Clin Psychopharmacol Neurosci. 2012 Dhjetor; 10 (3): 136-43. doi: 10.9758 / cpn.2012.10.3.136. Epub 2012 Dhjetor 20.
Burim
Fishberg Departamenti i Neurosciences dhe Friedman Brain Institute, Mount Sinai Shkolla e Mjekësisë, Nju Jork, SHBA.
Abstrakt
Rregullimi i shprehjes së gjeneve konsiderohet një mekanizëm i mundshëm i varësisë nga droga, duke pasur parasysh stabilitetin e anomalive të sjelljes që përcaktojnë një gjendje të varur. Faktorët e shumtë të transkriptimit, proteinat që lidhen me rajonet rregullatore të gjeneve të veçanta dhe në këtë mënyrë nivelet e kontrollit të shprehjes së tyre, janë përfshirë në procesin e varësisë gjatë dekadës së fundit apo dy. Këtu ne shqyrtojmë provat në rritje për rolin e disa faktorëve të shquar të transkriptimit, duke përfshirë një proteinë të familjes Fos (ΔFosB), elementin e reagimit të cAMP (CREB) dhe faktorin bërthamor kappa B (NFκB) . Siç do të shihet, secili faktor shfaq rregullime shumë të ndryshme nga ilaçet e abuzimit brenda qarkut të shpërblimit të trurit, dhe nga ana tjetër ndërmjetëson aspekte të dallueshme të fenotipit të varësisë. Përpjekjet e tanishme janë të orientuara drejt kuptimit të gamës së gjeneve të synuara përmes të cilave këta faktorë transkriptimi prodhojnë efektet e tyre funksionale dhe mekanizmat molekular bazë. Kjo punë premton të zbulojë thellësisht njohuri të reja mbi bazën molekulare të varësisë, e cila do të kontribuojë në përmirësimin e analizave diagnostike dhe terapive për çrregullime problematike.
HYRJE
Studimi i mekanizmave transkripsionale të varësisë bazohet në hipotezën se rregullimi i shprehjes së gjeneve është një mekanizëm i rëndësishëm me të cilin ekspozimi kronik ndaj një droge abuzimi shkakton ndryshime afatgjata në tru, të cilat i nënshtrojnë anomalitë e sjelljes që përcaktojnë një gjendje të varësisë.1,2) Një pasojë e kësaj hipoteze është se ndryshimet e shkaktuara në funksionimin e disa sistemeve të neurotransmetuesit dhe në morfologjinë e llojeve të caktuara të qelizave neurone në tru, nga administrimi kronik i drogës ndahen pjesërisht nëpërmjet ndryshimeve në shprehjen e gjeneve.
Natyrisht, jo të gjithë plasticitetin e nervave dhe të sjelljes të drogës ndërmjetësohen në nivelin e shprehjes së gjeneve, pasi ne e dimë kontributet thelbësore të modifikimeve translational dhe posttranslational dhe trafikimin e proteinave në fenomenet e varësisë. Nga ana tjetër, rregullimi i shprehjes së gjeneve është një mekanizëm qendror dhe ka të ngjarë të jetë veçanërisht i rëndësishëm për anomalitë e përjetshme që karakterizojnë varësinë. Në të vërtetë, rregullimi i transkriptimit siguron një model në krye të të cilit funksionojnë këto mekanizma të tjerë.
Puna gjatë past 15 viteve të fundit ka siguruar prova në rritje për një rol të shprehjes së gjeneve në varësinë nga ilaçet, pasi janë përfshirë disa faktorë të transkriptimit - proteina që lidhen me elementë të përgjigjeve specifike në rajonet promovuese të gjeneve të synuara dhe rregullojnë shprehjen e atyre gjeneve - në veprimin e drogës. Sipas kësaj skeme, të treguar në Fig 1, drogat e abuzimit, nëpërmjet veprimeve të tyre fillestare në synaps, prodhojnë ndryshime brenda neuroneve që sinjalizojnë bërthamën dhe rregullojnë veprimtarinë e faktorëve të shumtë të transkriptimit dhe shumë lloje të tjera të proteinave rregullatore transkriptiale.3) A Këto ndryshime bërthamore gradualisht dhe në mënyrë progresive ndërtohen me ekspozim të përsëritur të drogës dhe krijojnë ndryshime të qëndrueshme në shprehjen e gjeneve specifike të synuara të cilat, nga ana tjetër, kontribuojnë në ndryshimet e qëndrueshme në funksionimin nervor që mbajnë një gjendje të varësisë.1,4)
Ky rishikim përqendrohet në disa faktorë të transkriptimit, të cilët janë treguar të luajnë role të rëndësishme në varësi. Ne përqendrohemi më tej në faktorët e transkriptimit të rregulluar nga ilaçet brenda qarkut të shpërblimit të trurit, zonat e trurit që rregullojnë normalisht përgjigjet e një individi ndaj shpërblimeve natyrore (p.sh., ushqimi, seksi, ndërveprimi shoqëror), por janë të korruptuar nga ekspozimi kronik i ilaçeve për të shkaktuar varësi. Ky qark i shpërblimit të trurit përfshin neurone dopaminergjike në zonën tegmentare ventrale të trurit të mesëm dhe në disa rajone të trurit para-limbik, të cilat nervozohen, përfshirë bërthamën e akumbensit (striatumin ventral), korteksin paraballor, amigdalën dhe hipokampusin, ndër të tjera. Siç do të shihet, shumica dërrmuese e hulumtimeve mbi mekanizmat transkriptues të varësisë deri më sot janë përqendruar në bërthamën e akumbensit.
ΔFosB
ΔFosB është koduar nga FosB gjen dhe ndan homologjinë me faktorët e tjerë të transkriptimit të familjes Fos, të cilat përfshijnë c-Fos, FosB, Fra1, dhe Fra2.5) Këto proteina të familjes Fos heterodimerizohen me proteinat familjare Jun (c-Jun, JunB ose JunD) për të formuar faktorët transkriptues aktivë të proteinës-1 (AP1) që lidhen me faqet AP1 të pranishme në promotorët e disa gjeneve për të rregulluar transkriptimin e tyre. Këto proteina të familjes Fos nxiten me shpejtësi dhe kalimtare në rajonet specifike të trurit pas administrimit akut të shumë ilaçeve të abuzimit (Fig 2).2) Këto përgjigje janë parë më së shumti në nucleus accumbens dhe striatum dorsal, por shihet edhe në disa fusha të tjera të trurit.6) Të gjitha këto proteina të familjes Fos, megjithatë, janë shumë të paqëndrueshme dhe kthehen në nivele bazike brenda disa orëve nga administrimi i drogës.
Përgjigje shumë të ndryshme janë parë pas administrimit kronik të drogave të abuzimit (Fig 2). Izolime të modifikuara biokimikisht të ΔFosB (Mr 35-37 kD) akumulohen brenda rajoneve të trurit të njëjtë pas ekspozimit të përsëritur të drogës, ndërsa të gjithë anëtarët e familjes Fos tregojnë tolerancë (dmth. Induktim i reduktuar në krahasim me ekspozimet fillestare të barnave).7-9) Akumulimi i tillë i ΔFosB është vërejtur pothuajse në të gjitha barnat e abuzimit, megjithëse barnat e ndryshme ndryshojnë disi në shkallën relative të induksionit të parë në core nucleus accumbens kundrejt shell, striatum dorsal dhe rajone të tjera të trurit.2,6) Të paktën për disa ilaçe abuzimi, induksioni i ΔFosB duket selektiv për nëngrupin që përmbajnë dynorfinë të neuroneve mesatare me gjemba - ato që shprehin kryesisht receptorët e dopaminës D1 - brenda rajoneve striatale. Izoformat 35-37 kD të ΔFosB dimerizohen kryesisht me JunD për të formuar një kompleks aktiv dhe afatgjatë AP-1 brenda këtyre rajoneve të trurit,7,10) edhe pse ka disa prova nga vitro studime që ΔFosB mund të formojnë homodimerë.11) Induksioni i drogës i ΔFosB në nucleus accumbens duket të jetë një përgjigje ndaj vetive farmakologjike të drogës në vetvete dhe nuk kanë të bëjnë me marrjen vullnetare të drogës, pasi që kafshët që vetë-administrojnë kokainë ose marrin injeksione me drogë tregojnë një induksion të barabartë të këtij faktori transkriptimi në këtë rajon të trurit.6) Në të kundërt, induksioni ΔFosB në disa rajone të tjera, për shembull, lëvore orbitofrontale, kërkon administrimin vullnetar të drogës.12)
Formulat 35-37 kD ΔFosB grumbullohen me ekspozim kronik të drogës për shkak të jetëgjatësisë jashtëzakonisht të gjatë të tyre.7-13) Si rezultat i stabilitetit të saj, proteina ΔFosB vazhdon në neuronet për të paktën disa javë pas ndërprerjes së ekspozimit të drogës. Ne tani e dimë se kjo stabilitet është për shkak të dy faktorëve: 1) mungesa në ΔFosB të dy domainëve degron, të cilat janë të pranishme në C-terminalin e FosB të plotë dhe të gjithë proteinave të tjera të familjes Fos dhe i drejtojnë këto proteina në degradim të shpejtë dhe 2) fosforilimi i ΔFosB në N-terminalin e saj nga kazeina kinaza 2 dhe ndoshta kinaza të tjera proteinike.14-16) Stabiliteti i izoformave ΔFosB siguron një mekanizëm molekular të ri me të cilin ndryshimet e shkaktuara nga ilaçet në shprehjen e gjeneve mund të vazhdojnë pavarësisht periudhave relativisht të gjata të tërheqjes së ilaçeve. Prandaj, ne kemi propozuar që ΔFosB të funksionojë si një "ndërprerës molekular" i qëndrueshëm që ndihmon në fillimin dhe më pas mbajtjen e një gjendje të varur.1,2)
Roli në varësi
Vështirësia në rolin e ΔFosB në varësinë e drogës ka ardhur kryesisht nga studimi i minjve bitransgenic në të cilat ΔFosB mund të nxitet selektivisht brenda bërthamës accumbens dhe striatum dorsal të kafshëve të rritur.17) E rëndësishmja, këto minj përshkallëzojnë ΔFosB në mënyrë selektive në neuronet e mesme që përmbajnë dynorfin, ku mendohet se drogat nxisin proteinën. Minjtë e ekspresionit ΔFosB tregojnë rritje të përgjigjeve lokomotore ndaj kokainës pas administrimit akut dhe kronik.17) Ata gjithashtu tregojnë ndjeshmëri të shtuar ndaj efekteve shpërblyese të kokainës dhe të morfines në analizat e kondicionimit të vendit,17-19) dhe vetë-administrojnë doza më të ulëta të kokainës dhe punojnë më shumë për kokainën, sesa shokët e mbeturinave që nuk e ekspresojnë ΔFosB.20) Përveç kësaj, shprehja ΔFosB në bërthamë accumbens ekzagjeron zhvillimin e varësisë fizike të opiates dhe nxit tolerancën analgjezike opiate.19) Në të kundërt, ΔFosB që shprehin minj janë normale në disa fusha të tjera të sjelljes, duke përfshirë mësimin hapësinor siç vlerësohet në labirintin e ujit Morris.17) Zgjerimi specifik i ekspresionit të ΔFosB ndaj bërthamës accumbens, duke përdorur transferimin e gjeneve të ndërmjetësuar nga virusi, ka dhënë të dhëna ekuivalente.19)
Në të kundërt, duke synuar shprehjen ΔFosB në neuronet mesatare të përmbajtjes enkepahlin në nucleus accumbens dhe striatum dorsal (ato që kryesisht shprehin receptorët D2 dopamine) në linja të ndryshme të minjve bitransgjenik dështojnë të tregojnë shumicën e këtyre fenotipeve të sjelljes.19) Në kontrast me mbishprehjen e ΔFosB, mbishprehja e një proteine mutant Jun (ΔcJun ose ΔJunD) - e cila funksionon si një antagonist negativ dominues i transkriptimit të ndërmjetësuar nga AP1 - me përdorimin e minjve bitransgjenikë ose transferimit të gjenit të ndërmjetësuar nga viruset, prodhon efektet e kundërta të sjelljes.18,19,21) Këto të dhëna tregojnë se induktimi i ΔFosB në neuronet mesatare me gjemba që përmbajnë dynorfinë në bërthamën e akumbensit rrit ndjeshmërinë e një kafshe ndaj kokainës dhe ilaçeve të tjera të abuzimit dhe mund të përfaqësojë një mekanizëm për sensibilizimin relativisht të zgjatur të barnave.
Roli i luajtur nga induksioni ΔFosB në rajonet e tjera të trurit është më pak i kuptueshëm. Studimet e fundit kanë treguar se induksioni ΔFosB në korteksin orbitofrontal ndërmjetëson tolerancën ndaj disa prej efekteve kognitive-ndërprerëse të ekspozimit akut të kokainës, të cilat mund të shërbejnë për të nxitur më tej marrjen e drogës.12,22)
ΔFosB Target Genes
Meqenëse ΔFosB është një faktor transkriptimi, ai me sa duket prodhon këtë fenotip interesant të sjelljes në bërthamën e akumbensit duke rritur ose shtypur shprehjen e gjeneve të tjera. Duke përdorur minjtë tanë induktivë, bitransgjenikë që mbishprehin ΔFosB ose ΔcJun negativ të tij dominues, dhe duke analizuar shprehjen e gjenit në patate të skuqura Affymetrix, ne demonstruam se - në bërthamën e akumbensit in vivo -ΔFosB funksionon kryesisht si një aktivator transkriptues, ndërsa shërben si një represor për një nëngrup të vogël të gjeneve.18) Ky studim gjithashtu tregoi rolin mbizotërues të ΔFosB në ndërmjetësimin e efekteve gjenomike të kokainës: ΔFosB është implikuar në afërsisht një të katërtën e të gjitha gjeneve të ndikuara në nucleus accumbens nga kokaina kronike.
Ky përqasje e tërë gjenomit, së bashku me studimet e disa gjeneve kandidate në mënyrë paralele, kanë krijuar disa gjene të synuara të ΔFosB që kontribuojnë në fenotipin e saj të sjelljes. Një gjen kandidat është GluA2, një nënpjesë e receptorit të glutamatit AMPA, e cila është e induktuar në nucleus accumbens nga ΔFosB.17) Meqenëse kanalet AMPA që përmbajnë GluA2 kanë një përçueshmëri më të ulët në krahasim me kanalet AMPA që nuk e përmbajnë këtë nën-njësi, rregullimi i GluA2 në bërthamë i akumuluar ndërmjet kokainës dhe ΔFosB mund të llogarisë, të paktën pjesërisht, për përgjigjet e reduktuara glutamatergike të shikuara në këto neuronet pas ekspozimit kronik të drogës.23)
Një gjen tjetër i synuar i kandidatit të ΔFosB në nucleus accumbens është peptidi opioid, dinamorfin. Kujtojnë se ΔFosB duket të jetë nxitur nga drogat e abuzimit në mënyrë specifike në qelizat që prodhojnë dynorfin në këtë rajon të trurit. Droga e abuzimit ka efekte komplekse mbi shprehjen e dynorfinës, me rritje ose ulje të dukshme në varësi të kushteve të trajtimit të përdorura. Ne kemi treguar se induksioni i ΔFosB shtyp shprehjen e gjeneve të dynorfinit në nucleus accumbens.19) Dinorfini mendohet të aktivizojë receptorët opioidë në zonën e tegmentit të ventralit (VTA) neuronet dopamine dhe të pengojë transmetimin dopaminergjik dhe në këtë mënyrë të reduktonin mekanizmat e shpërblimit.24,25) Prandaj, shtypja ΔFosB e shprehjes së dinorfinës mund të kontribuojë në rritjen e mekanizmave të shpërblimit të ndërmjetësuar nga ky faktor transkriptimi. Tani ka prova të drejtpërdrejta që mbështesin përfshirjen e shtypjes së gjenit dynorfinë në fenotipin e sjelljes του ΔFosB.19)
Ende janë identifikuar gjene të tjerë të synuar. ΔFosB shtyp c-Fos gjen i cili ndihmon në krijimin e ndërprerjes molekulare - nga induktimi i disa proteinave të familjes Fos me jetë të shkurtër pas ekspozimit akut të ilaçeve në akumulimin mbizotërues të ΔFosB pas ekspozimit kronik të ilaçeve - cituar më parë.9) Në të kundërt, ciklin-dependent kinase-5 (Cdk5) është indukuar në nucleus accumbens nga kokaina kronike, një efekt që ne kemi treguar është ndërmjetësuar nëpërmjet ΔFosB.18,21,26) Cdk5 është një objektiv i rëndësishëm i ΔFosB pasi që shprehja e tij ka qenë e lidhur drejtpërdrejt me rritjen e dendësisë së dendritit të shtresës së shpinës të neuroneve mesatare të mesme nucleus accumbens,27,28) në nucleus accumbens që janë të lidhur me administrimin kronik të kokainës.29,30) Në të vërtetë, induksioni ΔFosB është treguar kohët e fundit të jetë e nevojshme dhe e mjaftueshme për rritjen e shpinës dendriti të nxitur nga kokaina.31)
Kohët e fundit, ne kemi përdorur imunoprecipitat e kromatit (ChIP), të ndjekur nga chip promovues (ChIP-chip) ose me sekuenca të thella (ChIP-seq) për të identifikuar më tej gjenet e synuara të ΔFosB.32) Këto studime, së bashku me vargjet e shprehjes së ADN-së të cituara më parë, janë duke siguruar një listë të pasur të shumë gjeneve shtesë që mund të synohen - drejtpërdrejt ose indirekt - nga ΔFosB. Midis këtyre gjeneve janë receptorë shtesë të neurotransmetuesve, proteina të përfshira në funksionin para dhe post-sinaptik, shumë lloje të kanaleve jonike dhe proteinave sinjalizuese brenda qelizave, proteina që rregullojnë citoskeletin neuronal dhe rritjen e qelizave dhe proteina të shumta që rregullojnë strukturën e kromatinës.18,32) Puna e mëtejshme nevojitet për të konfirmuar secilën nga këto proteina të shumta si bona fide objektivat e kokainës që veprojnë nëpërmjet ΔFosB dhe për të përcaktuar rolin e saktë që secila proteinë luan në ndërmjetësimin e aspekteve komplekse nervore dhe të sjelljes së veprimit të kokainës.
CREB
Proteina lidhëse e elementit të përgjigjes AMP ciklike (CREB) është një nga faktorët më të studiuar të transkriptimit në neuroscience dhe është implikuar në aspekte të ndryshme të plasticitetit nervor.33) Formon homodimers që mund të lidhen me gjenet në elementet e reagimit ciklik AMP (CREs), por kryesisht aktivizon transkriptimin pasi ajo është fosforiluar në Ser133 (nga ndonjë prej proteinave të ndryshme kinaze), e cila lejon rekrutimin e proteinës CREB-detyruese (CBP) promovon transkriptimin. Mekanizmi me të cilin aktivizimi i CREB-it shtyp represionin e disa gjeneve është kuptuar më pak.
Të dy psikostimuluesit (kokaina dhe amfetamina) dhe opiatet rrisin aktivitetin e CREB, në mënyrë akute dhe kronike - siç matet nga aktiviteti i rritur i fosfo-CREB (pCREB) ose gjenerit raportues në minjtë transgjenikë CRE-LacZ - në rajone të shumta të trurit, përfshirë bërthamën e bërthamës dhe striatumin dorsal .34-36) Kohëzgjatja e këtij aktivizimi është shumë e ndryshme nga ajo e ekspozuar nga ΔFosB. Siç përshkruhet në Fig 2, Aktivizimi i CREB është mjaft i përkohshëm në përgjigje të administrimit akut të drogës dhe kthehet në nivele normale brenda një ose dy ditëve pas tërheqjes. Përveç kësaj, aktivizimi i CREB ndodh në dy nëntipe të dynorfinës dhe enkefalinit të neuroneve të mesme.34) Në ndryshim nga kokaina dhe opiatet, CREB tregon përgjigje më komplekse dhe të ndryshme ndaj ilaçeve të tjera të abuzimit.4)
Eksperimentet që përfshijnë mbishprehje të induktueshme të CREB ose një mutant dominant negativ në minj bitransgenikë ose me vektorë viralë kanë treguar se aktivizimi i CREB - në kontrast të mrekullueshëm me ΔFosB - në bërthamën e akumbensit zvogëlon efektet shpërblyese të kokainës dhe opiumeve siç vlerësohet në kondicionimin në vend analiza.37,38) Megjithatë, aktivizimi i CREB, si induksioni ΔFosB, nxit vetë-administrimin e drogës.39) E rëndësishmja, efektet me CREB negativ mbizotërues janë vërtetuar me knockdowns inducible të aktivitetit endogjen CREB.39-41) Është interesante se të dy faktorët e transkriptimit nxisin futje vullnetare të drogës; me sa duket ΔFosB e bën këtë nëpërmjet përforcimit pozitiv, ndërsa CREB e shkakton këtë fenotip nëpërmjet përforcimit negativ. Mundësia e fundit është në përputhje me dëshmi të konsiderueshme se aktiviteti i CREB në këtë rajon të trurit shkakton një gjendje emocionale negative.34,42)
Aktiviteti i CREB ka qenë i lidhur drejtpërdrejt me veprimtarinë funksionale të neuroneve mesatare të pabesueshme të nucleus accumbens. Zmadhimi i tepërt i CREB rritet, ndërsa CREB-ja dominante-negative zvogëlohet, eksitimi elektrik i neuroneve të mesme me gjemba.43) Dallimet e mundshme në mes të dynorfinës dhe neuroneve enkefalinë ende nuk janë hulumtuar. Vëzhgimi që shfaqja e tepërt virale e një K+ subunit të kanalit në bërthamë accumbens, që zvogëlon ngacmueshmërinë e mesit të mprehtë të neuroneve, rrit reagimet lokomotore ndaj kokainës sugjeron që CREB vepron si një ndërprerje mbi sensibilizimin e sjelljes ndaj kokainës duke rritur rregullimin e ngacmueshmërisë së neuroneve.43)
Droga e abuzimit aktivizon CREB në disa rajone të trurit përtej bërthamës accumbens. Një shembull është zona tegmentale e barkut, ku administrimi kronik i kokainës ose i opiateve aktivizon CREB brenda neuroneve dopaminergjike dhe jo dopaminergjike. Ky efekt duket se nxit ose zvogëlon përgjigjet e dobishme të drogave të abuzimit, në varësi të nënregionit të zonës tegmentale të barkut të prekur.
Gjenet e caktuara të targetuara për CREB janë identifikuar përmes qasjeve të hapura dhe të kandidatëve gjenetikë, të cilët ndërmjetësojnë këto dhe efekte të tjera në neuronet e mesme të pabesueshme të nucleus accumbens dhe Fenotipit të sjelljes CREB që rezulton.18,32,36) Shembuj të shquar përfshijnë dinorfinën e peptidit opioid,37) e cila ushqen mbrapa dhe ndalon sinjalizimin dopaminergjik tek bërthama accumbens siç është thënë më herët.24,25) Gjithashtu të përfshira janë disa nën-njësi të receptorit të glutamatit, të tilla si nën-njësia GluA1 AMPA dhe subunit GluN2B NMDA, si dhe K+ dhe Na+ nën-njësive të kanalit të joneve, të cilat së bashku pritet të kontrollojnë ngacmueshmërinë e qelizave të akumulimit të bërthamës.43,44) BDNF është ende një tjetër gjen objektiv për CREB në nucleus accumbens, dhe gjithashtu është i implikuar në ndërmjetësimin e CREB fenotipit të sjelljes.35) Induksioni i CREB gjithashtu ka treguar që kontribuon në induksionin e kokainës në shtyllat kurrizore dendritike në neuronet mesatare me gjemba të bërthamës akumbens.45)
CREB është vetëm një nga disa proteina të lidhura që lidhin CRE dhe rregullojnë transkriptimin e gjeneve të synuara. Disa produkte të gjenit modulues të elementit të përgjigjes ciklike AMP (CREM) rregullojnë transkriptimin e ndërmjetësuar nga CRE. Disa prej produkteve (p.sh., CREM) janë aktivizues transkriptues, ndërsa të tjerët (p.sh., ICER ose shtypës AMP ciklik i induktuar) funksionojnë si antagonistë negativë mbizotërues endogjenë. Përveç kësaj, disa faktorë aktivë të transkriptimit (ATF) mund të ndikojnë në shprehjen e gjeneve pjesërisht duke u lidhur me vendet CRE. Studimet e fundit kanë implikuar këta faktorë të ndryshëm të transkriptimit në përgjigjet e ilaçeve. Amfetamina indukton shprehjen e ICER në bërthamën e akumbensit dhe shprehja e tepërt e ICER në këtë rajon, me përdorimin e transferimit të gjenit të ndërmjetësuar nga viruset, rrit ndjeshmërinë e një kafshe ndaj efekteve të sjelljes së ilaçit.46) Kjo është në përputhje me gjetjet, të cituara më lart, se mbizotërimi lokal i mutantëve dominues negativ CREB ose ndërhyrja lokale e CREB shfaq efekte të ngjashme. Amfetamina gjithashtu nxit ATF2, ATF3 dhe ATF4 në nucleus accumbens, ndërkohë që nuk shihet asnjë efekt për ATF1 ose CREM.47) Shpejtësimi i ATF2 në këtë rajon, si ai i ICER, rrit përgjigjet e sjelljes ndaj amfetaminës, ndërsa ATF3 ose ATF4 overexpression ka efekt të kundërt. Shumë pak dihet rreth gjeneve të synuara për këto proteina të familjes CREB, një drejtim i rëndësishëm për hulumtimet e ardhshme.
NFκB
Faktori bërthamor-κB (NFκB), një faktor transkriptimi që aktivizohet me shpejtësi nga stimuj të ndryshëm, është studiuar më së miri për rolin e saj në inflamacion dhe në përgjigjet imune. Ajo ka treguar kohët e fundit të jetë e rëndësishme në plasticitetin synaptik dhe kujtesën.48) NFκB nxitet në bërthamën e akumuluar nga administrimi i përsëritur i kokainës,49,50) ku është e nevojshme për induksionin e kokainës në shtyllat kurrizore dendritike të nukleusit akumbens neuroneve mesatare me gjemba. Induksioni i tillë i NFκB kontribuon në sensibilizimin ndaj efekteve shpërblyese të ilaçit.50) Qëllimi kryesor i hulumtimeve aktuale është identifikimi i gjeneve të synuara përmes të cilave NFκB shkakton këtë plasticitet qelizor dhe sjellje.
Interesante, induksioni i kokainës i NFκB është ndërmjetësuar nëpërmjet ΔFosB: ΔFosB overexpression në nucleus accumbens nxit NFκB, ndërsa overexpression i ΔcJun dominues negativ blloqe kokrrizë induksion i faktorit transkriptimit.21,49) Rregullimi i NFκB nga ΔFosB ilustron kaskadat komplekse të transkriptimit të përfshira në veprim të drogës. Po ashtu, NFκB është përfshirë në disa nga efektet neurotoksike të metamfetaminës në rajonet striatale.51) Roli i NFκB në spinogjenezën e mesit të mprehtë të nervit është kohët e fundit shtrirë në stres dhe modele depresioni,52) një gjetje me rëndësi të veçantë duke marrë parasysh komorbiditetin e depresionit dhe varësisë dhe fenomenin e studiuar të relapsit të stresit ndaj abuzimit me drogën.
MEF2
Faktori i rritjes së Myocitit-2 (MEF2) u zbulua për rolin e saj në kontrollimin e myogenezës kardiake. Më shumë rerecently, MEF2 është implikuar në funksionin e trurit.53) Multiple MEF2 izoformat shprehen në trurin, duke përfshirë në neuronet mesatare të pjerrta të bërthamës accumbens, ku formojnë homo- dhe heterodimers që mund të aktivizojnë ose të shtypin transkriptimin e gjeneve në varësi të natyrës së proteinave që rekrutojnë. Puna e fundit përshkruan një mekanizëm të mundshëm me anë të të cilit kokaina kronike shtyp aktivitetin MEF2 në bërthamën e akumulimeve pjesërisht nëpërmjet një receptori D1-cAMP-të varur të kalcinurinës, një Ca2+- fosfataze të proteinës së varur.28) Rregullimi i kokainës i Cdk5, i cili është gjithashtu një objektiv për kokainën dhe ΔFosB siç u tha më sipër, mund të përfshihet gjithashtu. Kjo reduktim i aktivitetit MEF2 është i nevojshëm për induksionin e kokainës të shtyllave dendrite në neuronet e mesme. Një fokus i rëndësishëm i punës aktuale është identifikimi i gjeneve të synuar përmes MEF2 prodhon këtë efekt.
UDHËZIME TË ARDHSHME
Faktorët e transkriptimit të diskutuar më sipër janë vetëm disa nga shumë që janë studiuar gjatë viteve në modelet e varësisë. Të tjerë të përfshirë në varësi përfshijnë receptorin glukokortikoid, faktorin e transkriptimit 1 të nucleus accumbens (NAC1), faktorët e reagimit të rritjes së hershme (EGRs), dhe sinjal transduktues dhe aktivatorë të transkriptimit (STATs).1,2) Si vetëm një shembull, receptori glukokortikoid kërkohet në neuronet dopamineceptive për kërkimin e kokainës.54) Qëllimi i hulumtimeve të ardhshme është që të përfitohet një pamje më e plotë e faktorëve të transkriptimit të shkaktuar në bërthamë accumbens dhe rajoneve të tjera të shpërblimit të trurit në përgjigje të ekspozimit kronik ndaj drogave të abuzimit dhe për të përcaktuar gamën e gjeneve të synuara që ato ndikojnë për të kontribuar në fenotipin e sjelljes e varësisë.
Qëllimi tjetër i madh i hulumtimeve të ardhshme është përcaktimi i hapave të sakta molekulare me të cilat këto faktorë të ndryshëm të transkriptimit rregullojnë gjenet e tyre të synuara. Kështu, ne tani e dimë se faktorët transkriptues kontrollojnë shprehjen e gjeneve duke rekrutuar në gjenet e tyre të synuar një seri të ko-aktivatorëve ose proteinave bashkëpresore, të cilat së bashku rregullojnë strukturën e kromatinës rreth gjeneve dhe rekrutimin e mëvonshëm të kompleksit të RNA polymerazës II që katalizon transkriptimi.4) Për shembull, hulumtimet e fundit kanë treguar se aftësia e ΔFosB për të nxitur gjenin cdk5 ndodh në bashkëveprim me rekrutimin e një acetiltransferaze histone dhe proteina të rimodelimit të kromatit të lidhura me gjenin.55) Në të kundërt, aftësia e ΔFosB për të shtypur gjenin c-Fos ndodh në koncert me rekrutimin e një deacetilase histone dhe me sa duket disa proteina të tjera shtypëse siç është një histone reaktive metiltransferazë (Fig 3).2,9,31) Duke pasur parasysh se qindra proteina rregullatore të kromatit mund të rekrutohen në një gjen në bashkëpunim me aktivizimin ose shtypjen e saj, kjo punë është vetëm maja e ajsbergut të sasive të mëdha të informacionit që duhet të zbulohen në vitet në vijim.
Ndërsa progres është bërë në identifikimin e gjeneve të synuara për faktorët e transkriptimit të rregulluar nga droga, ky informacion do të ofrojë një model gjithnjë e më të plotë që mund të përdoret për të udhëhequr përpjekjet për zbulimin e drogës. Shpresohet që trajtimet e reja të mjekimit do të zhvillohen në bazë të këtyre përparimeve dramatike në kuptimin tonë të mekanizmave të transkriptimit që janë në varësi të varësisë.
;