 19.09, p <0.001). Nevienā striatālā apakšreģionā nebija atšķirību ΔFosB pieaugumā starp CSA un CY grupām, norādot, ka regulējums bija saistīts ar kokaīna iedarbību neatkarīgi no gribas kokaīna patēriņa. Pēc hroniska kokaīna NAc apvalkā ΔFosB regulācija saglabājās vismaz 24 stundas (F2,32 = 5.19, p = 0.02), NAc kodols (F4,60 = 4.53, p = 0.02) un CPu (F2,34 = 12.13, p <0.001), bet pēc 3 nedēļām atgriezās sākotnējā līmenī. Līdzīgs ΔFosB pieaugums tika konstatēts, salīdzinot kokaīna grupas ar Saline SA grupu, izņemot to, ka mazāks AY dzīvnieku NAc apvalka pieaugums sasniedza nozīmīgumu, salīdzinot ar Saline SA, bet ne ar neapstrādātām kontrolēm. Tomēr dzīvniekiem, kuri fizioloģisko šķīdumu ievadīja visā apmācības laikā, nebija nozīmīgas regulēšanas, salīdzinot ar neapstrādātām kontrolēm, norādot, ka ΔFosB regulēšana bija saistīta ar kokaīnu, nevis ķirurģisku vai testēšanas procedūru rezultātā.

Skaitlis 2  

ΔFosB regulēšana uzreiz pēc kokaīna lietošanas un 24 h un 3 nedēļas WD. ΔFosB (35-37 kDa) līmenis tiek izteikts kā vidējais ± SEM procentuālais izmaiņas no neapstrādātām homecage kontrolēm (Control). Audi no fizioloģiskā šķīduma ...

Pielaide FosB proteīna regulēšanai pēc hroniska kokaīna

Pretstatā ΔFosB regulējumam, viena kokaīna devas 4 h vienreizēja ekspozīcija izraisīja ievērojami lielāku FosB proteīna palielināšanos visos 3 striatāla apakšreģionos, taču būtiska tolerance šajā reakcijā attīstījās pēc hroniskas kokaīna lietošanas. NAc apvalkā FosB palielinājās (260%) tūlīt pēc 4 h akūtas kokaīna ievadīšanas AY dzīvniekiem, bet šie palielinājumi tika samazināti (līdz 142-146%) pēc ilgstošas ​​lietošanas gan CY, gan CSA grupās (3A, F4,77 = 23.16, p <0.001). Līdzīgs FosB pieaugums (295%) tika konstatēts AY dzīvnieku CPU, kas arī tika samazināts (līdz 135-159%) pēc hroniskas kokaīna lietošanas CY un CSA grupās (3C, F4,69 = 13.362, p <0.001). NAc kodolā akūta kokaīna lietošana izraisīja mazāk būtisku FosB pieaugumu (164%) AY dzīvniekiem, salīdzinot ar citiem smadzeņu reģioniem; tomēr šie pieaugumi joprojām bija lielāki nekā tie, kas radās pēc hroniskas ievadīšanas (109–112%) CY un CSA grupās (3B, F4,57 = 20.23, p <0.001). Kā konstatēts ar ΔFosB, FosB regulēšana pēc hroniska kokaīna netika modulēta ar kokaīna uzņemšanas vēlamu kontroli. Tomēr, atšķirībā no ΔFosB, FosB olbaltumvielu pieaugums neizdevās saglabāties gan NAc apvalkā, gan kodolā pēc 24 stundām, lai gan atlikušais pieaugums (38-52%) saglabājās CPu (F2,32 = 3.590, p <0.05). FosB līmeni neietekmēja ķirurģiskas vai testēšanas procedūras dzīvniekiem ar fizioloģisko šķīdumu.

Skaitlis 3  

FosB regulēšana uzreiz pēc kokaīna lietošanas un 24 h un 3 nedēļas WD. FosB (46-50 kDa) olbaltumvielu līmenis tiek izteikts kā vidējais ± SEM procents izmaiņas no neapstrādātām mājas šķirnes kontrolēm (skat. Skaitlis 2 saīsinājums) ...

FosB un FosB mRNS indukcijas mazināšana pēc hroniska kokaīna

Intravenozas kokaīna ievadīšanas 4 h akūta iedarbība izraisīja līdzīgu palielināšanos (11-16 reizes) ΔFosB mRNS NAc apvalkā (F3,19 = 15.82, p <0.001), NAc kodols (F3,19 = 13.275, p <0.001 un CPu (F3,11 = 5.78, p = 0.03), salīdzinot ar Saline SA kontrolēm (0 h WD, 4A). Tomēr šī atbilde bija spēcīgi nomākta CY un CSA grupās pēc hroniskas kokaīna ievadīšanas NAc apvalkā (3-4 reizes), NAc kodolā (4 reizes) un CPu (3 reizes). Neskatoties uz to, ka akūtā IV kokaīna lietošana palielināja FosB proteīna pieaugumu attiecībā pret ΔFosB, akūta kokaīna lietošana izraisīja relatīvi zemāku mRNS palielināšanos FosB (4-9 reizes) nekā ΔFosB (11-16 reizes) visos 3 apakšstacijās (4B). Šo reakciju praktiski atcēla pēc hroniskas kokaīna NAc apvalkā (F3,19 = 26.22, p <0.001) un CPu (F3,11 = 4.24, p <0.05), lai gan neliels, bet ievērojams pieaugums (2 reizes) saglabājās CY un CSA grupās NAc kodolā (F3,19 = 11.10, p <0.001). Kokaīna izraisītais gan ΔFosB, gan FosB pieaugums AY dzīvniekiem pēc 24 h WD netika saglabāts, salīdzinot ar šo pašu Saline SA kontroles grupu. Turpmāka FosB un ΔFosB mRNS līmeņa attiecību 0 h WD laika analīze parādīja, ka kokaīna lietošana ievērojami samazināja FosB relatīvo daudzumu līdz ΔFosB mRNS NAc apvalkā (F3,19 = 4.79, p = 0.02), NAc kodols (F3,19 = 4.49, p = 0.02) un CPu (F3,11 = 5.59, p = 0.03), pateicoties lielākai FosB izoforma veidošanai un neatkarīgi no būtiskas tolerances pret kokaīna izraisīto atbildi abās mRNS pēc hroniskas ievadīšanas (4C). Šajos rādītājos nebija būtiskas atšķirības, vai kokaīns tika pašnodarbināts vai pasīvi ievadīts ar infūziju, un FosB: ΔFosB relatīvie rādītāji bija atgriezušies normālā stāvoklī visos trīs smadzeņu reģionos, izmantojot 24h WD laika punktu (dati nav parādīti).

Skaitlis 4  

MRNS regulēšana FosB un ΔFosB uzreiz pēc kokaīna lietošanas un 24 h WD. ΔFosB (A), FosB (B) un FosB / ΔFosB transkriptu (C) transkriptu kvantitatīvais RT-PCR tiek izteikts kā vidējais ± ...

Ar nostiprināšanu saistītā tolerance pret kokaīna izraisītiem cFos NAc

Atšķirībā no FosB gēnu produktu regulēšanas, kas bija farmakoloģiska atbilde uz kokaīnu neatkarīgi no pasīvās vai vēlēšanās ievadīšanas, cFos regulēšana NAc apakšreģionos stipri ietekmēja kokaīna pašpārvaldes kontekstu, salīdzinot ar dzīvniekiem, kuri saņēma kokaīnu ar pasīvo ieeju. Kokaīna ekspozīcija palielināja cFos olbaltumvielu līmeni (109-126%) gan NAc korpusā, gan kodolā ar akūtu vai hronisku AY un CY grupu ievadīšanu (5A-B). Tomēr, ja kokaīna infūzijas tika ievadītas atbildes reakcijas veidā pašpārvaldes dzīvniekiem, šī atbilde tika samazināta (līdz 55%) NAc apvalkā (F4,60 = 9.14, p <0.001) un nespēja ievērojami palielināt cFos NAc kodolā (F4,57 = 5.92, p <0.001). CPU tolerance pret kokaīna izraisītiem cFos attīstījās, vai nu hroniski pasīvi, vai ar vēlmi ievadot kokaīnu (5C) un cFos indukcija AY dzīvniekiem (164%) tika samazināta (līdz 45-57%) gan CY, gan CSA grupās (F4,67 = 13.29, p <0.001), līdzīgi kā tolerances attīstība FosB olbaltumvielu indukcijā visos 3 striatālo apakšreģionos. Tādējādi ar stiprinājumu saistīta tolerance pret kokaīna izraisītiem cFos radās tieši striatuma mezolimbiskajos reģionos. Visos 3 striatālajos reģionos cFos palielināšanās netika konstatēta fizioloģiskā šķīduma pašpārvaldes dzīvniekiem un neizdevās noturēties pēc 24 h WD.

Skaitlis 5  

CFos regulēšana tūlīt pēc kokaīna lietošanas un 24 h WD. CFos (52-58 kDa) olbaltumvielu līmeņi kontroles žurkām (Control, Saline SA) žurkām, kas saņēma pasīvo kokainu (AY) vai hroniski (CY), kā arī žurkām, kas bija pakļautas ...

Saistība starp kokaīna uzņemšanu, cFos un ΔFosB striatuma apakšreģionos

Tā kā kokaīna pašpārvaldes daudzums dažādiem dzīvniekiem un to partneriem bija atšķirīgs, mēs salīdzinājām kokaīna devu ar cFos, FosB un ΔFosB proteīnu līmeņa indukciju ar vairāku lineāru regresijas analīzi (skatīt Papildu tabula 1 visu iespējamo korelāciju rezultātiem). Žurkām, kas saņēma akūtu kokaīna devu, izmantojot pasīvās infūzijas, bija ievērojamas korelācijas starp kokaīna uzņemšanu un cFos līmeni, un šīs attiecības atšķīrās muguras un vēdera steku apakšreģionos. NAc kodolā cFos indukcija uzreiz pēc akūta IV kokaīna ievadīšanas 4 h bija stipri un negatīvi korelēta ar kokaīna lietošanu, bet līdzīga, bet nenozīmīga attiecība tika konstatēta NAc apvalkā (Fig. 6). Turpretī cFos indukcija pozitīvi korelēja ar kokaīna patēriņu CPu. Jebkurā striatāla apakšreģionā nebija nozīmīgu sakarību starp kokaīna uzņemšanu (aktīvo vai pasīvo) un FosB vai ΔFosB proteīnu līmeni. Tomēr bija spēcīga pozitīva korelācija starp cFos un ΔFosB līmeņiem NAc apvalkā 24 h pēc kokaīna, bet tikai dzīvniekiem, kas saņēma kokaīnu ar brīvprātīgu pašpārvaldi (Fig. 7) un neskatoties uz to, ka kopējais cFos līmenis 24 h WD laikā netika mainīts. Līdzīgas tendences (p <0.07) pozitīvām korelācijām starp cFos un ΔFosB olbaltumvielu līmeni tika konstatēts tūlīt pēc 4 stundu ilgas kokaīna ievadīšanas NAc kodolā un to dzīvnieku CPU, kuri pirmo reizi saņēma kokaīnu (AY grupa).

Skaitlis 6  

Reģionam raksturīga korelācija starp kokaīna patēriņu un cFos imūnreaktivitāti pēc akūta kokaīna (AY). CFos imūnreaktivitātes pieaugums procentos ir negatīvs korelācijas ar kokaīna devu pēdējās sesijas laikā NAc kodolā (A) un pozitīvi korelē ...
Skaitlis 7  

Nozīmīga korelācija starp cFos un ΔFosB NAc apvalkā pašpārvaldes dzīvniekiem. CFos imūnreaktivitātes pieaugums procentos ir pozitīvi korelēts ar ΔFosB imunoreaktivitāti pēc 24 h WD kokaīna devas ievadīšanas. ...

diskusija

Šajā pētījumā mēs pārbaudījām akūtas un hroniskas intravenozas kokaīna iedarbības vai hroniskas pašpārvaldes ietekmi uz ΔFosB, FosB un cFos līmeņu regulēšanu NAc korpusā, NAc kodolā un CPu striatāla apakšreģionos. Iepriekšējie pētījumi ir konsekventi konstatējuši, ka ΔFosB palielinās tikai pēc atkārtotas iedarbības, nevis pēc akūtas kokaīna ievadīšanas, izmantojot pasīvās IP kokaīna injekcijas (Cerēt un citi. 1994, Nye un citi. 1995; Čens un citi. 1995). Tāpat mēs noskaidrojām, ka hroniska IV kokaīna iedarbība palielināja ΔFosB visos pārbaudītajos striatāla apakšreģionos neatkarīgi no tā, vai tā tika ievadīta pēc vēlēšanās vai pasīvā veidā. Tomēr galvenā atšķirība no iepriekšējiem pētījumiem ir tāda, ka akūta kokaīna lietošana palielināja ΔFosB proteīnu līmeni gan NAc kodolā, gan CPu, un tuvojās nozīmīgumam NAc apvalkā. (p <0.1). Viens no iespējamiem šīs atšķirības izskaidrojumiem var būt kokaīna iedarbības deva un / vai ilgums, jo AY grupas žurkas vienā 4 stundu laikā saņēma vairākas IV kokaīna infūzijas, kā rezultātā kopējā kokaīna uzņemšana svārstījās no 25.5 līdz 57.5 ​​mg / kg dzīvniekiem, kas ievērojami pārsniedz 10-20 mg / kg devas, ko parasti lieto ar vienu bolus IP injekciju (Cerēt un citi. 1994; Patvērums un citi. 2006). Turklāt kokaīns tika ievadīts, izmantojot tiešāku IV ievadīšanas ceļu, kas rada augstākus kokaīna un dopamīna smadzeņu maksimālos līmeņus, kas saglabājas visas sesijas laikā, bet šīs sekas parasti pazeminās stundas laikā pēc IP injekcijas (Bradberry, 2002). Tādējādi ΔFosB spēja uzkrāties pēc vienreizējas akūtas iedarbības uz kokaīnu, visticamāk, ir atkarīga gan no šajā pētījumā izmantotā kokaīna stimula stipruma, gan ilguma. Jebkurā gadījumā konstatējums, ka ΔFosB var uzkrāties pēc vienreizējas kokaīna iedarbības, liecina, ka ΔFosB var ietekmēt iedarbību ātrāk nekā iepriekš domājams, iespējams, radot sākotnējo pašnodarbināšanos.

Interesanti, ka hroniskā kokaīna lietošanas laikā ΔFosB uzkrāšanās daudzums atšķiras starp muguras un vēdera striatāla reģioniem. NAc kodolā ΔFosB daudzums, kas atrasts tūlīt pēc pēdējās hroniskās ievadīšanas dienas (0 h WD), bija vairāk nekā divas reizes lielāks par daudzumu, kas tika konstatēts pēc akūtas ievadīšanas, un mazāks ΔFosB palielinājums NAc korpusā sasniedza nozīmīgumu tikai pēc hroniskas ievadīšanas neatkarīgi no tā, vai kokaīns tika pats ievadīts vai saņemts ar pasīvo ieejas infūziju. Pieaugums ar hronisku kokaīna lietošanu, iespējams, atspoguļo ļoti stabilas ΔFosB proteīna uzkrāšanos, jo tās saglabājās vismaz 24 stundas pēc pēdējās iedarbības. Turpretī lielais ΔFosB daudzuma pieaugums CPu nav atšķirīgs ar akūtu vai hronisku iedarbību, kas, iespējams, atspoguļo griestu, ko rada smadzeņu ekspozīcija šajā smadzeņu reģionā. Tomēr pat CPu gadījumā ΔFosB proteīna uzkrāšanās, iespējams, veicināja ilgstošu AFosB līmeņa paaugstināšanos pēc hroniskas iedarbības, jo kokaīna inducētā ΔFosB mRNS pielietojums visās 3 smadzeņu zonās ar hronisku ievadīšanu attīstījās.

Akūta IV kokaīna lietošana arī palielināja pilna garuma FosB olbaltumvielu līmeni, ar lielāku CPu un NAc apvalka pieaugumu nekā NAc kodols. Tomēr mRNS FosB izraisīja gandrīz 10 reizes NAc apvalkā un mazāk nekā 5 reizes CPu un NAc kodolā. Izveidojās ievērojama tolerance pret kokaīna spēju izraisīt hronisku ievadīšanu gan mRNS, gan olbaltumvielām FosB, lai gan zemāka FosB olbaltumvielu indukcija saglabājās un potenciāli varētu konkurēt ar ΔFosB par AP-1 saistošajiem partneriem. Relatīvā FosB / ΔFosB mRNS attiecība tika samazināta arī akūtas kokaīna lietošanas dēļ relatīvi lielākas ΔFosB indukcijas dēļ, saskaņā ar iepriekšējiem ziņojumiem, izmantojot amfetamīnu (Alibhai un citi. 2007). Atšķirībā no iepriekšējiem secinājumiem ar atkārtotu amfetamīna terapiju, FosB / ΔFosB mRNS relatīvās attiecības samazināšanās ar akūtu kokaīnu palika pēc hroniskas ievadīšanas, atspoguļojot relatīvi augstāku ΔFosB atlikušo indukciju nekā FosB.

Fakts, ka ΔFosB līmenis palielinās pēc pat akūta kokaīna lietošanas, izmantojot cilvēka intravenozai lietošanai raksturīgākus ievadīšanas modeļus un ilgumu, būtiski ietekmē atkarības procesu. Tādējādi ΔFosB varētu veicināt AP-1 saistīšanās aktivitāti ar sākotnējo kokaīna lietošanu, ja adekvātas devas pašas ievadīja. Tomēr AFosB konkurētu ar FosB un cFos AP-1 saistīšanās aktivitāti, izraisot gāzu ekspresiju un neiroplastiku, kas atšķiras no hroniskas ievadīšanas, kad ΔFosB ir paaugstināts ar ievērojami samazinātu cFos un FosB. Līdz ar to ΔFosB var būt lielāka ietekme pēc hroniskas kokaīna lietošanas, jo gan palielinās akumulācija vēdera dobumā, gan samazinās AP-1 saistošo partneru konkurence gan muguras, gan vēdera strijā. Ņemot vērā, ka striatāla specifiskā ΔFosB pārprodukcija palielina kokaīna motivāciju (Colby un citi. 2003) šāda strauja ΔFosB uzkrāšanās ar sākotnējo kokaīna iedarbību varētu pagarināt kokaīna lietošanu ļoti agrīnā atkarības procesa stadijā. Turklāt šāda ievērojama un plaši izplatīta ΔFosB ekspresija visā striatumā ar akūtu iedarbību mainītu AP-1 saistīšanās aktivitāti tādā veidā, kas varētu atvieglot kompulsīvu ieradumu veidošanos, savlaicīgi iesaistot muguras striatīvu ķēdes (Belin un Everitt, 2008).

Ņemot vērā ΔFosB izoformu stabilitāti, ΔFosB līmenis saglabājās ievērojami paaugstināts 24 stundas pēc pēdējās kokaīna lietošanas sesijas, kas atbilst iepriekšējiem pētījumiem, lietojot hronisku intravenozo kokaīna ievadīšanu (Pich un citi. 1997; Perotti un citi. 2008). Citi pētījumi, kuros tika izmantota pasīvā eksperimenta ievadīšana ar IP kokaīna injekcijām, atklāja, ka ΔFosB uzkrāšanās var saglabāties 1-2 nedēļas pēc pārtraukšanas (Cerēt un citi. 1994; Brenhouse un zvaigžņu, 2006; Patvērums un citi. 2006), lai gan mēs neatradām pierādījumus par šīm izmaiņām 3 nedēļas pēc kokaīna lietošanas pārtraukšanas. Kopā šie pētījumi liecina, ka ΔFosB uzkrāšanās var turpināties relatīvi īsus zāļu izdalīšanās periodus (<3 nedēļas) un tieši veicināt pastāvīgu kokaīna lietošanu, bet, iespējams, tieši neveicina lielāku atgriešanās tieksmi ilgstošas ​​abstinences gadījumā. Tomēr ΔFosB imūnreaktivitāte tika atklāta D1 receptoru saturošajos striatālajos neironos pēc 30 dienu ilgas atteikšanās no atkārtotas kokaīna lietošanas pelēm (Patvērums un citi. 2006). Šāda specifiska šūnu paraugu ņemšana var būt jutīgāka pret atlikušo ΔFosB uzkrāšanos nekā visa šajā pētījumā izmantotā audu analīze vai varbūt ΔFosB izmaiņas pelēm saglabājas ilgāk nekā žurkām. Iespējams, ka ΔFosB inducē transkripcijas notikumu kaskādi, kas izraisa ilgstošas ​​morfoloģiskas izmaiņas, piemēram, dendrīta mugurkaula veidošanos D1 saturošos striatāla neironos (Patvērums un citi. 2006; Labirints un citi. 2010). Šajā sakarā pēc hroniska kokaīna palielinās vairāki ΔFosB mērķi, tostarp Cdk5 un NFKB, un šie faktori var modificēt kodola accumbens shēmu, mainot neironu struktūru un / vai funkciju (Ang un citi. 2001; Benavides un Bibb, 2004; Nestler, 2008). Tādējādi ir iespējams, ka ilgstoša ΔFosB uzkrāšanās atcelšanas laikā nav nepieciešama tās ilgstošai ietekmei uz turpmāko narkotiku lietošanu vai meklēšanu, bet tā vietā varētu būt „molekulārs slēdzis”, kas aktivizē vairākus šūnu procesus, kas atvieglo pāreju uz vairākiem atkarīgās bioloģiskās valstis (Nestler un citi. 2001).

Tviņš pētījumā konstatēja, ka ar kokaīna starpniecību saistītā ΔFosB uzkrāšanos neietekmē kokaīna uzņemšanas brīvprātīga kontrole pašpārvaldes dzīvniekiem saskaņā ar iepriekšējiem pētījumiem, kuros izmantotas imūnhistoķīmiskas procedūras un vairākas narkotikas. (Perotti un citi. 2008; Pich un citi. 1997). Tas norāda, ka kokaīna izraisītie FosB un FosB pieaugumi, iespējams, ir saistīti ar farmakoloģisko reakciju pret kokaīnu vai citiem lejupējiem monoaminergisko receptoru signalizācijas notikumiem. Atšķirībā no ΔFosB, mēs noskaidrojām, ka toleranci pret kokaīna izraisītajiem cFos būtiski ietekmēja vēlēšanās kontrolēt kokaīna uzņemšanu NAc, bet ne CPu. Tādējādi tolerance pret kokaīna izraisītajiem cFos NAc neizdevās dzīvniekiem, kas saņēma kokaīnu pasīvi, izmantojot hronisku iedzimtu infūziju, salīdzinot ar akūtu dzelteno infūziju.. Šie konstatējumi ievērojami atšķiras no daudziem ziņojumiem par toleranci pret psihostimulantu izraisītiem cFos NAc, ja zāles tiek ievadītas pasīvā IP injekcijā (Cerēt un citi. 1994; Nye un citi. 1995; Čens un citi. 1995, 1997; Alibhai un citi. 2007). Ņemot vērā to, ka tolerance pret cFos kokaīna pašpārvaldes dzīvniekiem ir paralēla vairākiem pētījumiem ar atkārtotām IP injekcijām, hroniskas intravenozas intravenozas ievadīšanas tolerances trūkums var būt saistīts ar stresu, kas saistīta ar vairāku un neparedzamu kokainu injekcijām (Goeders 1997). Ventrālās, nevis muguras striatuma tolerances zudums atbilstu selektīvai ietekmei uz limbiskām ķēdēm, kas iesaistītas motivācijas un emocionālās reakcijās. Turklāt, lai gan pašnodarbinātajiem kokaīniem novēroja toleranci pret cFos indukciju, NAF apvalkā saglabājās ievērojams cFos proteīna palielinājums ∼50%, tūlīt pēc to galīgās pašpārvaldes sesijas, un tendence (p <0.1) cFos palielināšanās notika arī kodolā. Šīs neatbilstības iemesli, iespējams, atspoguļo atšķirības starp IP injekciju un daudzkārtēju IV infūziju 4 stundu laikā, kā tika apspriests iepriekš. CFos atlikusā indukcija NAc pēc hroniskas kokaīna pašpārvaldes ir jauns atklājums, kas liek pārdomāt tā lomu atkarības procesā, kur pēc hroniskas iedarbības zināmā mērā līdzās pastāvētu AP-1 kompleksi, kas satur cFos, ΔFosB un FosB. .

Ņemot vērā jaunākos pierādījumus par to, ka cFos tieši regulē ΔFosB uzkrāšanās muguras striatumā (Renthal un citi. 2008) ir interesanti, ka kokaīna izraisītie cFos CPu bija paralēli palielinātiem ΔFosB ar akūtu kokaīna iedarbību. Viena iespēja ir, ka ΔFosB uzkrāšanās ar akūtu ievadīšanu notiek 4 h sesijas laikā pārāk vēlu, lai ietekmētu cFos indukciju, bet tā klātbūtne 24 h pēc kokaīna hroniski ārstētiem dzīvniekiem kavē cFos inducēšanu ar nākamo kokaīna iedarbību. Šī ideja atbilst tendencei (p = 0.067) mērenai pozitīvai korelācijai starp cFos un ΔFosB līmeņiem CPu ar akūtu kokaīna lietošanu (0 h WD). Šis jēdziens saskan arī ar spēcīgo pozitīvo korelāciju starp cFos indukciju un kokaīna uzņemšanu CPu akūtos dzīvniekos. Šie rezultāti liecina, ka līdzīgi kā ΔFosB, cFos atbildes reakcija var atspoguļot saņemto kokaīna devu. Tomēr, NAc, lielāks ΔFosB uzkrāšanās ar hronisku kokteiļa ievadīšanu nevar ņemt vērā to, ka šajos dzīvniekos trūkst cFos reakcijas. Turklāt, lai gan pašpārvaldes dzīvniekiem bija acīmredzama tolerance pret cFos indukciju, spēcīgā pozitīvā korelācija starp atlikušajām cFos un ΔFosB līmeņiem NAc apvalkā pēc 24 h izņemšanas neatbalsta negatīvu mijiedarbību starp cFos un ΔFosB vēdera strijā. Vēl viena atšķirība no CPu datiem ir tāda, ka cFos NAc kodolā bija negatīvs, nevis pozitīvs korelācija ar kokaīna devu tūlīt pēc akūtas kokaīna ievadīšanas, kas varētu atspoguļot sesijas tachyphylaxis, kas rodas, lietojot lielāku devu vēdera strijā.

Kopumā šī pētījuma rezultāti liecina, ka pēc akūtas un hroniskas intravenozas kokaīna ievadīšanas cFos, FosB un ΔFosB izpaužas atšķirīgos reģionālos izteiksmes modeļos. Šie ekspresijas modeļi ir unikāli atkarīgi gan no zāļu iedarbības ilguma, gan apjoma, un tolerance pret kokaīna izraisītiem cFos ir ļoti atkarīga no kokaīna pašapkalpošanās. Rezultāti arī parāda, ka ΔFosB var uzkrāties ar akūtu un hronisku kokaīna ievadīšanu intravenozas injekcijas veidā, atbalstot domu, ka ΔFosB uzkrāšanās var būt svarīga agrīnos procesos, kas veicina paaugstinātu kokaīna meklēšanu un veicina kokaīna atkarības attīstību. Galu galā būs svarīgi saprast, kā ΔFosB var netieši ietekmēt ilgstošu narkotiku vēlmi izstāties, izmantojot relatīvi īstermiņa ietekmi uz gēnu ekspresiju kokaīna lietošanas laikā un agrīniem izdalīšanās periodiem. Centieni identificēt dažādus pakārtotos mērķus un to ietekmi uz neironu morfoloģiju un / vai funkciju galu galā noskaidros ΔFosB un citu ar Fos saistīto antigēnu lomu atkarības uzvedības izpausmē.

Papildmateriāls

Supp tabula S1

1. papildtabula. Vispārējie korelācijas rezultāti lineārai regresijas analīzei. Kreisajos trīs paneļos ir korelācijas starp kokaīna uzņemšanu un cFos (augšējais panelis), FosB (vidējais panelis) vai ΔFosB (apakšējais panelis) līmeni. Labie trīs paneļi satur korelācijas starp cFos un ΔFosB (augšējais panelis), cFos un FosB (vidējais panelis) un FosB un ΔFosB (apakšējais panelis). Katrai atsevišķai analīzei tiek parādīti relatīvie smadzeņu reģioni un WD laika punkti, kā arī atbilstošās r- un p-vērtības. * p <0.05, T0.1> p> 0.05.

Pateicības

Autori nav paziņojuši par interešu konfliktiem saistībā ar šo darbu. Šo darbu atbalstīja NIH dotācijas DA 10460 un DA 08227, kā arī Wesley Gilliland profesore biomedicīnas pētniecībā.

Izmantotie saīsinājumi

  • Procesors
  • caudāts-putamen
  • NAc
  • kodols accumbens
  • AY
  • akūta jūgs
  • CY
  • hronisks joks
  • CSA
  • kokaīna pašpārvalde
  • WD
  • izstāšanās
  • IV
  • intravenozi
  • IP
  • intraperitoneāli.

Atsauces

  • Alibhai IN, Green TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Noteikumu par. \ T fosB un ΔfosB mRNS ekspresija: in vivo un in vitro pētījumi. Brain Res. 2007: 1143: 22 – 33. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Ang E, Chen J, Zagouras P, Magna H, Holland J, Schaeffer E, Nestler EJ. Kodola faktoru κB indukcija kodolkrāsās ar hronisku kokaīna lietošanu. J Neurochem. 2001: 79: 221 – 224. [PubMed]
  • Bachtell RK, Choi KH, Simmons DL, Falcon E, Monteggia LM, Neve LN, Self DW. GluR1 ekspresijas loma kodolkrāsās neironiem kokaīna sensibilizācijā un kokaīna meklēšanā. Eur J Neurosci. 2008: 27: 2229 – 2240. [PubMed]
  • Belin D, Everitt BJ. Kokaīna meklējuma paradumi ir atkarīgi no dopamīna atkarīgā sērijas savienojuma, kas savieno vēderu ar dorsālo striatumu. Neirons. 2008: 57: 432 – 441. [PubMed]
  • Benavides DR, Bibb JA. Cdk5 loma narkotiku lietošanā un plastiskumā. Ann NY Acad Sci ASV. 2004: 1025: 335 – 344. [PubMed]
  • Ben-Shahar O, Ahmed SH, Koob GF, Ettenberg A. Pāreja no kontrolētas uz kompulsīvu narkotiku lietošanu ir saistīta ar sensibilizācijas zudumu. Brain Res. 2004: 995: 46 – 54. [PubMed]
  • Bradberry CW. Ekstracelulārā dopamīna dinamika akūtas un hroniskas kokaīna iedarbības dēļ. Neirologs. 2002: 8: 315 – 322. [PubMed]
  • Brenhouse HC, Stellar JR. c-Fos un ΔFosB ir atšķirīgi mainījušies dažādos kodolkrāsas apakšgrupās ar kokainu jutīgiem žurkām. Behav Neurosci. 2006: 137: 773 – 780. [PubMed]
  • Chen J, Nye HE, Kelz MB, Hiroi N, Nakabeppu Y, Hope BT, Nestler EJ. ΔFosB un FosB līdzīgo proteīnu regulēšana ar elektrokonvulsīvo krampju un kokaīna terapiju. Mol Pharmacol. 1995: 48: 880 – 889. [PubMed]
  • Chen J, Kelz MB, Hope BT, Nakabeppu Y, Nestler EJ. Hroniski Fos saistītie antigēni: stabilie ΔFosB varianti, ko izraisa smadzenēs ar hronisku ārstēšanu. J Neurosci. 1997: 17: 4933 – 4941. [PubMed]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Striatāla šūnu tipa specifiska ΔFosB pārmērīga ekspresija uzlabo kokaīna stimulāciju. J Neurosci. 2003: 23: 2488 – 2493. [PubMed]
  • Edwards S, Whisler KN, Fuller DC, Orsulak PJ, Self DW. Ar atkarību saistītās izmaiņas D1 un D2 dopamīna receptoru uzvedības reakcijas pēc hroniskas kokaīna lietošanas. Neuropsychopharm. 2007a: 32: 354 – 366. [PubMed]
  • Edwards S, Graham DL, Bachtell RK, Self DW. Reģionam raksturīga tolerance pret kokaīna regulētu cAMP atkarīgu proteīnu fosforilāciju pēc hroniskas pašregulācijas. Eur J Neurosci. 2007b; 25: 2201 – 2213. [PubMed]
  • Goeders NE. Neuroendokrīna loma kokaīna pastiprināšanā. Psychoneuroendocrinol. 1997: 22: 237 – 259. [PubMed]
  • Graybiel AM, Moratalla R, Robertsons HA. Amfetamīns un kokaīns izraisa c-fos gēna specifisku aktivāciju striosomu matricas nodalījumos un striatuma limbiskajās apakšnodaļās. Proc Natl Acad Sci USA. 1990: 87: 6912 – 6916. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Graham DL, Edwards S, Bachtell RK, DiLeone RJ, Rios M, Self DW. Dinamiskā BDNF aktivitāte kodolkrāsās ar kokaīna lietošanu palielina sevis ievadīšanu un recidīvu. Nat Neurosci. 2007: 10: 1029 – 1037. [PubMed]
  • Hope B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Tūlītēja agrīna gēnu ekspresijas regulēšana un AP-1 saistīšanās ar žurku kodolu accumbens ar hronisku kokaīnu. Proc Natl Acad Sci USA. 1992: 89: 5764 – 5768. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Ilgstoša AP-1 kompleksa, kas sastāv no mainītiem Fos līdzīgiem proteīniem smadzenēs, indukcija ar hronisku kokaīnu un citām hroniskām procedūrām. Neirons. 1994: 13: 1235 – 1244. [PubMed]
  • Ceru, ka BT. Kokaīns un AP-1 transkripcijas faktora komplekss. Ann NY Acad Sci. 1998: 844: 1 – 6. [PubMed]
  • Jorissen HJMM, Ulery PG, Henry L, Gourneni S, Nestler EJ, Rudenko G. Dimerizācija un transkripcijas faktora ΔFosB DNS saistošas ​​īpašības. Bioķīmija. 2007: 46: 8360 – 8372. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, et al. Transkripcijas faktora ΔFosB ekspresija smadzenēs kontrolē jutību pret kokaīnu. Daba. 1999: 401: 272 – 276. [PubMed]
  • Kufahl PR, Zavala AR, Singh A, Thiel KJ, Dickey ED, Joyce JN, Neisewander JL. c-Fos izteiksme, kas saistīta ar kokaīna meklēšanas uzvedības atjaunošanu, reaģējot ar nosacījumu, ka apstākļi ir atkarīgi no apstākļiem. Sinapse. 2009: 63: 823 – 835. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Lee K, Kim Y, Kim AM, Helmin K, Nairn AC, Greengard P. Kokaīna izraisīta dendrīta mugurkaula veidošanās D1 un D2 dopamīna receptoru saturošos vidējos smadzeņu neironus kodolos. Proc Natl Acad Sci USA. 2006: 103: 3399 – 3404. [PMC bezmaksas raksts] [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, Nestler EJ. Histona metiltransferāzes G9a būtiska loma kokaīna izraisītā plastiskumā. Zinātne. 2010: 327: 213 – 216. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. ΔFosB: molekulārs slēdzis ilgstošai adaptācijai smadzenēs. Mol Brain Res. 2004: 132: 146 – 154. [PubMed]
  • Neisewander JL, Baker DA, Fuchs RA, Tran-Nguyen LTL, Palmer A, Marshall JF. Fos olbaltumvielu ekspresija un kokaīna meklēšanās uzvedība žurkām pēc kokaīna pašpārvaldes vides iedarbības. J Neurosci. 2000: 20: 798 – 805. [PubMed]
  • Nestler EJ, Barrot M, Self DW. ΔFosB: ilgstošs molekulārs slēdzis atkarībai. Proc Natl Acad Sci USA. 2001: 98: 11042 – 11046. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Nestler EJ. Atkarības transkripcijas mehānismi: ΔFosB loma. Phil Trans R Soc B. 2008: 363: 3245 – 3255. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Farmakoloģiskie pētījumi par hroniska FOS saistītā antigēna indukcijas ar kokainu regulēšanu striatumā un kodolskaldnē. J Pharmacol Exp Ther. 1995: 275: 1671 – 1680. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. ΔFosB indukcija ar smadzenēm saistītajās smadzeņu struktūrās pēc hroniska stresa. J Neurosci. 2004: 24: 10594 – 10602. [PubMed]
  • Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, et al. AbuseFosB indukcijas atšķirīgie modeļi smadzenēs, izmantojot narkotikas. Sinapse. 2008: 62: 358 – 369. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Paxinos G, Watson GC. Žurku smadzenes stereotaksiskās koordinātas. 4th. Ņujorka: Academic Press; 1998.
  • Pich EM, Pagliusi SR, Tessari M, Talabot-Ayer D, van Huijsduijnen RH, Chiamulera C. Bieži neironu substrāti nikotīna un kokaīna atkarību izraisošajām īpašībām. Zinātne. 1997: 275: 83 – 86. [PubMed]
  • Renthal W, Carle TL, Maze I, et al. ΔFosB mediē epigenetisko desensibilizāciju c-fos gēnu pēc hroniskas amfetamīna iedarbības. J Neurosci. 2008: 28: 7344 – 7349. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Wallace DL, Vialou V, Rios L, et al. DeltaFosB ietekme uz kodoliem ir saistīta ar dabisku atalgojumu. 2008: 28: 10272 – 10277. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Jaunais ST, Porrino LJ, Iadarola MJ. Kokaīns inducē striatāla c-Fos-imunoreaktīvus proteīnus, izmantojot dopamīnerģisko D1 receptoriem. Proc Natl Acad Sci USA. 1991: 88: 1291 – 1295. [PMC bezmaksas raksts] [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos veicina kokaīna izraisītu pastāvīgu izmaiņu iegūšanu un izzušanu. J Neurosci. 2006: 26: 13287 – 13296. [PubMed]