Revija za raziskave drog in alkohola
vol. 2 (2013), 235651, 11, XNUMX strani
Polno besedilo PDF
doi: 10.4303 / jdar / 235651
Eric J. Nestler
Fishberg Oddelek za nevroznanost in Friedman Brain Institute, Medicinska šola Mount Sinai, ena Gustave L. Levy Place, Box 1065, New York, NY 10029, ZDA
Prejeto 2 November 2012; Revidiran 10 november 2012; Sprejeto 20 November 2012
Minimalizem
ΔFosB je član Fosove družine transkripcijskih faktorjev. Medtem ko so vsi drugi družinski člani inducirani hitro, a prehodno kot odziv na gostitelja akutnih dražljajev, ΔFosB je edinstven, saj se zaradi nenavadne stabilnosti beljakovin kopiči kot odziv na ponavljajočo stimulacijo.
Tako dolgotrajna indukcija ΔFosB v možganskih regijah nagrajevanja je bila vpletena v živalske modele odvisnosti od drog, saj veliko dokazov kaže, da ΔFosB spodbuja nagrajevanje in motivacijo ter služi kot ključni mehanizem za preobčutljivost na droge in povečano samo-dajanje zdravil. . To je bilo potrjeno pri ljudeh postmortem, pri čemer so povišane vrednosti ΔFosB opažene v območjih nagrajevanja odvisnih možganov.
Kot faktor transkripcije ΔFosB proizvaja ta vedenjski fenotip z uravnavanjem izražanja specifičnih ciljnih genov. Takšne transkripcijske cilje ΔFosB identificiramo z uporabo pristopa genskega pristopa kot tudi z uporabo genoma širokih metod. Nedavno delo je analiziralo preoblikovanje kromatina - spremembe v posttranslacijskih spremembah histonov in drugih jedrskih beljakovin v genih, ki so regulirane z zdravili, da bi določili podrobne molekularne mehanizme, s katerimi ΔFosB uravnava ekspresijo ciljnega gena in vivo, da posredujejo sinaptične, živčne in vedenjske učinke, ki jih povzročajo zdravila plastičnost. Te študije ΔFosB zagotavljajo nov vpogled v molekularne osnove odvisnosti od drog, ki opredeljuje številne nove cilje za morebitni terapevtski razvoj.
Reference
- IN Alibhai, TA Green, JA Potashkin in EJ Nestler, Regulacija izražanja fosB in? FosB mRNA: in vivo in in vitro študije, Brain Res, 1143 (2007), 22 – 33.
- E. Ang, J. Chen, P. Zagouras, H. Magna, J. Holland, E. Schaeffer, et al., Indukcija jedrskega faktorja B v nucleus accumbens s kronično uporabo kokaina, J Neurochem, 79 (2001), 221-224.
- M. Asanuma in JL Cadet, Metamfetaminsko inducirano povečanje aktivnosti vezave NF-B v striatni DNA je oslabljeno v transgenih miših superoksid dismutaze, Mol Brain Res, 60 (1998), 305-309.
- O. Berton, HE Covington 3rd, K. Ebner, NM Tsankova, TL Carle, P. Ulery, et al., Indukcija? FosB v perikvektuktalni sivi s stresom spodbuja aktivne odzivne težave, Neuron, 55 (2007), 289 – 300.
- JA Bibb, J. Chen, JR Taylor, P. Svenningsson, A. Nishi, GL Snyder in drugi, Učinke kronične izpostavljenosti kokainu ureja nevronski protein Cdk5, Narava, 410 (2001), 376-380.
- Ptica, Percepcije epigenetike, Narava, 447 (2007), 396-398.
- TL Carle, YN Ohnishi, YH Ohnishi, IN Alibhai, MB Wilkinson, A. Kumar, et al., Proteasomsko odvisni in neodvisni mehanizmi za destabilizacijo FosB: identifikacija FosB degron domen in posledice za stabilnost?, Eur J Neurosci, 25 (2007), 3009-3019.
- J. Chen, MB Kelz, BT Hope, Y. Nakabeppu in EJ Nestler, Kronični antigeni, povezani s Fosom: stabilne variante fosB, inducirane v možganih s kroničnim zdravljenjem, J Neurosci, 17 (1997), 4933-4941.
- J. Chen, MB Kelz, G. Zeng, N. Sakai, C. Steffen, PE Shockett, et al., Transgene živali z inducibilno, ciljno izraženo gensko ekspresijo v možganih, Mol Pharmacol, 54 (1998), 495-503.
- J. Chen, SS Newton, L. Zeng, DH Adams, AL Dow, TM Madsen, et al., Znižana regulacija vezivnega proteina beta, ki spodbuja CCAAT, v transgenih miših FosB in z elektro konvulzivnimi napadi, Neuropsihofarmakologija, 29 (2004), 23 – 31.
- J. Chen, HE Nye, MB Kelz, N. Hiroi, Y. Nakabeppu, BT Hope, et al., Regulacija proteinov podobnih fosB in FosB z elektrokonvulzivnimi napadi in zdravljenjem s kokainom, Mol Pharmacol, 48 (1995), 880-889.
- J. Chen, Y. Zhang, MB Kelz, C. Steffen, ES Ang, L. Zeng, et al., Indukcija ciklin-odvisne kinaze 5 v hipokampusu s kroničnimi elektrokonvulzivnimi napadi: vloga? FosB, J Neurosci, 20 (2000), 8965-8971.
- CR Colby, K. Whisler, C. Steffen, EJ Nestler in DW Self, Stresatalno-tipična prekomerna ekspresija FosB-a povečuje spodbudo za kokain, J Neurosci, 23 (2003), 2488-2493.
- D. Damez-Werno, Q. LaPlant, H. Sun, KN Scobie, DM Dietz, IM Walker, et al., Doživetje drog epigenetsko sproži indukcijo gena Fosb v podganah nucleus accumbens, J Neurosci, 32 (2012), 10267-10272.
- P. Dobrazanski, T. Noguchi, K. Kovary, CA Rizzo, PS Lazo in R. Bravo, Oba produkta gena fosB, FosB in njena kratka oblika, FosB / SF, sta transkripcijska aktivatorja v fibroblastih.Mol Cell Biol, 11 (1991), 5470-5478.
- ME Ehrlich, J. Sommer, E. Canas in EM Unterwald, Periadolescentne miši kažejo povečano? FosB-upregulacijo kot odziv na kokain in amfetamin, J Neurosci, 22 (2002), 9155-9159.
- D. Ferguson, N. Shao, J. Koo, J. Feng, V. Vialou, D. Dietz in drugi, Naslednja generacija sekvenc, ki uporablja ChIP-Seq, poudarja bistveno vlogo SIRT1 v čustveni plastičnostiNevroznanstveni načrtovalec srečanj, program št. 778.09, Društvo za nevroznanost, New Orleans, LA, 2012.
- AM Graybiel, R. Moratalla in HA Robertson, Amfetamin in kokain inducirata zdravljenje, specifično za zdravilo gena c-fos v razdelkih striosome-matriksa in limbičnih delitev striatuma, Proc Natl Acad Sci ZDA, 87 (1990), 6912-6916.
- BA Grueter, AJ Robison, RL Neve, EJ Nestler in RC Malenka, ? FosB diferencialno modulira nucleus accumbens neposredno in posredno funkcijo poti, Proc Natl Acad Sci USA (za prikaz).
- VL Hedges, S. Chakravarty, EJ Nestler in RL Meisel, Prekomerna ekspresija FosB v nucleus accumbens poveča spolno nagrajevanje pri ženskih sirskih hrčkih, Genes Brain Behav, 8 (2009), 442 – 449.
- N. Hiroi, JR Brown, CN Haile, H. Ye, ME Greenberg in EJ Nestler, Mutirane miši FosB: izguba kronične kokainske indukcije proteinov, povezanih s Fosom, in povečana občutljivost na psihomotorične in koristne učinke kokaina, Proc Natl Acad Sci ZDA, 94 (1997), 10397-10402.
- N. Hiroi, GJ Marek, JR Brown, H. Ye, F. Saudou, VA Vaidya, et al., Bistvena vloga gena fosB v molekularnem, celičnem in vedenjskem delovanju kroničnih elektro konvulzivnih napadov, J Neurosci, 18 (1998), 6952-6962.
- B. Hope, B. Kosofsky, SE Hyman in EJ Nestler, Regulacija neposredne zgodnje genske ekspresije in vezave AP-1 v podganah jedra accumbens s kroničnim kokainom, Proc Natl Acad Sci ZDA, 89 (1992), 5764-5768.
- BT Hope, HE Nye, MB Kelz, DW Self, MJ Iadarola, Y. Nakabeppu in drugi, Indukcija dolgotrajnega kompleksa AP-1, sestavljenega iz spremenjenih Fos-podobnih beljakovin v možganih s kroničnim kokainom in drugimi kroničnimi zdravljenji, Neuron, 13 (1994), 1235 – 1244.
- HJ Jorissen, PG Ulery, L. Henry, S. Gourneni, EJ Nestler in G. Rudenko, Dimerizacija in lastnosti vezave DNA transkripcijskega faktorja? FosB, Biokemija, 46 (2007), 8360-8372.
- PW Kalivas in ND Volkow, Nevronske osnove odvisnosti: patologija motivacije in izbire, Am J Psychiatry, 162 (2005), 1403 – 1413.
- GB Kaplan, KA Leite-Morris, W. Fan, AJ Young in MD Guy, Preobčutljivost opiatov povzroči izražanje FosB /? FosB v prefrontalnih kortikalnih, striatnih in amigdalnih možganskih regijah, PLoS One, 6 (2011), e23574.
- JA Kauer in RC Malenka, Sinaptična plastičnost in zasvojenost, Nat Rev Neurosci, 8 (2007), 844 – 858.
- MB Kelz, J. Chen, Carlezon Jr., WA, Jr., K. Whisler, L. Gilden, AM Beckmann in drugi, Izražanje transkripcijskega faktorja? FosB v možganih nadzoruje občutljivost na kokain, Narava, 401 (1999), 272-276.
- A. Kumar, KH Choi, W. Renthal, NM Tsankova, DE Theobald, HT Truong, et al., Preoblikovanje kromatina je ključni mehanizem, ki je podlaga za plastičnost kokaina v striatumu, Neuron, 48 (2005), 303 – 314.
- Q. LaPlant in EJ Nestler, Razbijanje histonske kode: učinki kokaina na strukturo in delovanje kromatina, Horm Behav, 59 (2011), 321 – 330.
- KW Lee, Y. Kim, AM Kim, K. Helmin, AC Nairn in P. Greengard, Nastanek dendritične hrbtenice, povzročen s kokainom, v srednjih živčnih nevronih, ki vsebujejo dopaminske receptorje D1 in D2, v nucleus accumbens, Proc Natl Acad Sci ZDA, 103 (2006), 3399-3404.
- ML Lehmann in M. Herkenham, Okoljska obogatitev prinaša odpornost na stres socialnemu porazu prek infralimbične nevranatomske poti, odvisne od skorje, J Neurosci, 31 (2011), 6159-6173.
- A. Levine, Y. Huang, B. Drisaldi, EA Griffin Jr., DD Pollak, S. Xu, et al., Molekularni mehanizem za prehodno zdravilo: epigenetske spremembe, ki jih sproži ekspresija nikotinskih primarnih genov s kokainomSci Transl Med, 3 (2011), 107ra109.
- AA Levine, Z. Guan, A. Barco, S. Xu, ER Kandel in JH Schwartz, CREB-vezavni protein nadzoruje odziv na kokain z acetiliranjem histonov na fosB promotorju v striatumu miši, Proc Natl Acad Sci ZDA, 102 (2005), 19186-19191.
- J. Li, Y. Sun in J. Ye, Elektroakupunktura zmanjšuje prekomerno uživanje alkohola, vključno z zmanjšanjem FosB /?, PLoS One, 7 (2012), e40347.
- HU Liu, WH Zhou, HQ Zhu, MJ Lai in WS Chen, Mikroinekcija M5 antisense oligonukleotid muskarinskega receptorja v VTA inhibira ekspresijo FosB v NAc in hipokampus podgane, ki so senzibilizirani za heroin, Neurosci Bull, 23 (2007), 1 – 8.
- I. Maze, HE Covington 3rd, DM Dietz, Q. LaPlant, W. Renthal, SJ Russo, et al., Bistvena vloga histonske metiltransferaze G9a pri plastičnosti, ki jo povzroča kokain, Znanost, 327 (2010), 213 – 216.
- CA McClung in EJ Nestler, Regulacija genske ekspresije in kokainskega nagrajevanja s strani CREB in FosB, Nat Neurosci, 6 (2003), 1208 – 1215.
- CA McClung, PG Ulery, LI Perrotti, V. Zachariou, O. Berton in EJ Nestler, FosB: molekularno stikalo za dolgoročno prilagoditev v možganih, Mol Brain Res, 132 (2004), 146-154.
- J. McDaid, JE Dallimore, AR Mackie in TC Napier, Spremembe v prsih in pallidnih pCREB in? FosB pri podganah, občutljivih na morfij: korelacije z elektrofiziološkimi ukrepi, ki jih povzroča receptor, v ventralni palidi, Neuropsihofarmakologija, 31 (2006), 1212 – 1226.
- J. McDaid, MP Graham in TC Napier, Senzibilizacija, ki jo povzroča metamfetamin, različno spreminja pCREB in? FosB v celotnem limbičnem krogu možganov sesalcev., Mol Pharmacol, 70 (2006), 2064-2074.
- C. Mombereau, L. Lhuillier, K. Kaupmann in JF Cryan, GABAB-receptor-pozitivna modulacija-inducirana blokada nagrajevanja lastnosti nikotina je povezana z zmanjšanjem akumulacije nucleus accumbens?J Pharmacol Exp Ther, 321 (2007), 172-177.
- R. Moratalla, B. Elibol, M. Vallejo in AM Graybiel, Spremembe na ravni mreže pri izražanju inducibilnih proteinov Fos-Jun v striatumu med kroničnim zdravljenjem in odvzemom kokaina, Neuron, 17 (1996), 147 – 156.
- JI Morgan in T. Curran, Takojšnji zgodnji geni: deset let pozneje, Trends Neurosci, 18 (1995), 66 – 67.
- DL Muller in EM Unterwald, D1 dopaminski receptorji modulirajo? FosB indukcijo v striatumu podgane po intermitentni uporabi morfinaJ Pharmacol Exp Ther, 314 (2005), 148-154.
- J. Muschamp, C. Nemeth, A. Robison, E. Nestler in W. Carlezon Jr., ? FosB povečuje koristne učinke kokaina, medtem ko zmanjšuje pro-depresivne učinke kappa-opioidnih receptorskih agonistov U50488?, Biol psihiatrija, 71 (2012), 44-50.
- Y. Nakabeppu in D. Nathans, Naravna prisotna oblika FosB, ki zavira transkripcijsko aktivnost Fos / Jun, Celica, 64 (1991), 751 – 759.
- EJ Nestler, Molekularna osnova dolgoročne plastičnosti, ki je v osnovi zasvojenosti, Nat Rev Neurosci, 2 (2001), 119 – 128.
- EJ Nestler, Transkripcijski mehanizmi odvisnosti: vloga FosBPhilos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 363 (2008), 3245 – 3255.
- EJ Nestler, MB Kelz in J. Chen, FosB: molekularni posrednik dolgoročne nevronske in vedenjske plastičnosti, Brain Res, 835 (1999), 10 – 17.
- SD Norrholm, JA Bibb, EJ Nestler, CC Ouimet, JR Taylor in P. Greengard, Kokainsko povzročena proliferacija dendritičnih hrbtenic v nucleus accumbens je odvisna od aktivnosti kinaze, odvisne od ciklina, 5.Nevroznanost, 116 (2003), 19-22.
- Nye, B. Hope, M. Kelz, M. Iadarola in E. Nestler, Farmakološke študije regulacije kronične indukcije antigena, povezane s FOS, s kokainom v striatumu in nucleus accumbensJ Pharmacol Exp Ther, 275 (1995), 1671-1680.
- Nye in EJ Nestlerja, Indukcija kroničnih Fos-povezanih antigenov v možganih podgan s kroničnim dajanjem morfina, Mol Pharmacol, 49 (1996), 636-645.
- P. Olausson, JD Jentsch, N. Tronson, RL Neve, EJ Nestler in JR Taylor, ? FosB v nucleus accumbens ureja instrumentalno vedenje in motivacijo, okrepljeno s hrano, J Neurosci, 26 (2006), 9196-9204.
- MC Peakman, C. Colby, LI Perrotti, P. Tekumalla, T. Carle, P. Ulery, et al., Inducibilna ekspresija dominantnega negativnega mutanta c-Jun na transgenih miših na možgansko regijo zmanjša občutljivost na kokain, Brain Res, 970 (2003), 73 – 86.
- LI Perrotti, CA Bolan ~ os, KH Choi, SJ Russo, S. Edwards, PG Ulery, et al. ? FosB se kopiči v populaciji GABAergičnih celic v posteriornem repu ventralnega tegmentalnega področja po zdravljenju psihostimulantov?, Eur J Neurosci, 21 (2005), 2817-2824.
- LI Perrotti, Y. Hadeishi, PG Ulery, M. Barrot, L. Monteggia, RS Duman in drugi, Indukcija? FosB v možganskih strukturah, povezanih z nagradami, po kroničnem stresu, J Neurosci, 24 (2004), 10594-10602.
- LI Perrotti, RR Weaver, B. Robison, W. Renthal, I. Maze, S. Yazdani in drugi, Različni vzorci indukcije? FosB v možganih zaradi zlorabe drog, Synapse, 62 (2008), 358 – 369.
- EM Pich, SR Pagliusi, M. Tessari, D. Talabot-Ayer, R. Hooft van Huijsduijnen, in C. Chiamulera, Skupni živčni substrati za zasvojenost z lastnostmi nikotina in kokaina, Znanost, 275 (1997), 83 – 86.
- KK Pitchers, KS Frohmader, V. Vialou, E. Mouzon, EJ Nestler, MN Lehman in drugi, FosB v nucleus accumbens je ključnega pomena za krepitev učinkov spolne nagrajenosti, Genes Brain Behav, 9 (2010), 831 – 840.
- W. Renthal, TL Carle, I. Maze, HE Covington 3rd, HT Truong, I. Alibhai, et al., FosB posreduje epigenetsko desenzibilizacijo gena c-fos po kronični izpostavljenosti amfetaminu, J Neurosci, 28 (2008), 7344-7349.
- W. Renthal, A. Kumar, G. Xiao, M. Wilkinson, HE Covington 3rd, I. Maze, et al., Genomska analiza kromatinskega uravnavanja s kokainom kaže na vlogo sirtuinov, Neuron, 62 (2009), 335 – 348.
- W. Renthal, I. Maze, V. Krishnan, HE Covington 3rd, G. Xiao, A. Kumar, et al., Histon deacetilaza 5 epigenetsko nadzoruje vedenjske prilagoditve kroničnih čustvenih dražljajev, Neuron, 56 (2007), 517 – 529.
- Robinson in B. Kolb, Strukturna plastičnost, povezana z izpostavljenostjo drogam, Nevrofarmakologija, 47 (2004), 33-46.
- AJ Robison in EJ Nestler, Transkripcijski in epigenetski mehanizmi zasvojenosti, Nat Rev Neurosci, 12 (2011), 623 – 637.
- AJ Robison, V. Vialou, M. Mazei-Robison, J. Feng, S. Kourrich, M. Collins in drugi, Vedenjski in strukturni odzivi na kronični kokain zahtevajo povratno zanko, ki vključuje? FosB in CaMKII v lupini nucleus accumbens, J Neurosci (za prikaz).
- SJ Russo, MB Wilkinson, MS Mazei-Robison, DM Dietz, I. Maze, V. Krishnan in drugi, Signalizacija jedrskega faktorja B uravnava morfologijo nevronov in nagrado za kokain, J Neurosci, 29 (2009), 3529-3537.
- HJ Shaffer in GB Eber, Časovno napredovanje simptomov odvisnosti od kokaina v Nacionalni raziskavi o komorbidnosti v ZDA, Zasvojenost, 97 (2002), 543 – 554.
- T. Shippenberg in W. Rea, Preobčutljivost za vedenjske učinke kokaina: modulacija z agonisti dynorphina in kapa-opioidnih receptorjevPharmacol Biochem Behav, 57 (1997), 449-455.
- J. Taylor, W. Lynch, H. Sanchez, P. Olausson, E. Nestler in J. Bibb, Inhibicija Cdk5 v nucleus accumbens povečuje lokomotorno aktivirajoče in spodbujevalno-motivacijske učinke kokaina., Proc Natl Acad Sci ZDA, 104 (2007), 4147-4152.
- SL Teegarden in TL Bale, Zmanjšanje prehranske preference povzroča povečano čustvo in tveganje za ponovitev prehrane, Biol psihiatrija, 61 (2007), 1021-1029.
- SL Teegarden, EJ Nestler in TL Bale, • Spremembe v dopaminskem signalizaciji, ki jih povzroča FosB, se normalizirajo z okusno prehrano z visoko vsebnostjo maščob, Biol psihiatrija, 64 (2008), 941-950.
- PG Ulery, G. Rudenko in EJ Nestler, Regulacija stabilnosti fosB s fosforilacijo, J Neurosci, 26 (2006), 5131-5142.
- PG Ulery-Reynolds, MA Castillo, V. Vialou, SJ Russo in EJ Nestler, Fosforilacija fosB posreduje njeno stabilnost in vivoNevroznanost, 158 (2009), 369-372.
- V. Vialou, J. Feng, AJ Robison, SM Ku, D. Ferguson, KN Scobie, et al., Za indukcijo kokaina fosB je potreben serumski odzivni faktor in vezni protein cAMP odgovora, J Neurosci, 32 (2012), 7577-7584.
- V. Vialou, I. Maze, W. Renthal, QC LaPlant, EL Watts, E. Mouzon, et al., Serumski odzivni faktor spodbuja odpornost na kronični družbeni stres z indukcijo? FosB, J Neurosci, 30 (2010), 14585-14592.
- V. Vialou, AJ Robison, QC Laplant, HE Covington 3rd, DM Dietz, YN Ohnishi, et al., ? FosB v vezjih za nagrajevanje možganov posreduje odpornost na stres in antidepresivne odzive, Nat Neurosci, 13 (2010), 745 – 752.
- DL Wallace, V. Vialou, L. Rios, TL Carle-Florence, S. Chakravarty, A. Kumar, et al., Vpliv osFosB v nucleus accumbens na vedenje, povezano z naravnim nagrajevanjem, J Neurosci, 28 (2008), 10272-10277.
- Y. Wang, TI Cesena, Y. Ohnishi, R. Burger-Caplan, V. Lam, PD Kirchhoff, et al., Preverjanje majhnih molekul identificira regulatorje transkripcijskega faktorja? FosB, ACS Chem Neurosci, 3 (2012), 546 - 556.
- M. Werme, C. Messer, L. Olson, L. Gilden, P. Thorén, EJ Nestler in drugi, ? FosB uravnava tek kolesa, J Neurosci, 22 (2002), 8133-8138.
- CA Winstanley, RK Bachtell, DE Theobald, S. Laali, TA Green, A. Kumar, et al., Povečana impulzivnost med odvzemom kokainske samouprave: vloga za "FosB" v orbitofrontalni skorji, Cereb Cortex, 19 (2009), 435 – 444.
- CA Winstanley, TA Green, DE Theobald, W. Renthal, Q. LaPlant, RJ DiLeone, et al., • Indukovanje FosB v orbitofrontalnem korteksu poveča lokomotorno senzibilizacijo kljub zmanjšanju kognitivne disfunkcije, ki jo povzroča kokainPharmacol Biochem Behav, 93 (2009), 278-284.
- CA Winstanley, Q. LaPlant, DE Theobald, TA Green, RK Bachtell, LI Perrotti, et al., ? Indukovanje FosB v orbitofrontalnem korteksu posreduje toleranco na kokainsko inducirano kognitivno disfunkcijo?, J Neurosci, 27 (2007), 10497-10507.
- J. Yen, RM Wisdom, I. Tratner in IM Verma, Druga alternativna oblika FosB je negativni regulator transkripcijske aktivacije in transformacije s Fos proteini, Proc Natl Acad Sci ZDA, 88 (1991), 5077-5081.
- ST Young, LJ Porrino in MJ Iadarola, Kokain inducira striatne c-fos-imunoreaktivne beljakovine preko dopaminergičnih D1 receptorjev, Proc Natl Acad Sci ZDA, 88 (1991), 1291-1295.
- V. Zachariou, CA Bolanos, DE Selley, D. Theobald, MP Cassidy, MB Kelz in drugi, Bistvena vloga za FosB v nucleus accumbens v delovanju morfija, Nat Neurosci, 9 (2006), 205 – 211.