ΔFosB过表达对伏隔核中阿片样物质和大麻素受体介导的信号传导的影响(2011)

神经药理学。 2011 Dec;61(8):1470-6. doi: 10.1016/j.neuropharm.2011.08.046.

Sim-Selley LJ, 卡西迪议员, 斯巴达A., Zachariou V, Nestler EJ, Selley DE.

来源

弗吉尼亚联邦大学医学院药理学和毒理学系和药物与酒精研究所,弗吉尼亚州里士满23298,美国。

抽象

通过长期暴露于几种滥用药物,在伏隔核(NAc)中诱导稳定的转录因子ΔFosB,并且纹状体中ΔFosB的转基因表达增强了吗啡和cocain的奖赏特性。即 但是,这些观察的机制基础尚未完全理解。 我们使用了具有诱导表达ΔFosB的转基因小鼠模型 多巴胺 D(1)受体/强啡肽的纹状体神经元,以确定ΔFosB表达对NAc中阿片样物质和大麻素受体信号传导的影响。 结果显示,在表达ΔFosB的小鼠的NAc中,μ阿片类药物介导的G蛋白活性和腺苷酸环化酶的抑制增强。 类似地,在表达ΔFosB的小鼠中,κA阿片样物质对腺苷酸环化酶的抑制作用增强. 相反,大麻素受体介导的信号传导在过表达ΔFosB的小鼠和对照小鼠之间没有差异。 T这些发现表明阿片类药物和大麻素受体信号通过ΔFosB的表达进行差异调节,并表明ΔFosB表达可能通过NAc中增强的μ和κ阿片受体信号传导产生一些作用。

关键词: G蛋白,腺苷酸环化酶,纹状体

1. 简介

阿片类受体和大麻素CB1 受体(CB1R)是两种广泛使用的药物类别的神经生物学目标,包括吗啡,海洛因和处方阿片类药物,以及大麻(Δ9 - 四氢大麻酚(THC))。 阿片类药物和大麻素的急性作用由主要激活G的G蛋白偶联受体介导I / O 蛋白质和产生下游效应反应,如抑制腺苷酸环化酶(Childers,1991, Childers等,1992, Howlett,et al。,2002)。 电机,记忆损害和Δ的精神作用9-THC由CB生产1R(Huestis等,2001, Zimmer等,1999),广泛分布于大脑,在基底神经节,海马和小脑中含量很高(Herkenham等,1991)。 大多数临床相关和滥用的阿片类药物的镇痛和奖赏效果主要由μ阿片受体(MOR)介导(Matthes等,1996),富含边缘系统和脑干(Mansour等人,1994)。 中脑边缘系统由腹侧被盖区(VTA)到伏隔核(NAc)的多巴胺能投射组成,在阿片类药物和大麻素的奖赏效应中起重要作用(Bozarth和Wise,1984, Vaccarino等,1985, Zangen等,2006),以及其他滥用药物(Koob和Volkow,2010)。 此外,内源性阿片类药物和大麻素系统参与多种精神活性药物的奖励效果(Maldonado等,2006, Trigo等,2010)。 因此,阐明阿片类药物和CB的机制非常重要1R信号在NAc中受到调节。

药物滥用领域的一个核心问题是确定介导精神活性药物从急性和长期影响转变的蛋白质。 AP-1转录因子ΔFosB特别令人感兴趣,因为它是一种稳定的截短的剪接变体产物 FOSB 反复暴露于滥用药物或自然奖励时累积的基因(McClung等人,2004, Nestler,2008, Nestler等,1999). 我们发现在反复暴露于吗啡后,ΔFosB在大脑中被诱导Δ9-THC,可卡因或乙醇,每种药物产生独特的ΔFosB表达区域模式(Perrotti等,2008)。 跨药物的一致发现是ΔFosB在纹状体中高度诱导,其中所有四种药物均诱导NAc核心中的ΔFosB,除Δ外均为ΔFosB9-THC显着诱导NAc壳和尾状壳核中的表达。

药理学研究表明,多巴胺D共同给药1 受体(D.1R)拮抗剂SCH 23390在间歇性可卡因或吗啡给药后阻断NAc和尾状壳核中的ΔFosB诱导,表明D的潜在重要性1表达R的神经元(Muller和Unterwald,2005, Nye等,1995)。 已经使用在NAc和背侧纹状体的特定神经元群体中表达ΔFosB的转基因小鼠研究了ΔFosB诱导对药物介导的行为的影响(陈等人,1998)。 在强啡肽/ D中表达ΔFosB的小鼠1NAc和背侧纹状体(11A系)中的R阳性神经元显示对滥用药物的反应改变,特别是对可卡因或吗啡的奖赏效果的敏感性增强(Colby等人,2003, Kelz等,1999, Zachariou等,2006)。 这些改变发生在MOR水平或各种G蛋白亚基没有变化的情况下。 然而,表达ΔFosB的小鼠的NAc中的强啡肽mRNA水平降低(Zachariou等,2006),表明ΔFosB的一个靶标是编码内源性阿片肽的基因。 ΔFosB诱导也可能通过调节NAc中的受体信号传导而产生行为改变,但尚未研究这种可能性。 因此,目前的研究使用转基因小鼠模型来确定强啡肽/ D中ΔFosB的过表达1含有纹状体神经元的R改变NA介导的MOR介导的G蛋白活性和MOR-和KOR介导的腺苷酸环化酶抑制。 ΔFosB对CB的影响1还评估了R介导的G蛋白活性,因为Δ9-THC给药诱导NAc中的ΔFosB(Perrotti等,2008并且已知内源性大麻素系统调节脑回报电路(加德纳,2005, Maldonado等,2006但是,尚未研究ΔFosB对内源性大麻素系统的影响。

2。 材料和方法

2.1。 试剂

[35S]GTPγS(1250 Ci / mmol),[α-32P] ATP(800 Ci / mmol)和[3H] cAMP(26.4 Ci / mmol)购自PerkinElmer(Shelton,CT)。 ATP,GTP,GDP,cAMP,牛血清白蛋白,肌酸磷酸激酶,罂粟碱,咪唑和WIN-55212-2购自Sigma Aldrich(St.Louis,MO)。 GTPγS购自Roche Diagnostic Corporation(Chicago,IL)。 DAMGO由国家药物滥用研究所(Rockville,MD)的药物供应计划提供。 Econo-1闪烁液获自Fisher Scientific(Norcross,GA)。 从ICN(Costa Mesa,CA)获得Ecolite闪烁液。 所有其他化学品均来自Sigma Aldrich或Fisher Scientific。

2.2。 老鼠

如Kelz等人所述,产生衍生自NSE-tTA(品系A)×TetOp-ΔFosB(品系11)的雄性转基因小鼠。 (Kelz等,1999)。 在强力霉素(饮用水中的100μg)中构思并产生转基因小鼠以抑制转基因表达。 在8周龄时,对于一半的小鼠,从水中省略多西环素以允许转基因表达,而将剩余的小鼠维持在多西环素上以抑制转基因。 数周后收集脑8,即ΔFosB的转录效应最大的时间(McClung和Nestler,2003)。 使用第二转基因小鼠系,其中c-Jun的显性失活拮抗剂Δc-Jun在D中表达1R /强啡肽和D.2纹状体,海马和顶叶皮质的R /脑啡肽细胞(Peakman等人,2003)。 C-Jun和相关的Jun家族蛋白质与Fos家族蛋白质二聚化并结合靶基因的AP-1位点以调节转录。 然而,截短c-Jun的N-末端(Δc-Jun)使得复合物转录失活并且能够阻碍活性AP-1复合物的DNA结合。 如Peakman等人所述,产生衍生自NSE-tTA(品系A)×TetOp-FLAG-Δc-Jun(品系E)的雄性转基因小鼠。 (Peakman等人,2003)。 在强力霉素(饮用水中的100μg)中构思并产生转基因小鼠以抑制转基因表达。 幼崽在3周断奶,进行基因分型,并分成几组,其中一半保持在含多西环素的水上,一半保持在常规饮用水中以诱导FLAG-Δc-Jun表达。 数周后收集脑6,测量最大FLAG-Δc-Jun水平的时间(Peakman等人,2003)。 所有动物程序均按照美国国立卫生研究院实验动物护理和使用指南进行。

2.3。 膜制备

将脑保存在-80℃直至测定当天。 在测定之前,解冻每个脑,并在冰上解剖NAc。 将各样品在50 mM Tris-HCl,3 mM MgCl中匀浆2,1 mM EGTA,pH 7.4(膜缓冲液),在20℃下用玻璃匀浆器进行4冲程。 将匀浆以48,000×离心 g 在4°C下10 min,重悬浮于膜缓冲液中,再次以48,000离心× g 在4°C下10 min并重悬于50 mM Tris-HCl,3 mM MgCl2,0.2 mM EGTA,100 mM NaCl,pH 7.4(测定缓冲液)。 通过Bradford的方法测定蛋白质水平(布拉德福德,1976)以牛血清白蛋白(BSA)为标准。

2.4。 激动 - 刺激[35S]GTPγS结合

将膜在10℃下与测定缓冲液中的腺苷脱氨酶(30 mU / ml)预温育3分钟。 然后将膜(5-10μg蛋白)在2℃下在含有30%(w / v)BSA,0.1 nM的测定缓冲液中孵育0.1 hr。35S]具有和不具有适当浓度的DAMGO或WIN30-3的GTPγS,55,212μMGDP和腺苷脱氨酶(2 mU / ml)。 用20μMGTPγS测量非特异性结合。 通过GF / B玻璃纤维滤器过滤终止温育,然后用3 ml冰冷的3 mM Tris-HCl,pH 50洗涤7.4。 在Econo-1闪烁液中过滤提取过滤器后,通过液体闪烁分光光度法测定结合的放射性。

2.5。 腺苷酸环化酶试验

如上所述将膜(5-25μg蛋白)与腺苷脱氨酶预孵育,然后在15℃下,在有或没有30μM毛喉素的情况下,在有或没有DAMGO,U1H或WIN50,488-55,212的情况下,在2℃下孵育50 min,在含有测定缓冲液中XNUMXμMATP,[α-32P] ATP(1.5μCi),0.2 mM DTT,0.1%(w / v)BSA,50μM环AMP,50μMGTP,0.2 mM罂粟碱,5 mM磷酸肌酸,20单位/ ml肌酸磷酸激酶和腺苷脱氨酶(3 mU) / ml)终体积为100μl。 在这些条件下,总[α-32回收的P] cAMP一般小于加入总量的1%[α-32P]每个样品中的ATP。 通过煮沸3 min终止反应并且[32P]环状AMP通过Salomon的双柱(Dowex和氧化铝)方法分离(Salomon,1979)。 [3在柱色谱法之前,将H] cAMP(10,000 dpm)加入到每个管中作为内标。 通过液体闪烁分光光度法测定放射性(45%效率) 3H)将4.5 ml洗脱液溶于14.5 ml的Ecolite闪烁液中。

2.6。 数据分析

除非另有说明,否则数据报告为4-8分开实验的平均值±SE,每个实验一式三份进行。 净刺激[35S]GTPγS结合计算为激动剂刺激的结合减去基础结合。 净毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性定义为毛喉素刺激的活性 - 基础活性(pmol / mg / min)。 毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性的抑制百分比定义为(在没有激动剂存在激动剂/净毛喉素刺激的活性存在下,在没有激动剂的情况下净毛喉素刺激的活性 - 净毛喉素刺激的活性)×100。 使用Prism 4.0c(GraphPad Software,Inc.,San Diego,CA)进行所有曲线拟合和统计分析。 通过迭代非线性回归分析浓度 - 效应曲线以获得EC50 和E.最大 值。 通过双向方差分析(ANOVA),使用激动剂剂量和基因诱导(开或关)作为主要因素,确定浓度 - 效应数据的统计显着性。 曲线拟合值的统计显着性(E.最大 或EC50)由非配对的两尾学生t检验确定,必要时使用Welch校正或数据的平方根变换来校正EC中的不均等方差(通过F检验检测)50 值。

3。 结果

3.1。 ΔFosB表达对阿片样物质和大麻素受体介导的G蛋白激活的影响

确定MOR-或CB1通过诱导激动剂刺激的NAc中ΔFosB的诱导型转基因表达改变R介导的G蛋白激活[35在由该转基因小鼠区域制备的分离的膜中检查S]GTPγS结合,所述转基因小鼠条件性地表达(ΔFosBon)或不表达(ΔFosBoff)ΔFosB转基因。 MOR选择性脑啡肽类似物DAMGO用于激活MOR,大麻素氨基烷基吲哚WIN55,212-2用于激活CB1R.这些配体先前显示为MOR和CB的完全激动剂1R,分别(Breivogel等,1998, Selley等人,1997)。 检测KOR介导的G蛋白活性是不可行的,因为啮齿动物脑中的信号太低(Childers等,1998)。 结果显示,DAMGO和WIN55,122-2在ΔFosB关闭和ΔFosB小鼠的NAc中对G蛋白活性的浓度依赖性刺激(图1)。 对于DAMGO刺激的活动(图1A),浓度效应数据的双向方差分析显示ΔFosB状态(p <0.0001,F = 22.12,df = 1)和DAMGO浓度(p <0.0001,F = 29.65,df = 5)的显着主要影响,没有显着相互作用(p = 0.857,F = 0.387,df = 5)。 浓度效应曲线的非线性回归分析显示DAMGO E明显更大最大 小鼠ΔFosB值(E.最大 =相对于ΔFosB离小鼠的73±5.2%刺激(E.最大 = 56±4.1%刺激; 通过学生t检验,p <0.05与小鼠的ΔFosB不同)。 DAMGO EC50 ΔFosBon和ΔFosBoff小鼠之间的值没有差异(302±72 nM分别对应于212±56 nM,p = 0.346)。

图1 

ΔFosB表达对激动剂刺激的影响[35S]GcγS在NAc中的结合。 表达ΔFosB(ΔFosBon)或对照(ΔFosBoff)小鼠的膜如方法中所述使用不同浓度测定 ...

与使用MOR激动剂DAMGO获得的结果相反,使用大麻素激动剂WIN55,212-2未观察到G蛋白激活的ΔFosB状态依赖性差异(图1B)。 WIN55,212-2浓度效应数据的双向方差分析显示WIN55,212-2浓度具有显着的主要效应(p <0.0001,F = 112.4,df = 7),但没有ΔFosB状态(p = 0.172) ,F = 1.90,df = 1),并且没有相互作用(p = 0.930,F = 0.346,df = 7)。 同样,ΔFosB状态对WIN55,212-2 E也没有影响最大 值(103±6%对比分别在ΔFosBon和off小鼠中的108±8%刺激,p =通过学生t检验的0.813)或EC50 值(分别在ΔFosB开和关小鼠中103±20 nM对170±23 nM,p = 0.123)。

根据曲线的形状和我们之前的研究显示脑中双相WIN55,212-2浓度 - 效应曲线的事实(Breivogel等,1999, Breivogel等,1998),还使用双站点模型分析了WIN55,212-2曲线。 对平均数据的分析显示使用双位点模型(R2 与单点模型(R)相比,= 0.933和0.914,分别为ΔFosB开和关小鼠的平方和= 3644和5463)2 = 0.891和0.879,分别在ΔFosB开和关小鼠中的平方和= 6561和6628)。 然而,在E中的ΔFosB开和关小鼠之间没有发现显着差异最大 或EC50 高效或低效力部位的价值(补充表1),虽然有一个较低的EC趋势50 在具有ΔFosB的小鼠的高效力位点处的值(EC50 与ΔFosB关闭的那些相比(28.0±10.6 nM)50 = 71.5±20.2 nM; p = 0.094)。 此外,ΔFosB状态对基础没有影响[35S]在NAc膜中的GTPγS结合(分别在ΔFosBon和off小鼠中253±14对226±14 fmol / mg,p = 0.188)。 这些数据表明,小鼠NAc中ΔFosB的诱导型转基因表达增加了MOR介导的G蛋白激活,而没有显着影响CB1R介导的或基础G蛋白活性。

3.2。 ΔFosB对阿片类和大麻素受体介导的腺苷酸环化酶抑制的影响

评估诱导型ΔFosB转基因表达对MOR和CB调节下游效应子活性的影响1R,在NAc膜中检测1μM毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性的抑制。 除了MOR-和CB1还使用KOR选择性完全激动剂U50,488检查R介导的腺苷酸环化酶活性的抑制,KOR活性的影响(朱,等,1997),因为先前的结果表明强啡肽mRNA是转基因模型中ΔFosB的靶标(Zachariou等,2006)。 结果显示,DAMGO,U50,488和WIN55,212-2均对小鼠的ΔFosBoff和ΔFosB均产生浓度依赖性的腺苷酸环化酶活性抑制(图2)。 DAMGO浓度 - 效应数据的双向ANOVA(图2A)揭示了ΔFosB状态(p = 0.0012,F = 11.34,df = 1)和DAMGO浓度(p <0.0001,F = 29.61,df = 6)的显着主要影响,但没有显着相互作用(p = 0.441,F = 0.986) ,df = 6)。 DAMGO浓度-效应曲线的非线性回归分析表明,DAMGO EC明显降低50 小鼠(101±11 nM)的ΔFosB值与小鼠(510±182 nM)的ΔFosB值相比,根据学生t检验,p <0.05。 但是,DAMGO E没有显着差异最大 值(分别在ΔFosBon和off小鼠中20.9±1.26%对19.8±1.27%抑制,p = 0.534)。

图2 

ΔFosB表达对NAc中腺苷酸环化酶活性抑制的影响。 表达ΔFosB(ΔFosBon)或对照(ΔFosBoff)小鼠的膜如方法中所述在1μM存在下进行测定 ...

KOR介导的腺苷酸环化酶抑制作为ΔFosB的诱导型转基因表达的功能也不同(图2B)。 U50,488浓度效应数据的双向方差分析显示了ΔFosB状态(p = 0.0006,F = 14.53,df = 1)和U50,488浓度(p <0.0001,F = 26.48,df = 3)的显着主要影响,则没有明显的相互作用(p = 0.833,F = 0.289,df = 3)。 浓度效应曲线的非线性回归分析表明,U50,488 E更高最大 小鼠(18.3±1.14%抑制)的ΔFosB值(小鼠12.5±2.03%抑制的ΔFosB值;通过Student's t检验与ΔFosB的差异p <0.05),但U50,488 EC50 值(分别在ΔFosB开和关小鼠中310±172 nM对225±48 nM,p = 0.324)。

与用MOR和KOR观察到的效果相反,诱导型转基因ΔFosB表达对大麻素激动剂WIN55212-2对腺苷酸环化酶的抑制没有显着影响(图2C)。 WIN55,212-2浓度效应数据的双向ANOVA显示药物浓度有显着影响(p <0.0001,F = 23.6,df = 2),但对ΔFosB状态无影响(p = 0.735,F = 0.118,df = 1)也没有明显的相互作用(p = 0.714,F = 0.343,df = 2)。 此外,在没有任何激动剂的情况下,ΔFosB状态对基础或福斯高林刺激的腺苷酸环化酶活性没有影响。 小鼠的ΔFosB的基础腺苷酸环化酶活性为491±35 pmol / mg / min,而小鼠的ΔFosB的基础腺苷酸环化酶活性为546±44(Student's t检验,p = 0.346)。 同样,在1 µM福司柯林存在下,小鼠的ΔFosB中的腺苷酸环化酶活性为2244±163 pmol / mg / min,而ΔFosB的小鼠中为2372±138 pmol / mg / min(p = 0.555)。

3.3。 ΔcJun对阿片类药物和大麻素受体介导的腺苷酸环化酶抑制作用的影响

因为ΔFosB的诱导型转基因表达增强了从MOR和KOR到NAc中腺苷酸环化酶的抑制性信号转导,所以确定ΔFosB介导的转录的显性负性抑制剂是否会以相反的方式调节阿片样物质受体信号传导是有意义的。 为了解决这个问题,在由条件性表达ΔcJun的转基因小鼠的NAc制备的膜中检测了DAMGO和U50,488对毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性的抑制。 结果显示ΔcJun表达对MOR或KOR抑制腺苷酸环化酶活性无显着影响(图3)。 DAMGO浓度-效应曲线的双向方差分析显示DAMGO浓度具有显着的主要影响(p <0.0001,F = 20.26,df = 6),而没有ΔcJun状态(p = 0.840,F = 0.041,df = 1)且没有明显的相互作用(p = 0.982,F = 0.176,df = 6)。 同样,E也没有显着差异最大 或EC50 具有ΔcJun的小鼠之间的值(E最大 = 23.6±2.6%; EC50 = 304±43 nM)或ΔcJunoff(E最大 = 26.1±2.5%,p = 0.508; EC50 = 611±176 nM,p = 0.129)。 用U50,488观察到相似的结果,因此浓度效应曲线的双向ANOVA显示浓度的显着影响(p <0.0001,F = 11.94,df = 6),而不是ΔcJun状态(p = 0.127) ,F = 2.391,df = 1)并且没有显着的相互作用(p = 0.978,F = 0.190,df = 6)。 同样,E也没有显着差异最大 或EC50 具有ΔcJun的小鼠之间的值(E最大 = 14.8±2.9%; EC50 = 211±81 nM)或关闭(E最大 = 16.7±1.8%,p = 0.597; EC50 = 360±151 nM,p = 0.411)。

图3 

ΔcJun表达对NAc中腺苷酸环化酶活性抑制的影响。 来自表达ΔcJun(ΔcJunon)或对照(ΔcJunoff)小鼠的膜在DAMGO(A),U50,488H(B)或WIN55,212-2存在下孵育 ...

ΔcJun表达也没有显着影响大麻素激动剂对NAc中腺苷酸环化酶的抑制作用。 WIN55,212-2浓度效应曲线的双向方差分析显示WIN55,212-2浓度具有显着的主要效应(p <0.0001,F = 15.53,df = 6),但不是基因型(p = 0.066,F = 3.472,df = 1),没有明显的相互作用(p = 0.973,F = 0.208,df = 6)。 同样,WIN55,212-2 E也没有显着差异最大 值(分别为ΔcJun对比小鼠的13.0±2.3%和13.6±0.9%抑制,p = 0.821)和/或EC50 值(分别在ΔcJun对比小鼠中的208±120 nM和417±130 nM,p = 0.270)。 因此,尽管在表达ΔcJun的小鼠中存在WIN55,212-2效力降低的轻微趋势,但转基因没有显着改变大麻素对腺苷酸环化酶的抑制作用。 此外,ΔcJun状态对基础或毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性没有影响。 在ΔcJun开启或关闭的小鼠中,基础腺苷酸环化酶活性分别为1095±71 pmol / mg / min和1007±77 pmol / mg / min(p = 0.403)。 在ΔcJun开启或关闭的小鼠中,由1μM毛喉素刺激的腺苷酸环化酶活性分别为4185±293 pmol / mg / min对比4032±273 pmol / mg / min(p = 0.706)。

3.4。 讨论

该研究的结果揭示了在强啡肽/ D中诱导的ΔFosB转基因表达的小鼠NAc中增强的MOR介导的G蛋白活化和腺苷酸环化酶的抑制。1R含有神经元。 在表达ΔFosB的小鼠的NAc中,KOR介导的腺苷酸环化酶活性的抑制也增强,表明ΔFosB调节NAc中的内源性阿片系统。 DAMGO E最大 MOR受刺激的值更大[35S]GTPγS结合,及其EC50 与对照小鼠相比,ΔFosB过表达小鼠中腺苷酸环化酶抑制的值较低。 这些发现表明在检测的测定条件下,受体保留效应子调节但不能激活G蛋白的可能性。 KOR激动剂对腺苷酸环化酶的最大抑制受ΔFosB表达影响的发现表明KOR介导的反应的低受体储备,与小鼠脑中低水平的KOR结合位点一致(Unterwald等,1991)。 相比之下,CB1R介导的G蛋白活性和腺苷酸环化酶的抑制不受ΔFosB表达的影响, 表明阿片类药物和大麻素系统在这些NAc神经元中对ΔFosB的反应不同。

ΔFosB对阿片受体介导的信号传导的影响与我们之前的报道一致,即纹状体中ΔFosB的表达改变了吗啡的急性和慢性作用(Zachariou等,2006)。 该研究的一个发现是在强啡肽/ D中转基因表达ΔFosB的小鼠1R纹状体神经元对位置调节的吗啡比对照更敏感。 此外,通过位点特异性注射到NAc中的病毒介导的ΔFosB表达模拟了这种效应。 这些观察结果与显示NAc中增强的MOR信号传导的当前结果一致。

我们以前确定了基因编码 强啡肽作为ΔFosB的靶点,并提出减少强啡肽与ΔFosB转基因小鼠中吗啡的增强回报特性一致 (Zachariou等,2006)。 本结果表明,在表达ΔFosB的小鼠中,KOR介导的NAc中腺苷酸环化酶的抑制增强,这可能反映了强啡肽减少后KOR敏感性的代偿性增加。 以前的研究表明,KOR在prodynorphin敲除小鼠的某些大脑区域被上调,包括NAc(Clarke等人,2003).

与ΔFosB相反,ΔcJun的诱导型转基因表达,ΔFosB结合配偶体cJun的显性负性截短突变体,不改变MOR或KOR激动剂对腺苷酸环化酶的抑制。 这些结果表明,相对较低的ΔFosB表达的基础水平在NAc中的这种信号转导水平上维持阿片受体信号传导中不起重要作用。 在我们之前的研究中,吗啡的条件奖赏效应因ΔcJun表达而降低(Zachariou等,2006)表明调节过程中ΔFosB的吗啡诱导对调节药物的行为反应很重要,或ΔFosB的转录效应除了影响阿片受体近端信号传导的转录效应外,可能会影响阿片类药物的奖赏。 无论如何,本研究的结果清楚地表明, 当ΔFosB表达高于纹状强啡肽/ D的基础水平时1表达R的神经元,MOR和KOR与NAc中腺苷酸环化酶的抑制的偶联强烈增加。

由ΔFosB过表达增强MOR和KOR介导的信号传导的机制尚不清楚,但我们先前已经显示MOR水平,通过[评估]3H]纳洛酮结合,ΔFosB对比小鼠的NAc没有差异(Zachariou等,2006)。 同样的研究发现Gαi通过ΔFosB表达,1和2蛋白水平在该区域中不受影响。 然而,先前的基因表达阵列分析显示Gαo 小鼠ΔFosB的NAc上调mRNA(McClung和Nestler,2003)。 在未来的研究中,将全面检查转基因ΔFosB表达对蛋白质水平的G蛋白亚基表达以及许多G蛋白调节蛋白的表达的影响将是有意义的。

有趣的是ΔFosB表达没有增强CB1NA中的R介导的信号传导。 CB的改变可能是有可能的1R信号传导发生在整个NAc制剂中模糊的离散的神经元群体中。 例如,给予Δ9– THC显着诱导了NAc的核心而不是外壳中的ΔFosB(Perrotti等,2008)。 一世已经证明,用Δ挑战9重复给予Δ后-THC9-THC增加了NAc核心中的多巴胺释放,但降低了壳中的释放 (Cadoni等,2008)。 值得注意的是,11A系列转基因小鼠仅在强啡肽/ D中表达ΔFosB1R阳性中等刺状神经元的纹状体,但CB1R在强啡肽/ D中均表达1R和脑啡肽/ D.2R阳性纹状体神经元(Hohmann和Herkenham,2000),以及皮质传入的终端(Robbe等,2001)。 ΔFosB介导的转录的显性负调节因子ΔcJun的表达对大麻素受体信号传导也没有显着影响,尽管ΔcJun在两者中均可诱导表达。1 和D2- 在这些小鼠中含有中等多刺神经元的群体(Peakman等人,2003)。 然而,有可能基础ΔFosB表达足够低,ΔcJun不会影响受体信号传导,如MOR和KOR的结果所示。 CB也有可能1R信号通过基础ΔFosB表达适度增强,使得ΔFosB表达的进一步增加或用ΔcJun阻断其作用仅具有未达到统计显着性水平的轻微影响。 通过比较WIN55,212-2 EC,可以看到对此解释的间接支持50 表达ΔcJun与ΔFosB的小鼠之间的值。 WIN55,212-2 EC的比率50 在诱导表达ΔcJun至其EC的小鼠中抑制腺苷酸环化酶的价值50 在诱导表达ΔFosB的小鼠中G蛋白活化的值是4.0,而在没有诱导任一转基因的小鼠中相同的比例是1.2。

或者,大麻素可能诱导ΔFosB表达而对CB没有任何直接影响1R信令。 在这种情况下,大麻素可通过ΔFosB介导的转录调节调节对其他药物的精神活性作用的反应。 一世事实上,Δ的管理9-THC对阿片类药物和安非他明产生交叉敏化作用(Cadoni等,2001, Lamarque等,2001),符合这一假设。 此外,据报道,大麻素激动剂CP55,940的重复给药增加了NA介导的MOR介导的G蛋白激活,类似于本研究中可诱导表达ΔFosB的小鼠(Vigano等人,2005)。 ΔFosB表达对Δ的影响9尚未评估-THC介导的行为,但目前的结果并不排除相互作用。 这和我们以前的研究结果(Zachariou等,2006)显示ΔFosB诱导的纹状体中MOR和KOR /强啡肽的改变。 Δ的奖励效果9通过位置偏好测量的-THC在MOR无效小鼠中被消除,而KOR的缺失减弱Δ9-THC放置厌恶并显示Δ9-THC位置偏好(Ghozland等,2002)。 类似地,条件性地方厌恶Δ9与野生型小鼠相比,亲强啡肽敲除中不存在-THC(Zimmer等,2001)。 这些数据表明Δ9在ΔFosB诱导后,-THC可能更有益,随后随着强啡肽表达的减少诱导MOR信号传导。

在summary,该研究的结果显示ΔFosB在D中的表达1R /强啡肽阳性纹状体神经元在G蛋白介导的NAc中腺苷酸环化酶活性的抑制水平上增强MOR-和KOR-介导的信号传导。 这一发现与已证明内源性阿片类药物系统在奖励中的作用的研究一致(Trigo等,2010),并提供ΔFosB介导的奖励效应的潜在机制。 相比之下,CB1在检查的条件下,NAc中的R介导的信号传导不受纹状体ΔFosB表达的显着影响,尽管需要进一步的研究来确定ΔFosB诱导对内源性大麻素系统的影响。

研究重点

  • 在表达ΔFosB的小鼠的伏隔核中增强MOR信号传导
  • 在表达ΔFosB的小鼠中,腺苷酸环化酶的KOR抑制也增强
  • ΔFosB的表达不会改变CB1伏隔核中的R信号传导

补充材料

01

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致谢

作者感谢Hengjun He,Jordan Cox和Aaron Tomarchio提供的技术援助[35S]GTPγS结合试验。 该研究得到了USPHS Grants DA014277(LJS),DA10770(DES)和P01 DA08227(EJN)的支持。

脚注

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