Journal of Drug and Alcohol Research
vol. 2 (2013), článok ID 235651, stránky 11
Full-Text PDF
doi: 10.4303 / jdar / 235651
Eric J. Nestler
Fishberg Department of Neuroscience a Friedman Brain Institute, Škola medicíny na Mount Sinai, Gustave L. Levy Place, Box 1065, New York, NY 10029, USA
Prijaté 2 November 2012; Upravené 10 November 2012; Akceptované 20 November 2012
abstraktné
AFosB je členom Fos rodiny transkripčných faktorov. Zatiaľ čo všetci ostatní členovia rodiny sú indukovaní rýchlo, ale prechodne v reakcii na množstvo akútnych stimulov, AFosB je jedinečný v tom, že sa akumuluje v reakcii na opakovanú stimuláciu v dôsledku svojej nezvyčajnej stability proteínu.
Takáto predĺžená indukcia ΔFosB v rámci oblastí odmeny mozgu bola zahrnutá do zvieracích modelov drogovej závislosti a množstvo dôkazov naznačuje, že ΔFosB podporuje odmenu a motiváciu a slúži ako kľúčový mechanizmus senzibilizácie na lieky a zvýšeného samopodávania lieku. . Toto bolo potvrdené u ľudí po smrti, so zvýšenými hladinami ΔFosB pozorovanými v oblastiach odmeny závislého mozgu.
Ako transkripčný faktor produkuje AFosB tento behaviorálny fenotyp reguláciou expresie špecifických cieľových génov. Identifikujeme takéto transkripčné ciele AFosB použitím kandidátskeho génového prístupu, ako aj použitím metód širokého genómu. Nedávna práca analyzovala remodeláciu chromatínu - zmeny v posttranslačných modifikáciách histónov a ďalších jadrových proteínov v génoch regulovaných liečivom - na určenie podrobných molekulárnych mechanizmov, ktorými AFF reguluje expresiu cieľového génu in vivo na sprostredkovanie synaptického, nervového a behaviorálneho správania indukovaného liečivom. plasticity. Tieto štúdie AFosB poskytujú nový pohľad na molekulárny základ drogovej závislosti, ktorý definuje celý rad nových cieľov pre možný terapeutický vývoj.
Referencie
- V Alibhai, TA Green, JA Potaškin a EJ Nestler, Regulácia expresie fosB a a fosB mRNA: štúdie in vivo a in vitro, Brain Res, 1143 (2007), 22 – 33.
- E. Ang, J. Chen, P. Zagouras, H. Magna, J. Holland, E. Schaeffer a kol., Indukcia nukleárneho faktora-B v nucleus accumbens chronickým podávaním kokaínu, J Neurochem, 79 (2001), 221 – 224.
- M. Asanuma a JL Cadet, Zvýšenie striatálnej NF-B DNA-väzbovej aktivity indukovanej metamfetamínom je oslabené u transgénnych myší superoxid dismutázy, Mol Brain Res, 60 (1998), 305-309.
- O. Berton, HE Covington 3rd, K. Ebner, NM Tsankova, TL Carle, P. Ulery a kol., Indukcia FosB v perikveduktálnom sivom stresom podporuje aktívne kooperačné reakcie, Neuron, 55 (2007), 289 – 300.
- J. Bibb, J. Chen, JR Taylor, P. Svenningsson, A. Nishi, GL Snyder a kol., Účinky chronickej expozície kokaínu sú regulované neuronálnym proteínom Cdk5, Príroda, 410 (2001), 376 – 380.
- Vták, Vnímanie epigenetiky, Príroda, 447 (2007), 396 – 398.
- TL Carle, YN Ohnishi, YH Ohnishi, IN Alibhai, MB Wilkinson, A. Kumar a kol., Proteasómovo závislé a nezávislé mechanizmy pre destabilizáciu FosB: identifikácia FosB degrónových domén a implikácie pre stabilitu FosB, Eur J Neurosci, 25 (2007), 3009-3019.
- J. Chen, MB Kelz, BT Hope, Y. Nakabeppu a EJ Nestler, Chronické antigény súvisiace s Fos: stabilné varianty a FosB indukované v mozgu chronickými liečbami, J Neurosci, 17 (1997), 4933-4941.
- J. Chen, MB Kelz, G. Zeng, N. Sakai, C. Steffen, PE Shockett a kol., Transgénne zvieratá s indukovateľnou, cielenou expresiou génu v mozgu, Mol Pharmacol, 54 (1998), 495-503.
- J. Chen, SS Newton, L. Zeng, DH Adams, AL Dow, TM Madsen a kol., Downregulácia CCAAT-enhancer viažuceho proteínu beta u a FosB transgénnych myší a elektrokonvulzívnych záchvatov, Neuropsychofarmakológia, 29 (2004), 23 – 31.
- J. Chen, HE Nye, MB Kelz, N. Hiroi, Y. Nakabeppu, BT Hope a kol., Regulácia proteínov podobných FosB a FosB elektrokonvulzívnou záchvatovou a kokaínovou liečbou, Mol Pharmacol, 48 (1995), 880-889.
- J. Chen, Y. Zhang, MB Kelz, C. Steffen, ES Ang, L. Zeng a kol., Indukcia cyklín-dependentnej kinázy 5 v hipokampuse chronickými elektrokonvulzívnymi záchvatmi: úloha FosB, J Neurosci, 20 (2000), 8965-8971.
- CR Colby, K. Whisler, C. Steffen, EJ Nestler a DW Self, Nadmerná expresia aFosB špecifická pre striatálny typ buniek zvyšuje stimuláciu kokaínu, J Neurosci, 23 (2003), 2488-2493.
- D. Damez-Werno, Q. LaPlant, H. Sun, KN Scobie, DM Dietz, IM Walker a kol., Doterajšie skúsenosti s liečbou vyvolávajú epigeneticky indukovanú indukovateľnosť génu Fosb v nucleus accumbens u potkanov, J Neurosci, 32 (2012), 10267-10272.
- P. Dobrazanski, T. Noguchi, K. Kovary, CA Rizzo, PS Lazo a R. Bravo, Oba produkty génu fosB, FosB a jeho krátka forma, FosB / SF, sú transkripčné aktivátory vo fibroblastochMol Mol Biol, 11 (1991), 5470-5478.
- ME Ehrlich, J. Sommer, E. Canas a EM Unterwald, Periadolescentné myši vykazujú zvýšenú reguláciu FosB v reakcii na kokaín a amfetamín, J Neurosci, 22 (2002), 9155-9159.
- D. Ferguson, N. Shao, J. Koo, J. Feng, V. Vialou, D. Dietz a kol., Sekvenovanie nasledujúcej generácie s použitím ChIP-Seq zdôrazňuje zásadnú úlohu SIRT1 v emocionálnej plasticite, Neuroscience Meeting Planner, Program č. 778.09, Spoločnosť pre neurovedy, New Orleans, LA, 2012.
- AM Graybiel, R. Moratalla a HA Robertson, Amfetamín a kokaín indukujú špecifickú aktiváciu c-fos génu v kompartmentoch striosómovej matrice a limbickom delení striatum, Proc Natl Acad Sci USA, 87 (1990), 6912-6916.
- BA Grueter, AJ Robison, RL Neve, EJ Nestler a RC Malenka, FosB diferencovane moduluje nukleus accumbens priamu a nepriamu funkciu dráhy, Proc Natl Acad Sci USA (objaví sa).
- VL Hedges, S. Chakravarty, EJ Nestler a RL Meisel, Nadmerná expresia FosB v nucleus accumbens zvyšuje sexuálnu odmenu u samíc sýrskych škrečkov, Gény Brain Behav, 8 (2009), 442 – 449.
- N. Hiroi, JR Brown, CN Haile, H. Ye, ME Greenberg a EJ Nestler, Mutantné myši FosB: strata chronickej kokaínovej indukcie proteínov súvisiacich s Fos a zvýšená citlivosť na psychomotorické a obohacujúce účinky kokaínu, Proc Natl Acad Sci USA, 94 (1997), 10397-10402.
- N. Hiroi, GJ Marek, JR Brown, H. Ye, F. Saudou, VA Vaidya a kol., Základná úloha fosB génu pri molekulárnych, bunkových a behaviorálnych účinkoch chronických elektrokonvulzívnych záchvatov, J Neurosci, 18 (1998), 6952-6962.
- B. Hope, B. Kosofsky, SE Hyman a EJ Nestler, Regulácia okamžitej skorej génovej expresie a väzby AP-1 v jadre potkana akumulovaného chronickým kokaínom, Proc Natl Acad Sci USA, 89 (1992), 5764-5768.
- BT Hope, HE Nye, MB Kelz, DW Self, MJ Iadarola, Y. Nakabeppu a kol., Indukcia dlhodobého komplexu AP-1 zloženého zo zmenených proteínov podobných Fos v mozgu chronickou kokaínom a inými chronickými liečbami \ t, Neuron, 13 (1994), 1235 – 1244.
- HJ Jorissen, PG Ulery, L. Henry, S. Gourneni, EJ Nestler a G. Rudenko, Dimerizácia a DNA-väzbové vlastnosti transkripčného faktora a FosB, Biochémia, 46 (2007), 8360 – 8372.
- PW Kalivas a ND Volkow, Nervový základ závislosti: patológia motivácie a voľby, Am J Psychiatry, 162 (2005), 1403-1413.
- GB Kaplan, KA Leite-Morris, W. Fan, AJ Young a MD Guy, Senzibilizácia opiátov indukuje expresiu FosB / a FosB v mozgových oblastiach prefrontálnych kortikálnych, striatálnych a amygdala oblastí, PLoS One, 6 (2011), e23574.
- JA Kauer a RC Malenka, Synaptická plasticita a závislosť, Nat Rev Neurosci, 8 (2007), 844 – 858.
- MB Kelz, J. Chen, Carlezon Jr., WA, Jr., K. Whisler, L. Gilden, AM Beckmann a kol. Expresia transkripčného faktora FosB v mozgu reguluje citlivosť na kokaín, Príroda, 401 (1999), 272 – 276.
- A. Kumar, KH Choi, W. Renthal, NM Tsankova, DE Theobald, HT Truong a kol., Remodelácia chromatínu je kľúčovým mechanizmom, ktorý je základom plasticity vyvolanej kokaínom v striate, Neuron, 48 (2005), 303 – 314.
- Q. LaPlant a EJ Nestler, LIKVIDÁCIA histónového kódu: účinky kokaínu na štruktúru a funkciu chromatínu, Horm Behav, 59 (2011), 321 – 330.
- KW Lee, Y. Kim, AM Kim, K. Helmin, AC Nairn a P. Greengard, Tvorba dendritickej chrbtice vyvolanej kokaínom u stredných spinálnych neurónov obsahujúcich dopamínový receptor D1 a D2 v nucleus accumbens, Proc Natl Acad Sci USA, 103 (2006), 3399-3404.
- ML Lehmann a M. Herkenham, Obohatenie životného prostredia poskytuje odolnosť voči stresu sociálnej poruche prostredníctvom neuroanatomickej dráhy závislej od infarktickej kôry, J Neurosci, 31 (2011), 6159-6173.
- A. Levine, Y. Huang, B. Drisaldi, EA Griffin Jr., DD Pollak, S. Xu a kol., Molekulárny mechanizmus pre liek brány: epigenetické zmeny iniciované expresiou primárneho génu nikotínu kokaínomSci Transl Med, 3 (2011), 107ra109.
- AA Levine, Z. Guan, A. Barco, S. Xu, ER Kandel a JH Schwartz, Proteín viažuci CREB kontroluje reakciu na kokaín acetyláciou histónov na promótore fosB v myšom striate., Proc Natl Acad Sci USA, 102 (2005), 19186-19191.
- J. Li, Y. Sun a J. Ye, Elektroakupunktúra znižuje nadmernú konzumáciu alkoholu, čo zahŕňa zníženie hladín FosB /? FosB v oblastiach mozgu súvisiacich s odmenou, PLoS One, 7 (2012), e40347.
- HF Liu, WH Zhou, veliteľstvo Zhu, MJ Lai a WS Chen, Mikroinjekcia M5 antisense oligonukleotid muskarínového receptora do VTA inhibuje expresiu FosB v NAc a hipokampe potkanov senzibilizovaných na heroín, Neurosci Bull, 23 (2007), 1 – 8.
- I. Maze, HE Covington 3rd, DM Dietz, Q. LaPlant, W. Renthal, SJ Russo a kol., Základná úloha histón metyltransferázy G9a v plasticite vyvolanej kokaínom, Veda, 327 (2010), 213 – 216.
- CA McClung a EJ Nestler, Regulácia génovej expresie a odmeny kokaínu CREB a FosB, Nat Neurosci, 6 (2003), 1208-1215.
- CA McClung, PG Ulery, LI Perrotti, V. Zachariou, O. Berton a EJ Nestler, FosB: molekulárny prepínač pre dlhodobú adaptáciu v mozgu, Mol Brain Res, 132 (2004), 146-154.
- J. McDaid, JE Dallimore, AR Mackie a TC Napier, Zmeny v akumulácii pCREB a p-FosB u morfínom senzibilizovaných potkanov: korelácia s elektrofyziologickými opatreniami vyvolanými receptorom v ventrálnej palidóde, Neuropsychofarmakológia, 31 (2006), 1212 – 1226.
- J. McDaid, MP Graham a TC Napier, Senzibilizácia vyvolaná metamfetamínom odlišne mení pCREB a aFosB v limbickom okruhu mozgu cicavcov, Mol Pharmacol, 70 (2006), 2064-2074.
- C. Mombereau, L. Lhuillier, K. Kaupmann a JF Cryan, Blokáda odmeňovania vlastností nikotínu indukovaná moduláciou receptora GABAB je spojená so znížením akumulácie FosB v jadre, J Pharmacol Exp Ther, 321 (2007), 172-177.
- R. Moratalla, B. Elibol, M. Vallejo a AM Graybiel, Sieťové zmeny v expresii indukovateľných proteínov Fos-Jun v striate počas chronickej liečby a vysadenia kokaínu, Neuron, 17 (1996), 147 – 156.
- JI Morgan a T. Curran, Bezprostredne skoré gény: desať rokov, Trends Neurosci, 18 (1995), 66 – 67.
- DL Muller a EM Unterwald, D1 dopamínové receptory modulujú indukciu FosB v striatume potkana po prerušovanom podávaní morfínu, J Pharmacol Exp Ther, 314 (2005), 148-154.
- J. Muschamp, C. Nemeth, A. Robison, E. Nestler a W. Carlezon Jr., FosB zvyšuje odmeňujúce účinky kokaínu a súčasne znižuje pro-depresívne účinky agonistu kappa-opioidného receptora U50488, Biol Psychiatry, 71 (2012), 44 – 50.
- Y. Nakabeppu a D. Nathans, Prirodzene sa vyskytujúca skrátená forma FosB, ktorá inhibuje transkripčnú aktivitu Fos / Jun, Cell, 64 (1991), 751 – 759.
- EJ Nestler, Molekulárny základ dlhodobej plasticity založenej na závislosti, Nat Rev Neurosci, 2 (2001), 119 – 128.
- EJ Nestler, Transkripčné mechanizmy závislosti: úloha FosBPhilos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 363 (2008), 3245-3255.
- EJ Nestler, MB Kelz a J. Chen, FosB: molekulárny mediátor dlhodobej neurálnej a behaviorálnej plasticity, Brain Res, 835 (1999), 10 – 17.
- SD Norrholm, JA Bibb, EJ Nestler, CC Ouimet, JR Taylor a P. Greengard, Kokaínom indukovaná proliferácia dendritických spinov v nucleus accumbens závisí od aktivity kinázy-5 závislej od cyklínu., Neuroscience, 116 (2003), 19 – 22.
- HE Nye, B. Hope, M. Kelz, M. Iadarola a E. Nestler, Farmakologické štúdie regulácie chronickej indukcie antigénu súvisiaceho s FOS kokaínom v striate a nucleus accumbens \ t, J Pharmacol Exp Ther, 275 (1995), 1671-1680.
- HE Nye a EJ Nestler, Indukcia chronických antigénov súvisiacich s Fos v mozgu potkana chronickým podávaním morfínu, Mol Pharmacol, 49 (1996), 636-645.
- P. Olausson, JD Jentsch, N. Tronson, RL Neve, EJ Nestler a JR Taylor, FosB v nucleus accumbens reguluje inštrumentálne správanie a motiváciu posilnenú potravinami, J Neurosci, 26 (2006), 9196-9204.
- MC Peakman, C. Colby, LI Perrotti, P. Tekumalla, T. Carle, P. Ulery a kol., Inducibilná expresia dominantného negatívneho mutanta c-Jun v transgénnych myšiach špecifická pre mozgovú oblasť znižuje citlivosť na kokaín, Brain Res, 970 (2003), 73 – 86.
- LI Perrotti, CA Bolan ~ os, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery a kol., FosB sa akumuluje v populácii GABAergných buniek v zadnej časti ventrálnej tegmentálnej oblasti po psychostimulačnej liečbe., Eur J Neurosci, 21 (2005), 2817-2824.
- LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman a kol., Indukcia FosB v mozgových štruktúrach súvisiacich s odmenou po chronickom strese, J Neurosci, 24 (2004), 10594-10602.
- LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani a kol., Rozlišujúce vzory indukcie FosB v mozgu drogami zneužívania, Synapse, 62 (2008), 358 – 369.
- EM Pich, SR Pagliusi, M. Tessari, D. Talabot-Ayer, R. Hooft van Huijsduijnen a C. Chiamulera, Bežné nervové substráty pre návykové vlastnosti nikotínu a kokaínu, Veda, 275 (1997), 83 – 86.
- KK Pitchers, KS Frohmader, V. Vialou, E. Mouzon, EJ Nestler, MN Lehman a kol., FosB v nucleus accumbens je rozhodujúci pre posilnenie účinkov sexuálnej odmeny, Gény Brain Behav, 9 (2010), 831 – 840.
- W. Renthal, TL Carle, I. Maze, HE Covington 3rd, HT Truong, I. Alibhai a kol., FosB sprostredkováva epigenetickú desenzibilizáciu c-fos génu po chronickej expozícii amfetamínu, J Neurosci, 28 (2008), 7344-7349.
- W. Renthal, A. Kumar, G. Xiao, M. Wilkinson, HE Covington 3rd, I. Maze a kol., Analýza génovej regulácie chromatínu kokaínom odhalila úlohu sirtuínov, Neuron, 62 (2009), 335 – 348.
- W. Renthal, I. Maze, V. Krishnan, HE Covington 3rd, G. Xiao, A. Kumar a kol., Histón deacetyláza 5 epigeneticky riadi adaptáciu správania na chronické emocionálne podnety, Neuron, 56 (2007), 517 – 529.
- TE Robinson a B. Kolb, Štrukturálna plasticita spojená s vystavením drogám zneužívania, Neurofarmakológia, 47 (2004), 33 – 46.
- AJ Robison a EJ Nestler, Transkripčné a epigenetické mechanizmy závislosti, Nat Rev Neurosci, 12 (2011), 623 – 637.
- AJ Robison, V. Vialou, M. Mazei-Robison, J. Feng, S. Kourrich, M. Collins a kol., Behaviorálne a štrukturálne reakcie na chronický kokaín vyžadujú spätnú slučkovú slučku zahŕňajúcu aFosB a CaMKII v jadre nucleus accumbens, J Neurosci (objaví sa).
- SJ Russo, MB Wilkinson, MS Mazei-Robison, DM Dietz, I. Maze, V. Krishnan a kol., Signalizácia jadrového faktora B reguluje morfológiu neurónov a odmenu za kokaín, J Neurosci, 29 (2009), 3529-3537.
- HJ Shaffer a GB Eber, Časová progresia symptómov závislosti od kokaínu v americkom Národnom prieskume komorbidity, Závislosť, 97 (2002), 543 – 554.
- T. Shippenberg a W. Rea, Senzibilizácia na behaviorálne účinky kokaínu: modulácia agonistami dynorfínu a kappa-opioidného receptora \ tPharmacol Biochem Behav, 57 (1997), 449-455.
- J. Taylor, W. Lynch, H. Sanchez, P. Olausson, E. Nestler a J. Bibb, Inhibícia Cdk5 v nucleus accumbens zvyšuje lokomotoricky aktivačné a stimulačno-motivačné účinky kokaínu., Proc Natl Acad Sci USA, 104 (2007), 4147-4152.
- SL Teegarden a TL Bale, Zníženie preferencií v strave spôsobuje zvýšenú emocionalitu a riziko relapsu diét, Biol Psychiatry, 61 (2007), 1021 – 1029.
- SL Teegarden, EJ Nestler a TL Bale, FosB-sprostredkované zmeny v dopamínovej signalizácii sú normalizované chutnou diétou s vysokým obsahom tuku, Biol Psychiatry, 64 (2008), 941 – 950.
- PG Ulery, G. Rudenko a EJ Nestler, Regulácia stability FosB fosforyláciou, J Neurosci, 26 (2006), 5131-5142.
- PG Ulery-Reynolds, MA Castillo, V. Vialou, SJ Russo a EJ Nestler, Fosforylácia FosB sprostredkováva jeho stabilitu in vivo, Neuroscience, 158 (2009), 369 – 372.
- V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie a kol., Na indukciu kokaínu a FosB sú potrebné oba faktory ako faktor väzby na sérum a väzbový proteín cAMP, J Neurosci, 32 (2012), 7577-7584.
- V. Vialou, I. Maze, W. Renthal, QC LaPlant, EL Watts, E. Mouzon a kol., Sérový faktor odozvy podporuje odolnosť voči chronickému sociálnemu stresu prostredníctvom indukcie FosB, J Neurosci, 30 (2010), 14585-14592.
- V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington 3rd, DM Dietz, YN Ohnishi a kol., FosB v okruhoch odmeňovania mozgu sprostredkováva odolnosť voči stresu a antidepresívnym reakciám, Nat Neurosci, 13 (2010), 745-752.
- DL Wallace, V. Vialou, L. Rios, TL Carle-Florence, S. Chakravarty, A. Kumar a kol., Vplyv a-FosB v jadre nucleus accumbens na prirodzené správanie súvisiace s odmenou, J Neurosci, 28 (2008), 10272-10277.
- Y. Wang, TI Cesena, Y. Ohnishi, R. Burger-Caplan, V. Lam, PD Kirchhoff a kol., Skríning malých molekúl identifikuje regulátory transkripčného faktora FosB, ACS Chem Neurosci, 3 (2012), 546 – 556.
- M. Werme, C. Messer, L. Olson, L. Gilden, P. Thorén, EJ Nestler a kol., FosB reguluje chod kolesa, J Neurosci, 22 (2002), 8133-8138.
- CA Winstanley, RK Bachtell, DE Theobald, S. Laali, TA Green, A. Kumar a kol., Zvýšená impulzivita počas vysadenia kokaínovej samosprávy: úloha pre FOSB v orbitofrontálnom kortexe, Cereb Cortex, 19 (2009), 435 – 444.
- CA Winstanley, TA Green, DE Theobald, W. Renthal, Q. LaPlant, RJ DiLeone a kol., Indukcia FosB v orbitofrontálnom kortexe potencuje lokomotorickú senzibilizáciu napriek oslabeniu kognitívnej dysfunkcie spôsobenej kokaínomPharmacol Biochem Behav, 93 (2009), 278-284.
- CA Winstanley, Q. LaPlant, DE Theobald, TA Green, RK Bachtell, LI Perrotti a kol., FosB indukcia v orbitofrontálnom kortexe sprostredkováva toleranciu kognitívnej dysfunkcii vyvolanej kokaínom, J Neurosci, 27 (2007), 10497-10507.
- J. Yen, RM Wisdom, I. Tratner a IM Verma, Alternatívna zostrihaná forma FosB je negatívnym regulátorom transkripčnej aktivácie a transformácie proteínmi Fos, Proc Natl Acad Sci USA, 88 (1991), 5077-5081.
- ST Young, LJ Porrino a MJ Iadarola, Kokaín indukuje striatálne c-fos-imunoreaktívne proteíny prostredníctvom dopaminergných receptorov D1, Proc Natl Acad Sci USA, 88 (1991), 1291-1295.
- V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz a kol., Podstatná úloha pre FosB v nucleus accumbens pri účinku morfínu, Nat Neurosci, 9 (2006), 205-211.