Uzoefu wa madawa ya kulevya epigenetically primes Inducibility ya gene ya fosb katika kiini cha panya accumbens (2012)

MASWALI: Ushuhuda kwamba deltafosb huacha nyuma baada ya kupona kutoka kwa ulevi. Hasa madawa ya kulevya husababisha mabadiliko ya epigenetic, ambayo husababisha induction ya deltafosb haraka sana inapotokea tena. Hii inaelezea jinsi kurudi tena, hata baada ya miaka kunaweza kupanuka kwa haraka hadi hali kamili ya kupayuka.


J Neurosci. Mwandishi wa maandishi; inapatikana katika PMC 2013 Januari 25.

 
Diane Damez-Werno,1,§ Quincey LaPlant,1,§ HaoSheng Jua,1 Kimberly N. Scobie,1 David M. Dietz,1 Ian M. Walker,2 Ja Wook Koo,1 Vincent F. Vialou,1 Hezekell Mouzon,1 Scott J. Russo,1 na Eric J. Nestler1,*
Maelezo ya Mwandishi ► Taarifa ya Hakimiliki na Leseni ►
Toleo la mwisho la mchapishaji la nakala hii linapatikana bure kwa J Neurosci
Angalia makala nyingine katika PMC kuwa Anatoa makala iliyochapishwa.
Nenda:

abstract

ΔFosB, a Fosb bidhaa ya jeni, imeingizwa katika nuksi za nukta (NAc) na caudate putamen (CPu) kwa kufunuliwa mara kwa mara na dawa za unyanyasaji kama vile cocaine. Uingiliaji huu unachangia mwelekeo mbaya wa udhihirisho wa jeni na tabia mbaya ya tabia inayoonekana na mfiduo wa mara kwa mara wa dawa.

Hapa, tulitathmini ikiwa historia ya mbali ya utaftaji wa dawa katika panya inaweza kubadilisha kutofaulu kwa Fosb gene ilisisitizwa na yatokanayo na cocaine inayofuata. Tunadhihirisha kwamba utawala wa kokeini sugu uliyotangulia, ikifuatiwa na uondoaji wa muda mrefu, huongeza kutofaulu kwa Fosb katika NAc kama inavyothibitishwa na kuletwa kwa nguvu zaidi kwa RFosB mRNA na mkusanyiko wa proteni ya ΔFosB mara nyingi baada ya kufichua tena kahawa.. Hakuna primed vile Fosb induction ilizingatiwa huko CPu, kwa kweli, induction ya papo hapo ya ΔFosB mRNA ilikandamizwa huko CPu.

Njia hizi zisizo za kawaida za Fosb kujieleza ni kuhusishwa na marekebisho ya chromatin saa Fosb kukuza gene. Kabla ya usimamizi sugu wa kokeini husababisha kuongezeka kwa muda mrefu kwa polymerase II (Pol II) katika Fosb mtangazaji katika NAc tu, na kupendekeza kwamba Pol II "inasisimua" Fosb kwa kujiingiza katika mkoa huu juu ya mfiduo mpya wa cocaine. Changamoto ya cocaine kisha inasababisha kutolewa kwa Pol II kutoka kwa kukuza jeni, ikiruhusu haraka zaidi Fosb maandishi. Changamoto ya cocaine pia hupunguza marekebisho ya historia ya kukandamiza huko Fosb mtangazaji katika NAc, lakini huongeza alama kama hizo za kukandamiza na hupunguza alama za kuamilisha katika CPu.

Matokeo haya hutoa ufahamu mpya juu ya mienendo ya chromatin hapo Fosb kukuza na kufunua utaratibu wa riwaya wa primed Fosb induction katika NAc juu ya mfiduo tena wa cocaine.

Nenda:

kuanzishwa

Ulevi wa madawa ya kulevya unaonyeshwa na utaftaji wa madawa ya kulevya na kuchukua licha ya athari mbaya (Kalivas et al., 2005; Hyman et al., 2006). Mfiduo sugu wa madawa ya kulevya husababisha mabadiliko endelevu katika usemi wa jenasi katika hali ya hewa ya ndani (au kiunga cha mishipa; NAc) na muundo wa dorsal (au caudate putamen; CPu), miundo ya mshikamano iliyojumuishwa katika tuzo ya madawa ya kulevya na ulevi (Freeman et al., 2001; Robinson na Kolb, 2004; Shaham na Tumaini, 2005; Maze na Nestler, 2011). ΔFosB, protini iliyosindika na iliyohifadhiwa iliyowekwa na jeni la mapema, Fosb, ni sifa iliyoonyeshwa kwa uandishi mzuri iliyosababishwa na NAc na CPu kwa udhihirisho sugu wa karibu dawa zote za unyanyasaji, ambapo huelekeza majibu ya kitabia kwa usimamizi wa dawa unaorudiwa (Nestler, 2008). Walakini, iwapo utaftaji sugu wa dawa ya dhuluma haswa utaftaji wa ΔFosB bado haijulikani.

Tulibadilisha maoni hivi karibuni kuwa marekebisho ya chromatin katika kukabiliana na udhihirishaji wa dawa sugu yanaweza kubadilisha kutofaulu kwa jeni maalum katika mikoa ya ubongo inayolenga (Robison na Nestler, 2011). Uthibitisho unaoongezeka umeonyesha kuwa dawa za dhuluma baada ya usimamizi sugu hubadilisha muundo na upatikanaji wa maandishi ya chromatin kupitia aina nyingi za marekebisho, pamoja na phosphorylation, acetylation, na methylation ya mikia ya histone. Kazi ya hivi karibuni katika mifumo ya tamaduni ya seli imezingatia kuajiri kwa aina ya RNA polymerase II (Pol II) kwa mtangazaji wa jeni "isiyofanikiwa" kabla ya kujieleza, na Pol II ilizidi kuendelea kupandisha mkoa wa kukuza na kuzunguka kwa tovuti ya uandishi. ) katika hali ya "iliyofadhaika" (Core na Lis, 2008; Nechaev na Adelman, 2008). Uanzishaji wa Pol iliyosimamishwa ya pili inafikiriwa kuwajibika kwa kutoroka kwake kutoka kwa mtangazaji na mkoa wa TSS na uandishi wake wa jeni hizi za "primed" (Zeitlinger et al., 2007; Saha et al., 2011; Bataille et al., 2012).

Hapa, tunaonyesha kwamba mfiduo wa kocaini wa zamani, unaofuatwa na kipindi cha kujiondoa, hubadilisha udhihirisho wa Fosb gene kwa utawala wa kahawa uliofuata, na NAc inakatwa kwa ujanibishaji wakati CPu haiko. Kisha tunagundua saini za chromatin tofauti hapo Fosb kukuza gene katika NAc na CPu ambayo inahusishwa na kutokufanikiwa kwa aberi Fosb jeni, pamoja na kuajiri kwa mshtuko wa Pol II huko Fosb mtangazaji mkuu katika NAc tu vile vile na mabadiliko katika marekebisho kadhaa ya kuamsha au kukandamiza historia katika maeneo yote ya ubongo. Matokeo haya hutoa uelewa wa riwaya katika mienendo ya chromatin hapo Fosb kukuza gene na kuonyeshana kwa mara ya kwanza utaratibu ambao unalala wa nyakati za Pol II Fosb kwa uanzishaji mkubwa katika NAc juu ya mfiduo mpya wa cocaine.

Nenda:

Vifaa na mbinu

Wanyama

Panya za kiume za Sprague Dawley (250-275 g; Charles River Maabara), iliyotumika katika majaribio yote, iliwekwa katika chumba kilichodhibitiwa na hali ya hewa kwenye mzunguko wa 12 hr / mzunguko wa giza (taa kwenye 7 AM) na upatikanaji wa chakula na maji ad libitum. Wanyama wote waliingizwa mara mbili kwa siku kwa siku kumi na cocaine (15 mg / kg, ip) au saline (ip) katika mabwawa yao ya nyumbani. Majaribio ya wanyama yalipitishwa na Kamati ya Utunzaji wa wanyama na Matumizi (IACUC) katika Mlima Sinai.

Vipimo vya locomotor

Wanyama waliwekwa ndani ya chumba cha enomotor siku ya kwanza kwa 1 hr, kisha wakaangaliwa kwa shughuli za injini baada ya sindano ya saline kutumia Mfumo wa Shughuli ya Photobeam (Vyombo vya San Diego). Baada ya makazi ya 1 hr katika vyumba vya locomotor kila siku, cocaine (15 mg / kg, ip) ilikuwa inasimamiwa kila siku kwa siku za 2 na wanyama waliangaliwa tena kwa shughuli za locomotor kwa 1 hr.

Immunohistochemistry

Wanyama walipewa mafuta ya 24 hr baada ya udhihirisho wa dawa ya mwisho. Chanjo ya ΔFosB / FosB iligunduliwa kama ilivyoelezwa (Perrotti et al., 2004). Kufutwa kwa Magharibi kulithibitisha kuwa immFosB / FosB-kama kinga ya mwili iligundua 24 hr au muda mrefu zaidi baada ya sindano za cocaine kuonyesha ΔFosB, na FosB haionekani (haijaonyeshwa).

Kutengwa kwa RNA, maandishi ya nyuma, na PCR

Punch ya 12-gauge punches ya NAc na dorsolateral / dorsomedial CPu ilipatikana kama ilivyoelezwa (Perrotti et al., 2004), waliohifadhiwa kwenye barafu kavu na kusindika kulingana na itifaki iliyochapishwa (Covington et al., 2011). ΔFosB na FosB mRNA ilipimwa kwa kutumia PCR ya upimaji (qPCR) na maandishi maalum ya ΔFosB na prosers ya FosB (Alibhai et al., 2007). Viwango vya ΔFosB na FosB mRNA vilifanywa kawaida kwa viwango vya GAPDH mRNA, ambazo hazikuguswa na mfiduo wa kokaini (haujaonyeshwa).

Western blotting

Punch za NAc na CPu zilikusanywa kama hapo juu na kusindika kwa ufutaji wa Magharibi kama ilivyoelezewa (Covington et al., 2011), kutumia antibodies dhidi ya ERK44 / 42 [ishara ya extracellular imewekwa kinase-44 / 42] na phosphoERK44 / 42 (pERK), AKT [thymoma viral proto-oncogene] na p-AKT, SRF (sababu ya majibu ya serum), na PBF [camu ya kukabiliana na protini inayofunga], na pCREB. Kiasi cha protini kilichowekwa ndani ya kila njia hiyo kiliwekwa kawaida kwa viwango vya actin au tubulin, ambavyo havikuathiriwa na mfiduo wa kahawa.

Chromatin immunoprecipitation (ChIP)

NAC zilizogawanywa hivi karibuni na makombora ya CPu yalitayarishwa kwa ChIP kama ilivyoelezea (Maze et al., 2010). Kila hali ya majaribio ilichambuliwa kwa njia tatu kutoka kwa vikundi huru vya wanyama. Kwa kila sampuli ya ChIP, NAP za nchi mbili na makombora ya CPu yamewekwa kutoka kwa panya tano (viboko vya 10). Antibodies zinazotumiwa kwa marekebisho maalum ya histone ni sawa na ile iliyochapishwa (Maze et al., 2010); antibodies kwa Pol II phosphorylated katika Ser5 ya carboxyl terminal domain yake (CTD) kurudia mkoa (Pol II-pSer5) ilipatikana kutoka abcam 5131. Seti nne za chapa za ChIP zilibuniwa Fosb (Lazo et al., 1992; Mandelzys et al., 1997): 1F: GTACAGCGGAGGTCTGAAGG, 1R: GAGTGGGATGAGATGCGAGT; 2F: CATCCCACTCGGCCATAG, 2R: CCACCGAAGACAGGTACTGAG; 3F: GCTGCCTTTAGCCAATCAAC, 3R: CCAGGTCCAAAGAAAGTCCTC; 4F: GGGTGTTTGTGTGTGAGTGG, 4R: AGAGGAGGCTGGACAGAACC. Ngazi za marekebisho ya chromatin hulinganishwa na zile za pembejeo za DNA kama ilivyoelezea (Maze et al., 2010).

Uchambuzi wa takwimu

Maadili yote yaliyoripotiwa ni ya maana ± sem Takwimu za shughuli za locomotor na hesabu ya seli zilichambuliwa na ANOVA za njia mbili na matibabu na sindano kama sababu. Majaribio ya qPCR yalichambuliwa kwa wakati mmoja na ANOVA za njia moja na matibabu kama sababu. Wakati athari kubwa zilionekana (p <0.05), majaribio ya baada ya hoc ya Bonferroni yalifanywa kwa kulinganisha na wanyama waliotibiwa na chumvi-naïve (^ kwa takwimu) na wanyama waliotibiwa na dawa za kulevya (* kwa takwimu). Vipimo visivyo na waya vya wanafunzi wenye mikia miwili vilitumika kwa kufuta Magharibi na data ya ChIP, na marekebisho kwa kulinganisha mara nyingi.

Nenda:

Matokeo

Kubwa zaidi Kufanikiwa kwa Fosb katika NAc, lakini sio CPu, ya panya wenye uzoefu wa cocaine

Kuchunguza ushawishi wa kozi sugu ya cocaine, ikifuatiwa na kipindi cha muda mrefu cha kujiondoa, juu ya kutofanikiwa kwa Fosb jeni kwa kujibu changamoto iliyofuata ya cocaine, panya ambazo hapo awali zilikuwa zina sindano mara mbili kila siku na saline au cocaine (15 mg / kg) kwa siku 10 zilipewa kipimo cha dawa hiyo baada ya siku ya 28 ya kujiondoa (Kielelezo 1A). Kwanza tulipima majibu ya mtaftaji katika kundi moja la wanyama ili kudhibitisha ujanibishaji wa usisitizo wa locomotor na mfiduo wa kocaini wa zamani, matokeo yanayotarajiwa ya usimamizi wa dawa. Panya wenye uzoefu wa Cocaine na -naïve walionyesha shughuli sawa za kimsingi, na changamoto ya cocaine kwa wanyama wasio na dawa wanaongeza ujumuishaji wao (Kielelezo 1B. Vipimo vilivyorudiwa kwa njia mbili ANOVA, matibabu: F1,66 = 30.42, p <0.0001; Changamoto ya cocaine: F2,66= 58.39, p <0.0001; matibabu x changamoto ya cocaine: F2,66= 8.56, p = 0.0005, Bonferroni baada ya mitihani ^p <0.001). Changamoto hii ya kokeni ilisababisha shughuli kubwa zaidi ya wafanyabiashara, yaani, uhamasishaji, katika panya wenye uzoefu wa cocaine (Bonferroni post-vipimo * p <0.001).

Kielelezo 1  

Athari za udhihirisho wa kocaini sugu ya shughuli za locomotor na Fosb induction katika NAc na CPu juu ya mfiduo mpya wa dawa hiyo

Ili kutathmini athari za regimen ya upishi wa cocaine-kwenye kujieleza kwa ΔFosB katika NAc na CPu, tulipima protini ya ΔFosB na njia za immunohistochemical 24 hr baada ya wanyama wa cocaine-naïve na wanyama wenye uzoefu wa cocaine kutibiwa na 0, 1, 3, au 6 changamoto ya kila siku ya cocaine. sindano (15 mg / kg; ona Kielelezo 1A). Kama ilianzishwa hapo awali (Nye et al., 1995), Sindano za cocaine za 3 zilitosha kuchochea sana protini ya ΔFosB katika NAc na CPu ya wanyama-naïve wa wanyama na mkusanyiko wake ulibaki muhimu baada ya siku za 6 za sindano za cocaine (Kielelezo 1C. Vipimo vilivyorudiwa kwa njia mbili ANOVA, msingi wa NAc, matibabu: F1,28= 23.5, p <0.0001; Changamoto ya cocaine: F3,28= 49.16, p <0.0001; matibabu x changamoto ya cocaine: F3,28= 6.83, p = 0.0014; Ganda la Nac, matibabu: F1,28= 18.69, p <0.0001; Changamoto ya cocaine: F3,28= 31.52, p <0.0001; matibabu x changamoto ya cocaine: F3,28= 3.21, p <0.05; CPu, matibabu: F1,28= 9.47, p <0.001; Changamoto ya cocaine: F3,28= 19.74, p <0.0001; matibabu x changamoto ya cocaine: F3,28= 0.94, p> 0.05. Katika msingi wa NAc, ganda, na CPu, Bonferroni baada ya vipimo ^p <0.05). Katika wanyama wenye uzoefu wa cocaine, hakukuwa na ushahidi wa kuendelea kuingizwa kwa osBFosB katika NAc au CPu baada ya siku 28 za kujiondoa, sawa na ripoti za hapo awali kwamba ishara ya osBFosB inasambaratika kabisa na wakati huu (Nye et al., 1995), sababu wakati huu ulitumiwa katika utafiti huu. Ajabu, hata hivyo, panya wenye uzoefu wa cocaine ambao walipokea sindano za changamoto ya kokeini ya 3 au 6 walionyesha uainishaji mkubwa zaidi wa proteni ya ΔFosB katika NAc, athari inayoonekana katika utii wote wa msingi na ganda (Kielelezo 1C. Vipimo vya baada ya Bonferroni * p <0.05). Kwa upande mwingine, hakuna kuingizwa zaidi kwa protini ya osBFosB ilionekana katika CPu; badala yake, uingizaji sawa wa osBFosB ulionekana katika mkoa huu baada ya siku 3 au 6 za sindano za changamoto za kokeni katika panya za cocaine-naïve na-uzoefu (Kielelezo 1C).

Ili kupata ufahamu juu ya mabadiliko ya maandishi yanayotokea katika NAc na CPu ili kujibu changamoto ya kokeini, tulisoma kozi ya wakati (45, 90, na 180 min) ya kutokufanikiwa kwa ΔFosB na nakala za FRB mRNA kwenye sindano moja ya cocaine au saline iliyopewa kwa cocaine-naïve na -pata uzoefu baada ya siku za 28 za kujiondoa (tazama Kielelezo 1A). Kuhusiana na changamoto ya saline, changamoto ya kokeini ilisababisha kuongezeka kwa kasi kwa viwango vya ΔFosB na FosB mRNA wakati wote wa alama kwenye NAc na CPu ya wanyama wa cocaine-naïve (Kielelezo 1D. Vipimo vilivyorudiwa kwa njia moja ANOVA kwa kila wakati wa saa; Bonferroni baada ya vipimo ^p <0.05). Katika NAc, tuliona uingizaji mkubwa wa ΔFosB na FosB mRNA katika wanyama wenye uzoefu wa cocaine ikilinganishwa na wanyama wa cocaine-naïve baada ya changamoto ya cocaine, athari ilikuwa muhimu kwa dakika 90 wakati, kwa upande mwingine, kutofaulu kwa ΔFosB na FosB mRNA katika CPu ilikuwa kwa kiasi kikubwa kupungua kwa wanyama wenye uzoefu wa cocaine (Kielelezo 1D. Bonferroni baada ya vipimo %p = 0.08, * p <0.05).

Tabia ya kuongezeka kwa njia za kuashiria katika NAc na CPu ya panya wenye uzoefu wa cocaine

Maelezo moja inayowezekana ya kutofanikiwa kwa Fosb jenasi katika NAc na CPu baada ya kozi ya hapo awali ya cocaine ni kwamba historia ya mbali ya utaftaji wa cocaine inaweza kusababisha mabadiliko ya kudumu katika kuashiria njia ambazo ziko juu ya Fosb kujilimbikizia jeni kwamba changamoto ya cocaine kisha huleta jeni kwa kiwango cha kupitisha. Ili kusoma nadharia hii, tulichambua sababu mbili za uandishi, SRF na CREB, ambazo zimeonyeshwa hivi karibuni kuwa zinahitajika kwa uuzaji wa cocaine wa ΔFosB katika maeneo haya ya ubongo (Vialou et al., 2012) pamoja na kinases za proteni zilizo juu, ERK na AKT, pia zimeathiriwa katika hatua ya cocaine (Valjent et al., 2000; Lu et al., 2006; Boudreau et al., 2009). Tulishindwa kugundua mabadiliko yoyote katika jumla au viwango vya phosphorylated vya protini hizi tofauti ambazo zinaweza kuelezea uvumbuzi uliobadilishwa wa Fosb inayotunzwa, pamoja na mabadiliko yoyote katika SRF, CREB, au AKT (Kielelezo 2B, C). Ukosefu wa mabadiliko katika pSRF na pCREB katika NAc katika kukabiliana na changamoto ya cocaine ni sawa na ripoti ya hivi karibuni, ambayo iligundua zote mbili zilisababishwa na cocaine sugu tu (Vialou et al., 2012).

Kielelezo 2  

Athari za udhihirisho wa kokeini sugu ya wakati uliopita kwenye kasinon zinazoonyesha ya Masi katika NAc na CPu

Katika NAc na CPu ya wanyama wa na -ve wa dawa, dakika ya 20 baada ya udhihirisho wa dawa ya awali (Kielelezo 2A), changamoto moja ya kokeini ilipungua kiwango cha pERK42 / 44 (Kielelezo 2B, C. Jaribio la mwanafunzi aliye na tailed mbili: * p <0.05). Kuna ripoti za awali za kuongezeka kwa viwango vya MAZIWA katika mikoa hii baada ya utawala mkali wa kokeni (Valjent et al., 2000). Hii ni ngumu kulinganisha na karatasi zingine zinazochunguza phosphorylation ya ERK katika NAc wakati wa kujiondoa kutoka kwa sindano za kurudia za cocaine (Boudreau et al., 2007; Shen et al., 2009), kama ilivyo kwenye somo letu la masomo ilisimamishwa baada ya siku za 28 za kujiondoa na baada ya changamoto ya cocaine au saline. Jamaa na wanyama wa na naveve wanaopata cocaine kwa mara ya kwanza, kufichua tena cocaine katika panya wenye uzoefu wa cocaine, baada ya siku za 28 za kujiondoa, ilisababisha ongezeko kubwa la viwango vya PERK42 / 44 katika CPu (Kielelezo 2B, C. Jaribio la mwanafunzi mkia mbili: * p <0.05).

Mazingira ya Chromatin huko Mpandishaji wa jeni wa Fosb katika NAc na CPu ya panya aliye na uzoefu wa cocaine

Tulichunguza baadaye ikiwa mabadiliko ndani Fosb uzingatiaji wa jeni unahusishwa na mabadiliko katika muundo wake wa chromatin. ChIP ilifanywa kwa NAc na CPu kutumia antibodies zilizoelekezwa dhidi ya aina tatu zilizo na sifa za marekebisho ya histone: trimethylation of Lys4 of histone H3 (H3K4me3) inayohusiana na uanzishaji wa gene, na H3K27me3 na H3NUMX na H9NUMX na H2NUMX Tulichambua panya wa-cocaine-naïve na -mepata uzoefu baada ya siku za 28 za kujiondoa bila au kwa sindano ya cocaine, na wanyama waliochunguza 1 hr baadaye (Kielelezo 3A). Katika NAc, hatukupata mabadiliko makubwa katika kumfunga yoyote ya marekebisho haya matatu ya historia kwa Fosb kukuza gene kwa kukosekana kwa changamoto ya kokeini, ingawa kulikuwa na hali ya kupungua kwa viwango vya H3K9me2 (Kielelezo 3B-D. Mbili mtihani wa mwanafunzi aliye na tairi. #p = 0.2 ikilinganishwa na udhibiti husika wa Dawa Naïve). Athari hii ikawa muhimu baada ya changamoto ya kokeini na ilikuwa maalum kwa mkoa wa kukuza profaini wa jeni (Kielelezo 3C. * p <0.05). Wakati viwango vya H3K9me2 viko chini sana kwa jeni zingine, Fosb mtangazaji wa jeni anaonyesha viwango vya kufurahisha vya alama hii katika NAc chini ya hali ya udhibiti (Maze et al., 2010, data haijaonyeshwa). Kwa kulinganisha, katika CPu, tulipata kupungua ndogo lakini muhimu kwa kufungwa kwa H3K4me3, na kuongezeka kwa H3K27me3 binding, Fosb mtangazaji kwa kukosekana kwa changamoto ya kokeini, athari zilizopotea baada ya changamoto (Kielelezo 3D. * p <0.05).

Kielelezo 3  

Athari za udhihirisho wa kocaini ya sugu kwenye priming ya epigenetic ya Fosb jeni katika NAc na CPu

Tulichunguza Pol II inayofuata kwa Fosb jeni, kulingana na matokeo ya hivi karibuni katika tamaduni ya seli ambayo kukosekana kwa Pol II huko TSSs, ambayo inajulikana na fosforasi yake huko Ser 5 katika mkoa wake wa kurudia wa CTD, inahusishwa na upeanaji wa jeni (angalia Utangulizi). Kwa hivyo tunachambua Pol II-pSer5 Fosb katika mikoa minne tofauti ya jeni (Kielelezo 3B). Mchanganuo huu umebaini uboreshaji muhimu wa Pol II-pSer5 huko Fosb gene katika mkoa wake wa kukuza proxer na karibu na TSS yake katika NAc ya wanyama waliopata uzoefu wa cocaine, baada ya kujiondoa kwa muda mrefu, kutokana na kukosekana kwa changamoto ya kahawa ikilinganishwa na udhibiti (Kielelezo 3E. * p <0.05). Utajiri huu haukuonekana katika maeneo mawili ya mwili wa jeni Fosb, sanjari na msimamo wa Pol II ulioelezewa katika mifumo rahisi ya majaribio. Inafurahisha, baada ya changamoto ya kokeini, kufungwa kwa Pol II-pSer5 bado kulionyesha dalili za utajiri, ingawa sio tena kwa maana, kwa Fosb mkoa wa kukuza mtangazaji (Kielelezo 3E. %p = 0.1), lakini akarudi kwa viwango vya udhibiti katika TSS. Matokeo katika CPu yalibadilika zaidi, bila muundo wazi wa Pol II-pSer5 ya kisheria ilizingatiwa.

Nenda:

Majadiliano

Utafiti uliopo hutoa ufahamu mpya juu ya kanuni endelevu ya Fosb wiki baada ya kukomesha mfiduo wa mara kwa mara kwa cocaine. Tunaonyesha kwamba utawala wa kokeini sugu usio na mwisho hutolewa Fosb jeni isiyofanikiwa zaidi katika NAc, na kusababisha kusanyiko haraka kwa ΔFosB juu ya mfiduo mpya wa dawa. Kwa kuzingatia uthibitisho wa ushahidi kwamba ΔFosB induction katika NAc inaelekeza majibu ya tabia yaliyosisitizwa kwa cocaine (Nestler, 2008), matokeo yetu yanafunua utaratibu wa riwaya wa kurudisha haraka kwa majibu kama haya baada ya kujiondoa kwa muda mrefu.

Tunaonyesha kuwa uboreshaji ulioimarishwa wa ΔFosB katika NAc unahusishwa na mabadiliko ya chromatin hapo Fosb jeni ambayo ingetarajiwa kuifanya iweze kufadhili zaidi. Kwa hivyo, tunaonyesha kuongezeka kwa Pol II kumfunga kwa mpandishaji mkuu na mkoa wa TSS wa gene ambao upo baada ya wiki za 4 za kujiondoa kutoka kwa utawala wa cocaine sugu. Uboreshaji kama huo wa Pol II huko TSS hupotea haraka juu ya changamoto ya cocaine na Fosb induction, sanjari na mfano katika tamaduni ya seli ambayo imesisitiza Pol II imetolewa kutoka kwa TSS kwenye uanzishaji wa jeni (tazama Utangulizi). Changamoto ya cocaine pia inasababisha kupungua kwa haraka kwa kumfunga H3K9me2-alama ya ukandamizaji wa jini- kwa Fosb mtangazaji. Kinyume na hivyo, hatukugundua upataji wa kudumu wa sababu kadhaa za maandishi, au ndugu zao wa juu, ambao wanajulikana kupatanishi. Fosb induction na cocaine. Matokeo haya yanaunga mkono wazo letu la kwamba ujanibishaji ulioimarishwa wa ΔFosB katika NAc upatanishwa kupitia upitishaji wa epigenetic ya Fosb jeni na sio kupitia uhamishaji wa matukio yanayopatikana.

Matokeo tofauti sana yalipatikana kwa CPu. Hakukuwa na ushahidi wa Pol II ikisikika Fosb katika panya wenye uzoefu wa cocaine kabla ya changamoto ya cocaine, ingawa kulikuwa na marekebisho madogo lakini muhimu ya histone kulingana na ukandamizaji wa jeni: kuongezeka kwa H3K27me3 kumfunga na kupungua kwa H3K4me3. Pia hakukuwa na mabadiliko katika vishawishi vya kupandikiza vya kupandikiza au kinesi zinazoendana na zilizopunguzwa Fosb induction. Matokeo haya yanaonyesha kuwa baada ya usimamizi sugu wa cocaine, marekebisho ya epigenetic hutumikia kukomesha Fosb kutofikia jeni katika CPu, tofauti na priming inayoonekana katika NAc. Walakini, wakati athari hizi zinakandamiza uingizwaji wa ΔFosB mRNA juu ya kufichua tena cocaine, hakuna hasara katika mkusanyiko wa proteni ya ΔFosB. Utaratibu unaosababisha ubashiri huu sasa unahitaji uchunguzi zaidi.

Kwa jumla, matokeo yetu yanaunga mkono mfano ambapo mabadiliko katika mazingira ya chromatin kwa aina fulani ya jibu kwa usimamizi sugu wa cocaini hutumikia au kushona jeni hizo kwa kujipatia nguvu baada ya kupatikana tena kwa dawa hiyo. Mabadiliko ya chromatin kama hayo, ambayo yanaweza kutazamwa kama "makovu ya epigenetic," hayatakosekana katika uchambuzi wa viwango vya jadi vya mRNA vya serikali. Kwa njia hii, tabia ya epigenome ya ulevi huahidi kufunua habari mpya juu ya pathojeni ya Masi ya shida, ambayo inaweza kuchimbwa kwa maendeleo ya matibabu mapya.

Nenda:

Shukrani

Kazi hii iliungwa mkono na ruzuku kutoka Taasisi ya Kitaifa ya Dawa Mbaya.

Nenda:

Marejeo

  • Alibhai IN, Green TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Udhibiti wa fosB na usemi wa DeltafosB mRNA: katika vivo na masomo ya vitro. Resin ya ubongo. 2007;1143: 22-33. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Bataille AR, Jeronimo C, Jacques PE, Laramee L, Fortin ME, Msitu A, Bergeron M, Hanes SD, Robert F. A Universal RNA Polymerase II CTD Mzunguko Imeundwa na Uingiliano wa Complex kati ya Kinase, Phosphatase, na Enomerase Enzymes pamoja na gen. Kiini cha Mol. 2012;45: 158-170. [PubMed]
  • Boudreau AC, Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME. Vipimo vya uso wa seli ya AMPA katika eneo la mkusanyiko wa panya huongezeka wakati wa kujiondoa cocaine lakini inaboresha ndani baada ya changamoto ya cocaine katika ushirika na uanzishaji uliobadilishwa wa kinesi za proteni zilizoamilishwa. J Neurosci. 2007;27: 10621-10635. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Boudreau AC, Ferrario CR, Glucksman MJ, Wolf ME. Kuashiria marekebisho ya njia na riwaya ya protini kinase Sehemu ndogo zinazohusiana na uhamasishaji wa tabia kwa cocaine. J Neurochem. 2009;110: 363-377. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Core LJ, Lis JT. Udhibiti wa uandishi kupitia upanuzi wa mpito-proximal wa RNA polymerase II. Sayansi. 2008;319: 1791-1792. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Covington HE, 3rd, Maze I, Jua H, Bomze HM, DeMaio KD, Wu EY, Dietz DM, Lobo MK, Ghose S, Mouzon E, Neve RL, Tamminga CA, Nestler EJ. Jukumu la methylation ya kukandamiza ya histone katika mazingira magumu ya kukosekana kwa koa. Neuron. 2011;71: 656-670. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Freeman WM, Nader MA, Nader SH, Robertson DJ, Gioia L, Mitchell SM, Daunais JB, Porrino LJ, Friedman DP, Vrana KE. Mabadiliko sugu ya upishi wa kokaini katika kiini kisicho cha binadamu hujumlisha kujieleza kwa jeni. J Neurochem. 2001;77: 542-549. [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]
  • Kalivas PW, Volkow N, Seamans J. Kichocheo cha kutosha kwa kulevya: ugonjwa wa maambukizi ya prefrontal-accumbens glutamate. Neuron. 2005;45: 647-650. [PubMed]
  • Lazo PS, Dorfman K, Noguchi T, Mattei MG, Bravo R. muundo na uchoraji wa jeni la fosB. FosB inadhibiti shughuli ya mtangazaji wa fosB. Asidi ya Nuklia Res. 1992;20: 343-350. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Lu L, Koya E, Zhai H, Hope BT, Shaham Y. Wajibu wa ERK katika kulevya ya kocaine. Mwelekeo wa Neurosci. 2006;29: 695-703. [PubMed]
  • Mandelzys A, Gruda MA, Bravo R, Morgan JI. Kukosekana kwa antijeni ya 37 kDa fos-inayoendelea inayohusiana na shughuli za AP-1-kama shughuli ya kufunga-DNA kwenye akili za kainic acid zilizotibiwa fosB panya. J Neurosci. 1997;17: 5407-5415. [PubMed]
  • Maze I, Nestler EJ. Mazingira ya epigenetic ya ulevi. Ann NY Acad Sci. 2011;1216: 99-113. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Maze I, Covington HE, 3rd, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Mechanic M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren Y, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakhovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Jukumu muhimu la histone methyltransferase G9a katika utunzaji wa cocaine-ikiwa. Sayansi. 2010;327: 213-216. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Nechaev S, Adelman K. Promoter-proximal Pol II: wakati kusonga huharakisha mambo juu. Mzunguko wa Kiini. 2008;7: 1539-1544. [PubMed]
  • Nestler EJ. Tathmini. Utaratibu wa utaratibu wa kulevya: jukumu la DeltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008;363: 3245-3255. [Makala ya bure ya PMC] [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]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Uingizaji wa deltaFosB katika miundo ya ubongo inayohusiana na thawabu baada ya dhiki sugu. J Neurosci. 2004;24: 10594-10602. [PubMed]
  • Robinson TE, Kolb B. Kisiasa ya plastiki inayohusishwa na yatokanayo na madawa ya kulevya. Neuropharmacology 47 Suppl. 2004;1: 33-46. [PubMed]
  • Robison AJ, Nestler EJ. Njia za transcriptional na epigenetic za kulevya. Nat Rev Neurosci. 2011;12: 623-637. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Saha RN, Wissink EM, Bailey ER, Zhao M, Fargo DC, Hwang JY, Daigle KR, Fenn JD, Adelman K, Dudek SM. Nakala ya shughuli inayosababishwa na haraka ya Arc na IEG zingine hutegemea polymerase II iliyokuwa imejaa. Nat Neurosci. 2011;14: 848-856. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Shaham Y, Tumaini BT. Jukumu la neuroadaptations kurudi kwa kutafuta madawa. Nat Neurosci. 2005;8: 1437-1439. [PubMed]
  • Shen HW, Toda S, Moussawi K, Bouk Night A, Zahm DS, Kalivas PW. Kubadilika kwa uti wa mgongo wa dendritic katika panya zilizoondolewa na cocaine. J Neurosci. 2009;29: 2876-2884. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Valjent E, Corvol JC, Kurasa C, Besson MJ, Maldonado R, Caboche J. Ushiriki wa mchezo wa kinase uliodhibitiwa wa ishara ya nje ya mali ya mali inayofaidia kahawa. J Neurosci. 2000;20: 8701-8709. [PubMed]
  • Zeitlinger J, Stark A, Kellis M, Hong JW, Nechaev S, Adelman K, Levine M, RA mdogo. RNA polymerase ikisonga katika jeni za kudhibiti maendeleo kwenye kiinitete cha Drosophila melanogaster. Nat Genet. 2007;39: 1512-1516. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]
  • Vialou VF, Feng J, Robison AJ, Ferguson D, Scobie KN, Mazei-Robison M, Mouzon E, Nestler EJ. Sababu ya mwitikio wa Serum na protini ya kufunga ya cAMP inahitajika kwa induction ya cocaine ya ΔFosB. J Neurosci. 2012 kukubaliwa. [Makala ya bure ya PMC] [PubMed]