Эмийн дадлагын туршлага Epigenetically prima-ыг агуулдаг Fosb gene accucens (2012)

ХЭЛЭЛЦҮҮЛЭГ: Дельтафосб нь донтолтоос сэргийлж ул мөр үлдээдэг гэдгийг нотолж байна. Онцгой байдлаар донтох нь эпигенетикийн өөрчлөлтүүдийг үүсгэдэг бөгөөд дахилт болох үед дельтафосыг хурдан хурдан индукц үүсгэдэг. Энэ нь олон жилийн туршид донтсон донтсон улс орнуудад хурдацтай өсч байгаа ч гэсэн дахин давтан хэлэхийг тайлбарладаг.


J Neurosci. Зохиогчийн гар бичмэл; PMC 2013 сард 25-д боломжтой.

 
Diane Damez-Werno,1,§ Quincey LaPlant,1,§ Хао Шэн нар,1 Кимберли Н.Скоби,1 Дэвид М.Диетз,1 Иан М. Вокер,2 Ja Wook Koo,1 Винсент Ф.Вайя,1 Езекиел Музон,1 Scott J. Russo,1 болон Эрик Ж.Нестлер1,*
Зохиогчийн тухай мэдээлэл ► Зохиогчийн эрх ба Лицензийн мэдээлэл ►
Нийтлэгчийн энэ нийтлэлийн эцсийн засварлагдсан хувилбарыг үнэгүй хаягаар авах боломжтой J Neurosci
PMC дахь бусад өгүүллийг үзнэ үү иш татах нийтлэгдсэн нийтлэл.
Руу явах:

Товч

ΔFosB, a Фосб генийн бүтээгдэхүүнийг кокаин зэрэг хүчирхийлэлд өртсөн мансууруулах бодисыг удаа дараа давтан хэрэглэсэн цөмийн карбонат (NAc), caudate putamen (CPu) -д өдөөгддөг. Энэхүү индукц нь генийн экспресс болон зан үйлийн гаж нөлөөний хэвийн бус байдлыг харгалзан үздэг.

Энд бид хархнуудад хар тамхитай холбоотой алсын зайн түүхийг нь мэдрэх чадварыг өөрчилж болох эсэхийг үнэлсэн Фосб дараагийн кокаины өртөлтөөр илэрсэн генийг хэлнэ. Кокаины өмнөх архаг архаг эмгэгийг удаан хугацаагаар цуцалснаар эмчилгээний үр дүн сайжирч байгааг харуулж байна Фосб NAc-ийн хувьд Фосб мRNA-ийн хурц индукцийн индукц, илүү их кокаин дахин өртсөний дараа Фосбын уургийн ил. Иймэрхүү зүйл байхгүй Фосб СНХ-д индукцийн ажиглалт ажиглагдсан, үнэндээ, ФХБ-ийн даралтын инфляци нь CPu-д дарагдсан.

Эдгээр хэвийн бус хэв маяг Фосб илэрхийлэл нь хроматины өөрчлөлттэй холбоотой Фосб генийн дэмжигч. Кокаины архаг архаг эмгэг өмнө нь РНХ полимераза II (Pol II) -д удаан хугацааны өсөлтийг үүсгэдэг Фосб Зөвхөн НКК-ийн дэмжигч, Пол II "зогсолт" праймууд гэж үзсэн Фосб Энэ бүс нутагт кокаин дахин өртсөн тохиолдолд танилцуулах. Кокайн тулгамдсан асуудал нь генийг дэмжигчээс Pol II-ийг чөлөөлөхөд хүргэдэг Фосб хуулбар. Кокайн тулгамдсан асуудал нь бас л дарангуйлагч гистоны өөрчлөлтийг бууруулдаг Фосб NAc-ийн дэмжигч боловч дарангуйлагч тэмдгийг нэмэгдүүлж, CPU идэвхижих тэмдгийг багасгадаг.

Эдгээр үр дүнгүүд нь хроматины динамикт шинэ ойлголтыг өгдөг Фосб промоутэр, принтерийн шинэ механизмийг илтгэнэ Фосб кокайн дахин өртсөний дараа NAc-д индукцийн талаар танилцуулна.

Руу явах:

Оршил

Эмийн донтолт нь эмийн эрэл хайгуул, эмчилгээнд ихээхэн сөрөг нөлөө үзүүлдэгKalivas et al., 2005; Hyman et al., 2006). Архаг эмийн өртөлт нь венийн шүүдэсжилт (эсвэл nucleus accumbens; NAc) болон нурууны хавдар (эсвэл caudate putamen), эмийн урамшуулал, донтолтын үед үүссэн эмгэгүүд (Freeman et al., 2001; Робинсон ба Колб, 2004; Шахам ба найдвар, 2005; Maze болон Nestler, 2011). ΔFosB нь эрт үеийн генээр кодлогдсон задаргаа, тогтвортой уураг, Фосб, NAc ба CPu-ийн эмчилгээний үр дүнтэй шинж чанар нь архаг үрэвсэл бүхий архаг эмгэгээр илэрдэг бөгөөд энэ нь эмийн давтан эмийн эмчилгээнд мэдрэмтгий зан үйлийн хариу үйлдлүүдийг зохицуулдаг (Нестлер, 2008). Гэсэн хэдий ч, Өмгөөллийн хүчирхийллийн өмнөх архаг эмгэг нь ΔФосбын дараа үеийн индукцийг үл мэдэгдэх эсэх нь тодорхойгүй хэвээр байна.

Бид сүүлийн үед эмийн архаг эмчилгээний үр дүнд хроматины өөрчлөлт нь зорилтот тархины бүсэд тодорхой гүрний мэдрэх чадварыг өөрчилж болох юмРобисон, Нестлер нар, 2011). Архаг засаг захиргааны дараа бүтэц, хроматинатын бүтэц, хроматиныг хуулбарлахад хялбар болгож, фосфоржуулах, ацетилаци, гистоны сүүлчийн метилжилт зэрэг олон янзын өөрчлөлтөөр дамжуулан мансууруулах эмийн хэрэглээг харуулав. Селекцийн системийн соѐлын тогтолцоон дахь сүүлийн үеийн ажил нь RNA полимераза II (Pol II) -ийг "илэрхийлэгдээгүй" генийг экспрессионуудаас өмнө төвлөрүүлэх ажилд төвлөрдөг бөгөөд Pol II нь протоколын бүс нутгууд болон транскрипцийн эхлэлийн талбайн эргэн тойронд (TSS ) "түдгэлзүүлсэн" төлөвтCore болон Lis, 2008; Nechaev, Adelman, 2008). Дараа нь Pol II-ийг идэвхжүүлснээр промутор болон TSS бүс нутгуудаас тэдгээр "гуят" генүүдийн транскрипцийг ("Zeitlinger et al., 2007; Saha et al., 2011; Bataille et al., 2012).

Энд бид кокайн архаг хордлогын өмнө, дараа нь суналтын хугацаа дууссаны дараа Фосб ген нь дараагийн кокаины удирдлагыг хэрэгжүүлдэг. Дараа нь бид тодорхой ялгаатай хроматина гарын үсэгийг тодорхойлох Фосб генийн дэмжигч NAc болон CPu дахь генийн дэмжигч Фосб г. Фосб НКК-ийн proximal promoter зөвхөн тархины бүс нутгуудад хэд хэдэн идэвхжүүлсэн эсвэл дарангуйлсан гистологийн өөрчлөлтөд өөрчлөлт орсон. Эдгээр үр дүнгүүд нь хроматины динамикт шинэ ойлголтыг өгдөг Фосб генийг дэмжигч, эхний удаа Пол II-г зогсоох механизмыг анх удаагаа харуулав Фосб кокайн дах дахин өртсөний дараа NAc-ийн идэвхжүүлэлтийг илүү идэвхжүүлэх.

Руу явах:

Материал, арга зүй

амьтад

Бүх Sprague Dawley хархнууд (250-275 g; Чарльз Голын лаборатори) нь бүх туршилтад ашиглагддаг бөгөөд цаг уурын хяналттай өрөөнд 12 цаг / гэрлийн ус зар сурталчилгаа. Бүх малыг өдөрт хоёр удаа тарьсан кокаин (15 мг / кг, ip) эсвэл давстай (ip) -аар тарьсан байна. Амьтны туршилтыг Синай ууланд Байгууллагын Мал аж ахуй ба Хэрэглээний Хороо (IACUC) баталсан.

Locomotor хэмжилт

Амьтдыг 1 hr-ийн эхний өдөр байршуулагч камерт хийдэг байсан ба дараа нь Photobeam Activity System (San Diego Instruments) ашиглан давсны уусмалын дараа хяналтын цэгийн үйл ажиллагааг хянаж байв. 1-ийн өдөр тутмын байршлын камерт өдөр бүр кокайн (15 mg / kg, ip) өдөр бүр 2-ыг өдөр тутам удирддаг бөгөөд 1-ийн цагаригийг дахин хянах боломжтой болсон.

Immunohistochemistry

Амьтад нь хамгийн сүүлчийн эмийнхээ дараа 24 цаг агаарт цацагдав. ΔFosB / FosB вируст гепатитын үйл ажиллагаа илэрсэнPerrotti et al., 2004). Баруун бүслүүр нь FosB / FosB-тэй төстэй дархлааг идэвхжүүлсэн эсэхийг илрүүлсэн бөгөөд кокаин тариулснаас хойш 24 буюу түүнээс дээш хугацаанд кокаин тарилга ΔFosB-ыг илрүүлсэн ба FosB-ийг илрүүлэх боломжгүй (илрээгүй).

РНХ-ийн тусгаарлалт, урвуу дамжуулалт, ба PCR

Тодруулснаар хоѐр талын 12 хэмжилтийг NAc ба dorsolateral / dorsomedial CPuPerrotti et al., 2004), хуурай мөс хөлдөөсөн, хэвлэгдсэн протоколуудын дагуу боловсруулсан (Covington et al., 2011). ΔFosB болон FosB мRNA нь ISO-гийн тоон хэлбэрээр (qPCR) isoform тодорхой ΔFosB ба FosB праймеруудаар хэмжигдэнэ.Alibhai нар, 2007). ΔFosB ба FosB м рНХ-ийн түвшинг GAPDH местологийн түвшинд хэвийн болгож, кокаин өртөх нөлөө үзүүлээгүй (харагдахгүй).

Баруун бүслүүр

NAc болон CPu дээрх цооногуудыг дээрх байдлаар цуглуулж, баруун бүслүүрт зориулан боловсруулсанCovington et al., 2011), ERK44 / 42 [extracellular signal regulated kinase-44 / 42], фосфоерК44 / 42 (pERK), AKT [тимома вирусийн протокоиден], p-AKT, SRF (ийлдсийн хариу урвалын хүчин зүйл), pSRF, CREB [CAMP хариу элемент холбох уураг], болон pCREB. Кокаиныг өртөхөөс хамгаалсан актин эсвэл tubulin-ийн түвшинд тус бүрийн эгнээнд ууршсан уургийн хэмжээг хэвийн болгосон.

Chromatin-ийн дархлаа сэргээх (Chip)

Chip-д зориулж шинээр боловсруулсан NAc ба CPu цоолтуурыг бэлтгэсэн (Maze et al., 2010). Туршилтын нөхцөл бүрийг бие даасан бүлгүүдээс гурван удаа шинжлэв. Chip дээж бүрийн хувьд хоѐр талын NAc болон CPu-ийн хошууг таван хархаас (10 punches) нэгтгэсэн. Тодорхой гистоны өөрчлөлтийг ашигласан эсрэгбие нь хэвлэгдсэн зүйлтэй адилMaze et al., 2010); түүний карбоксиль терминал (CTD) давтат бүс (Pol II-pSer5) -ийн Ser5-д фосфоржуулсан ПТ-ийн эсрэгбиеийг 5131-ийн abcam-аас авав. Чипийн принтерийн дөрвөн багц нь зориулагджээ Фосб (Lazo нар, 1992; Манделзис нар, 1997): 1F: GTACAGCGGAGGTCTGAAGG, 1R: GAGTGGGATGAGATGCGAGT; 2F: CATCCCACTCGGCCATAG, 2R: CCACCGAAGACAGGTACTGAG; 3F: GCTGCCTTTAGCCAATCAAC, 3R: CCAGGTCCAAAGAAAGTCCTC; 4F: GGGTGTTTGTGTGTGAGTGG, 4R: AGAGGAGGCTGGACAGAACC. Хроматины өөрчлөлтүүд нь оролтын ДНХ-тэй харьцуулагдсан байдагMaze et al., 2010).

Статистикийн дүн шинжилгээ

Бүх мэдээлэгдсэн утгууд нь дундаж ± сем байна Хөдөлгөөний идэвхжил ба эсийн тооллогын талаар өгөгдөлд хоёр талт ANOVA-уудаар эмчилгээ, тарилгын хамт шинжлэв. qPCR туршилтыг цаг хугацааны хувьд нэг талт ANOVA-ээр шинжилгээ хийж хүчин зүйл болгон шинжилсэн. Чухал гол нөлөө ажиглагдсан үед (p <0.05), Bonferroni-ийн дараахь туршилтыг мансууруулах бодисгүй гоймонтой давсны уусмалаар эмчилсэн амьтад (^ зургаар), мансууруулах бодис гэнэн кокаинтай харьцуулсан амьтадтай харьцуулах зорилгоор хийсэн (зураг дээр *). Хосгүй хоёр сүүлт Оюутны t-тестийг Western blotting болон ChIP-ийн өгөгдөлд ашиглаж, олон харьцуулалт хийхэд залруулга хийсэн болно.

Руу явах:

үр дүн

Их NAc-д Fosb-ийн мэдрэх чадваргүй, харин CPU-ийн хувьд кокаины туршлагатай хархнууд байдаг

Кокаины өмнөх архаг явцын нөлөөг судлах, дараа нь удаан хугацаагаар гарах, Фосб дараагийн кокаины сорилтыг харгалзан, өдөрт 2 удаа тамхи татдаг байсан хар тамхи (15 мг / кг) 10 хоногт тарьсан хар тамхи 28 хоногийн дараа эмийн тунгаар хэрэглэж байсанЗураг 1A). Бид эхлээд кокаины өртөлтийг урьдчилан мэдэрч, мансууруулах бодисын удирдлагыг хүлээгдэж буй үр дагавараар баталгаажуулахын тулд нэг бүлгэмд нэгтгэсэн мономерототын хариуг нэг бүлэгт хэмжсэн. Кокаин-туршлагатай, олон төрлийн хархнууд нь суурьшмал суурьтай орон зай бүхий үйл ажиллагаа явуулж, мансууруулах бодистой амьтадтай холбоотой кокаины сорилтыг харуулсан байна.Зураг 1B. Дахин давтан хэмжих арга Анува, эмчилгээ: F1,66 = 30.42, p <0.0001; кокаины сорилт: F2,66= 58.39, p <0.0001; эмчилгээ x кокаины сорилт: F2,66= 8.56, p = 0.0005, Bonferroni дараах сорилтууд ^p <0.001). Энэхүү кокаины сорилт нь кокаин туршлагатай харханд харш хөдөлгөөний хөдөлгөөнийг ихээхэн нэмэгдүүлж, өөрөөр хэлбэл мэдрэмтгий байдлыг бий болгосон (Bonferroni-ийн дараахь туршилтууд * p <0.001).

Зураг 1  

Покероторын үйл ажиллагаа болон кокаины урьдал архаг үрэвслийн нөлөө Фосб мансууруулах бодисын дахин өртөлтөнд NAc болон CPu-д индексжүүлнэ

Кокаины урьдчилан боловсруулсан дэглэмийн нөлөөг үнэлэх NAc ба CPu-д FosB-ийн экспрессийг үнэлэхийн тулд бид ФНКБ уургийг immunohistochemical аргаар 24 цагийг кокаин-гей, кокаин туршлагатай малын 0, 1, 3 эсвэл 6 өдөр тутмын кокаин сорилоор эмчилсэн тарилга (15 mg / kg; Зураг 1A). Өмнө байгуулагдсанчланNye et al., 1995), 3 кокаин тарих нь NAc ба мансууруулах бодисын амьтдын дунджаар Фосбын уураг мэдэгдэхүйц хангалттай байсан ба кокайн тарилга 6 хоногийн дараа их хэмжээгээр хуримтлагдаж байсан (1C зураг. Дахин давтан хэмжих арга Анува, эмчилгээний гол цөм, эмчилгээ: F1,28= 23.5, p <0.0001; кокаины сорилт: F3,28= 49.16, p <0.0001; эмчилгээ x кокаины сорилт: F3,28= 6.83, p = 0.0014; NAc бүрхүүл, эмчилгээ: F1,28= 18.69, p <0.0001; кокаины сорилт: F3,28= 31.52, p <0.0001; эмчилгээ x кокаины сорилт: F3,28= 3.21, p <0.05; CPu, эмчилгээ: F1,28= 9.47, p <0.001; кокаины сорилт: F3,28= 19.74, p <0.0001; эмчилгээ x кокаины сорилт: F3,28= 0.94, p> 0.05. NAc цөм, бүрхүүл, CPu, Bonferroni-ийн дараахь тестүүд ^p <0.05). Кокаин туршлагатай амьтдад 28 хоногийн дараа NAc эсвэл CPu-д ΔFosB индукцийг үргэлжлүүлэн өдөөсөн гэсэн нотолгоо байхгүй байсан бөгөөд ΔFosB дохио энэ хугацаанд бүрэн сарнидаг гэсэн өмнөх мэдээллүүдтэй уялдуулан (Nye et al., 1995) Энэ судалгаанд энэ удаагийн цэгийг ашигласан шалтгаан. Гэсэн хэдий ч кокаин нь 3 буюу 6 кокаины сорилын тарилгыг хүлээн авсан туршлагатай хархнууд NAc-ийн Фосбын уургийн индексийг мэдэгдэхүйц ихэссэн нь үндсэн болон бүрхүүлийн дэд салбаруудад нөлөөлж байсан (1C зураг. Bonferroni-ийн дараахь тестүүд * p <0.05). Үүний эсрэгээр CPu-д greaterFosB уургийн ийм их индукц ажиглагдаагүй; Үүний оронд regionFosB-ийн индукцийг энэ бүс нутагт кокаин-гэнэн, туршлагатай харханд 3 эсвэл 6 хоногийн кокаины сорилын тарилга хийсний дараа ажиглав.1C зураг).

Кокаины сорилтын үр дүнд NAc болон CPu-д хийгдсэн транскрипцийн хувирлын өөрчлөлтийг олж авахын тулд бид кокаин эсвэл давсны шахуургын нэг удаагийн Фосб, ФосБ мУНГ-ын мэдэгдэж буй ур чадварын хугацааг (45, 90, 180 мин) 28-ийн өдрөөс хойш кокаин-гей болон туршлагатай хархнууд (хар Зураг 1A). Давстай сорилттой харьцуулахад кокаины сорилт нь кокаин-амьтдын амьтад болох NAc болон CPu-ийн бүх гурван цагт ΔFosB болон FosB мННН-ийн түвшинг хурдацтай өсгөсөнЗураг 1D. Дахин давтагдах арга хэмжээг нэг удаа ANOVA; Bonferroni дараах сорил ^p <0.05). NAc-д кокаины сорилын дараа кокаинтай гэнэн амьтадтай харьцуулахад кокаин туршлагатай амьтдад ΔFosB ба FosB mRNA индукцийг илүү их ажигласан бөгөөд үр нөлөө нь 90 минутын хугацаанд мэдэгдэхүйц байсан бол эсрэгээр CPu дахь ΔFosB ба FosB mRNA-ийн индукцид мэдэгдэхүйц байна. кокаин туршлагатай амьтдын тоо буурсан (Зураг 1D. Bonferroni дараах сорил %p = 0.08, * p <0.05).

НКС, Кокайн кокаины туршлагатай хархнууд дээр урсгалын дээд замын дохиоллын шинж чанар

Магадлалын өөрчлөлтийг мэдэх боломжтой нэг тайлбар Фосб кокаиныг архаг явцын дараа NAc болон CPu дахь ген нь кокаины өртөлтийн алсын түүх нь дээд урсгалын замын дохиоллын замууд дахь удаан хугацааны өөрчлөлтүүдийг үүсгэж болзошгүйг харуулж байна. Фосб генийн индукц нь кокаины сорилт нь генийг нэвчүүлэх түвшин хүртэл өдөөдөг. Энэхүү таамаглалыг судлахын тулд бид эдгээр тархины бүсэд FosB-ийн кокаины индукцид шаардагдах хоёр дамжуулалтын хүчин зүйл, SRF болон CREB гэсэн хоёр шинжилгээг хийсэн.Vialou нар, 2012), уургийн протеаза, ERK болон АТТ зэрэг нь кокаин үйлдэлтэй холбоотойValjent et al., 2000; Lu et al., 2006; Boudreau et al., 2009). Эдгээр янз бүрийн уурагуудын нийт эсвэл фосфоржлуулсан түвшинд ямар нэгэн өөрчлөлтийг илрүүлээгүй. Фосб SRF, CREB, AKT-ийн өөрчлөлт ороогүйЗураг 2B, C). Кокаины сорилтын хариу арга хэмжээ нь pCRF болон pCREB-ийн өөрчлөлтийн дутагдал нь сүүлийн үеийн илтгэлд нийцэж байгаа бөгөөд энэ нь зөвхөн архаг кокаинаар ихээхэн хамаардаг болохыг олж тогтоосон (Vialou нар, 2012).

Зураг 2  

НКС болон CPU дахь дээд молекулын дохиоллын урд хэсэгт кокаины урьдал хөдлөлийн үзүүлэх нөлөө

Мансууруулах бодистой амьтны NAc болон CPu дэх эмийн анхны өртөлтийн дараа 20 минЗураг 2A), кокаины нэг сорилт нь pERK42 / 44-ийн түвшинг бууруулсан (Зураг 2B, C. Хоёр сүүлтэй оюутны t-тест: * p <0.05). Цочмог кокаин хэрэглэсний дараа эдгээр бүс нутагт PERK түвшин нэмэгдсэн тухай урьд өмнө мэдээлж байсан (Valjent et al., 2000). Энэ нь кокаин тариулснаас хойш ЭКК-ийн фосфоржиацийг илрүүлэх бусад баримттай харьцуулахад бусад баримттай харьцуулахад хэцүү байдаг (Boudreau et al., 2007; Шен нар, 2009), бидний судалгаагаар PERK нь 28 хоногийн дараа кокайн эсвэл давсны уусмалын дараагаар тодорхойлогддог. Кокайн антиоксидант кокаиныг анх удаа кокаин хэрэглэсэнтэй харьцуулахад 28 өдрөөс хойш кокаин нь туршлагатай харханд дахин өртөж, ПНК42 / 44 түвшинг ихэсгэхэд хүргэсэн (Зураг 2B, C. Хоёр сүүлчийн оюутны тест: * p <0.05).

Хроматины байдал НКК болон кокайний идэш тэжээлийн хулгануудад Fosb генийн промильер

Дараа нь бид өөрчлөлтөд орсон эсэхийг судалж үзье Фосб Генийн мэдрэх чадвар нь түүний хроматин бүтцийн өөрчлөлттэй холбоотой байдаг. Chrysanthemum болон CPU дээр эсрэгбиеийг гистологийн өөрчлөлтийн гурван сайн шинж чанараар нь ялгасан эсрэгбие ашиглан хийсэн. Үүнд: генийн хэлмэгдүүлэлттэй холбоотой histone H4 (H3K3me4) генийн идэвхжүүлэлт, H3K3me27 болон H3K3me9-ийн trimethylation. 2-ийн өдрөөс хойш кокаин тарих, сорох, эсвэл 28-ыг хоёуланг нь шинжилж үзсэний дараа кокаин-гей, туршлагатай хархуудыг шинжилсэн.Зураг 3A). NAc-д бид эдгээр гурван гистаник өөрчлөлтүүдийн аль нэгийг холбоход чухал өөрчлөлтүүд олсонгүй Фосб кокаины сорилт байхгүй үед генийн промоутэр, H3K9me2-ийн түвшин буурсан хандлагатай байсан (3B-D зураг. Хоёр tailed Student t-test. #p = 0.2 эмийн сангуудын хяналттай холбоотой харьцуулсан). Энэхүү нөлөө нь кокайн сорилын дараа чухал ач холбогдолтой болсон бөгөөд генийн proximal promoter бүсэд зориулагдсан байсан (3C зураг. * p <0.05). H3K9me2-ийн хэмжээ зарим генүүдэд маш бага байдаг бол Фосб генийг дэмжигч нь хяналтын нөхцөлд NAc-д энэ тэмдгийг илтгэх түвшинг харуулж байна (Maze et al., 2010, өгөгдөл харуулаагүй). Үүний эсрэгээр, CPU-д бид H3K4me3 холболтод бага боловч мэдэгдэхүйц бууралтыг олсон бөгөөд H3K27me3 холболтыг Фосб кокаины сорилт бэрхшээл, сорилт бэрхшээлийг даван туулсан үр дагаваргүй тохиолдолдЗураг 3D. * p <0.05).

Зураг 3  

Эпенезетикацийн өмнөх архаг кокаины өртөлт Фосб NAc болон CPu дахь ген

Дараа нь бид Дараа нь Pol II-тэй холбоотой Фосб ген нь эсийн өсгөвөр дэх сүүлийн үеийн судалгаагаар TSS-ийн Pol II-ийг зогсоож, түүний CTD давталтын бүс дэх Ser 5-ийн фосфориолизоор тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь генийг шингээхтэй холбоотой юм. Тиймээс бид Pol II-pSer5 холболтыг шинжилсэн Фосб генийн дөрвөн өөр бүсэд (Зураг 3B). Энэ шинжилгээгээр Пол II-pSer5-ийн баяжуулалтыг чухалчлан үзсэн Фосб генийг proximal promoter бүс нутагт, кокаины туршлагатай мэрэгчдийн NAС-ийн эргэн тойрон дахь хямралын дараа кокаины сорилт байхгүй тул хяналтыгЗураг 3E. * p <0.05). Генийн биений хоёр хэсэгт энэ баяжилт илт мэдрэгдээгүй байв Фосб, туршилтын энгийн системд тодорхойлсон Pol II зогсолттой нийцдэг. Сонирхолтой нь, кокаины сорилт хийсний дараа Пол II-pSer5 холбох нь баяжуулах шинж тэмдгүүд илэрч байсан хэдий ч мэдэгдэхгүй Фосб proximal promoter бүс (Зураг 3E. %p = 0.1) боловч TSS дээр хяналтын түвшингүүд рүү буцдаг. CPU дээр гарсан үр дүнгүүд нь илүү хувьсагчтай байсан тул Pol II-pSer5-ийн ажиглалтыг тодорхойлсонгүй.

Руу явах:

хэлэлцүүлэг

Энэ судалгаа нь Фосб кокаин давтан илрүүлснээс хойш долоо хоногийн дараа. Кокаины архаг архаг арчилгааны өмнөх аргыг бид харуулж байна Фосб NAc-д илүү ихээр өдөөгддөг ген нь мансууруулах бодис дахин өртсөний дараа ΔFosB-ийг хурдан хуримтлуулдаг. НКК-ийн Фосбын индукцийг кокаинд мэдрэмтгий зан үйлийн хариу үйлдлээр зуучлах нотолгоо давамгайНестлер, 2008), бидний олсон үр дүнгүүд нь удаан хугацаагаар гарахаас хойш иймэрхүү мэдрэмжтэй хариу үйлдэлүүдийг илүү хурдан сэргээхийн тулд шинэ механизмыг илэрдэг.

Бид NAc дахь ΔФосБ-ийн сайжруулсан индукцийг дээрх хрнатомийн өөрчлөлттэй холбон үзүүлж байгааг бид харуулж байна Фосб генийг илүү их индукцид хүргэхийг хүлээнэ. Ийнхүү 4-ийн долоо хоногт кокаиныг архаг кокаины эмчилгээнээс хассаны дараахь генийн проксималлогч болон TSS бүлгүүдтэй холбосон Пол II-ийг нэмэгдүүлсэн. TSS-ийн баяжуулалтыг кокаины сорилт, Фосб индукц, эсийн өсгөвөр дэх загварт нийцсэн Pol II генийн идэвхжүүлэлтээс TSS-ээс суллагддаг (Танилцуулгыг үзнэ үү). Кокаины сорилт нь H3K9me2-ийн генийн дарангуйлалын шинж тэмдгийг хурдан бууруулж чаддаг. Фосб дэмжигч. Үүний эсрэгээр бид хэд хэдэн хөшөөний хүчин зүйл буюу тэдгээрийн дээд урвал, тэдгээрийг зуучлах Фосб Кокаиныг индукцээр тайлбарлах. Эдгээр үр дүнгүүд нь бидний таамаглалыг дэмжиж NAc дахь осФосб-ийн индукцийн индукцийг эпигений шинжлэх Фосб ген, дээд талын үйл явдлын дээд давхрагаас бус харин.

CPu-д маш их ялгаатай үр дүн гарлаа. Пол II-д зогссон нотолгоо алга Фосб Кокаины дасалтай кокаин нь кокаины сорилт хийхээс өмнө байсан хэдий ч генийн дарангуйлалд нийцэх жижиг боловч гистологийн өөрчлөлтүүд байсан хэдий ч H3K27me3 нь H3K4me3 холболтыг заавал дагаж мөрдөх, бууруулсан. Мөн транскрипцийн дээд хүчин зүйл буюу багасгасан контактууд өөрчлөгдөөгүй Фосб индукц. Эдгээр үр дүнгүүд нь кокаины архаг арчилгааны дараах эпенометрийн өөрчлөлт нь буурахад хүргэдэг Фосб CPu-д генийн мэдрэх чадвар, NAc-ийн характеристикээс ялгаатай. Гэсэн хэдий ч эдгээр үр дагавар нь кофенд дахин өртөх үед ΔFosB мRNA индукцийг дарангуйлж байгаа боловч ΔФосБ уураг хуримтлагдах алдагдал байхгүй. Энэ парадокс суурилсан механизм нь цаашид мөрдөн байцаах шаардлагатай байна.

Ерөнхийдөө бидний үр дүн нь кокаины архаг архаг үрэвслийн эсрэг хариу үйлдэл хийхийн тулд тодорхой ген дэх хроматины ландшафтын өөрчлөлтийн загварыг дэмжиж, тэр эмийг дахин өртсөний дараа дараагийн индукцид шилжүүлэхэд эдгээр генийг мултрах загварыг дэмждэг. Иймэрхүү хроматины өөрчлөлтүүд нь "эпигеныйн сорви" гэж үзэж болох ба энэ нь генийн тогтвортой глобулын түвшинг шинжлэхэд алдагдах болно. Ийм байдлаар донтох шинж тэмдгийн шинж тэмдэг нь шинэ эмчилгээний зорилгоор олборлож болох эмгэгийн эмгэг жам ёсны молекулын эмгэг жамын тухай шинэ мэдээллээр илэрдэг.

Руу явах:

Талархал

Энэ ажлыг Үндэсний Эмийн Хүрээлэнгийн буцалтгүй тусламжаар дэмжсэн.

Руу явах:

Ашигласан материал

  • Алибайн IN, Ногоон ТТ, Potashkin JA, Nestler EJ. Фосби ба Делтафосб мRNA экспресс: виво болон in vitro судалгаанууд. Brain Res. 2007;1143: 22-33. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Батилейн AR, Jeronimo C, Jacques PE, Laramee L, Fortin ME, Ойн А, Бергерон М, Ханес SD, Роберт Ф. А Universal РНХ Полимераза II CTD-ийн цикл нь Kinase, Phosphatase, Isomerase Enzymes-ийн дагуу Генийн дагуух цогц контактууд юм. Мол эс. 2012;45: 158-170. [PubMed]
  • Boudreau AC, Reimers JM, Милованович М, Чоно ME. Кокайнаас гарах үед эсийн гадаргуу AMPA рецепторууд кокаин гарах үед нэмэгдэж байгаа боловч кокайн сорилын дараа mitogen-идэвхжүүлсэн уургийн kinase-ийн идэвхжлийг идэвхжүүлсэнтэй холбоотойгоор хийдэг. J Neurosci. 2007;27: 10621-10635. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Boudreau AC, Ferrario CR, Glucksman MJ, чоно ME. Дохиоллын эмгэгийн зохицуулалт ба шинэ уургийн киназа Кокаиныг зан үйлийн мэдрэмжтэй холбоотой субстрат. J Neurochem. 2009;110: 363-377. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Гол LJ, Lis JT. РНХ полимераза II промоторыг пролксометрийн аргаар түр шилжүүлэх замаар бичлэг хийх зохицуулалт. Шинжлэх ухаан. 2008;319: 1791-1792. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Covington HE, 3rd, Maze I, Sun H, Bomze HM, DeMaio KD, Wu EY, Dietz DM, Lobo MK, Ghose S, Mouzon E, Neve RL, Tamminga CA, Nestler EJ нар. Коаминаас үүдэлтэй эмзэг байдлыг стресст оруулахад дарангуйлсан гистон метилийг ашиглах үүрэг. Neuron. 2011;71: 656-670. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Freeman WM, Nader MA, Nader SH, Robertson DJ, Gioia L, Митчел SM, Daunais JB, Porrino LJ, Фридман АН, Vrana KE нар. Хүний бус үржлийн цөмд кокайн-зууч өөрчлөлт нь генийн экспрессийг тодруулдаг. J Neurochem. 2001;77: 542-549. [PubMed]
  • Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Донтолтын мэдрэлийн механизм: шагналд хамаарах сургалт ба санах ойн үүрэг. Annu Rev Neurosci. 2006;29: 565-598. [PubMed]
  • Kalivas PW, Volkow N, Seamans J. Донтолтонд эмх цэгцгүй ханддаг: prefrontal-accumbens glutamate-ийн дамжуулалт. Neuron. 2005;45: 647-650. [PubMed]
  • Lazo PS, Dorfman K, Noguchi T, Mattei MG, Bravo R. FosB генийн бүдүүвч ба зураглал. FosB нь fosB promoter-ийн ажиллагааг бууруулдаг. Nucleic Acids Res. 1992;20: 343-350. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Lu L, Koya E, Zhai H, Hope BT, Shaham Y. Кокаины донтолтын үед ERK-ийн үүрэг. Невропатын чиг хандлага. 2006;29: 695-703. [PubMed]
  • Манделзис А, Груда Мастер, Браво Р, Морган Ж. 37 kDa фосфортой холбоотой антиген болон AP-1-тэй төстэй ДНХ-линкын үйлдэл нь kainic хүчил эмчилгээний fosB-ийн хулганын тархинд байхгүй. J Neurosci. 1997;17: 5407-5415. [PubMed]
  • I Maze, Nestler EJ. Донтолтын тухай эпигенетикийн ландшафт. Анн NY Acad Sci. 2011;1216: 99-113. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Мазе би, Ковингтон HE, 3rd, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Мечик М, Моузон Е, Neve RL, Haggarty SJ, Рэн Ю, Samp Samper SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakhovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Гистийн метилтрансферазын G9a-ийн гол үүрэг нь коаминаас шалтгаалсан уян хатан чанар юм. Шинжлэх ухаан. 2010;327: 213-216. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Nechaev S, Adelman K. Promoter-proximal Pol II: хурдыг зогсоох үед зүйлүүд дээр хүртэл. Гар утас. 2008;7: 1539-1544. [PubMed]
  • Nestler EJ. Дүгнэлт. Донтох хувилбарын механизм: DeltaFosB-ийн үүрэг. Филос Trans R Soc Лондон Б Biol Sci. 2008;363: 3245-3255. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Архаг FOS-тэй холбоотой антигений индукцийн зохицуулалтыг кокаин ба бөөмөрхөгөнд агуулагдах эмийн судалгаанууд. J Pharmacol Exp. 1995;275: 1671-1680. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Архаг стрессийн дараа цалинтай холбоотой тархины бүтцэд дельта фостерийг танилцуулах. J Neurosci. 2004;24: 10594-10602. [PubMed]
  • Робинсон TE, Колб Б. Хариуцлагатай эмэнд өртөхтэй холбоотой бүтцийн уян хатан байдал. Neuropharmacology 47 Suppl. 2004;1: 33-46. [PubMed]
  • Robison AJ, Nestler EJ. Донтолтын тухай дипломат ба эпигенетикийн механизм. Nat Rev Neurosci. 2011;12: 623-637. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Saha RN, Wissink EM, Bailey ER, Zhao M, Fargo DC, Hwang JY, Daigle KR, Fenn JD, Adelman K, Dudek SM нар. Arc болон бусад IEG нь түр зуурын идэвхтэй RNA полимераза II-т тулгуурладаг. Nat Neurosci. 2011;14: 848-856. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • BT Shame Y. Мансууруулах бодис илрүүлэхэд дахилтын эмчилгээ хийлгэх үүрэг. Nat Neurosci. 2005;8: 1437-1439. [PubMed]
  • Шен HW, Toda S, Moussawi K, Bouknight A, Zahm DS, Kalivas PW. Кокаин-экзотик харханд уян харимхайн нугасны нуруу нь өөрчлөгдсөн. J Neurosci. 2009;29: 2876-2884. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Valjent E, Corvol JC, Pages C, Besson MJ, Maldonado R, Caboche J. Кокайн-шагналын шинж чанаруудад эсийн гаднаас дохио-зохицуулагдсан киназа каскаци ордог. J Neurosci. 2000;20: 8701-8709. [PubMed]
  • Zeitlinger J, Stark A, Kellis M, Хонг JW, Nechaev S, Adelman K, Levine M, Young RA. Drosophila melanogaster embryo дахь хөгжлийн хяналтын генийг РНХ полимеразаар зогсоох. Nat Genet. 2007;39: 1512-1516. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]
  • Vialou VF, Feng J, Robison AJ, Ferguson D, Scobie KN, Мазеи-Робисон М, Mouzon E, Nestler EJ нар. Илрүүлэх хариуны хүчин зүйл ба cAMP хариу элементийг холбох уураг нь ΔФосБ кокаин индукцэд шаардлагатай. J Neurosci. 2012 хүлээн зөвшөөрсөн. [PMC үнэгүй нийтлэл] [PubMed]