Synapse. 2008 May;62(5):358-69.
Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, Renthal W, Maze I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Vetë DW, Nestler EJ.
Burim
Departamenti i Psikiatrisë, Universiteti i Texas Qendrës Mjekësore Jugperëndimore, Dallas, Texas 75390-9070, SHBA.
Abstrakt
Faktori i transkriptimit DeltaFosB akumulon dhe vazhdon në tru në përgjigje të stimulimit kronik. Kjo akumulim pas ekspozimit kronik ndaj drogave të abuzimit është demonstruar më parë nga njollat perëndimore më dramatikisht në rajonet striatale, duke përfshirë striatumin dorsal (caudate / putamen) dhe nucleus accumbens. Në këtë studim, ne kemi përdorur imunohistokimi për të përcaktuar me saktësi më të madhe anatomi induksionin e DeltaFosB në të gjithë trurin brejtës pas trajtimit kronik të drogës. Ne gjithashtu shtuam hulumtimet e mëparshme që përfshijnë kokainën, morfinin dhe nikotinën në dy barna shtesë të abuzimit, etanolit dhe Delta (9) -tetrahydrocannabinol (Delta (9) -THC, përbërës aktiv në marihuanën). Ne tregojmë këtu se administrimi kronik, por jo akut, i secilës prej katër ilaçeve të abuzimit, kokainës, morfines, etanolit dhe Delta (9) -THC, nxit fuqishëm DeltaFosB në nucleus accumbens, edhe pse modele të ndryshme në nën- e kësaj bërthame ishin të dukshme për barnat e ndryshme. Drogat gjithashtu ndryshonin në shkallën e tyre të induksionit DeltaFosB në striatumin dorsal. Përveç kësaj, të katër ilaçet nxitën DeltaFosB në korteksin paraballor, me efektet më të mëdha të vërejtura me kokainë dhe etanol, dhe të gjitha drogat e induktuan DeltaFosB në një masë të vogël në amigdale. Për më tepër, të gjitha medikamentet nxorën DeltaFosB në hipokampus, dhe, me përjashtim të etanolit, shumica e këtij induksioni u pa në dentate. Nivelet më të ulëta të induksionit DeltaFosB janë parë në zona të tjera të trurit në përgjigje të një trajtimi të veçantë të drogës. Këto gjetje ofrojnë dëshmi të mëtejshme se induksioni i DeltaFosB në bërthamë accumbens është një veprim i zakonshëm i pothuajse të gjitha barnave të abuzimit dhe se, përtej bërthamës accumbens, çdo drogë shkakton DeltaFosB në një regjim të veçantë në tru.
HYRJE
Ekspozimi akut ndaj kokainës shkakton induksionin e përkohshëm të faktorëve të transkriptimit c-Fos dhe FosB në rajonet striatale (Graybiel et al., 1990; Hope et al., 1992; Young et al., 1991), ndërsa ekspozimi kronik ndaj rezultateve të drogës në akumulimin e izoformave të stabilizuar të ΔFosB, një variant i fragmentuar i fragmentit të fosB gjen (Hiroi et al., 1997; Hope et al., 1994; Moratalla et al., 1996; Nye et al., 1995). Pasi nxitet, ΔFosB vazhdon në këto rajone për disa javë për shkak të stabilitetit të pazakontë të proteinës. Hulumtimet më të fundit kanë treguar se stabiliteti i ΔFosB është ndërmjetësuar nga mungesa e domeneve degron të gjetura në C-terminale të FosB-së me gjatësi të plotë dhe të gjithë proteinave të tjera të familjes Fos (Carle et al., 2007) dhe nga fosforilimi i ΔFosB në N -terminus (Ulery et al., 2006). Në të kundërt, administrimi kronik i drogës nuk ndryshon splicingin e fosB premRNA në ΔfosB mRNA as stabilitetin e mRNA (Alibhai et al., 2007), që më tej tregon se akumulimi i proteinës ΔFosB është mekanizmi mbizotërues i përfshirë.
Dëshmia në rritje tregon se induksioni ΔFosB në rajonet striatale, në veçanti striatum bërthamor ose nucleus accumbens, është i rëndësishëm në ndërmjetësimin e aspekteve të varësisë. Shpërndarja e ΔFosB në këto rajone të minjve bitransgjentë të induktueshme, ose nëpërmjet transferimit të gjenit të ndërmjetësuar nga virusi, rrit ndjeshmërinë e kafshës ndaj efekteve aktive dhe të dobishme të lokomotoreve të kokainës dhe të morfinës, ndërsa shprehja e një antagonisti negativ dominant të ΔFosB (i quajtur Δc- Qershor) ka efekte të kundërta (Kelz et al., 1999; McClung dhe Nestler, 2003; Peakman et al., 2003; Zachariou et al., 2006). Shpërndarja e madhe e ΔFosB gjithashtu është treguar të rrisë motivimin stimulues për kokainën (Colby et al., 2003). Për më tepër, ΔFosB preferohet të nxitet nga kokaina në kafshët adoleshente, të cilat mund të kontribuojnë në rritjen e cenueshmërisë së tyre ndaj varësisë (Ehrlich et al., 2002).
Pavarësisht nga kjo dëshmi, mbeten pyetje të rëndësishme. Edhe pse administrimi kronik i disa ilaçeve të tjera të abuzimit, përfshirë amfetaminën, metamfetaminën, morfinën, nikotinën dhe fenciklidinën, janë raportuar të nxisin ΔFosB në rajonet striatale (Atkins et al., 1999; Ehrlich et al., 2002; McDaid et al. 2006b, Muller dhe Unterwald, 2005; Nye et al., 1995; Nye dhe Nestler, 1996; Pich et al. 1997; Zachariou et al., 2006) janë të disponueshme pak ose aspak informacion në lidhje me veprimet e etanolit dhe Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC, përbërësi aktiv në marihuanën). Dy studime të mëparshme treguan se imunotaktimi i ngjashëm me FosB është induktuar në hippocampus dhe zona të caktuara të trurit gjatë tërheqjes etanol, por mbetet e paqartë nëse kjo imunoreaktivitet përfaqëson ΔFosB ose FosB (Bachtell et al., 1999; Beckmann et al., 1997 ). Studimi i etanolit dhe (Δ9-THC janë veçanërisht të rëndësishme, sepse këto janë dy nga drogat më të përdorura të abuzimit në SHBA sot (SAMHSA, 2005) .Për më tepër, megjithëse drogat stimuluese ose opiate të abuzimit kanë treguar të shkaktojnë ΔFosB në disa rajone të tjera të izoluara të trurit, të cilat, përveç bërthamave accumbens dhe striatum dorsal, përfshijnë lëvore paraballore, amygdala, pallidum ventral, zona tegmentale barkut, dhe hippocampus (Liu et al., 2007, McDaid et al., 2006a, 2006b; et al., 1995; Perrotti et al., 2005), nuk ka pasur një hartim sistematik të induksionit ΔFosB në tru në përgjigje të ekspozimit kronik të drogës.
Qëllimi i këtij studimi ishte përdorimi i procedurave imunohistokemike për të përcaktuar induksionin e ΔFosB në tërë trurin pas administrimit kronik të katër ilaçeve prototypike të abuzimit: kokainës, morfines, etanolit dhe Δ9-THC.
MATERIALE DHE METODA
kafshët
Të gjitha eksperimentet u zhvilluan duke përdorur meshkuj Sprague Dawley rats (Charles River, Kingston, 250-275 g). Kafshët janë vendosur dy në kafaz dhe janë përshtatur me kushtet e dhomës së kafshëve për një javë para fillimit të eksperimenteve. Ata kishin qasje të lirë në ushqim dhe ujë. Eksperimentet u zhvilluan sipas protokolleve të shqyrtuara nga Komiteti Institucional i Kujdesit dhe Përdorimit të Kafshëve në Universitetin e Teksasit në Qendrën Mjekësore Jugperëndimore në Dallas.
Trajtime të drogës
Kokainë kronike
Rats (n = 6 për grup) morën injeksione dy herë në ditë të hidroklorurit të kokainës (15 mg / kg ip; Instituti Kombëtar për Abuzimin e Drogës, Bethesda, MD) të tretur në 0.9% kripur për ditët 14. Rats kontrolluese (n = 6 për grup) morën injeksione ip të kripës 0.9% nën të njëjtën procedurë kronike. Të gjitha injektimet janë dhënë në kafazet e kafshëve. Ky regjim trajtimi ka treguar të prodhojë përshtatje të fuqishme të sjelljes dhe biokimik (shih Hope et al., 1994).
Vetë-administrim i kokainës
Kafshët (n = 6 për grup) janë trajnuar për të shtypur një levë për një xhaketë të 45 mg saharoze. Pas këtij stërvitja, kafshët u ushqyen ad libitum dhe implantuan kirurgjinë nën anestezi pentobarbitale me një kateter gjilpërash kronik (tub silastik, Green Gum, Woburn, MA) siç përshkruhet më parë (Sutton et al., 2000). Kateteri kaloi nëngrundjen për të dalë nga prapa përmes një kanule 22-gauge (Plastics One, Roanoke, VA), e ngulitur në çimento cranioplastike dhe e siguruar me rrjetë kirurgjikale Marlex (Bard, Cranston, RI). Vetëadministrimi u zhvillua në dhomat e provës operante (Med Associates, Shën Alban, VT) që ishin kontekstuale të dallueshme nga kafazi i kafshëve dhe ndodheshin në një dhomë të ndryshme. Çdo dhomë është e mbyllur në një kabinën e zhurmës që zbatohet me një pompë infuzionësh të përbërë nga një pompë Modeli Razel (Stamford, CT) dhe një shiringë 10 ml qelqi të lidhur me një gozhdë fluide (Instech, Plymouth Meeting, PA) nga tuba Teflon . Tubat e Tygonit lidhën çelësin e kthyeshëm në kuvendin e kateterit të kafshëve dhe u mbyllën me një pranverë metalike. Çdo dhomë operante përmbante dy leva (4 × 2 cm2, e vendosur 2 cm jashtë dyshemesë). Gjatë trajnimit të vetëadministrimit, një levë e vetme 20 g në levë aktive dha një infuzion iv të kokainës (0.5 mg / kg për infuzion 0.1 ml) gjatë një intervali infuzion 5-s. Infuzion u pasua nga një periudhë kohore e 10-it, gjatë së cilës drita e shtëpisë u shua dhe përgjigja nuk prodhoi pasoja të programuara. Ndriçimi i dritës së shtëpisë sinjalizoi fundin e periudhës kohore. Shtypi me levë në levën joaktive nuk prodhoi asnjë pasojë. Kafshët vetë-administruar kokainë gjatë 14 ditëve 4-h test seancat (6 ditë / javë) gjatë ciklit të tyre të errët; marrja mesatare ditore ishte ~ 50 mg / kg. Një grup kafshësh me yokë u trajtuan në mënyrë identike vetëm kur morën infuzion të kokainës, kur homologët e tyre vetë-administrues morën drogë. Një grup i kafshëve të kontrollit të kripur u lejuan të shtypin levë për infuzionet kripore. Ky regjim trajtimi ka treguar të prodhojë përshtatje të fuqishme të sjelljes dhe biokimik (shih Sutton et al., 2000).
Morfinë kronike
Pllakat morfine (secila që përmbante 75 mg bazë morfine, Instituti Kombëtar për abuzimin e drogës) u implantuan një herë në ditë për ditët 5 (n = 6). Rats kontrollit iu nënshtruan kirurgjisë sham për 5 ditë të njëpasnjëshme (n = 6). Ky regjim trajtimi ka treguar të prodhojë përshtatje të fuqishme të sjelljes dhe biokimik (shih Nye dhe Nestler, 1996).
Δ9-THC
Δ9-THC u shpërbë në një 1: 1: 18 solucion etanol, emulphor dhe kripur. Minjtë u injektuan nën lëkurë dy herë në ditë me Δ9-THC, ose automjet për ditët 15. Doza fillestare e Δ9-THC ishte 10 mg / kg dhe doza u dyfishua çdo tre ditë në dozën përfundimtare të 160 mg / kg. Ne kemi përdorur minj për Δ9-THC, sepse ky regjim trajtimi ka treguar të prodhojë përshtatje të fuqishme të sjelljes dhe biokimike në këtë specie (Sim-Selley dhe Martin, 2002).
etanol
Etanol (nga stoku i 95%, Aaper, Shelbyville, KY) u administrua me anë të një diete ushqyese të plotë të lëngshme. Kjo procedurë e zakonshme e etanolit dietetike përfshin administrimin e etanolit në dietën bazë të laktalbuminës / dekstrozës për ditët e 7, gjatë së cilës kohë, minjtë në përgjithësi konsumojnë etanol në 17-8 g / kg / ditë dhe arrijnë nivelet e etanolit në gjak deri në 12 mg / dl (Criswell dhe Breese, 200; Frye et al., 1993; Knapp et al., 1981). Dieta ishte e përfunduar në mënyrë nutrizionale (me përqëndrime të vitaminave, mineraleve dhe ushqyesve të tjerë që rrjedhin nga dietat e hulumtimit të ICN dhe balancuar kalori (me dekstrozë) nëpër minjtë e trajtuar me etanol dhe minjtë e kontrollit. vëllimi i dietës ekuivalent me marrjen mesatare të minjve të trajtuar me dietën e etanolit një ditë më parë.E të dy grupet kanë fituar peshë gjatë periudhës së ekspozimit të etanolit (nuk është treguar) Ky regjim trajtimi ka treguar të prodhojë përshtatje të fuqishme të sjelljes dhe biokimik (shih Knapp et al., 1998).
Immunohistochemistry
Tetëmbëdhjetë deri në 24 h pas trajtimit të tyre të fundit, kafshët u anestetizuan thellësisht me hidrat klorale (Sigma, St. Louis, MO) dhe perfluduan intracardially me 200 ml 10 mM kripur fosfat-buffered (PBS) e ndjekur nga 400 ml e 4% paraformaldehyde në PBS. Trurit janë larguar dhe ruajtur brenda natës në 4% paraformaldehyde në 4 ° C. Të nesërmen në mëngjes, truri u transferua në një glicerinë 20% në 0.1 M PBS zgjidhje për kriofrozë. Seksionet koronale (40 μm) u prenë në një mikrotomë të ngrirë (Leica, Bannockburn, IL) dhe pastaj u përpunuan për imunohistokimi. Imunoreaktivitetet ΔFosB dhe FosB u zbuluan duke përdorur dy antisera poliklonale të lepujve të ndryshëm. Një antiserum, i ngritur kundër C-terminalit FosB që mungon në ΔFosB (aa 317-334) njeh FosB me gjatësi të plotë, por jo ΔFosB (Perrotti et al., 2004). Antiserumi tjetër, një "pan-FosB" antitrup, është ngritur kundër një rajoni të brendshëm të FosB dhe njeh si FosB dhe ΔFosB (sc-48; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA).
Ngjyrosja me FosB u zbulua me përdorimin e metodës së kompleksit avidin-biotin peroksidazë. Për këtë procedurë, seksionet e trurit u trajtuan fillimisht me 0.3% H2O2 për të shkatërruar peroksidaza endogjene dhe më pas inkuboheshin për 1 h në serum 0.3% Triton X-100 dhe 3% të dhisë normale për të minimizuar etiketimin jo-specifik. Seksionet e indit ishin inkubuar pastaj natën në temperaturën e dhomës në serumin e dhisë normale 1%, 0.3% Triton X-100 dhe pan-FosB antitrup (1: 5000). Seksionet u lanë, u vendosën për 1.5 h në 1: 200 hollimi i imunoglobulinës së dhisë-antirabbit të biotiniluar (DakoCytomation, Carpinteria, CA), u la dhe u vendos për 1.5 h në 1: 200 hollimi i kompleksit avidin-biotin nga kit Elite Laboratorët, Burlingame, CA). Aktiviteti i peroksidazës u vizualizua nga reaksioni me diaminobenzidin (Vector Laboratories). Skedat e koduara u përdorën për të numëruar numrin e qelizave FosB-imunoreaktive. Kodi nuk u prish derisa analiza e një eksperimenti individual të ishte përfunduar.
Pasi u zbulua imunoreaktiviteti i ngjashëm me FosB, është kryer etiketa e dyfishtë fluoreshente me antitrinë FosB-specifike (C-terminal, 1: 500) dhe pan-FosB (sc-48; 1: 200) për të përcaktuar nëse proteina e induktuar ishte me të vërtetë ΔFosB. U përdor një protokoll i publikuar (Perrotti et al., 2005). Proteinat u vizualizuan duke përdorur CY2 dhe CY3 antitrupat sekondarë të etiketuar me fluoroforë (Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA). Lokalizimi i shprehjes së proteinave është kryer në një mikroskop konfokal (Axiovert 100; LSM 510 me gjatësi vale të emetimit META të 488, 543 dhe 633; Zeiss, Thornwood, NY). Imazhet e paraqitura këtu u kapën në këtë sistem dhe përfaqësojnë një seksion 1 μm-trashë përmes një aeroplani Z.
Analiza statistikore
Induksioni i rëndësishëm i qelizave ΔFosB + u vlerësua duke përdorur testet t ose ANOVA njëkahëshe të ndjekura nga testi Newman-Keuls si analizë post hoc. Të gjitha analizat u korrigjuan për krahasime të shumëfishta. Të dhënat shprehen si mesatare. SEM. Rëndësia statistikore është përcaktuar si P <0.05.
REZULTATET
Induksioni i ΔFosB në tru
Për të krahasuar drejtpërdrejtë modelet e induksionit ΔFosB në tru në përgjigje të llojeve të ndryshme të drogave të abuzimit, ne kemi administruar katër barna prototipike, kokainë, morfinë, etanol dhe Δ9-THC dhe kemi ekzaminuar ΔFosB shprehjen 18-24 h pas ekspozimit të fundit të drogës . Ne kemi përdorur regjime të zakonshme të trajtimit të drogës, të cilat janë demonstruar në literaturë për të prodhuar pasoja të sjelljes dhe biokimik të ekspozimit kronik të drogës (shih seksioni i Materialeve dhe Metodave). Nivelet e ΔFosB u quantifikuan nga imunohistokimi, me një fokus në rajonet e midbrain dhe në paragjykimet e implikuara në shpërblimin e drogës dhe varësisë. Kjo hartë e shkëlqyer e induksionit ΔFosB është kryer me një antitrup pan-FosB, i cili njeh si ΔFosB dhe FosB të plotë. Sidoqoftë, ne e dimë se e gjithë imunotaktësia e vëzhguar, për secilën nga barnat, është vetëm për ΔFosB, pasi që një antitrup i përzgjedhur për FosB të plotë-length (shih seksionin Material dhe Metodat) zbuloi asnjë qelizë pozitive. Për më tepër, çdo imunoreaktivitet i zbuluar nga antitrupi pan-FosB humbi në minj të fosbut, i cili konfirmon specifikat e këtij antitrupi për produktet e gjenit fosB në krahasim me proteinat e tjera të familjes Fos. Këto kontrolle janë treguar për kokainën në figurën 1, por janë vërejtur edhe për të gjitha barnat e tjera (nuk janë treguar). Këto rezultate nuk janë të habitshme, sepse në pikën kohore 18-24 h të përdorur në këtë studim të gjithë FosB-në e plotë, të shkaktuar nga administrimi i fundit i drogës, do të pritej të degradohej, duke e lënë më të qëndrueshëm ΔFosB si fosbin i vetëm produkti i mbetur (shih Chen et al., 1995; Hope et al., 1994).
Fig 1
Imunohistokimi i fluoreshencës me etiketim të dyfishtë duke përdorur antitrupin anti-FosB (pan-FosB, Santa-Cruz) ose anti-FosB (C-terminus) përmes bërthamës akumbens të kafshëve të trajtuara me kokainë akute ose kronike dhe një mi kontrolli. Njollat e antitrupave pan-FosB (më shumë)
Një përmbledhje e gjetjeve të përgjithshme të këtij studimi është dhënë në Tabelën I. Secila prej katër ilaçeve u gjet që të nxisë në mënyrë të konsiderueshme ΔFosB në tru, megjithëse me modele pjesërisht të dallueshme të induksionit të parë për secilën medikament.
Tabela I
Induksioni i ΔFosB në tru nga droga e abuzimit
Induksioni i ΔFosB në rajonet striatale
Induksioni më dramatik i ΔFosB është parë në bërthamë accumbens dhe striatum dorsal (caudate / putamen), ku të katër ilaçet e induktuan proteinën (Fig. 2-Fig. 4). Kjo është treguar në mënyrë sasiore në figurën 5. Induksioni ΔFosB u pa në të dy nënratat thelbësore dhe shell të bërthamës accumbens, me pak induksion më të dukshëm në thelbin e shumicës së barnave. Induksioni i fuqishëm i ΔFosB u vërejt gjithashtu në striatumin dorsal për shumicën e barnave. Një përjashtim ishte Δ9-THC, i cili nuk nxiti në mënyrë të konsiderueshme ΔFosB në shell nucleus accumbens ose striatum dorsal pavarësisht tendencave të forta (shih Fig. 4, Tabela I). Interesante, etanoli prodhoi induksionin më të madh të ΔFosB në thelbin e nucleus accumbens në krahasim me trajtimet e tjera.
Fig 2
Induksioni i ΔFosB në bërthamën e miut në një mi kontrolli (A) ose pas trajtimit kronik me etanol (B), morfinë (C) ose kokainë (D). Nivelet e imunoreaktivitetit si FosB u analizuan nga imunohistokimi duke përdorur një antitrup pan-FosB. (më shumë)
Fig 4
Induksioni i ΔFosB në trurin e miut pas trajtimit kronik Δ9-THC. Nivelet e imunoreaktivitetit si FosB u analizuan nga imunohistokimi duke përdorur një antitrup pan-FosB në kontroll (A, C, E) dhe kafshë kronike Δ9-THC (B, D, F). Shënim (më shumë)
Fig 5
Kuantifikimi i induksionit ΔFosB në rajone striatale pas trajtimeve kronike të morfinës, Δ9-THC, etanolit dhe kokainës. Grafikët e shufrave tregojnë numrin mesatar të qelizave ΔFosB + në kafshët kontrolluese dhe në kafshët që i nënshtrohen morfinës kronike, (më shumë)
Induksioni i ΔFosB nga vullneti kundrejt ekspozimit të detyruar të drogës
Duke pasur parasysh induksionin dramatik të ΔFosB në rajonet striatale, ne ishim të interesuar në përcaktimin nëse aftësia e një droge për të nxitur proteinën në këto rajone ndryshonte si një funksion i ekspozimit të volitshëm kundrejt ekspozimit të detyruar të drogës. Për të trajtuar këtë pyetje, ne studiuam një grup rats që vetë-administroi kokainë për ditët 14 dhe krahasuam induksionin ΔFosB në këto kafshë me ata që morën infuzione të kokainës dhe ata që morën vetëm kripërat. Siç është paraqitur në figurën 6, kokaina e vetë-administruar në mënyrë të fuqishme shkaktoi ΔFosB në bërthamë accumbens (të dy nënratat bazë dhe shell) dhe striatum dorsal, me shkallë ekuivalente induksioni të shikuara për vetë-administruar kundrejt drogës së administruar me yoked. Shtrirja e induksionit ΔFosB të parë në këto dy grupe të kafshëve ishte më i madh se ai i parë me injeksione ip të kokainës (shih Fig. 5), me sa duket për shkak të sasive shumë më të mëdha të kokainës në eksperimentin e vetëadministrimit (doza ditore: 50 mg / kg iv kundrejt 30 mg / kg ip).
Fig 6
Kuantifikimi i induksionit ΔFosB në rajonet striatale pas vetë-administrimit kronik të kokainës. Grafikët e shufrave tregojnë numrin mesatar të qelizave ΔFosB + në kafshët kontrolluese dhe në kafshët që i nënshtrohen trajtimeve të kokainës, në bërthamë dhe (më shumë)
Induksioni i ΔFosB në rajonet tjera të trurit
Përtej kompleksit striatal, administrimi kronik i barnave të abuzimit të nxitur ΔFosB në disa zona të tjera të trurit (shih Tabelën I). Duhet të theksojmë se të dhënat e paraqitura në Tabelën I janë gjysmë sasiore dhe nuk paraqesin sasi të saktë të induksionit ΔFosB, siç kryhet për rajonet striatale (Fig. 5 dhe Fig. 6). Sidoqoftë, ne kemi besim në induksionin ΔFosB në këto rajone jostriatike: ΔFosB është praktikisht i pazbulueshëm në këto rajone në kushte bazike, i tillë që zbulimi i qëndrueshëm i ΔFosB pas ekspozimit kronik të ilaçeve të jetë statistikisht i rëndësishëm (P <0.05 nga χ2).
Induksioni i fuqishëm nga të gjitha barnat u pa në korteksin paraballor, me morfinë dhe etanolin që duket të prodhonte efektet më të forta në shtresat më të mëdha (Fig. 4 dhe Fig. 7). Të katër ilaçet gjithashtu shkaktuan nivele të ulëta të induksionit ΔFosB në bërthamën e shtratit të stria terminalis (BNST), bërthamës intersticionale të gjymtyrëve të pasme të komaksionit të mëparshëm (IPAC) dhe në të gjithë kompleksin amygdala (Fig. 8). Gjithashtu janë vërejtur efekte shtesë, të veçanta për droga të veçanta. Kokaina dhe etanoli, por jo morfina ose Δ9-THC, duket se shkaktojnë nivele të ulëta të ΔFosB në shtrirjen laterale, pa induksion të parë në septumin mesatar. Të gjitha barnat shkaktuan ΔFosB në hippocampus dhe, me përjashtim të etanolit, shumica e këtij induksioni u pa në gyrus dentate (Tabela I dhe Fig. 9). Në të kundërt, etanoli nxiti shumë pak ΔFosB në gyrus dentate dhe në vend të kësaj nxiti nivele të larta të proteinës në nënfushat CA3-CA1. Kokaina, morfina dhe etanoli, por jo Δ9-THC, shkaktuan nivele të ulëta të induksionit të ΔFosB në gri periaqueductal, ndërsa vetëm kokaina e induktuar ΔFosB në zonën tegmentale ventrale, pa induksion të parë në nënstantia nigra (shih Tabelën I ).
Fig 7
Induksioni i ΔFosB në korteksin paraballor në një mi kontrolli (A) ose pas trajtimit kronik me etanol (B), morfinë (C) ose kokainë (D). Nivelet e imunoreaktivitetit si FosB u analizuan nga imunohistokimi duke përdorur një antitrup pan-FosB. Etiketimi (më shumë)
Fig 8
Induksioni i ΔFosB në bërthamat bazale anësore dhe qendrore të amigdalës së një miu kontrolli (A) ose në minjtë e dhënë me trajtime kronike të etanolit (B), morfinës (C) ose kokainës (D). Nivelet e imunoreaktivitetit si FosB u analizuan nga imunohistokimi (më shumë)
Fig 9
Induksioni i ΔFosB në hipokampusin e një miu kontrolli (A) ose në minjtë të trajtuar me etanol kronik (B), morfinë (C) ose kokainë (D). Nivelet e imunoreaktivitetit si FosB u analizuan nga imunohistokimi duke përdorur një antitrup pan-FosB. Etiketimi (më shumë)
DISKUTIMI
Studime të shumta kanë treguar se administrimi kronik i disa llojeve të abuzimeve, duke përfshirë kokainën, amfetaminën, metamfetaminën, morfinën, nikotinën dhe fenciklidinin, nxit faktorin e transkriptimit, ΔFosB, në bërthamë accumbens dhe striatum dorsal (shih seksionin e hyrjes për referenca, rishikuar në McClung et al., 2004; Nestler et al., 2001). Induksioni i ΔFosB në rajonet striatake është vërejtur edhe pas konsumit kronik të shpërblimeve natyrore, siç është sjellja e rrotave (Werme et al., 2002). Përveç kësaj, ka pasur disa raporte të niveleve më të ulëta të induksionit ΔFosB në disa zona të tjera të trurit, duke përfshirë korteksin paraballor, amygdala, pallidum ventral, zona tegmentale ventral, dhe hippocampus (Liu et al., 2007; McDaid et al., 2006a, 2006b; Nye et al., 1996; Perrotti et al., 2005), në përgjigje të disa prej këtyre ilaçeve të abuzimit, megjithatë, nuk ka pasur kurrë një hartim sistematik të induksionit të drogës të ΔFosB në tru. Për më tepër, përkundër hetimit të shumicës së drogave të abuzimit, dy nga substancat më të keqpërdorura, etanoli dhe Δ9-THC, deri më sot nuk janë shqyrtuar për aftësinë e tyre për të nxitur ΔFosB. Qëllimi i këtij studimi ishte të kryente një hartë fillestare të ΔFosB në tru në përgjigje të administrimit kronik të katër ilaçeve prototypike të abuzimit: kokainës, morfines, etanolit dhe Δ9-THC.
Gjetjet kryesore të studimit tonë janë se etanoli dhe Δ9-THC, si të gjitha barnat e tjera të abuzimit, shkaktojnë nivele të larta të ΔFosB gjerësisht brenda kompleksit striatal. Këto rezultate përcaktojnë më tej induksionin ΔFosB në këto rajone si një përshtatje e zakonshme, kronike me pothuajse të gjitha drogat e abuzimit (McClung et al., 2004). Modeli i induksionit brenda kompleksit striatal ndryshonte disi për barnat e ndryshme. Të gjitha të fuqishëm të induktuar ΔFosB në core nucleus accumbens, ndërsa të gjitha të drogës-përveç Δ9-THC-shkaktuar ndjeshëm ΔFosB në shell nucleus accumbens dhe striatum dorsal si dhe ka pasur tendenca të forta për Δ9-THC për të prodhuar efekte të ngjashme në këto rajone të fundit. Bërthama e akumulimit të bërthamës dhe predha janë rajone të rëndësishme të shpërblimit të trurit, të cilat janë treguar të jenë ndërmjetësuesit kryesorë të veprimeve shpërblyese të drogave të abuzimit. Po ashtu, striatum dorsal ka qenë i lidhur me natyrën e pandreqshme ose të zakonshme të konsumit të drogës (Vanderschuren et al., 2005). Në të vërtetë, induksioni i ΔFosB në këto rajone është treguar të rrisë reagimet e dobishme për kokainën dhe morfin, dhe për të rritur përgjigjet ndaj përfitimeve natyrore si sjellja e drejtimit të rrotave dhe marrja e ushqimit (Colby et al., 2003; Kelz et al., 1999; Olausson et al., 2006; Peakman et al., 2003; Werme et al., 2003; Zachariou et al., 2006). Puna e mëtejshme është e nevojshme për të përcaktuar nëse induksioni ΔFosB në këto rajone ndërmjetëson përshtatje të ngjashme funksionale në ndjeshmërinë e individit ndaj efekteve të dobishme të barnave të tjera të abuzimit.
Induksioni i ΔFosB në rajonet striatare nuk është një funksion i marrjes volioze të drogës. Kështu, treguam se vetë-administrimi i kokainës nxiti të njëjtin shkallë të ΔFosB në bërthamë accumbens dhe striatum dorsal siç shihet në kafshë që morën injeksione ekuivalente të yokut të drogës. Këto rezultate tregojnë se induksioni ΔFosB në striatum përfaqëson një veprim farmakologjik të drogës abuzive, pavarësisht nga kontrolli i kafshës mbi ekspozimin e drogës. Në kontrast të dukshëm, kemi demonstruar kohët e fundit se vetë-administrimi i kokainës shkakton nivele më të larta të ΔFosB në koeficientin orbitofrontal në krahasim me administrimin e kokainës (Winstanley et al., 2007). Ky efekt ishte specifik për korteksin orbitofrontal, sepse nivelet ekuivalente të induksionit ΔFosB ishin parë në korteksin paraballor në këto dy kushte trajtimi. Kështu, edhe pse induksioni ΔFosB nuk lidhet me kontrollin vullnetar mbi marrjen e drogës në rajonet striatare, duket se është ndikuar nga faktorë të tillë motivues në disa qendra të cortikaleve të larta.
Ne po ashtu paraqesim të dhëna gjysëmpensante se të gjitha katër medikamentet e abuzimit nxisin ΔFosB në disa rajone të trurit jashtë kompleksit striatal, edhe pse në përgjithësi në një masë më të vogël. Këto zona të trurit përfshinin korteksin paraballor, amygdala, IPAC, BNST dhe hippocampus. Induksioni i drogës i ΔFosB në korteksin paralëndimor dhe hipokampus mund të lidhet me disa nga efektet e drogave të abuzimit në performancën njohëse, megjithëse kjo ende nuk është hetuar drejtpërdrejt. Amygdala, IPAC, dhe BNST kanë qenë të përfshirë të gjithë në rregullimin e përgjigjeve të një individi ndaj stimujve aversivë. Kjo ngre mundësinë që induksioni ΔFosB në këto rajone pas administrimit kronik të një droge të abuzimit ndërmjetëson rregullimin e drogës të sjelljes emocionale edhe përtej shpërblimit. Do të jetë interesante t'i shqyrtojmë këto mundësi në hetimet e ardhshme.
Të katër drogat e abuzimit të studiuara këtu gjithashtu prodhuan disa efekte specifike të drogës. Kokaina nxiti në mënyrë unike ΔFosB në zonën tegmentale të barkut, siç u raportua më parë (Perrotti et al., 2005). Po ashtu, kokaina dhe etanoli nxorën në mënyrë unike nivele të ulëta të ΔFosB në seksionet laterale. Δ9-THC ishte unik për efektet më pak dramatike në induksionin ΔFosB, krahasuar me barnat e tjera të abuzimit, në shell nucleus accumbens dhe striatum dorsal, siç u përmend më herët. Δ9-THC ishte gjithashtu unik në atë ekspozim kronik ndaj kësaj droge, në krahasim me të gjithë të tjerët, nuk nxiti nivele të ulëta të ΔFosB në gri periaqueductal. Duke pasur parasysh rolin e hipokampusit dhe septumit në funksionin kognitiv, si dhe rolin e këtyre rajoneve si dhe gri të periaquedukteve në rregullimin e përgjigjeve të kafshëve në situata stresuese, induksioni rajonal dhe i veçantë i drogës së ΔFosB në këto rajone mund të ndërmjetësojë aspekte të rëndësishme të veprimi i drogës në tru.
Në përmbledhje, induksioni ΔFosB në rajonet e shpërblimeve striatake të trurit është demonstruar gjerësisht si një përshtatje e përbashkët kronike me medikamentet e abuzimit. Ne kemi zgjeruar këtë nocion duke treguar këtu se dy droga shtesë dhe gjerësisht të abuzuara, etanoli dhe Δ9-THC, gjithashtu nxisin ΔFosB në këto rajone të trurit. Ne gjithashtu identifikojmë disa fusha të tjera të trurit, të implikuar në funksionin njohës dhe përgjigjet e stresit, të cilat tregojnë shkallë të ndryshme të induksionit ΔFosB në përgjigje të ekspozimit kronik të drogës. Disa nga këto përgjigje, si induksioni i ΔFosB në rajonet striatale, janë të zakonshme në të gjitha barnat e abuzimit të studiuara këtu, ndërsa përgjigjet në zonat e trurit janë më specifike të drogës. Këto rezultate tani do të drejtojnë hetimet e ardhshme për të karakterizuar rolin e induksionit ΔFosB në këto zona të trurit. Ato gjithashtu ndihmojnë në përcaktimin e përdorimit potencial të antagonistëve të ΔFosB si një trajtim të përbashkët për sindromet e varësisë nga droga.
Fig 3
Induksioni i ΔFosB në putamen e kaudatit të miut në një mi kontrolli (A) ose pas trajtimit kronik me etanol (B), morfinë (C) ose kokainë (D). Nivelet e imunoreaktivitetit si FosB u analizuan nga imunohistokimi duke përdorur një antitrup pan-FosB. (më shumë)
Mirënjohje
Sponsor i grantit të kontratës: Instituti Kombëtar për Abuzimin e Drogës.
REFERENCAT
1. Alibhai IN, Green TA, Nestler EJ. Rregullimi i shprehjes së fosB dhe ΔfosB mRNA: Studimet in vivo dhe in vitro. Brain Res. 2007; 11: 4322-4333.
2. Atkins JB, Atkins J, Carlezon WA, Chlan J, Nye HE, Nestler EJ. Induksioni rajonal i ΔFosB nga administrimi i përsëritur i barnave tipike kundrejt atipike antipsihotike. Synapse. 1999; 33:. 118-128 [PubMed]
3. Bachtell RK, Wang YM, Freeman P, Risinger FO, Ryabinin AE. Pirja e alkoolit prodhon ndryshime selektive në rajonin e trurit në shprehjen e faktorëve të transkriptimit të induktueshëm. Brain Res. 1999; 847:. 157-165 [PubMed]
4. Beckmann AM, Matsumoto I, Wilce PA. Aktivitetet e detyrueshme të AP-1 dhe Egr DNA janë rritur në tru të miut gjatë tërheqjes së etanolit. J Neurochem. 1997; 69:. 306-314 [PubMed]
5. Carle TL, Alibhai IN, Wilkinson MB, Kumar A, Nestler EJ. Mekanizmat e varur dhe të pavarur nga Proteasome për destabilizimin e FosB: Identifikimi i fushave degon FosB dhe implikimet për qëndrueshmërinë ΔFosB. Eur J Neurosci. 2007; 25:. 3009-3019 [PubMed]
6. Chen JS, Nye HE, MB Kelz, Hiroi N, Nakabeppu Y, Hope BT, Nestler EJ. Rregullimi i proteinave ΔFosB dhe FosB nga sekuestrimi elektrokonvulues (ECS) dhe trajtimet e kokainës. Mol Pharmacol. 1995; 48:. 880-889 [PubMed]
7. Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Vetë DW. ΔFosB rrit nxitjen për kokainë. J Neurosci. 2003; 23:. 2488-2493 [PubMed]
8. Criswell HE, Breese GR. Efekte të ngjashme të etanolit dhe flumazenil në marrjen e një përgjigje shmangie box-box gjatë tërheqjes nga trajtimi kronik etanol. Br J Pharmacol. 1993; 110: 753-760. [PMC artikull falas] [PubMed]
9. Ehrlich ME, Sommer J, Canas E, Unterwald EM. Minjtë periadolescent tregojnë rritje të rregullimit të ΔFosB në përgjigje të kokainës dhe amfetaminës. J Neurosci. 2002; 22:. 9155-9159 [PubMed]
10. Frye GD, Chapin RE, Vogel RA, Mailman RB, Kilts CD, Mueller RA, Breese GR. Efektet e trajtimit akut dhe kronik 1,3-butanediol në funksionin e sistemit nervor qendror: një krahasim me etanol. J Pharmacol Exp Ther. 1981; 216:. 306-314 [PubMed]
11. Graybiel AM, Moratalla R, Robertson HA. Amfetamina dhe kokaina nxisin aktivizimin e drogës specifike të gjenit c-fos në ndarjet strio-disa matrice dhe nënndarjet limbike të striatumit. Proc Natl Acad Sci USA. 1990; 87: 6912-6916. [PMC artikull falas] [PubMed]
12. Hiroi N, Brown J, Haile C, Ju H, Greenberg ME, Nestler EJ. FosB mutant minj: Humbja e induksionit kronik të kokainës të proteinave të lidhur me Fos dhe ndjeshmëri të rritur ndaj efekteve psikomotorike të kokainës dhe efekteve shpërblyese. Proc Natl Acad Sci USA. 1997; 94: 10397-10402. [PMC artikull falas] [PubMed]
13. Hope BT, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Rregullimi i shprehjes së menjëhershme të gjeneve të hershme dhe lidhjes AP-1 në bërthamën e miut të akumuluar nga kokaina kronike. Proc Natl Acad Sci USA A. 1992; 89: 5764-5768. [PMC artikull falas] [PubMed]
14. Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Vetë DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Induksioni i një kompleksi AP-1 afatgjatë të përbërë nga proteinat e ndryshuara të Fos-it në tru me kokainë kronike dhe trajtime të tjera kronike. Neuron. 1994; 13:. 1235-1244 [PubMed]
15. Kelz MB, Chen JS, Carlezon WA, Whisler K, Gilden L, Beckmann AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Vetë DW, Tkatch R, Baranauskas G, Surmeier DJ, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ . Shprehja e faktorit të transkriptimit ΔFosB në tru kontrollon ndjeshmërinë ndaj kokainës. Nature. 1999; 401:. 272-276 [PubMed]
16. Knapp DJ, Duncan GE, Crews FT, Breese GR. Induksioni i proteinave Fos-like dhe vocalizations tejzanor gjatë tërheqjes etanol: dëshmi të mëtejshme për ankthin e nxitur nga tërheqja. Alkooli Clin Exp Res. 1998; 22:. 481-493 [PubMed]
17. Liu HF, Zhou WH, Zhu HQ, Lai MJ, Chen WS. Mikro-injektimi i M (5) muskarinik receptor antisense oligonukleotid në VTA pengon shprehjen FosB në NAc dhe hippocampus e heroinës sensibilizuar rats. Neurosci Bull. 2007; 23:. 1-8 [PubMed]
18. McClung CA, Nestler EJ. Rregullimi i shprehjes së gjeneve dhe shpërblimi i kokainës nga CREB dhe ΔFosB. Nat Neurosci. 2003; 6:. 1208-1215 [PubMed]
19. McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. ΔFosB: Një kalim molekular për përshtatjen afatgjatë në tru. Mol Brain Res. 2004; 132:. 146-154 [PubMed]
20. McDaid J, Dallimore JE, Mackie AR, Napier TC. Ndryshimet në pCREB akumuluese dhe pallidale dhe ΔFosB në rats të sensibilizuara me morfinë: Korrelacione me masa elektrofiziologjike të ndërruara nga receptorët në pallidumin e ventralit. Neuropsychopharmacology. 2006a; 31: 1212-1226. [PMC artikull falas] [PubMed]
21. McDaid J, Graham MP, Napier TC. Ndjeshmëria e nxitur nga metamfetamina ndryshon në mënyrë diferenciale pCREB dhe Δ-FosB në të gjithë qarkun limbik të trurit të gjitarëve. Mol Pharmacol. 2006b; 70:. 2064-2074 [PubMed]
22. Moratalla R, Elibol R, Vallejo M, Graybiel AM. Ndryshimet në nivel rrjeti në shprehjen e proteinave Fos-Jun të induktueshme në striatum gjatë trajtimit kronik të kokainës dhe tërheqjes. Neuron. 1996; 17:. 147-156 [PubMed]
23. Muller DL, Unterwald EM. D1 receptorët e dopaminës modulojnë induksionin ΔFosB në striatumin e miellit pas administrimit intermittent të morfinës. J Pharmacol Exp Ther. 2005; 314:. 148-154 [PubMed]
24. Nestler EJ, Barrot M, Vetë DW. ΔFosB: Një kalim i qëndrueshëm molekular për varësinë. Proc Natl Acad Sci USA. 2001; 98: 11042-11046. [PMC artikull falas] [PubMed]
25. Nye HE, Nestler EJ. Induksioni i antigjeneve kronike të lidhura me Fos në tru truri nga administrimi i morfinës kronike. Mol Pharmacol. 1996; 49:. 636-645 [PubMed]
26. Nye HE, Hope BT, MB Kelz, Iadarola M, Nestler EJ. Studimet farmakologjike të rregullimit nga kokaina e induksionit kronik Fra (Fos-lidhur antigjenit) në striatum dhe nucleus accumbens. J Pharmacol Exp Ther. 1995; 275:. 1671-1680 [PubMed]
27. Olausson P, Jentsch JD, Tronson N, Neve R, Nestler EJ, Taylor FR. ΔFosB në bërthamë accumbens rregullon sjelljen dhe motivimin instrumental të përforcuar nga ushqimi. J Neurosci. 2006; 26:. 9196-9204 [PubMed]
28. Peakman MC, Colby C, Perrotti LI, Tekumalla P, Carle T, Ulery P, Chao J, Duman C, Steffen C, Monteggia L, Allen MR, Stock JL, Duman RS, McNeish JD, Barrot M, Self DW, Nestler EJ , Schaeffer E. Inducible, shprehja specifike e rajonit të trurit të një mutanti dominant negativ të c-Jun në minjtë transgenic zvogëlon ndjeshmërinë ndaj kokainës. Brain Res. 2003; 970:. 73-86 [PubMed]
29. Perrotti LI, Hadeishi Y, Barrot M, Duman RS, Nestler EJ. Induksioni i ΔFosB në strukturat e trurit të lidhura me shpërblimin pas stresit kronik. J Neurosci. 2004; 24:. 10594-10602 [PubMed]
30. Perrotti LI, Bolanos CA, Choi KH, Russo SJ, Edwards S, Ulery PG, Wallace D, Vetë DW, Nestler EJ, Barrot M. ΔFosB akumulohen në një popullsi të qelizave GABAergic në bishtin e poshtme të zonës tegmentale të barkut pas trajtimit psikostimulues. Eur J Neurosci. 2005; 21:. 2817-2824 [PubMed]
31. Pich EM, Pagliusi SR, Tessari M, Talabot-Ayer D, Hooft van Huijsduijnen R, Chiamulera C. Substrate nervore të zakonshme për vetitë e drogës nikotinës dhe kokainës. Shkenca. 1997; 275:. 83-86 [PubMed]
32. SAMHSA. O. o. A. Studime, National Clearinghouse për Informacion mbi Alkoolin dhe Drogën. Rockville, MD: NSDUH Seria H-28; 2005. Rezultatet nga Studimi Kombëtar i 2004 për Përdorimin e Drogës dhe Shëndetin: Gjetjet Kombëtare.
33. Sim-Selley LJ, Martin BR. Efekti i administrimit kronik të R - (+) - [2,3-dihidro-5-metil-3 - [(morfolinil) metil] pirrolo [1,2, 3-de] -1,4-b enzoksazinil] - (1-naftalenil) (WIN55,212-2) ose delta (9) -tetrahydrocannabinol në përshtatjen e receptorit kanabinoid në minj. J Pharmacol Exp Ther. 2002; 303: 36-44. [PMC artikull falas] [PubMed]
34. Sutton MA, Karanian DA, Vetë DW. Faktorët që përcaktojnë një prirje për sjelljen e kërkimit të kokainës gjatë abstinencës në minjtë. Neuropsychopharmacology. 2000; 22:. 626-641 [PubMed]
35. Ulery PG, Rudenko G, Nestler EJ. Rregullimi i stabilitetit ΔFosB nga fosforilimi. J Neurosci. 2006; 26:. 5131-5142 [PubMed]
36. Vanderschuren LJ, Di Ciano P, Everitt BJ. Përfshirja e striatumit dorsal në kërkimin e kokainës të kontrolluar nga sugjerimet. J Neurosci. 2005; 25:. 8665-8670 [PubMed]
37. Werme M, Messer C, Olson L, Gilden L, Thoren P, Nestler EJ, Brené S. ΔFosB rregullon drejtimin e rrotave. J Neurosci. 2002; 22:. 8133-8138 [PubMed]
38. Winstanley CA, LaPlant Q, Theobald DEH, TA Green, Bachtell RK, Perrotti LI, DiLeone FJ, Russo SJ, Garth WJ, Vetë DW, Nestler EJ. Induksioni ΔFosB në korteksin orbitofrontal ndërmjetëson tolerancën ndaj mosfunksionimit kognitiv të kokainës. J Neurosci. 2007; 27:. 10497-10507 [PubMed]
39. Young ST, Porrino LJ, Iadarola MJ. Kokaina nxit proteina striatake c-fos-imunoreaktive nëpërmjet receptorëve dopaminergik D1. Proc Natl Acad Sci USA. 1991; 88: 1291-1295. [PMC artikull falas] [PubMed]
40. Zachariou V, Bolanos CA, Selley DE, Theobald D, Cassidy MP, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton O, Sim-Selley LJ, DiLone RJ, Kumar A, Nestler EJ. ΔFosB: Një rol thelbësor për ΔFosB në bërthamë accumbens në veprim morfinë. Nat Neurosci. 2006; 9:. 205-211 [PubMed]
;