KOMENTAR: Walaupun kedua-dua tekanan, dadah penyalahgunaan dan ganjaran semula jadi tertentu mencetuskan pengumpulan DeltaFosB, stres mengaktifkan sel-sel hiliran yang berbeza dan kemudian reseptor dan gen yang berbeza. Dalam erti kata lain, ketagihan dan penentangan terhadap tekanan bergantung pada mekanisme asas yang berbeza
J Neurosci. 2010 Okt 27; 30 (43): 14585-92.
Vialou V, Maze I, Renthal W, QC LaPlant, Watts EL, Mouzon E, Ghose S, Tamminga CA, Nestler EJ.
Source
Jabatan Farmak Neurosains Fishberg, Sekolah Perubatan Gunung Sinai, New York, New York 10029, Amerika Syarikat.
Abstrak
Mekanisme molekul yang mendasari penyesuaian neuron tekanan dan penyebaran dadah tidak difahami sepenuhnya. Satu molekul yang terlibat dalam penyesuaian tersebut adalah ΔFosB, satu faktor transkripsi yang terkumpul di dalam nukleus accumbens accredent (NAc), sebuah ganjaran otak utama, sebagai tindak balas terhadap tekanan kronik atau pendedahan berulang terhadap ubat penyalahgunaan. Tmekanisme transkrip hulu yang mengawal induksi FosB oleh rangsangan alam sekitar ini tetap sukar difahami. Di sini, kami mengenal pasti faktor transkripsi yang bergantung kepada aktiviti, faktor tindak balas serum (SRF), sebagai pengantara huluan novel tekanan, tetapi tidak kokain-, ΔFosB disebabkan. SRF dikurangkan dalam NAc kedua pesakit manusia yang tertekan dan di tikus secara kronik terdedah kepada tekanan kekalahan sosial. Pengurangan SRF ini tidak hadir dalam haiwan yang berdaya tahan. Melalui penggunaan mutagenesis yang dapat dirumuskan, kami menunjukkan bahawa induksi tekanan yang ditengahi tekanan ΔFosB, yang berlaku terutamanya dalam tikus yang berdaya tahan, bergantung kepada ekspresi SRF di kawasan otak ini. Tambahan pula, penghapusan genetik KHC yang khusus untuk SRF menggalakkan pelbagai fenotip seperti prodepressant dan proanxiety dan menjadikan haiwan lebih sensitif terhadap kesan buruk tekanan kronik. Sebaliknya, kami menunjukkan bahawa SRF tidak memainkan peranan dalam akumulasi FOSB dalam NAc sebagai tindak balas terhadap pendedahan kokain kronik. Tambahan pula, ketulenan SR yang spesifik terhadap SRF tidak memberi kesan ke atas tingkah laku yang disebabkan oleh kokain, menunjukkan bahawa tekanan kekalahan sosial kronik dan pendedahan kokain berulang mengawal pengumpulan FOSB dan kepekaan tingkah laku melalui mekanisme bebas.
Pengenalan
Nukleus accumbens (NAc), ganjaran utama otak utama, adalah penting untuk mengintegrasikan input deria dan kognitif yang memacu tingkah laku yang berkaitan dengan motivasi yang berkaitan dengan rangsangan alam sekitar (Nestler dan Carlezon, 2006, Sesack dan Grace, 2010). NAc juga telah terlibat dalam keabnormalan tingkah laku yang berkaitan dengan penagihan dadah dan kemurungan. Oleh itu, sasaran NAc dengan rangsangan otak yang mendalam telah ditunjukkan untuk mengurangkan kelakuan dan ketagihan seperti tingkah laku manusia dan tikus (Schlaepfer et al., 2008; Vassoler et al., 2008; Heinze et al., 2009; Kuhn et al., 2009).
Pendedahan berulang kepada ubat-ubatan penyalahgunaan atau tekanan mendorong pola perubahan gen gen di NAc, yang berpotensi mendasari kronik ketagihan dan kemurungan (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Maze et al., 2010; Vialou et al ., 2010). Menariknya, faktor transkripsi ΔFosB, produk sambatan gen fosB, berkumpul di NAc sebagai tindak balas kepada ubat berulang atau pendedahan stres (Nestler, 2008, Perrotti et al., 2008, Vialou et al., 2010). ΔFosB telah dicadangkan sebagai suis molekul berpotensi yang membimbing peralihan dari penggunaan ubat-ubatan rekreasi kepada keadaan ketagihan kronik (Nestler et al., 1999; McClung et al., 2004; Renthal et al., 2009), sebagai pengumpulan dalam meningkatkan NAc memberi ganjaran kepada beberapa ubat penyalahgunaan. Baru-baru ini, peranan ΔFosB induksi di NAc berikut tekanan kekalahan sosial kronik (Nikulina et al., 2008; Vialou et al., 2010) telah dijelaskan: ΔFosB menggalakkan tindak balas yang aktif mengatasi rangsangan stres dan meningkatkan daya tahan. Walaupun induksi ΔFosB berlaku dalam cara yang bergantung kepada rangsangan, mekanisme yang bertanggungjawab untuk akumulasi ΔFosB yang disebabkan oleh dadah dan tekanan disebabkan oleh NAc tidak diketahui.
Faktor tindak balas serum (SRF) adalah faktor transkripsi yang diperlukan untuk pengaktifan transkripsional yang bergantung pada aktiviti beberapa gen awal segera, termasuk c-fos, fosb, Egr1, dan Arc (Knöll dan Nordheim, 2009). Kajian terkini menunjukkan kesan SRF terhadap sifat morfologi dan sitokarkitik neuron, termasuk pengaturan aktiviti sinaptik dan pembentukan litar di otak orang dewasa (Knöll dan Nordheim, 2009). Penemuan ini mendorong kami untuk menyiasat apakah SRF secara fungsional diatur oleh pendedahan kronik terhadap penyalahgunaan atau tekanan ubat-ubatan, serta potensi kesan peraturan tersebut terhadap induksi ΔFosB dalam keadaan ini.
Di sini, kami menerangkan mekanisme baru di mana pengurangan SRF di NAc mendorong fenotip prodepressant dan anxiogenic, akhirnya meningkatkan kerentanan haiwan terhadap kesan buruk dari tekanan kronik. Kesan ini dimediasi, sebahagiannya, oleh kehilangan induksi ΔFosB pada NAc haiwan yang mengalami tekanan. Penurunan ekspresi SRF dan ΔFosB yang diperhatikan dalam tisu NAc postmortem yang diperoleh daripada pesakit yang mengalami kemurungan menyokong perkaitan penemuan kami dengan kemurungan manusia. Menariknya, mekanisme ini yang mengawal pengumpulan ΔFosB nampaknya khusus untuk tekanan: pendedahan kokain kronik tidak mempunyai kesan terhadap ekspresi SRF, penghapusan SRF dari NAc tidak memberi kesan terhadap pengumpulan ΔFosB berikutan pendedahan kokain kronik, dan penghapusan SRF seperti itu tidak memberi kesan pada kokain- tingkah laku yang disebabkan. Interaksi novel antara SRF dan ΔFosB, dalam konteks tekanan, mungkin mewakili mekanisme homeostatik penting yang mengatur kepekaan seseorang terhadap tekanan kronik.
Bahan dan Kaedah
haiwan
Tikus jantan C57BL / 6J yang berusia lapan minggu (Laboratorium Jackson) digunakan dalam semua percubaan tingkah laku dan biokimia. Semua haiwan telah dibiasakan ke kemudahan binatang selama sekurang-kurangnya 1 minggu sebelum manipulasi percubaan dan dikekalkan di 23-25 ° C pada kitaran 12 h cahaya / gelap (lampu dari 7: 00 AM hingga 7: 00 PM) dengan iklan libitum akses kepada makanan dan air. Eksperimen telah dijalankan mengikut garis panduan Persatuan Neurosains dan jagaan haiwan dan jawatankuasa penggunaan haiwan di Sekolah Perubatan Gunung Sinai.
Untuk uji kaji kokain [kuman pembasmian dan kuantitatif kromatin immunoprecipitation Barat (CHIP)], tikus C8BL / 10J lelaki 57-6 minggu digunakan. Haiwan menerima tujuh suntikan intraperitoneal harian sama ada salin atau kokain (20 mg / kg cocaine-HCl; Sigma). Tikus telah digunakan selepas rawatan akhir 24. Untuk eksperimen tingkah laku, tikus telah ditempatkan di pos-poskus dan dirawat dengan 10 mg / kg (pemekaan locomotor) atau 7.5 mg / kg (pilihan tempat yang dikondensasikan) kokain-HCl intraperitoneally, seperti yang dijelaskan di bawah.
Tikus Srff / fl dihasilkan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Ramanan et al., 2005). Pencetus spesifik NAc yang dihasilkan oleh Srf dicapai melalui suntikan stereotaik dan overexpression virus berikutnya Cre recombinase (Cre) yang bersatu dengan protein neon hijau (GFP) menggunakan vektor virus yang berkaitan dengan adeno (AAV). Cre yang tidak dibuang sendiri digunakan. AAV-GFP disuntik sebagai pengganti AAV-Cre-GFP dalam tikus Srffl / fl sebagai kawalan. Secara ringkas, tikus telah dibiakkan menggunakan campuran ketamin (10 mg / kg) dan xylazine (10 mg / kg), dengan koordinat stereotaxic berikut yang digunakan untuk penghantaran virus: + 1.6 (anterior / posterior), + 1.5 (lateral) 4.4 (dorsal / ventral) pada sudut 10 ° dari garis tengah (relatif kepada bregma). Sebanyak 0.5 μl virus yang telah disucikan diserahkan secara bilateral selama tempoh min 5 (0.1 μl / min), diikuti oleh min 5 rehat. Tikus telah diuji 2 minggu selepas pembedahan, apabila ekspresi virus adalah maksimum, dan laman suntikan virus disahkan untuk semua haiwan menggunakan kaedah histologi standard. Kecekapan ekspresi Cre-mediated virus telah disahkan oleh imunohistokimia dan oleh reverse-transcriptase PCR untuk Srf yang dijalankan pada pukulan NAC microdisected dari haiwan yang diberikan AAV-Cre-GFP dan AAV-GFP ke NAc. Virus AAV-GFP dan AAV-Cre-GFP dijana seperti yang dinyatakan sebelum ini (Maze et al., 2010).
Prosedur tingkah laku
Tekanan kekalahan sosial.
Tikus C57BL / 6J telah mengalami tekanan kekalahan sosial yang kronik untuk 10 berturut-turut hari seperti yang diterangkan sebelumnya (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Secara ringkas, setiap tetikus terdedah kepada lelaki yang tidak dikenali dan agresif CD1 tetikus petani bersara untuk min 5 setiap hari. Berikutan interaksi langsung dengan penyerang CD1, haiwan kemudian diletakkan di petak bersebelahan sangkar yang sama untuk 24 seterusnya dengan sensori tetapi tidak bersentuhan fizikal. Kawalan haiwan ditempatkan dalam sangkar yang sama tetapi dengan ahli-ahli ketegangan yang sama. Ujian interaksi sosial dilakukan 24 h berikutan hari terakhir kekalahan.
Penghindaran sosial terhadap tetikus lelaki CD1 yang tidak dikenali dinilai mengikut protokol yang diterbitkan (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Tetikus eksperimen pertama kali diperkenalkan ke medan terbuka yang mengandungi sangkar dawai kosong selama 2.5 minit. Semasa sesi kedua, tetikus lelaki CD1 yang tidak dikenali diperkenalkan ke dalam sangkar berwayar. Masa yang dihabiskan di zon interaksi (koridor selebar 8 cm di sekitar kandang) diukur. Pengasingan tikus yang dikalahkan menjadi subpopulasi rentan dan tahan dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Oleh kerana sebilangan besar tikus kawalan menghabiskan lebih banyak masa untuk berinteraksi dengan sasaran sosial daripada dengan kandang sasaran kosong, nisbah interaksi 100 (masa yang sama dihabiskan di zon interaksi di hadapan berbanding ketiadaan sasaran sosial) ditetapkan sebagai potongan. Tikus dengan skor <100 dilabel sebagai rentan, dan tikus dengan skor ≥100 dilabel sebagai tahan lasak. Analisis tingkah laku, biokimia, dan elektrofisiologi yang luas menyokong kesahan subpopulasi rentan dan ketahanan yang berbeza ini (Krishnan et al., 2007; Wilkinson et al., 2009; Vialou et al., 2010).
Untuk mengkaji kerentanan tikus Srff / fl untuk tekanan kekalahan sosial, tikus, disuntik secara bilas dengan AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP, tertakluk kepada tiga orang yang terkalahkan di hari yang sama dan kemudian menguji interaksi sosial 24 h kemudian. Prosedur kekalahan submaximal ini telah disahkan sebelum ini untuk mendedahkan fenotip kelayakan berikut manipulasi genetik (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010).
Ketidakupayaan belajar.
Kaki-kumbang serpihan / overexpressing baik AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP tertakluk kepada prosedur ketidakupayaan yang dipelajari seperti yang diterangkan sebelumnya (Berton et al., 2007). Secara ringkas, tikus terdedah kepada sekejap, kejutan kaki yang tidak dapat dielakkan untuk 1 h hari konsisten 2 (0.45 MA, tempoh 5 s). Pada hari ujian, tikus diperkenalkan semula ke dalam kotak untuk ujian melarikan diri 15 berturut-turut. Semasa setiap percubaan, kejutan berterusan telah disampaikan dan tikus diberi peluang untuk melarikan diri dengan memasuki petak bersebelahan, tanpa elektrik. Berikutan kejayaan melarikan diri, pintu ditutup secara automatik dan latensi melarikan diri dicatatkan. Apabila tikus tidak melarikan diri dalam 25 s, percubaan telah ditamatkan dan direkodkan sebagai kegagalan. Kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa ekspresi virus di NAc dan kawasan-kawasan lain tidak memberi kesan pada kelakuan bas lepas dari ketiadaan stres (Newton et al., 2002; Berton et al., 2007).
Pemekaan Locomotor.
Dua minggu setelah suntikan intra-NAc sama ada AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP, tikus Srffl / fl mengalami kepekaan lokomotor. Tikus terbiasa dengan arena lokomotor selama 30 min sehari selama 4 hari. Setelah pembiasaan, haiwan disuntik secara intraperitoneal dengan 10 mg / kg kokain-HCl dan dimasukkan ke dalam kotak lokomotor. Kegiatan lokomotor haiwan direkodkan menggunakan sistem photobeam (San Diego Instruments) sebagai pancaran pancaran selama 30 minit setiap hari. Pemekaan lokomotor direkodkan dalam jangka masa 6 d.
Keutamaan tempat yang terkondisi.
Prosedur pengkondisian tempat dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Maze et al., 2010), dengan pengubahsuaian berikut. Secara ringkas, 18 hari setelah penyusupan intra-NAc terhadap AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP pada tikus Srffl / fl, haiwan ditempatkan ke dalam bilik penyejuk, yang terdiri dari tiga lingkungan yang berbeda secara kontekstual. Tikus yang menunjukkan keutamaan yang signifikan untuk kedua-dua bilik penyaman tersebut tidak termasuk dalam kajian ini (<10% daripada semua haiwan). Kumpulan pengkondisian lebih seimbang untuk menyesuaikan dengan bias ruang yang masih ada. Pada hari-hari berikutnya, haiwan disuntik dengan garam dan dikurangkan ke satu ruang pada waktu petang selama 30 minit dan kemudian disuntik dengan kokain (7.5 mg / kg, ip) dan dikurangkan selama 30 minit ke ruang lain pada hari berikutnya, sama dengan jumlah dua pusingan latihan pergaulan setiap rawatan (dua pasangan garam dan dua kokain). Pada hari ujian, tikus dimasukkan kembali ke dalam alat tanpa rawatan selama 20 minit dan diuji untuk menilai pilihan sampingan. Tindak balas lokomotor terhadap kokain dinilai melalui pemecahan sinar di ruang berpasangan kokain untuk memastikan keberkesanan rawatan ubat. Untuk semua kumpulan, pergerakan awal sebagai tindak balas terhadap salin dinilai untuk memastikan bahawa pergerakan tidak terjejas oleh rawatan virus.
Ujian tingkah laku lain.
Tikus Srffl / fl telah diuji di lapangan terbuka, cahaya / gelap, dan ujian berenang paksa berdasarkan protokol yang diterbitkan (Vialou et al., 2010). Aktiviti tikus di lapangan terbuka dicatatkan min min 5 menggunakan sistem pengesanan video (Ethovision) di bawah keadaan cahaya merah. Untuk ujian cahaya / gelap, tikus dibenarkan untuk bebas menerokai peti dua bilik yang terdiri daripada satu arena bercahaya besar yang disambungkan ke arena tertutup yang lebih kecil. Tikus telah diuji untuk tempoh min 5 untuk menilai jumlah masa yang dibelanjakan dalam salah satu kandang. Di lapangan terbuka dan ujian ringan / gelap, masa yang dibelanjakan di pusat dan arena cahaya, masing-masing, dinilai sebagai indeks songsangan tindak balas berkaitan kecemasan. Ujian berenang 1 d dijalankan untuk tempoh min 5. Peningkatan masa imobilitas semasa ujian berenang dipaksa ditafsirkan sebagai tingkah laku seperti prodepressant. Uji ujian berenang 1 telah digunakan secara meluas pada tikus dan telah disahkan sebagai ukuran kesahan ramalan, dalam terapi antidepresan yang mengurangkan masa immobility.
Imunohistokimia
Tikus-tikus Srff / fl telah dibiakkan dan diperhalus intracardially dengan 4% paraformaldehyde / PBS. Otak telah dikeluarkan dan cryoprotected dalam 30% sucrose / PBS. Bahagian korona (30 μm) dipotong pada microtome pembekuan dan diproses untuk analisis imunohistokimia. Pengesahan pengeboman Srffl dilakukan dengan menggunakan antibodi poliklonal yang diarahkan kepada SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology). Ekspresi crea telah disahkan melalui ekspresi GFP (ayam poliklonal, 1 / 8000, Aves Labs) dalam otak yang dibedah, kerana Cre dipadukan ke GFP. Untuk kuantifikasi induksi ΔFosB selepas tekanan kekalahan sosial dalam tikus Srffl / fl knock-out, ΔFosB dikesan menggunakan antibodi poliklonal arnab yang dibangkitkan terhadap rantau N-terminal protein (1 / 1000; Santa Cruz Bioteknologi). Imej diambil dengan mikroskop konfocal (20 × magnification; Zeiss). Bilangan sel-immunopositive GFP dikira sebagai negatif dan positif untuk immunoreactivity ΔFosB diukur dalam pelbagai imej untuk setiap haiwan, dengan nilai min kemudian dihitung untuk setiap haiwan. Setiap haiwan dianggap sebagai pemerhatian individu untuk analisis statistik.
Postmortem manusia Tisu NAc
Tisu otak postmortem manusia diperoleh dari Dallas Brain Collection, di mana tisu dikumpulkan dari Pejabat Pemeriksa Perubatan Dallas dan Program Transplantasi Tisu Southwestern University of Texas (UT) setelah mendapat persetujuan dari keluarga terdekat. Tisu dianalisis dari kedua-dua lelaki dan wanita yang dipadankan untuk usia, selang postmortem, nombor integriti RNA (RIN), dan pH. Faktor agonal tertentu, termasuk koma, hipoksia, pireksia, kejang, dehidrasi, hipoglikemia, kegagalan pelbagai organ, dan pengambilan zat neurotoksik pada waktu kematian mempengaruhi integriti RNA dalam tisu otak postmortem (Tomita et al., 2004). Kami menggunakan skala faktor agonal (AFS) untuk mencirikan sampel tisu pada setiap lapan keadaan ini. Ketiadaan faktor agonal diberi skor 0 dan kehadirannya dijaringkan sebagai 1 untuk memberikan jumlah skor AFS antara 0 dan 8. Tisu dengan skor agonal 0 atau 1 mencerminkan sampel berkualiti; demografi kes diberikan dalam Jadual 1. Kualiti tisu yang luar biasa disahkan oleh nilai RIN yang tinggi. Kes-kes menjalani pembedahan standard sebelum pembekuan sekejap dalam isopentana −40 ° C dan penyimpanan pada suhu −80 ° C; pembedahan selanjutnya NAc dilakukan pada tisu beku. Lembaga kajian institusi UT Southwestern mengkaji dan meluluskan pengumpulan tisu ini untuk kegunaan penyelidikan. Temu ramah informan langsung dilakukan untuk setiap kes kemurungan di kemudian hari, di mana maklumat mengenai penyakit kes didokumentasikan; diagnosis konsensus gangguan depresi utama dibuat menggunakan kriteria DSM-IV oleh dua pakar psikiatri penyelidikan. Tidak ada kes yang termasuk dalam kajian ini yang menunjukkan saringan toksikologi darah positif untuk penyalahgunaan dadah, alkohol, atau ubat preskripsi selain antidepresan. Walaupun mendapat rawatan antidepresan, semua subjek mengalami kemurungan secara klinikal pada waktu kematian. Sampel tisu dikeluarkan secara buta untuk dianalisis.
Jadual 1.
Data demografi untuk kajian postmortem manusia
Blotting Barat
Spesimen NAc manusia dan tetikus diproses seperti yang diterangkan sebelumnya (Maze et al., 2010). Tisu beku di sonicated dalam buangan 5 mM HEPES lysis yang mengandungi 1% SDS dengan protease (Roche) dan inhibitor fosfatase (Sigma). Kepekatan protein ditentukan oleh ujian protein Dc (Bio-Rad). Jumlah sampel protein yang sama telah tertakluk kepada SDS-PAGE dan blotting Barat. Blot Barat disiasat menggunakan antibodi kepada SRF (1 / 2000; Santa Cruz Bioteknologi) atau GAPDH (1 / 1500; Abcam) dan kemudian diimbas dan dikira menggunakan sistem pengimejan Odyssey (Licor).
Pengasingan RNA dan PCR kuantitatif
Pengasingan RNA, kuantitatif PCR (qPCR), dan analisis data dilakukan seperti yang dinyatakan sebelumnya (Maze et al., 2010; Vialou et al., 2010). Secara ringkas, RNA diasingkan dengan reagen TriZol (Invitrogen) dan selanjutnya disucikan dengan kit mikro RNAeasy dari Qiagen. Semua sampel RNA ditentukan dengan nilai 260 / 280 dan 260 / 230 ≥1.8. Transkripsi songsang dilakukan menggunakan iScript (Bio-Rad). qPCR menggunakan hijau SYBR (Quanta) telah dilakukan dengan Sistem Biokimia Terapan Biokimia 7900HT RT dengan parameter kitar berikut: 2 min pada 95 ° C; 40 siklus 95 ° C untuk 15 s, 59 ° C untuk 30 s, 72 ° C untuk 33 s; dan pemanasan bergred ke 95 ° C untuk menjana lengkung pemisahan untuk pengesahan produk PCR tunggal. Data dianalisis dengan membandingkan nilai-nilai C (t) bagi keadaan rawatan (kawalan vs tikus yang mudah dijangkiti atau berdaya tahan, atau kawalan manusia vs pesakit yang mengalami depresi) dengan kaedah ΔΔC (t) (Tsankova et al., 2006). ΔFosB qPCR primers: foward, AGGCAGAGCTGGAGTCGGAGAT dan sebaliknya, GCCGAGGACTTGAACTTCACTCG.
Chip
ChIP telah dilakukan seperti yang telah diterangkan sebelumnya (Maze et al., 2010) pada pukulan NAc yang disatukan dua dari tikus kawalan, mudah terdedah dan berdaya tahan (empat pukulan 14 / tetikus 1) selepas pengalaman kekalahan terakhir dan dari saline- and cocaine- haiwan terawat 24 selepas rawatan terakhir. Tisu tersambung silang dalam formaldehid 1. Fiksasi kemudiannya diganggu melalui aplikasi glisin, dan tisu dicuci dan disimpan di -80 ° C sehingga digunakan. Sheared chromatin diinkubasi semalaman dengan antibodi anti-SRF (Santa Cruz Bioteknologi) sebelum ini terikat kepada manik magnet (Dynabeads M-280; Invitrogen). Selepas penyambungan silang dan pembersihan DNA yang terbalik, pengikatan SRF kepada promoter fosb ditentukan oleh qPCR menggunakan primers yang merangkumi rantau promoter fosb yang mengandungi dua unsur pengikat serum unsur pengikat. Pulldowns SRF diperkayakan dengan ketara berbanding dengan kawalan antibodi. Primer promoter gen fosb tikus: ke hadapan, CCCTCTGACGTAATTGCTAGG dan sebaliknya, ACCTCCCAAACTCTCCCTTC.
Analisis statistik
ANOVA sehala digunakan untuk membandingkan cara antara tikus kawalan, rentan, dan tahan dalam analisis biokimia dan tingkah laku. ANOVA dua hala digunakan untuk membandingkan induksi ΔFosB dengan kekalahan sosial pada tikus knock-out tempatan Srf, dan juga untuk membandingkan kesan suntikan Srf dalam ketidakberdayaan yang dipelajari dan protokol pemekaan lokomotor. Ujian t pelajar digunakan untuk membandingkan cara dalam pengaruh Srf knock-out pada induksi ΔFosB, dan antara kumpulan dalam tisu postmortem manusia dan analisis ChIP tetikus. Perbezaan antara keadaan eksperimen dianggap signifikan secara statistik ketika p ≤ 0.05.
Hasil
SRF dan ekspresi ΔFosB dalam kemurungan manusia dan tikus yang dikalahkan secara sosial
Untuk meneroka potensi peranan SRF dalam perkembangan tingkah laku seperti kemurungan, kami pertama kali menilai ekspresi protein SRF dalam NAc pesakit manusia yang mengalami depresi postmortem. Subjek yang tertekan menunjukkan penurunan kadar SRF dalam NAc dengan ketara berbanding dengan kawalan usia mereka yang sesuai (t (19) = 1.9; p <0.05) (Gamb. 1A). Memandangkan peranan SRF dalam mengatur ekspresi gen awal yang bergantung pada aktiviti (Ramanan et al., 2005), kami membuat hipotesis bahawa SRF mungkin terlibat dalam mengawal ekspresi ΔFosB di kawasan otak ini. Untuk menyokong hipotesis ini, kami memerhatikan bahawa tahap mfNA Δfosb juga berkurang secara signifikan pada NAc manusia yang tertekan (t (16) = 1.8; p <0.05) (Gbr. 1B). Ini selaras dengan penemuan baru-baru ini mengenai penurunan tahap protein ΔFosB dalam keadaan ini juga (Vialou et al., 2010).
Rajah 1.
Tekanan kronik yang disebabkan oleh tekanan SRF berkorelasi dengan penurunan transkripsi ΔFosB di NAc. Pesakit kemurungan manusia A, B, Postmortem menunjukkan penurunan kadar protein SRF (n = 10 / kumpulan; A) dan ekspresi mfNA Δfosb dalam NAc (n = 8 / kumpulan; B). C, Tikus yang mengalami stres kekalahan sosial kronik (10 d) dikelompokkan menjadi subpopulasi yang rentan dan berdaya tahan. D, Tekanan kekalahan sosial yang kronik mengurangkan tahap protein SRF pada NAc pada tikus yang rentan, tetapi bukan tikus yang berdaya tahan, berbanding dengan kawalan 24 jam setelah ujian interaksi sosial yang ditunjukkan dalam C. E, tahap mfNA ΔfosB di NAc tidak berubah pada tikus yang mudah terdedah, tetapi ketara diatur tinggi pada haiwan yang berdaya tahan (n = 7–15 / kumpulan). Protein F, SRF memperlihatkan peningkatan pengikatan kepada promotor gen fosb setelah tekanan kekalahan sosial kronik hanya pada tikus yang tahan, dan tidak rentan (n = 5 / kumpulan). Data yang dipaparkan dinyatakan sebagai min ± SEM (ditunjukkan sebagai bar kesalahan). Penukaran, Kawalan; Dep., Murung; Sus., Terdedah; Res., Berdaya tahan. * p <0.05 berbanding kawalan; *** p <0.001 berbanding kawalan; #p <0.05 berbanding rentan; ## p <0.01 berbanding rentan; ### p <0.001 berbanding rentan.
Untuk memperluas penemuan ini, kami menggunakan protokol tekanan kekalahan sosial kronik pada tikus. Dua kumpulan tikus yang dikalahkan, yang rentan dan tahan, kelihatan (Krishnan et al., 2007) berdasarkan ukuran penghindaran sosial, di mana haiwan yang rentan menunjukkan penurunan interaksi sosial dengan ketara berbanding dengan haiwan kawalan dan ketahanan (F (2,23, 157.2) = 0.001; p <0.001; ujian t dengan pembetulan Bonferroni, rentan vs kawalan, p <0.05; ketahanan vs kawalan, p <0.01; ketahanan vs rentan, p <1) (Gamb. 2,32C). Dua hari selepas episod kekalahan terakhir, tikus kawalan rentan, tahan, dan tidak terkalahkan dianalisis untuk ekspresi SRF di NAc. Sama dengan penemuan dalam kemurungan manusia, tahap protein SRF dikurangkan dengan ketara pada NAc tikus yang mudah diserang berbanding dengan kawalan, sedangkan tahap SRF tidak terjejas pada NAc tikus yang berdaya tahan (F (4.7) = 0.05; p <0.05; ujian t dengan Pembetulan Bonferroni, rentan vs kawalan, p <0.05; ketahanan vs rentan, p <1) (Gamb. XNUMXD).
Seterusnya, kami memeriksa ekspresi Δfosb mRNA di NAc ketiga kumpulan haiwan ini dan memerhatikan peningkatan yang signifikan dalam ekspresi Δfosb pada haiwan yang berdaya tahan sahaja, dengan kecenderungan tetapi tidak ada peningkatan yang ketara yang diperhatikan pada tikus yang rentan (t (14) = 2.1; p <0.05 ) (Gamb. 1E). Untuk menyiasat kemungkinan interaksi antara tahap SRF dan transkripsi Δfosb, kami menggunakan ChIP untuk memeriksa sama ada SRF yang mengikat kepada promotor gen fosb diubah setelah tekanan kekalahan sosial kronik dalam kumpulan tikus yang rentan dan tahan lasak yang berasingan. Haiwan yang tahan lasak memperlihatkan peningkatan pengikatan SRF dengan ketara kepada promotor fosb di NAc berbanding dengan kawalan (t (8) = 2.1; p <0.05) dan juga dibandingkan dengan tikus yang rentan (t (8) = 2.0; p <0.05). Tidak ada perbezaan yang diamati antara kontrol dan tikus yang rentan, mungkin mencerminkan kurangnya induksi SRF pada tikus yang rentan (Gambar 1F).
Untuk mengesahkan peranan SRF dalam peraturan ΔFosB berikutan tekanan kekalahan sosial kronik, tikus Srffl / fl digunakan untuk memeriksa kesan penghapusan SRF selektif dari NAc pada induksi tekanan ΔFosB. Tikus Srffl / fl disuntik secara stereotaksis intra-NAc dengan vektor AAV yang menyatakan GFP atau Cre-GFP. Ringkasan spesifik NAC dari SRF yang disebabkan oleh AAV-Cre-GFP disahkan imunohistokimia (Gamb. 2A). Memang, tidak ada pertindihan antara pewarnaan SRF dan ekspresi Cre, yang menunjukkan keberkesanan sistem gugur. Dalam pukulan NAc dengan mikro, kami mengesan penurunan ketara dalam kadar protein SRF 50% (t (11) = 4.3; p <0.001). Besarnya kemungkinan mencerminkan fakta bahawa sebahagian kecil tisu dalam mikrodisseksi seperti itu tidak dijangkiti virus.
Rajah 2.
SRF memediasi induksi ΔFosB oleh tekanan kekalahan sosial kronik. A, Suntikan AAV-Cre-GFP ke dalam NAc tikus Srffl / fl mengakibatkan penyingkiran protein SRF pada neuron yang mengekspresikan Cre. Suntikan AAV-GFP tanpa kesan yang dapat dilihat. B, pemecahan SRF selektif dari NAc sepenuhnya menghalang induksi ΔFosB dalam NAc berikutan tekanan kekalahan sosial kronik (n = 4 / kumpulan). Data yang dipaparkan dinyatakan sebagai min ± SEM (ditunjukkan sebagai bar kesalahan). * p <0.05 berbanding kawalan AAV-GFP; ** p <0.01 berbanding kekalahan AAV-GFP.
Kami seterusnya melakukan imunohistokimia kuantitatif untuk ΔFosB di NAc tikus Srffl / fl yang dikalahkan yang disuntik intra-NAc dengan AAV-Cre-GFP atau AAV-GFP. Berikutan tekanan kekalahan sosial yang kronik, ekspresi ΔFosB secara signifikan disebabkan oleh NAc haiwan yang disuntik AAV-GFP (interaksi rawatan virus ×, F (1,12) = 6.4; ujian t dengan pembetulan Bonferroni, kawalan vs kekalahan, p <0.05; AAV-Cre vs AAV-GFP, hlm <0.01). Walau bagaimanapun, induksi ini tidak diperhatikan pada tikus Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP (Gambar 2B), menunjukkan bahawa induksi ΔFosB dalam NAc oleh tekanan kronik memerlukan SRF.
SRF knockout di NAc menggalakkan fenotip seperti prodepression- dan proanxiety
Sejak induksi ΔFosB oleh tekanan kekalahan sosial kronik sebelumnya telah ditunjukkan untuk memantapkan ketahanan (Vialou et al., 2010), kami membuat hipotesis bahawa penurunan peraturan SRF, dan akibatnya kehilangan induksi ΔFosB, pada haiwan yang rentan dapat mewakili adaptasi negatif yang akhirnya menghasilkan haiwan lebih terdedah kepada kesan tekanan yang merosakkan. Untuk menguji hipotesis ini, kami mendorong penghapusan spesifik NAc gen Srf tempatan pada tikus Srffl / fl dewasa seperti yang dijelaskan di atas, dan tikus yang dihasilkan dan kawalannya diuji dalam sebilangan paradigma tingkah laku untuk menilai kemurungan asas dan kegelisahan- seperti tingkah laku. Penghapusan SRC NAC tempatan mempromosikan kesan seperti prodepression seperti yang diukur melalui ujian paksaan berenang (t (30) = 2.5; p <0.05), serta kesan kecemasan seperti yang diukur di lapangan terbuka (t (38) = 1.9; p <0.05) dan ujian cahaya / gelap (t (8) = 1.9; p <0.05). Oleh itu, tikus Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP ke dalam NAc menunjukkan penurunan kependaman terhadap pergerakan dalam ujian paksaan berenang, lebih sedikit masa di tengah lapangan terbuka, dan kurang masa di ruang cahaya kotak cahaya / gelap berbanding dengan haiwan yang disuntik AAV-GFP (Gamb. 3A – C). Walau bagaimanapun, penghapusan SRF intra-NAc tidak mengubah tahap pergerakan awal, menunjukkan bahawa kesan tingkah laku yang diamati pada haiwan mati-matian SRF bukan disebabkan oleh kelainan pada aktiviti lokomotor umum (Gamb. 3D). Data-data ini menarik berdasarkan laporan sebelumnya yang menunjukkan bahawa, walaupun ΔFosB di NAc mengatur tingkah laku seperti kemurungan, nampaknya tidak terlibat dalam tindak balas yang berkaitan dengan kegelisahan (Vialou et al., 2010). Penemuan kami sekarang bahawa kehilangan SRF mendorong tindak balas cemiogenik menunjukkan bahawa ia melakukannya melalui sasaran selain daripada ΔFosB.
Rajah 3.
SRF tersingkir dari NAc mendorong fenotip prodepression dan proanxiety. A – C, knock-out selektif dari SRF dari NAc, yang dicapai melalui suntikan AAV-Cre-GFP ke dalam NAc tikus Srffl / fl, mengurangkan kependaman terhadap imobilitas dalam ujian berenang paksa (n = 14-18 / kumpulan; A) dan mengurangkan masa yang dihabiskan di pusat dan masa yang dihabiskan di petak cahaya di lapangan terbuka (B) dan ujian cahaya / gelap (C), masing-masing (n = 5–15 / kumpulan). D, Tidak ada perbezaan dalam aktiviti lokomotor basal di kawasan terbuka tikus yang menerima suntikan intra-NAc AAV-GFP atau AAV-Cre-GFP. E, F, Peningkatan kerentanan terhadap ketidakberdayaan yang dipelajari (n = 7–8 / kumpulan; E) dan tekanan kekalahan sosial (n = 5–6 / kumpulan; F), yang diukur, masing-masing, oleh latensi untuk melepaskan diri dan masa interaksi sosial . Data yang dipaparkan dinyatakan sebagai min ± SEM (ditunjukkan sebagai bar kesalahan). * p <0.05 berbanding GFP atau lawan tidak hadir; ** p <0.01 berbanding GFP; *** p <0.001 berbanding GFP.
Kami seterusnya mengkaji sama ada penghapusan SRF di NAc juga meningkatkan kerentanan haiwan terhadap kesan tekanan yang berulang. Tikus Srffl / fl, yang disuntik dengan AAV-Cre-GFP atau AAV-GFP ke dalam NAc, diperiksa dalam dua model kemurungan, belajar ketidakberdayaan dan tekanan kekalahan sosial kronik. Dalam ketidakberdayaan yang dipelajari, haiwan Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP menunjukkan peningkatan kependaman untuk melepaskan diri dari kejutan kaki berikutan pendedahan sebelumnya kepada tekanan kejutan kaki yang tidak dapat dielakkan (rawatan × interaksi percubaan, F (14,180) = 10.2; ujian t dengan pembetulan Bonferroni, p <0.001; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01), menunjukkan peningkatan kerentanan terhadap defisit tingkah laku yang disebabkan oleh tekanan (Gamb. 3E). Begitu juga, penghapusan SRF tempatan dari NAc juga meningkatkan penghindaran sosial (t (10) = 1.8; p <0.05) berbanding dengan haiwan kawalan yang disuntikkan AAV-GFP berikutan tekanan kekalahan sosial kronik (Gamb. 3F), kesan seperti prodepression.
Kurangnya penglibatan SRF dalam induksi FofB dan respons tingkah laku terhadap kokain
Memandangkan ΔFosB juga diinduksi dalam NAc sebagai tindak balas terhadap penyalahgunaan ubat-ubatan seperti kokain, sangat menarik untuk memeriksa potensi peran SRF dalam tindakan kokain. Tidak seperti tekanan kekalahan sosial yang kronik, pendedahan kokain berulang tidak mengubah ekspresi protein SRF di NAc (t (14) = 0.8; p> 0.05) (Gamb. 4A) dan tidak memberi kesan pada pengikatan SRF pada promotor gen fosB di kawasan otak ini (t (4) = 0.7; p> 0.05) (Gbr. 4B). Ini menunjukkan bahawa, bertentangan dengan tekanan, induksi ΔFosB setelah kokain kronik tidak dimediasi melalui SRF. Kami mengujinya secara langsung dengan memeriksa sama ada pengumpulan ΔFosB setelah kokain kronik diubah pada haiwan Srffl / fl yang menerima AAV-Cre-GFP berbanding AAV-GFP menjadi NAc. Kami mendapati bahawa penghapusan SRF tidak mempengaruhi pengumpulan ΔFosB yang disebabkan oleh kokain di kawasan otak ini (Gamb. 4C).
Rajah 4.
Kehilangan SRF tidak memberi kesan kepada induksi kokain ΔFosB atau tingkah laku kokain yang dikawal. Pendedahan kokain berulang (7 d, 20 mg / kg kokain-HCl) tidak memberi kesan pada ekspresi protein SRF dalam NAc (A) atau pada SRF mengikat kepada promotor gen fosB di rantau ini otak (B) 24 h selepas pendedahan dadah (n = 5 / kumpulan). C, akumulasi ΔFosB, diukur immunocytochemically, pendedahan kokain kronik tidak terjejas oleh ketulenan SR-spesifik SRF. D, E, pemadaman SRF tempatan dari NAc juga tidak memberi kesan ke atas aktiviti lokomotif berikutan suntikan salin (d 1) terhadap aktiviti locomotor yang disebabkan kokain dan pemekaan (n = 8 / kumpulan) (d 1-7; D) atau pada kokain pilihan tempat yang dikondisi (n = 8 / kumpulan; E). Data yang dipaparkan dinyatakan sebagai min ± SEM (diwakili sebagai bar ralat).
Untuk menindaklanjuti penemuan yang mengejutkan ini, kami menyiasat sama ada SRF tersingkir dari NAc mengubah tindak balas tingkah laku terhadap kokain. Selaras dengan kekurangan peraturan SRF mengenai induksi ΔFosB oleh kokain, ketukan spesifik NAF dari SRF tidak mempengaruhi aktiviti lokomotor yang disebabkan oleh kokain akut atau kepekaan lokomotor yang dilihat selepas pendedahan kokain berulang (rawatan × interaksi masa, F (4,80) = 0.3; p> 0.05) (Rajah 4D). Begitu juga, sistem gugur SRC khusus NAc tidak memberi kesan kepada pilihan tempat yang dikondisikan kokain (t (14) = 0.1; p> 0.05) (Gamb. 4E), yang memberikan ukuran ganjaran kokain secara tidak langsung.
Perbincangan
Kajian ini mengenal pasti SRF sebagai pengantara hulu novel ΔFosB dalam NAc selepas tekanan kekalahan sosial kronik, dan membabitkan SRF dalam perkembangan tingkah laku depresi dan kecemasan. Kami memberikan keterangan langsung bahawa tekanan kekalahan sosial kronik menurunkan tahap SRF dalam NAc yang mudah, tetapi tidak berdaya tahan, haiwan, dan pengurangan tahap ini menghalang induksi ΔFosB di rantau otak ini, yang telah kami tunjukkan adalah perlu untuk mengatasi tekanan kronik dengan berkesan, iaitu, daya tahan (Vialou et al., 2010). Pengurangan serupa dalam ekspresi SRF ditemui dalam NAc manusia yang tertekan, di mana mRNA ΔFosB dan ungkapan protein juga dikurangkan. Sebaliknya, tahap ΔFosB tidak dikurangkan dalam tikus tikus yang mudah terjejas, walaupun terdapat penurunan SRF, yang melibatkan mekanisme transkrip yang lain, belum diketahui, dalam mengawal ekspresi ΔFosB. Peranan kausal untuk SRF dalam pengantaraan induksi ΔFoB dalam NAc selepas tekanan kronik telah ditubuhkan dengan menggunakan penghapusan genetik SRF dari rektum otak ini. Analisis tingkah laku tikus dengan SRF yang spesifik ini mengetengahkan SRF seterusnya memainkan peranan utama dalam pembangunan kedua-dua garis dasar dan tekanan yang disebabkan oleh kemurungan- dan kelakuan seperti kecemasan. Sebaliknya, penghapusan SRF tidak memberi kesan kepada induksi ΔFosB sebagai tindak balas kepada pentadbiran kokain kronik atau kesan kelakuan kokain. Penemuan ini menyokong peranan spesifik rangsangan baru untuk SRF dalam peraturan induksi FFB dan respon tingkah laku terhadap gangguan alam sekitar yang berbeza.
Transkripsi-mediasi SRF sebelum ini telah ditunjukkan untuk bertindak balas terhadap aktiviti sinaptik, sebahagian besarnya dicetuskan oleh peningkatan kemasukan kalsium, serta peningkatan aktiviti neurotrofik, terutamanya dalam faktor faktor neurotrofik yang diperolehi oleh otak (BDNF) (Bading et al., 1993; Xia et al., 1996; Johnson et al., 1997; Chang et al., 2004; Kalita et al., 2006; Knöll dan Nordheim, 2009). Ini menimbulkan persoalan yang menarik tentang mengapa SRF dikurangkan dalam NAc yang terdedah, tetapi tidak berdaya tahan, tikus selepas tekanan kekalahan sosial kronik. Peraturan pembezaan ini mungkin tidak diiktiraf oleh isyarat dopamine atau BDNF, memandangkan papak mudah terdedah meningkatkan tahap protein BDNF dan meningkatkan isyarat BDNF hiliran di NAc serta menembusi tembakan neuron kawasan ventral tegmental (VTA), yang menyerap NAc, sedangkan Haiwan yang berdaya tahan memaparkan kadar normal isyarat BDNF dan kadar tembakan VTA (Krishnan et al., 2007). Satu kemungkinan alternatif adalah bahawa ungkapan SRF ditindas dalam NAc sebagai tindak balas kepada pemuliharaan glutamaterik yang diubah oleh rantau otak ini, yang kami telah ditunjukkan secara berbeza dikawal dalam tikus yang berdaya tahan berbanding dengan tikus yang berdaya tahan (Vialou et al., 2010). Kerja lebih lanjut diperlukan untuk mengkaji secara langsung mekanisme ini dan lain-lain kemungkinan.
Kajian baru-baru ini yang menggunakan kaedah genom dan lain-lain menunjukkan bahawa gen yang sasaran ~ SRNUMX-5% daripada gen sasaran dalam neuron adalah gen awal segera (Philippar et al., 10; Ramanan et al., 2004; Etkin et al., 2005; Nordheim, 2006). Ini adalah konsisten dengan data kami yang menunjukkan peranan penting bagi SRF dalam induksi ΔFosB, produk dipenggal gen awal segera fosb, dengan tekanan kronik. Menariknya, pelbagai gen sasaran SRF yang dikenal pasti dalam pelbagai kajian ini juga mewakili sasaran yang diketahui iaitu ΔFosB dalam NAc (Kumar et al., 2009; Renthal et al., 2005, 2008; Maze et al., 2009). Antara gen yang biasa dikawal ini adalah beberapa yang dikenali untuk mengawal selturkeleton neuron (contohnya, Cdk2010, Arc, dan Actb). Ini juga konsisten dengan laporan bahawa pengaruh SRF dinamik actin dan motilitas neuron dalam beberapa jenis sel neuron (Alberti et al., 5; Ramanan et al., 2005; Knöll et al., 2005), sedangkan ΔFosB diketahui menjejaskan pertumbuhan tulang belakang dendritik neuron NAc (Maze et al., 2006). Titik akhir fungsional seperti ini mungkin mencerminkan kesan konsisten SRF, digabungkan dengan induksinya ΔFosB, bertindak pada satu siri gen sasaran biasa untuk mempengaruhi morfologi neuron dan, pada akhirnya, tingkah laku yang kompleks.
SRF juga telah ditunjukkan untuk memainkan peranan kritikal dalam pengawalan plasticity synaptic dan ekspresi dan perilaku gen bergantung kepada aktiviti neuron. Sebagai contoh, kehilangan induksi SRF yang bergantung kepada gen awal segera sebagai tindak balas sama ada penerokaan sukarela persekitaran baru atau pengaktifan neuron oleh kejutan elektroconvulsif telah dikaitkan dengan potentiasi sinaptik jangka panjang terjejas dalam hippocampus mutan Srf (Ramanan et al. , 2005; Etkin et al., 2006). Tambahan pula, kekurangan SRF dalam hippocampus telah terbukti menyebabkan defisit dalam kemurungan sinaptik jangka panjang, ekspresi gen awal segera yang diakibatkan oleh konteks novel, dan kebiasaan terjejas semasa penerokaan persekitaran baru (Etkin et al., 2006). Data-data ini membuktikan pentingnya SRF dalam kemampuan hewan untuk beradaptasi dengan tepat terhadap gangguan lingkungan, seperti dalam kasus belajar untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan baru, atau, dalam kasus menyesuaikan diri dengan rangsangan stres negatif, untuk mencegah penyebaran tekanan -diturunkan kekurangan tingkah laku, seperti dalam kajian kami sekarang. Oleh itu, kita memerhatikan bahawa haiwan yang menunjukkan kekurangan dalam ekspresi SRF, sama ada sebagai tindak balas terhadap tekanan kekalahan sosial pada individu yang mudah terdedah atau melalui penurunan langsung SRF, menunjukkan peningkatan tingkah laku seperti kemurungan dan kegelisahan. Memandangkan subjek manusia yang mengalami kemurungan juga hadir dengan penurunan kadar SRF di NAc, dapat dibayangkan bahawa SRF memainkan peranan mendasar dalam mengatur kemampuan individu untuk menyesuaikan diri secara positif terhadap rangsangan lingkungan negatif, sebagian melalui pengaturan ekspresi ΔFosB di NAc.
MENGGUNAKAN MEKANISME: PENILAIAN VS STRESS RESISTANCE
Hasil kajian yang mengejutkan adalah, walaupun SRF diperlukan untuk akumulasi FOSB dalam NAc sebagai tindak balas kepada tekanan kronik, tidak diperlukan untuk induksi ΔFosB di rantau otak yang sama sebagai tindak balas terhadap kokain kronik. Begitu juga, SRF tidak diperlukan untuk tindak balas tingkah laku biasa kepada ubat. Data-data ini menunjukkan bahawa, walaupun fakta bahawa ΔFosB diinduksi dalam NAc sebagai tindak balas kepada pelbagai jenis rangsangan (Nestler et al., 1999, Nestler, 2008), nampaknya terdapat jalur molekul yang berbeza yang membawa kepada induksi ΔFosB. Satu penjelasan yang mungkin untuk penemuan ini adalah jenis sel separa yang berbeza yang menunjukkan akumulasi FosB sebagai tindak balas terhadap tekanan berbanding kokain. Tekanan kronik menginduksi ΔFosB kira-kira sama-sama dalam dua subpopulations utama neuron berjalur medium NAc, yang menyatakan terutamanya D1 berbanding reseptor dopamine D2, manakala kokain kronik menginduksi ΔFosB terutamanya dalam D1 + neuron (Kelz et al., 1999; Perrotti et al., 2004) . Oleh itu, adalah mungkin bahawa laluan yang bergantung kepada SRF mungkin penting untuk induksi ΔFosB dalam neuron D2 +. Walau bagaimanapun, ini tidak akan menjelaskan kehilangan sepenuhnya induksi ΔFosB dalam tikus knock-out SRF selepas tekanan kronik, kerana induksi berlaku dalam kedua-dua subtipe neuron. Satu penjelasan alternatif ialah tekanan kronik dan kokain kronik yang menyerang cascades isyarat intraselular yang berlainan, berdasarkan mod tindakan mereka yang berbeza terhadap neuron NAc, dengan tekanan kronik mungkin melalui transmisi glutamatergia yang diubah, seperti yang dinyatakan sebelum ini, dan kokain kronik yang bekerja terutamanya melalui D1 isyarat reseptor (Nestler, 2008). Satu lagi kemungkinan adalah bahawa induksi FFB dengan tekanan kronik berbanding kokain kronik bergantung kepada mekanisme transkrip yang berbeza yang dikawal secara berbeza oleh input saraf yang berbeza. Menghidupkan NAc dari pelbagai kawasan unjuran glutamatergia, contohnya, beberapa kawasan korteks prefrontal, hippocampus, dan amygdala. Banyak lagi kerja yang diperlukan untuk meneroka kemungkinan-kemungkinan ini dan alternatif.
Bersama-sama, penemuan kami mengenal pasti mekanisme transkripori novel yang melalui ΔFosB diinduksi dalam NAc untuk menengahi tindak balas proresiliensi terhadap rangsangan stres. Kajian ini juga memberikan wawasan baru yang penting dalam peranan yang dimainkan oleh SRF di peringkat NAc dalam peraturan kemurungan- dan tingkah laku seperti kebimbangan. Mendapatkan pemahaman yang lebih baik mengenai peranan transkrip SRF dalam pengaturan tingkah laku tersebut akan membantu dalam mengenal pasti sasaran gen baru yang terlibat dalam ketahanan terhadap gangguan yang berkaitan dengan tekanan, dan dapat memfasilitasi pengembangan terapi antidepresan yang lebih berkesan di masa depan.
Kerja ini disokong oleh geran dari Institut Kesihatan Mental Negara dan Institut Kebangsaan Penyalahgunaan Dadah dan oleh persekutuan penyelidikan dengan AstraZeneca. Kami berterima kasih kepada David D. Ginty kerana menyediakan tikus Srffl / fl.
Surat-menyurat haruslah ditujukan kepada Eric J. Nestler, Jabatan Ilmu Neurosains Fishberg, Sekolah Perubatan Gunung Sinai, One Gustave L. Levy Place, Box 1065, New York, NY 10029-6574. [e-mel dilindungi]
Hak cipta © 2010 penulis 0270-6474 / 10 / 3014585-08 $ 15.00 / 0
Rujukan
1. ↵
1. Alberti S,
2. Krause SM,
3. Kretz O,
4. Philippar U,
5. Lemberger T,
6. Casanova E,
7. Wiebel FF,
8. Schwarz H,
9. Frotscher M,
10. Schütz G,
11. Nordheim A
(2005) Migrasi neuron di aliran migrasi rostral murine memerlukan faktor tindak balas serum. Proc Natl Acad Sci USA 102: 6148-6153.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
2. ↵
1. Bading H,
2. Ginty DD,
3. Greenberg ME
(1993) Peraturan ekspresi gen dalam neuron hippocampal oleh laluan isyarat kalsium yang berbeza. Sains 260: 181-186.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
3. ↵
1. Berton O,
2. McClung CA,
3. Dileone RJ,
4. Krishnan V,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Graham D,
8. Tsankova NM,
9. Bolanos CA,
10. Rios M,
11. Monteggia LM,
12. Self DW,
13. Nestler EJ
(2006b) Peranan penting BDNF dalam laluan dopamin mesolimbi dalam tekanan kekalahan sosial. Sains 311: 864-868.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
4. ↵
1. Berton O,
2. Covington HE 3rd.,
3. Ebner K,
4. Tsankova NM,
5. Carle TL,
6. Ulery P,
7. Bhonsle A,
8. Barrot M,
9. Krishnan V,
10. Singewald GM,
11. Singewald N,
12. Birnbaum S,
13. Neve RL,
14. Nestler EJ
(2007) Induksi ΔFosB dalam kelabu periaqueductal oleh tekanan menggalakkan tindak balas tindak balas aktif. Neuron 55: 289-300.
CrossRefMedline
5. ↵
1. Chang SH,
2. Poser S,
3. Xia Z
(2004) Satu peranan baru untuk faktor tindak balas serum dalam hidup neuron. J Neurosci 24: 2277-2285.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
6. ↵
1. Etkin A,
2. Alarcón JM,
3. Weisberg SP,
4. Touzani K,
5. Huang YY,
6. Nordheim A,
7. Kandel ER
(2006) Peranan dalam pembelajaran SRF: pemadaman di forebrain dewasa mengganggu LTD dan pembentukan memori segera konteks novel. Neuron 50: 127-143.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Heinze HJ,
2. Heldmann M,
3. Voges J,
4. Hinrichs H,
5. Marco-Pallares J,
6. Hopf JM,
7. Müller UJ,
8. Galazky I,
9. Sturm V,
10. Bogerts B,
11. Münte TF
(2009) Menyentuh pemekaan insentif dalam ketergantungan alkohol yang teruk menggunakan rangsangan otak dalam nukleus accumbens: aspek sains klinikal dan asas. Front Hum Neurosci 3: 22.
Medline
8. ↵
1. Johnson CM,
2. Hill CS,
3. Chawla S,
4. Treisman R,
5. Bading H
(1997) Kawalan kalsium mengawal ekspresi gen melalui tiga jalur yang berbeza yang boleh berfungsi secara bebas daripada casase isyarat protein / mitogen yang diaktifkan oleh protein (ERK). J Neurosci 17: 6189-6202.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
9. ↵
1. Kalita K,
2. Kharebava G,
3. Zheng JJ,
4. Hetman M
(2006) Peranan leukemia akut megakaryoblastik-1 dalam rangsangan ERK1 / 2 yang bergantung kepada tindak balas tindak balas tindak balas serum oleh BDNF atau peningkatan aktiviti sinaptik. J Neurosci 26: 10020-10032.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
10. ↵
1. Kelz MB,
2. Chen J,
3. Carlezon WA Jr.,
4. Whisler K,
5. Gilden L,
6. Beckmann AM,
7. Steffen C,
8. Zhang YJ,
9. Marotti L,
10. Self DW,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G,
13. Surmeier DJ,
14. Neve RL,
15. Duman RS,
16. Picciotto MR,
17. Nestler EJ
(1999) Ekspresi faktor transkripsi ΔFosB di otak mengawal kepekaan terhadap kokain. Alam 401: 272-276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Knöll B,
2. Nordheim A
(2009) Fleksibilitas fungsional faktor transkripsi dalam sistem saraf: paradigma SRF. Trend Neurosci 32: 432-442.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Knöll B,
2. Kretz O,
3. Fiedler C,
4. Alberti S,
5. Schütz G,
6. Frotscher M,
7. Nordheim A
(2006) Serum tindak balas faktor mengawal pemasangan litar neuron di hippocampus. Nat Neurosci 9: 195-204.
CrossRefMedline
13. ↵
1. Krishnan V,
2. Han MH,
3. Graham DL,
4. Berton O,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Laplant Q,
8. Graham A,
9. Lutter M,
10. Lagace DC,
11. Ghose S,
12. Reister R,
13. Tannous P,
14. TA hijau,
15. Neve RL,
16. Chakravarty S,
17. Kumar A,
18. Eisch AJ,
19. Self DW,
20. Lee FS,
21. et al.
(2007) Penyesuaian molekul yang mendasari kerentanan dan ketahanan terhadap kekalahan sosial di kawasan ganjaran otak. Sel 131: 391-404.
CrossRefMedline
14. ↵
1. Kuhn J,
2. Bauer R,
3. Pohl S,
4. Lenartz D,
5. Huff W,
6. Kim EH,
7. Klosterkoetter J,
8. Sturm V
(2009) Pemerhatian terhadap pemberhentian merokok tanpa bantuan selepas rangsangan otak dalam nukleus accumbens. Eur Addict Res 15: 196-201.
CrossRefMedline
15. ↵
1. Kumar A,
2. Choi KH,
3. Renthal W,
4. Tsankova NM,
5. Theobald DE,
6. Truong HT,
7. Russo SJ,
8. Laplant Q,
9. Sasaki TS,
10. Whistler KN,
11. Neve RL,
12. Self DW,
13. Nestler EJ
(2005) Pengubahsuaian Chromatin adalah mekanisme utama yang mendasari kepekaan cocaine-induced in striatum. Neuron 48: 303-314.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Maze saya,
2. Covington HE 3rd.,
3. Dietz DM,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Mekanik M,
8. Mouzon E,
9. Neve RL,
10. Haggarty SJ,
11. Ren Y,
12. Sampath SC,
13. Hurd YL,
14. Greengard P,
15. Tarakhovsky A,
16. Schaefer A,
17. Nestler EJ
(2010) Peranan penting methyltransferase histone G9a dalam kepekaan cocaine-induced. Sains 327: 213-216.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
17. ↵
1. McClung CA,
2. Ulery PG,
3. Perrotti LI,
4. Zachariou V,
5. Berton O,
6. Nestler EJ
(2004) DeltaFosB: suis molekular untuk penyesuaian jangka panjang di dalam otak. Brain Res Mol Brain Res 132: 146-154.
Medline
18. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Transmigrasi mekanisme ketagihan: peranan deltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245-3255.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
19. ↵
1. Nestler EJ,
2. Carlezon WA Jr.
(2006) Litar ganjaran dopamin mesolimbi dalam kemurungan. Psikiatri Biologi 59: 1151-1159.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Nestler EJ,
2. Kelz MB,
3. Chen J
(1999) ΔFosB: pengantara molekular bagi kepekaan neural dan tingkah laku jangka panjang. Brain Res 835: 10-17.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Newton SS,
2. Thome J,
3. Wallace TL,
4. Shirayama Y,
5. Schlesinger L,
6. Sakai N,
7. Chen J,
8. Neve R,
9. Nestler EJ,
10. Duman RS
(2002) Pencerobohan protein tindak balas unsur-unsur tindak balas atau dynorphin pada nucleus accumbens menghasilkan kesan seperti antidepresan. J Neurosci 22: 10883-10890.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
22. ↵
1. Nikulina EM,
2. Arrillaga-Romany I,
3. Miczek KA,
4. Hammer RP Jr
(2008) Perubahan lama dalam struktur mesokortikolimbi selepas tekanan kekalahan sosial yang berulang dalam tikus: tempoh masa reseptor mu-opioid mRNA dan immunoreactivity FosB / DeltaFosB. Eur J Neurosci 27: 2272-2284.
CrossRefMedline
23. ↵
1. Perrotti LI,
2. Hadeishi Y,
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L,
6. Duman RS,
7. Nestler EJ
(2004) Induksi ΔFosB dalam struktur otak berkaitan ganjaran selepas tekanan kronik. J Neurosci 24: 10594-10602.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
24. ↵
1. Perrotti LI,
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze saya,
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ,
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L,
12. Bachtell RK,
13. Self DW,
14. Nestler EJ
(2008) Corak berbeza induksi DeltaFosB di otak oleh dadah penyalahgunaan. Sinaps 62: 358-369.
CrossRefMedline
25. ↵
1. Philippar U,
2. Schratt G,
3. Dieterich C,
4. Müller JM,
5. Galgóczy P,
6. Engel FB,
7. Keating MT,
8. Gertler F,
9. Schüle R,
10. Vingron M,
11. Nordheim A
(2004) gen sasaran SRF Fhl2 membantah pengaktifan RhoA / MAL yang bergantung kepada SRF. Mol Cell 16: 867-880.
CrossRefMedline
26. ↵
1. Ramanan N,
2. Shen Y,
3. Sarsfield S,
4. Lemberger T,
5. Schütz G,
6. Linden DJ,
7. Ginty DD
(2005) SRF mengasingkan ekspresi gen yang disebabkan oleh aktiviti dan plastisitas sinaptik tetapi tidak dapat diterapkan secara neuron. Nat Neurosci 8: 759-767.
CrossRefMedline
27. ↵
1. Renthal W,
2. Carle TL,
3. Maze saya,
4. Covington HE 3rd.,
5. Truong HT,
6. Alibhai I,
7. Kumar A,
8. Montgomery RL,
9. Olson EN,
10. Nestler EJ
(2008) Delta FosB mengantara desensitisasi epigenetik gen c-fos selepas pendedahan amphetamine kronik. J Neurosci 28: 7344-7349.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
28. ↵
1. Renthal W,
2. Kumar A,
3. Xiao G,
4. Wilkinson M,
5. Covington HE 3rd.,
6. Maze saya,
7. Sikder D,
8. Robison AJ,
9. LaPlant Q,
10. Dietz DM,
11. Russo SJ,
12. Vialou V,
13. Chakravarty S,
14. Kodadek TJ,
15. Stack A,
16. Kabbaj M,
17. Nestler EJ
(2009) Analisis genom seluruh kromatin oleh kokain menunjukkan peranan untuk sirtuin. Neuron 62: 335-348.
CrossRefMedline
29. ↵
1. Schlaepfer TE,
2. Cohen MX,
3. Frick C,
4. Kosel M,
5. Brodesser D,
6. Axmacher N,
7. Joe AY,
8. Kreft M,
9. Lenartz D,
10. Sturm V
(2008) Rangsangan otak yang mendalam untuk memberi ganjaran litar mengurangkan anhedonia dalam kemurungan utama refraktori. Neuropsychopharmacology 33: 368-377.
CrossRefMedline
30. ↵
1. Sesack SR,
2. Grace AA
(2010) Cortico-basal ganglia ganjaran rangkaian: microcircuitry. Neuropsychopharmacology 35: 27-47.
CrossRefMedline
31. ↵
1. Tomita H,
2. Ahli Parlimen Vawter,
3. Walsh DM,
4. Evans SJ,
5. Choudary PV,
6. Li J,
7. Overman KM,
8. Atz ME,
9. Myers RM,
10. Jones EG,
11. Watson SJ,
12. Akil H,
13. Bunney WE Jr.
(2004) Kesan faktor agregat dan postmortem pada profil ekspresi gen: kawalan mutu dalam analisis mikroarray atau otak manusia selepasmasuk. Biol Psikiatri 55: 346-352.
CrossRefMedline
32. ↵
1. Tsankova NM,
2. Berton O,
3. Renthal W,
4. Kumar A,
5. Neve RL,
6. Nestler EJ
(2006) Peraturan kromatin hippocampal yang berterusan dalam model tikus kemurungan dan tindakan antidepresan. Nat Neurosci 9: 519-525.
CrossRefMedline
33. ↵
1. Vassoler FM,
2. Schmidt HD,
3. Gerard ME,
4. KR terkenal,
5. Ciraulo DA,
6. Kornetsky C,
7. Knapp CM,
8. Pierce RC
(2008) Rangsangan otak yang mendalam dari nukleus accumbens nuklear mengatasi pengambilan kokain yang disebabkan oleh pengambilan ubat mencari tikus. J Neurosci 28: 8735-8739.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
34. ↵
1. Vialou V,
2. Robison AJ,
3. QC Laplant,
4. Covington HE 3rd.,
5. Dietz DM,
6. Ohnishi YN,
7. Mouzon E,
8. Rush AJ 3rd.,
9. Watts EL,
10. Wallace DL,
11. Iñiguez SD,
12. Ohnishi YH,
13. Steiner MA,
14. Warren BL,
15. Krishnan V,
16. Bolaños CA,
17. Neve RL,
18. Ghose S,
19. Berton O,
20. Tamminga CA,
21. Nestler EJ
(2010) ΔFosB dalam rangkaian ganjaran otak mengantara daya tahan terhadap tekanan dan tindak balas antidepresan. Nat Neurosci 13: 745-752.
CrossRefMedline
35. ↵
1. Wilkinson MB,
2. Xiao G,
3. Kumar A,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Sikder D,
7. Kodadek TJ,
8. Nestler EJ
(2009) Rawatan imipramin dan daya tahan mempamerkan peraturan chromatin yang sama di rantau ganjaran otak utama. J Neurosci 29: 7820-7832.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
36. ↵
1. Xia Z,
2. Dudek H,
3. Miranti CK,
4. Greenberg ME
(1996) Pengapungan kalsium melalui reseptor NMDA menginduksi transkripsi gen awal segera oleh mekanisme MAP kinase / ERK. J Neurosci 16: 5425-5436.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
;