DeltaFosB, FosB ve cFo'ların kokain kendi kendine yönetimi ve geri çekilmesi sırasında (2010) striatal düzenlemesi

J. Neurochem. Yazar el yazması; PMC Eki 1, 2011.
Son düzenleme formunda şu şekilde yayınlandı:
Bu makalenin yayıncının son düzenlenmiş sürümünü şu adreste bulabilirsiniz: J Neurochem
PMC’deki diğer makalelere bakın. anmak yayınlanan makale.

Özet

Kronik ilaca maruz kalma, ilaç bağımlılığının gelişmesinin altında yatan düşünce gen ekspresyon profillerinde değişikliklere neden olur. Bu çalışma, kendi kendini idare eden ve oyulmuş sıçanlarda kronik intravenöz kokain uygulaması sırasında ve sonrasında striatal alt bölgelerde, özellikle cFos, FosB ve ΔFosB gibi transkripsiyon faktörleri Fos ailesinin düzenlenmesini incelemiştir. CFos, FosB ve ΔFosB'nin, bölgesel ve geçici olarak farklı ekspresyon desenleri sergilediğini bulduk, çekirdekte Accumbens (NAc) kabuğunda ve çekirdeğinde daha fazla ΔFosB proteini birikimi yaşarken, coFosB kaudat-putamen (CPu) 'de kalmaya devam etti. Akut veya kronik uygulama ile benzer. Buna karşılık, kronik uygulama ile tüm 3 striatal alt bölgelerinde ΔFosB için kokaine bağlı mRNA'ya tolerans gelişti. Tolerans ayrıca, özellikle NAc kabuğundaki ve CPu'daki FosB ifadesine de gelişti. İlginç bir şekilde, kokainin neden olduğu cFos indüksiyonuna tolerans, ventralde ancak dorsal striatal bölgelerinde olmayan kokain alımının isteğe bağlı kontrolüne bağlıyken, FosB ve ΔFosB'nin düzenlenmesi, kokain kendi kendine uygulayan ve oyulmuş hayvanlarda benzerdi. Bu nedenle, CPu'daki ΔFosB aracılı nöroadaptasyonlar, intravenöz kokain kullanımının başlamasıyla daha önce düşünülenden daha önce ortaya çıkabilir ve NAc'de daha fazla ΔFosB birikimi ile birlikte, kokain arama davranışındaki bağımlılıkla ilişkili artışlara katkıda bulunabilir.

Anahtar Kelimeler: kokain, kendi kendini idare, geri çekilme, striatum, Fos

Giriş

Bağımlılık yapan ilaçlara tekrar tekrar maruz kalmak, hem zorlayıcı ilaç alımının gelişimini hem de yoksunluk ve uyuşturucunun geri çekilme davranışına geri dönmenin devam etmesinin altını çizdiği düşünülen beyin ödüllendirme yollarında nöroadaptasyonlar üretir. Bu nöroadaptasyonların birçoğu, transkripsiyon faktörlerinin indüklenmesi ve ardından nöron yapısı ve fonksiyonu üzerinde potansiyel olarak uzun süreli etkileri olabilecek gen ekspresyonunun düzenlenmesinden kaynaklanır (Zhang ve ark. 2006). Fos transkripsiyon faktörleri ailesi, bu ailenin üyeleri hem akut hem de kronik kokaine maruz kaldıktan sonra striatal bölgelerde farklı indüksiyon paternleri gösterdiğinden özel ilgi konusudur. Kokain akut olarak pasif, şarta bağlı olmayan bir şekilde (yani intraperitoneal (IP) enjeksiyonla) uygulandığında, hem dorsal (kauda-putamen, CPu) hem de ventralde (nukleus akumbens, NAc) cFos ve FosB mRNA ve proteini arttırır. striatum (Graybiel ve ark. 1990; Genç ve ark. 1991; Umut ve ark. 1992), bu cevaba tolerans kronik pasif uygulamada ortaya çıkarken (Umut ve ark. 1992, 1994; Alibhai ve ark. 2007). Buna karşılık, riaFosB'nin striatal seviyeleri (35-37 kDa); FosB gen, kronik ancak yüksek akut pasif kokain maruziyetinden sonra yükselir (Umut ve ark. 1994; Nye ve ark. 1995; Chen ve ark. 1995, 1997). Bu stabil ΔFosB izoformları, cFos veya FosB'den farklı Jun ailesi proteinleriyle heterodimerize olabilir (Chen ve ark. 1995) ve kendisi ile fonksiyonel homodimerler de oluşturabilir (Jorissen) ve ark. 1997), kronik kokainden sonra aktifleştirici protein-1 (AP-1) komplekslerinin diferansiyel oluşumunun, AP-1 bölgelerinde gen ekspresyonunu, akut kokain maruziyeti tarafından üretilen gen ekspresyonundan farklı bir şekilde değiştirebileceğini öne sürüyor (XNUMX).Umut, 1998; Kelz ve Nestler, 2000). Gen ekspresyon profillerinde farklı değişiklikler, ΔFosB yüksekliklerinin kısa vadeli veya uzun süreli olmasına bağlı olarak da ortaya çıkar ve bu değişiklikler kokain aracılı davranışların farklı ifadelerine yol açabilir (McClung ve Nestler, 2003). Amfetamin, morfin, dahil diğer ilaçlara kronik olarak maruz kalma,9-THC, nikotin, etanol ve fensiklidin de striatal bölgelerde stabil ΔFosB izoformlarının birikmesine neden olur (McClung ve ark. 2004; Perrotti ve ark. 2008). Ayrıca, son bulgular osFosB birikimi ile kronik uyarıcıya maruz kaldıktan sonra bulunan cFos indüksiyonuna toleransı gösterebilecek amfetamin kaynaklı cFos arasında negatif bir etkileşim olduğunu göstermektedir (Renthal ve ark. 2008). Birlikte, bu bulgular, kararlı ΔFosB izoformlarının “moleküler bir anahtar” olarak hareket edebileceği ve ilk ilaç kullanımından daha bağımlı biyolojik durumlara geçişi kolaylaştıracağı hipotezine yol açmıştır. (Nestler ve ark. 2001; Nestler, 2008).

Önceki çalışmaların çoğunda Fos ailesi proteinlerinin ekspresyonunu incelemek için tekrarlanan pasif kokain tedavileri kullanılırken ve kokainin insan istismar modellerinin tipik olarak birkaç saat boyunca intravenöz (IV) kendi kendine tatbik edilmesi durumunda bu düzenlemenin nispeten az örneği vardır. Bir çalışma, farelerde (Kuzmin ve Johansson, 30) tek bir 1999 dakikalık bir kokain kendi kendine tatbikat seansından sonra CPU'da cFos mRNA'nın arttığını, alt-kroniklerden sonra sıçanların CPu'sinde hiçbir değişiklik bulunmadığını tespit etmiştir. 3 gün) veya kronik (6-12 hafta) kokain kendi kendine tatbikat (Daunais ve ark. 1993, 1995). Bir süre geri çekildikten sonra, NAc'deki cFos proteinindeki kokain aracılı artışlar, önceden eskalatlı kokain alımına sahip sıçanlarda azalır (Ben-Shahar ve ark. 2004cocaine bağlı ipuçlarına maruz kaldıktan sonra striatum boyunca yüksek cFos seviyeleri bulunurken (Neisewander ve ark. 2000; Kufahl ve ark. 2009). CFos'un aksine, kronik kokain kendi kendine tatbikatından sonra striatum boyunca ΔFosB'nin artan protein seviyeleri gösterilmiştir ve bu birikim en azından 1 günü çekilmeye devam edebilir (Pich ve ark. 1997; Perotti ve ark. 2008). Bununla birlikte, çoklu Fos familyası proteinlerinin bu tür intravenöz kokain uygulamasına duyarlılığındaki değişiklikleri, akut veya kronik maruz kalma ile karşılaştıran hiçbir rapor yoktur. BFosB ve cFos arasındaki potansiyel etkileşimler, diferansiyel AP-1 kompleks oluşumunun gen ekspresyonu üzerinde diferansiyel etkiler üretme kabiliyeti ve bu farklılıkların kokain aracılı davranışlar üzerindeki muhtemel etkisi göz önüne alındığında, aynı zamanda, Şarta bağlı olmayan uygulamadan sonra ortaya çıkan cFos, FosB ve ΔFosB'nin ifadesi ayrıca kokainin kendiliğinden uygulandığı zaman ve bu değişikliklerin kokain uygulamasının sona ermesinden sonra ne kadar süre dayanabileceğini belirlemek için de bulunur. Bu nedenle, bu çalışmada kronik IV kokain uygulamasının hem kokain uygulaması hem de geri çekilme sırasında striatal alt bölgelerdeki ΔFosB, FosB ve cFos ekspresyonu üzerindeki etkilerini karşılaştırdık. Akut ya da kronik maruz kalmadan sonra, aynı miktarda ve aynı zamanda geçici kokain kalıbı alan hayvanlarda yapılan düzenleme ile gönüllü kendi kendine tatbikatla yapılan düzenlemeyi karşılaştırdık. FosB ve ΔFosB’nin aynı ek varyantları olduğu göz önüne alındığında FosB gen, ayrıca FosB ve ΔFosB için mRNA'ların protein seviyesindeki düzenleme ile karşılaştırmasını yaptık.

Deneysel İşlemler

Konular ve Cerrahi

Başlangıçta yaklaşık 250-300 g ağırlığındaki yetişkin erkek Sprague-Dawley fareleri, sıcaklık ve nem kontrollü bir ortamda, bir 12 h ışık-karanlık döngüsünde (7: 00 AM'de yanar) bekletildi. Hayvanlara yiyecek ve su verildi. ad libitum sakaroz peletleri (85 mg, BioServ) için kolluk antremanı sırasında serbest beslenme ağırlıklarının% 45'inde tutulmaları haricinde, her zaman. Manivela baskı eğitimi, havalandırmalı işlem odalarında (Med Associates, Georgia, VT), satın alma kriterleri (100 ardışık seanslar için seans başına 3 peletleri) sabit oranlı bir 1 (FR1) güçlendirme takvimi altında karşılanıncaya kadar gerçekleştirildi. Hayvanlar daha sonra beslendi ad libitum Ameliyattan önce en az 24 saat için. Ameliyat için, sıçanlara solunum yolunda atropin (0.04 mg / kg, subkutan) verildi ve sodyum pentobarbital (50 mg / kg, IP) anestezisi altında, daha önce yayınlanmış işlemlere göre sağ juguler damar içine kronik, kalıcı bir kateter yerleştirildi.Edwards ve ark. 2007a). Ameliyattan sonra, sıçanlara enfeksiyonun önlenmesi için bir penisilin enjeksiyonu (200,000 IU / kg, intramüsküler) verildi ve kateterler günlük olarak gentamisin sülfat (0.2 mg / ml) içeren 20 ml heparinize (0.33 IU / ml) bakteriyostatik salinle yıkandı. Tüm deney prosedürleri Ulusal Sağlık Enstitüsüne uygun olarak yapıldı Laboratuar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı İçin Rehberve UT Southwestern Tıp Merkezi Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi (IACUC) tarafından onaylandı.

Cihaz ve Kendi kendine uygulama prosedürleri

Cerrahiden 1 wk iyileşmesinin ardından, hayvanlar çoklu deney gruplarına / çekilme sürelerine ayrıldı (Şekil 1Ave daha önce tarif edildiği gibi günlük seanslarda işlemsel test odalarına geri döndü (Edwards ve ark. 2007b). Muamele edilmemiş kontrol grubundaki sıçanlar tek başlarına yerleştirildi ve günlük olarak kendi kafeslerine maruz kalmadan kendi kafeslerinde tutuldu. Kokain kendi kendine tatbikat (CSA) grubundaki sıçanların, günlük 0.5 h oturumlarında, 50 günlerinde yapılan günlük 1 seanslarında sabit oranlı bir 1 (FR4) takviye takvimi altında gönüllü olarak kendi kendine tatbik etmelerine izin verildi. / wk, toplam 6 gün boyunca. Her bir aktif kaldıraç presi, aktif kolun üstündeki bir işaret ışığının aydınlatılmasıyla ilişkilendirilen bir 18 kokain infüzyonu üretti. Evin ışığı kokain infüzyonu sırasında söndürüldü ve ev ışığının kapalı kaldığı infüzyondan sonra ilave bir 2.5 süresi geçti. İnfüzyon ve zaman aşımı süresinde yanıt veren kol kaydedildi ancak sonuç alınmadı. Odalarda ek bir aktif olmayan kol mevcuttu, ancak bu kola cevap vermek de sonuç vermedi. Kronik boyunduruk (CY) grubundaki fareler, aktif olarak kendi kendine uygulanan fareler ile eşleştirildi ve kendi kendilerine uygulanan ortaklarına özdeş miktarlarda ve geçici olarak pasif kokain infüzyonları uygulandı. Akut boyunduruğu (AY) grubundaki sıçanlar da kronik CSA grubundaki sıçanlarla eşleştirildi, ancak ilk kez tek bir pasif kokain infüzyonu seansı aldıklarında, kendinden uygulamanın son gününe kadar kokain yerine pasif salin infüzyonları aldı. saati. Son olarak, Saline SA grubunun cerrahi, test veya diğer deneysel prosedürlerle ilgili potansiyel değişiklikleri tanımlamak için tedavi edilmeyen kontrollerle karşılaştırıldığında tuzlu su kendi kendine vermesine izin verildi. CFos, FosB veya ΔFosB'nin cevap verebilirliğindeki akut ve kronik kokain maruziyetindeki değişiklikleri tanımlamak için AY ve CY grupları arasındaki karşılaştırmalar kullanılırken, CSA ve CY grupları cFos, FosB veya ΔFosB ifadesindeki değişiklikleri tanımlamak için karşılaştırıldı. özellikle kokainin farmakolojik etkilerine karşı ödüllendirme ile ilgilidir. Tüm çalışma gruplarından doku, cFos, FosB ve ΔFosB'nin kokaine bağlı regülasyonunu karşılaştırmak için son 12.5 h test oturumundan hemen sonra toplandı ve doku toplanmış 4 h veya 24 ile bazı çalışma grupları için kokaine bağlı değişikliklerin kalıcılığı belirlendi Son test oturumundan sonra wk. Antikor çapraz reaktivitesi ile ilgili potansiyel problemleri aşmak ve değişiklikleri saptama duyarlılığını arttırmak için striatal alt bölgelerin diseksiyonlarında kantitatif western blot ve RT-PCR prosedürleri kullanılmıştır.

Şekil 1  

(A) Kokain yönetimi ve geri çekilme (WD) rejimlerini gösteren zaman çizelgesi. Kesintisiz çizgiler, kronik kokain kendi kendini uygulayan (CSA) ve toplamda kronik boylu (CY) hayvanlarda intravenöz kokain infüzyonlarının (0.5 mg / kg / infüzyon) uygulandığını gösterir. ...

Doku Koleksiyonu

Sıçanlar, kafa bölgesini hedef alan mikrodalga ışınlama yoluyla öldürüldü (5 kW, 1.5, Murimachi Kikai, Tokyo, Japonya). Beyinler hızlı bir şekilde diseke edildi ve soğutuldu ve nükleus accumbens (NAc) kabuğu, NAc çekirdeği ve kaudat-putamen (NAc) bilateral doku zımbaları (14 göstergesi), elde edilen koordinatlara dayanarak 1.5 mm koronal dilimlerinden elde edildi. Paxinos ve Watson (1998), resimli Şekil 1B). Doku örnekleri proteaz ve fosfataz inhibitörleri içeren lizis tamponunda sonikasyon ile homojenleştirildi. Homojenatlar daha sonra 5 dakika boyunca kaynatıldı, buza yerleştirildi ve daha sonra protein konsantrasyonlarını belirlemek için Lowry tarafından tahlil edildi. Homojenatlar daha sonra 20 samplesg örneklerinde alikotlandı ve kullanılana kadar -80 ° C'de saklandı.

Batı lekesi

Doku numuneleri, Tris / Glisin / sodyum dodesil sülfat tamponlu salin çözeltisi (TGS; Bio-Rad, Hercules, CA) içindeki elektroforez ile ayrılması için% 12 poliakrilamid jellerine yüklendi. Ayrıldıktan sonra, numuneler elektroforez (250 saat için 18 mA) poliviniliden florür membranlarına (PVDF; Amersham, Piscataway, NJ) aktarıldı ve ardından% 3 yağsız kuru süt ve 1 x Tris / Tween tamponlu tuzlu su çözeltisinde (TTBS Bio; -Rad, Hercules, CA) gece boyunca 4 ° C'de. Membranlar daha sonra 1: Primer Fra antikorunun 1000 seyreltilmesi (nazikçe% 3 süt / 1 × TTBS çözeltisi içerisinde Dr. Michael Iadarola, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Bethesda, MD tarafından sağlandı) içinde gece boyunca 4 ° C'de yıkandı. 1 × TTBS içinde (her biri 4 kez, her biri 15) ve 1: 1 h için konjüge edilmiş keçi anti-tavşan ikincil antikorunun 25000 seyreltisini içeren 1 x TTBS içinde inkübe edilmiştir. sıcaklık. Zarlar tekrar yıkandı ve daha sonra, Hyperfilm (ECL plus; Amersham) üzerinde Pierce Super Signal West Dura (Thermo Fisher Scientific Inc., Rockford, IL) kemilüminesans aracılı saptama kullanılarak geliştirildi. CFos, FosB ve ΔFosB protein bantlarının yerelleştirilmesi, Şekil 1C. Bu çalışmada sadece expressedFosB'nin (yani, 35-37 kDa) kararlı şekilde ifade edilen formlarını incelemeyi seçtik, çünkü bu, kronik ilaç kullanımıyla biriktiği ve bağımlılığı temel alan nöroplastisite ürettiği düşünülen formlardır (Nestler ve ark. 2001). Bantlara mutlak immüno-reaktivite atamak için Scion Image (Frederick, MD) kullanıldı ve filmlerin dijital görüntülerini almak için bir tarayıcı kullanıldı. Tespit sonrasında membranlar soyuldu ve β-tubulin (1: 200000, Hücre Sinyali, Danvers, MA) için tekrar araştırıldı. Fos ile ilgili proteinlerin seviyelerini normalleştirmek için β-tubulin seviyeleri bir yükleme kontrolü olarak kullanıldı.

RT-PCR,

Kantitatif RT-PCR (qRT-PCR) hemen FosB ve ΔFosB mRNA ve kokain uygulamasının ardından 24 saat değişikliklerini belirlemek için kullanıldı. Hayvanlar hızlı bir şekilde titreme ile öldürülmüş ve NAc çekirdeği, NAc kabuğu ve CPu tarif edildiği gibi izole edilmiştir (Graham ve ark. 2007; Bachtell ve ark. 2008). Bireysel numuneler, RNA-STAT-60 (IsoTex Diagnostics Inc, Friendswood, TX) içinde hemen homojenize edildi ve mRNA, üreticinin talimatlarına göre ekstrakte edilene kadar kuru buz üzerinde donduruldu. Kısaca, her numuneye kloroform ilave edildi ve sulu katman, santrifüjlemenin ardından izole edildi. Toplam mRNA, doğrusal akrilamid (Ambion, Austin, TX) varlığında izopropanol ile çökeltildi. Örnekler santrifüjlendi ve ekstrakte edilen mRNA topakları% 70 etanol ile yıkandı ve DEPC suyu içinde yeniden süspanse edildi. Toplam mRNA, DNAaz ile muamele edildi (Ambion, Foster City, CA) ve Superscript III (Invitrogen, Carlsbad, CA) kullanılarak rastgele heksamerler ile cDNA'ya ters transkripsiyona tabi tutuldu. FosB, ΔFosB ve gliseraldehit-3-fosfat dehidrojenazı (GAPDH) amplifiye etmek için kullanılan primer sekansları 5′-GTGAGAGATTTGCCAGGGTC-3 ′ ve 5′-AGAGAGAAGCCGTCAGGTTG-3 ACT -GA -GA -GA -GA -GA -GA-GACGCCATGAGCC-5 ACT-3-AGGAGGCCTGGAG Sırasıyla ′ ve 5′-AGGTCGGTGTGAACGGATTTG-3 ′ ve 5′-TGTAGACCATGTAGTTGAGGTCA-3. Döngü eşikleri (cT), amplifikasyon eğrisinin ikinci türevi kullanılarak üçlü reaksiyonlardan hesaplandı. GAPDH kokain tarafından düzenlenmediğinden FosB ve ΔFosB cT değerleri GAPDH cT değerlerine (ΔcT) normalize edildi. Katlama değişiklikleri daha önce açıklandığı gibi ΔΔcT yöntemi kullanılarak hesaplandı (Applied Biosystems kılavuzu).

istatistiksel analiz

Her bir proteinin seviyeleri, her beyin bölgesi ve zaman noktası için muamele edilmemiş kontrollerden% değişim olarak ifade edildi ve çalışma grupları, p <0.05 olarak ayarlanmış anlamlılık seviyesi ile tek yönlü varyans analizi (ANOVA) ile karşılaştırıldı. Genel etkileri, Fishers LSD testleri kullanılarak yapılan post-hoc karşılaştırmalar izledi. Kokain alımı ile protein seviyelerindeki değişiklikler arasındaki ilişkiler doğrusal regresyon kullanılarak değerlendirildi.

Sonuçlar

CSA grubundaki gönüllü olarak kendiliğinden kokain uygulamasına izin verilen hayvanlar, SA'nın üçüncü haftasında (gün 13-18) sabit kokain kendi kendine uygulama modellerini sergilemiştir. SA'nın son haftasında CSA sıçanlarında ve CY ortaklarında ortalama günlük kokain alımı 46.9 (± 1.8) mg / kg / gün (aralık: 37-60 mg / kg / gün) idi. Son test gününde, 0 saat geri çekme (WD) grubu kendi kendine uygulanan 44.5 (± 2.5) mg / kg kokain (aralık 25.5-57.5 mg / kg) grubundaki CSA fareleri ve aynı miktarda kokain, CY'leri tarafından alındı. ve AY ortakları.

Akut veya kronik kokain sonrası striatal alt bölgelerde ΔFosB proteininin farklı düzenlemeleri

BFosB proteininin farklı düzenlemesi, intravenöz kokain uygulamasının (4 saat WD) 0 saatinin hemen ardından striatal alt bölgelerinde bulundu. NAc kabuğunda, yalnızca kronik kokain CSA ve CY gruplarında (% 45-61) tedavi edilmemiş kontrollere kıyasla anlamlı artışlar sağlamıştır (Şekil 2A, F4,60 = 4.22, p = 0.005). NAc çekirdeğinde, AY grubundaki akut maruziyetten sonra ΔFosB'de (% 41) önemli artışlar bulundu (Şekil 2B, F4,60 = 17.04, p <0.001) ve kronik kokainden sonra daha büyük artışlar (% 89-95) bulunmuştur. Kronik kokain uygulamasıyla NAc'de daha fazla ΔFosB birikiminin aksine, CPu hem akut hem de kronik kokain gruplarında ΔFosB'de (% 86-102) benzer artışlar gösterdi (Şekil 2C, F4,78 = 19.09, p <0.001). Herhangi bir striatal alt bölgede CSA ve CY grupları arasında ΔFosB artışları açısından bir fark yoktu, bu da düzenlemenin istemli kokain tüketimine bakılmaksızın kokain maruziyetiyle ilişkili olduğunu göstermektedir. ΔFosB'nin düzenlenmesi, NAc kabuğundaki kronik kokainden sonra en az 24 saat devam etti (F2,32 = 5.19, p = 0.02), NAc çekirdeği (F4,60 = 4.53, p = 0.02) ve CPu (F2,34 = 12.13, p <0.001), ancak 3 hafta sonra başlangıç ​​seviyelerine geri döndü. Kokain grupları, Saline SA grubu ile karşılaştırıldığında, SalFosB'de benzer artışlar bulundu, ancak AY hayvanlarının NAc kabuğundaki daha küçük artışların, Saline SA ile karşılaştırıldığında anlamlılık kazanması, ancak tedavi edilmemiş kontrollere göre önemli olmaması dışında. Bununla birlikte, tedavi edilmeyen kontrollere kıyasla eğitim boyunca kendi kendine salin uygulayan hayvanlarda ΔFosB'nin önemli bir düzenlemesi yoktu, bu da FosB'nin düzenlenmesinin kokaine bağlı olduğunu ve cerrahi veya test prosedürlerinin bir sonucu olmadığını gösteriyor.

Şekil 2  

CaFosB'nin kokain uygulamasından hemen sonra ve 24 h ve 3 haftaları WD'de düzenlenmesi. ΔFosB (35-37 kDa) seviyeleri, muamele edilmemiş ana sayfa kontrollerinden (Kontrol) ortalama ± SEM değişimi olarak ifade edilir. Tuzlu doku ...

Kronik kokain sonrası FosB proteini regülasyonuna tolerans

ΔFosB düzenlemesinin aksine, 4 h IV kokain uygulamasına bir defa maruz bırakma, tüm 3 striatal alt bölgelerinde FosB proteininde önemli ölçüde daha büyük artışlar sağlamıştır, ancak kronik kokain uygulamasından sonra geliştirilen bu cevapta önemli toleranslar sağlamıştır. NAc kabuğunda FosB, AY hayvanlarında 260 h akut kokain uygulamasından hemen sonra artmış (% 4), ancak bu artışlar, hem CY hem de CSA gruplarında kronik uygulamadan sonra (% 142-146'e) düşürülmüştür (Şekil 3A, F4,77 = 23.16, p <0.001). CY ve CSA gruplarında kronik kokain uygulamasından sonra azalmış (% 295-135) AY hayvanlarının CPu'sunda FosB'de (% 159) benzer artışlar bulunmuştur (Şekil 3C, F4,69 = 13.362, p <0.001). NAc çekirdeğinde, akut kokain uygulaması, diğer beyin bölgelerine kıyasla AY hayvanlarında FosB'de (% 164) daha az önemli artışlar üretti; bununla birlikte, bu artışlar, CY ve CSA gruplarında (% 109-112-) kronik uygulamadan sonra üretilenlerden daha fazladır (Şekil 3B, F4,57 = 20.23, p <0.001). ΔFosB'de bulunduğu gibi, kronik kokainden sonra FosB'nin düzenlenmesi, kokain alımının isteğe bağlı kontrolü tarafından modüle edilmemiştir. Bununla birlikte, ΔFosB'nin aksine, FosB proteinindeki artışlar, 24 saat sonra hem NAc kabuğunda hem de çekirdekte devam edemedi, ancak CPu'da artık artışlar (% 38-52) devam etti (F2,32 = 3.590, p <0.05). FosB seviyeleri, kendi kendine salin uygulayan hayvanlarda cerrahi veya test prosedürlerinden etkilenmedi.

Şekil 3  

Kokain uygulamasından hemen sonra ve 24 h ve 3 haftaları WD'de FosB'in düzenlenmesi. FosB'nin protein seviyeleri (46-50 kDa), işlenmemiş ev kontrolleri kontrollerinden ortalama ± yüzde SEM değişikliği olarak ifade edilir (bkz. Şekil 2 kısaltmalar için efsane) ...

Kronik kokain sonrası hem FOSB hem de FosB mRNA indüksiyonunun zayıflaması

Akut intravenöz kokain uygulamasının 4 saatine maruz bırakılması, NAc kabuğundaki ΔFosB mRNA'da benzer artışlar (11-16 katlaması) üretti (F3,19 = 15.82, p <0.001), NAc çekirdeği (F3,19 = 13.275, p <0.001 ve CPu (F3,11 = 5.78, p = 0.03), Saline SA kontrolleriyle karşılaştırıldığında (0 h WD, Şekil 4A). Bununla birlikte, bu cevap NAc kabuğundaki (3-4 katlama), NAc çekirdek (4 katlama) ve CPu'da (3 katlama) kronik kokain uygulamasından sonra CY ve CSA gruplarında kuvvetle bastırılmıştır. Akut IV kokain uygulamasının FosB proteininde ΔFosB'ye göre daha büyük artışlar üretmesine rağmen, akut kokain uygulaması, FosB için mRNA'da (4-9 katlama) tüm 11 striatal alt bölgelerinde (16-3 katlama) göreceli olarak daha düşük artışlara neden olmuştur.Şekil 4B). NAc kabuğundaki kronik kokainden sonra bu tepki neredeyse ortadan kalktı (F3,19 = 26.22, p <0.001) ve CPu (F3,11 = 4.24, p <0.05), NAc çekirdeğindeki CY ve CSA gruplarında küçük fakat önemli artışlar (2 kat) kalmasına rağmen (F3,19 = 11.10, p <0.001). AY hayvanlarında hem ΔFosB hem de FosB'de kokain kaynaklı artışlar, bu aynı Saline SA kontrol grubuna kıyasla 24 saatlik WD'den sonra korunmadı. 0 saat WD zaman noktasında FosB'nin ΔFosB mRNA düzeylerine oranının daha fazla analizi, kokain uygulamasının NAc kabuğundaki göreceli FosB miktarını ΔFosB mRNA'ya önemli ölçüde düşürdüğünü göstermiştir (F3,19 = 4.79, p = 0.02), NAc çekirdeği (F3,19 = 4.49, p = 0.02) ve CPu (F3,11 = 5.59, p = 0.03) ΔFosB izoformunun daha büyük oluşumuna bağlı olarak ve kronik uygulamadan sonra her iki mRNA'da kokaine bağlı cevaba karşı önemli tolerans göstermemesine rağmen (Şekil 4C). Bu oranlarda, kokainin kendi başına verilip verilmediği veya pasif olarak infüzyon yoluyla pasif olarak alındığı ve bu oranların anlamlı olmadığı görülmüştür ve FosB: ΔFosB'un göreceli oranları, her üç beyin bölgesinde 24h WD zaman noktası ile normale dönmüştür (veriler gösterilmemiştir).

Şekil 4  

Kokain uygulamasından hemen sonra ve 24 saat WD'de FosB ve ΔFosB için mRNA'nın düzenlenmesi. ΔFosB (A), FosB (B) için transkriptlerin kantitatif RT-PCR ve FosB / ΔFosB transkriptleri (C) oranı ortalama ± olarak ifade edilir. ...

NAc'de kokain kaynaklı cFos'a donatı ile ilgili tolerans

Pasif veya isteğe bağlı uygulamadan bağımsız olarak kokaine farmakolojik bir tepkime temsil eden FosB gen ürünlerinin düzenlenmesinin aksine, NAc alt bölgelerinde cFos'un düzenlenmesi, pasif boylu infüzyonlarla kokain alan hayvanlara kıyasla, kokain kendi kendine uygulama bağlamında güçlü bir şekilde etkilenmiştir. Kokain maruziyeti, hem NAc kabuğunda hem de çekirdeğinde hem AY hem de CY gruplarında akut veya kronik tatbikatla birlikte cFos protein seviyelerini (% 109 -% 126) arttırdı (Şekil 5A-B). Bununla birlikte, kokain infüzyonları kendi kendine tatbikat hayvanlarında bir cevap koşullu şekilde verildiğinde, bu cevap NAc kabuğunda (% 55'e) azaltıldı.F4,60 = 9.14, p <0.001) ve NAc çekirdeğindeki cFos'u önemli ölçüde artırmada başarısız oldu (F4,57 = 5.92, p <0.001). CPu'da, kronik pasif veya isteğe bağlı kokain uygulamasıyla gelişen kokain kaynaklı cFos'a tolerans (Şekil 5C) ve AY hayvanlarında cFos indüksiyonu (% 164) hem CY hem de CSA gruplarında (% 45-57'e) düşürüldü (F4,67 = 13.29, p <0.001), 3 striatal alt bölgenin tümünde FosB proteininin indüksiyonunda tolerans gelişimine benzer. Bu nedenle, kokainin neden olduğu cFos'a takviye ile ilişkili tolerans, özellikle striatumun mezolimbik bölgelerinde meydana geldi. 3 striatal bölgenin tümünde, kendi kendine salin uygulayan hayvanlarda cFos artışları bulunmadı ve 24 saatlik WD'den sonra da devam edemedi.

Şekil 5  

Kokain uygulamasından hemen sonra ve 24 h WD'de cFos'un düzenlenmesi. Kontrol sıçanlarında (Control, Saline SA), pasif boylu kokain akut (AY) veya kronik (CY) alan sıçanlarda ve yapılan sıçanlarda cFos (52-58 kDa) protein seviyeleri ...

Striatum bölgelerinde kokain alımı, cFos ve ΔFosB arasındaki ilişki

Kokain kendi kendine tatbikat miktarları, tek tek hayvanlar ve onların boyunduruk partnerleri arasında farklılık gösterdiğinden, kokain alım miktarını, cFos, FosB ve ΔFosB protein seviyelerinin, çoklu lineer regresyon analizleriyle indüksiyonu ile karşılaştırdık (bkz. Ek Tablo 1 tüm potansiyel korelasyonların sonuçları için). Pasif infüzyonlarla akut kokain tedavisi alan sıçanlarda kokain alımı ile cFos düzeyleri arasında anlamlı korelasyon vardı ve bu ilişkiler dorsal ve ventral striatal alt bölgelerde farklılıklar göstermiştir. NAc çekirdeğinde, akut IV kokain uygulamasının 4 saatinden hemen sonra cFos'un indüksiyonu, kokain alımıyla güçlü ve negatif bir şekilde ilişkilendirilirken, NAc kabuğunda benzer fakat önemsiz bir ilişki bulundu (İncir. 6). Buna karşılık, cFos'un indüksiyonu, CPu'daki kokain alımı ile pozitif korelasyon gösterdi. Herhangi bir striatal alt bölgedeki kokain alımı (aktif veya pasif) ile FosB veya ΔFosB protein seviyeleri arasında anlamlı bir ilişki bulunamamıştır. Bununla birlikte, NAc kabuğu 24 saatinde kokainden sonra NAc kabuğundaki cFos ve ΔFosB seviyeleri arasında güçlü bir pozitif korelasyon vardı, ancak sadece kendi kendine gönüllü uygulama yoluyla kokain alan hayvanlarda (İncir. 7) ve tüm cFos seviyelerinin 24 h WD'de değişmemiş olmasına rağmen. Benzer eğilimler (p <0.07) cFos ve ΔFosB arasındaki pozitif korelasyonlar için protein seviyeleri, NAc çekirdeğinde 4 saat kendi kendine kokain uygulamasından hemen sonra ve ilk kez kokain alan hayvanların CPu'sunda (AY grubu) bulundu.

Şekil 6  

Akut kokain (AY) sonrasında kokain alımı ile cFos immünoreaktivitesi arasındaki bölgeye özgü korelasyon. CFos immünoreaktivitesindeki yüzde artış, NAc çekirdeğinde (A) son seansta kokain alımı ile negatif korelasyon gösterir ve pozitif korelasyon gösterir. ...
Şekil 7  

Kendi kendini uygulayan hayvanlarda NAc kabuğundaki cFos ve ΔFosB arasında anlamlı korelasyon. CFos immünoreaktivitesindeki yüzde artış, kokain kendi kendine uygulamada 24 h WD'den sonra ΔFosB immünoreaktivitesi ile pozitif yönde ilişkilidir. ...

Tartışma

Bu çalışmada, akut ve kronik intravenöz kokaine maruz kalmanın veya kronik kendi kendine tatbikatın NAc kabuğundaki, NAc çekirdeğinde ve CPu striatal alt bölgelerinde osFosB, FosB ve cFos düzeylerinin düzenlenmesi üzerindeki etkilerini inceledik. Önceki çalışmalar tutarlı bir şekilde ΔFosB'nin sadece tekrarlanan maruz kalmadan sonra arttığını ve pasif IP kokain enjeksiyonları kullanarak akut kokain uygulamasından sonra olmadığını göstermiştir (Umut ve ark. 1994, Nye ve ark. 1995; Chen ve ark. 1995). Benzer şekilde, kronik IV kokaine maruz kalmanın, incelenen tüm striatal alt bölgelerde ΔFosB'yi, ister gönüllü ister pasif bir şekilde uygulayıp uygulamadığına bakılmaksızın, arttığını tespit ettik. Bununla birlikte, önceki çalışmalardan büyük bir fark, akut kokain uygulamasının, hem NAc çekirdeğinde hem de CPu'da ΔFosB protein seviyelerini arttırması ve NAc kabuğunda önemine yaklaşmasıdır. (p <0.1). AY grubundaki sıçanlar 4 saatlik tek seansta çoklu IV kokain infüzyonları aldığından, bu farkın olası bir açıklaması kokain maruziyetinin dozu ve / veya süresi olabilir, bu da 25.5 ila 57.5 mg / kg arasında değişen toplam kokain alımı ile sonuçlanır. Tipik olarak tek bir bolus IP enjeksiyonu ile kullanılan 10-20 mg / kg'lık dozları çok aşan bireysel hayvanlar (Umut ve ark. 1994; Rüzgâraltı ve ark. 2006). Ek olarak, kokain, seans boyunca devam eden daha yüksek tepe seviyeli beyin kokain ve dopamin üreten daha doğrudan bir IV uygulama yolu ile tatbik edilirken, bu etkiler tipik olarak IP enjeksiyonundan bir saat sonra zayıflar (Bradberry, 2002). Bu nedenle, ΔFosB'nin tek bir akut kokain maruziyetinden sonra birikme kabiliyeti muhtemelen bu çalışmada kullanılan kokain uyarıcısının hem gücüne hem de süresine bağlıdır. Her halükarda, BFosB'nin tek bir kokaine maruz kaldıktan sonra birikebileceği bulgusu osFosB'un etkilerini daha önce düşünülenden daha hızlı şekilde etkileyebileceğini, muhtemelen ilk kendi kendine uygulanan bir tıkanmadan kaynaklanabileceğini göstermektedir.

İlginç bir şekilde, BFosB birikiminin miktarı, kronik kokain uygulaması sırasında dorsal ve ventral striatal bölgeler arasında farklılık göstermiştir. NAc çekirdeğinde, kronik uygulamanın son gününden hemen sonra bulunan ΔFosB miktarı (0 h WD) akut uygulamadan sonra bulunan miktarın iki katından fazlaydı ve NAc kabuğundaki daha küçük ΔFosB artışları yalnızca kronik uygulamadan sonra önem kazandı Kokainin kendi başına verilip verilmediğine veya pasif boy infüzyonuyla alındığına bakılmaksızın. Kronik kokain uygulamasındaki artışlar, son maruz kalmadan en az 24 saat boyunca devam ettikleri için muhtemelen yüksek stabil ΔFosB proteini birikimini yansıtır. Buna karşılık, CPU’daki ΔFosB miktarındaki büyük artışlar, bu beyin bölgesinde akut maruziyet tarafından üretilen bir tavanı yansıtan, akut veya kronik maruz kalma ile farklılaşamadı. Bununla birlikte, CPu'da bile, exposureFosB proteini birikmesi, kronik maruziyetten sonra tüm 3 beyin bölgelerinde ΔFosB için kokainin neden olduğu mRNA'ya yönelik önemli tolerans geliştirdiği için, exposureFosB proteini birikimi muhtemelen ΔFosB seviyelerinin sürekli olarak artmasına katkıda bulunmuştur.

Akut IV kokain uygulaması ayrıca, CPu ve NAc kabuğunda NAc çekirdeğinden daha büyük artışlarla birlikte tam uzunluktaki FosB protein seviyelerini de arttırmıştır. Bununla birlikte, FosB için mRNA, NAc kabuğunda neredeyse 10 kat ve CPu ve NAc çekirdeğinde 5 kattan az indüklendi. FosB proteininin daha düşük bir indüksiyonu devam etmesine ve potansiyel olarak AP-1 bağlanma partnerleri için ΔFosB ile rekabet edebilmesine rağmen, kokainin, kronik uygulama ile FosB için hem mRNA'yı hem de proteini indükleme kabiliyetine önemli tolerans gelişmiştir. FosB / ΔFosB mRNA'nın nispi oranı da, FosB'nin nispeten daha fazla indüksiyonuna bağlı olarak akut kokain uygulamasıyla azalmıştır, amfetamin kullanan önceki raporlarla tutarlıdır (Alibhai ve ark. 2007). Tekrarlanan amfetamin tedavileri ile yapılan önceki bulguların aksine, FosB / ΔFosB mRNA'nın akut kokain tarafından nispi oranındaki azalma, kronik uygulamadan sonra, FosB'den nispeten inducFosB kalıntı indüksiyonunu yansıtan şekilde kaldı.

BFosB seviyelerinin, insan intravenöz ilaç kullanımına göre daha tipik olan paternler ve uygulama süreleri kullanılarak bile akut kokainten sonra artması, bağımlılık süreci için önemli etkilere sahiptir. Bu nedenle, ΔFosB, eğer kendi kendine yeterli dozlar verildiyse, başlangıç ​​kokain kullanımıyla AP-1 bağlanma aktivitesine katkıda bulunabilir. Bununla birlikte BFosB, AP-1 bağlanma aktivitesi için hem FosB hem de cFos ile rekabet edecek ve BFosB büyük ölçüde azaltılmış cFos ve FosB ile yükseltildiğinde, kronik uygulamadan farklı olan aşağı doğru gen ekspresyonu ve nöroplastisiteye yol açacaktır. Bu nedenle, ΔFosB, hem ventral striatumda daha fazla birikim olması hem de hem dorsal hem de ventral striatumdaki AP-1 bağlanma ortakları için rekabetin azalması nedeniyle kronik kokain uygulamasından sonra daha büyük etkilere sahip olabilir. Striatal-spesifik ΔFosB'nin aşırı ifadesinin kokain için motivasyonunu artırdığı göz önüne alındığında (Colby ve ark. 2003,FosB'nin ilk kokaine maruz kalma ile bu kadar hızlı birikmesi, bağımlılık sürecinin çok erken aşamalarında kokain kullanımını sürdürebilir. Dahası, akut maruz kalma ile şeritli boyunca belirgin ve yaygın idesFosB ekspresyonu, AP-1 bağlanma aktivitesini, dorsal striatal devrelerin erken devreye girmesi yoluyla zorlayıcı alışkanlıkların oluşumunu kolaylaştıracak şekilde değiştirecektir (ayrıcaBelin ve Everitt, 2008).

ΔFosB izoformlarının stabilitesi göz önüne alındığında, ΔFosB seviyeleri, kronik intravenöz kokain uygulaması kullanan önceki çalışmalarla tutarlı olarak, son kokain uygulaması oturumundan sonra 24 saatinde belirgin şekilde yüksek kaldı (Pich ve ark. 1997; Perotti ve ark. 2008). IP kokain enjeksiyonlarının pasif deneyci uygulamasını kullanan diğer çalışmalar, ΔFosB birikiminin 1-2 haftalarca geri çekilmeye devam edebileceğini buldu (Umut ve ark. 1994; Brenhouse ve Stellar, 2006; Rüzgâraltı ve ark. 2006), ancak kokain uygulamasının kesilmesinden 3 hafta sonra bu değişiklikler için hiçbir kanıt bulamamış olsak da. Bu çalışmalar birlikte, ΔFosB birikiminin nispeten kısa yoksunluk dönemleri (<3 hafta) boyunca devam edebileceğini ve devam eden kokain kullanımına doğrudan katkıda bulunduğunu, ancak uzun süreli yoksunlukta daha büyük bir nüks eğilimine doğrudan katkıda bulunmayabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte, ΔFosB immünoreaktivitesi, farelerde tekrarlayan kokainden 1 gün sonra D30 reseptörü içeren striatal nöronlarda tespit edilmiştir (Rüzgâraltı ve ark. 2006). Bu hücreye özgü örnekleme, artık studyFosB birikimine, bu çalışmada kullanılan bütün doku analizinden daha hassas olabilir veya ΔFosB değişiklikleri farelerde farelerde olduğundan daha uzun süre devam eder. Ayrıca, ΔFosB'nin D1 içeren strital nöronlardaki dendritik omurga oluşumu gibi uzun süreli morfolojik değişikliklere yol açan bir transkripsiyonel olay kaskadı yaratması da mümkündür (Rüzgâraltı ve ark. 2006; Labirent ve ark. 2010). Bu bağlamda, kronik kokainden sonra Cdk5 ve NFκB dahil olmak üzere birçok osFosB hedefi arttırılır ve bu faktörler, nöronal yapısal ve / veya fonksiyondaki değişiklikler yoluyla çekirdek akumbens devresini değiştirebilir (Ang ve ark. 2001; Benavides ve Bibb, 2004; Nestler, 2008). Bu nedenle, geri çekilme sırasında sürekli sustainFosB birikiminin gelecekteki ilaç alma veya arama davranışı üzerindeki uzun süreli etkisine ihtiyaç duymaması, bunun yerine daha fazla geçişi kolaylaştıran çoklu hücresel süreçleri tetikleyen bir “moleküler geçişi” temsil etmesi mümkündür. bağımlı biyolojik durumlar (Nestler ve ark. 2001).

TBu çalışmasında, kokain aracılı ΔFosB birikiminin, immünohistokimyasal prosedürler ve çoklu suiistimal ilaçları kullanan önceki çalışmalarla tutarlı şekilde kendi kendini yöneten hayvanlarda gönüllü olarak kokain alımının kontrolünden etkilenmediği tespit edildi. (Perotti ve ark. 2008; Pich ve ark. 1997). Bu, osFosB ve FosB'deki kokainin neden olduğu artışların, kokaine veya monoaminerjik reseptör sinyalleşmesinin diğer aşağı akış olaylarına farmakolojik tepkisi ile ilişkili olduğunu gösterir. BFosB’un aksine, Kokaine bağlı cFos'a tolerans gelişiminin, NAc'de kokain alımı üzerindeki gönüllü kontrolden etkilendiğini, ancak CPu'da olmadığını gördük. Bu nedenle, NAc'de kokainin neden olduğu cFo'lara tolerans, akut boylu infüzyona kıyasla kronik boylu infüzyon ile pasif kokain alan hayvanlarda meydana gelmemiştir.. Bu bulgular, ilaçlar pasif IP enjeksiyonu ile verildiğinde NAc'deki psikostimulanın indüklediği cFo'lara karşı sayısız tolerans raporlarından belirgin şekilde farklıdır (Umut ve ark. 1994; Nye ve ark. 1995; Chen ve ark. 1995, 1997; Alibhai ve ark. 2007). Kokainin kendi kendine tatbik edilen hayvanlarda cFo'lara toleransı, tekrarlanan IP enjeksiyonları ile yapılan birkaç çalışmayı paralele ettiği göz önüne alındığında, kronik intravenöz boyunduruk uygulamalı tolerans eksikliği, çoklu ve öngörülemeyen boyunduruk içermeyen kokain enjeksiyonlarıyla ilişkili stres ile ilişkili olabilir (Goeders 1997). Dorsal striatum yerine ventralde tolerans kaybı, motivasyonel ve duygusal tepkilerde yer alan limbik devreler üzerindeki seçici bir etki ile tutarlı olacaktır. Ek olarak, cFos indüksiyonuna tolerans kendiliğinden kokain uygulayan hayvanlarda meydana gelirken, nihai kendi tatbik oturumundan hemen sonra NAc kabuğundaki cFos proteininde önemli bir ∼50 artışı ve bir eğilim kalmıştır (p <0.1) cFos için çekirdekte de artışlar meydana geldi. Bu tutarsızlığın nedenleri muhtemelen yukarıda tartışıldığı gibi 4 saatlik bir süre boyunca IP enjeksiyonu ile çoklu IV infüzyonları arasındaki farklılıkları yansıtır. Kronik kokain kendi kendine uygulamasından sonra NAc'de kalan cFos indüksiyonu, cFos, ΔFosB ve FosB içeren AP-1 komplekslerinin hepsinin kronik maruziyetten sonra bir dereceye kadar bir arada bulunacağı bağımlılık sürecindeki rolünün yeniden değerlendirilmesini zorlayan yeni bir bulgudur. .

CFos'un dorsal striatumdaki BFosB birikimi ile doğrudan aşağı doğru düzenlendiğine dair son kanıtlar göz önüne alındığında (Renthal ve ark. 2008) CPu’daki kokaine bağlı cFos'un akut kokaine maruz kalma ile withFosB’deki artışlarla paralel olması ilginçtir. Bir olasılık, administrationFosB'nin akut tatbikatla birikmesinin, 4 h seansında cFos indüksiyonunu etkilemek için çok geç oluşmasıdır; bununla birlikte, kronik olarak işlem görmüş hayvanlarda kokain sonrası 24 h'nin varlığı, sonraki kokain maruziyetinde cFos indüksiyonunu engellemektedir. Bu fikir, akut kokain uygulamasıyla (0.067 h WD) CPU'daki cFos ve ΔFosB seviyeleri arasında orta derecede pozitif bir korelasyon için bir eğilim (p = 0) ile tutarlıdır. Bu kavram aynı zamanda akut bağlanmış hayvanların CPU'sunda cFos indüksiyonu ve kokain alımı arasındaki güçlü pozitif korelasyonla tutarlıdır. Bu bulgular, ΔFosB'ye benzer şekilde cFos yanıtının, alınan kokain dozunu yansıtabileceğini göstermektedir. Bununla birlikte NAc'de chronicFosB'nin kronik boylu kokain uygulamasıyla daha fazla birikmesi, bu hayvanlarda cFos tepkisinde tolerans eksikliğini hesaba katamaz. Dahası, cFos indüksiyonuna tolerans kendi kendine uygulanan hayvanlarda belirgin olmasına rağmen, 24 saatinin çekilmesinden sonra NAc kabuğundaki artık cFos ve ΔFosB seviyeleri arasındaki güçlü pozitif korelasyon, ventral striatumdaki cFos ve ΔFosB arasında negatif bir etkileşimi desteklememektedir. CPu verilerinden bir başka fark, NAc çekirdeğindeki cFos'un, ventral striatumda daha yüksek dozda maruz kalmayla ortaya çıkan bir seans içi taşofilaksiyi yansıtabilecek akut kokain uygulamasından hemen sonra kokain alımı ile pozitif korelasyondan ziyade negatif korelasyon göstermesidir.

Genel olarak, bu çalışmadan elde edilen bulgular, cFos, FosB ve osFosB'nin akut ve kronik intravenöz kokain uygulamasından sonra farklı bölgesel ifade modellerine maruz kaldığını göstermektedir. Bu ekspresyon desenleri, ilaca maruz kalma süresine ve miktarına benzersiz bir şekilde bağlıdır ve kokainin neden olduğu cFo'lara tolerans, yüksek derecede isteğe bağlı kokain kendi kendine uygulanmasına bağlıdır. Sonuçlar ayrıca BFosB'nin intravenöz enjeksiyon yoluyla hem akut hem de kronik kokain uygulamasıyla birikebileceğini ve coFosB birikiminin, artan kokain arama davranışını teşvik eden ve kokain bağımlılığı gelişimine katkıda bulunan erken süreçlerde önemli olabileceği fikrini desteklediğini göstermektedir. Sonuçta, BFosB’in kokain kullanımı ve erken geri çekilme dönemleri sırasında gen ekspresyonu üzerindeki nispeten kısa vadeli etkiler yoluyla, yoksunlukta kalıcı ilaç özlemini dolaylı olarak nasıl etkileyebileceğini anlamak önemli olacaktır. Çeşitli aşağı akış hedeflerini ve bunların nöronal morfoloji ve / veya fonksiyon üzerindeki etkilerini belirleme çabaları, sonuçta, osFosB ve Fos ile ilgili diğer antijenlerin bağımlılık davranışının ifadesindeki rolünü netleştirecektir.

Ek materyal

Destek Tablosu S1

Ek Tablo 1. Doğrusal regresyon analizleri için genel korelasyon sonuçları. Soldaki üç panel, kokain alımı ile cFos (üst panel), FosB (orta panel) veya ΔFosB (alt panel) seviyeleri arasındaki korelasyonları içerir. Sağdaki üç panel, cFos ve ΔFosB (üst panel), cFos ve FosB (orta panel) ve FosB ve ΔFosB (alt panel) arasındaki korelasyonları içerir. İlgili beyin bölgeleri ve WD zaman noktaları, her bir analiz için karşılık gelen r- ve p-değerleriyle birlikte gösterilir. * p <0.05, T0.1> p> 0.05.

Teşekkürler

Yazarlar bu eserle ilgili olarak herhangi bir çıkar çatışması bildirmemişlerdir. Bu çalışma NIH hibe DA 10460 ve DA 08227 ve Biyomedikal Araştırmalarda Wesley Gilliland Profesörlüğü tarafından desteklenmiştir.

Kullanılan kısaltmalar

  • İşlemci
  • kaudat-putamen
  • NAc'yi
  • çekirdek accumbens
  • AY
  • akut boyunduruk
  • CY
  • kronik boyunduruk
  • CSA
  • kokain kendi kendine yönetimi
  • WD
  • para çekme
  • IV
  • damar içi
  • IP
  • karın içinden.

Referanslar

  • Alibhai IN, Yeşil TA, Potashkin JA, Nestler EJ. Düzenlenmesi FosB ve ΔfosB mRNA ifadesi: İn vivo ve in vitro çalışmalar. Brain Res. 2007; 1143: 22-33. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Ang E, Chen J, Zagouras P, Magna H, Hollanda J, Schaeffer E, Nestler EJ. Çekirdekte nükleer faktör-κB'nin indüklenmesi, kronik kokain uygulaması ile aksar. J. Neurochem. 2001; 79: 221-224. [PubMed]
  • Bachtell RK, Choi KH, Simmons DL, Şahin E, Monteggia LM, Neve LN, Öz DW. Çekirdekteki GluR1 ekspresyonunun rolü, kokain duyarlılığı ve kokain arama davranışındaki nöronları tetikler. Eur J Neurosci. 2008; 27: 2229-2240. [PubMed]
  • Belin D, Everitt BJ. Kokain arama alışkanlıkları, ventrali dorsal striatum ile bağlayan dopamine bağlı seri bağlantıya bağlıdır. Nöron. 2008; 57: 432-441. [PubMed]
  • Benavides DR, Bibb JA. Uyuşturucu bağımlılığı ve plastisitesinde Cdk5'in rolü. Ann NY Acad Sci ABD. 2004; 1025: 335-344. [PubMed]
  • Ben-Shahar O, Ahmed SH, Koob GF, Ettenberg A. Kontrollü ilaç kullanımından kontrollü ilaç kullanımına geçiş duyarlılık kaybı ile ilişkilidir. Brain Res. 2004; 995: 46-54. [PubMed]
  • Bradberry CW. Kokainin akut ve kronik etkilerinde hücre dışı dopaminin dinamiği. Nörobilimadamı. 2002; 8: 315-322. [PubMed]
  • Brenhouse HC, Stellar JR. c-Fos ve ΔFosB, kokaine duyarlı sıçanlarda çekirdeğin accumbens kabuğunun farklı alt bölgelerinde farklı şekilde değişmektedir. Davranış Neurosci. 2006; 137: 773-780. [PubMed]
  • Chen J, Nye HE, Kelz MB, Hiroi N, Nakabeppu Y, Umut BT, Nestler EJ. Elektrokonvülsif nöbet ve kokain tedavisi ile BFosB ve FosB benzeri proteinlerin düzenlenmesi. Mol Pharmacol. 1995; 48: 880-889. [PubMed]
  • Chen J, Kelz MB, Umut BT, Nakabeppu Y, Nestler EJ. Kronik Fos-ilişkili antijenler: Beyinde kronik tedaviler tarafından indüklenen ΔFosB'in stabil varyantları. J Neurosci. 1997; 17: 4933-4941. [PubMed]
  • Colby CR, Fısıldayan K, Steffen C, Nestler EJ, Öz DW. Striatal hücre tipine spesifik ΔFosB'nin aşırı ekspresyonu, kokain için teşviği arttırır. J Neurosci. 2003; 23: 2488-2493. [PubMed]
  • Edwards S, Whisler KN, Fuller DC, Orsulak PJ, Öz DW. D de bağımlılık ile ilgili değişiklikler1 ve D,2 kronik kokain kendi kendine tatbikatını takiben dopamin reseptörü davranışsal tepkileri. Neuropsychopharm. 2007a; 32: 354-366. [PubMed]
  • Edwards S, Graham DL, Bachtell RK, Öz DW. Kronik kendi kendine tatbikattan sonra kokaine ayarlı cAMP'ye bağımlı protein fosforilasyonuna bölgeye özgü tolerans. Eur J Neurosci. 2007b; 25: 2201-2213. [PubMed]
  • Goeders NE. Kokain takviyesinde bir nöroendokrin rolü. Psychoneuroendocrinol. 1997; 22: 237-259. [PubMed]
  • Graybiel AM, Moratalla R, Robertson HA. Amfetamin ve kokain, striosome-matris bölmelerinde ve striatumun limbik alt bölümlerinde c-fos geninin ilaca özgü aktivasyonunu indükler. Proc Natl Acad Sci ABD. 1990; 87: 6912-6916. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Graham DL, Edwards S, Bachtell RK, DiLeone RJ, Rios M, Öz DW. Çekirdekteki dinamik BDNF aktivitesi, kokain kullanımı ile toparlanır, kendi kendine verilişi ve nüksü arttırır. Nat Neurosci. 2007; 10: 1029-1037. [PubMed]
  • B umut, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Hemen erken gen ekspresyonu ve sıçan çekirdeğindeki AP-1 bağlanmasının düzenlenmesi kronik kokain tarafından uyarılır. Proc Natl Acad Sci ABD. 1992; 89: 5764-5768. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • BT BT, Nye HE, Kelz MB, Öz DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Beyinde kronik kokain ve diğer kronik tedaviler tarafından değiştirilmiş Fos benzeri proteinlerden oluşan uzun ömürlü bir AP-1 kompleksinin uyarılması. Nöron. 1994; 13: 1235-1244. [PubMed]
  • BT umut. Kokain ve AP-1 transkripsiyon faktörü kompleksi. Ann NY Acad Sci. 1998; 844: 1-6. [PubMed]
  • Jorissen HJMM, Ulery PG, Henry L, Gourneni S, Nestler EJ, Rudenko G. Transkripsiyon faktörü erFosB'nin boyutlandırma ve DNA-bağlama özellikleri. Biyokimya. 2007; 46: 8360-8372. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, vd. Beyindeki criptionFosB transkripsiyon faktörünün ekspresyonu, kokaine duyarlılığı kontrol eder. Doğa. 1999; 401: 272-276. [PubMed]
  • Kufahl PR, Zavala AR, Singh A, Thiel KJ, Dickey ED, Joyce JN, Neisewander JL. c-Fos ifadesi, yanıt koşullu koşullu ipuçlarıyla kokain arama davranışının eski haline getirilmesi ile ilişkilidir. Sinaps. 2009; 63: 823-835. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Lee K, Kim Y, Kim AM, Helmin K, Nairn AC, Greengard P. Çekirdek akümenlerinde D1 ve D2 dopamin reseptör içeren orta dikenli nöronlarda kokainin neden olduğu dendritik omurga oluşumu. Proc Natl Acad Sci ABD. 2006; 103: 3399-3404. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Labirent I, Covington HE, III, Dietz DM, LaPlant Q, Kiralık W, Russo SJ, Mekanik M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren YH, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Histon metiltransferaz G9a'nın kokaine bağlı plastiklikteki temel rolü. Bilim. 2010; 327: 213-216. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. ΔFosB: Beyinde uzun süreli adaptasyon için moleküler bir anahtar. Mol Brain Res. 2004; 132: 146-154. [PubMed]
  • Neisewander JL, Baker DA, Fuchs RA, Tran-Nguyen LTL, Palmer A, Marshall JF. Bir kokain kendi kendine uygulama ortamına maruz kaldıktan sonra sıçanlarda fos protein ekspresyonu ve kokain arama davranışı. J Neurosci. 2000; 20: 798-805. [PubMed]
  • Nestler EJ, Barrot M, Öz DW. ΔFosB: Bağımlılık için sürekli bir moleküler değişim. Proc Natl Acad Sci ABD. 2001; 98: 11042-11046. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Nestler EJ. Transkripsiyonel bağımlılık mekanizmaları: ΔFosB'in rolü. Phil Trans R Soc B. 2008; 363: 3245 – 3255. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Nye HE, BT umut, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Striatum ve çekirdekte kokain tarafından kronik FOS ile ilişkili antijen indüksiyonunun düzenlenmesinin farmakolojik çalışmaları accumbens. J Pharmacol Exp Ther. 1995; 275: 1671-1680. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Kronik stres sonrası ödülle ilgili beyin yapılarında BFosB'nin uyarılması. J Neurosci. 2004; 24: 10594-10602. [PubMed]
  • Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, vd. Beyinde abuseFosB indüksiyonu kötüye kullanılan ilaçlar tarafından ayırt eden farklı paternler. Sinaps. 2008; 62: 358-369. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Paxinos G, Watson GC. Stereotaksik koordinatlarda sıçan beyni. 4th. New York: Akademik Basın; 1998.
  • Pich EM, Pagliusi SR, Tessari M, Talabot-Ayer D, van Huijsduijnen RH, Chiamulera C. Nikotin ve kokainin bağımlılık özellikleri için ortak sinir sübstratları. Bilim. 1997; 275: 83-86. [PubMed]
  • Renthal K, Carle TL, Labirent I, vd. OsFosB, epigenetik duyarsızlaştırmaya aracılık eder. c-fos Kronik amfetamin maruziyetinden sonra gen. J Neurosci. 2008; 28: 7344-7349. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Wallace DL, Vialou V, Rios L, vd. DeltaFosB'un çekirdekteki etkisi, ödülle ilgili doğal davranışlar üzerine yüklenir. 2008; 28: 10272-10277. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Genç ST, Porrino LJ, İadarola MJ. Kokain, dopaminerjik D yoluyla striatal c-Fos-immünoreaktif proteinleri indükler1 reseptörleri. Proc Natl Acad Sci ABD. 1991; 88: 1291-1295. [PMC ücretsiz yazı] [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos, kokaine bağlı kalıcı değişikliklerin kazanılmasını ve tükenmesini kolaylaştırmaktadır. J Neurosci. 2006; 26: 13287-13296. [PubMed]