KOMENTE: Edhe pse të dy streset, drogat e abuzimit dhe shpërblimet e caktuara natyrore shkaktojnë një akumulim të DeltaFosB, stresi aktivizon qeliza të ndryshme në drejtim të rrymës dhe receptorët dhe gjenet më vonë. Me fjalë të tjera, varësitë dhe rezistenca ndaj stresit mbështeten në mekanizma krejtësisht të ndryshëm
J Neurosci. 2010 Tetor 27; 30 (43): 14585-92.
Vialou V, Maze I, Renthal W, LaPlant QC, Watts EL, Mouzon E, Ghose S, Tamminga CA, Nestler EJ.
Burim
Departamenti i Neurosciencës së Fishbergut, Shkolla e Mjekësisë e Malit Sinai, Nju Jork, Nju Jork 10029, SHBA.
Abstrakt
Mekanizmat molekularë që i nënshtrohen përshtatjeve neuronale të stresit dhe të drogës janë kuptuar plotësisht. Një molekulë e implikuar në përshtatje të tilla është ΔFosB, një faktor transkriptimi që grumbullohet në bërthamën e bërthamës accumbens (NAc), një rajon kyç i shpërblimit të trurit, në përgjigje të stresit kronik ose ekspozimit të përsëritur ndaj drogave të abuzimit. Tai mekanizmat transkripsion në rrjedhën e sipërme që kontrollojnë induksionin ΔFosB nga këto stimulime mjedisore mbeten të pakapshme. Këtu, ne identifikojmë faktorin transkriptues të varur nga aktiviteti, faktori i përgjigjes serum (SRF), si një ndërmjetës i ri në rrjedhën e sipërme të stresit, por jo kokainë-, shkaktoi ΔFosB. SRF është nënreguluar në NAc të të dy pacientëve të depresuar dhe në minj kronikë të ekspozuar ndaj stresit të disfatës sociale. Kjo poshtë rregullim i SRF mungon në kafshë elastike. Nëpërmjet përdorimit të mutagenezës së induktuar, ne tregojmë se induksioni i ndërmjetësuar nga stresi i ΔFosB, i cili ndodh kryesisht në minjtë elastik, varet nga shprehja SRF në këtë rajon të trurit. Për më tepër, fshirja gjenetike e specifikuar nga NAc e SRF promovon një shumëllojshmëri të fenotipeve të ngjashme me prodepressant dhe proanxiety dhe i bën kafshët më të ndjeshme ndaj efekteve dëmtuese të stresit kronik. Në të kundërt, ne demonstrojmë se SRF nuk luan një rol në akumulimin ΔFosB në NAc në përgjigje të ekspozimit kronik të kokainës. Për më tepër, rrahja nga SRF e specifikuar nga NAc nuk ka efekt mbi sjelljet e shkaktuara nga kokaina, duke treguar se stresi kronik i humbjes shoqërore dhe ekspozimi i përsëritur i kokainës rregullojnë akumulimin e ΔFosB dhe ndjeshmërinë e sjelljes nëpërmjet mekanizmave të pavarur.
Prezantimi
Bërthama Accumbens (NAc), një rajon kyç për shpërblimin e trurit, është i rëndësishëm për integrimin e inputeve ndijor dhe njohës që sjellin sjellje relevante motivuese në përgjigje të stimujve mjedisorë (Nestler dhe Carlezon, 2006, Sesack dhe Grace, 2010). NAc gjithashtu ka qenë i implikuar në anomalitë e sjelljes që lidhen me varësinë e drogës dhe depresionin. Prandaj, synimi i NAc me stimulim të thellë të trurit është treguar të lehtësojë sjelljet depresive dhe të varësisë si në njerëz ashtu edhe në brejtës (Schlaepfer et al., 2008; Vassoler et al., 2008; Heinze et al., 2009; Kuhn et al al., 2009).
Ekspozimi i përsëritur ndaj drogave të abuzimit ose stresit shkakton modele të ndryshuara të shprehjes së gjeneve në NAc, potencialisht në themel të kronizmit të varësisë dhe depresionit (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Maze et al., 2010; Vialou et al ., 2010). Është interesante fakti që faktori i transkriptimit ΔFosB, një produkt i ndarjes së gjenit fosB, grumbullohet në NAc në përgjigje të ekspozimit të përsëritur të barit ose stresit (Nestler, 2008, Perrotti et al, 2008, Vialou et al., 2010). ΔFosB është propozuar si një kalim i mundshëm molekular që udhëheq tranzicionin nga përdorimi i drogës rekreative në gjendjen kronike të varur (Nestler et al., 1999; McClung et al., 2004; Renthal et al., 2009), përderisa akumulimi i tij në NAc rrit përgjigje të dobishme për disa droga të abuzimit. Kohët e fundit, roli i induksionit ΔFosB në NAc pas stresit kronik të humbjes shoqërore (Nikulina et al., 2008; Vialou et al., 2010) është sqaruar: ΔFosB promovon reagime aktive përballuese ndaj stimujve stresues dhe rrit elasticitetin. Megjithëse induksioni ΔFosB ndodh në një mënyrë të varur nga stimulimi, mekanizmat përgjegjës për akumulimin ΔFosB të drogës dhe të stresit në NAc mbeten të panjohura.
Faktori i reagimit të serumit (SRF) është një faktor transkriptimi që kërkohet për aktivizimin transkriptues të varur nga aktiviteti i disa gjeneve të hershme të hershme, përfshirë c-fos, fosb, Egr1 dhe Arc (Knöll dhe Nordheim, 2009). Studimet e fundit kanë demonstruar efektet e SRF në vetitë morfologjike dhe citotarkitektonike të neuroneve, duke përfshirë rregullimin e aktivitetit sinaptik dhe formimin e qarqeve në trurin e të rriturve (Knöll dhe Nordheim, 2009). Këto zbulime na nxitën të hetojmë nëse SRF rregullohet funksionalisht nga ekspozimi kronik ndaj ilaçeve të abuzimit ose stresit, si dhe ndikimi i mundshëm i një rregullimi të tillë në induksionin e ΔFosB në këto kushte.
Këtu, ne përshkruajmë një mekanizëm të ri përmes të cilit rregullimi i ulët i SRF në NAc promovon fenotipet prodepresantë dhe anksiogjenikë, duke rritur përfundimisht ndjeshmërinë e një kafshe ndaj efekteve të dëmshme të stresit kronik. Këto efekte ndërmjetësohen, pjesërisht, nga humbja e induksionit ΔFosB në NAc të kafshëve të stresuara. Uljet e vërejtura në shprehjen e SRF dhe ΔFosB në indet NAc pas vdekjes të marra nga pacientë me depresion mbështesin rëndësinë e gjetjeve tona për depresionin njerëzor. Interesante, ky mekanizëm që kontrollon akumulimin ΔFosB duket të jetë specifik për stresin: ekspozimi kronik i kokainës nuk ka asnjë efekt në shprehjen e SRF, fshirja e SRF nga NAc nuk ka asnjë ndikim në akumulimin e ΔFosB pas ekspozimit kronik të kokainës dhe një fshirje e tillë e SRF nuk ka asnjë efekt mbi kokainën- sjelljet e shkaktuara. Kjo bashkëveprim i ri midis SRF dhe ΔFosB, në kontekstin e stresit, mund të përfaqësojë një mekanizëm të rëndësishëm homeostatik që rregullon ndjeshmërinë e një individi ndaj stresit kronik.
Materialet dhe Metodat
kafshët
Tetë javë të vjetër C57BL / 6J minjve meshkuj (Jackson Laboratory) u përdorën në të gjitha eksperimentet e sjelljes dhe biokimik. Të gjitha kafshët u përdorën në objektin e kafshëve për të paktën 1 javë para manipulimeve eksperimentale dhe u mbajtën në 23-25 ° C në një cikël 12 h dritë / të errët (dritat nga 7: 00 AM në 7: 00 PM) me ad libitum qasje në ushqim dhe ujë. Eksperimentet u zhvilluan në përputhje me udhëzimet e Shoqatës për Neuroscience dhe komitetin institucional për kujdesin dhe përdorimin e kafshëve në Shkollën e Mjekësisë në Malin Sinai.
Për eksperimentet e kokainës [Western blotting dhe imunoprecipita sasiore kromatin (ChIP)], minj 8-to 10 javë meshkuj C57BL / 6J ishin përdorur. Kafshët morën shtatë injeksione ditore intraperitoneale të kripës ose kokainës (20 mg / kg kokainë-HCl, Sigma). Mice janë përdorur 24 h pas trajtimit përfundimtar. Për eksperimentet e sjelljes, minjtë ishin vendosur në mënyrë të veçuar postoperati dhe u trajtuan me 10 mg / kg (sensibilizimi i locomotoreve) ose 7.5 mg / kg (preferenca e kushtëzuar e vendit) kokaina-HCl intraperitoneale, siç përshkruhet më poshtë.
Srffl / fl minj u gjeneruan siç përshkruhet më parë (Ramanan et al., 2005). Knock-out-i specifik i NAc për Srf u arrit nëpërmjet injeksion stereotakëve dhe tejpërcaktimit të mëvonshëm viral të Cre recombinase (Cre) të shkrirë në proteinë fluoreshente jeshile (GFP) duke përdorur vektorët e virusit adeno-associated (AAV). U përdor një kremë që fshihej pa vetëdije. AAV-GFP u injektua në vend të AAV-Cre-GFP në sërfi / fl mice si një kontroll. Shkurtimisht, minjtë janë anestetizuar duke përdorur një përzierje të ketamines (10 mg / kg) dhe ksilazine (10 mg / kg), me koordinatat e mëposhtme stereotaikike të përdorura për shpërndarje virale: + 1.6 (anterior / posterior), + 1.5 (lateral) 4.4 (dorsal / ventral) në një kënd të 10 ° nga midline (në krahasim me bregma). Një total i 0.5 μl i virusit të pastruar është dorëzuar në mënyrë bilaterale gjatë një periudhe minimale 5 (0.1 μl / min), e ndjekur nga 5 min e pushimit. Mice u testuan 2 javë pas operacionit, kur shprehja virale ishte maksimale, dhe faqet e injektimit viral u konfirmuan për të gjitha kafshët duke përdorur metoda standarde histologjike. Efikasiteti i shprehjes së Kremit të ndërmjetësuar me virale është vërtetuar nga imunohistokimi dhe nga PCR reverse-transkriptazës për Srf të kryer në grushta NAc të mikrodisektuara nga kafshët e dhëna AAV-Cre-GFP dhe AAV-GFP në NAc. AAV-GFP dhe AAV-Cre-GFP viruset u gjeneruan siç përshkruhet më parë (Maze et al., 2010).
Procedurat e sjelljes
Stresi i humbjes sociale.
Minjtë C57BL / 6J u nënshtruan stresit kronik të humbjes sociale për ditët e njëpasnjëshme 10 siç përshkruhet më parë (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Shkurtimisht, secili miu u ekspozua ndaj një brezi të panjohur dhe agresiv të miut mashkull të pensionuar CD1 për minutën 5 në ditë. Pas ndërveprimit të drejtpërdrejtë me agresorin CD1, kafshët u vendosën pastaj në një ndarje fqinje të të njëjtit kafaz për 24 h ardhshëm me kontakt shqisor, por jo fizik. Kafshët e kontrollit ishin vendosur në kafaze ekuivalente, por me anëtarë të të njëjtit lloj. Testet e ndërveprimit social u kryen 24 h pas ditës së fundit të humbjes.
Shmangia sociale ndaj një miu të panjohur mashkull CD1 u vlerësua në përputhje me protokollet e botuara (Berton et al., 2006; Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Miu eksperimental u fut për herë të parë në një fushë të hapur që përmbante një kafaz të zbrazët me rrjetë teli për 2.5 min. Gjatë një seance të dytë, një mi mashkull i panjohur CD1 u fut në kafazin me tela. Measuredshtë matur koha e kaluar në zonën e bashkëveprimit (një korridor i gjerë 8 cm përreth kafazit). Ndarja e minjve të mundur në nën-popullsi të ndjeshme dhe elastike u krye siç përshkruhet më parë (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010). Meqenëse shumica e minjve të kontrollit kaluan më shumë kohë duke bashkëvepruar me një objektiv social sesa me një mbyllje të zbrazët të synuar, një raport ndërveprimi prej 100 (kohë e barabartë e kaluar në zonën e ndërveprimit në prani kundrejt mungesës së një objektivi social) u caktua si një ndërprerje. Minjtë me rezultate <100 u etiketuan si të ndjeshëm, dhe ata me rezultate ≥ 100 u etiketuan si elastikë. Analizat e gjera të sjelljes, biokimike dhe elektrofiziologjike mbështesin vlefshmërinë e këtyre nënpopullatave të dallueshme të ndjeshme dhe elastike (Krishnan et al., 2007; Wilkinson et al., 2009; Vialou et al., 2010).
Për të shqyrtuar vulnerabilitetin e sërbëve në stresin e humbjes sociale, minjtë, të injektuar në mënyrë bilaterale me AAV-GFP ose AAV-Cre-GFP, u nënshtruan tri humbje rradhazi në të njëjtën ditë dhe më pas u testuan për ndërveprim social 24 h më vonë. Kjo procedurë submaximal humbje është vërtetuar më parë për të zbuluar fenotipet e perspektivës pas manipulimeve gjenetike (Krishnan et al., 2007; Vialou et al., 2010).
Paaftësia e mësuar.
Sëmundjet Srffl / fl që ekspresonin ose AAV-GFP ose AAV-Cre-GFP u nënshtruan procedurës së mësimit të pafuqisë ashtu siç është përshkruar më parë (Berton et al., 2007). Shkurtimisht, minjtë ishin të ekspozuar ndaj goditjeve të përhershme dhe të pashmangshme të këmbëve për 1 h gjatë ditëve 2 me rradhitje (0.45 mA, kohëzgjatja e 5). Në ditën e testimit, minjtë u futën përsëri në kutinë për gjyqet 15 të njëpasnjëshme të shpëtimit. Gjatë çdo gjyqi, një goditje e vazhdueshme u dorëzua dhe minjve iu dha mundësia për të ikur duke hyrë në ndarjen ngjitur, jo të ndezur. Pas një shpëtimi të suksesshëm, dera u mbyll automatikisht dhe latente e ikjes u regjistrua. Kur minjtë nuk shpëtuan brenda 25 s, gjykimi u ndërpre dhe u regjistrua si një dështim. Studimet e mëparshme kanë treguar se shprehja virale në NAc dhe rajone të tjera nuk ka efekt në sjelljen e shpëtimit bazë në mungesë të stresit (Newton et al., 2002; Berton et al., 2007).
Sensibilizimi i lokomotoreve.
Dy javë pas injeksioneve brenda-NAc ose AAV-GFP ose AAV-Cre-GFP, minjtë Srffl / fl iu nënshtruan sensibilizimit lokomotor. Minjtë u habituan në arenën lëvizëse për 30 min në ditë për 4 ditë. Pas zakonit, kafshëve iu injektua intraperitonealisht 10 mg / kg kokainë-HCl dhe u vendosën në kutitë lëvizëse. Aktivitetet lëvizëse të kafshëve u regjistruan duke përdorur një sistem fotobeam (San Diego Instruments) si ndërprerje të rrezeve ambulante për 30 min në ditë. Sensibilizimi lokomotor është regjistruar për një periudhë prej 6 d.
Preferenca e vendit të kushtëzuar.
Procedura e kondicionimit të vendit u krye siç ishte përshkruar më parë (Maze et al., 2010), me modifikimet e mëposhtme. Shkurtimisht, 18 ditë pas infuzioneve brenda-NAc të AAV-GFP ose AAV-Cre-GFP në minj Srffl / fl, kafshët u vendosën në dhomat e kondicionimit, të cilat përbëheshin nga tre mjedise të ndryshme kontekstualisht. Minjtë që shfaqnin preferencë të konsiderueshme për secilën prej dy dhomave të kondicionimit u përjashtuan nga studimi (<10% e të gjitha kafshëve). Grupet e kondicionimit u ekuilibruan më tej për t'u përshtatur për çdo paragjykim të dhomës që ende mund të ekzistojë. Në ditët pasuese, kafshëve iu injektohet kripur dhe u mbyllën në një dhomë pasdite për 30 min dhe më pas u injektohet me kokainë (7.5 mg / kg, ip) dhe u mbyllën për 30 min në dhomën tjetër ditën tjetër, duke barazuar një total prej dy raunde të trajnimit të shoqatës për trajtim (dy çiftime të kripura dhe dy kokainë). Në ditën e provës, minjtë u vendosën përsëri në aparat pa trajtim për 20 min dhe u testuan për të vlerësuar preferencën anësore. Përgjigjet lëvizëse ndaj kokainës u vlerësuan përmes ndërprerjeve të rrezeve në dhomat e çiftëzuara me kokainë për të siguruar efektivitetin e trajtimit të ilaçeve. Për të gjitha grupet, lëvizja fillestare në përgjigje të kripës u vlerësua për të siguruar që lëvizja nuk ishte prekur nga trajtimi viral.
Teste të tjera të sjelljes.
Sëmundjet Srffl / fl u testuan në testet e hapura në terren, të lehta / të errëta dhe të detyruara duke u bazuar në protokollet e publikuara (Vialou et al., 2010). Aktiviteti i minjve në fushë të hapur u regjistrua për 5 min duke përdorur një sistem të ndjekjes së videos (Ethovision) nën kushtet e dritës së kuqe. Për testin e lehtë / të errët, minjve iu lejuan të eksplorojnë lirshëm një kuti me dy dhoma të përbërë nga një arenë e ndriçuar e madhe e lidhur me një arenë më të vogël të mbyllur. Mice u testuan për një periudhë prej 5 min për të vlerësuar sasinë e kohës së shpenzuar në secilën mbyllje. Në testet e hapura dhe të lehta / të errëta, koha e shpenzuar në qendër dhe arenën e lehtë, u vlerësua si një indeks i anasjelltë i përgjigjeve të lidhura me ankthin. Një provë 1 d swim-detyruese është kryer për një periudhë prej 5 min. Rritja e kohës së paqëndrueshmërisë gjatë testit të notit të detyruar u interpretua si një sjellje e ngjashme me prodepressant. Testi i detyruar i notit 1 d është përdorur gjerësisht në minj dhe është vërtetuar si matje e vlefshmërisë parashikuese, në atë që terapitë antidepresante reduktojnë afatet e paqëndrueshmërisë.
Immunohistochemistry
Sëmundjet Srffl / fl u anestezuan dhe perfunduan intracardially me 4% paraformaldehyde / PBS. Trurit u hoqën dhe u krijuan në 30% saharoze / PBS. Seksionet koronale (30 μm) u prenë në një mikrotomë ngrirëse dhe u përpunuan për analiza imunohistokemike. Vlefshmëria e sifor / fl knock-out është kryer duke përdorur një antitrup poliklonal të drejtuar kundër SRF (1 / 2000; Santa Cruz Biotechnology). Krijimi i shprehjes u konfirmua nëpërmjet shprehjes GFP (polyclonal pollo, 1 / 8000, Aves Labs) në trurin e zbuluar, pasi Cre është shkrirë në GFP. Për kuantifikimin e induksionit ΔFosB pas stresit të humbjes shoqërore në minj Srffl / fl knock-out, ΔFosB u zbulua duke përdorur një antitrup polikonal të lepurit të ngritur kundër rajonit N-terminal të proteinës (1 / 1000; Santa Cruz Biotechnology). Imazhet u morën me një mikroskop konfokal (zmadhimi 20 ×, Zeiss). Numri i qelizave imunopozitive GFP të numëruara si negative dhe pozitive për imunoreaktivitetin ΔFosB u quantifikua në imazhe të shumta për çdo kafshë, me vlera mesatare të llogaritura më pas për secilën kafshë. Çdo kafshë u konsiderua si një vëzhgim individual për analiza statistikore.
Indet e njeriut postmortem NAc
Indi i trurit pas vdekjes njerëzore u mor nga Mbledhja e Trurit të Dallasit, ku indet mblidhen nga Zyra e Ekzaminuesit Mjekësor të Dallasit dhe Programi i Transplantit të Indeve në Southwestern të Universitetit të Teksasit (UT) pas miratimit nga i afërmi. Indet u analizuan nga meshkujt dhe femrat të përputhura për moshën, intervalin pas vdekjes, numrin e integritetit të ARN-së (RIN) dhe pH. Faktorët specifik agonal, përfshirë komën, hipoksinë, pireksinë, krizat, dehidratimi, hipoglikemia, dështimi i shumë organeve dhe gëlltitja e substancave neurotoksike në kohën e vdekjes ndikojnë në integritetin e ARN në indet e trurit pas vdekjes (Tomita et al., 2004). Ne përdorëm një shkallë të faktorit agonal (AFS) për të karakterizuar mostrat e indeve në secilën prej këtyre tetë kushteve. Mungesës së një faktori agonal iu caktua një rezultat prej 0 dhe prania e tij u vlerësua si 1 për të siguruar një rezultat total të PVF-ve ndërmjet 0 dhe 8. Indet me rezultate agonale 0 ose 1 pasqyrojnë mostra me cilësi të mirë; demografia e rastit jepet në Tabelën 1. Cilësia e jashtëzakonshme e indeve u konfirmua nga vlera të larta të RIN. Rastet iu nënshtruan një diseksioni standard përpara ngrirjes së parakohshme në op40 ° C izopentan dhe ruajtjes në −80 ° C; diseksioni i mëtejshëm i NAc u krye në indet e ngrira. Bordi i rishikimit institucional UT Jugperëndimor shqyrtoi dhe miratoi mbledhjen e këtij indi për përdorim kërkimor. Një intervistë e drejtpërdrejtë me informatorë u krye për secilin rast depresioni në një datë të mëvonshme, ku informacioni në lidhje me sëmundjen e rastit ishte dokumentuar; një diagnozë konsensuale e çrregullimit të madh depresiv u bë duke përdorur kriteret DSM-IV nga dy psikiatër kërkues. Asnjë nga rastet e përfshira në këtë studim nuk kishte ekranet e toksikologjisë së gjakut pozitive për ilaçe abuzimi, alkooli ose ilaçe me recetë, përveç antidepresantëve. Pavarësisht nga trajtimi antidepresiv, të gjithë subjektet ishin në depresion klinik në kohën e vdekjes. Mostrat e indeve u shpërndanë në mënyrë të verbër për analiza.
Tabela 1.
Të dhënat demografike për studimin postmortemik të njeriut
Western blotting
Ekzemplarët e NAc të njeriut dhe të miut janë përpunuar siç përshkruhet më parë (Maze et al., 2010). Indet e ngrira u sonicated në një 5 mM HEPES lysis buffer që përmban 1% SDS me protease (Roche) dhe inhibitorët e fosfatazës (Sigma). Përqendrimet e proteinave u përcaktuan nga analiza e proteines Dc (Bio-Rad). Sasi të barabarta të mostrave të proteinave iu nënshtruan SDS-PAGE dhe Western blotting. Flluska perëndimore u provuan duke përdorur një antitrup në SRF (1 / 2000, Bioteknologji Santa Cruz) ose GAPDH (1 / 1500; Abcam) dhe pastaj u skanuan dhe u vlerësuan duke përdorur sistemin e imazhit Odyssey (Licor).
Izolimi i ARN dhe PCR sasior
RNA izolimi, PCR sasiore (qPCR), dhe analizat e të dhënave janë kryer siç përshkruhet më sipër (Maze et al., 2010; Vialou et al., 2010). Shkurtimisht, ARN u izolua me reagentin TriZol (Invitrogen) dhe u pastrua më tej me mikro kite RNAeasy nga Qiagen. Të gjitha mostrat e ARN janë përcaktuar të kenë vlerat 260 / 280 dhe 260 / 230 ≥1.8. Transkriptimi i kundërt është kryer duke përdorur iScript (Bio-Rad). qPCR duke përdorur gjelbër SYBR (Quanta) është kryer me një sistem PCR PCR 7900HT RT me parametrat e mëposhtëm: 2 min në 95 ° C; Ciklet 40 të 95 ° C për 15 s, 59 ° C për 30 s, 72 ° C për 33 s; dhe ngrohjes vlerësohet në 95 ° C për të gjeneruar kthesa të disociimit për konfirmimin e produkteve të vetme të PCR. Të dhënat u analizuan duke krahasuar vlerat C (t) të gjendjes së trajtimit (kontrolli kundër minjve të prekshëm ose elastik, ose kontrolle të njeriut tek pacientët me depresion) me metodën ΔΔC (t) (Tsankova et al., 2006). ΔFosB qPCR primers: foward, AGGCAGAGCTGGAGTCGGAGAT dhe kundërt, GCCGAGGACTTGAACTTCACTCG.
patate të skuqura
ChIP është kryer siç përshkruhet më parë (Maze et al., 2010) në grushta dypalëshe të grumbulluara NAc nga minj kontrolluese, të prekshme dhe elastike (katër xNUMX-gauge punches / mouse) 14 h pas përvojës së fundit të humbjes dhe nga kripërat e kripës dhe kokainës- trajtuar kafshët 1 h pas trajtimit përfundimtar. Ind është ndërlidhur në formaldehinë 24%. Fiksimi më pas u ndërpre nëpërmjet aplikimit të glicinës dhe indeksi u larë dhe mbahen në -1 ° C deri në përdorim. Kromatina e prerë u inkubua brenda natës me një antitrup anti-SRF (Santa Cruz Biotechnology) i lidhur më parë me rruaza magnetike (Dynabeads M-80; Invitrogen). Pas ndërlidhjes së kundërt dhe pastrimit të ADN-së, lidhja e SRF me promotorin e fosbit u përcaktua nga qPCR duke përdorur primer që përfshin një rajon të promotorit fosb që përmban dy vende për lidhjen e elementit të reagimit serum. Pulldowns SRF u pasuruan në mënyrë të konsiderueshme krahasuar me kontrollet pa antitrup. Primerët e promotorit të gjenit të fosbit të miut: përpara, CCCTCTGACGTAATTGCTAGG dhe të kundërt, ACCTCCCAAACTCTCCCTTC.
Analiza statistikore
ANOVA-të njëkahëshe u përdorën për të krahasuar mjetet midis minjve të kontrollit, të ndjeshëm dhe elastik në analizat biokimike dhe të sjelljes. ANOVA-të dykahëshe u përdorën për të krahasuar induksionin ΔFosB nga humbja shoqërore në minjtë e nokautit lokal të Srf, si dhe për të krahasuar efektin e knock-out Srf në pafuqinë e mësuar dhe protokollet e sensibilizimit lëvizës. Testet t të studentëve u përdorën për të krahasuar mjetet në efektin e knr-out të Srf në induksionin e ΔFosB, dhe midis grupeve në indin postmortem njerëzor dhe analizën e ChIP të miut. Dallimet midis kushteve eksperimentale u konsideruan statistikisht të rëndësishme kur p ≤ 0.05.
Rezultatet
SRF dhe shprehja ΔFosB në depresionin njerëzor dhe minjtë shoqërorë të mposhtur
Për të eksploruar një rol të mundshëm për SRF në zhvillimin e sjelljeve të ngjashme me depresionin, ne së pari vlerësuam shprehjen e proteinave SRF në NAc të pacientëve me depresion pas vdekjes. Subjektet në depresion shfaqën nivele të reduktuara ndjeshëm të SRF në NAc krahasuar me kontrollet e tyre që përputhen me moshën (t (19) = 1.9; p <0.05) (Fig. 1A). Duke pasur parasysh rolin e SRF në rregullimin e shprehjes së menjëhershme të gjenit të hershëm të varur nga aktiviteti (Ramanan et al., 2005), ne supozuam se SRF mund të përfshihet në kontrollimin e shprehjes së ΔFosB në këtë rajon të trurit. Në mbështetje të kësaj hipoteze, ne vërejtëm se nivelet e mRNA të Δfosb u ulën ndjeshëm edhe në NAc të njerëzve në depresion (t (16) = 1.8; p <0.05) (Fig. 1B). Kjo është në përputhje me gjetjet e fundit të niveleve të ulura të proteinës ΔFosB edhe në këto kushte (Vialou et al., 2010).
Figura 1.
Represioni kronik i shkaktuar nga stresi i SRF korrelaon me uljen e transkriptimit ΔFosB në NAc. Pacientët depresivë njerëzorë A, B, Postmortem shfaqin nivele të reduktuara të proteinave SRF (n = 10 / grup; A) dhe shprehje të mRNA të Δfosb në NAc (n = 8 / grup; B). C, Minjtë e nënshtruar ndaj stresit kronik të humbjes sociale (10 d) u grupuan në nën-popullata të ndjeshme dhe elastike. D, Stresi i humbjes kronike sociale zvogëlon nivelet e proteinave SRF në NAc të minjve të ndjeshëm, por jo minj elastikë, krahasuar me kontrollet 24 orë pas testit të ndërveprimit shoqëror të treguar në C. E, nivelet e mRNA të ΔfosB në NAc janë të pandryshuara në minj të ndjeshëm, por në mënyrë të konsiderueshme rregulluar në kafshë elastike (n = 7-15 / grup). Proteina F, SRF tregon rritjen e lidhjes me promovuesin e gjenit fosb pas stresit kronik të humbjes sociale vetëm në minj elastikë, dhe jo në minj të ndjeshëm (n = 5 / grup). Të dhënat e shfaqura shprehen si mesatare ± SEM (përfaqësohen si shirita gabimesh). Con., Kontrolli; Dep., Në depresion; Sus., I ndjeshëm; Res., Elastike. * p <0.05 kundrejt kontrollit; *** p <0.001 kundrejt kontrollit; #p <0.05 kundrejt ndjeshmërisë; ## p <0.01 kundrejt ndjeshmërisë; ### p <0.001 kundrejt ndjeshmërisë.
Për të zgjeruar këto gjetje, ne përdorëm protokollin kronik të stresit të humbjes sociale në minj. Dy grupe të dallueshme të minjve të mundur, të ndjeshëm dhe elastikë, ishin të dukshëm (Krishnan et al., 2007) bazuar në një masë të shmangies sociale, në të cilën kafshët e ndjeshme shfaqnin ndjeshëm ndërveprim shoqëror të krahasuar me kafshët e kontrollit dhe ato elastike (F (2,23, 157.2) = 0.001; p <0.001; testet t me një korrigjim Bonferroni, të ndjeshëm ndaj kontrollit, p <0.05; elastik vs kontroll, p <0.01; elastik vs i ndjeshëm, p <1) (Fig. 2,32C). Dy ditë pas episodit të humbjes së fundit, minjtë e ndjeshëm, elastikë dhe të pamposhtur të kontrollit u analizuan për shprehjen e SRF në NAc. Ngjashëm me gjetjet në depresionin njerëzor, nivelet e proteinave SRF u ulën ndjeshëm në NAc të minjve të ndjeshëm krahasuar me kontrollet, ndërsa nivelet e SRF ishin të paprekura në NAc të minjve elastikë (F (4.7) = 0.05; p <0.05; testet t me një Korrigjimi Bonferroni, i ndjeshëm ndaj kontrollit, p <0.05; elastik vs i ndjeshëm, p <1) (Fig. XNUMXD).
Tjetra, kemi ekzaminuar shprehjen e mRNA të Δfosb në NAc të këtyre tre grupeve të kafshëve dhe kemi vërejtur një rritje të konsiderueshme të shprehjes së Δfosb vetëm në kafshë elastike, me një prirje por asnjë rritje të dukshme në minjtë e ndjeshëm (t (14) = 2.1; p <0.05 ) (Fig. 1E). Për të hetuar më tej ndërveprimet e mundshme midis niveleve të SRF dhe transkriptimit Δfosb, ne përdorëm ChIP për të shqyrtuar nëse lidhja SRF me promovuesin e gjenit fosb ishte ndryshuar pas stresit të humbjes kronike sociale në grupe të veçanta të minjve të ndjeshëm dhe elastik. Kafshët elastike shfaqën lidhjen e zgjeruar ndjeshëm të SRF-së me promovuesin fosb në NAc krahasuar me kontrollet (t (8) = 2.1; p <0.05) si dhe krahasuar me minjtë e ndjeshëm (t (8) = 2.0; p <0.05). Nuk u vërejt asnjë ndryshim midis kontrolleve dhe minjve të ndjeshëm, duke reflektuar ndoshta mungesën e induksionit të SRF në minj të ndjeshëm (Fig. 1F).
Për të konfirmuar rolin e SRF në rregullimin e ΔFosB pas stresit kronik të humbjes sociale, minjtë Srffl / fl u përdorën për të ekzaminuar efektin e një fshirje selektive të SRF nga NAc në induksionin e stresit të ΔFosB. Minjtë Srffl / fl janë injektuar në mënyrë stereotaksike brenda-NAc me vektorë AAV që shprehin GFP ose Cre-GFP. Një nokaut specifik NAc i SRF i induktuar nga AAV-Cre-GFP u konfirmua në mënyrë imunohistokimike (Fig. 2A). Në të vërtetë, nuk kishte asnjë mbivendosje midis ngjyrosjes SRF dhe shprehjes Cre, duke demonstruar efektivitetin e nokautit. Në grushtat NAc të mikrodisektuar, kemi zbuluar një ulje të konsiderueshme 50% të niveleve të proteinave SRF (t (11) = 4.3; p <0.001). Madhësia ka të ngjarë të pasqyrojë faktin se një pjesë e indeve në mikrodisseksione të tilla nuk është e infektuar në mënyrë virale.
Figura 2.
SRF ndërmjetëson induksionin ΔFosB nga stresi i humbjes kronike shoqërore. A, Injeksioni i AAV-Cre-GFP në NAc të minjve Srffl / fl rezulton në eliminimin e proteinave SRF në neuronet që shprehin Cre. Injeksioni i AAV-GFP ishte pa efekt të dukshëm. B, Nokautimi i tillë selektiv i SRF nga NAc bllokon plotësisht induksionin e ΔFosB në NAc pas stresit të humbjes kronike sociale (n = 4 / grup). Të dhënat e shfaqura shprehen si mesatare ± SEM (përfaqësohen si shirita gabimesh). * p <0.05 kundrejt kontrollit AAV-GFP; ** p <0.01 kundrejt humbjes AAV-GFP.
Më tej kemi kryer imunohistokimi sasiore për ΔFosB në NAc të minjve të mundur Srffl / fl të injektuar brenda-NAc ose me AAV-Cre-GFP ose AAV-GFP. Pas stresit kronik të humbjes sociale, shprehja ΔFosB u induktua në mënyrë të konsiderueshme në NAc të kafshëve të injektuara me AAV-GFP (ndërveprimi i trajtimit të virusit,, F (1,12) = 6.4; testet t me një korrigjim Bonferroni, kontroll vs humbje, p <0.05; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01). Sidoqoftë, ky induksion nuk është vërejtur në minjtë Srffl / fl që marrin AAV-Cre-GFP (Fig. 2B), duke demonstruar që induksioni ΔFosB në NAc nga stresi kronik kërkon SRF.
SRF knock-out në NAc promovon prodepression- dhe proanxiety-like phenotypes
Meqenëse induksioni i ΔFosB nga stresi i humbjes kronike shoqërore është treguar më parë të ndërmjetësojë në qëndrueshmëri (Vialou et al., 2010), ne hipotetizuam se rregullimi i ulët i SRF, dhe humbja që rezulton e induksionit ΔFosB, në kafshë të ndjeshme mund të përfaqësojë një përshtatje negative që në fund të fundit bën kafshët më të prekshme nga efektet e dëmshme të stresit. Për të provuar këtë hipotezë, ne induktuam një fshirje lokale specifike të NAc të gjenit Srf tek minjtë e rritur Srffl / fl siç përshkruhet më sipër, dhe minjtë që rezultuan dhe kontrollet e tyre u testuan në një bateri të paradigmave të sjelljes për të vlerësuar depresionin bazë dhe ankthin- si sjellja. Fshirja lokale e NAc e SRF promovoi një efekt të ngjashëm me depresionin, i matur përmes provës së notit të detyruar (t (30) = 2.5; p <0.05), si dhe një efekt anksiogjenik siç matet në fushë të hapur (t (38) = 1.9; p <0.05) dhe provat e dritës / errësirës (t (8) = 1.9; p <0.05). Kështu, minjtë Srffl / fl që marrin AAV-Cre-GFP në NAc shfaqën rënie të vonesës në palëvizshmëri në provën e notit të detyruar, më pak kohë në qendër të një fushe të hapur dhe më pak kohë në dhomën e dritës së një kutie të dritës / errësirës krahasuar me kafshët e injektuara me AAV-GFP (Fig. 3A – C). Sidoqoftë, fshirja brenda-NAc e SRF nuk i ndryshoi nivelet fillestare të lëvizjes, duke sugjeruar që efektet e vëzhguara të sjelljes në kafshët e rrëzuara të SRF nuk ishin për shkak të anomalive në aktivitetin e përgjithshëm lëvizës (Fig. 3D). Këto të dhëna janë interesante në dritën e raporteve të mëparshme që sugjerojnë se, edhe pse ΔFosB në NAc rregullon sjelljet e ngjashme me depresionin, nuk duket se përfshihet në përgjigjet e lidhura me ankthin (Vialou et al., 2010). Gjetjet tona aktuale që humbja e SRF shkakton përgjigje ankiogjenike sugjerojnë që ajo e bën këtë përmes objektivave të tjerë përveç ΔFosB.
Figura 3.
Knock-out i SRF nga NAc promovon fenotipet si depresion dhe proanksitet. A – C, nokautimi selektiv i SRF nga NAc, i arritur përmes injeksionit AAV-Cre-GFP në NAc të minjve Srffl / fl, zvogëlon vonesën në palëvizshmëri në provën e notit të detyruar (n = 14–18 / grup; A) dhe zvogëlon kohën e kaluar në qendër dhe kohën e kaluar në dhomëzën e dritës në provat e fushës së hapur (B) dhe dritës / errësirës (C), përkatësisht (n = 5-15 / grup). D, Asnjë ndryshim në veprimtarinë lëvizore bazale nuk u vërejt në fushën e hapur të minjve që morën injeksione brenda-NAc të AAV-GFP ose AAV-Cre-GFP. E, F, Ndjeshmëria e rritur ndaj pafuqisë së mësuar (n = 7-8 / grup; E) dhe stresi i humbjes shoqërore (n = 5-6 / grup; F), siç matet, përkatësisht, nga vonesa për të ikur dhe koha e ndërveprimit shoqëror . Të dhënat e shfaqura shprehen si mesatare ± SEM (përfaqësohen si shirita gabimesh). * p <0.05 kundrejt GFP ose kundrejt objektivit që mungon; ** p <0.01 kundrejt GFP; *** p <0.001 kundrejt GFP.
Ne më tej studiuam nëse fshirja e SRF në NAc gjithashtu rrit ndjeshmërinë e një kafshe ndaj efekteve të dëmshme të stresit të përsëritur. Minjtë Srffl / fl, të injektuar me AAV-Cre-GFP ose AAV-GFP në NAc, u ekzaminuan në dy modele depresioni, mësuan pafuqinë dhe stresin kronik të humbjes sociale. Në pafuqinë e mësuar, kafshët Srffl / fl që morën AAV-Cre-GFP shfaqën vonesë të shtuar për t'i shpëtuar një goditjeje në këmbë pas ekspozimit paraprak të stresit të pashmangshëm të goditjes së këmbës (ndërveprimi i provave të trajtimit, F (14,180) = 10.2; testet t me një korrigjim Bonferroni, p <0.001; AAV-Cre vs AAV-GFP, p <0.01), duke treguar ndjeshmëri të shtuar ndaj deficiteve të sjelljes të shkaktuara nga stresi (Fig. 3E). Në mënyrë të ngjashme, fshirja lokale e SRF nga NAc gjithashtu rriti neveri shoqërore (t (10) = 1.8; p <0.05) krahasuar me kafshët e kontrollit të injektuara me AAV-GFP pas stresit të humbjes kronike sociale (Fig. 3F), një efekt i ngjashëm me depresionin.
Mungesa e përfshirjes së SRF në induksionin ΔFosB dhe reagimet e sjelljes ndaj kokainës
Duke qenë se ΔFosB induktohet gjithashtu në NAc si përgjigje ndaj ilaçeve të abuzimit si kokaina, ishte me interes të shqyrtohej një rol i mundshëm i SRF në veprimin e kokainës. Ndryshe nga stresi i humbjes kronike sociale, ekspozimi i përsëritur i kokainës nuk ndryshoi shprehjen e proteinave SRF në NAc (t (14) = 0.8; p> 0.05) (Fig. 4A) dhe nuk kishte asnjë efekt në lidhjen e SRF me promovuesin e gjenit fosB në këtë rajon të trurit (t (4) = 0.7; p> 0.05) (Fig. 4B). Kjo sugjeron që, në kundërshtim me stresin, induktimi i ΔFosB pas kokainës kronike nuk ndërmjetësohet përmes SRF. Ne e testuam këtë drejtpërdrejt duke ekzaminuar nëse akumulimi ΔFosB pasi kokaina kronike ndryshohet në kafshët Srffl / fl që marrin AAV-Cre-GFP kundrejt AAV-GFP në NAc. Ne zbuluam se fshirja e SRF nuk kishte asnjë efekt në akumulimin e kokainës ΔFosB në këtë rajon të trurit (Fig. 4C).
Figura 4.
Humbja e SRF nuk kishte efekt në induksionin e kokainës të sjelljeve të rregulluara nga ΔFosB ose kokainë. A, B, Ekspozimi i përsëritur i kokainës (7 d, 20 mg / kg kokainë-HCl) nuk kishte efekt në shprehjen e proteinës SRF në NAc (A) ose në lidhjen SRF me promotorin e fosB gjen në këtë rajon të trurit (B) 24 h pas ekspozimi ndaj drogës (n = 5 / grup). C, ΔFosB, matur immunocytochemically, pas ekspozimit kronik të kokainës është i paprekur nga AKc-specifike knock-out e SRF. D, E, Fshirja lokale e SRF nga NAc gjithashtu nuk kishte efekt në aktivitetin lokomotor pas një injeksioni kripur (d 1) në aktivitetin lokomotor të nxitur nga kokaina dhe sensibilizimi (n = 8 / grup) (d 1-7; D) ose në preferencën e vendit të kushtëzuar nga kokaina (n = 8 / grupi, E). Të dhënat e shfaqura shprehen si mesatare ± SEM (të përfaqësuara si bare gabimi).
Për të ndjekur këtë zbulim befasues, kemi hetuar nëse një nokaut i përzgjedhur i SRF nga NAc ndryshon përgjigjet e sjelljes ndaj kokainës. Në përputhje me mungesën e rregullimit të SRF të induksionit ΔFosB nga kokaina, eliminimi specifik i NAc i SRF nuk kishte asnjë efekt në aktivitetin lëvizës të shkaktuar nga kokaina akute ose sensibilizimi lëvizës i parë pas ekspozimeve të përsëritura të kokainës (ndërveprimi i trajtimit × koha, F (4,80) = 0.3; p> 0.05) (Fig. 4D). Po kështu, nokautimi specifik i NAc nga SRF nuk pati asnjë efekt në preferencën e vendit të kushtëzuar me kokainë (t (14) = 0.1; p> 0.05) (Fig. 4E), e cila siguron një masë indirekte të shpërblimit të kokainës.
Diskutim
Ky studim identifikoi SRF si një ndërmjetës i ri në rrjedhën e sipërme të ΔFosB në NAc pas stresit kronik të humbjes shoqërore dhe implikon SRF në zhvillimin e sjelljeve të ngjashme me depresionin dhe ankthin. Ne japim dëshmi të drejtpërdrejta se stresi kronik i humbjes shoqërore zvogëlon nivelet SRF në NAc të kafshëve të prekshme, por jo elastike dhe se kjo ulje e rregullimit pengon induksionin e ΔFosB në këtë rajon të trurit, të cilin e kemi treguar është e nevojshme për përballimin efektiv të stresit kronik, dmth. elasticiteti (Vialou et al., 2010). Një reduktim i ngjashëm në shprehjen SRF u gjet në NAc të njerëzve të depresuar, ku edhe reduktimi i ΔFosB mRNA dhe proteina. Në të kundërt, nivelet e ΔFosB nuk u reduktuan në NAc të minjve të prekshëm, pavarësisht nga një reduktim i SRF, i cili implikon mekanizma të tjerë transkripcionalë, që ende nuk dihen, në kontrollin e shprehjes ΔFosB. Një rol shkakësor për SRF në ndërmjetësimin e induksionit ΔFosB në NAc pas stresit kronik u krijua me anë të fshirjes gjenetike të induktueshme të SRF nga ky rajon i trurit. Analiza e sjelljes së minjve me këtë SRK të veçantë të AKK-së, implikon më tej SRF-në si një rol kyç në zhvillimin e sjelljeve të ngjashme të sjelljes së depresionit dhe ankthit të shkaktuar nga stresi. Në kontrast të dukshëm, fshirja SRF nuk kishte efekt në induksionin ΔFosB në përgjigje të administrimit kronik të kokainës ose në efektet e sjelljes së kokainës. Këto gjetje mbështesin një rol të ri stimulues për SRF në rregullimin e induksionit ΔFosB dhe reagimet e sjelljes ndaj shqetësimeve të veçanta mjedisore.
Transkriptimi i ndërmjetësuar nga SRF është treguar më parë për t'iu përgjigjur aktivitetit sinaptik, shkaktuar kryesisht nga rritja e fluksit të kalciumit, si dhe në rritjen e aktivitetit neurotrofik, sidomos në rastin e faktorit neurotrofik të trurit (BDNF) (Bading et al., 1993; Xia et al., 1996; Johnson et al., 1997; Chang et al., 2004; Kalita et al., 2006; Knöll dhe Nordheim, 2009). Kjo ngre pyetjen interesante se pse SRF është nënreguluar në NAc të minjve të prekshëm, por jo elastik, pas stresit kronik të humbjes sociale. Kjo rregullore diferenciale ka të ngjarë të mos ndikohet nga sinjalizimi dopamin ose BDNF pasi që minjtë e prekshëm shfaqin rritje të niveleve të proteinave BDNF dhe rritje të sinjalizimit BDNF në drejtim të rrymës në NAc, si dhe shtimin e shpërthimit të shpërthimit të zonave tegmentale të barkut (VTA) neuronet dopamine, kafshët elastike shfaqin nivele normale të sinjalizimit BDNF dhe normat e qitjes së VTA (Krishnan et al., 2007). Një mundësi alternative është se shprehja SRF është e shtypur në NAc në përgjigje të innervation glutamatergic ndryshuar të këtij rajoni të trurit, të cilat ne kemi treguar është rregullohet në mënyrë të diferencuar në minj të prekshëm kundrejt elastik (Vialou et al., 2010). Nevojiten punë të mëtejshme për të studiuar drejtpërdrejt këtë dhe mekanizma të tjerë të mundshëm.
Studimet e fundit duke përdorur metodat e gjerë të gjenomit dhe metodat e tjera sugjerojnë se ~5-10% e gjeneve të targetuara në neuronet janë gjenet e hershme të menjëhershme (Philippar et al., 2004, Ramanan et al, 2005, Etkin et al, 2006; Nordheim, 2009). Kjo është në përputhje me të dhënat tona që demonstrojnë një rol kritik për SRF në induksionin e ΔFosB, një produkt i shkrirë i gjenit të hershëm të hershëm fosb, nga stresi kronik. Interesante, gjenet e shumta të targetuara SRF të identifikuara në këto studime të ndryshme gjithashtu përfaqësojnë objektivat e njohura të ΔFosB në NAc (Kumar et al., 2005, Renthal et al, 2008, 2009, Maze et al., 2010). Midis këtyre gjeneve të rregulluara zakonisht janë disa që janë të njohura për të rregulluar citoskeletin neuronal (për shembull, Cdk5, Arc, dhe Actb). Kjo, nga ana tjetër, është në përputhje me raportet se SRF ndikon në dinamikën e aktinës dhe lëvizshmërinë neurone në disa lloje të qelizave neurone (Alberti et al., 2005; Ramanan et al., 2005, Knöll et al., 2006), ndërsa ΔFosB ndikojnë në rritjen e shtyllës kurrizore të dendritit të neuroneve të NAc (Maze et al., 2010). Këto përfundime funksionale të përbashkëta mund të pasqyrojnë efektet e bashkërenduara të SRF, të kombinuara me induksionin e saj të ΔFosB, duke vepruar në një varg gjenesh të përbashkët të synuar për të ndikuar morfologjinë neuronale dhe, në fund të fundit, sjellje komplekse.
SRF gjithashtu është demonstruar të luajë rol të rëndësishëm në rregullimin e plasticitetit synaptik dhe shprehjes dhe sjelljes gjenetike të varësisë së aktivitetit neuronal. Për shembull, humbja e induksionit të varur nga SRF të gjeneve të menjëhershme të hershme në përgjigje të eksplorimit vullnetar të një mjedisi të ri ose aktivizimi neuronal nga konvulsione elektrokonvulsive është shoqëruar me fuqizimin potencial sinaptik afatgjatë në hippocampus të mutantëve Srf (Ramanan et al. , 2005, Etkin et al., 2006). Për më tepër, sasia e SRF në hippocampus është treguar të shkaktojë defekte në depresionin afatgjatë sinapti, shprehjen e menjëhershme të gjenit të hershëm të shkaktuar nga një kontekst i ri dhe habituation të dëmtuar gjatë eksplorimit të një mjedisi të ri (Etkin et al., 2006). Këto të dhëna përcaktojnë rëndësinë e SRF në aftësinë e një kafshe për t'u përshtatur në mënyrë të përshtatshme me shqetësimet mjedisore, si në rastin e lartpërmendur të të mësuarit për të zakon të banosh në një mjedis të ri, ose, në rastin e përshtatjes ndaj stimujve stresues negativë, për të parandaluar përhapjen e stresit -Deficitet e sjelljes të shkaktuara, si në studimin tonë të tanishëm. Kështu, ne vërejmë se kafshët që shfaqin deficite në shprehjen e SRF, ose në përgjigje të stresit të humbjes shoqërore në individë të ndjeshëm ose përmes goditjes direkte të SRF, shfaqin sjellje të rritura depresive dhe ankthi. Duke qenë se subjektet njerëzore në depresion paraqiten gjithashtu me nivele të ulura të SRF në NAc, është e mundshme që SRF luan një rol themelor në rregullimin e aftësisë së një individi për t’u përshtatur pozitivisht ndaj stimujve mjedisorë negativë, pjesërisht përmes rregullimit të shprehjes ΔFosB në NAc.
DEKLARATA E MEKANIZMAVE: NGRITJA NDAJ RESISTENCËS SË STRESIT
Një gjetje e habitshme e studimit të tanishëm është se, edhe pse SRF kërkohet për akumulimin ΔFosB në NAc si përgjigje ndaj stresit kronik, nuk kërkohet për induksionin ΔFosB brenda të njëjtit rajon të trurit në përgjigje të kokainës kronike. Po ashtu, SRF nuk është e nevojshme për përgjigjet normale të sjelljes ndaj drogës. Këto të dhëna tregojnë se, përkundër faktit se ΔFosB është nxitur në NAc në përgjigje të shumë llojeve të stimujve (Nestler et al., 1999; Nestler, 2008), duket se ka rrugë të dallueshme molekulare që çojnë në induksionin ΔFosB. Një shpjegim i mundshëm për këto zbulime janë llojet e qelizave pjesërisht të ndryshme që tregojnë akumulimin e AFA në përgjigje të stresit kundrejt kokainës. Stresi kronik shkakton ΔFosB përafërsisht në mënyrë të barabartë brenda dy nënpopulimeve kryesore të neuroneve mesatare të ARN, të cilët shprehin kryesisht receptorët D1 kundrejt D2 dopamine, ndërsa kokaina kronike shkakton ΔFosB kryesisht në kuadër të DNUMX + neuroneve (Kelz et al, 1, Perrotti et al., 1999) . Kështu, është e mundur që rrugët e varura nga SRF mund të jenë të rëndësishme për induksionin ΔFosB në D2004 + neuronet. Sidoqoftë, kjo nuk do të shpjegonte humbjen e plotë të induksionit ΔFosB në minj krehjeje SRF pas stresit kronik, meqë induksioni ndodh në të dy nëntipet neurone. Një shpjegim alternativ është se stresi kronik dhe kokaja kronike godasin kaskadat e dallueshme intracellulare të sinjalizimit, në sajë të mënyrave të tyre të veçanta të veprimit në neuronet e NAc, me stres kronik ndoshta duke punuar përmes transmetimit të ndryshuar glutamatergik, siç u përmend më herët, dhe kokainës kronike duke punuar kryesisht përmes D1 sinjalizimi i receptorit (Nestler, 2008). Ende një mundësi tjetër është se induksioni ΔFosB nga stresi kronik kundrejt kokainës kronike varet nga mekanizmat e dallueshëm transkripsionë që kontrollohen ndryshe nga inputet e ndryshme nervore që inkorporojnë NAc nga rajone të ndryshme të projektimit glutamatergik, për shembull, disa rajone të korteksit paralëndor, hippocampus dhe amygdala. Nevojiten shumë punë të mëtejshme për të eksploruar këto dhe mundësitë alternative.
Së bashku, gjetjet tona identifikojnë një mekanizëm të ri transkriptial përmes të cilit ΔFosB nxitet në NAc për të ndërmjetësuar reagimet e prorigjencës ndaj stimujve stresues. Ky studim gjithashtu siguron njohuri të reja të rëndësishme në rolin e luajtur nga SRF në nivelin e NAc në rregullimin e sjelljeve të depresionit dhe ankthit. Fitimi i një kuptimi më të mirë të rolit transkriptues të SRF në rregullimin e sjelljeve të tilla do të ndihmojë në identifikimin e synimeve të gjeneve të reja të përfshira në rezistencën ndaj çrregullimeve të lidhura me stresin dhe mund të lehtësojë zhvillimin në të ardhmen të terapive më efektive antidepresive.
Kjo punë u mbështet nga grante nga Instituti Kombëtar i Shëndetit Mendor dhe Instituti Kombëtar për Abuzimin e Drogës dhe nga një aleancë kërkimore me AstraZeneca. Ne falënderojmë David D. Ginty për ofrimin e minjve Srffl / fl.
Korrespondenca duhet t'i drejtohet Eric J. Nestler, Fishberg Departamenti i Neurosciences, Shkolla e Mjekësisë Mount Sinai, Një Gustave L. Levy Vendi, Kutia 1065, Nju Jork, NY 10029-6574. [email mbrojtur]
Copyright © 2010 autorët 0270-6474 / 10 / 3014585-08 $ 15.00 / 0
Referencat
1. ↵
1. Alberti S,
2. Krause SM,
3. Kretz O,
4. Philippar U,
5. Lemberger T,
6. Casanova E,
7. Wiebel FF,
8. Schwarz H,
9. Frotscher M,
10. Schütz G,
11. Nordheim A
(2005) Migrimi neuronal në rrjedhën migratore të murinës rostral kërkon faktorin e përgjigjes serum. Proc Natl Acad Sci USA 102: 6148-6153.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
2. ↵
1. Bading H,
2. Ginty DD,
3. Greenberg ME
(1993) Rregullimi i shprehjes së gjeneve në neuronet hippocampale përmes rrugëve të sinjalizimit të kalciumit të dallueshëm. Shkenca 260: 181-186.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
3. ↵
1. Berton O,
2. McClung CA,
3. Dileone RJ,
4. Krishnan V,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Graham D,
8. Tsankova NM,
9. Bolanos CA,
10. Rios M,
11. Monteggia LM,
12. Vetë DW,
13. Nestler EJ
(2006b) Roli thelbësor i BDNF në rrugën mesolimbike të dopaminës në stresin e humbjes sociale. Shkenca 311: 864-868.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
4. ↵
1. Berton O,
2. Covington HE 3rd.,
3. Ebner K,
4. Tsankova NM,
5. Carle TL,
6. Ulery P,
7. Bhonsle A,
8. Barrot M,
9. Krishnan V,
10. Singewald GM,
11. Singewald N,
12. Birnbaum S,
13. Neve RL,
14. Nestler EJ
(2007) Induksioni i ΔFosB në gri periaqueductal nga stresi nxit përgjigjet aktive përballuese. Neuron 55: 289-300.
CrossRefMedline
5. ↵
1. Chang SH,
2. Poser S,
3. Xia Z
(2004) Një rol të ri për faktorin e reagimit të serumit në mbijetesën neurone. J Neurosci 24: 2277-2285.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
6. ↵
1. Etkin A,
2. Alarcón JM,
3. Weisberg PS,
4. Touzani K,
5. Huang YY,
6. Nordheim A,
7. Kandel ER
(2006) Një rol në të mësuarit për SRF: fshirja në paraburgimin e të rriturve pengon LTD dhe formimin e një kujtese të menjëhershme të një konteksti të ri. Neuron 50: 127-143.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Heinze HJ,
2. Heldmann M,
3. Voges J,
4. Hinrichs H,
5. Marco-Pallares J,
6. Hopf JM,
7. Müller UJ,
8. Galazky I,
9. Sturm V,
10. Bogerts B,
11. Münte TF
(2009) Ndjeshmëria stimuluese e stimujve në varësinë e alkoolit të rëndë duke përdorur stimulimin e thellë të trurit të bërthamës accumbens: aspekte klinike dhe bazë të shkencës. Front Hum Neurosci 3: 22.
Medline
8. ↵
1. Johnson CM,
2. Hill CS,
3. Chawla S,
4. Treisman R,
5. Bading H
(1997) Kalciumi kontrollon shprehjen e gjeneve nëpërmjet tre rrugëve të dallueshme që mund të funksionojnë në mënyrë të pavarur nga kaskada sinjalizuese e proteinave kinazë të aktivizuar me Ras / mitogjen (ERK). J Neurosci 17: 6189-6202.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
9. ↵
1. Kalita K,
2. Kharebava G,
3. Zheng JJ,
4. Hetman M
(2006) Roli i leukemisë akute megakaryoblastike-1 në stimulimin e varur nga ERK1 / 2 të transkriptimit të serumit të faktorit të drejtuar nga BDNF ose aktiviteti i shtuar sinapik. J Neurosci 26: 10020-10032.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
10. ↵
1. Kelz MB,
2. Chen J,
3. Carlezon WA Jr.,
4. Whisler K,
5. Gilden L,
6. Beckmann AM,
7. Steffen C,
8. Zhang YJ,
9. Marotti L,
10. Vetë DW,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G,
13. Surmeier DJ,
14. Neve RL,
15. Duman RS,
16. Picciotto MR,
17. Nestler EJ
(1999) Shprehja e faktorit të transkriptimit ΔFosB në tru kontrollon ndjeshmërinë ndaj kokainës. Natyra 401: 272-276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Knöll B,
2. Nordheim A
(2009) Shkathtësi funksionale e faktorëve të transkriptimit në sistemin nervor: paradigma SRF. Trendet Neurosci 32: 432-442.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Knöll B,
2. Kretz O,
3. Fiedler C,
4. Alberti S,
5. Schütz G,
6. Frotscher M,
7. Nordheim A
(2006) Faktori i reagimit të serumit kontrollon asamblenë e qarkut neuronal në hippocampus. Nat Neurosci 9: 195-204.
CrossRefMedline
13. ↵
1. Krishnan V,
2. Han MH,
3. Graham DL,
4. Berton O,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Laplant Q,
8. Graham A,
9. Lutter M,
10. Lagace DC,
11. Ghose S,
12. Reister R,
13. Tannous P,
14. Green TA,
15. Neve RL,
16. Chakravarty S,
17. Kumar A,
18. Eisch AJ,
19. Vetë DW,
20. Lee FS,
21. et al.
(2007) Përshtatjet molekulare nën ndjeshmërinë dhe rezistencën ndaj disfatës sociale në rajonet e shpërblimit të trurit. Qeliza 131: 391-404.
CrossRefMedline
14. ↵
1. Kuhn J,
2. Bauer R,
3. Pohl S,
4. Lenartz D,
5. Huff W,
6. Kim EH,
7. Klosterkoetter J,
8. Sturm V
(2009) Vëzhgime mbi ndërprerjen e pa ndihmës për pirjen e duhanit pas stimulimit të thellë të trurit të bërthamës accumbens. Eur Addict Res Përshkrim i Shkurtër 15: 196-201.
CrossRefMedline
15. ↵
1. Kumar A,
2. Choi KH,
3. Renthal W,
4. Tsankova NM,
5. Theobald DE,
6. Truong HT,
7. Russo SJ,
8. Laplant Q,
9. Sasaki TS,
10. Whistler KN,
11. Neve RL,
12. Vetë DW,
13. Nestler EJ
(2005) Remodeling i kromatinës është një mekanizëm kyç që bazon plasticitetin e kokainës në striatum. Neuron 48: 303-314.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Maze I,
2. Covington HE 3rd.,
3. Dietz DM,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Russo SJ,
7. Mekanik M,
8. Mouzon E,
9. Neve RL,
10. Haggarty SJ,
11. Ren Y,
12. Sampath SC,
13. Hurd YL,
14. Greengard P,
15. Tarakhovsky A,
16. Schaefer A,
17. Nestler EJ
(2010) Roli thelbësor i histone methyltransferase G9a në plasticitetin e induktuar nga kokaina. Shkenca 327: 213-216.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
17. ↵
1. McClung CA,
2. Ulery PG,
3. Perrotti LI,
4. Zachariou V,
5. Berton O,
6. Nestler EJ
(2004) DeltaFosB: një kalim molekular për përshtatjen afatgjatë në tru. Truri i trurit Respekti i trurit i trurit 132: 146-154.
Medline
18. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Mekanizmat transkripsion të varësisë: roli i deltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Sci Biol 363: 3245-3255.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
19. ↵
1. Nestler EJ,
2. Carlezon WA Jr.
(2006) Plani shpërblimi mesolimbik i dopaminës në depresion. Psikiatria biologjike 59: 1151-1159.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Nestler EJ,
2. Kelz MB,
3. Chen J
(1999) ΔFosB: një ndërmjetës molekulare e plasticitetit afatgjatë nervor dhe të sjelljes. Rezistenca e trurit 835: 10-17.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Newton SS,
2. Thome J,
3. Wallace TL,
4. Shirayama Y,
5. Schlesinger L,
6. Sakai N,
7. Chen J,
8. Neve R,
9. Nestler EJ,
10. Duman RS
(2002) Ndalimi i proteinës që lidhet me elementin-cAMP ose dinamorfin në nucleus accumbens prodhon një efekt si antidepresivi. J Neurosci 22: 10883-10890.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
22. ↵
1. Nikulina EM,
2. Arrillaga-Romany I,
3. Miczek KA,
4. Hammer RP Jr.
(2008) Ndryshime afatgjata në strukturat mesokortikombik pas stresit të përsëritur social të humbjes në rats: koha e receptorit mu-opioid mRNA dhe imunoreaktiviteti FosB / DeltaFosB. Eur J Neurosci 27: 2272-2284.
CrossRefMedline
23. ↵
1. Perrotti LI,
2. Hadeishi Y,
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L,
6. Duman RS,
7. Nestler EJ
(2004) Induksioni i ΔFosB në strukturat e trurit të lidhura me shpërblimin pas stresit kronik. J Neurosci 24: 10594-10602.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
24. ↵
1. Perrotti LI,
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze I,
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ,
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L,
12. Bachtell RK,
13. Vetë DW,
14. Nestler EJ
(2008) Modele të dallueshme të induksionit DeltaFosB në tru nga drogat e abuzimit. Synapse 62: 358-369.
CrossRefMedline
25. ↵
1. Philippar U,
2. Schratt G,
3. Dieterich C,
4. Müller JM,
5. Galgóczy P,
6. Engel FB,
7. Keating MT,
8. Gertler F,
9. Schüle R,
10. Vingron M,
11. Nordheim A
(2004) Gjenin e synuar SRF Fhl2 antagonizon RhoA / MAL-dependent aktivizimin e SRF. Mol Cell 16: 867-880.
CrossRefMedline
26. ↵
1. Ramanan N,
2. Shen Y,
3. Sarsfield S,
4. Lemberger T,
5. Schütz G,
6. Linden DJ,
7. Ginty DD
(2005) SRF ndërmjetëson shprehjen e gjenit të induktuar nga aktiviteti dhe plasticitetin synaptik, por jo qëndrueshmërinë neurone. Nat Neurosci 8: 759-767.
CrossRefMedline
27. ↵
1. Renthal W,
2. Carle TL,
3. Maze I,
4. Covington HE 3rd.,
5. Truong HT,
6. Alibhai I,
7. Kumar A,
8. Montgomery RL,
9. Olson EN,
10. Nestler EJ
(2008) Delta FosB ndërmjetëson desensitizimin epigenetik të gjenit c-fos pas ekspozimit kronik të amfetaminës. J Neurosci 28: 7344-7349.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
28. ↵
1. Renthal W,
2. Kumar A,
3. Xiao G,
4. Wilkinson M,
5. Covington HE 3rd.,
6. Maze I,
7. Sikder D,
8. Robison AJ,
9. LaPlant Q,
10. Dietz DM,
11. Russo SJ,
12. Vialou V,
13. Chakravarty S,
14. Kodadek TJ,
15. Stack A,
16. Kabbaj M,
17. Nestler EJ
(2009) Analiza e gjerë e gjenomit të rregullimit të kromatit nga kokaina zbulon një rol për sirtuins. Neuron 62: 335-348.
CrossRefMedline
29. ↵
1. Schlaepfer TE,
2. Cohen MX,
3. Frick C,
4. Kosel M,
5. Brodesser D,
6. Axmacher N,
7. Joe AY,
8. Kreft M,
9. Lenartz D,
10. Sturm V
(2008) Stimulimi i thellë i trurit për të shpërbluar qarqet lehtëson anhedonia në depresionin e fortë refraktar. Neuropsychopharmacology 33: 368-377.
CrossRefMedline
30. ↵
1. Sesack SR,
2. Grace AA
(2010) Rrjeti i shpërblimeve të ganglisë Cortico-basal: mikrokulturë. Neuropsychopharmacology 35: 27-47.
CrossRefMedline
31. ↵
1. Tomita H,
2. Deputeti Vawter,
3. Walsh DM,
4. Evans SJ,
5. Choudary PV,
6. Li J,
7. Overman KM,
8. Atz ME,
9. Myers RM,
10. Jones EG,
11. Watson SJ,
12. Akil H,
13. Bunney NE Jr.
(2004) Efekti i faktorëve agonal dhe postmortem në profilin e ekspresionit të gjeneve: kontrolli i cilësisë në analizat e microarray ose truri i njeriut pas vdekjes. Biol Psikiatria 55: 346-352.
CrossRefMedline
32. ↵
1. Tsankova NM,
2. Berton O,
3. Renthal W,
4. Kumar A,
5. Neve RL,
6. Nestler EJ
(2006) Rregullimi i qëndrueshëm i hippocampal kromatin në një model të miut të depresionit dhe veprimit kundër depresionit. Nat Neurosci 9: 519-525.
CrossRefMedline
33. ↵
1. Vassoler FM,
2. Schmidt HD,
3. Gerard ME,
4. Famshëm KR,
5. Ciraulo DA,
6. Kornetsky C,
7. Knapp CM,
8. Pierce RC
(2008) Stimulimi i thellë i trurit të shell nucleus accumbens zvogëlon rikthimin e kërkuar të drogës në rats nga kokaina. J Neurosci 28: 8735-8739.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
34. ↵
1. Vialou V,
2. Robison AJ,
3. Laplant QC,
4. Covington HE 3rd.,
5. Dietz DM,
6. Ohnishi YN,
7. Mouzon E,
8. Rush AJ 3rd.,
9. Watts EL,
10. Wallace DL,
11. Iñiguez SD,
12. Ohnishi YH,
13. Steiner MA,
14. Warren BL,
15. Krishnan V,
16. Bolaños CA,
17. Neve RL,
18. Ghose S,
19. Berton O,
20. Tamminga CA,
21. Nestler EJ
(2010) ΔFosB në qarqet e shpërblimit të trurit ndërmjetëson elasticitetin ndaj stresit dhe reagimeve antidepresante. Nat Neurosci 13: 745-752.
CrossRefMedline
35. ↵
1. Wilkinson MB,
2. Xiao G,
3. Kumar A,
4. LaPlant Q,
5. Renthal W,
6. Sikder D,
7. Kodadek TJ,
8. Nestler EJ
(2009) Trajtimi dhe elasticiteti i imipraminës shfaqin rregullime të ngjashme të kromatinës në një rajon kyç të shpërblimit të trurit. J Neurosci 29: 7820-7832.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
36. ↵
1. Xia Z,
2. Dudek H,
3. Miranti CK,
4. Greenberg ME
(1996) Fluksi i kalciumit nëpërmjet receptorit NMDA shkakton transkriptim të menjëhershëm të gjenit nga një mekanizëm MAP kinase / ERK. J Neurosci 16: 5425-5436.
Abstrakt / FALAS Tekst i Plotë
;