Proc Natl Acad Sci EUA A. 2013 Jan 29; 110 (5): 1923-8. doi: 10.1073 / pnas.1221742110.
Grueter BA, Robison AJ, Neve RL, Nestler EJ, Malenka RC.
fonte
Laboratório Nancy Pritzker, Departamento de Psiquiatria e Ciências do Comportamento, Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford, Palo Alto, CA 94305, EUA.
Sumário
As modificações sinápticas nos neurônios espinhosos médios do nucleus accumbens (NAc) (MSNs) desempenham um papel fundamental na aprendizagem adaptativa e patológica dependente de recompensa, incluindo respostas mal-adaptativas envolvidas na dependência de drogas.. Os MSNs da NAc participam de dois circuitos paralelos, caminhos diretos e indiretos que servem para funções comportamentais distintas.. Modificação do NAc As sinapses do MSN podem ocorrer em parte por meio de mudanças no potencial de transcrição de certos genes de uma maneira específica do tipo de célula. O fator de transcrição [incremento] FosB é uma das principais proteínas implicadas nas alterações da expressão gênica na NAc causada por drogas de abuso, ainda que seus efeitos sobre a função sináptica em MSNs NAc sejam desconhecidos. Aqui, demonstramos que a superexpressão de DeltaFosB diminuiu a força sináptica excitatória e, provavelmente, aumentou as sinapses silenciosas para os MSNs de vias diretas que expressam receptores de dopamina D1, tanto no núcleo como no invólucro de NAc.
Em contraste, o deltaFosB provavelmente diminuiu as sinapses silenciosas na concha de NAc, mas não no núcleo, os MSNs de vias indiretas que expressam o receptor de dopamina D2. Análise da morfologia da espinha dendrítica do MSN revelou que [incremento] FosB aumentou a densidade de espinhas imaturas em MSNs diretos D1 diretos mas não indiretos D2. Para determinar as conseqüências comportamentais das ações específicas do tipo célula de [incremento] FosB, nós superexpressamos seletivamente [incrementar] FosB em D1 direct ou MSNs indiretos D2 em NAc in vivo e descobrimos que a expressão direta da via MSN (mas não indireta) aumenta as respostas comportamentais a cocaína. Estes resultados revelam que o [incremento] FosB no NAc modula diferencialmente as propriedades sinápticas e os comportamentos relacionados à recompensa de uma maneira específica de tipo e sub-região de célula.
Determinar as conseqüências comportamentais das ações específicas do tipo de célula de ∆FosB, nós superexpressamos seletivamente ∆FosB em D1 diretamente ou D2 indireto MSNs em NAc in vivo e descobriu que diretamente (mas não indireto) caminho A expressão do MSN aprimora as respostas comportamentais à cocaína. Estes resultados revelam queFosB em NAc diferencialmente modula propriedades sinápticas e comportamentos relacionados à recompensa em um tipo específico de célula e sub-região.
O nucleus accumbens (NAc) é um substrato fundamental para a integração de informações motivacionais com o objetivo de regular o comportamento direcionado por objetivos. Mais de 90% das células dentro do NAc são neurônios espinhosos médios (MSNs), que podem ser divididos em duas subpopulações principais. Os MSNs de vias diretas, que expressam predominantemente receptores de dopamina D1 (D1 MSNs), projetam-se principalmente para núcleos de dopamina (DA), enquanto os MSNs de vias indiretas, que expressam predominantemente receptores D2 (D2 MSNs), projetam-se principalmente para o ventre ventral, influenciando indiretamente Neurônios DA (1, 2). A atividade dos MSNs do NAc é impulsionada principalmente por estímulos excitatórios do córtex pré-frontal, do hipocampo e da amígdala. Tem sido sugerido que a atividade patológica das sinapses excitatórias induzidas por experiências comportamentais, como a exposição a drogas de abuso induz uma reorganização do mecanismo de transcrição e sinapses nos MSNs do NAc, que por sua vez medeiam as adaptações comportamentais de longa duração associadas ao vício. (1-3).
Estudos recentes demonstraram que os MSNs D1 e D2 na sub-região central de NAc exibem diferentes propriedades eletrofisiológicas e sinápticas (4) e que os dois subtipos de MSNs desempenham papéis distintos no comportamento relacionado ao vício (5). No entanto, os mecanismos moleculares subjacentes a essas diferenças permanecem pouco compreendidos. Nas últimas duas décadas, evidências crescentes ligaram a indução de ΔFosB, um fator de transcrição da família Fos, no NAc a mudanças nos circuitos de recompensa do cérebro associados a comportamentos depressivos e viciantes (3). ΔFosB, um produto particularmente estável do FosB gene (6), heterodimeriza com proteínas da família Jun para formar complexos ativadores da proteína 1 (AP-1) que se ligam a sítios AP-1 dentro de promotores de genes para regular a transcrição. Embora muitas proteínas da família Fos sejam induzidas transitoriamente pela exposição aguda ao fármaco, a administração crónica de virtualmente qualquer droga de abuso induz a acumulação duradoura de ΔFosB no NAc (6). Consistente com a importância funcional desse acúmulo, a superexpressão a longo prazo de ΔFosB seletivamente em D1 MSNs do NAc e estriado dorsal de camundongos indutíveis bitransgênicos causa aumento nas respostas locomotoras à cocaína (7), preferência de lugar condicionado aumentado a cocaína e morfina (7, 8), e melhor auto-administração de cocaína (9).
As desadaptações neurais subjacentes aos fenótipos de dependência, no entanto, podem começar imediatamente após a exposição inicial a drogas de abuso ou outros estímulos, como o estresse. Em apoio a essa hipótese, mesmo a pré-exposição breve ao estresse causa maior propensão para o uso de drogas (sensibilização cruzada) (10-12) e vice versa (13). Além disso, embora os efeitos do estresse e da cocaína nas propriedades sinápticas desses neurônios tenham sido estudados (1-3, 14-16), evidência direta para os efeitos de ΔFosB nas propriedades sinápticas do MSN está faltando. ![[incremento]](http://www.ncbi.nlm.nih.gov/corehtml/pmc/pmcents/x2206.gif)
A regulação da função sináptica por FosB é de particular interesse porque a superexpressão de ΔFosB altera a morfologia da espinha dendrítica de NAc (17, 18), e trabalhos recentes indicam que outros reguladores transcricionais podem influenciar a fisiologia do NAc MSN (19) e estrutura sináptica (20).
Para examinar os efeitos sinápticos de curto prazo da expressão de ΔFosB em MSNs de NAc diretas e indiretas, usamos camundongos transgênicos de cromossomo artificial bacteriano (BAC) que seletivamente rotulam D1 MSNs e vetores virais que visam seletivamente essas subpopulações de MSN. Gravações direcionadas de MSNs revelaram efeitos marcantes de tipo de célula e região de Superexpressão de FosB nas propriedades de sinapses excitatórias em MSNs de NAc. Expressão de O FosB no NAc também modificou a morfologia da espinha dendrítica e os comportamentos relacionados à dependência em uma maneira específica do tipo de célula. Esses resultados fornecem mais evidências de que a regulamentação Os níveis de FosB por drogas de abuso causam alterações específicas do tipo de célula no NAc, que contribuem de forma importante para as complexas adaptações do circuito subjacentes aos comportamentos relacionados à dependência.
Consistentes
FosB não afeta a função pré-sináptica em MSNs NAc.
Para examinar os efeitos sinápticos de FosB superexpressão em MSNs NAc, nós estereotaxicamente injetado um vírus Herpes simplex (HSV) expressando FosB fundido a EGFP no NAc de camundongos transgênicos BAC machos 8- a 10-wk-old nos quais a expressão tdTomato foi dirigida pelo promotor do receptor de dopamina D1 (21). Três para 4 d depois, fizemos gravações patch-clamp de célula inteira de shell NAc e MSNs core com a presença ou ausência de tdTomato definindo MSNs D1 e MSN MSN D2, respectivamente (4) e células que definem a expressão EGFP em que FosB foi expresso. Embora não seja possível direcionar seletivamente o núcleo e o invólucro de NAc com vírus em camundongos, era importante distinguir essas regiões do cérebro por causa de diferenças conhecidas em sua regulação de comportamentos relacionados a recompensa e dependência (2, 3). Dois ensaios padrão de eletrofisiologia revelaram que A superexpressão de FosB não influenciou de forma detectável a função pré-sináptica em nenhuma das subpopulações de MSN do NAc examinadas. Especificamente, as razões de pulso pareado (PPRs) de correntes pós-sinápticas excitatórias (EPSCs) em cinco diferentes intervalos entre estímulos, uma medida padrão da probabilidade de liberação do transmissor, não foram afetadas por Superexpressão de FosB na casca ou no núcleo de NAc (Fig. S1). Além disso, a freqüência média de EPSCs em miniatura (mEPSCs), que também se correlaciona com a função pré-sináptica, não foi afetada por Superexpressão de FosB em MSNs D1 e D2 no shell e no núcleo do NAc (Fig. S1).
Efeitos do FosB em propriedades pós-sinápticas excitatórias em MSNs D1 do NAc.
Para examinar os efeitos de curto prazo Sobreexpressão de FosB nas propriedades pós-sinápticas de sinapses excitatórias em MSNs de núcleo e núcleo de NAc, medimos a proporção de EPSCs mediados por receptor de AMPA (AMPAR) - para receptor de NMDA (NMDAR)22). Em ambas as sub-regiões shell e core, as taxas AMPAR / NMDAR foram significativamente menores em D1 MSNs superexpressando FosB em relação aos MSNs D1 não infectados vizinhos (FIG. 1 A e B). Esta diminuição nas razões AMPAR / NMDAR deveu-se, pelo menos em parte, a uma diminuição na transmissão sináptica mediada por AMPAR, porque as amplitudes médias de mEPSCs mediadas por AMPAR também foram significativamente diminuídas por Superexpressão de FosB (FIG. 1 C e D). Porque os AMPARs que retiram o gluA2 e retificam internamente são incorporados às sinapses do NAc MSN após a retirada dos protocolos de autoadministração de drogas de abuso e de estresse crônico (14, 15, 23), em seguida, examinamos a tensão atual (IV) relação de EPSCs farmacologicamente isolados, para determinar se A superexpressão de FosB influenciou a estequiometria dos AMPARs sinápticos. AMPAR EPSC IV curvas gravadas de controle e Os MSNs D1 expressando FosB no shell e no núcleo do NAc foram lineares e exibiram retificação interna mínima (FIG. 1 E e F). Portanto, A superexpressão do FosB não resulta na incorporação de AMPARs sem o GluA2 nas sinapses do NAc D1 MSN. Finalmente, para determinar se a estequiometria NMDAR foi afetada por Sobreexpressão de FosB, medimos os cursos de tempo de decaimento do NMDAR EPSC, que são prolongados pela presença de subunidades GluN2B. A expressão FosB causou um tempo significativamente maior para o pico da média em MSNs D1 no shell NAc (FIG. 1 G1 e G2) e uma tendência semelhante foi observada no núcleo NAc (FIG. 1 H1 e H2). Estes resultados sugerem que semelhante à expressão de CREB constitutivamente ativo em NAc (24), A superexpressão de FosB provoca um aumento na proporção de NMDARs contendo GluN2B nas sinapses de NAc D1 MSN.
FosB em NAc modifica a força sináptica D1 MSN em shell e core. (A) EPSCs representativos (A1) gravados em –70 e + 40 mV de um controle NAx shell D1 (preto) e FosB (+) (vermelho) MSN e gráfico de resumo (A2) Do ...Efeitos do FosB em propriedades pós-sinápticas excitatórias em MSNs D2 do NAc.
Em contraste com os MSNs D1 NAc, A superexpressão de FosB em D2 MSNs provocou um aumento nas razões AMPAR / NMDAR na camada NAc (FIG. 2A), mas surpreendentemente, nenhum efeito detectável no núcleo NAc (FIG. 2B). Além disso, nenhum dos outros ensaios sinápticos revelou efeitos de FosB overexpresson em MSNs NAc D2. Amplitudes de mEPSC mediadas por AMPAR (FIG. 2 C e D), AMPAR EPSC IV curvas e índices de rectificação (FIG. 2 E e F), bem como os cursos de tempo de decaimento do NMDAR EPSC, não foram afetados Superexpressão de FosB em MSNs NAc D2. Essas descobertas demonstram que A superexpressão de FosB modifica as propriedades das sinapses excitatórias nos MSNs do NAc D2 em uma extensão muito menor do que as sinapses excitatórias nos MSNs do NAc D1.
FosB em NAc modifica a força sináptica D2 MSN no shell, mas não no núcleo. (A) EPSCs representativos (A1) gravados em –70 e + 40 mV de um controle NAx shell D2 (preto) e FosB (+) (green) MSN e gráfico de resumo ...Efeitos do FosB em Sinapses Silenciosas em MSNs NAc D1 e D2.
As sinapses silenciosas pós-sinápticas são sinapses com níveis indetectáveis de AMPARs, mas NMDARs facilmente detectáveis (25-27). Eles fornecem um substrato ideal para a potenciação de longo prazo (LTP) (28) e podem ser gerados pela expressão de CREB constitutivamente ativo em células piramidais hipocampais CA1 (28) e MSNs NAc (24). Porque vários dos efeitos sinápticos observados A superexpressão de FosB pode ser explicada por mudanças na proporção de sinapses silenciosas em MSNs de NAc, foi realizada uma análise de CV de EPSCs de AMPAR em relação a EPSC de NMDAR. Em gravações de células individuais, a razão 1 / CV2 de NMDAR EPSCs para 1 / CV2 de EPSpar diretamente correlaciona com a proporção de sinapses silenciosas (28, 29). A superexpressão de FosB causou um aumento significativo nesse índice em MSNs D1 no shell e no núcleo do NAc (FIG. 3 A e B). Em contraste, nenhuma mudança nesta relação foi observada Nomes D2 do núcleo NAc que expressam FosB, enquanto ocorreu uma diminuição na superexpressão de MSNs D2 do shell NAc FosB (FIG. 3C). Estes resultados são consistentes com a hipótese de que A superexpressão de FosB causa um aumento na proporção de sinapses silenciosas no shell NAc e no núcleo de MSNs D1 e uma não limpeza de sinapses nos MSNS D2 do shell NAc.
FosB (+) (A2) D1 MSN no shell NAc. (BResumo ...Efeitos do FosB no NAc MSN Dendritic Spines.
Uma consequência bem estabelecida da administração de cocaína em MSNs de NAc é a indução de espinhas dendríticas (30, 31), uma mudança estrutural que pode ser seletiva para os MSNs D1 (32) e depende de ΔFosB (17, 18). Estas observações sugerem que a regulação da formação da coluna por ΔFosB pode ser específica para D1 MSNs. Como as linhas de camundongos disponíveis que expressam proteínas fluorescentes com especificidade de tipo de célula não são adequadas para identificação de espinhas dendríticas em células específicas, para abordar este tópico, usamos um único vetor de HSV que expressa mCherry de maneira recombinase Cre-dependente (Fig. S2; Métodos SI) em combinação com linhas de ratos transgênicos que expressam Cre especificamente em MSNs D1 ou D2 (5). Cotransduzir a camada NAc destes camundongos com o HSV-mCherry dependente de Cre e HSV-GFP-ΔFosB (ou HSV-GFP como controle) revelou que ΔFosB aumenta a densidade dendrítica da coluna em MSNs D1, mas não MSNs D2 (FIG. 4). Este aumento é impulsionado principalmente pela indução de espinhas grossas e talvez finas, que são consideradas “imaturas” (33). Em contraste, a superexpressão de ΔFosB não teve efeito sobre a densidade de espinhos dendríticos mais maduros em forma de cogumelo. Estes aumentos induzidos por ΔFosB em espinhas dendríticas imaturas em MSNs NAc D1 correlacionam-se bem com a proposta de que a expressão de ΔFosB resulta em um aumento de sinapses silenciosas (27).
MSNs FosB (+) D1 e D2 NAc. (B-EQuantificação dos efeitos da expressão de ΔFosB em cada região dendrítica ...Efeitos do Selective Expressão FosB em MSNs NAc em Comportamentos Relacionados com Dependência.
Para determinar se os efeitos específicos do tipo de célula de curto prazo A sobreexpressão de FosB nas propriedades sinápticas se correlaciona com os efeitos específicos do tipo de célula nos comportamentos relacionados à dependência, usando os ratos D1-Cre e D2-Cre, em combinação com um único vetor de HSV que contém um códon de parada cercado por locais loxP (LS1) para prevenir expressão do gene alvo em qualquer célula que não expresse Cre (Fig. S3). Camundongos D1- e D2-Cre machos adultos foram injetados bilateralmente no NAc tanto com HSV-GFP-LS1-FosB ou HSV-GFP (controle), e os comportamentos foram avaliados sobre o 5 d após a cirurgia quando a expressão do transgene é máxima. Superexpressão de FosB especificamente em D1 NAc Os MSNs causaram um aumento na sensibilização locomotora à cocaína tanto com doses baixas (3.75 mg / kg) como altas (7.5 mg / kg), bem como um aumento na resposta locomotora inicial à dose mais baixa de cocaína (FIG. 5 A e C). Em contraste, A superexpressão de FosB em D2 NAc MSNs não teve efeito sobre as respostas locomotoras dos animais à cocaína (FIG. 5 B e D). Resultados semelhantes foram obtidos quando a preferência de lugar condicionado à cocaína (CPP) foi avaliada. Os ratinhos D1- ou D2-Cre injectados com HSV-GFP apresentaram uma dependência de dose típica de CPP da cocaína sem preferência significativa observada com a dose mais baixa (FIG. 5 E e F). Superexpressão de FosB em D1 Os MSNs aumentaram drasticamente a CPP da cocaína com respostas máximas observadas na dose mais baixa de cocaína (FIG. 5E), enquanto que A expressão de FosB em D2 NAc MSNs não teve efeito sobre a recompensa de cocaína (FIG. 5F). Estes resultados demonstram que A superexpressão de FosB em MSNs D1, mas não em MSNs D2, no NAc aumenta as respostas comportamentais à cocaína.
FosB ...Discussão
Trabalhos anteriores sugeriram uma forte ligação entre mudanças no circuito de recompensa do cérebro devido à indução induzida por drogas de ΔFosB e comportamentos associados ao vício (6). Porque ΔFosB é excepcionalmente estável e é fortemente induzido pela exposição crônica a drogas, um efeito visto em adictos humanos também (18), a maioria dos estudos se concentrou nas adaptações neurais e comportamentais causadas pela expressão ΔFosB de longo prazo, tipicamente 2 – 8 wk (3, 6, 7).
No entanto, a exposição inicial a drogas de abuso induz ΔFosB mRNA e proteína (3, 6, 34), mas os efeitos dessa indução sobre as propriedades sinápticas do MSN do NAc e as subsequentes respostas comportamentais à administração de medicamentos não foram exploradas. HApresentamos evidências de que a expressão de curto prazo FosB produz efeitos sinápticos e comportamentais profundamente diferentes quando expresso em NAc D1 versus D2 MSNs. on Os MSNs D1 no núcleo NAc e no shell, superexpressão ΔFosB causaram uma diminuição na transmissão sináptica mediada por AMPAR sem alterações detectáveis na estequiometria dos AMPARs sinápticos. As EPSC mediadas por NMDAR também foram prolongadas nos neurônios da camada NAc (com uma tendência semelhante nos neurônios centrais), sugerindo um aumento na proporção de NMDARs sinápticos contendo GluN2B.. Essas mudanças nas propriedades excitatórias das sinapses podem ser explicadas, em parte, por Superexpressão de FosB causando um aumento na proporção das chamadas sinapses silenciosas pós-sinápticas. Consistente com esta hipótese, a relação entre 1 / CV2 de NMDAR EPSCs para 1 / CV2 de EPSP da AMPAR foi aumentada em FosB como era a densidade de espinhas imaturas. Em contraste, A superexpressão de FosB em D2 NAc Os MSNs causaram um aumento relativo na transmissão sináptica mediada por AMPAR na camada NAc mas não no núcleo. Um 1 / CV2 A análise sugere que isso pode ser devido, em parte, a uma diminuição na proporção de sinapses silenciosas, embora não possamos descartar que ocorreu uma diminuição relativa na transmissão sináptica mediada por NMDAR.
Para determinar se essas adaptações sinápticas específicas do tipo de célula no NAc devido à superexpressão de ΔFosB a curto prazo se correlacionam com quaisquer mudanças comportamentais, nós desenvolvemos um método único para restringir a expressão de ΔFosB para MSNs D1 ou D2 NAc usando o correspondente Linhas de driver Cre. Trabalhos anteriores demonstraram que a superexpressão de longo prazo (> 6 semanas) de ΔFosB na via direta D1, mas não nos MSNs da via indireta D2 no NAc e no estriado dorsal, causa aumento da sensibilização locomotora à cocaína, bem como aumento do CPP da cocaína em um nível baixo, mas não maior, dose da droga (7). Aqui mostramos que apenas 2-4 d da superexpressão ΔFosB em D1, mas não D2 MSNs no NAc seletivamente elicia uma resposta locomotora aumentada a uma dose baixa de cocaína e aumento da sensibilização da resposta locomotora a uma dose maior. SDa mesma forma, essa superexpressão de ΔFosB de curto prazo nos MSNs D1 NAc causou um aumento na CPP de cocaína para uma dose mais baixa de cocaína. Estes resultados demonstram que um aumento nos níveis de ΔFosB nos MSNs D1 NAc per se melhora a sensibilidade do animal aos efeitos de ativação e recompensa locomotora da cocaína muito mais rapidamente do que o previsto anteriormente. Esses resultados também sugerem que a indução de ΔFosB causada pela exposição inicial a drogas pode contribuir para as mudanças subsequentes que ocorrem nas respostas à administração repetida.
Trabalhos anteriores em ratos demonstraram que a retirada a curto prazo (1-2 d) da administração de cocaína não contida crónica (5 d) provoca a geração de sinapses silenciosas em MSNs de NAc (35). Esta modificação sináptica induzida por cocaína é bloqueada pela expressão de uma forma negativa dominante de CREB e é mimetizada pela expressão de CREB constitutivamente ativo (24), que também induz sinapses silenciosas no hipocampo (28). Além disso, as sinapses silenciosas em NAc contêm uma proporção maior de NMDARs contendo GluN2B, cujo bloqueio impede a indução de cocaína de sinapses silenciosas, bem como a sensibilização locomotora induzida por cocaína (24, 35). Os efeitos sinápticos da superexpressão de ΔFosB a curto prazo demonstraram aqui combinados com o fato de que a administração de cocaína induz fortemente ΔFosB em camundongos (7) sugerem que a administração de cocaína também gera sinapses silenciosas em MSNs de NAc em camundongos, embora de uma maneira específica do tipo de célula. Se a indução de ambos os fatores de transcrição é necessária para estas alterações sinápticas induzidas por drogas, será necessário um estudo mais aprofundado. Tele observa que CREB e FosB ambos podem induzir sinapses silenciosas em MSNs NAc é interessante à luz de evidências substanciais de que eles mediam fenótipos comportamentais opostos: enquanto que a longo prazo FosB promove recompensa de cocaína, CREB exerce o efeito oposto (3, 6). No entanto, a curto prazo A superexpressão de FosB em camundongos bitransgênicos induzidos diminuiu os efeitos comportamentais da cocaína (36), um resultado que pode refletir níveis mais baixos de FosB induzido neste momento ou as conseqüências diretas dos períodos mais curtos de expressão. As descobertas apresentadas aqui sugerem a primeira possibilidade, porque períodos curtos de altos níveis de superexpressão mediada por HSV FosB em D1 NAc Os MSNs, como a expressão de longo prazo, aumentaram os efeitos comportamentais da cocaína. Claramente, mais trabalho é necessário para entender os efeitos paradoxais da indução de CREB versus FosB no NAc. Uma explicação pode ser a especificidade do tipo de célula de suas ações, porque a indução de O FosB é seletivo para os MSNs D1, enquanto a indução CREB ocorre igualmente nos MSNs D1 e D2, assim como em alguns interneurônios GABAérgicos. (3). Também será crítico identificar os numerosos genes alvo através dos quais esses fatores de transcrição induzem seus efeitos eletrofisiológicos e comportamentais.
O NAc é uma região complexa do cérebro, consistindo de uma mistura heterogênea de vários tipos de células com papéis distintos em vários circuitos inter-relacionados e saídas comportamentais. (1, 3). Aqui, nos concentramos especificamente em MSNs, porque eles são os neurônios de projeção do NAc, sua saída funcional tem sido diretamente ligada a comportamentos relacionados à dependência (5, 37, 38), e mudanças no drive excitatório nos MSNs de NAc causam anormalidades comportamentais do tipo vício (39). Várias proteínas reguladas por drogas de abuso têm sido associadas a mudanças na fisiologia dos MSNs NAc (4, 19, 40, 41). Considerando que alguns estudos anteriores examinaram as diferenças sinápticas entre os MSNs das vias direta e indireta (2, 4) e outros concentraram-se nas diferenças entre a concha de NAc e as sub-regiões centrais (16), um quadro completo de como uma determinada proteína afeta a fisiologia de ambos os subtipos de MSN em ambas as sub-regiões NAc não foi fornecido anteriormente. Mostramos agora que a expressão de curto prazo O FosB tem efeitos específicos do tipo de célula e específicos da região nas propriedades sinápticas excitatórias dos MSNs de NAc e que essa manipulação molecular especificamente nos MSNs D1 NAc aumenta as respostas comportamentais à cocaína. Como os dois tipos de células em ambas as sub-regiões compartilham proteínas e vias de sinalização comuns e ainda têm efeitos divergentes sobre o comportamento, esses resultados apresentam um passo inicial no fornecimento de uma compreensão abrangente das adaptações moleculares e de circuito na NAc causada por drogas de abuso. O trabalho futuro precisará definir se essas mudanças sinápticas ocorrem preferencialmente em entradas específicas no NAc, se existe uma relação causal direta entre estas Alterações sinápticas e comportamentais induzidas por FosB, e se a administração de drogas de abuso ou estresse, ambas induzem FosB, causa adaptações sinápticas e comportamentais semelhantes.
O Propósito
Para uma descrição detalhada dos métodos, consulte Métodos SI.
Os murganhos machos adultos com cromossoma artificial de bactéria heterozigótico (BAC) (8-12 wk) foram utilizados em todas as experiências e foram alojados em grupos de dois a cinco por gaiola num ciclo 12 / 12-h claro / escuro, com alimentos e água disponíveis em todos os momentos. Estudos de eletrofisiologia utilizaram camundongos D1-tdTomato com backcrossed em C57 / Bl6 (21). Para experimentos comportamentais e análises de coluna dendrítica, foram utilizados camundongos D1 e D2-Cre divididos em grupos pareados por idade (5, 42). Todos os experimentos foram realizados de acordo com as políticas estabelecidas pelos comitês institucionais de cuidados e uso de animais (IACUC) da Universidade de Stanford e da Escola de Medicina Mount Sinai.
Agradecimentos
Agradecemos aos membros dos laboratórios Malenka e Nestler pelos comentários úteis durante o curso deste projeto. Este trabalho foi apoiado pelo Instituto Nacional de Doações de Abuso de Drogas 1K99DA031699 (para BAG) e P01 DA008227 (para EJN e RCM) e Instituto Nacional de Saúde Mental Grant R01 MH51399 (para EJN).
Notas de rodapé
Os autores declaram não haver conflito de interesses.
Este artigo contém informações de suporte on-line em www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1221742110/-/DCSupplemental.
Referências
FosB e CaMKII na casca do nucleus accumbens. J Neurosci. 2013 na impressora.FosB. Nat Neurosci. 2003; 11: 1208 – 1215. [PubMed]