Striatalna regulacja DeltaFosB, FosB i cFos podczas samodzielnego podawania i wyprowadzania kokainy (2010)

J Neurochem. Rękopis autora; dostępny w PMC Oct 1, 2011.
Opublikowany w końcowym edytowanym formularzu jako:
Ostateczna, zredagowana wersja tego artykułu jest dostępna pod adresem J. Neurochem
Zobacz inne artykuły w PMC, że cytować opublikowany artykuł.

Abstrakcyjny

Przewlekła ekspozycja na lek wywołuje zmiany w profilach ekspresji genów, które, jak się uważa, leżą u podstaw rozwoju narkomanii. W niniejszym badaniu zbadano regulację rodziny czynników transkrypcyjnych Fos, w szczególności cFos, FosB i ΔFosB, w podregionach prążkowia podczas i po przewlekłym dożylnym podaniu kokainy u szczurów samo-podających i jarzmowych. Stwierdziliśmy, że cFos, FosB i ΔFosB wykazują regionalnie i czasowo odmienne wzory ekspresji, z większą akumulacją białka ΔFosB w jądrze półleżącym (NAc) w powłoce i rdzeniu po przewlekłym podawaniu kokainy, podczas gdy ΔFosB wzrasta w ogoniasto-skorupie (CPu) pozostaje podobne w przypadku ostrego lub przewlekłego podawania. W przeciwieństwie do tego, tolerancja rozwinęła się w indukowany kokainą mRNA dla ΔFosB we wszystkich podregionach prążkowia 3 z przewlekłym podawaniem. Tolerancja rozwinęła się również w ekspresję FosB, szczególnie w powłoce NAc i CPu. Co ciekawe, tolerancja indukowanej kokainą indukcji cFos była zależna od wolicjonalnej kontroli przyjmowania kokainy w brzusznych, ale nie grzbietowych regionach prążkowia, podczas gdy regulacja FosB i ΔFosB była podobna u samokontrolujących kokainy i zwierząt jarzmowych. Tak więc neuroadaptacje, w których pośredniczy ΔFosB w CPu, mogą pojawić się wcześniej niż wcześniej sądzono przy rozpoczęciu dożylnego zażywania kokainy i, wraz z większą akumulacją ΔFosB w NAc, mogą przyczynić się do związanych z uzależnieniem wzrostów zachowań związanych z poszukiwaniem kokainy.

Słowa kluczowe: kokaina, samopodawanie, wycofanie, prążkowie, Fos

Wprowadzenie

Powtarzająca się ekspozycja na uzależniające leki powoduje neuroadaptacje w ścieżkach nagradzania mózgu, które, jak się uważa, leżą u podstaw zarówno rozwoju kompulsywnego przyjmowania narkotyków, jak i utrzymywania się głodu i nawrotu do zachowań związanych z poszukiwaniem narkotyków w okresie odstawienia. Wiele z tych neuroadaptacji wynika z indukcji czynników transkrypcyjnych i późniejszej regulacji ekspresji genów, co może mieć potencjalnie długotrwały wpływ na strukturę i funkcję neuronów (Zhang i in. 2006). Rodzina czynników transkrypcyjnych Fos jest szczególnie interesująca, ponieważ członkowie tej rodziny wykazują zróżnicowane wzorce indukcji w regionach prążkowia po ostrej i przewlekłej ekspozycji na kokainę. Gdy kokainę podaje się ostro w sposób pasywny, nie warunkowy (tj. Przez wstrzyknięcie dootrzewnowe (IP)), zwiększa cFos i mRNA FosB i białko zarówno w grzbietowej (ogoniastej skorupie, CPu), jak i brzusznej (jądro półleżące, NAc) prążkowie (Graybiel i in. 1990; młody i in. 1991; Nadzieja i in. 1992), podczas gdy tolerancja na tę reakcję występuje przy przewlekłej biernej administracji (Nadzieja i in. 1992, 1994; Alibhai i in. 2007). W przeciwieństwie do tego, poziomy prążkowia ΔFosB (35-37 kDa), stabilnego skróconego wariantu splicingowego fosB są podwyższone po przewlekłej, ale nie ostrej biernej ekspozycji na kokainę (Nadzieja i in. 1994; Nye i in. 1995; Chen i in. 1995, 1997). Te stabilne izoformy ΔFosB mogą heterodimeryzować z różnymi białkami z rodziny Jun niż cFos lub FosB (Chen i in. 1995), a także może tworzyć funkcjonalne homodimery ze sobą (Jorissen i in. 1997), sugerując, że zróżnicowane tworzenie kompleksów aktywatora białko-1 (AP-1) po przewlekłej kokainie może zmienić ekspresję genów w miejscach AP-1 w sposób odmienny od ekspresji genów wytwarzanych przez ostrą ekspozycję na kokainę (Hope, 1998; Kelz i Nestler, 2000). Różnicowe zmiany w profilach ekspresji genów występują również w zależności od tego, czy podwyższenie ΔFosB jest krótkotrwałe czy długotrwałe, a te zmiany mogą prowadzić do zróżnicowanej ekspresji zachowań za pośrednictwem kokainy (McClung i Nestler, 2003). Chroniczna ekspozycja na inne leki, w tym amfetaminę, morfinę, Δ9-THC, nikotyna, etanol i fencyklidyna prowadzą również do akumulacji stabilnych izoform ΔFosB w regionach prążkowia (McClung i in. 2004; Perrotti i in. 2008). Ponadto ostatnie odkrycia sugerują negatywną interakcję między akumulacją ΔFosB a cFos indukowanymi amfetaminą, które mogą tłumaczyć tolerancję na indukcję cFos stwierdzoną po przewlekłej ekspozycji na stymulant (Renthal i in. 2008). Odkrycia te doprowadziły do ​​hipotezy, że stabilne izoformy ΔFosB mogą działać jako „przełącznik molekularny” i ułatwiać przejście od początkowego zażywania narkotyków do bardziej uzależnionych stanów biologicznych (Nestler i in. 2001; Nestler, 2008).

Podczas gdy większość wcześniejszych badań wykorzystywała powtarzające się bierne leczenie kokainą w celu zbadania ekspresji białek z rodziny Fos, istnieje stosunkowo niewiele przykładów tego rozporządzenia, gdy kokaina jest podawana dożylnie samodzielnie (IV) przez kilka godzin typowych dla ludzkich schematów nadużyć. Jedno z badań wykazało, że mRNA cFos jest podwyższone w CPu po pojedynczej sesji 30-min samodzielnego podawania kokainy u myszy (Kuzmin i Johansson, 1999), podczas gdy nie stwierdzono żadnych zmian w CPu szczurów po pod-przewlekłym ( 3 dni) lub przewlekłe (6-12 tygodnie) samopodawanie kokainy (Daunais i in. 1993, 1995). Po okresie odstawienia, podwyższenie białka cFos za pośrednictwem kokainy w NAc jest zmniejszone u szczurów po wcześniejszym zwiększeniu spożycia kokainy (Ben-Shahar i in. 2004), podczas gdy podwyższone poziomy cFos występują w całym prążkowiu po ekspozycji na sygnały związane z kokainą (Neisewander i in. 2000; Kufahl i in. 2009). W przeciwieństwie do cFos, zwiększone poziomy ΔFosB w białku wykazano w prążkowiu po przewlekłym samopodawaniu kokainy, i ta akumulacja może utrzymywać się przez co najmniej 1 dzień do wycofania (Pich i in. 1997; Perotti i in. 2008). Jednak nie ma doniesień, które porównują zmiany w reaktywności wielu białek z rodziny Fos na takie dożylne podawanie kokainy z ostrym lub przewlekłym narażeniem. Biorąc pod uwagę potencjalne interakcje między ΔFosB i cFos, zdolność różnicowania formacji kompleksu AP-1 w celu wywołania zróżnicowanego wpływu na ekspresję genów oraz możliwy wpływ tych różnic na zachowanie zależne od kokainy, ważne jest również potwierdzenie, że zmiany w ekspresja cFos, FosB i osFosB, które występują po podaniu bezwarunkowym, występuje również, gdy kokaina jest podawana samodzielnie, i aby określić, jak długo te zmiany mogą utrzymywać się po zakończeniu podawania kokainy. Dlatego w niniejszym badaniu porównaliśmy wpływ przewlekłego podawania kokainy dożylnej na ekspresję ΔFosB, FosB i cFos w podregionach prążkowia podczas podawania i odstawiania kokainy. Porównaliśmy regulację znalezioną z wolicjonalnym samopodawaniem z regulacją u zwierząt otrzymujących identyczną ilość i czasowy wzór kokainy poprzez niewolnicze napary jarzmowe po ostrym lub przewlekłym narażeniu. Biorąc pod uwagę, że FosB i ΔFosB są wariantami splicingowymi tego samego fosB gen, porównaliśmy również regulację mRNA dla FosB i ΔFosB z regulacją na poziomie białka.

Eksperymentalne procedury

Przedmioty i operacja

Dorosłe samce szczurów Sprague-Dawley początkowo ważące w przybliżeniu 250-300 g były trzymane w środowisku o kontrolowanej temperaturze i wilgotności w cyklu 12 h światło-ciemność (światła włączone w 7: 00 AM). Zwierzęta karmiono pokarmem i wodą ad libitum przez cały czas z wyjątkiem tego, że utrzymywano je na 85% ich ciężaru swobodnego karmienia podczas treningu z użyciem prasy dźwigniowej dla peletek sacharozy (45 mg, BioServ). Szkolenie z użyciem dźwigni przeprowadzono w wentylowanych komorach operacyjnych (Med Associates, Georgia, VT) do czasu spełnienia kryteriów akwizycji (peletki 100 na sesję dla kolejnych sesji 3) w ustalonym stosunku 1 (FR1) harmonogramie wzmocnienia. Zwierzęta były następnie karmione ad libitum przez co najmniej 24 h przed zabiegiem. W przypadku zabiegu chirurgicznego szczurom podawano atropinę (0.04 mg / kg, podskórnie) w celu wspomagania oddychania, a przewlekły, założony na stałe cewnik wprowadzano do prawej żyły szyjnej pod znieczuleniem pentobarbitalem sodu (50 mg / kg, IP) zgodnie z wcześniej opublikowanymi procedurami (Edwards i in. 2007). Po zabiegu szczury otrzymały zastrzyk penicyliny (200,000 IU / kg, domięśniowo), aby zapobiec zakażeniu, a cewniki przepłukiwano codziennie 0.2 ml heparynizowanym (20 IU / ml) roztworem bakteriostatycznym zawierającym siarczan gentamycyny (0.33 mg / ml). Wszystkie procedury eksperymentalne przeprowadzono zgodnie z Narodowym Instytutem Zdrowia Poradnik dotyczący opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnychi zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Wykorzystania Zwierząt UT Southwestern Medical Center (IACUC).

Procedury dotyczące aparatury i samodzielnego administrowania

Po wyzdrowieniu po 1 po operacji zwierzęta podzielono na wiele grup eksperymentalnych / czas odstawienia (Rys. 1A) i wracał do komór testowych operantów podczas codziennych sesji, jak opisano wcześniej (Edwards i in. 2007b). Szczury w nietraktowanej grupie kontrolnej były trzymane pojedynczo i traktowane codziennie w klatkach domowych bez narażenia na środowisko samopodawania. Szczurom z grupy samozałogowej kokainy (CSA) pozwolono dobrowolnie samodzielnie podawać kokainę (wlew 0.5 mg / kg / 50 μl) w ustalonym stosunku 1 (FR1) harmonogramu wzmocnienia w codziennych sesjach 4 h, przeprowadzone dni 6 / tydzień, w sumie dni 18. Każde aktywne naciśnięcie dźwigni powodowało infuzję kokainy 2.5, która była związana z podświetleniem lampki sygnalizacyjnej powyżej aktywnej dźwigni. Światło w domu zgasło podczas infuzji kokainy, a po wlewie, w którym światło w domu pozostało wyłączone, nastąpił dodatkowy czas oczekiwania 12.5. Dźwignia odpowiadająca podczas okresu infuzji i limitu czasu została zarejestrowana, ale nie miała konsekwencji. Dodatkowa nieaktywna dźwignia była obecna w komorach, ale reakcja na tę dźwignię była bez znaczenia. Szczury w grupie z przewlekłym jarzmem (CY) były sparowane z aktywnie samopodawającymi się szczurami i otrzymywały bierne infuzje kokainy w ilościach i wzorach czasowych identycznych z ich samo-administrującymi partnerami. Szczury w grupie z ostrym jarzmem (AY) były również sparowane ze szczurami w przewlekłej grupie CSA, ale otrzymywały bierne infuzje soli zamiast kokainy do ostatniego dnia samopodawania, kiedy otrzymały pojedynczą sesję pasywnych wlewów kokainy po raz pierwszy czas. Wreszcie grupie Saline SA pozwolono na samodzielne podawanie soli fizjologicznej w celu zidentyfikowania potencjalnych zmian związanych z operacją, testowaniem lub innymi procedurami eksperymentalnymi w porównaniu z nietraktowanymi kontrolami. Porównania między grupami AY i CY wykorzystano do zidentyfikowania zmian w reaktywności cFos, FosB lub ΔFosB przy ostrej i przewlekłej ekspozycji na kokainę, podczas gdy grupy CSA i CY porównano w celu zidentyfikowania zmian w ekspresji cFos, FosB lub ΔFosB, które były szczególnie związane z nagradzaniem a farmakologicznym działaniem kokainy. Tkankę ze wszystkich grup badanych zebrano natychmiast po końcowej sesji testu 4 h w celu porównania indukowanej kokainą regulacji cFos, FosB i ΔFosB, a trwałość zmian indukowanych kokainą określono dla niektórych grup badawczych z pobraną tkanką 24 h lub 3 wk po ostatniej sesji testowej. Zastosowano ilościowe procedury Western blot i RT-PCR na rozwarstwieniach subregionów prążkowia, aby obejść potencjalne problemy związane z reaktywnością krzyżową przeciwciał i poprawić czułość wykrywania zmian.

Rysunek 1  

(A) Harmonogram przedstawiający schematy podawania i wycofywania kokainy (WD). Linie ciągłe wskazują na dożylne podawanie wlewów kokainy (0.5 mg / kg / infuzję) w przewlekłych kokainowych samo-podających (CSA) i przewlekłych jarzmowych (CY) zwierzętach w sumie ...

Kolekcja tkanek

Szczury uśmiercono za pomocą promieniowania mikrofalowego skierowanego w rejon głowy (5 kW, 1.5 s, Murimachi Kikai, Tokio, Japonia). Mózgi szybko wycięto i schłodzono, a dwustronne stemple tkankowe (miernik 14) powłoki jądra półleżącego (NAc), rdzenia NAc i skorupy jądra ogoniastego (CPu) otrzymano z plastrów koronalnych 1.5 mm na podstawie współrzędnych uzyskanych z Paxinos i Watson (1998, zilustrowane w Rysunek 1B). Próbki tkanek homogenizowano przez sonikację w buforze do lizy zawierającym inhibitory proteazy i fosfatazy. Homogenaty następnie gotowano przez 5 min, umieszczono na lodzie, a następnie oznaczono w Lowry w celu określenia stężeń białka. Homogenaty następnie podzielono na próbki 20 μg i przechowywano w -80 ° C do czasu użycia.

Western Blots

Próbki tkanek nanoszono na żele 12% poliakrylamidowe w celu rozdzielenia przez elektroforezę w roztworze soli fizjologicznej buforowanym dodecylosiarczanem Tris / Glicyna / sodu (TGS; Bio-Rad, Hercules, CA). Po rozdzieleniu próbki przeniesiono przez elektroforezę (250 mA dla 18 h) na membrany z fluorku poliwinylidenu (PVDF; Amersham, Piscataway, NJ), a następnie zablokowano w 3% beztłuszczowym mleku w proszku i buforowanym roztworze soli fizjologicznej 1 x Tris / Tween (TTBS; Bio -Rad, Hercules, CA) przez noc w 4 ° C. Błony inkubowano następnie w rozcieńczeniu 1: 1000 pierwotnego przeciwciała Fra (uprzejmie dostarczone przez dr Michaela Iadarola, National Institutes of Health, Bethesda, MD) w roztworze 3% mleko / 1 x TTBS przez noc w 4 ° C. Membrany przemyto w 1 x TTBS (4 razy, każda 15 min) i inkubowano w 1 x TTBS zawierającym rozcieńczenie 1: 25000 koziego drugorzędowego przeciwciała przeciwkróliczego skoniugowanego z peroksydazą chrzanową (Bio-Rad, Hercules, CA) dla 1 h w pokoju temperatura. Membrany przemyto ponownie, a następnie opracowano stosując Pierce Super Signal West Dura (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, IL) wykrywanie mediowane chemiluminescencją na Hyperfilm (ECL plus; Amersham). Lokalizacja pasm białek cFos, FosB i ΔFosB jest zilustrowana w Rysunek 1C. W tym badaniu zdecydowaliśmy się zbadać tylko formy ΔFosB o stabilnej ekspresji (tj. 35-37 kDa), ponieważ uważa się, że te formy gromadzą się przy przewlekłym zażywaniu narkotyków i powodują neuroplastyczność leżącą u podstaw uzależnienia (Nestler i in. 2001). Scion Image (Frederick, MD) został użyty do przypisania absolutnej immunoreaktywności pasmom, a skaner został użyty do wykonania cyfrowych zdjęć filmów. Po wykryciu błony zostały usunięte i ponownie zbadane pod kątem β-tubuliny (1: 200000, Cell Signaling, Danvers, MA). Poziomy β-tubuliny zastosowano jako kontrolę ładowania w celu normalizacji poziomów białek związanych z Fos.

RT-PCR

Ilościową RT-PCR (qRT-PCR) użyto do określenia zmian mRNA FosB i ΔFosB natychmiast i 24 h po podaniu kokainy. Zwierzęta uśmiercono przez szybką dekapitację i rdzeń NAc, powłokę NAc i CPu wyizolowano jak opisano (Graham i in. 2007; Bachtell i in. 2008). Poszczególne próbki natychmiast homogenizowano w RNA-STAT-60 (IsoTex Diagnostics Inc, Friendswood, TX) i zamrażano na suchym lodzie do czasu wyekstrahowania mRNA zgodnie z instrukcjami producenta. W skrócie, do każdej próbki dodano chloroform i po odwirowaniu oddzielono warstwę wodną. Całkowity mRNA wytrącono izopropanolem w obecności liniowego akryloamidu (Ambion, Austin, TX). Próbki odwirowano, a wyekstrahowane peletki mRNA przemyto 70% etanolem i ponownie zawieszono w wodzie DEPC. Całkowite mRNA poddano działaniu DNAazy (Ambion, Foster City, CA) i poddano odwrotnej transkrypcji do cDNA z losowymi heksamerami przy użyciu Superscript III (Invitrogen, Carlsbad, CA). Sekwencje starterów zastosowane do amplifikacji FosB, ΔFosB i dehydrogenazy gliceraldehydo-3-fosforanu (GAPDH) to 5′-GTGAGAGATTTGCCAGGGTC-3 ′ i 5′-AGAGAGAAGCCGTCAGGTTG-3 ′, 5′-AGGCAGCTGCTGAG-3 ′ i GCCGTC ′ Oraz 5′-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3 ′ i 5′-TGTAGACCATGTAGTTGAGGTCA-3 ′. Progi cykli (cT) obliczono z trzech powtórzeń reakcji, stosując drugą pochodną krzywej amplifikacji. Wartości cT FosB i ΔFosB znormalizowano do wartości cT GAPDH (ΔcT), ponieważ GAPDH nie był regulowany przez kokainę. Krotność zmian obliczono za pomocą metody ΔΔcT, jak opisano wcześniej (podręcznik Applied Biosystems).

Analiza statystyczna

Poziomy każdego białka wyrażono jako% zmiany w stosunku do nietraktowanych kontroli dla każdego regionu mózgu i punktu czasowego, a badane grupy porównano za pomocą jednostronnej analizy wariancji (ANOVA), z poziomem istotności ustalonym na poziomie p <0.05. Ogólne efekty były śledzone przez porównania post-hoc przy użyciu testów LSD Fishera. Korelacje między spożyciem kokainy a zmianami poziomu białka oceniano za pomocą regresji liniowej.

wyniki

Zwierzęta w grupie CSA, którym pozwolono na dobrowolne samodzielne podawanie kokainy, wykazywały stabilne wzorce samopodawania kokainy w trzecim tygodniu SA (dni 13-18). W ostatnim tygodniu SA średnie dzienne spożycie kokainy u szczurów CSA i ich partnerów CY wynosiło 46.9 (± 1.8) mg / kg / dzień (zakres: 37-60 mg / kg / dzień). W ostatnim dniu testu szczury CSA w grupie z odstawieniem 0 h (WD) samodzielnie podawały 44.5 (± 2.5) mg / kg kokainy (zakres 25.5-57.5 mg / kg), a identyczna ilość kokainy została otrzymana przez ich CY i partnerzy AY.

Różnicowa regulacja białka ΔFosB w podregionach prążkowia po ostrej lub przewlekłej kokainie

Różnicową regulację białka ΔFosB stwierdzono w podregionach prążkowia bezpośrednio po 4 h dożylnego podawania kokainy (0 h WD). W powłoce NAc tylko przewlekła kokaina powodowała znaczący wzrost w grupach CSA i CY (45-61%) w porównaniu z nietraktowanymi kontrolami (Rys. 2A, F4,60 = 4.22, p = 0.005). W rdzeniu NAc stwierdzono znaczny wzrost ΔFosB (41%) po ostrej ekspozycji w grupie AY (Rys. 2B, F4,60 = 17.04, p <0.001), a nawet większe wzrosty (89-95%) stwierdzono po przewlekłej kokainie. W przeciwieństwie do większej kumulacji ΔFosB w NAc przy przewlekłym podawaniu kokainy, CPu wykazał podobny wzrost ΔFosB (86-102%) w obu grupach ostrej i przewlekłej kokainy (Rys. 2C, F4,78 = 19.09, p <0.001). Nie było różnicy w wzrostach ΔFosB między grupami CSA i CY w żadnym podregionie prążkowia, co wskazuje, że regulacja była związana z narażeniem na kokainę niezależnie od wolicjonalnego spożycia kokainy. Regulacja ΔFosB utrzymywała się przez co najmniej 24 godziny po przewlekłej kokainie w muszli NAc (F2,32 = 5.19, p = 0.02), rdzeń NAc (F4,60 = 4.53, p = 0.02) i CPu (F2,34 = 12.13, p <0.001), ale powrócił do poziomu wyjściowego po 3 tygodniach. Podobne wzrosty ΔFosB stwierdzono, gdy grupy kokainy porównano z grupą otrzymującą sól fizjologiczną z SA, z tym wyjątkiem, że mniejsze wzrosty w skorupce NAc zwierząt AY osiągnęły znaczenie w porównaniu z solą fizjologiczną SA, ale nie z nietraktowanymi kontrolami. Jednak nie było znaczącej regulacji ΔFosB u zwierząt, które samodzielnie podawały sól fizjologiczną podczas treningu w porównaniu z nieleczonymi kontrolami, co wskazuje, że regulacja ΔFosB była spowodowana kokainą, a nie wynikiem procedur chirurgicznych lub testowych.

Rysunek 2  

Regulacja ΔFosB natychmiast po podaniu kokainy oraz w 24 h i 3 tygodni WD. Poziomy ΔFosB (35-37 kDa) są wyrażone jako średnia ± zmiana procentowa SEM w stosunku do nietraktowanych kontroli homeopatycznych (kontrola). Tkanka z soli fizjologicznej ...

Tolerancja na regulację białka FosB po przewlekłej kokainie

W przeciwieństwie do regulacji ΔFosB, pojedyncza ekspozycja na 4 h podawania kokainy IV powodowała znacznie większy wzrost białka FosB we wszystkich podregionach prążkowia 3, ale znaczna tolerancja w tej odpowiedzi rozwinęła się po przewlekłym podawaniu kokainy. W powłoce NAc FosB zwiększył się (260%) natychmiast po podaniu 4 h ostrej kokainy u zwierząt AY, ale te wzrosty były zmniejszone (do 142-146%) po długotrwałym podawaniu w obu grupach CY i CSA (Rys. 3A, F4,77 = 23.16, p <0.001). Podobny wzrost FosB (295%) stwierdzono w CPu zwierząt AY, które również zmniejszyły się (do 135-159%) po przewlekłym podawaniu kokainy w grupach CY i CSA (Rys. 3C, F4,69 = 13.362, p <0.001). W rdzeniu NAc ostre podanie kokainy spowodowało mniej znaczący wzrost FosB (164%) u zwierząt z AY w porównaniu z innymi regionami mózgu; jednak wzrost ten był nadal większy niż wzrost po długotrwałym podawaniu (109-112%) w grupach CY i CSA (Rys. 3B, F4,57 = 20.23, p <0.001). Jak stwierdzono w przypadku ΔFosB, regulacja FosB po przewlekłej kokainie nie była modulowana przez wolicjonalną kontrolę spożycia kokainy. Jednak w przeciwieństwie do ΔFosB, wzrost białka FosB nie utrzymywał się zarówno w powłoce, jak i rdzeniu NAc po 24 godzinach, chociaż szczątkowy wzrost (38-52%) utrzymywał się w CPu (F2,32 = 3.590, p <0.05). Na poziomy FosB nie miały wpływu procedury chirurgiczne ani testy u zwierząt, którym podawano samodzielnie sól fizjologiczną.

Rysunek 3  

Regulacja FosB natychmiast po podaniu kokainy oraz 24 h i 3 tygodni WD. Poziomy białka FosB (46-50 kDa) są wyrażone jako średnia ± zmiana procentowa SEM od nietraktowanych kontroli homeopatycznych (patrz Rysunek 2 legenda skrótów) ...

Tłumienie indukcji RFosB i mRNA FosB po przewlekłej kokainie

Ostra ekspozycja na 4 h dożylnego podawania kokainy powodowała podobny wzrost (fałd 11-16) w mRNA ΔFosB w powłoce NAc (F3,19 = 15.82, p <0.001), rdzeń NAc (F3,19 = 13.275, p <0.001 i CPu (F3,11 = 5.78, p = 0.03) w porównaniu z kontrolkami Saline SA (0 h WD, Rys. 4A). Jednak ta odpowiedź była silnie tłumiona w grupach CY i CSA po przewlekłym podawaniu kokainy w powłoce NAc (fałd 3-4), rdzeniu NAc (fałd 4) i CPu (fałd 3). Pomimo faktu, że ostre podawanie IV kokainy powodowało większy wzrost białka FosB w stosunku do ΔFosB, ostre podawanie kokainy indukowało względnie mniejszy wzrost mRNA dla FosB (fałd 4-9) niż dla ΔFosB (fałd 11-16) we wszystkich podregionach prążkowia 3 (Rys. 4B). Ta odpowiedź została praktycznie zniesiona po przewlekłej kokainie w skorupie NAc (F3,19 = 26.22, p <0.001) i CPu (F3,11 = 4.24, p <0.05), chociaż niewielki, ale znaczący wzrost (2-krotny) pozostał w grupach CY i CSA w rdzeniu NAc (F3,19 = 11.10, p <0.001). Wywołane kokainą wzrosty zarówno ΔFosB, jak i FosB u zwierząt z AY nie zostały utrzymane po 24 h WD w porównaniu z tą samą grupą kontrolną z solą fizjologiczną SA. Dalsza analiza stosunku poziomów mRNA FosB do ΔFosB w punkcie czasowym WD 0 h wykazała, że ​​podawanie kokainy znacznie zmniejszyło względną ilość mRNA FosB do ΔFosB w powłoce NAc (F3,19 = 4.79, p = 0.02), rdzeń NAc (F3,19 = 4.49, p = 0.02) i CPu (F3,11 = 5.59, p = 0.03) z powodu większego tworzenia izoformy ΔFosB i niezależnie od istotnej tolerancji na indukowaną kokainą odpowiedź w obu mRNA po przewlekłym podawaniu (Rys. 4C). Nie było znaczącej różnicy w tych stosunkach, niezależnie od tego, czy kokaina była podawana samodzielnie czy otrzymywała biernie przez napar z jarzma, a względne proporcje FosB: ΔFosB powróciły do ​​normy we wszystkich trzech regionach mózgu przez punkt czasowy WD 24h (dane nie pokazane).

Rysunek 4  

Regulacja mRNA dla FosB i ΔFosB natychmiast po podaniu kokainy i w 24 h WD. Ilościowa RT-PCR transkryptów dla ΔFosB (A), FosB (B) i stosunek transkryptów FosB / ΔFosB (C) są wyrażone jako średnia ± ...

Tolerancja związana z wzmocnieniem cFos indukowanych kokainą w NAc

W przeciwieństwie do regulacji produktów genów FosB, które reprezentowały odpowiedź farmakologiczną na kokainę niezależnie od podawania biernego lub wolicjonalnego, na regulację cFos w podregionach NAc silnie wpłynął kontekst samopodawania kokainy w porównaniu ze zwierzętami otrzymującymi kokainę przez bierne napary jarzmowe. Ekspozycja na kokainę zwiększała poziomy białka cFos (109-126%) zarówno w skorupie NAc jak i rdzeniu z ostrym lub przewlekłym podawaniem w grupach AY i CY (Rys. 5A-B). Jednakże, gdy infuzje kokainy były dostarczane w sposób zależny od odpowiedzi u samozwańczych zwierząt, ta odpowiedź była zmniejszona (do 55%) w powłoce NAc (F4,60 = 9.14, p <0.001) i nie udało się znacząco zwiększyć cFos w rdzeniu NAc (F4,57 = 5.92, p <0.001). W CPu tolerancja na cFos wywołane kokainą rozwinęła się w wyniku przewlekłego biernego lub dobrowolnego podawania kokainy (Rys. 5C), a indukcja cFos u zwierząt AY (164%) została zmniejszona (do 45-57%) w obu grupach CY i CSA (F4,67 = 13.29, p <0.001), podobnie jak w przypadku rozwoju tolerancji w indukcji białka FosB we wszystkich 3 podregionach prążkowia. Zatem tolerancja związana ze wzmocnieniem na cFos wywołane kokainą wystąpiła szczególnie w mezolimbicznych obszarach prążkowia. We wszystkich 3 obszarach prążkowia nie stwierdzono wzrostu cFos u zwierząt, które samodzielnie przyjmowały sól fizjologiczną i nie utrzymywały się one po 24 h WD.

Rysunek 5  

Regulacja cFos natychmiast po podaniu kokainy i po 24 h WD. Poziomy białek cFos (52-58 kDa) u szczurów kontrolnych (Control, Saline SA) u szczurów, które otrzymały bierną kokainę z ostrym jarzmem (AY) lub przewlekle (CY) i u szczurów, które przeszły ...

Związek między spożyciem kokainy, cFos i ΔFosB w podregionach prążkowia

Ponieważ ilość samopodawanego kokainy różniła się u poszczególnych zwierząt i partnerów z jarzmem, porównaliśmy ilość przyjmowanej kokainy z indukcją poziomów białka cFos, FosB i ΔFosB poprzez wielokrotne analizy regresji liniowej (patrz Dodatkowa tabela 1 dla wyników wszystkich potencjalnych korelacji). Istniały znaczące korelacje między spożyciem kokainy a poziomami cFos u szczurów, które otrzymały ostre podawanie kokainy przez bierne infuzje, i te zależności różniły się w podregionach prążkowia grzbietowego i brzusznego. W rdzeniu NAc indukcja cFos bezpośrednio po 4 h ostrego podawania kokainy IV była silnie i negatywnie skorelowana z przyjmowaniem kokainy, podczas gdy podobna, ale nieistotna zależność została znaleziona w powłoce NAc (Rys. 6). Natomiast indukcja cFos była dodatnio skorelowana z przyjmowaniem kokainy w CPu. Nie stwierdzono istotnych korelacji między spożyciem kokainy (aktywnej lub pasywnej) a poziomem białka FosB lub ΔFosB w jakimkolwiek podregionie prążkowia. Jednak istniała silna dodatnia korelacja między poziomami cFos i ΔFosB w powłoce NAc 24 h po kokainie, ale tylko u zwierząt, które otrzymywały kokainę przez dobrowolne samo-podawanie (Rys. 7) i pomimo faktu, że ogólne poziomy cFos nie zostały zmienione w 24 h WD. Podobne trendy (p <0.07) dla dodatnich korelacji między poziomami białek cFos i ΔFosB stwierdzono bezpośrednio po 4 godzinach samodzielnego podania kokainy w rdzeniu NAc oraz w CPu zwierząt otrzymujących kokainę po raz pierwszy (grupa AY).

Rysunek 6  

Korelacja specyficzna dla regionu między spożyciem kokainy a immunoreaktywnością cFos po ostrej kokainie (AY). Procentowy wzrost immunoreaktywności cFos jest ujemnie skorelowany z przyjmowaniem kokainy w końcowej sesji w rdzeniu NAc (A) i dodatnio skorelowany ...
Rysunek 7  

Istotna korelacja między cFos i ΔFosB w powłoce NAc u zwierząt samo-podających. Procentowy wzrost immunoreaktywności cFos jest dodatnio skorelowany z immunoreaktywnością ΔFosB po 24 h WD samorzutnym podawaniu kokainy ...

Dyskusja

W niniejszym badaniu zbadaliśmy wpływ ostrej i przewlekłej ekspozycji na kokainę dożylnie lub przewlekłe samopodawanie na regulację poziomów ΔFosB, FosB i cFos w powłoce NAc, rdzeniu NAc i podregionach prążkowia CPu. Wcześniejsze badania konsekwentnie wykazały, że ΔFosB zwiększa się tylko po wielokrotnym narażeniu, a nie po ostrym podaniu kokainy z zastosowaniem pasywnych wstrzyknięć kokainy IP (Nadzieja i in. 1994, Nye i in. 1995; Chen i in. 1995). Podobnie stwierdziliśmy, że przewlekła ekspozycja na kokainę dożylną zwiększała ΔFosB we wszystkich badanych podregionach prążkowia, niezależnie od tego, czy podawano ją w sposób wolicjonalny czy pasywny. Jednak główna różnica w porównaniu z poprzednimi badaniami polega na tym, że ostre podawanie kokainy zwiększa poziomy białka ΔFosB zarówno w rdzeniu NAc, jak iw CPu, i zbliża się do znaczenia w powłoce NAc (p <0.1). Jednym z możliwych wyjaśnień tej różnicy może być dawka i / lub czas trwania ekspozycji na kokainę, ponieważ szczury w grupie AY otrzymały wielokrotne dożylne wlewy kokainy podczas pojedynczej 4-godzinnej sesji, co skutkowało całkowitym spożyciem kokainy w zakresie od 25.5 do 57.5 ​​mg / kg pojedynczych zwierząt, które znacznie przekraczają dawki 10-20 mg / kg, zwykle stosowane w pojedynczym wstrzyknięciu dootrzewnowym (bolus) (Nadzieja i in. 1994; Lee i in. 2006). Ponadto kokainę podawano bardziej bezpośrednią drogą podawania dożylnego, co powoduje wyższe szczytowe poziomy kokainy i dopaminy w mózgu, które utrzymują się przez całą sesję, podczas gdy te efekty zazwyczaj ustępują w ciągu godziny po wstrzyknięciu IP (Bradberry, 2002). Zatem zdolność ΔFosB do akumulacji po pojedynczej ostrej ekspozycji na kokainę jest prawdopodobnie zależna zarówno od siły, jak i czasu trwania bodźca kokainowego stosowanego w niniejszym badaniu. W każdym razie odkrycie, że ΔFosB może się akumulować po pojedynczej ekspozycji na kokainę, wskazuje, że ΔFosB może wywierać swoje efekty szybciej niż wcześniej sądzono, prawdopodobnie w wyniku początkowego samozaparcia.

Co ciekawe, ilość akumulacji ΔFosB różniła się między grzbietowymi i brzusznymi regionami prążkowia w trakcie przewlekłego podawania kokainy. W rdzeniu NAc ilość ΔFosB stwierdzona bezpośrednio po ostatnim dniu przewlekłego podawania (0 h WD) była ponad dwukrotnie większa niż ilość stwierdzona po ostrym podaniu, a mniejsze wzrosty ΔFosB w powłoce NAc osiągnęły znaczenie dopiero po długotrwałym podawaniu , niezależnie od tego, czy kokaina była podawana samodzielnie, czy otrzymywana przez bierny napar z jarzma. Wzrosty przy przewlekłym podawaniu kokainy prawdopodobnie odzwierciedlają akumulację wysoce stabilnego białka ΔFosB, ponieważ utrzymywały się one przez co najmniej 24 godziny po ostatniej ekspozycji. W przeciwieństwie do tego, duży wzrost wartości ΔFosB w CPu nie różnił się od ostrego lub przewlekłego narażenia, potencjalnie odzwierciedlając pułap wytworzony przez ostrą ekspozycję w tym obszarze mózgu. Jednakże, nawet w CPu, akumulacja białka ΔFosB prawdopodobnie przyczyniła się do uporczywego zwiększania poziomów ΔFosB po długotrwałej ekspozycji, ponieważ znaczna tolerancja rozwinęła się w indukowany kokainą mRNA dla ΔFosB we wszystkich regionach mózgu 3 z przewlekłym podawaniem.

Ostre podanie dożylnej kokainy również zwiększyło poziom białka FosB pełnej długości, z większym wzrostem w otoczce CPu i NAc niż w rdzeniu NAc. Jednak mRNA dla FosB było indukowane prawie 10-krotnie w powłoce NAc i mniej niż 5-krotnie w rdzeniu CPu i NAc. Pojawiła się znaczna tolerancja na zdolność kokainy do indukowania zarówno mRNA, jak i białka dla FosB przy przewlekłym podawaniu, chociaż pozostała niższa indukcja białka FosB i mogłaby potencjalnie konkurować z ΔFosB o partnerów wiążących AP-1. Względny stosunek mRNA FosB / ΔFosB również zmniejszył się w wyniku ostrego podania kokainy ze względu na stosunkowo większą indukcję ΔFosB, zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami dotyczącymi stosowania amfetaminy (Alibhai i in. 2007). W przeciwieństwie do poprzednich ustaleń z powtarzanymi terapiami amfetaminą, zmniejszenie względnego stosunku mRNA FosB / ΔFosB przez ostrą kokainę pozostało po przewlekłym podawaniu, odzwierciedlając względnie wyższą resztkową indukcję ΔFosB niż FosB.

Fakt, że poziomy ΔFosB zwiększają się nawet po ostrej kokainie przy użyciu wzorców i czasu podawania bardziej typowego dla dożylnego stosowania leku u ludzi, ma ważne implikacje dla procesu uzależnienia. Tak więc ΔFosB może przyczynić się do aktywności wiązania AP-1 z początkowym zażywaniem kokainy, jeśli odpowiednie dawki były podawane samodzielnie. Jednakże ΔFosB konkurowałby zarówno z FosB, jak i cFos o aktywność wiązania AP-1, prowadząc do ekspresji genów i neuroplastyczności w dół łańcucha, która różni się od przewlekłego podawania, gdy ΔFosB jest podwyższone przy zasadniczo zmniejszonych cFos i FosB. Stąd ΔFosB może mieć większy wpływ po przewlekłym podawaniu kokainy zarówno z powodu większej akumulacji w prążkowiu brzusznym, jak i zmniejszonej konkurencji dla partnerów wiążących AP-1 zarówno w prążkowiu grzbietowym, jak i brzusznym. Biorąc pod uwagę, że specyficzna dla prążkowia nadekspresja ΔFosB zwiększa motywację do kokainy (Colby i in. 2003), taka szybka akumulacja ΔFosB przy początkowej ekspozycji na kokainę może utrwalić zażywanie kokainy na bardzo wczesnych etapach procesu uzależnienia. Ponadto, tak znacząca i szeroka ekspresja ΔFosB w prążkowiu z ostrym narażeniem zmieniłaby aktywność wiązania AP-1 w sposób, który mógłby ułatwić tworzenie kompulsywnych nawyków poprzez wczesne angażowanie grzbietowych obwodów prążkowia (Belin i Everitt, 2008).

Biorąc pod uwagę stabilność izoform ΔFosB, poziomy ΔFosB pozostawały znacząco podwyższone 24 godziny po ostatniej sesji podawania kokainy, zgodnie z wcześniejszymi badaniami z zastosowaniem przewlekłego podawania kokainy dożylnej (Pich i in. 1997; Perotti i in. 2008). Inne badania z zastosowaniem pasywnego eksperymentalnego podawania wstrzyknięć kokainy IP wykazały, że akumulacja ΔFosB może utrzymywać się przez tygodnie wycofania 1-2 (Nadzieja i in. 1994; Brenhouse and Stellar, 2006; Lee i in. 2006), chociaż nie znaleźliśmy dowodów na te zmiany 3 tygodnie po zaprzestaniu zażywania kokainy. Wszystkie te badania sugerują, że akumulacja ΔFosB może utrzymywać się przez stosunkowo krótkie okresy karencji (<3 tygodnie) i bezpośrednio przyczyniać się do ciągłego zażywania kokainy, ale może nie przyczyniać się bezpośrednio do większej skłonności do nawrotów w przypadku długotrwałego odstawienia. Jednak immunoreaktywność ΔFosB wykryto w neuronach prążkowia zawierających receptor D1 po 30 dniach odstawienia powtórnej kokainy u myszy (Lee i in. 2006). Takie specyficzne dla komórki pobieranie próbek może być bardziej wrażliwe na akumulację resztkową ΔFosB niż analiza całej tkanki stosowana w niniejszym badaniu, lub może zmiany ΔFosB utrzymują się dłużej u myszy niż u szczurów. Możliwe jest również, że ΔFosB indukuje kaskadę zdarzeń transkrypcyjnych prowadzących do długotrwałych zmian morfologicznych, takich jak tworzenie się kręgosłupa dendrytycznego w neuronach prążkowia zawierających D1 (Lee i in. 2006; Labirynt i in. 2010). W związku z tym, kilka celów ΔFosB, w tym Cdk5 i NFκB, jest zwiększonych po przewlekłej kokainie, a czynniki te mogą modyfikować obwód półleżący jądra poprzez zmiany w strukturze neuronowej i / lub funkcji (Ang i in. 2001; Benavides i Bibb, 2004; Nestler, 2008). Zatem możliwe jest, że utrzymująca się akumulacja ΔFosB podczas wycofywania nie jest konieczna dla jej długotrwałego wpływu na przyszłe zachowania związane z przyjmowaniem lub poszukiwaniem leków, ale zamiast tego może stanowić „przełącznik molekularny”, który uruchamia wiele procesów komórkowych, które ułatwiają przejście na więcej uzależnione stany biologiczne (Nestler i in. 2001).

Tniniejsze badanie wykazało, że na akumulację ΔFosB za pośrednictwem kokainy nie ma wpływu dobrowolna kontrola przyjmowania kokainy u zwierząt, które same się podawały, zgodnie z wcześniejszymi badaniami z zastosowaniem procedur immunohistochemicznych i wielu nadużywanych leków (Perotti i in. 2008; Pich i in. 1997). Wskazuje to, że indukowane kokainą wzrosty ΔFosB i FosB są prawdopodobnie związane z odpowiedzią farmakologiczną na kokainę lub inne dalsze zdarzenia sygnalizacji receptora monoaminergicznego. W przeciwieństwie do ΔFosB, odkryliśmy, że na rozwój tolerancji na cFos wywołane kokainą znaczący wpływ miała wolicjonalna kontrola nad spożyciem kokainy w NAc, ale nie w CPu. Zatem tolerancja na indukowane kokainą cFos w NAc nie wystąpiła u zwierząt otrzymujących biernie kokainę przez przewlekłą infuzję jarzmową w porównaniu do ostrej infuzji jarzmowej. Odkrycia te różnią się znacznie od licznych doniesień o tolerancji na indukowane psychostymulantem cFos w NAc, gdy leki są podawane przez bierne wstrzykiwanie IP (Nadzieja i in. 1994; Nye i in. 1995; Chen i in. 1995, 1997; Alibhai i in. 2007). Biorąc pod uwagę, że tolerancja na cFos u samokontrolujących zwierząt kokainowych jest równoległa z kilkoma badaniami z powtarzanymi wstrzyknięciami IP, brak tolerancji przy przewlekłym dożylnym podawaniu dożylnym może być związany ze stresem związanym z wieloma i nieprzewidywalnymi wstrzyknięciami kokainy z jarzmem (Goeders 1997). Utrata tolerancji raczej w prążkowiu brzusznym niż grzbietowym byłaby zgodna z selektywnym wpływem na obwody limbiczne zaangażowane w reakcje motywacyjne i emocjonalne. Ponadto, podczas gdy tolerancja na indukcję cFos występowała u zwierząt, które same podawały kokainę, pozostał znaczny increase50% wzrost białka cFos w powłoce NAc natychmiast po ich końcowej sesji samo-podawania i trend (p <0.1) dla cFos wzrosty wystąpiły również w rdzeniu. Przyczyny tej rozbieżności prawdopodobnie odzwierciedlają różnice między wstrzyknięciem dootrzewnowym a wielokrotnymi wlewami dożylnymi w okresie 4 godzin, jak omówiono powyżej. Resztkowa indukcja cFos w NAc po przewlekłym samodzielnym podawaniu kokainy jest nowym odkryciem, które zmusza do ponownego rozważenia jej roli w procesie uzależnienia, w którym kompleksy AP-1 zawierające cFos, ΔFosB i FosB współistnieją w pewnym stopniu po przewlekłej ekspozycji. .

Biorąc pod uwagę ostatnie dowody, że cFos jest bezpośrednio obniżane przez akumulację ΔFosB w prążkowiu grzbietowym (Renthal i in. 2008), interesujące jest, że indukowane kokainą cFos w CPu było równoległe ze wzrostem ΔFosB z ostrą ekspozycją na kokainę. Jedną z możliwości jest to, że akumulacja ΔFosB z ostrym podawaniem występuje zbyt późno w sesji 4 h, aby wpłynąć na indukcję cFos, podczas gdy jej obecność 24 h po kokainie u zwierząt przewlekle leczonych utrudnia indukcję cFos z następującą potem ekspozycją na kokainę. Ta idea jest zgodna z trendem (p = 0.067) dla umiarkowanej dodatniej korelacji między poziomami cFos i ΔFosB w CPu z ostrym podaniem kokainy (0 h WD). Pojęcie to jest również zgodne z silną pozytywną korelacją między indukcją cFos a spożyciem kokainy w CPu ostrych zwierząt jarzmowych. Wyniki te sugerują, że podobnie jak ΔFosB, odpowiedź cFos może odzwierciedlać dawkę kokainy, która została otrzymana. Jednakże, w NAc, większa akumulacja ΔFosB przy przewlekłym podawaniu kokainy z jarzmem nie może tłumaczyć braku tolerancji w odpowiedzi cFos u tych zwierząt. Ponadto, chociaż tolerancja na indukcję cFos była oczywista u zwierząt, które same się podawały, silna dodatnia korelacja między resztkowymi poziomami cFos i ΔFosB w powłoce NAc po wycofaniu 24 nie wspiera negatywnej interakcji między cFos i ΔFosB w prążkowiu brzusznym. Inną różnicą w stosunku do danych CPu jest to, że cFos w rdzeniu NAc był ujemnie, a nie dodatnio skorelowany z przyjmowaniem kokainy bezpośrednio po ostrym podaniu kokainy, co może odzwierciedlać tachyfilaksję wewnątrz sesji, która występuje przy większej ekspozycji na dawkę w prążkowiu brzusznym.

Podsumowując, wyniki niniejszego badania wskazują, że cFos, FosB i ΔFosB ulegają wyraźnym regionalnym wzorcom ekspresji po ostrym i przewlekłym dożylnym podaniu kokainy. Te wzorce ekspresji są wyjątkowo zależne zarówno od czasu trwania i ilości ekspozycji na lek, a tolerancja na cFos wywołane kokainą jest silnie zależna od dobrowolnego podawania kokainy. Wyniki pokazują również, że ΔFosB może kumulować się zarówno z ostrym, jak i przewlekłym podawaniem kokainy przez wstrzyknięcie dożylne, co potwierdza tezę, że akumulacja ΔFosB może być ważna we wczesnych procesach, które sprzyjają zwiększonemu zachowaniu w poszukiwaniu kokainy i przyczyniają się do rozwoju uzależnienia od kokainy. Ostatecznie ważne będzie zrozumienie, w jaki sposób ΔFosB może pośrednio wpływać na uporczywy głód narkotykowy w odstawieniu poprzez stosunkowo krótkoterminowe wpływy na ekspresję genów podczas używania kokainy i wczesne okresy karencji. Wysiłki zmierzające do zidentyfikowania różnych dalszych celów i ich wpływu na morfologię neuronów i / lub funkcję ostatecznie wyjaśnią rolę ΔFosB i innych antygenów związanych z Fos w wyrażaniu zachowań uzależniających.

Materiał uzupełniający

Supp Table S1

Tabela uzupełniająca 1. Ogólne wyniki korelacji dla analiz regresji liniowej. Lewe trzy panele zawierają korelacje między spożyciem kokainy a poziomami cFos (panel górny), FosB (panel środkowy) lub ΔFosB (panel dolny). Prawe trzy panele zawierają korelacje między cFos i ΔFosB (panel górny), cFos i FosB (panel środkowy) oraz FosB i ΔFosB (panel dolny). Względne obszary mózgu i punkty czasowe WD są pokazane dla każdej indywidualnej analizy, wraz z odpowiednimi wartościami r i p. * p <0.05, T0.1> p> 0.05.

Podziękowanie

Autorzy deklarują brak konfliktu interesów w odniesieniu do tej pracy. Praca ta była wspierana przez granty NIH DA 10460 i DA 08227 oraz przez profesora Wesleya Gillilanda w Biomedical Research.

Użyte skróty

  • Procesor
  • ogoniaste skorupy
  • NAc
  • jądro półleżące
  • AY
  • ostre jarzmo
  • CY
  • chroniczne jarzmo
  • CSA
  • kokaina samopodawająca
  • WD
  • wycofanie
  • IV
  • dożylny
  • IP
  • dootrzewnowe.

Referencje

  • Alibhai IN, Green TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Regulacja fosB i ΔfosB Ekspresja mRNA: badania in vivo i in vitro. Brain Res. 2007; 1143: 22 – 33. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Ang E, Chen J, Zagouras P, Magna H, Holland J, Schaeffer E, Nestler EJ. Indukcja jądrowego czynnika κB w jądrze półleżącym przez przewlekłe podawanie kokainy. J Neurochem. 2001; 79: 221 – 224. [PubMed]
  • Bachtell RK, Choi KH, Simmons DL, Falcon E, Monteggia LM, Neve LN, Self DW. Rola ekspresji GluR1 w neuronach jądra półleżącego w uczulaniu na kokainę i zachowaniu szukającym kokainy. Eur J Neurosci. 2008; 27: 2229 – 2240. [PubMed]
  • Belin D, Everitt BJ. Zwyczaje związane z poszukiwaniem kokainy zależą od połączenia seryjnego zależnego od dopaminy łączącego brzuszną z prążkowiem grzbietowym. Neuron. 2008; 57: 432 – 441. [PubMed]
  • Benavides DR, Bibb JA. Rola Cdk5 w nadużywaniu narkotyków i plastyczności. Ann NY Acad Sci USA. 2004; 1025: 335 – 344. [PubMed]
  • Ben-Shahar O, Ahmed SH, Koob GF, Ettenberg A. Przejście od kontrolowanego do kompulsywnego zażywania narkotyków wiąże się z utratą uczulenia. Brain Res. 2004; 995: 46 – 54. [PubMed]
  • Bradberry CW. Dynamika pozakomórkowej dopaminy w ostrych i przewlekłych działaniach kokainy. Neurobiolog. 2002; 8: 315 – 322. [PubMed]
  • Brenhouse HC, Stellar JR. c-Fos i ΔFosB są różnie zmienione w różnych podregionach jądra półleżącego u szczurów uczulonych na kokainę. Behav Neurosci. 2006; 137: 773 – 780. [PubMed]
  • Chen J, Nye HE, Kelz MB, Hiroi N, Nakabeppu Y, Hope BT, Nestler EJ. Regulacja białek ΔFosB i FosB-podobnych przez napady drgawkowe i leczenie kokainą. Mol Pharmacol. 1995; 48: 880 – 889. [PubMed]
  • Chen J, Kelz MB, Hope BT, Nakabeppu Y, Nestler EJ. Chroniczne antygeny związane z Fos: stabilne warianty ΔFosB indukowane w mózgu przez przewlekłe leczenie. J Neurosci. 1997; 17: 4933 – 4941. [PubMed]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Nadekspresja ΔFosB specyficzna dla komórek prążkowia zwiększa zachętę do kokainy. J Neurosci. 2003; 23: 2488 – 2493. [PubMed]
  • Edwards S, Whisler KN, Fuller DC, Orsulak PJ, Self DW. Zmiany związane z uzależnieniem w D1 i D2 odpowiedzi behawioralne receptora dopaminy po przewlekłym samopodawaniu kokainy. Neuropsychopharm. 2007a; 32: 354 – 366. [PubMed]
  • Edwards S, Graham DL, Bachtell RK, Self DW. Tolerancja specyficzna dla regionu na regulowaną kokainą fosforylację białek zależną od cAMP po przewlekłym samopodawaniu. Eur J Neurosci. 2007b; 25: 2201 – 2213. [PubMed]
  • Goeders NE. Rola neuroendokrynna we wzmacnianiu kokainy. Psychoneuroendokrynol. 1997; 22: 237 – 259. [PubMed]
  • Graybiel AM, Moratalla R, Robertson HA. Amfetamina i kokaina indukują swoistą dla leku aktywację genu c-fos w przedziałach macierzy striosomowej i podgrupach limbicznych prążkowia. Proc Natl Acad Sci USA. 1990; 87: 6912 – 6916. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Graham DL, Edwards S, Bachtell RK, DiLeone RJ, Rios M, Self DW. Dynamiczna aktywność BDNF w jądrze półleżącym z użyciem kokainy zwiększa samopodawanie i nawrót. Nat Neurosci. 2007; 10: 1029 – 1037. [PubMed]
  • Hope B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Regulacja natychmiastowej wczesnej ekspresji genu i wiązanie AP-1 w jądrze szczura accumbens przez chroniczną kokainę. Proc Natl Acad Sci USA. 1992; 89: 5764 – 5768. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Indukcja długotrwałego kompleksu AP-1 złożonego ze zmienionych białek podobnych do Fos w mózgu przez przewlekłe leczenie kokainą i innymi przewlekłymi metodami. Neuron. 1994; 13: 1235 – 1244. [PubMed]
  • Hope BT. Kokaina i kompleks czynników transkrypcyjnych AP-1. Ann NY Acad Sci. 1998; 844: 1 – 6. [PubMed]
  • Jorissen HJMM, Ulery PG, Henry L, Gourneni S, Nestler EJ, Rudenko G. Dimeryzacja i właściwości wiązania czynnika transkrypcyjnego ΔFosB. Biochemia. 2007; 46: 8360 – 8372. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, et al. Ekspresja czynnika transkrypcyjnego ΔFosB w mózgu kontroluje wrażliwość na kokainę. Natura. 1999; 401: 272 – 276. [PubMed]
  • Kufahl PR, Zavala AR, Singh A, Thiel KJ, Dickey ED, Joyce JN, Neisewander JL. Ekspresja c-Fos związana z przywróceniem zachowania poszukiwania kokainy przez warunkowe sygnały warunkowe odpowiedzi. Synapsa. 2009; 63: 823 – 835. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Lee K, Kim Y, Kim AM, Helmin K, Nairn AC, Greengard P. Cocaine wywołał tworzenie się kręgosłupa dendrytycznego w średnich kolczastych neuronach kolczastych zawierających dopaminę D1 i D2 w jądrze półleżącym. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103: 3399 – 3404. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Maze I, Covington HE, III, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Mechanik M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren YH, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Istotna rola metylotransferazy histonowej G9a w plastyczności indukowanej kokainą. Nauka. 2010; 327: 213 – 216. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. ΔFosB: przełącznik molekularny do długoterminowej adaptacji w mózgu. Mol Brain Res. 2004; 132: 146 – 154. [PubMed]
  • Neisewander JL, Baker DA, Fuchs RA, Tran-Nguyen LTL, Palmer A, Marshall JF. Ekspresja białek Fos i zachowanie poszukujące kokainy u szczurów po ekspozycji na środowisko do samodzielnego podawania kokainy. J Neurosci. 2000; 20: 798 – 805. [PubMed]
  • Nestler EJ, Barrot M, Self DW. ΔFosB: Trwała zmiana molekularna uzależnienia. Proc Natl Acad Sci USA. 2001; 98: 11042 – 11046. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Nestler EJ. Transkrypcyjne mechanizmy uzależnienia: rola ΔFosB. Phil Trans R Soc B. 2008; 363: 3245 – 3255. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Badania farmakologiczne regulacji przewlekłej indukowanej przez FOS antygenu przez kokainę w prążkowiu i jądrze półleżącym. J Pharmacol Exp Ther. 1995; 275: 1671 – 1680. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Indukcja ΔFosB w związanej z nagrodami strukturze mózgu po przewlekłym stresie. J Neurosci. 2004; 24: 10594 – 10602. [PubMed]
  • Perrotti LI, Weaver RR, Robison B i in. Wyraźne wzory indukcji ΔFosB w mózgu przez narkotyki. Synapsa. 2008; 62: 358 – 369. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Paxinos G, Watson GC. Mózg szczura o współrzędnych stereotaktycznych. 4th. New York: Academic Press; 1998.
  • Pich EM, Pagliusi SR, Tessari M, Talabot-Ayer D, van Huijsduijnen RH, Chiamulera C. Powszechne substraty neuronowe dla uzależniających właściwości nikotyny i kokainy. Nauka. 1997; 275: 83 – 86. [PubMed]
  • Renthal W, Carle TL, Maze I, et al. ΔFosB pośredniczy w epigenetycznej desensytyzacji c-fos gen po przewlekłej ekspozycji na amfetaminę. J Neurosci. 2008; 28: 7344 – 7349. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Wallace DL, Vialou V, Rios L, i in. Wpływ DeltaFosB w jądrze zalega na zachowania związane z nagrodami naturalnymi. 2008; 28: 10272 – 10277. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Young ST, Porrino LJ, Iadarola MJ. Kokaina indukuje białko immunoaktywne prążkowia c-Fos poprzez dopaminergiczny D1 receptory. Proc Natl Acad Sci USA. 1991; 88: 1291 – 1295. [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos ułatwiają nabywanie i wygaszanie trwałych zmian wywołanych kokainą. J Neurosci. 2006; 26: 13287 – 13296. [PubMed]