Clin Psychopharmacol Neurosci. 2012 Aralık; 10 (3): 136-43. doi: 10.9758 / cpn.2012.10.3.136. Epub 2012 Aralık 20.
Kaynak
Fishberg Nörobilim Anabilim Dalı ve Friedman Beyin Enstitüsü, Mount Sinai Tıp Fakültesi, New York, ABD.
Özet
Gen ekspresyonunun düzenlenmesi, bağımlı bir durumu tanımlayan davranışsal anormalliklerin kararlılığı göz önüne alındığında, ilaç bağımlılığının makul bir mekanizması olarak kabul edilir. Çok sayıda transkripsiyon faktörü, spesifik genlerin düzenleyici bölgelerine bağlanan ve böylece ekspresyonlarının kontrol seviyelerine bağlanan proteinler, son on ya da iki yıl boyunca bağımlılık sürecine dahil edilmiştir. Burada, uyuşturucu bağımlılığında Fos ailesi proteini (ΔFosB), cAMP tepki elemanı bağlayıcı protein (CREB) ve nükleer faktör kappa B (NFκB) dahil olmak üzere birçok önde gelen transkripsiyon faktörünün oynadığı rol için artan kanıtları gözden geçiriyoruz. . Görüleceği gibi, her faktör, beynin ödül devresi içinde uyuşturucu madde kullanımıyla çok farklı bir düzenleme sergiler ve karşılığında bağımlılık fenotipinin farklı yönlerine aracılık eder. Mevcut çabalar, bu transkripsiyon faktörlerinin fonksiyonel etkilerini ve bunun altında yatan moleküler mekanizmaları ürettiği hedef genlerin aralığını anlamaya yöneliktir. Bu çalışma, bağımlılık bozuklukları için geliştirilmiş tanı testlerine ve terapötiklerine katkıda bulunacak olan bağımlılığın moleküler temeline dair temel olarak yeni bir bakış açısı ortaya çıkarma sözü veriyor.
TANITIM
Transkripsiyonel bağımlılık mekanizmalarının incelenmesi, gen ekspresyonunun düzenlenmesinin, bir bağımlılık ilaçına kronik maruz kalmanın, bir bağımlılık durumunu tanımlayan davranışsal anormalliklerin altında yatan beyinde uzun süreli değişikliklere neden olduğu önemli bir mekanizma olduğu varsayımına dayanmaktadır.1,2) Bu hipotezin bir sonucu olarak, birkaç nörotransmitter sisteminin ve beyindeki bazı nöronal hücre tiplerinin morfolojisinde, kronik ilaç tatbikinde kısmen, gen ekspresyonundaki değişiklikler yoluyla aracılık edilir.
Tabii ki, ilaca bağlı sinirsel ve davranışsal plastikliklerin tümü, bağımlılık ile ilgili olaylardaki translasyonel ve translasyonel modifikasyonların ve protein kaçakçılığının önemli katkılarını bildiğimiz için gen ekspresyonu düzeyinde aracılık etmez. Öte yandan, gen ekspresyonunun düzenlenmesi tek bir merkezi mekanizmadır ve bağımlılığı karakterize eden yaşam boyu süren anormallikler için özellikle önemli olması muhtemeldir. Aslında, transkripsiyonel düzenleme, bu diğer mekanizmaların üzerinde çalıştığı bir şablon sağlar.
Son 15 yılda yapılan çalışmalar, uyuşturucu bağımlılığında gen ekspresyonunun rolü için artan kanıtlar sağlamıştır, çünkü birkaç transkripsiyon faktörü - hedef genlerin promoter bölgelerindeki spesifik yanıt elemanlarına bağlanan ve bu genlerin ekspresyonunu düzenleyen proteinler - dahil edilmiştir. ilaç eyleminde. Bu şemaya göre, gösterilen İncir. 1Kötüye kullanım ilaçları, sinapstaki ilk eylemleri yoluyla, çekirdeğe işaret eden ve çok sayıda transkripsiyon faktörü ve diğer birçok transkripsiyonel düzenleyici protein tipinin aktivitesini düzenleyen nöronlar içinde değişiklikler meydana getirir.3) C Bu nükleer değişiklikler yavaş yavaş ve aşamalı olarak tekrarlanan ilaca maruz kalmayla ortaya çıkar ve belirli bir bağımlılık durumunu koruyan nöral fonksiyondaki kalıcı değişikliklere katkıda bulunan spesifik hedef genlerin ekspresyonunda sabit değişiklikler yapar.1,4)
Bu inceleme, bağımlılıkta önemli roller oynadığı gösterilen birkaç transkripsiyon faktörüne odaklanmaktadır. Beynin ödül devresindeki ilaçla düzenlenen transkripsiyon faktörlerine, normalde bir bireyin doğal ödüllere (örn. Yemek, cinsiyet, sosyal etkileşim) tepkilerini düzenleyen, ancak bağımlılığa neden olmak için kronik ilaç maruziyeti nedeniyle bozulan beyin alanlarına daha fazla odaklanıyoruz. Bu beyin ödül devresi, orta beynin ventral tegmental bölgesindeki dopaminerjik nöronları ve diğerlerinin yanı sıra, çekirdek akümbens (ventral striatum), prefrontal korteks, amigdala ve hipokampus dahil olmak üzere, limbik ön beynin çeşitli bölgelerini içerir. Görüldüğü gibi, bugüne kadar bağımlılığın transkripsiyonel mekanizmaları üzerine yapılan araştırmaların büyük çoğunluğu, ödül merkezi üzerine yoğunlaşmıştır.
ΔFosB
OsFosB tarafından kodlanır FosB gen ve c-Fos, FosB, Fra1 ve Fra2 gibi diğer Fos ailesi transkripsiyon faktörleriyle homoloji paylaşır.5) Bu Fos ailesi proteinleri, bazı genlerin promotörlerinde bulunan AP1 bölgelerine bağlanan aktif aktivatör protein-1 (AP1) transkripsiyon faktörlerini oluşturmak için Jun ailesi proteinleri (c-Jun, JunB veya JunD) ile heterodimerize olur. Bu Fos ailesi proteinleri, birçok istismar ilacının akut uygulanmasından sonra spesifik beyin bölgelerinde hızlı ve geçici olarak uyarılır (İncir. 2).2) Bu tepkiler en belirgin çekirdekte accumbens ve dorsal striatumda görülür, fakat aynı zamanda diğer birkaç beyin bölgesinde de görülür.6) Bununla birlikte, bu Fos ailesi proteinlerinin hepsi oldukça dengesizdir ve ilaç alımından sonraki saatler içinde bazal seviyelere geri döner.
Kötüye kullanılan ilaçların kronik olarak uygulanmasından sonra çok farklı tepkiler görülür (İncir. 2). Biyokimyasal olarak değiştirilmiş FosB (M) izoformlarır 35-37 kD), ilacın tekrar tekrar maruz kalmasından sonra aynı beyin bölgelerinde birikir, oysa tüm Fos ailesi üyeleri tolerans gösterir (yani, ilk ilaç maruziyetlerine kıyasla daha düşük indüksiyon).7-9) FOSB'nin bu birikimi hemen hemen tüm kötüye kullanım ilaçları için gözlenmiştir, bununla birlikte, farklı ilaçlar çekirdekte, kabuğa, dorsal striatumda ve diğer beyin bölgelerinde çekirdek accumbens'te görülen endüksiyon derecesinde biraz farklıdır.2,6) En azından bazı kötüye kullanım ilaçları için, ΔFosB'nin indüksiyonu, striatal bölgelerdeki dinorfin içeren orta dikenli nöronlar - ağırlıklı olarak D1 dopamin reseptörlerini ifade edenler - için seçici görünmektedir. ΔFosB'nin 35-37 kD izoformları, bu beyin bölgelerinde aktif ve uzun süreli bir AP-1 kompleksi oluşturmak için ağırlıklı olarak JunD ile dimerize olur,7,10) her ne kadar bazı kanıtlar olsa da in vitro BFosB'in homodimerler oluşturabildiği çalışmalar.11) Çekirdek akumbensinde ΔFosB ilacının uyarılması ilacın farmakolojik özelliklerine bir cevap gibi görünmektedir kendiliğinden ve isteğe bağlı ilaç alımıyla ilgili değildir, çünkü kokaini kendi kendine uygulayan veya yok edilmiş ilaç enjeksiyonları alan hayvanlar, bu beyin bölgesinde bu transkripsiyon faktörünün eşdeğer indüksiyonunu gösterir.6) Buna karşılık, örneğin, orbitofrontal korteks gibi bazı diğer bölgelerde ΔFosB indüksiyonu, gönüllü ilaç uygulaması gerektirir.12)
35-37 kD ΔFosB izoformları, olağanüstü uzun yarı ömürleri nedeniyle kronik ilaç maruziyeti ile birikir.7-13) Stabilitesinin bir sonucu olarak, BFosB proteini, ilaca maruz kalmanın sona ermesinden sonra en az birkaç hafta nöronlarda kalır. Şimdi bu stabilitenin iki faktörden kaynaklandığını biliyoruz: 1) FosB ve diğer tüm Fos ailesi proteinlerinin C terminalinde bulunan ve bu proteinleri hızlı bir şekilde bozunmayı hedefleyen iki degron alanın ΔFosB'sinin bulunmaması ve 2) kazein kinazı 2 ve belki de başka protein kinazları ile -FosB'nin N terminalinde fosforilasyonu.14-16) ΔFosB izoformlarının stabilitesi, ilaçla indüklenen gen ekspresyonundaki değişikliklerin, nispeten uzun ilaç geri çekilme dönemlerine rağmen devam edebildiği yeni bir moleküler mekanizma sağlar. Bu nedenle, ΔFosB'nin bağımlı bir durumu başlatmaya ve sonra sürdürmeye yardımcı olan sürekli bir "moleküler anahtar" olarak işlev gördüğünü önerdik.1,2)
Bağımlılıktaki Rolü
AddicFosB'nin uyuşturucu bağımlılığındaki rolüyle ilgili içgörü, büyük ölçüde ΔFosB'nin yetişkin hayvanların çekirdeği ve dorsal striatumunun çekirdeği içinde seçici olarak uyarılabildiği bitransgenik farelerin çalışmasından kaynaklanmaktadır.17) Önemli olarak, bu fareler, ilaçların proteini indüklediğine inanılan dikorfin içeren orta dikenli nöronlarda seçici olarak ΔFosB'yi aşırı eksprese eder. BFosB-aşırı eksprese edici fareler, akut ve kronik tatbikattan sonra kokaine lokomotor tepkilerinin arttırıldığını gösterir.17) Ayrıca, kokainin ve morfinin yerinde iklimlendirme deneylerinde ödüllendirici etkilerine karşı artan hassasiyet gösterdiğini,17-19) ve daha düşük dozlarda kokain kendi kendine tatbik edilir ve caFosB'yi aşırı ifade etmeyen çöplerden ziyade kokain için daha fazla çalışır.20) Ek olarak, çekirdekte ΔFosB aşırı ekspresyonu, opiat fiziksel bağımlılığının gelişimini abartır ve opiat analjezik toleransını arttırır.19) Buna karşılık, BFosB eksprese eden fareler, Morris su labirentinde değerlendirildiği gibi mekansal öğrenme dahil olmak üzere diğer bazı davranış alanlarında normaldir.17) BFosB'nin nükleus accumbens'e aşırı ekspresyonunun spesifik hedeflenmesi, viral aracılı gen transferi kullanılarak, eşdeğer veri verdi.19)
Buna karşılık, çekirdeklerde enkepahlin içeren orta dikenli nöronlara ahFosB ekspresyonunu hedeflemek, farklı bitransgenik farelerdeki çizgilerde dorsal striatum (ağırlıklı olarak D2 dopamin reseptörlerini eksprese edenler) ortaya çıkarır ve bu davranışsal fenotiplerin çoğunu gösteremez.19) ΔFosB'nin aşırı ekspresyonunun aksine, mutant bir Jun proteininin (ΔcJun veya ΔJunD) aşırı ekspresyonu - AP1 aracılı transkripsiyonun baskın bir negatif antagonisti olarak işlev görür - bitransgenik farelerin veya viral aracılı gen transferinin kullanılmasıyla, karşıt davranışsal etkiler üretir.18,19,21) Bu veriler, akümbens çekirdeğinin dinorfin içeren orta dikenli nöronlarında ΔFosB'nin indüksiyonunun, bir hayvanın kokain ve diğer kötüye kullanım ilaçlarına karşı duyarlılığını artırdığını ve ilaçlara nispeten uzun süreli duyarlılık için bir mekanizma oluşturabileceğini göstermektedir.
BrainFosB indüksiyonunun diğer beyin bölgelerinde oynadığı rol daha az anlaşılmıştır. Son zamanlarda yapılan çalışmalar, orbitofrontal kortekste ΔFBB indüksiyonunun, akut kokaine maruz kalmanın bilişsel bozucu etkilerinin bir kısmına toleransı sağladığını, bunun da ilaç alımını daha da arttırmaya yardımcı olabileceğini göstermiştir.12,22)
OsFosB Hedef Genleri
ΔFosB bir transkripsiyon faktörü olduğundan, muhtemelen diğer genlerin ekspresyonunu artırarak veya baskılayarak bu ilginç davranışsal fenotipi çekirdek akümbenslerde üretir. ΔFosB'yi veya baskın negatif ΔcJun'u aşırı eksprese eden indüklenebilir, bitransgenik farelerimizi kullanarak ve Affymetrix çiplerindeki gen ekspresyonunu analiz ederek, in vivo -ΔFosB öncelikle bir transkripsiyonel aktivatör olarak işlev görürken, daha küçük bir gen alt kümesi için bir baskılayıcı görevi görür.18) Bu çalışma aynı zamanda ΔFosB'nin kokainin genomik etkilerine aracılık etmedeki baskın rolünü de göstermiştir: osFosB, çekirdekte meydana gelen tüm genlerin dörtte birine yakınında kronik kokainin etkisinde kaldığını göstermektedir.
Bu genom çapında yaklaşım, birkaç aday genin paralel olarak çalışılmasıyla birlikte, davranış fenotipine katkıda bulunan ΔFosB'un birkaç hedef genini belirlemiştir. Bir aday gen, ΔFosB tarafından accumbens çekirdeğinde indüklenen bir AMPA glutamat reseptör alt birimi olan GluA2'tir.17) GluA2 içeren AMPA kanalları, bu alt birimi içermeyen AMPA kanallarına kıyasla daha düşük bir genel iletkenliğe sahip olduklarından, çekirdekteki akümenlerde kokain ve ΔFosB aracılı GluA2 yükselmesi, en azından kısmen, azaltılmış glutamaterjik tepkiler için hesap verebilir. Kronik ilaca maruz kaldıktan sonra bu nöronlar.23)
Çekirdeğin accumbensinde ΔFosB'nin bir başka aday hedef geni, dynorphin olan opioid peptididir. ΔFosB'nin özellikle bu beyin bölgesindeki dynorphin üreten hücrelerde kötüye kullanım ilaçları tarafından indüklendiğini hatırlayın. Kötüye kullanılan ilaçların, kullanılan tedavi koşullarına bağlı olarak görülen artış veya azalışlarla birlikte dynorphin ekspresyonu üzerinde karmaşık etkileri vardır. BFosB indüksiyonunun çekirdeğin accumbensindeki dynorphin gen ekspresyonunu baskıladığını gösterdik.19) Dynorphin'in ventral tegment alanı (VTA) dopamin nöronlarındaki κ opioid reseptörlerini aktive ettiği ve dopaminerjik iletimi engellediği ve böylece ödül mekanizmalarını düşürdüğü düşünülmektedir.24,25) Bu nedenle, dinorfin ifadesinin ΔFosB baskısı, bu transkripsiyon faktörünün aracılık ettiği ödül mekanizmalarının geliştirilmesine katkıda bulunabilir. ΔFosB'nin davranışsal fenotipinde dinorfin gen baskılamasının rol oynadığını destekleyen doğrudan kanıtlar var.19)
Hala ek hedef genler tanımlanmıştır. OsFosB, c-Fos moleküler anahtarın oluşturulmasına yardımcı olan gen - akut ilaç maruziyetinden sonra birkaç kısa ömürlü Fos ailesi proteininin indüksiyonundan kronik ilaca maruz kaldıktan sonra ΔFosB'nin baskın birikimine kadar - daha önce bahsedilmiştir.9) Aksine, sikline bağımlı kinaz-5 (Cdk5), kronik kokain tarafından toplanan çekirdekte indüklenir, gösterdiğimiz bir etkiye osFosB aracılığıyla aracılık edilir.18,21,26) Cdk5, osFosB'nin önemli bir hedefidir; çünkü ekspresyonu, çekirdeğin dendritik omurga yoğunluğundaki artışlarla doğrudan bağlantılı olduğundan orta sivri nöronları,27,28) Çekirdekte, kronik kokain uygulamasıyla ilişkili olan accumbens.29,30) Gerçekten de, ΔFosB indüksiyonunun daha yakın zamanda kokaine bağlı dendritik omurga büyümesi için hem gerekli hem de yeterli olduğu gösterilmiştir.31)
Daha yakın zamanlarda, kromatin immünopresipitasyonunu (ChIP) ve ardından opFosB hedef genlerini daha da tanımlamak için promotör çipini (ChIP-chip) veya derin dizilemeyi (ChIP-seq) kullandık.32) Bu çalışmalar, daha önce bahsedilen DNA ekspresyon dizileriyle birlikte, ΔFosB tarafından doğrudan veya dolaylı olarak hedeflenebilecek birçok ek genin zengin bir listesini sağlıyor. Bu genler arasında ek nörotransmiter reseptörleri, pre- ve postsinaptik fonksiyonda yer alan proteinler, birçok tipte iyon kanalı ve hücre içi sinyal proteinleri, nöronal hücre iskeletini ve hücre büyümesini düzenleyen proteinler ve kromatin yapısını düzenleyen çok sayıda protein bulunur.18,32) Bu sayısız proteinin her birinin onaylanması için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır. iyi niyetli BFosB ile etki eden kokainin hedefleri ve her bir proteinin kokain etkisinin karmaşık sinirsel ve davranışsal yönlerine aracılık etmekte oynadığı kesin rolü oluşturmak.
CREB
Döngüsel AMP yanıt elemanı bağlanma proteini (CREB), sinirbilimde en çok incelenen transkripsiyon faktörlerinden biridir ve sinir plastisitesinin farklı yönleriyle ilişkilendirilmiştir.33) Döngüsel AMP yanıt elemanlarında (CRE'ler) genlere bağlanabilen homodimerler oluşturur, ancak öncelikle, CREB bağlayıcı proteinin (CBP) alınmasına izin veren Ser133'te (birkaç protein kinazın herhangi biri tarafından) fosforile edildikten sonra transkripsiyonu aktive eder. transkripsiyonu teşvik eder. CREB aktivasyonunun belirli genlerin ekspresyonunu baskılama mekanizması daha az anlaşılmıştır.
Hem psikostimülanlar (kokain ve amfetamin) hem de opiatlar, CRE-LacZ transgenik farelerde artmış fosfo-CREB (pCREB) veya raportör gen aktivitesi ile ölçüldüğü üzere, CREB aktivitesini akut ve kronik olarak artırır - nükleus akümbens ve dorsal striatum dahil olmak üzere birden fazla beyin bölgesinde .34-36) Bu aktivasyonun zaman süreci ΔFosB tarafından sergilenenden çok farklı. Gösterildiği gibi İncir. 2CREB aktivasyonu, akut ilaç uygulamasına cevap olarak son derece geçicidir ve yoksunluktan sonraki bir veya iki gün içinde normal seviyelere döner. Ek olarak CREB aktivasyonu, orta dikenli nöronların hem dynorphin hem de enkefal alt tiplerinde ortaya çıkar.34) Kokain ve afyonların aksine, CREB diğer suistimal ilaçlarına daha karmaşık ve çeşitli tepkiler göstermektedir.4)
Bitransgenik farelerde veya viral vektörlerle CREB'in indüklenebilir aşırı ekspresyonunu veya dominant bir negatif mutantı içeren deneyler, CREB'nin - ΔFosB'nin çarpıcı bir zıttı olarak - akümbens çekirdeğinde aktivasyonunun kokain ve opiatların ödüllendirici etkilerini azalttığını göstermiştir. tahliller.37,38) Bununla birlikte, ΔFosB indüksiyonu gibi CREB aktivasyonu ilacın kendi kendine uygulanmasını destekler.39) Önemli olarak, baskın negatif CREB ile etkiler, endojen CREB aktivitesinin indüklenebilir gösterimleri ile doğrulanmıştır.39-41) Her iki transkripsiyon faktörünün istemli ilaç alımını yönlendirmesi ilginçtir; Muhtemelen ΔFosB bunu pozitif güçlendirme ile yapar, oysa CREB bu fenotipi negatif güçlendirme ile uyarır. İkinci olasılık, bu beyin bölgesindeki CREB aktivitesinin olumsuz bir duygusal duruma neden olduğuna dair önemli kanıtlarla tutarlıdır.34,42)
CREB aktivitesi, nükleusun accumbens orta spiny nöronlarının fonksiyonel aktivitesi ile doğrudan bağlantılıdır. CREB aşırı ekspresyonu artar, baskın negatif CREB ise orta dikenli nöronların elektriksel uyarılabilirliğini azaltır.43) Dynorphin ve enkefalin nöronları arasındaki muhtemel farklılıklar henüz araştırılmamıştır. Bir K'nın viral aracılı aşırı ekspresyonunun aracılık ettiği gözlem+ çekirdekte bulunan alt birim, orta dikenli nöronun uyarılabilirliğini azaltan akumbens, kokaine lokomotor tepkilerini arttırır, CREB'nin nöron uyarılabilirliğini artırarak kokaine davranışsal duyarlılık kırılması olarak hareket ettiğini göstermektedir.43)
Kötüye kullanılan ilaçlar, çekirdeğin accumbens dışındaki birkaç beyin bölgesinde CREB'yi aktive eder. Bir örnek, kronik kokain veya afyon uygulamasının dopaminerjik ve dopaminerjik olmayan nöronlar içinde CREB'yi aktive ettiği ventral tegmental alandır. Bu etki, etkilenen ventral tegmental alanın alt bölgesine bağlı olarak, kötüye kullanım ilaçlarının ödüllendirici tepkilerini arttırmakta veya azaltmaktadır.
CREB için sayısız hedef gen, hem açık uçlu hem de aday gen yaklaşımlarıyla, bunlar ve nükleus üzerindeki diğer etkilere aracılık eden orta sivri nöronları ve ortaya çıkan CREB davranış fenotipini tetikler.18,32,36) Öne çıkan örnekler arasında opioid peptid dynorphin,37) geri beslenir ve daha önce belirtildiği gibi çekirdeğe gelen dopaminerjik sinyalleri bastırır.24,25) Ayrıca GluA1 AMPA alt birimi ve GluN2B NMDA alt birimi gibi bazı glutamat reseptör alt birimleri de dahil edilmiştir.+ ve Na+ Birlikte çekirdeği kontrol etmesi beklenen iyon kanalı alt birimleri hücre uyarılabilirliğini tetikler.43,44) BDNF hala çekirdekte bulunan CREB için bir başka hedef gendir ve aynı zamanda CREB davranışsal fenotipine aracılık etme ile de ilgilidir.35) CREB indüksiyonunun aynı zamanda kokainin orta dikenli nöronlar için nükleus akümbens üzerindeki dendritik dikenlerin indüksiyonuna katkıda bulunduğu gösterilmiştir.45)
CREB, CRE'leri bağlayan ve hedef genlerin transkripsiyonunu düzenleyen birkaç ilgili proteinden sadece biridir. Siklik AMP tepki elemanı modülatörü (CREM) geninin birkaç ürünü, CRE aracılı transkripsiyonu düzenler. Bazı ürünler (örneğin, CREM) transkripsiyonel aktivatörlerdir, oysa diğerleri (örneğin, ICER veya indüklenebilir siklik AMP baskılayıcı) endojen dominant negatif antagonistler olarak işlev görür. Ek olarak, birkaç aktive edici transkripsiyon faktörü (ATF'ler), CRE bölgelerine bağlanarak gen ekspresyonunu kısmen etkileyebilir. Son çalışmalar, bu çeşitli transkripsiyon faktörlerini ilaç yanıtlarına dahil etmiştir. Amfetamin, akümbens çekirdeğinde ICER ekspresyonunu indükler ve viral aracılı gen transferinin kullanılmasıyla bu bölgede ICER'in aşırı ekspresyonu, bir hayvanın ilacın davranışsal etkilerine duyarlılığını artırır.46) Bu, yukarıda belirtilen, baskın negatif CREB mutantlarının yerel aşırı ekspresyonunun veya CREB'nin lokal yıkımının benzer etkiler gösterdiği bulgularıyla tutarlıdır. Amfetamin ayrıca, ATF2, ATF3 ve ATF4'i çekirdek akumbenlerde indüklerken, ATF1 veya CREM için bir etki görülmez.47) Bu bölgedeki ATF2 aşırı ekspresyonu, ICER'deki gibi, amfetamine davranışsal tepkileri arttırırken, ATF3 veya ATF4 aşırı ekspresyonunun zıt etkisi vardır. Gelecekteki araştırmalar için önemli bir yön olan bu çeşitli CREB ailesi proteinleri için hedef genler hakkında çok az şey bilinmektedir.
NFKB
Enflamasyon ve immün yanıtlarda rol oynadığı için, çeşitli uyaranlarla hızla aktive olan bir transkripsiyon faktörü olan nükleer faktör κB (NFκB) en iyi şekilde incelenir. Son zamanlarda, sinaptik plastisite ve bellekte önemli olduğu gösterilmiştir.48) NFκB, tekrarlanan kokain uygulamasıyla toplanan çekirdeklerde indüklenir,49,50) kokainin, orta dikenli nöronları akümbens çekirdeğinin dendritik dikenlerini indüksiyonu için gerekli olduğu yerlerde. NFKB'nin bu şekilde indüksiyonu, ilacın ödüllendirici etkilerine karşı duyarlılığa katkıda bulunur.50) Mevcut araştırmanın ana amacı, NFκB'nin bu hücresel ve davranışsal plastisiteye neden olduğu hedef genleri belirlemektir.
İlginç bir şekilde, NFκB'nin kokain endüksiyonuna, ΔFosB: n Çekirdek accumbens'te BFosB aşırı ekspresyonu, NFκB'yi indüklerken aracılık eder, domcJun baskın negatif ekspresyonu, transkripsiyon faktörünün aşırı kokain indüksiyonunu engeller.21,49) NFκB'nin ΔFosB tarafından düzenlenmesi, ilaç etkisine katılan karmaşık transkripsiyonel kaskadları göstermektedir. Aynı zamanda, NFκB, striatal bölgelerde metamfetamin'in bazı nörotoksik etkilerine neden olmuştur.51) NFκB'nin orta dikenli nöron spinogenezindeki rolü son zamanlarda stres ve depresyon modellerine yayılmıştır,52) Depresyon ve bağımlılık komorbiditeleri ve strese bağlı stresten kaynaklanan iyi muamele olgusunun uyuşturucu kullanımına bağlılığı dikkate alındığında özel öneme sahip bir bulgu.
MEF2
Miyosit arttırıcı faktör-2 (MEF2), kardiyak miyogenezi kontrol etmedeki rolüyle keşfedildi. Daha doğrusu, MEF2 beyin fonksiyonlarında rol oynamaktadır.53) Çoklu MEF2 izoformları, beyninde ifade eder, çekirdekte bulunan orta sivri nöronları da içine alır, burada topladıkları proteinlerin doğasına bağlı olarak gen transkripsiyonunu aktive edebilen veya bastırabilen homo ve heterodimerler oluştururlar. Son zamanlarda yapılan çalışma, kronik kokainin çekirdekteki MEF2 aktivitesini baskıladığı olası bir mekanizmayı, bir Ca1 kalsineinin D2 reseptör-cAMP'ye bağımlı bir inhibisyonu yoluyla kısmen topladığı+bağımlı protein fosfataz.28) Aynı zamanda daha önce de belirtildiği gibi kokain ve targetFosB için bir hedef olan Cdk5’in kokain düzenlemesi de söz konusu olabilir. MEF2 aktivitesindeki bu azalma, orta dikenli nöronlarda dendritik dikenlerin kokain indüksiyonu için gereklidir. Mevcut çalışmanın önemli bir odağı, MEF2 ile hedef genleri tanımlamaktır, bu etkiyi oluşturur.
GELECEKTEKİ YÖNLENDİRMELER
Yukarıda tartışılan transkripsiyon faktörleri, bağımlılık modellerinde yıllar boyunca çalışılan birçok kişiden sadece birkaçıdır. Bağımlılığa neden olan diğerleri arasında glukokortikoid reseptörü, nükleus accumbens 1 transkripsiyon faktörü (NAC1), erken büyüme tepki faktörleri (EGR'ler) ve sinyal transdüserleri ve transkripsiyon aktivatörleri (STATS) bulunur.1,2) Sadece bir örnek olarak, glukokortikoid reseptörü, kokain aramak için dopaminosiseptif nöronlarda gereklidir.54) Gelecekteki araştırmanın amacı, kötüye kullanılan ilaçlara kronik maruz kalmaya yanıt olarak nukleus accumbens ve diğer beyin ödül bölgelerinde indüklenen transkripsiyon faktörlerinin daha iyi bir görünümünü elde etmek ve davranış fenotipine katkıda bulunmak için etkiledikleri hedef genlerin aralığını tanımlamaktır. bağımlılığı.
Gelecekteki araştırmaların bir diğer önemli amacı, bu çeşitli transkripsiyon faktörlerinin hedef genlerini düzenlediği kesin moleküler adımları belirlemektir. Bu nedenle, artık transkripsiyon faktörlerinin, hedef genlerine, genlerin etrafındaki kromatin yapısını düzenleyen bir dizi yardımcı aktivatör veya yardımcı bastırıcı proteinleri ve ardından katalize eden RNA polimeraz II kompleksinin toplanmasını düzenleyerek bir araya getirerek gen ekspresyonunu kontrol ettiğini biliyoruz. transkripsiyon.4) Örneğin, son araştırmalar, ΔFosB'nin cdk5 genini indükleme kabiliyetinin, bir histon asetil transferaz ve ilgili kromatin yeniden şekillendirme proteinlerinin gene alımı ile uyum içinde gerçekleştiğini göstermiştir.55) Buna karşılık, BFosB'nin c-Fos genini baskılama kabiliyeti, bir histon deasetilaz ve muhtemelen de baskıcı bir histon metiltransferaz gibi birkaç başka baskılayıcı protein alımı ile uyumludur (İncir. 3).2,9,31) Yüzlerce kromatin düzenleyici proteinin muhtemelen aktivasyonu veya baskılanmasıyla uyum içinde olan bir gene alındığı göz önüne alındığında, bu çalışma, önümüzdeki yıllarda keşfedilmesi gereken engin miktarda bilginin buzdağının sadece görünen kısmıdır.
İlaç tarafından düzenlenen transkripsiyon faktörleri için hedef genlerin tanımlanmasında ilerleme kaydedildiğinden, bu bilgi ilaç keşif çabalarını yönlendirmek için kullanılabilecek giderek daha eksiksiz bir şablon sağlayacaktır. Bağımlılığın altında yatan transkripsiyon mekanizmalarını anlamada bu çarpıcı gelişmelere dayanarak yeni ilaç tedavilerinin geliştirilmesi umulmaktadır.
;