Oficial al cercetării în domeniul drogurilor și alcoolului
vol. 2 (2013), ID-urile articolului 235651, 11
Text PDF complet
doi: 10.4303 / jdar / 235651
Eric J. Nestler
Departamentul de Neuroștiințe din Fishberg și Institutul Friedman Brain, Scoala de Medicină Muntele Sinai, Unul dintre Gustave L. Levy Place, Box 1065, New York, NY 10029, SUA
Primite 2 Noiembrie 2012; 10 revizuit noiembrie 2012; Acceptat 20 noiembrie 2012
Abstract
ΔFosB este membru al familiei Fos de factori de transcripție. În timp ce toți ceilalți membri ai familiei sunt induse rapid, dar tranzitoriu ca răspuns la o serie de stimuli acuzați, ΔFosB este unic prin faptul că se acumulează ca răspuns la stimularea repetată datorită stabilității neobișnuite a proteinei.
O astfel de inducție prelungită a osFosB, în cadrul regiunilor de recompensă a creierului, a fost implicată în modelele animale de dependență de droguri, cu o mulțime de dovezi care indică faptul că osFosB promovează recompensa și motivația și servește ca un mecanism cheie de sensibilizare a medicamentelor și creșterea autoadministrării medicamentelor. . Acest lucru a fost validat la om postmortem, cu niveluri crescute de osFosB observate în regiunile de recompensă ale creierului dependent.
Ca factor de transcripție, ΔFosB produce acest fenotip comportamental prin reglarea exprimării genelor țintă specifice. Identificăm astfel de ținte transcripționale ale ΔFosB prin utilizarea unei abordări a genei candidate, precum și prin utilizarea unor metode la nivel de genom. Lucrările recente au analizat modificările remodelării cromatinei în modificările posttranslaționale ale histonelor și ale altor proteine nucleare la genele reglementate de medicamente - pentru a delimita mecanismele moleculare detaliate prin care ΔFosB reglează expresia genei țintă in vivo pentru a media medicația sinaptică, neurală și comportamentală indusă de medicament plasticitate. Aceste studii ale ΔFosB oferă o perspectivă nouă asupra bazei moleculare a dependenței de droguri, care definește o serie de obiective noi pentru o posibilă dezvoltare terapeutică.
Referinte
- În Alibhai, TA Green, JA Potashkin și EJ Nestler, Reglarea expresiei mRNA fosB și β fosB: studii in vivo și in vitro, Brain Res, 1143 (2007), 22-33.
- E. Ang, J. Chen, P. Zagouras, H. Magna, J. Holland, E. Schaeffer și colab., Inducerea factorului nuclear-B în nucleul accumbens prin administrarea cocainei cronice, J Neurochem, 79 (2001), 221-224.
- M. Asanuma și JL Cadet, Creșterea indusă de metamfetamină în activitatea de legare a ADN-ului striat la NF-B este atenuată la șoarecii transgenici de superoxid dismutază, Mol Brain Res, 60 (1998), 305-309.
- O. Berton, HE Covington 3rd, K. Ebner, NM Țankova, TL Carle, P. Ulery și colaboratorii, Inducerea lui ß FosB în griul periaqueductal prin stres promovează răspunsurile active de coping, Neuron, 55 (2007), 289-300.
- JA Bibb, J. Chen, JR Taylor, P. Svenningsson, A. Nishi, GL Snyder și colab., Efectele expunerii cronice la cocaină sunt reglementate de proteina neuronală Cdk5, Natura, 410 (2001), 376-380.
- O pasare, Percepțiile epigenetice, Natura, 447 (2007), 396-398.
- TL Carle, YN Ohnishi, YH Ohnishi, IN Alibhai, MB Wilkinson, A. Kumar și colab., Mecanisme dependente de proteazom și independente pentru destabilizarea FosB: identificarea domeniilor FosB degron și implicațiile pentru stabilitatea <FosB, Eur J Neurosci, 25 (2007), 3009-3019.
- J. Chen, MB Kelz, BT Hope, Y. Nakabeppu și EJ Nestler, Antigenii anti-Fos cronici: variante stabile de? FosB induse în creier prin tratamente cronice, J Neurosci, 17 (1997), 4933-4941.
- J. Chen, MB Kelz, G. Zeng, N. Sakai, C. Steffen, PE Shockett și colab., Animale transgenice cu expresie genică inductibilă, țintită în creier, Mol Pharmacol, 54 (1998), 495-503.
- J. Chen, SS Newton, L. Zeng, DH Adams, AL Dow, TM Madsen și colab., Reglarea în jos a proteinei beta de legare a CCAAT-enhancer în șoareci transgenici ai β FosB și prin convulsii electroconvulsive, Neuropsychopharmacology, 29 (2004), 23-31.
- J. Chen, HE Nye, MB Kelz, N. Hiroi, Y. Nakabeppu, BT Hope și colab., Reglarea proteinelor FosB și FosB prin tratamente cu convulsii electroconvulsive și tratamente cu cocaină, Mol Pharmacol, 48 (1995), 880-889.
- J. Chen, Y. Zhang, MB Kelz, C. Steffen, ES Ang, L. Zeng și colab., Inducerea kinazei dependente de ciclin 5 în hipocampus prin convulsii cronice electroconvulsive: rolul lui ß FosB, J Neurosci, 20 (2000), 8965-8971.
- CR Colby, K. Whisler, C. Steffen, EJ Nestler și DW Self, Supraexpresia specifică de tip celular de tip Striatal a? FosB stimulează stimularea cocainei, J Neurosci, 23 (2003), 2488-2493.
- D. Damez-Werno, Q. LaPlant, H. Sun, KN Scobie, DM Dietz, IM Walker și colab., Experiența medicamentului primește epigenetic inductivitatea genelor Fosb în nucleul accumbens de șobolan, J Neurosci, 32 (2012), 10267-10272.
- P. Dobrazanski, T. Noguchi, K. Kovary, CA Rizzo, PS Lazo și R. Bravo, Ambele produse ale genei fosB, FosB și forma sa scurtă, FosB / SF, sunt activatori de transcripție în fibroblaste, Mol Cell Biol, 11 (1991), 5470-5478.
- ME Ehrlich, J. Sommer, E. Canas și EM Unterwald, Șoareci periadolescenți arată o îmbunătățire a reglementării FosB ca răspuns la cocaină și amfetamină, J Neurosci, 22 (2002), 9155-9159.
- D. Ferguson, N. Shao, J. Koo, J. Feng, V. Vialou, D. Dietz și colaboratorii, Următoarea generație de secvențe folosind ChIP-Seq evidențiază un rol esențial pentru SIRT1 în plasticitatea emoțională, Neuroscience Meeting Planner, Programul nr. 778.09, Societatea pentru Neuroscience, New Orleans, LA, 2012.
- AM Graybiel, R. Moratalla și HA Robertson, Amfetamina și cocaina induc activarea specifică a genei c-fos în compartimentele matricei striozomice și subdiviziunile limbice ale striatumului, Proc Natl Acad Sci SUA, 87 (1990), 6912-6916.
- BA Grueter, AJ Robison, RL Neve, EJ Nestler și RC Malenka, ? FosB modulează diferențial modulul nucleului accumbens direct și indirect, Proc Natl Acad Sci SUA (să apară).
- VL Hedges, S. Chakravarty, EJ Nestler și RL Meisel, Excesul de FosB in nucleul accumbens imbunatateste recompensa sexuala la hamsterii sirieni de sex feminin, Genele creierului Behav, 8 (2009), 442-449.
- N. Hiroi, JR Brown, CN Haile, H. Ye, ME Greenberg și EJ Nestler, Șoareci mutanți FosB: pierderea inducției cronice de cocaină a proteinelor legate de Fos și sensibilitate sporită la efectele psihomotorii și recompensante ale cocainei, Proc Natl Acad Sci SUA, 94 (1997), 10397-10402.
- N. Hiroi, GJ Marek, JR Brown, H. Ye, F. Saudou, VA Vaidya și colab., Rolul esențial al genei fosB în acțiunile moleculare, celulare și comportamentale ale convulsiilor cronice electroconvulsive, J Neurosci, 18 (1998), 6952-6962.
- B. Hope, B. Kosofsky, SE Hyman și EJ Nestler, Reglarea exprimării genetice imediate și legarea AP-1 în nucleul accumbens de șobolan prin cocaină cronică, Proc Natl Acad Sci SUA, 89 (1992), 5764-5768.
- BT Hope, HE Nye, MB Kelz, DW Self, MJ Iadarola, Y. Nakabeppu și colab., Inducerea unui complex AP-1 de lungă durată compus din proteine modificate Fos în creier de cocaină cronică și alte tratamente cronice, Neuron, 13 (1994), 1235-1244.
- HJ Jorissen, PG Ulery, L. Henry, S. Gourneni, EJ Nestler și G. Rudenko, Dimerizarea și proprietățile de legare a ADN ale factorului de transcripție a FosB, Biochimie, 46 (2007), 8360-8372.
- PW Kalivas și ND Volkow, Baza neuronală a dependenței: o patologie a motivației și alegerii, Am J Psihiatrie, 162 (2005), 1403-1413.
- GB Kaplan, KA Leite-Morris, W. Fan, AJ Young și MD Guy, Senzitizarea prin opiacee induce expresia FosB /? FosB în regiunile creierului cortical, striatal și amigdală prefrontal, PLoS One, 6 (2011), e23574.
- JA Kauer și RC Malenka, Plasticitate sinaptică și dependență, Nat Rev Neurosci, 8 (2007), 844-858.
- MB Kelz, J. Chen, Carlezon Jr., WA, Jr., K. Whisler, L. Gilden, AM Beckmann și colab., Expresia factorului de transcripție? FosB în creier controlează sensibilitatea la cocaină, Natura, 401 (1999), 272-276.
- A. Kumar, KH Choi, W. Renthal, NM Țankova, DE Theobald, HT Truong și colab., Remodelarea cromatinei este un mecanism cheie care stă la baza plasticității induse de cocaină în striatum, Neuron, 48 (2005), 303-314.
- Q. LaPlant și EJ Nestler, CRACKING codul histonei: efectele cocainei asupra structurii și funcției cromatinei, Horm Behav, 59 (2011), 321-330.
- KW Lee, Y. Kim, AM Kim, K. Helmin, AC Nairn și P. Greengard, Formarea coloanei dendritice indusă de cocaină în D1 și D2 neuronii spinoși medii care conțin receptor dopaminergic în nucleul accumbens, Proc Natl Acad Sci SUA, 103 (2006), 3399-3404.
- ML Lehmann și M. Herkenham, Îmbogățirea mediului conferă rezistență la stres la înfrângerea socială printr-o cale neuroanatomică dependentă de cortexul infralimbic, J Neurosci, 31 (2011), 6159-6173.
- A. Levine, Y. Huang, B. Drisaldi, EA Griffin Jr., DD Pollak, S. Xu și colab., Mecanismul molecular pentru un medicament de tip gateway: modificări epigenetice inițiate de expresia genei primare a nicotinei de cocaină, Sci Transl Med, 3 (2011), 107ra109.
- AA Levine, Z. Guan, A. Barco, S. Xu, ER Kandel și JH Schwartz, Proteina legată de CREB controlează răspunsul la cocaină prin histone acetilare la promotorul fosB în striatum de șoarece, Proc Natl Acad Sci SUA, 102 (2005), 19186-19191.
- J. Li, Y. Sun și J. Ye, Electroacupunctura scade consumul excesiv de alcool implicând reducerea nivelurilor de FosB /? FosB în regiunile cerebrale legate de recompensă, PLoS One, 7 (2012), e40347.
- HF Liu, WH Zhou, Zhu HQ, MJ Lai și WS Chen, Microinjectarea M5 receptorul oligonucleotidic antisens al receptorului muscarinic în VTA inhibă exprimarea FosB în NAc și hipocampul șobolanilor sensibili la heroină, Neurosci Bull, 23 (2007), 1-8.
- I. Maze, HE Covington 3rd, DM Dietz, Q. LaPlant, W. Renthal, SJ Russo și colab., Rolul esențial al histonmetiltransferazei G9a în plasticitatea indusă de cocaină, Știință, 327 (2010), 213-216.
- CA McClung și EJ Nestler, Reglementarea expresiei genelor și a recompensei de cocaină de către CREB și FosB, Nat Neurosci, 6 (2003), 1208-1215.
- CA McClung, PG Ulery, LI Perrotti, V. Zachariou, O. Berton și EJ Nestler, FosB: un switch molecular pentru adaptare pe termen lung in creier, Mol Brain Res, 132 (2004), 146-154.
- J. McDaid, JE Dallimore, AR Mackie și TC Napier, Modificări ale pCREB și β-FosB pbalide și pallidale la șobolanii sensibili la morfină: corelații cu măsurile electrofiziologice evocate de receptorul pallidum ventral, Neuropsychopharmacology, 31 (2006), 1212-1226.
- J. McDaid, MP Graham și TC Napier, Sensibilizarea indusă de metamfetamină modifică diferențiat pCREB și β-FosB în circuitul limbic al creierului mamifer, Mol Pharmacol, 70 (2006), 2064-2074.
- C. Mombereau, L. Lhuillier, K. Kaupmann și JF Cryan, Blocarea indusă de modularea receptorului GABAB-pozitiv a proprietăților recompensatoare ale nicotinei este asociată cu o reducere a nucleului accumbens - acumularea FosB, J Pharmacol Exp Ther, 321 (2007), 172-177.
- R. Moratalla, B. Elibol, M. Vallejo și AM Graybiel, Modificări la nivelul rețelei în exprimarea proteinelor Fos-Jun invazive în striatum în timpul tratamentului și retragerii cocainei cronice, Neuron, 17 (1996), 147-156.
- JI Morgan și T. Curran, Genele imediate-devreme: zece ani mai târziu, Tendințe Neurosci, 18 (1995), 66-67.
- DL Muller și EM Unterwald, Receptorii de dopamină D1 modulează inducerea FosB în striatum de șobolan după administrarea intermitentă a morfinei, J Pharmacol Exp Ther, 314 (2005), 148-154.
- J. Muschamp, C. Nemeth, A. Robison, E. Nestler și W. Carlezon Jr., FosB sporeste efectele benefice ale cocainei reducand in acelasi timp efectele pro-depresive ale agonistului receptorului opioid kappa U50488, Psihiatrie Biol, 71 (2012), 44-50.
- Y. Nakabeppu și D. Nathans, O formă trunchiată în mod natural a FosB care inhibă activitatea transcripțională Fos / Jun, Celule, 64 (1991), 751-759.
- EJ Nestler, Baza moleculară a plasticității pe termen lung care stă la baza dependenței, Nat Rev Neurosci, 2 (2001), 119-128.
- EJ Nestler, Mecanisme transcripționale ale dependenței: rolul lui FosB, Philos Trans R Soc London Bi Bi Sci, 363 (2008), 3245-3255.
- EJ Nestler, MB Kelz și J. Chen, • FosB: un mediator molecular al plasticității neuronale și comportamentale pe termen lung, Brain Res, 835 (1999), 10-17.
- SD Norrholm, JA Bibb, EJ Nestler, CC Ouimet, JR Taylor și P. Greengard, Proliferarea indusă de cocaină a coloanei dendritice în nucleul accumbens depinde de activitatea kinazei dependentă de ciclin-5, Neuroștiință, 116 (2003), 19-22.
- HE Nye, B. Hope, M. Kelz, M. Iadarola și E. Nestler, Studii farmacologice privind reglarea inducției cronice de FOS legate de FOS cu cocaină în striatum și nucleul accumbens, J Pharmacol Exp Ther, 275 (1995), 1671-1680.
- HE Nye și EJ Nestler, Inducerea antigenelor cronice Fos legate de creierul de șobolan prin administrarea cronică de morfină, Mol Pharmacol, 49 (1996), 636-645.
- P. Olausson, JD Jentsch, N. Tronson, RL Neve, EJ Nestler și JR Taylor, ? FosB în nucleul accumbens reglează comportamentul instrumental și motivația armată de alimente, J Neurosci, 26 (2006), 9196-9204.
- MC Peakman, C. Colby, LI Perrotti, P. Tekumalla, T. Carle, P. Ulery și colaboratorii, Inductibilă, exprimarea specifică a regiunii creierului a unui mutant negativ dominant al c-Jun la șoarecii transgenici scade sensibilitatea la cocaină, Brain Res, 970 (2003), 73-86.
- LI Perrotti, CA Bolan, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery și colab., FosB se acumulează într-o populație de celule GABAergic în coada posterioară a zonei tegmentale ventrale după tratamentul psihostimulant, Eur J Neurosci, 21 (2005), 2817-2824.
- LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman și colab., Inducerea lui FosB în structurile cerebrale legate de recompensă după stresul cronic, J Neurosci, 24 (2004), 10594-10602.
- LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani și colaboratorii, Modele distincte de inducere a FosB în creier prin medicamente de abuz, Synapse, 62 (2008), 358-369.
- EM Pich, SR Pagliusi, M. Tessari, D. Talabot-Ayer, R. Hooft van Huijsduijnen și C. Chiamulera, Substraturi neurale comune pentru proprietățile de dependență ale nicotinei și cocainei, Știință, 275 (1997), 83-86.
- KK Pitchers, KS Frohmader, V. Vialou, E. Mouzon, EJ Nestler, MN Lehman și colab., FosB în nucleul accumbens este critică pentru întărirea efectelor recompensei sexuale, Genele creierului Behav, 9 (2010), 831-840.
- W. Renthal, TL Carle, I. Maze, HE Covington 3rd, HT Truong, I. Alibhai și colab., FosB mediază desensibilizarea epigenetică a genei c-fos după expunerea cronică la amfetamină, J Neurosci, 28 (2008), 7344-7349.
- W. Renthal, A. Kumar, G. Xiao, M. Wilkinson, HE Covington 3rd, I. Maze și colab., Analiza genomului asupra reglajului cromatinei de cocaină relevă un rol pentru sirtuine, Neuron, 62 (2009), 335-348.
- W. Renthal, I. Maze, V. Krishnan, HE Covington 3rd, G. Xiao, A. Kumar și colaboratorii, Histone deacetylase 5 controlează epigenetic adaptările comportamentale la stimulii emoționali cronici, Neuron, 56 (2007), 517-529.
- TE Robinson și B. Kolb, Plasticitate structurală asociată expunerii la medicamente de abuz, Neuropharmacology, 47 (2004), 33-46.
- AJ Robison și EJ Nestler, Mecanisme transcripționale și epigenetice ale dependenței, Nat Rev Neurosci, 12 (2011), 623-637.
- AJ Robison, V. Vialou, M. Mazei-Robison, J. Feng, S. Kourrich, M. Collins și colaboratorii, Răspunsurile comportamentale și structurale la cocaină cronică necesită o buclă de primire care implică? FosB și CaMKII în cochilia nucleului accumbens, J Neurosci (să apară).
- SJ Russo, MB Wilkinson, MS Mazei-Robison, DM Dietz, I. Maze, V. Krishnan și colab., Semnalarea cu factorul nuclear B reglementează morfologia neuronală și recompensa de cocaină, J Neurosci, 29 (2009), 3529-3537.
- HJ Shaffer și GB Eber, Progresia temporală a simptomelor de dependență de cocaină în cadrul sondajului național privind comorbiditatea din SUA, Dependență, 97 (2002), 543-554.
- T. Shippenberg și W. Rea, Sensibilizarea față de efectele comportamentale ale cocainei: modularea de agoniști ai receptorilor de dinorfin și kappa-opioizi, Pharmacol Biochem Behav, 57 (1997), 449-455.
- J. Taylor, W. Lynch, H. Sanchez, P. Olausson, E. Nestler și J. Bibb, Inhibarea Cdk5 în nucleul accumbens amplifică efectele motivaționale ale activării locomotoare și motivaționale ale cocainei, Proc Natl Acad Sci SUA, 104 (2007), 4147-4152.
- SL Teegarden și TL Bale, Scăderea preferințelor dietetice determină o creștere a emoționalității și a riscului de recidivă alimentară, Psihiatrie Biol, 61 (2007), 1021-1029.
- SL Teegarden, EJ Nestler și TL Bale, Modificările mediate de FosB în semnalizarea dopaminei sunt normalizate printr-o dietă bogată în grăsimi, Psihiatrie Biol, 64 (2008), 941-950.
- PG Ulery, G. Rudenko și EJ Nestler, Reglarea stabilității a-FosB prin fosforilare, J Neurosci, 26 (2006), 5131-5142.
- PG Ulery-Reynolds, MA Castillo, V. Vialou, SJ Russo și EJ Nestler, Fosforilarea lui a FosB mediază stabilitatea sa in vivo, Neuroștiință, 158 (2009), 369-372.
- V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie și colab., Factorul de răspuns al serului și proteina de legare a elementului de răspuns cAMP sunt ambele necesare pentru inducerea cocainei a FosB, J Neurosci, 32 (2012), 7577-7584.
- V. Vialou, I. Maze, W. Renthal, QC LaPlant, EL Watts, E. Mouzon și colaboratorii, Factorul de răspuns al serului promovează rezistența la stresul social cronic prin inducerea lui "FosB", J Neurosci, 30 (2010), 14585-14592.
- V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington 3rd, DM Dietz, YN Ohnishi și colab., FosB în circuitele de recompensare a creierului mediază rezistența la stres și răspunsurile antidepresive, Nat Neurosci, 13 (2010), 745-752.
- DL Wallace, V. Vialou, L. Rios, TL Carle-Florența, S. Chakravarty, A. Kumar și colaboratorii, Influența lui "FosB în nucleul accumbens asupra comportamentului natural de recompensă, J Neurosci, 28 (2008), 10272-10277.
- Y. Wang, TI Cesena, Y. Ohnishi, R. Burger-Caplan, V. Lam, PD Kirchhoff și colab., Screening-ul moleculei mici identifică regulatorii factorului de transcripție a FosB, ACS Chem Neurosci, 3 (2012), 546-556.
- M. Werme, C. Messer, L. Olson, L. Gilden, P. Thorén, EJ Nestler și colaboratorii, - FosB reglează rotirea roții, J Neurosci, 22 (2002), 8133-8138.
- CA Winstanley, RK Bachtell, DE Theobald, S. Laali, TA Green, A. Kumar și colab., Creșterea impulsivității în timpul retragerii de la autoadministrarea cocainei: rol pentru "FosB" în cortexul orbitofrontal, Cereb Cortex, 19 (2009), 435-444.
- CA Winstanley, TA Green, DE Theobald, W. Renthal, Q. LaPlant, RJ DiLeone și colab., Inducerea FosB în cortexul orbitofrontal potențează sensibilizarea locomotorie în ciuda atenuării disfuncției cognitive cauzate de cocaină, Pharmacol Biochem Behav, 93 (2009), 278-284.
- CA Winstanley, Q. LaPlant, DE Theobald, TA Green, RK Bachtell, LI Perrotti și colab., Inducerea FosB în cortexul orbitofrontal mediază toleranța la disfuncția cognitivă indusă de cocaină, J Neurosci, 27 (2007), 10497-10507.
- J. Yen, RM Wisdom, I. Tratner și IM Verma, O formă alternativă combinată a FosB este un regulator negativ al activării și transformării transcripționale prin proteinele Fos, Proc Natl Acad Sci SUA, 88 (1991), 5077-5081.
- ST Young, LJ Porrino și MJ Iadarola, Cocaina induce proteine striatale c-fos-imunoreactive prin intermediul receptorilor dopaminergici D1, Proc Natl Acad Sci SUA, 88 (1991), 1291-1295.
- V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz și colab., Un rol esențial pentru "FosB în nucleul accumbens în acțiunea morfinei, Nat Neurosci, 9 (2006), 205-211.