Integrerande synaptisk plasticitet och striatal kretsfunktion i missbruk (2011)

Curr Opin Neurobiol. 2012 Jun;22(3):545-51. doi: 10.1016/j.conb.2011.09.009.

Grueter BA, Rothwell PE, Malenka RC.

FULLSTUDIE

källa

Nancy Pritzker Laboratory, Institutionen för psykiatri och beteendevetenskap, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA 94305, USA.

Abstrakt

Exponering för beroendeframkallande läkemedel orsakar förändringar i synaptisk funktion inom det striatala komplexet, vilket antingen kan efterlikna eller störa induktionen av synaptisk plasticitet. Dessa synaptiska anpassningar inkluderar förändringar i nucleus accumbens (NAc), en ventral striatal subregion som är viktig för läkemedelsbelöning och förstärkning, såväl som dorsal striatum, som kan främja vanligt läkemedelsanvändning. Eftersom beteendevirkningarna av missbruk av droger är långvariga, är det viktigt att identifiera ihållande förändringar i striatalkretsar som induceras av in vivo-läkemedelserfaring. Inom striatum har missbruksläkemedel visats inducera modifikationer i dendritisk morfologi, jonotropa glutamatreceptorer (iGluR) och induktion av synaptisk plasticitet. Att förstå de detaljerade molekylära mekanismerna som ligger till grund för dessa förändringar i striatal kretsfunktion ger insikt i hur missbruksmediciner utnyttjar normala inlärningsmekanismer för att producera patologiskt beteende.

Beskrivning

Utvecklingen, progressionen och beständigheten av drogberoende tros involvera dynamiska förändringar i synaptisk överföring inom striatum och relaterade basala ganglia-kretsar. Synapser i dessa regioner uppvisar olika former av långvarig synaptisk plasticitet, som verkar vara avvikande genom exponering för beroendeframkallande läkemedel. Dessa former av plastisitet inkluderar förstärkning av synaptisk anslutning, eller långvarig potentiering (LTP), såväl som dess försvagning, eller långvarig depression (LTD). Dessa synaptiska förändringar manifesterar sig ofta som förändringar i antal och funktion av iGluR: er, inklusive AMPA-receptorer (AMPAR) och NMDA-receptorer (NMDAR). Det är sålunda av stort intresse att belysa mekanismerna för synaptisk plastisitet i de striatala kretsarna som ligger till grund för viktiga aspekter av beroende-beteenden.

Slutsatser och framtida riktningar

Genom att beskriva den senaste utvecklingen inom området för patatal synaptisk plasticitet och beroende har vi lyfts fram flera nya trender. Ett antal studier som använde olika tillvägagångssätt har gett konvergent bevis beträffande tidsförloppet för synaptiska anpassningar i NAc, efter både akut och upprepad kokaineksponering, tillbakadragande / utrotning och återexponering / återinförande (figur 1). Vi har dock precis börjat förstå synaptiska anpassningar i dorsala striatal subregioner, vilket kan vara särskilt viktigt för sena stadier av beroende som involverar vanligt drogsökande. De senaste åren med forskning har också kraftigt avancerat vår förståelse av synaptisk plastisitet i specifika neuronpopulationer i striatum, särskilt MSN: er för den direkta och indirekta vägen, och rollen för dessa specifika celltyper i beteendemässiga svar på missbruksläkemedel. Ett viktigt nästa steg kommer att vara att utvidga dessa tillvägagångssätt till modeller för återinförande och återfall - ett av de mest utmanande problemen i klinisk behandling av missbruk. Slutligen har optogenetiska tekniker gjort det möjligt att dissekera funktionen hos olika ingångar till striatum

en metod som bör belysa hur synapser som bildas av dessa olika ingångar kan moduleras differentiellt av missbruk av droger. Sammanfattningsvis bör det striatala komplexet undersökas med avseende på dess funktionellt distinkta komponenter, på nivån av individuella neuronala vägar för att fullt ut förstå de cellulära och beteendemekanismer som ligger till grund för motiverade beteenden, drogmissbruk och missbruk.