DeltaFosB inashughulikia uharibifu wa epigenetic wa jeni la c-fos baada ya mfiduo wa amphetamine sugu (2008)

abstract

Utaratibu wa Masi msingi wa mpito kutoka kwa utumiaji wa dawa za burudani kwa ulevi wa sigara bado haueleweki vizuri. Molekuli moja iliyoingizwa katika mchakato huu ni ΔFosB, sababu ya unakili ambayo hujilimbikiza kwa nguvu baada ya kufichua dawa mara kwa mara na inapeana majibu ya tabia kwa psychostimulants na dawa zingine za unyanyasaji. Mifumo ya uandishi ya chini ya mto ambayo ΔFosB inasimamia tabia zinazochochea dawa za kulevya zinaeleweka kabisa. Hapo awali tuliripoti mifumo ya ukarabati wa chromatin ambayo ΔFosB inamsha udhihirisho wa jeni fulani, lakini mifumo ya ukandamizaji wa geni ya ΔFosB imebaki haijulikani. Hapa, tunatambua c-fos, jini la mapema la mapema lilichochea haraka katika kusisimua baada ya kufichuliwa kisaikolojia, kama lengo la mteremko wa riwaya ambalo limekandamizwa na ΔFosB. Tunaonyesha kuwa mkusanyiko wa ΔFosB katika hali ya baada ya matibabu sugu ya amphetamine c-fos kuletwa kwa mRNA kwa kipimo cha dawa kinachofuata. ΔFosB inakataa c-fos kujieleza kwa kuajiri histone deacetylase 1 (HDAC1) kwa c-fos kukuza gene, ambayo inabadilisha deacetylates historia zinazozunguka na kupatikana shughuli za jeni. Ipasavyo, kulibishwa kwa HDAC1 ya ndani kukomesha utapeli wa amphetamine iliyochochea c-fos jini. Katika tamasha, amphetamine sugu huongeza histone H3 methylation kwenye c-fos mtangazaji, muundo wa chromatin pia unaojulikana kama kukandamiza shughuli za jeni, na pia kiwango cha usemi wa H3 histone methyltransferase, KMT1A / SUV39H1. Utafiti huu unaonyesha njia mpya ya epigenetic ambayo ΔFosB inaingiliana katika mipango tofauti ya maandishi na mwishowe tabia ya utaftaji sugu wa amphetamine.

Keywords: madawa ya kulevya, amphetamine, striatum, chromatin, muundo wa historia, kanuni ya jeni

kuanzishwa

Matumizi ya kurudia ya psychostimulants kama vile amphetamine na cocaine mara nyingi husababisha mabadiliko kutoka kwa utumiaji wa dawa za kulevya kwa hali ya kulazwa sana (). Utaratibu mmoja ulioingizwa katika mchakato huu ni pamoja na osFosB ya uandishi, bidhaa safi ya splice ya jeni la mapema. fosB, ambayo huonekana na protini za familia za Jun kuunda muundo wa maandishi wa AP-1 wa kazi (). ΔFos hujilimbikiza mara kadhaa baada ya kufichua mara kwa mara na madawa ya kulevya, na mkusanyiko huu umehusishwa na tuzo iliyoongezeka ya cocaine, uhamasishaji wa locomotor, na kujitawala; ; ), ambayo kwa pamoja yanaonyesha jukumu katika njia za neural zinazohusika katika ubadilishaji kati ya utumiaji wa dawa za kupendeza na za kulevya. Kulingana na dhana hii, ΔFosB inafanya kazi kwa njia nzuri ya maoni kwa kuongeza tabia ya kutafuta madawa, ambayo kwa hiyo huongoza ΔFosB zaidi. Swali moja muhimu ni jinsi ΔFosB inavyopatanisha athari zake kwa tabia inayohusiana na dawa. Masomo ya upana wa aina ndogo ya panya katika panya ambayo oxpxpress ΔFosB katika striatum ilitoa ufahamu wa kwanza juu ya malengo ya kushuka kwa maji (). Utafiti huu ulipendekeza kwamba ΔFosB inaweza kutumika kama activator ya uandishi au ya kukandamiza, kulingana na jini la lengo. Walakini, uchunguzi ulichunguza nakala zilizodhibitiwa katika mpangilio wa overexpression, kwa hivyo haijulikani ni aina gani ya aina hii ni malengo ya moja kwa moja, ya kisaikolojia ΔFosB.

Hivi majuzi tuligundua kinase X -UMX inayotegemea cyclin (cdk5) jini kama shabaha ya moja kwa moja ya oFosB, ambayo inakuza Cdk5 maandishi katika striatum (). Walakini, mifumo inayohusika na ukandamizaji wa ΔFosB ya jeni lengwa bado haijabadilika. Mgombea mmoja wa kuvutia ni c-fos, jeni ambayo huchochewa sana na psychostimulants kali lakini ni dhaifu tu baada ya kufichua mara kwa mara (; ; ), wakati viwango vya ΔFosB na ΔFosB iliyo na AP-1 ya juu ni kubwa (, ). Tangu c-fos gene inayo tovuti ya AP-1-kama mkuzaji wake wa proximal (), ni mgombea anayefaa kwa ukandamizaji wa ΔFosB. Uingiliaji wa c-fos jadi inachukuliwa kama alama ya mapema ya uanzishaji wa neural, kwa kuwa inasababishwa kwa haraka na kwa muda mfupi kujibu aina ya kuchochea (). The c-fos jeni ni muhimu pia kwa majibu ya kitabia kwa cocaine, kwani panya hupungukiwa c-fos katika dopamine D1 receptor-zenye neva, aina ya seli ya seli ambapo ΔFosB inasababishwa na psychostimulants (), wamepunguza uhamasishaji wa tabia kwa cocaine (). Matokeo haya yalituongoza kuchunguza kama ΔFosB inadhibiti c-fos shughuli ya jeni baada ya mfiduo sugu wa amphetamine. Tunafafanua hapa utaratibu wa riwaya wa epigenetic ambao mkusanyiko wa ΔFosB unajibu kwa majibu ya amphetamine sugu kurudi desensitize c-fos kujiingiza kwa kipimo cha dawa kinachofuata. Uingiliano huu wa riwaya kati ya ΔFosB na hafla za kukarabati chromatin kwenye c-fos kukuza inaweza kuwa utaratibu muhimu wa nyumbani kudhibiti usikivu wa mnyama kwa mfiduo wa dawa za kulevya unaorudiwa.

Vifaa na mbinu

Kutengwa kwa RNA na usawa

Vipande vya ubongo vilivyohifadhiwa vilishonwa katika TriZol (Attitrogen, Carlsbad, CA) na kusindika kulingana na itifaki ya mtengenezaji. RNA ilitakaswa na safu za RNAesy Micro (Qiagen, Valencia, CA). Jumla ya RNA ilirekebishwa kwa maandishi kwa kutumia Superscript III (Attitrogen). PCR halisi wakati huo iliendeshwa kwa kutumia SYBR Green (ABI, Jiji la Kuinua, CA) na ikasimamiwa kwa kutumia njia ya ΔΔCt. Tazama Jedwali la kuongeza kwa orodha kamili ya primers.

Chromatin immunoprecipitation (ChIP)

Chromatin alikuwa sonication na kisha chanjo (ona Mbinu za kuongeza) kutumia antibodies za histoni acetylated (Millipore, Billerica, MA), anti-HDAC1, au anti-H3K9me2 kutoka Abcam (Cambridge, Uingereza), anti-FosB (C-terminus) (), anti-FosB (N-terminus) (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, Jimbo), au udhibiti wa IgG sungura (Millipore). IP ilikusanywa kwa kutumia shanga za proteni A kutoka Millipore. Baada ya kuosha, chromatin ilinuliwa kutoka kwa shanga na kuunganishwa nyuma kwa uwepo wa proteinase K. DNA kisha ilitakaswa na kutafutwa kwa kutumia PCR ya wakati halisi.

Ukosefu wa kinga

Seli za PC12 zilihamishwa na V5-tagged HDAC1 (), FosB, au ΔFosB kama ilivyoelezwa hapo awali (). Lysates za seli ziligawanywa na kuingizwa na antibodies zisizo na kinga za IgG (Sigma) au anti-FosB (sc-48, Santa Cruz) mara moja kwa 4 ° C. Ukosefu wa kinga ulifanywa na shanga za proteni G (Sigma). Protini zilizokamatwa zilisimamiwa na SDS-PAGE na kuchambuliwa na kufutwa kwa Magharibi kwa kutumia antibody ya kawaida ya polyclonal anti-FosB (N-terminus) () na anti-V5 antibody (Abcam). Kuamua ikiwa HDAC1 na ΔFosB ni washirika wa kumfunga katika vivo, tulitumia mshtuko wa mara kwa mara wa elektroni kushawishi viwango vya juu vya proteni ya ΔFosB (). Tishu za Cortical zilitengwa kutoka kwa kukamata sugu kwa muda mrefu (7 kila siku) au panya-kutibiwa na sham, kulishwa, na kutekelezwa kama ilivyoelezwa hapo juu na antibodies za anti-HDAC1 (Abcam).

Laser kukamata microdis Assembly

Kutumia upasuaji wa mgongo, hali ya hewa ya panya iliambukizwa na virusi vinavyohusiana na adeno (AAV) kuelezea jeni au GFP iliyoonyeshwa kwa pande za ubongo. Baada ya matibabu ya amphetamine, akili zilizohifadhiwa zilisindikawa kuwa sehemu za kikoni za 8 µm-nene na kuwekwa kwenye slaidi za membrane (Lieca, Wetzlar, Ujerumani). Mikoa iliyoambukizwa na AAV ilitengwa laser-dissected (Leica) ili kuwatenga seli ambazo hazijaambukizwa na kusindika na PicoPure RNA kit ya uchimbaji (MDS, Sunnyvale, CA). RNA iliboresha na kitengo cha RiboAmp HS (MDS) na ikachapishwa kama ilivyoelezewa hapo juu. Tazama Mbinu za kuongeza kwa maelezo kamili.

Matokeo

ΔFosB inakataa c-fos mRNA induction katika striatum baada ya mfiduo sugu wa amphetamine

Kuchunguza kama kudharau kwa c-fos usemi wa mRNA ni marekebisho ya simu ya rununu yanayodhibitiwa na BFosB, tulitibu panya na saline au papo hapo au sugu amphetamine na tukawaacha waondolee katika ngome yao ya nyumbani kwa 1 hadi siku za 10. Panya hizo zilichambuliwa 1 hr baada ya kipimo cha changamoto cha saline au amphetamine. Kama inavyoonyeshwa hapo awali (tazama kuanzishwa), c-fos mRNA ilichochewa 4-mara katika striatum na utawala wa amphetamine papo hapo. Katika panya zilizofunuliwa hapo awali na amphetamine sugu, lakini, usemi wa c-fos ili kukabiliana na changamoto ya dawa za kulevya ilipokelewa kwa nguvu hadi siku za 5 za uondoaji wa dawa (Kielelezo 1A), hatua ambayo ΔFosB inabakia kuwa juu katika eneo hili la ubongo (). Kwa kuongeza, katika panya ambazo ziliondolewa kutoka amphetamine sugu kwa siku za 5, tulipata basal c-fos usemi wa mRNA ulipunguzwa chini ya viwango vilivyopatikana katika udhibiti wa matibabu ya saline (Kielelezo 1A). Muhimu, ukubwa wa c-fos kujiingiza kwenye changamoto ya amphetamine ilikuwa imewekwa sana siku ya 1 ya kujiondoa ikilinganishwa na wanyama wanaotibiwa chumvi. Pamoja, matokeo haya yanaonyesha athari ya amphetamine sugu kwa msingi na ikiwa c-fos viwango vya mRNA, ingawa na athari mbili zinazotokea na kozi ngumu ya wakati.

Kielelezo 1  

ΔFosB inakataa c-fos mRNA induction katika striatum baada ya mfiduo sugu wa amphetamine

Kuamua ikiwa mkusanyiko wa ΔFosB baada ya amphetamine sugu inachangia moja kwa moja kwa desensitization ya c-fos kujieleza, sisi kwanza tulifanya CHIP kwa ΔFosB kwenye c-fos kukuza gene katika striatum. Kama inavyoonekana katika Kielelezo 1B, c-fos mtangazaji ana ΔFosB kwa kiasi kikubwa zaidi baada ya kufichua sugu ya amphetamine, athari inayoonekana kwa siku angalau za 5 za uondoaji wa dawa. Takwimu hizi hurekebisha umiliki wa onFosB kwenye c-fos kukuza na kinetiki ya kupunguzwa c-fos shughuli za jeni. Ifuatayo, kupima moja kwa moja ikiwa ΔFosB husababisha kupunguzwa c-fos kujiingiza katika kukabiliana na changamoto ya amphetamine, tulitumia vector ya AAV kuongeza kupita kiasi ΔFosB, au GFP kama udhibiti, kwa mshtuko. Kisha tukatenga striatum iliyoambukizwa na microdis Assembly ya laser (Kielelezo 1C) na ilifanya qRT-PCR ya c-fos mRNA. Tuliona chini sana c-fos mRNA ikiwa baada ya kipimo kikali cha amphetamine kwenye tishu za tumbo zilizoambukizwa na AAV-ΔFosB ikilinganishwa na upande wa makubaliano ulioambukizwa na AAV-GFP, wakati viwango vya β-tubulin mRNA imebaki bila kubadilika (Kielelezo 1D). Takwimu hizi zinaonyesha kwamba c-fos desensitization ni kati na mkusanyiko wa ΔFosB juu ya kukuza baada ya mfiduo sugu amphetamine.

ΔFosB inaajiri HDAC1 kwa c-fos mtangazaji kupatanishi c-fos ukandamizaji wa jini

Kuchunguza mifumo ambayo ΔFosB inaingiliana c-fos kukata tamaa, tulizingatia wakati wa saa ambapo c-fos ilikandamizwa sana: Siku za 5 za kujiondoa kutoka amphetamine sugu. Utaratibu muhimu unaohusika katika c-fos uanzishaji kujibu aina ya kuchochea, pamoja na cocaine (), ni histone acetylation. Kwa hivyo tulikuwa na shauku ya kuamua ikiwa histone acetylation kwenye c-fos kukuza gene pia ilisababishwa na amphetamine ya papo hapo na ikiwa mfiduo wa dawa mara kwa mara ulipata majibu haya. Hakika, amphetamine ya papo hapo iliongezeka histoni H4 acetylation kwenye c-fos kukuza na, baada ya matibabu sugu ya amphetamine, ujanibishaji huu haukuzingatiwa tena (Kielelezo 2A). Acetylation ya H4 ilikuwa maalum, kwani hakuna athari iliyozingatiwa kwa H3 (haijaonyeshwa). Takwimu hizi zinaonyesha kuwa acetylation iliyopunguzwa ya histone, inayohusishwa na muundo wa chromatin isiyo ngumu zaidi na isiyofaa), inachangia kusudi la c-fos jeni baada ya mfiduo sugu wa amphetamine. Ili kujaribu nadharia hii moja kwa moja, tulitibu panya na amphetamine sugu na, baada ya siku za 5 za kujiondoa, tulisimamia kizuizi cha HDAC, butrodate ya sodiamu au gari lake. Tuligundua kwamba butigili ya sodiamu ilibadilisha ukandamizaji uliosababishwa na amphetamine c-fos kujieleza (Kielelezo 2B), kusaidia moja kwa moja wazo kwamba hypoacetylation kwenye c-fos kukuza ni njia kuu ya msingi wa kukata tamaa ya jeni.

Kielelezo 2  

Kuajiri kwa wapatanishi wa HDAC1 actionFosB juu c-fos

Kuelewa jinsi ΔFosB inazuia asetilini ya histoni kwenye c-fos mtangazaji, tulichunguza ikiwa ΔFosB inaingiliana na enzymes zinazopunguza acetylation ya histone, yaani, HDAC. Kwanza tuligundua HDAC1 na HDAC2 kwa sababu enzymes hizi huunda na aina ya sababu za kuchapa kukandamiza usemi wa jeni (). Tangu tafiti za awali za CHIP ziligundua umuhimu wa HDAC1 kwenye c-fos mpandishaji (tazama hapa chini), lakini hakuna HDAC2 inayoweza kugundulika (haijaonyeshwa), tulifanya majaribio ya kugundua uboreshaji ili kujua ikiwa ΔFosB inashughulika na HDAC1. Hakika, tuligundua kwamba chanjo ya cFosB pia ilishusha HDAC1 katika seli za PC12 (Kielelezo 2D). Kwa kweli, mwingiliano huu ni maalum kwa ΔFosB, kama urefu kamili wa FosB, ambao haujikusanyiko baada ya utawala wa psychostimulant sugu (), haikuingiliana na HDAC1. Tulifanya majaribio ya nyuma katika vivo kwa kushawishi idadi kubwa ya ΔFosB na mshtuko wa elektroni. Sanjari na data yetu ya kitamaduni kiini, chanjo na kinga dhidi ya HDAC1 iliyoshushwa chini ya ΔFosB kutoka kwa tishu za ubongo (Kielelezo 2E).

Kwa msingi wa matokeo haya ambayo ΔFosB na HDAC1 huingiliana vitro na katika vivo, tulibaini kuwa, baada ya amphetamine sugu, ΔFosB inaajiri HDAC1 kwa c-fos kukuza gene. Hakika, ChIP ya lysates striatal kupatikana viwango vya juu zaidi ya HDAC1 kwenye c-fos kukuza baada ya mfiduo sugu wa amphetamine (Kielelezo 2C), wakati amphetamine hajabadilisha HDAC1 ya kuifunga β -inchi kukuza gene. Kuamua moja kwa moja ikiwa HDAC1 ilitosha kupata c-fos induction, tulibadilisha seli za HEK293T na HDAC1 au GFP na tukachochea na seramu ya 5% (angalia Mbinu za kuongeza). Tulipata kwamba serum-ikiwa c-fos usemi ulikuwa umechangiwa kwa kiasi kikubwa katika seli zinazozidisha HDAC1 (Kielelezo 2F). Masomo haya yaliongezwa katika vivo kwa kutumia panya za HDAC1 zilizofunikwa zilizoambukizwa na AAV-GFP upande mmoja wa striatum yao na AAV-CreGFP ili kuhamasisha ugomvi wa ndani wa hdac1 jeni katika mshtuko wa makubaliano. AAV-CreGFP imepunguzwa Hdac1 usemi wa mRNA kwenye tishu zilizoambukizwa (zilizotengwa na microdissection ya laser) na> 75% ikilinganishwa na udhibiti wa sindano ya AAV-GFP wakati Hdac2 kujieleza kubaki bila kubadilika (Kielelezo 2G). Panya wakati huo zilitibiwa na amphetamine sugu ikifuatiwa na uondoaji wa dawa kwa siku za 5. Panya zilichambuliwa dakika ya 30 baada ya changamoto ya amphetamine na maeneo ya kuambukizwa yaliyoambukizwa yalikuwa ya microdissected. Tuligundua kuwa amphetamine ilichochea zaidi c-fos mRNA katika tishu za siri zilizoambukizwa na AAV-CreGFP ikilinganishwa na AAV-GFP (Kielelezo 2G), kuonyesha kuwa HDAC1 inahitajika kwa ukandamizaji sugu wa-amphetamine c-fos kujieleza. Hizi data zinaonyesha kuwa mkusanyiko wa ΔFosB katika panya baada ya matibabu sugu ya amphetamine husababisha ΔFosB zaidi kuungwa kwa c-fos kukuza, kuajiri kwa HDAC1, acetylation chini ya histone, na mwishowe shughuli za jeni.

Methylation ya kihistoria imeinuliwa juu c-fos kukuza baada ya mfiduo sugu wa amphetamine

Marekebisho ya shughuli za jeni mara nyingi hujumuisha marekebisho kadhaa ya epigenetic ambayo hufanyika sambamba (; ). Moja ya marekebisho bora ya histone inayohusishwa na shughuli za jeni zilizopunguzwa ni methylation ya histone H3 kwa lysine 9 (H3K9). Marekebisho haya ya histone, yanapopatikana kwenye mikoa ya kukuza, inahusishwa na ukandamizwaji wa maandishi kwa kuajiri waandishi wengine kama vile HP1 (heterochromatin protein 1) (). Kwa hivyo tulichambua kama hypoacetylation ya c-fos Jeni, inayoonekana baada ya utawala sugu wa amphetamine, pia inahusishwa na mabadiliko katika methylation ya H3K9. Sanjari na dhana hii, ChIP iliyofanywa kwa tishu za tumbo kutoka kwa panya zilizotibiwa na amphetamine sugu ilifunua kwamba di-methylated H3K9 (H3K9me2) iliongezeka sana kwenye c-fos kukuza (Kielelezo 3A), athari isiyoonekana kwenye β -inchi kukuza gene. Mojawapo ya Enzymes muhimu ambayo inaingiliana H3K9 methylation ni KMT1A / SUV39H1, ambayo iliibua swali la ikiwa kujieleza kwa enzymes hii kumedhibitiwa na mfiduo sugu wa amphetamine. Tulifanya qRT-PCR juu ya kusitishwa kwa panya zilizotibiwa na amphetamine sugu na tuliona uvumbuzi mkubwa wa Kmt1a / Suv39h1 mRNA, wakati chromatin tofauti kurekebisha enzyme, Hdac5, ilibaki isiyoathirika (Kielelezo 3B). Tofauti na HDAC1, hata hivyo, majaribio ya chanjo ya ushirikiano hayakuonyesha mwingiliano wowote unaogundulika kati ya ΔFosB na KMT1A / SUV39H1, wala hatukuweza kubaini uboreshaji mkubwa wa methyltransferase kwenye c-fos kukuza na ChIP (haijaonyeshwa). Bila kujali, matokeo haya yanaonyesha kwamba upboreshaji wa KMT1A / SUV39H1 inaweza kuwa hypermethylate H3 saa c-fos na kuchangia kupunguza mifumo c-fos shughuli ya jeni baada ya mfiduo sugu wa amphetamine.

Kielelezo 3  

Metylation ya kihistoria baada ya mfiduo sugu wa amphetamine

Majadiliano

Utafiti huu ulibaini c-fos kama riwaya ya chini inayolenga geni ya ΔFosB kwenye striatum baada ya usimamizi sugu wa amphetamine. Tunatoa ushahidi wa moja kwa moja kwamba thatFosB ya asili inaunganisha kwa c-fos mtetezi katika vivo, ambapo ΔFosB huajiri HDAC1 ili kuzima historia zinazozunguka na kupunguza shughuli ya maandishi ya c-fos jini. Vizuizi vyote viwili vya dawa juu ya HDACs na kulighairi kwa HDAC1 vilitosha kupunguza c-fos kukata tamaa na kuinua c-fos kujieleza katika hali ya wanyama sugu kutibiwa amphetamine. Tulipata pia ongezeko la kawaida la methylation ya histone ya kukandamiza huko H3K9 kwenye c-fos kipandishaji, muundo unaohusishwa na upandishaji wa maandishi ya amphetamine wa histonetrylferase, KMT1A / SUV39H1. Pamoja, matokeo haya hutoa ufahamu mpya wa kimfumo kwa njia ambazo ΔFosB inarudisha shughuli za jeni fulani na inaonyesha kielelezo cha riwaya kati ya njia mbili kuu ambazo hudhibiti majibu ya tabia kwa psychostimulants: indFosB induction () na kuchakata tena chromatin (). Matokeo yetu yanaonyesha jinsi njia hizi mbili zinavyoungana kwenye c-fos kukuza baada ya mfiduo sugu wa amphetamine kwa kubadilisha shughuli za jeni.

Kwanza tuliona uhaba wa c-fos kujieleza kwa mRNA baada ya matibabu sugu ya cocaine zaidi ya miaka 15 iliyopita (), lakini hakuna ufahamu wa kiufundi uliopatikana ndani ya jinsi majibu tofauti sana ya maandishi yanaweza kutokea kati ya mfiduo wa papo hapo dhidi ya mfiduo sugu wa dawa. Katika juhudi zetu za kuelewa vitendo vya chini vya ΔFosB, tulirekebisha udhibiti wa c-fos kujieleza kwa sababu ya kanuni hii ya kutofautisha kati ya mfiduo wa papo hapo na sugu wa psychostimulants. Kwa kuwa ΔFosB imeinuliwa mara kadhaa baada ya mfiduo sugu wa dawa, hii induction ya kutofautisha ya c-fos mRNA, na pia tovuti ya AP-1-kama c-fos kukuza mtangazaji, alipendekeza jukumu la kisheria la ΔFosB. Hii pia ilifanya c-fos gene mgombea wa kuvutia ambaye atasoma athari za kukandamiza za ΔFosB kwenye usemi wa jeni ().

Sugu amphetamine imewekwa wazi c-fos uingizwaji wa mRNA au viwango vyake vya msingi katika striatum kwa takriban siku za 5 za uondoaji wa dawa, kozi ya wakati ambayo inaambatana na utulivu wa ΔFosB () na makazi yake kwenye c-fos mtangazaji. Ingawa ΔFosB inaweza kugunduliwa baada ya kujiondoa kwa muda mrefu, hatua kwa hatua hupungua kwa wakati (; ) na inaweza kuwa haitoshi kudumisha ukandamizaji wa c-fos jeni zaidi ya hatua ya siku ya 5. Walakini mwendo wa wakati wa c-fos desensitization ni ngumu, pamoja na kukandamiza ujanibishaji wake kwa changamoto kubwa ya amphetamine saa 1 siku ya kujiondoa, lakini ukandamizaji wa viwango vyake vya kiwango cha juu katika siku za 5 za kujiondoa. Takwimu zetu za ChIP zinaonyesha kuwa ΔFosB inafungwa na c-fos kukuza katika hatua zote mbili, na kupendekeza kuwa shughuli tofauti za c-fos gene iliyozingatiwa kati ya 1 na siku ya 5 ya kujiondoa inaweza kuwa ni kwa sababu ya wasanidi nyongeza wa maandishi walioandikishwa kwa jeni na kozi ngumu ya wakati. Masomo zaidi yanahitajika ili kuelewa mifumo ya kina inayohusika.

Umuhimu wa tabia wa ΔFosB-mediated c-fos kukata tamaa inaweza kuwa homeostatic, kama panya ambazo hazina c-fos jeni katika dopamine D1 receptor-inayojumuisha neurons zinaonyesha majibu ya tabia yaliyopunguzwa kwa cocaine (). Kwa kuongezea, Vizuizi vya HDAC, ambavyo vinazuia osFosB-upatanishi wa upatanishi wa c-fos, ongeza usikivu wa mnyama kwa athari za tabia ya cocaine (; ). Matokeo haya yanaonyesha kuwa wakati athari ya ΔFosB ni kukuza majibu ya tabia yaliyosisitishwa kwa psychostimulants (; ), pia huanzisha mpango wa uandishi wa riwaya kupitia c-fos desensitization kupunguza ukubwa wa tabia hizi moja. ΔFosB inaweza, kwa kweli, kutoa majibu ya tabia kwa psychostimulants kupitia safu ngumu ya matukio ya maandishi ya chini, ikihusisha uingizwaji au ukandamizaji wa jeni kadhaa zinazolenga (), ambayo, pamoja na gen-encosing c-Fos kama inavyoonyeshwa hapa, ni pamoja na AMPA glutamate receptor subunit GluR2 (), serine-threonine kinase Cdk5 (), na dynorphin ya opioid peptide (), kati ya wengine (). Baadhi ya jeni hizi huamilishwa na ΔFosB (ambapo ΔFosB huajiri wanaharakati wa uandishi)), wakati zingine zimekandamizwa na ΔFosB (ambapo ΔFosB, kama inavyoonyeshwa hapa, huajiri waandishi wa mwandishi wa maandishi). Jaribio kubwa la utafiti wa siku zijazo ni kubaini sababu ambazo zinaamua ikiwa ΔFosB inaamsha au inabadilisha gene inalengwa wakati inashikamana na mtangazaji wa jeni.

Ikizingatiwa pamoja, matokeo yetu yanagundua utaratibu wa riwaya wa epigenetic kupitia ambayo ΔFosB inaingiliana sehemu ya athari zake za uandishi katika striatum baada ya mfiduo sugu wa amphetamine. Utafiti huu pia hutoa ufahamu mpya muhimu juu ya mifumo ya kimsingi ya kuchapa na epigenetic katika vivo kushiriki katika kukata tamaa (yaani, uvumilivu) wa jeni muhimu kwa majibu ya tabia ya kisaikolojia.

 

Vifaa vya ziada

Supp1

Shukrani

Kazi hii iliungwa mkono na ruzuku kutoka NIDA

Marejeo

  • Bibb JA, Chen J, Taylor JR, Svenningsson P, Nishi A, Snyder GL, Yan Z, Sagawa ZK, Ouimet CC, Nairn AC, Nestler EJ, Greengard P. Athari za kudumu kwa cocaine hutekelezwa na protini ya neuronal Cdk5. Hali. 2001; 410: 376-380. [PubMed]
  • Carle TL, Ohnishi YN, Ohnishi YH, Alibhai IN, Wilkinson MB, Kumar A, Nestler EJ. Proteasome-tegemezi na-zisizo za utaratibu wa uharibifu wa FosB: utambulisho wa maeneo ya FosB ya shauku na matokeo ya utulivu wa DeltaFosB. Eur J Neurosci. 2007; 25: 3009-3019. [PubMed]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Mwenyewe DW. Ufafanuzi maalum wa aina ya seli ya Striatal ya DeltaFosB huongeza motisha kwa cocaine. J Neurosci. 2003; 23: 2488-2493. [PubMed]
  • Grozinger CM, Schreiber SL. Enzymes ya Deacetylase: kazi za kibaolojia na utumiaji wa inhibitors ndogo-molekuli. Chem Biol. 2002; 9: 3-16. [PubMed]
  • Matumaini B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Udhibiti wa kujieleza kwa haraka ya jenereta ya awali na AP-1 kumfunga katika kiini cha panya accumbens na cocaine ya muda mrefu. Proc Natl Acad Sci US A. 1992; 89: 5764-5768. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Tumaini BT, NYE HE, MB Kelz, Mweke DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Uingizaji wa tata ya AP-1 ya muda mrefu iliyojumuisha protini zilizobadilika kama Fos katika ubongo na matibabu ya muda mrefu ya kocaine na matibabu mengine ya muda mrefu. Neuron. 1994; 13: 1235-1244. [PubMed]
  • Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Njia za Neural za kulevya: jukumu la kujifunza kuhusiana na malipo na kumbukumbu. Annu Rev Neurosci. 2006; 29: 565-598. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, Whisler K, Gilden L, Beckmann AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Self DW, Tkatch T, Baranauskas G, DJ Surmeier, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ. Ufafanuzi wa sababu ya transcription deltaFosB katika ubongo inadhibiti usiri wa kocaine. Hali. 1999; 401: 272-276. [PubMed]
  • Marekebisho ya Kouzarides T. Chromatin na kazi yao. Kiini. 2007; 128: 693-705. [PubMed]
  • Kumar A, Choi KH, Renthal W, Tsankova NM, Theobald DE, Truong HT, Russo SJ, Laplant Q, Sasaki TS, Whistler KN, Neve RL, Self DW, Nestler EJ. Kurudisha kwa Chromatin ni njia muhimu inayosababisha uboreshaji wa cocaine katika striatum. Neuron. 2005; 48: 303-314. [PubMed]
  • McClung CA, Nestler EJ. Udhibiti wa kujieleza kwa jeni na malipo ya cocaine na CREB na DeltaFosB. Nat Neurosci. 2003; 6: 1208-1215. [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: kubadilisha molekuli kwa kukabiliana na muda mrefu katika ubongo. Ubongo Res Mol Brain Res. 2004; 132: 146-154. [PubMed]
  • Montgomery RL, Davis CA, Potthoff MJ, Haberland M, Fielitz J, Qi X, Hill JA, Richardson JA, Olson EN. Historia deacetylases 1 na 2 kudhibiti tena morphoacis ya moyo, ukuaji, na umiliki. Chombo cha jeni. 2007; 21: 1790-1802. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Morgan JI, Curran T. Stimulus-transcription coupling katika neurons: jukumu la seli za haraka za mwanzo. Mwelekeo wa Neurosci. 1989; 12: 459-462. [PubMed]
  • NYE HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Uchunguzi wa Pharmacological wa udhibiti wa induction ya muda mrefu ya anti-alogi ya FOS na cocaine katika striatum na kiini accumbens. J Pharmacol Exp Ther. 1995; 275: 1671-1680. [PubMed]
  • Persico AM, Schindler CW, O'Hara BF, Brannock MT, Uhl GR. Maneno ya nakala ya ubongo: athari za amphetamine kali na sugu na mafadhaiko ya sindano. Ubongo Res Mol Ubongo Res. 1993; 20: 91-100. [PubMed]
  • Renthal W, Maze I, Krishnan V, Covington HE, 3rd, Xiao G, Kumar A, Russo SJ, Graham A, Tsankova N, Kippin TE, Kerstetter KA, Neve RL, Haggarty SJ, McKinsey TA, Bassel-Duby R, Olson EN, Nestler EJ. Historia ya deacetylase 5 epigenetiki hudhibiti marekebisho ya tabia kwa kuchochea hali ya mhemko. Neuron. 2007; 56: 517-529. [PubMed]
  • Steiner H, Gerfen CR. Cocaine-ikiwa c-fos messenger RNA inahusiana sana na usemi wa dynorphin katika striatum. J Neurosci. 1993; 13: 5066-5081. [PubMed]
  • Tsankova N, Renthal W, Kumar A, Nestler EJ. Kanuni ya epigenetic katika shida ya akili. Nat Rev Neurosci. 2007; 8: 355-367. [PubMed]
  • Zachariou V, Bolanos CA, Selley DE, Theobald D, Mchungaji wa Cassidy, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton O, Sim-Selley LJ, Dileone RJ, Kumar A, Nestler EJ. Jukumu muhimu kwa DeltaFosB katika kiini cha accumbens katika hatua ya morphine. Nat Neurosci. 2006; 9: 205-211. [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos huwezesha upatikanaji na uharibifu wa mabadiliko ya cocaine-ikiwa yanaendelea. J Neurosci. 2006; 26: 13287-13296. [PubMed]