O le malosi o le Synapse ma le Dendritic Complexity ua faaitiitia i le muaʻi Cortex i le mavae ai o le fitu aso o le faʻamalosia o le faʻatagaina mai le Cocaine Self-Administration (2014

O le faʻaaogaina o le cocaine i faʻamaʻi uma a le tagata ma faʻataʻitaʻiga o mea ua fai ma vaisu e faʻaitiitia ai le faʻataunuʻuina o le faʻataunuʻu, lea na mulimuli ane faʻamalosia ai le faʻatulagaina o taui ma le faʻatonuga maualuga o galuega. O le aʻafiaga o lenei gaioiga leaga o le amio o le faʻaleleia atili ai o aʻafiaga e toe faʻafoʻi ai. I le taimi muamua ua matou faaalia o le faateleina o le cocaine-faateleina i le faiʻai-o le fua o le neurotrophic (BDNF) i le medial frontfront cortex (PFC) o se mea e le mafai ona taofia ai le malosi o le cocaine. E pei ona iloa le BDNF e aʻafia ai le ola o le neuronal and synaptic plasticity, na matou tofotofoina le manatu o le aloese mai le puleaina o le cocaine o le a mafua ai le fesuiaiga o le tino o le morphology ma le synaptic i le PFC. O le faʻaaogaina o se metotia faʻavae, o le faʻaaogaina o le palapala ma le Golgi, suiga o morphological i le rat PFC na faʻatalanoaina i le mulimuli i le 14 aso o le puleaina o le cocaine ma le 7 aso o le faʻamalosi malosi. O a matou taunuʻuga e faʻaalia ai o le faʻalauteleina o le sendritic ma le tele o le faʻaogaina o mea faʻapitoa e matuā faʻaitiitia i le rat PFC. I le eseesega, o le maualuga o vailaau mumu o le dendritic ua matua faateleina i luga o le vaega V pyramidal neurons o le PFC. O nei suʻesuʻega o loʻo faʻaalia ai suiga malolosi o faʻavae e tutupu i le taimi o le faʻasaina o le cocaine lea e mafai ona saofagā i le hypo-activity maitauina a le PFC i tagata o loʻo maua i kokeni.

Meaola ma fale

O tamaloa male tama o Sprague-Dawley (Rattus norvegicus) e 250-300 g le mamafa na maua mai i le Taconic Laboratories (Germantown, NY). O manu na nonofo taʻitasi ma fale ma vai ma avanoa avanoa i totonu o le latou fale. O faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻi na o gatasi ma faʻataʻitaʻiga na tuʻuina mai e le US National Institutes of Health ma na faʻamaonia e le Perelman School of Medicine i le Iunivesite o Pennsylvania ma le University of Pennsylvania's Institution Animal Care and Use Committee.

Togafitiga

Aʻo leʻi faia le taotoga, na faʻamaʻaveina ai manoa i le 80 mg / kg ketamine ma 12 mg / kg xylazine (ip; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). O se mea e faʻaaogaina ai le faʻaogaina o le kulupu (i totonu o le 0.33 mm i totonu, 0.64 mm i fafo) na tuʻuina i totonu o le vela pito sili ona lelei ma tuʻuina i totonu. Ona pasia loa lea o le pusi i lalo o le tauau o le tauau ma ua oso i se pito i tua o le tuatusi (CamCath, Cambridge, UK) lea na faapipii i lalo ifo o le paʻu i luga ae o le paʻu. O otaota na faʻafefiloi i aso taʻitasi ma le 0.3 ml o le vailaʻau o Timentin (ticarcillin disodium / potassium clavulanate, 0.93 mg / ml; Henry Schein, Melville, NY) faʻamaʻi i le salin heparinized (10 U / ml). Na faʻamauina faʻamaʻi pipi i ni paopao paʻu pe a le faʻaaogaina.

Cocaine self-administration

Na faʻatagaina raʻau i le 7 aso e toe faʻafoʻi ai mai taotoga aʻo leʻi amataina le puleaina o le cocaine. O lapisi na tofia i se tasi itu i se tasi o vaega e lua: o le siakiina e le tagata lava ia meaola ma faia faʻataʻitaʻiga o saline. O tai taʻitasi na toleniina e tali atu mo le faʻaaogaina o cocaine infusions na fetaui lelei ma se autu o amo na maua ai le numera lava lea ma le mamanu faaletino o mea faʻaleagaina e pei ona pulea e le cocaine-experimental rat. O le tataina o le patipati mo kusi vavae-vavae e leai se fua faʻatatau.

I le taimi muamua, na tuʻuina atu i ai i luga o potu faʻapitoa (Med Associates, St. Albans, VT) ma le faʻatagaina e faʻasili le falemaʻi mo infusions (coeau / 0.25 μl saline), faʻafefiloi i luga o le 59 s) fuainumera 5 (FR1) faʻatulagaina o le faʻamalosia. I le taimi lava na maua ai le cocaine-experimental i le itiiti ifo o le 1 infusions o cocaine i se tasi fonotaga i lalo o le lisi FR20, o le tali na manaomia na suia i se fuafuaga FR1 o le faʻamalosia. Mo le tali atu ile faʻatulagaina o fuainumera faʻatulagaina, o le maualuga ole numera o cocaine na faʻatapulaʻaina i le 5 i aso taʻitasi o le pulega o le tagata lava ia ma le taimi o le 30 faʻasolosolo ina ua maeʻa le faʻaaogaina o cocaine, i le taimi na faʻatulagaina ai le tali o le leveleni ae leai ni fua faʻatatau . O aso uma o le 20 h sessions (operated operators) (2 aso / vaiaso) na faia mo le aofaʻiga o aso 7. O tali na faia i luga o le le malosi, lea e leai ni fua faatatau fuafuaina, na faamaumauina foi i taimi uma e lua a le FR14 ma FR1.

I le 14^th i aso taitasi, aʻoga o cocaine-faʻataʻitaʻiga ma amo faʻataʻitaʻiga o suauu na toe faafoi atu i o latou fale i le fale na latou maua ai le 7 aso o le faʻasaina o fualaau faʻasaina. I le 7^th aso o le faʻasaina o le cocaine, na aveesea le mafaufau ma na faʻavaeina le PFC i luga o le aisa. E fitu aso o le faʻasaina o le cocaine na filifilia ina ia mafai ai ona faʻatusatusa faʻatusatusa i la matou suʻesuʻega na faʻasalalau muamua na suʻe ai suiga i le cocaine i le faʻaaliga PFC BDNF. [20].

Faʻasologa

Na faʻaaogaina le oona (100 mg / kg, ip sodium pentobarbital) ma faʻaaogaina i le malulu 4% paraformaldehyde i le 0.1 M PB, pH 7.4 (PFA). E tasi le lalolagi mai i isi faiʻai na faʻaaogaina mo le faʻaogaina o meaola ma le isi lalolagi mo le gaosiga o tusitusiga. Na tuʻuina i lalo le 4% PFA ma 2.5% sucrose mo 2 itula ma Golgi hemispheres mo 48 i 4% PFA.

Array Tomography

O faʻataʻitaʻiga o faʻataʻitaʻiga faʻataʻitaʻiga na faia e pei ona faʻamatalaina muamua [19], [21]. I se faapuupuuga, o loʻo tuʻuina i totonu o le resin ma le coronal (70 nm) vaega o loʻo iai i le maualuga o le mPFC ma faʻapipiʻiina e pei o se lipine. Sa faamamaina le lipine i le 50 mM glycine i Tris ma taofia i le taofia o le fofo (0.05% Tween / 0.1% o le vein albumin bovine i le Tris pa (50 mM Tris / 150 mM NaCl, pH 7.6). Na mamanu le lipine i pitonuu muamua, GAD65 ( Chemicon), PSD95 (Cell Signaling), poʻo le synaptophysin (Abcam), i le poloka o le fofo i le po i le 4 ° C. Na fufulu le lapisi i le tris ma faʻamaʻaʻaina ai faʻamaʻi eletise i le 150 i le polokaina o fofo (faʻafefetega o le 'oti male Alexa-falaoa 488 ma le lapisi rabbite cy3 poʻo le cy5 rabbit anti-rabbit). O lapisi na faʻamaʻaʻaina ma le DAPI e faʻafaigofie ai ona sailia ia lava itulau i vaega uma. Na faʻapipiʻi ata pue i luga o le Tile-scan e faʻaaoga ai se microscope Zeiss AxioImager Z2 epifluorescence. O ata mai le saite lava e tasi i luga o laina taʻitasi o 20-30 mo laupepa sa maua i le 63x faʻatasi ai ma polokalame faʻapitoa e faʻapitoa mo le faʻaaogaina o tusitusiga.

Array Tomography Analysis

O ata o ata mai ia lipine taitasi na tatalaina i se faasologa, liliu i se faaputuga ma fetaui ma le plugins MultiStackReg ma StackReg (faaaloaloga a B. Busse i le University of Stanford ma [21], [22]. Pusa o vaomatua (19.5 μmx19.5 μm) na faʻaaogaina e filifili ai vaega o tului (ROI) i le neuropi mo le faʻatulagaina. O filifiliga e tatau ona vavaeeseina ai ni tino o le tino po o isi mea e mataʻutia. Mo suʻesuʻega faʻatagata, o fua o le tului (poʻo ROIs) mo synaptophysin, glutamic acid decarboxylase-65 (GAD65) ma le PSD95 ua faʻamautuina aunoa ma faʻamautu algorithms i le ImageJ. Sa faʻatalanoaina laau toto ma sa faʻataunuʻuina le faʻaipoipo. O se masini faʻaleleia, faʻataʻitaʻiga polokalame e faʻamaonia le fuainumera o puncta ua faʻamautuina o synapses lelei na faʻaaoga e pei ona faʻamatalaina muamua [23]. O le uiga o le faʻamaʻi o le vailaʻau, faʻamalologa postsynaptic, ma le pasene o GAD-positive (inhibitory) synapses na fuafuaina mai le 75 faʻataʻitaʻiga faʻafanua i manu taitasi e aoina mai i vaega eseese eseese mai PFC (n=5 cocaine togafitiga, 5 saline togafitia) mo le 29,154 postsynaptic puncta ma le 53,565 presynaptic puncta mai 818 samoa sites i luga o le 5 saline e togafitia ma manu 29,662 postsynaptic ma 17,034 presynaptic puncta mai 588 sampling sites i luga o le 5 cocaine togafitia. O le tau o le gasegase ma le pasene o synapses inhibitory i meaola taitasi na fuafuaina ma o suʻe-suʻega o loʻo faʻaaoga e faʻaoga ai manu o manu e suʻe ai pe i ai se eseesega i le va o le vaega.

Rapid-Golgi Method

Nofoaga tuʻufaʻatasiga Na faʻataunuʻu le golgi i le mea na faʻamatala muamua [24], [25]. I se faapuupuuga, o le mPFC mai le tasi itulagi o manu taitasi na tipiina i totonu o 100 μm vaega o coronal ma ua maeʻa ona faatulaga i le 1% osmium tetraoxide sosoo ai ma ni solo se tolu i le 0.1 M PB, pH 7.4. O vaega na faʻaaogaina i le 3.5% potassium dichromate i le po, faʻamalolo faʻapuupuu ma faʻaaogaina i le 1.5% nitrate siliva e ala i le auala suwisi [25]. O vaega na faʻapipiʻiina i luga o gelatin-paʻu faʻatasi ma 20% sucrose ma faʻamaʻaloina e ala i se faasologa o faʻamalosia o le ava ma sosoo ai ma le gaʻo i le xylene ma le ufiufi.

Golgi Analysis

O faʻatalanoaga Golgi sa faʻamalamalamaina ma auiliili tauaso e faʻapitoa ma uma ona suʻeina e le tagata lava e tasi. Na faʻapipiʻi faʻataʻitaʻiga ma ata ma ata foliga o vailaʻau o le dendritic e faʻaaogaina ai se microscope BX51 Olympus microscope faʻatasi ma se vaega faʻasolosolo faʻamalosi (Prior Scientific, Rockland, MA) ma se sini 20 × 0.7 NA. Mo suʻesuʻega faʻapitoa, o 7 neurons na filifilia mo le auiliiliga mo manu. Matou te fuaina le uumi ma le faigata i le faʻaaogaina o masini NeuronJ ma Advanced Sholl Analysis. O le numera o fesoʻotaʻiga (faʻailā a le paranesi) i totonu o liʻo faʻataʻetaʻo i le radii i le va o 5-250 μm (e aofia ai basal ma apical dendrites) na fuaina ma faʻatusatusa i le va o vaega. Mo le viliina o le vela, o le 4-5 vaega o le 20 μm i le umi mai le tolu setete basal dendrites na suʻeina e ala mai i le 5-7 neurons mo meaola e faʻaaogaina ai le microscope Zeiss AxioImager Z2 epifluorescence faʻatasi ai ma le 63x faʻamamaina o le gaʻo. O le vailaau o le Spine na vaevaeina e pei ona faamatalaina muamua [26]. O le teleina o laina eletise mo vaega taʻitasi o le dendritic ma le vailaʻau o le vailaʻau (thin, stubby, mushroom, cup-shaped) o pine taʻitasi sa faʻatusatusaina i le va o vaega. Faʻamatalaga faʻapipiʻi mai le National Institute of Health (ImageJ) na faʻaogaina mo le Golgi ma le faʻatautaia o faʻamaumauga o faamaumauga.

Faʻaleagaina mai le cocaine e faʻaitiitia ai le atoaga o le tino o le tino

Na faʻaaogaina faʻamatalaga faʻamalama e fua ai suiga i faʻamalosi ma faʻasalaga synapses ina ia mafai ai ona fuafua le suiga patino o le faʻaoga o loʻo tutupu i le PFC i le tali atu i le faʻasao mai le puleaina o le cocaine. O le gaioiga faʻataʻetaʻe o se metotia maualuga e mafai ai ona faʻamaonia saʻo le faʻamaonia o le aofaʻi, inhibitory, ma le faʻamalosia o synapses i ni fausaga e laiti tele ina ia mafai ona faailoagofieina pe maua i auala masani o le microscopy [19]. E pei o le innactory and excitatory synapses o vaega taua ia o le fuaina o le tau o fualaau faasaina [13], [27], [28] matou faʻaaogaina lenei faiga faʻavae e iloilo ai suiga o le natura i le PFC i le taimi o le faʻasaina mai le cocaine. E fitu nm vaega PFC mai le tasi o le faiʻai o le 5 ma le suauu tuai ma 5 cocaine-e masani ona pisia i fomaʻi i le PSD95, o le faailoga postitenaptic excitatory marker, synaptophysin, se faailoga o le presonaptic, ma le GAD65, lea e faaigoa ai laina o le inhibitory ma synapses. O le mamafa o Synapse ma le pasene o synapses inhibitory na fuafuaina i le vaega o le cortical V (Ata 1A ma 1B). O a matou taunuʻuga e iloa ai, i le taimi o le faʻasaina mai le cocaine sa i ai se faʻaitiitia o le paʻu i le synaptophysin density (Ata 1C), lea e faʻataunuʻuina ai faʻamamafa uma o le vailaʻau (t (7)=2, p <0.05]. E leai se taua faʻaititia o le excitatory synaps density [t (8)=0.48, i=0.32] e fuaina i le faitauina o PSD95 puncta (Ata 1D). O le mea e malie ai, na i ai se tulaga le taua tele i le faateleina o le pasene o GAD65-positive innactives synapses [t (8)=-1.39, i=0.9] (Ata 2E).

 

Ata 1

Faʻaalia i le gaioiga faʻaalia o loʻo faʻaalia ai suiga i le tino o le synapse i le PFC mulimuli i le 7 aso o le faʻasaina mai le cocaine.

 

Ata 2

Vaega tuʻufaʻatasi E faʻaalia e le Golgi se faʻasologa o fesuiaiga i le faʻalauteleina o le dendritic ma le vavaelaina i le PFC mulimuli i le 7 aso o le faʻasaina mai le cocaine.

O le faʻasaina mai le cocaine e faʻaititia ai le faʻalauteleina o le dendritic ao faʻateleina le faateleina o le vela i le PFC

O le faiga o le Golgi na faʻaaogaina e suʻesuʻe ai suiga i le faʻaogaina o le uila ma le viliina o le viliina o le dendritic ina ia faʻamaonia ai suiga aupito sili ona lelei o loʻo matauina i le malosi o le tino (Ata 1). Na matou faia se vaega se tasi o le vave tele o le Golgi i luga o se vaega o neurons i totonu o le PFC mai isi ogatotonu o meaola lava e tasi na faʻaaogaina mo suʻesuʻega o tusitusiga. O le faʻalauteleina o le Dendritic, fuainifo o le dendritic, ma le suʻesuʻeina o le vailaau oona na iloiloina. E lua sui o le pyramidal e sui mai le PFC o se siaki vaʻavaʻa ma se pene na faʻaalia i le cocaine o loʻo faʻaalia i Ata 2A. O le sikuea sikuea na fuaina ai le numera o fesoʻotaʻiga (pito i le paranesi) i totonu o faʻataʻotoga faʻatapulaʻa i le radii i le va o 5-250 μm. O a matou taunuʻuga e faʻamaonia ai o le mulimuli i le 7 aso o le faʻamalosi faʻamalosi mai le puleaina o le cocaine na i ai se faʻaitiitia iloga o le faigata o le dendritic (Ata 2B). Auala e toe lua auala Toe iloilo a ANOVA e uiga i faʻamaumauga a le aufaʻailoga na faʻaalia ai aafiaga taua o togafitiga [F_(1,738)=30.59, p <0.0001] ma faataamilosaga [F_{(245, 738)}=289.6, p <0.0001] (Ata 2B), ma faʻamaonia ai le leiloa o le dendrite e malilie faatasi ma le leiloa o synapses ua fuaina i suʻesuʻega tulaga (Ata 1C). O le suʻesuʻega o le lua ma le lona tolu o mea na faia e le dendritic, na faʻaalia ai le tele o le faʻalauteleina o spendendic spines e mulimuli i le 7 aso o le faʻasaina o le cocaine [t (6)=−3.12, i <0.05] (Ata 2D). Aemaise lava, o le aloese mai le faʻateleina o cocaine na faʻalautele ai le numera o le subiepe mimiuli, aʻo leai sona aafiaga taua i luga o isi vavae vili (Ata 2E), e pei ona faʻaalia i auala e lua o fua faʻatatau ANOVA ma aʻafiaga autu o togafitiga [F_(1,30)=11.9, i=0.0017], subtype vineina [F_(4,30)=57.7, p <0.0001], ma le taua togafitiga x tuaʻava subtype fegalegaleaiga [F_{(1, 4, 30)}=8.8, p <0.0001].

O tusitala e fia faafetai ia Gavin Sangrey mo lana fesoasoani ma le sauniaina o capsules.