Недостатак ендоканабиноидне сигнализације у нуклеусним језграма изазван хроничним непредвидивим стресом | неуропсицхопхармацологи

Недостатак ендоканабиноидне сигнализације у нуклеусним језграма изазван хроничним непредвидивим стресом | неуропсицхопхармацологи

Anonim

Субјекти

  • Мозак
  • Депресија
  • Фармакодинамика
  • Стрес и отпорност

Апстрактан

Нуклеус ацумбенс (НАц) је критична компонента наградног круга, а дисфункција НАц може бити последица анхедоније и других симптома депресије. Овде смо истражили да ли промене ендоканабиноидне (еЦБ) сигнализације у НАц доприносе понашању налик депресији индукованом хроничним непредвидивим стресом (ЦУС) код мишева. Упоредили смо три врсте синаптичке пластичности посредоване рецепторима еЦБ / ЦБ1 у кришке припремљене од НАц језгра контролних и изложених стресу: деполаризацију сузбијање побуђења, дугорочну депресију и депресију поља ексцитаторских постинаптичких потенцијала (фЕПСП ) индукована агонистом метаботропних агониста рецептора глутамата групе И, ДХПГ. ЦУС (изложеност стресорима од 6 до 6 недеља), али не суб-ЦУС (изложеност стресорима у трајању од 1 недеље), индукује понашање налик депресији и смањује ове облике пластичности посредоване еЦБ / ЦБ1 рецепторима испитану у језгри НАц. Ни суб-ЦУС ни ЦУС нису променили садржај ткива у еЦБ-има, анандамиду и 2-арахидоноилглицеролу у стриатуму. Међутим, излагање ЦУС-у, али не суб-ЦУС-у, умањило је депресију фЕПСП-а индуковану агонистом ЦБ1 рецептора ВИН 55 212-2. Изложеност ЦУС-у смањила је максимални ефекат без утицаја на ЕЦ 50 од ВИН 55 212-2 да изазове депресију фЕПСП. Стога, ослабљена функција ЦБ1 рецептора може да објасни дефицит изазван ЦУС-ом у еЦБ сигнализацији у НАц. И ЦУС-индуковани недостатак у еЦБ сигнализацији и депресија понашања су преокренути ин виво применом антидепресива флуоксетина. Ови резултати сугерирају да се смањивање еЦБ сигнализације у НАц јавља после ЦУС-а и доприноси патофизиологији депресије.

УВОД

Ендоканобиноидни (еЦБ) систем регулише расположење, емоције, мотивацију, апетит, телесну тежину и когницију, док су анхедонија, недостатак мотивације, слаб апетит, губитак тежине и оштећење когнитивне функције уобичајена одлика депресије (Мангиери и Пиомелли, 2007 ; Горзалка ет ал, 2008; Хилл ет ал, 2009; Лутз, 2009). Агонисти ЦБ1 и инхибитори разградње еЦБ производе анксиолитичке и антидепресивне ефекте у животињским моделима анксиозности и депресије (Беррендеро и Малдонадо, 2002; Ваљент и др., 2002; Гобби и др., 2005; Јианг ет ал, 2005; Пател и Хиллард, 2006; Бортолато ет ал, 2007). Супротно томе, антагонисти рецептора ЦБ1 СР141716 (римонабант) и АМ251 производе анксиогене сличне ефекте код глодара (Наварро ет ал, 1997; Халлер ет ал, 2004; Родгерс ет ал, 2005), а римонабант повећава учесталост анксиозности и депресије у клиничким испитивањима за лечење гојазности (Самат ет ал, 2008). Ове студије сугеришу да систем еЦБ има важну улогу у патофизиологији депресије.

Механизам којим систем еЦБ регулише емоционалну хомеостазу остаје недовољно разумљив. Атрактивна хипотеза је да је еЦБ систем поремећен и регулисан у анксиозности и депресији, а појачана активација ЦБ1 рецептора може да надокнади недостатак у еЦБ сигнализацији и самим тим „нормализује“ расположење и емоције. Претходне студије су показале да је ткивни садржај еЦБ и / или густоћа места везивања за рецепторе за ЦБ1 смањен у већини делова мозга у моделу депресије хроничног непредвидљивог стреса (Хилл ет ал., 2005, 2008а; Бортолато ет ал, 2007 ). Иако ови биохемијски приступи дају општу процену количине еЦБ лиганда и ЦБ1 рецептора, они не испитују функционалне последице ових промена на сигнализацију посредовану ЦБ1 рецепторима. Поред тога, ови приступи немају довољно временске и просторне резолуције да би ухватили динамичку природу сигнализације еЦБ / ЦБ1. Мерење физиолошких реакција посредованих рецепторима еЦБ / ЦБ1 у кришке одузетим од животиња изложених 'депресивним' стимулусима је методолошки приступ који може превазићи ова ограничења.

Примарна функција еЦБ-а је посредовање краткотрајне и дуготрајне синаптичке депресије (Алгер, 2005; Хеифетс и Цастилло, 2009; Кано ет ал, 2009). Претходно је описано неколико облика синаптичке депресије посредоване еЦБ / ЦБ1 рецепторима. Прво, прилив Ца2 + изазван деполаризацијом покреће производњу еЦБ-а, који активирају ЦБ1 рецепторе да индуцирају пролазно сузбијање ексцитацијског или инхибицијског синаптичког преноса (помиње се ДСЕ и ДСИ, респективно; Питлер и Алгер, 1992; Креитзер и Регехр, 2001; Охно-Схосаку ет ал, 2001; Вилсон и Ницолл, 2001). Друго, ЦБ1 рецептор посредује облик дуготрајне депресије (ЛТД) у великом броју можданих региона, укључујући дорзални стриатум и НАц (Гердеман ет ал, 2002; Роббе ет ал, 2002; Хеифетс и Цастилло, 2009). Треће, агонист метаботропних рецептора глутамата (мГлуР), ДХПГ, индукује синаптичку депресију зависне од рецептора ЦБ1 (Маејима ет ал, 2001; Варма ет ал, 2001; Роббе ет ал, 2002). Поред ових ендогених реакција посредованих канабиноидима, агонист рецептора ЦБ1 ВИН 55 212-2 индукује акутну депресију синаптичког преноса. Снимање ове четири врсте физиолошких одговора посредованих ЦБ1 рецепторима пружа добру меру тренутног статуса еЦБ сигнализације.

Нуклеус ацумбенс (НАц) је важан анатомски супстрат за мотивацију и награду, а дисфункција НАц може представљати анхедонију, смањени сексуални нагон, социјално повлачење и друге симптоме депресије (Нестлер и Царлезон, 2006). НАц изражава релативно високе нивое ЦБ1 рецептора (Херкенхам ет ал, 1991; Роббе ет ал, 2001; Пицкел ет ал, 2004). С обзиром на улогу система еЦБ у регулацији расположења (Хилл ет ал, 2009; Лутз, 2009), промене еЦБ сигнализације могу се појавити у НАц у депресији. У овом истраживању испитали смо да ли су горе наведени одговори посредованих рецепторима ЦБ1 измењени у НАц у ЦУС моделу депресије. Овде извештавамо да је ЦУС-индуковани недостатак у реакцијама посредованим еЦБ / ЦБ1 рецепторима у кришке НАц ек виво , што је преокренуто хроничном применом антидепресива флуоксетина. Ови резултати су идентификовали абнормалности у еЦБ сигнализацији у НАц у животињском моделу депресије.

РЕЗУЛТАТИ

Карактеризација еЦБ-а посредованих ДСЕ и ЛТД у НАц-у

Описали смо својства ДСЕ у подручју језгре НАц у пругасте кришке припремљене од контролних мишева. Колико знамо, ДСЕ није претходно описан у НАц-у. Снимке за стезање напона у целим ћелијама направљене су од средњих шпијунских неурона (МСНс), који су ГАБАергични неурони који чине огромну већину (90–95%) ћелија у НАц (Мередитх, 1999; Зхоу ет ал, 2002). МСН-ови су стегнути напоном на -80 мВ, што је близу потенцијала мембрана за одмор тих неурона (Дехортер ет ал, 2009). МСН су визуелно идентификовани по ћелијским телима средњих, вретенастих облика, великом почетном сегменту аксона и електрофизиолошким карактеристикама (хиперполаризацијски мембрански потенцијали непосредно након провале и биекспоненцијалног пропадања капацитивних прелазних састојака; Креитзер и Маленка, 2005). ЕПСЦ су евоцирани свака 4 с у присуству антагониста НМДА рецептора АП5 (50 µМ) и пицротокина антагониста рецептора ГАБА А (50 µМ). Ови ЕПСЦ-ови су елиминисани антагонистом рецептора αКамино-3-хидрокси-5-метил-4-изоксазол пропионске киселине (АМПА) ЦНККС (10 µМ, н = 3; подаци нису приказани), што сугерише да су посредовани активирањем АМПА рецептори. Кораци деполаризације од -80 до 0 мВ, са различитим трајањем (1, 5 и 10 с), нису изазвали значајну депресију ЕПСЦ-а (слика 1а). Повећање деполаризације (од -80 на 10 или 20 мВ, 5 с) није изазвало значајну депресију ЕПСЦ-а (слика 1б). Ови резултати показују да сама деполаризација није довољна да се индукује значајан ДСЕ у НАц.

Image

Карактеризација ДСЕ и ЛТД у језгру НАц. (а) Кораци деполаризације од -80 до 0 мВ са различитим трајањем (1, 5 и 10 с) нису изазвали значајне ДСЕ ( н = 8–9). Врх, узорковати ЕПСЦ-ове у МСН-овима НАц пре (назначено са '1') и 0 с после (назначено са '2') применом различитих корака деполаризације (од -80 до 0 мВ; 1, 5 и 10 с) . (б) Повећање деполаризације (са -80 на 10 или 20 мВ; 5 с) није изазвало значајне ДСЕ ( н = 9 за сваку групу). (ц) Присуство ДХПГ (5 µМ) омогућило је корак деполаризације (од -80 до 0 мВ; 5 с) да се индукује ДСЕ ( н = 8). ДСЕ је укинуо антагонист ЦБ1 рецептора АМ 251 (2 µМ; н = 6; п <0, 01 у односу на контролу). Линија на коју се надовезује је једнострука експоненцијална кривуља доградње распада ДСЕ, која даје τ . (д) 10 Хз, 10 мин стимулације (назначено стрелицом) је изазвало ЛТД ( н = 7), које је укинуо антагонист рецептора ЦБ1 АМ 251 (2 µМ; н = 6; п <0, 05 у односу на контролу ЛТД).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Активација одређених рецептора повезаних Г-протеина, укључујући мГлуРс групе И, олакшава индукцију ДСЕ у дорзалном стриатуму (Нарусхима ет ал, 2006) и ДСИ у хипокампусу (Едвардс ет ал, 2006). У сталном присуству агониста ДХПГ групе мГлуР групе И (5 µМ), 5-с корак деполаризације од -80 до 0 мВ индуковао је ДСЕ у НАц (слика 1ц). ДСЕ индукован у присуству ДХПГ је укинуо антагонист ЦБ1 рецептора АМ 251 (2 µМ; Слика 1ц), што указује да је посредовано активацијом ЦБ1 рецептора. Овај индукциони протокол (5-с корак деполаризације од -80 до 0 мВ у присуству 5 μМ ДХПГ) коришћен је у свим наредним експериментима са ДСЕ.

еЦБ сигнализација посредује не само краткорочној депресији попут ДСЕ и ДСИ, већ и облику ЛТД (Хеифетс и Цастилло, 2009). еЦБ посредовано ЛТД је описано у дорзалном стриатуму (Гердеман и остали, 2002) и НАц (Роббе и др., 2002). Користили смо ванћелијске теренске снимке ЛТД-а фЕПСП-а у кришке НАц-а, јер ова конфигурација снимања омогућава дугорочно стабилне снимке у кришке припремљене од одраслих мишева, као што је показано у претходној студији (Роббе ет ал, 2002). Основни фЕПСП су евоцирани у језгри НАц-а стимулишући ексцитаторне афекте на 0, 1 Хз. Ове фЕПСП су укинули антагонисти АМПА рецептора ЦНККС (10 µМ, н = 3; подаци нису приказани), што сугерише да су посредовани активацијом АМПА рецептора. У складу са претходним студијама (Гердеман и остали, 2002; Роббе и др., 2002), открили смо да је понављана стимулација синаптичких аферентних умерена фреквенција (10 Хз) током 10 минута изазвала ЛТД фЕПСП-а, што је блокирано АМ 251 (слика 1д ).

ЦУС, али не Суб-ЦУС, изазива понашања попут депресије

Користили смо изложеност ЦУС-ом да индукујемо депресивно понашање код мишева (Виллнер ет ал, 1987). Мишеви су били изложени разним благим стресорима на непредвидив начин током једне недеље (суб-ЦУС) или 5-6 недеља (ЦУС), док контролни мишеви који одговарају старосној доби нису примали никакве посебне третмане осим уобичајених тестова руковања и понашања. Почетне телесне тежине, које су мерене после навикавања, али пре излагања стресу, нису се значајно разликовале међу четири групе (стрес са главним ефектом: Ф (1, 44) = 0, 189, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 0, 020, п > 0, 05; стрес × време интеракције: Ф (1, 44) = 0, 034, п > 0, 05; Допунска слика С1а). Међутим, двосмерна АНОВА открила је да и стрес и време (тј. 1 недеља или 5-6 недеља) имају значајне ефекте на телесну тежину (одређено у време приказано у Додатној табели С3; стрес са главним ефектом: Ф (1, 44) = 6.649, п <0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 6, 495, п <0, 05; интеракција напрезања у времену: Ф (1, 44) = 1, 903, п > 0, 05; Слика 2а). А приори (планиране) поређења су рађене како би се испитале следеће могућности: (1) контролне групе су показале повећање телесне тежине у зависности од старосне доби и (2) ЦУС смањење телесне тежине. Резултати показују да је у контролним групама (контролна (за суб-ЦУС)) у односу на контролу (за ЦУС), п <0, 01) дошло до старосног зависног повећања телесне тежине и да је ЦУС значајно смањио телесну тежину (контрола (за ЦУС) вс ЦУС, п <0, 01; слика 2а).

Image

ЦУС (стрес од 6 до 6 недеља), али не и суб-ЦУС (стрес од једне недеље), изазвао је депресија у понашању. (а – ц) У поређењу са контролама које одговарају времену, изложеност ЦУС-у значајно је смањила телесну тежину (а), апсолутни унос сахарозе (б) и релативни унос сахарозе (ц) ( ** п <0, 01), док је под-ЦУС имао нема значајног утицаја на ова три параметра ( п > 0, 05). (д) У поређењу са контролама које се подударају са временом, ЦУС, али не суб-ЦУС, значајно је повећао време непокретности у ФСТ ( *** п <0, 001). (е, ф) У НСФ тесту, изложеност ЦУС-у значајно је повећала латенцију храњења у новом окружењу ( *** п <0, 001) (е), али није утицала на латенцију храњења у кућном кавезу ( п > 0, 05; ф).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Мишеви изложени ЦУС-у показали су значајно смањени унос сахарозе, док се они изложени суб-ЦУС-у нису разликовали од контроле (стрес главног ефекта: Ф (1, 44) = 7.450, п <0.01; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 9.188, п <0.01; интеракција стрес-време: Ф (1, 44) = 4.698, п <0, 05; контрола (за суб-ЦУС) вс суб-ЦУС, п > 0, 05; контрола (за ЦУС) вс ЦУС, п <0, 001; суб-ЦУС вс ЦУС, п <0, 001; Тукеиев пост хоц тест; слика 2б).

Како су мишеви изложени ЦУС-у вагали знатно мање од контролних мишева који су временски одговарали (слика 2а), такође смо испитали релативни унос сахарозе, који је нормализован на телесну тежину. И стрес и време значајно су утицали на релативни унос сахарозе; међутим, интеракција није била значајна (стрес са главним ефектом: Ф (1, 44) = 4.099, п <0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 14, 566, п <0, 001; интеракција стрес = време: Ф (1, 44) = 3.547, п > 0, 05 ( п = 0, 066)). Извршено је планирано поређење разлика између контролних и ЦУС група, што је показало да је ЦУС значајно смањио релативни унос сахарозе у поређењу с контролом ( п <0, 01; Слика 2ц). Поред тога, анализом Пеарсоновог коефицијента корелације производа и тренутка није откривена значајна повезаност измена телесне масе изазване ЦУС-ом и апсолутног уноса сахарозе (коефицијент корелације р = 0, 270, п > 0, 05). Ни суб-ЦУС ни ЦУС нису значајно утицали на унос воде (главни ефекат напрезања: Ф (1, 44) = 0, 061, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 0, 521, п > 0, 474; интеракција стрес-време: Ф (1, 44) = 0, 003, п > 0, 05; Допунска слика С1б). Стога је вероватно да је смањење узроковано са ЦУС анхедонијом, а не губитак телесне тежине, смањење уноса сахарозе.

Користили смо тест на отвореном пољу да утврдимо да ли мишеви изложени ЦУС показују неправилности у локомоторној активности и понашању везаном за анксиозност. Мишеви обично избегавају отворене просторе када су изложени арени на отвореном пољу. Смањена активност у центру отвореног поља повезана је са понашањем код глодаваца као код анксиозности и депресије (Ел Иацоуби ет ал, 2003). Локомоторна активност мерена је као укупна амбулантна удаљеност током сесије од 5 минута. Двосмерна АНОВА открила је да су хроничне групе показале значајно мање локомоторне активности од субхроничних група, без обзира да ли су животиње биле изложене стресорима или не (стрес са главним ефектом: Ф (1, 44) = 0, 246, п > 0, 05; главни време ефекта: Ф (1, 44) = 7.986, п <0.01; интеракција стрес-време: Ф (1, 44) = 0, п > 0, 05; Допунска слика С2а, 2ц). С друге стране, време проведено на средишњем квадрату отвореног поља не разликује се значајно у четири групе (стрес главног ефекта: Ф (1, 44) = 3.419, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 0, 884, п > 0, 05; стрес × време интеракције: Ф (1, 44) = 0, 705, п > 0, 05; Допунска слика С2б, 2ц).

ФСТ је уобичајени тест понашања за откривање понашања сличних депресији и за скрининг антидепресива (Порсолт ет ал, 1977). Двосмерна АНОВА показује да мишеви изложени ЦУС-у показују значајно повећање времена непокретности ФСТ-а, док се они изложени суб-ЦУС-у не разликују значајно од контроле (стрес са главним ефектом: Ф (1, 44) = 38, 549, п <0.001; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 16.448, п <0.001; интеракција стрес-време: Ф (1, 44) = 19.575, п <0.001; контрола (за суб-ЦУС) и суб-ЦУС, п > 0, 05; контрола (за ЦУС) према ЦУС, п <0, 001; суб-ЦУС вс ЦУС, п <0, 001; Тукеијев пост хоц тест; Слика 2д).

НСФ тест је друга парадигма понашања која се користи за процену анксиозности и мотивације код мишева (Сантарелли ет ал, 2003). Изложеност мишева ЦУС-у, али не на суб-ЦУС, значајно је повећала латенцију за храњење у новом окружењу (главни ефекат напрезања: Ф (1, 44) = 9.238, п <0.01; време главног ефекта: Ф (1, 44 ) = 30.837, п <0.001; интеракција стрес-време: Ф (1, 44) = 17.976, п <0.001; контрола (за суб-ЦУС) вс суб-ЦУС, п > 0, 05; контрола (за ЦУС) вс ЦУС, п <0, 001; суб-ЦУС вс ЦУС, п <0, 001; Тукеиев пост хоц тест; Слика 2е; Додатни видео снимци С1 и С2). Супротно томе, ни суб-ЦУС ни ЦУС нису имали значајне ефекте на латенцију храњења у кућном кавезу, која је измерена непосредно након теста за храњење у новом окружењу (стрес са главним ефектом: Ф (1, 44) = 0, 872, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 44) = 7.220, п <0, 05; интеракција стрес-време: Ф (1, 44) = 0, 129, п > 0, 05; Слика 2ф). Стога промене у апетиту изазване ЦУС-ом не могу објаснити повећану латенцију за храњење у новом окружењу у НСФ тесту.

Уз изложени профил понашања, животиње изложене ЦУС-у показују и хипертрофију надбубрежне жлезде и хипотрофију тимуса (Мусцат и Виллнер, 1992; Кубера и остали, 1995; Виллнер, 2005; Леонард и Миинт, 2009). 2–7 дана након последњег теста понашања, мишеви су убијени, узета је крв, а надбубрежни жлезди и тимуси су одмах изрезани и одмерени. Контролни и стресни мишеви временски су подударни и наизменични у овим експериментима. ЦУС, али није суб-ЦУС, значајно је повећао апсолутну надбубрежну тежину (главни ефекат напрезања: Ф (1, 28) = 9, 803, п <0, 01; време главног ефекта: Ф (1, 28) = 8, 953, п <0, 01; стрес × интеракција времена: Ф (1, 28) = 15.030, п <0, 001; контрола у односу на ЦУС, п <0, 001; Тукеијев пост-хоц тест; слика 3а) и релативна тежина надбубрежне жлезде (тј. Надбубрежна тежина нормализована на телесну тежину; главни ефекат стрес: Ф (1, 28) = 17.320, п <0.001; време главног ефекта: Ф (1, 28) = 5.179, п <0, 05; интеракција стрес-време: Ф (1, 28) = 25.510, п <0, 001; контрола у односу на ЦУС, п <0, 001; Тукеиев пост хоц тест; Слика 3б).

Image

Утицај суб-ЦУС и ЦУС на тежину надбубрежне жлезде и тимуса. (а, б) ЦУС, али не суб-ЦУС, значајно је повећао апсолутну надбубрежну тежину ( *** п <0, 001) (а) и релативну надбубрежну тежину ( *** п <0, 001) (б). (ц) Апсолутна тежина тимуса је смањена код мишева који су били изложени ЦУС-у ( н = 8 за сваку групу; *** п <0, 001). (д) Ни ЦУС ни суб-ЦУС нису имали значајне ефекте на релативну тежину тимуса ( п > 0, 05; н = 8 за сваку групу).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

У поређењу са контролом, тежина тимуса смањена је код мишева који су били изложени ЦУС-у, али не и код суб-ЦУС мишева (стрес главног ефекта: Ф (1, 28) = 8.451, п <0.01; време главног ефекта: Ф (1, 28) = 12.491, п = 0.001; стрес × време интеракције: Ф (1, 28) = 5.104, п <0, 05; контрола у односу на ЦУС, п <0, 001; Тукеи-јев пост-хоц тест; Слика 3ц). Стрес је имао главни утицај на релативну тежину тимуса, а тај ефекат је био независан од времена излагања (тј. Субхронично или хронично; стрес са главним ефектом: Ф (1, 28) = 4.587, п <0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 28) = 15.872, п <0.001; интеракција напрезања у времену: Ф (1, 28) = 2.408, п > 0, 05; Слика 3д). Ни суб-ЦУС ни ЦУС нису имали значајан утицај на ниво кортикостерона у серуму (стрес главног ефекта: Ф (1, 28) = 2.749, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 28) = 0, 069, п > 0, 05 ; стрес × време интеракције: Ф (1, 28) = 0.405, п > 0.05; Табела 1). Стога је ЦУС парадигма коришћена у овом истраживању ефикасна, јер је индуцирала сталну хиперактивност хипоталамуса-хипофизе-надбубрежне оси и супресију имунолошког система (Мусцат и Виллнер, 1992; Кубера ет ал, 1995; Виллнер, 2005; Леонард и Миинт, 2009). Међутим, током испитивања, нивои кортикостерона у серуму су били непромењени код мишева који су били изложени стресу, што указује да мишеви који су били изложени ЦУС-у нису имали промене нивоа базних глукокортикоида 2–7 дана након последњег излагања стресу.

Табела пуне величине

ЦУС, али не Суб-ЦУС, смањује еЦБ / ЦБ1 посредовану рецепторску синаптичку пластичност у језгри НАц

Испитали смо ефекте суб-ЦУС и ЦУС на ДСЕ и ЛТД у кришке НАц припремљене од истих група мишева приказаних на слици 2. ДСЕ је индукован 5-с кораком деполаризације од -80 до 0 мВ, у присуству ДХПГ (5 µМ). Суб-ЦУС није имао значајног утицаја на магнитуду или временску константу распада ДСЕ ( τ : контрола, 10, 5 ± 1, 7 с, н = 7; суб-ЦУС, 12, 5 ± 1, 9 с, н = 9; п > 0, 05; Слика 4а) . С друге стране, ЦУС је значајно смањио магнитуду ДСЕ ( п <0, 05), мада није имао значајног утицаја на константу распадања ДСЕ ( τ : контрола, 14, 9 ± 2, 3 с, н = 9; ЦУС, 10, 2 ± 1, 8 с, н = 9; п > 0, 05; Слика 4б). Дакле, ЦУС, али не суб-ЦУС, смањује ДСЕ индукцију у НАц.

Image

ЦУС, али не суб-ЦУС, смањује реакције еЦБ / ЦБ1 рецептора у НАц. (а) ДСЕ се није значајно разликовао између контролних и суб-ЦУС група ( п > 0, 05; н = 7–9). (б) Јачина ДСЕ је значајно смањена у ЦУС групи у поређењу са контролном групом ( п <0, 05; н = 9 за сваку групу). (ц) ЛТД у НАц није се значајно разликовао између контролне групе и суб-ЦУС групе ( н = 8 за сваку групу). (д) ЛТД је индукован у НАц код контролних мишева, али не и код мишева који су били изложени ЦУС-у ( п <0, 01; н = 7–8). (е) Агонист ДХПГ мГлуР групе И (100 μМ) је индуковао сличну депресију фЕПСП-а у кришке од мишева који су били изложени под-ЦУС и контролних мишева ( п > 0, 05; н = 6 сваки). (ф) ДХПГ је изазвао значајно мању депресију у кришке мишева који су били изложени ЦУС-у него оне код контролних мишева ( п <0, 05; н = 6 сваки).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Испитали смо да ли је ДХПГ, у концентрацији коришћеној у овој студији, утицао на почетне фЕПСП у НАц. Примена купељи 5 μМ ДХПГ није имала значајног ефекта на фЕПСП у НАц у контролној групи ( п > 0, 05 у односу на почетну линију) и у ЦУС групи ( п > 0, 05 у односу на основну или контролну групу; Допунска слика С3а). Овај резултат је у складу са претходним истраживањима која су показала да су агонисти мГлуР или мускаринских рецептора из групе И, у концентрацијама које су прениске да би се изменили основни синаптички пренос, олакшало индукцију ДСИ (Диана и Марти, 2004; Хасхимотодани ет ал, 2005; Едвардс ет ал, 2006 ).

еЦБ посредовано ЛТД је умешано у зависност од дрога (Гердеман ет ал, 2003; Мато ет ал, 2004), али његова улога у стресу и депресији, према нашим сазнањима, није истражена. Испитали смо утицај суб-ЦУС-а и ЦУС-а на еЦБ-посредовано ЛТД у НАц-у. Након почетних снимака фЕПСП на 0, 1 Хз, примењена је понављајућа аферентна стимулација (10 Хз током 10 мин) да се индукује ЛТД. ЛТД у одрезима НАц није се значајно разликовао између контролних и суб-ЦУС група ( п > 0, 05; Слика 4ц). Међутим, изложеност ЦУС-ом ослабљеном ЛТД индукцијом у НАц ( п <0, 01; Слика 4д).

У недостатку деполаризације, показало се да је виша концентрација (50 µМ) ДХПГ-а која смањује фЕПСП-ове у језгри НАц, а ову депресију је блокирао АМ 251 (Роббе ет ал, 2002). Стога, депресија фЕПСП-а изазвана ДХПГ-ом пружа још једну меру јачине ендогене сигнализације посредоване канабиноидима. У складу са претходном студијом (Роббе ет ал, 2002), открили смо да је примјена (100 µМ) ДХПГ депримираних фЕПСП-а у језгри НАц код контролних мишева (слика 4е), а ефекат ДХПГ-а у контролним мишевима блокирао је АМ 251 (1, 5 ± 3, 1% од основне вриједности, н = 5). Такође смо открили да је ЦУС, али не суб-ЦУС, значајно ослабио депресију фЕПСП-а изазвану ДХПГ-ом у језгри НАц (стрес главног ефекта: Ф (1, 20) = 5.931, п <0.001; време главног ефекта: Ф (1, 20) = 4.560, п <0, 05; интеракција напрезања у времену: Ф (1, 20) = 14.531, п <0.01; контрола у односу на суб-ЦУС, п > 0, 05; контрола вс ЦУС, п <0, 001; Тукеијев пост-хоц тест; Слика 4е и ф).

Поремећај ДСЕ и ЛТД изазван ЦУС-ом може се приписати или смањењу мобилизације еЦБ или смањењу функције ЦБ1 рецептора. Да бисмо започели дискриминацију ових могућности, испитали смо ефекат примјене агониста рецептора ЦБ1 рецептора В1 55 212-2 у купељи на фЕПСПс у НАц у кришке припремљене од истих група мишева приказаних на слици 2. ВИН 55 212-2 (2 µМ ) изазвала сличну депресију фЕПСП-а у кришке од мишева који су били изложени под-ЦУС и контролних мишева ( п > 0, 05; Слика 5а). Супротно томе, ВИН 55 212-2 изазвао је значајно мању депресију код кришки код мишева који су били изложени ЦУС-у него код контролних мишева ( п <0, 05; Слика 5б). Депресија фЕПСП код ВИН 55 212-2 код контролних и стресних мишева је обрнута накнадним додавањем антагониста рецептора ЦБ1 АМ 251 (4 µМ, слика 5а и б). ЦБ1 лиганди су високо липофилна једињења која се не испирају лако из кришке, па је АМ 251 примењен да блокира ефекат ВИН 55 212-2. Примена АМ 251 у купатилу (4 µМ) није имала значајног ефекта на почетне фЕПСП у контролним и ЦУС групама ( п > 0, 05; допунска слика С3б).

Image

Ефекти суб-ЦУС и ЦУС на ВИН 55 212-2-индуковану депресију фЕПСП-а у НАц. (а) Суб-ЦУС није имао значајног ефекта на депресију фЕПСП-а изазвану ВИН 55 212-2 (2 μМ) ( п > 0, 05; н = 6–7), а ефекат ВИН 55 212-2 је обрнут накнадним додавање антагониста ЦБ1 АМ 251 (4 µМ). (б) ЦУС је значајно ослабио ефекте ВИН 55 212-2 на фЕПСП ( п <0, 05; н = 6–7). (ц, д) Кривуље концентрације-реакције за ВИН 55 212-2-индуковану депресију фЕПСП-а у одрезима НАц из контролних, суб-ЦУС, контролних и ЦУС група. ЦУС, али не суб-ЦУС, смањио је максимални ефекат ВИН 55 212-2. Ни под-ЦУС ни ЦУС нису значајно утицали на нагиб ЕЦ50 или Хилл на кривуље доза-одговор (видети Табелу 2 за детаљне статистике).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Кривуље концентрације-реакције за депресију фЕПСП-а изазване ВИН-ом 55 добивене су у НАц у кришке припремљене од контролних и изложених стресу мишева који нису били изложени тестовима понашања, али су на други начин третирани идентично мишевима који су коришћени у горе студије. Открили смо да је изложеност ЦУС-у, али не и суб-ЦУС-у, смањила максимални ефекат ( Е мак ) депресије ФЕПСП-а изазване ВИН-ом 55 212-2 у језгри НАц (стрес са главним ефектом: Ф (1, 16) = 19.429, п <0, 001; време главног ефекта: Ф (1, 16) = 8, 271, п <0, 05; интеракција стрес-време: Ф (1, 16) = 11, 759, п <0, 01; контрола вс под-ЦУС, п > 0, 05; контрола вс ЦУС, п <0, 001; суб-ЦУС вс ЦУС, п <0, 001; Тукеијев пост хоц тест; слике 5ц и д и табела 2). Ни суб-ЦУС ни ЦУС нису имали значајан утицај на ЕЦ 50 (стрес са главним ефектом: Ф (1, 16) = 0, 037, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 16) = 0, 250, п > 0, 05; стрес × временска интеракција: Ф (1, 16) = 0, п > 0, 05; Табела 2) или нагиб брда (напон главног ефекта: Ф (1, 16) = 0, 002, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 16) = 3.222, п > 0, 05; стрес × време интеракције: Ф (1, 16) = 0, 325, п > 0, 05; Табела 2). Стога је ЦУС променио максимални одговор депресије фЕПСП-а изазване од ВИН 55 212-2, али није утицао на афинитет везања ВИН 55 212-2 на ЦБ1 рецептор. Имајте на уму да је максимална депресија фЕПСП (∼ 50%) индукована ВИН 55 212-2 на слици 5ц и д (у кришке мишева који нису изложени тестовима понашања) била упоредива са депресијом индукованом од 2 µМ ВИН 55 212-2 ин Слике 5а и б (у кришке мишева изложених тестовима понашања).

Табела пуне величине

Испитали смо утицај суб-ЦУС и ЦУС изложености на ткивни садржај еЦБ-а АЕА и 2-АГ у стриатуму. Ни суб-ЦУС ни изложеност ЦУС-у нису имали значајних ефеката на садржај 2-АГ у ткиву (стрес главног ефекта: Ф (1, 20) = 1.956, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 20) = 0, 936, п > 0, 05; стрес × временска интеракција: Ф (1, 20) = 0, 207, п > 0, 05) или АЕА (стрес са главним ефектом: Ф (1, 20) = 0, 023, п > 0, 05; време главног ефекта: Ф (1, 20) ) = 0, 545, п > 0, 05; стрес × време интеракције: Ф (1, 20) = 0, 0846, п > 0, 05; Табела 3).

Табела пуне величине

Утицај антидепресива флуоксетин на ЦУС-индуковане абнормалности понашања и еЦБ сигнализирање

Испитали смо утицај ин виво давања антидепресива флуоксетина на промене у понашању изазване ЦУС-ом и реакције посредоване еЦБ / ЦБ1 рецепторима у НАц. Мишеви су били изложени ЦУС-у укупно 8 недеља. Почетком пете недеље, мишевима који су били изложени ЦУС-у и контролним мишевима који су временски усклађени давали су свакодневне ип ињекције флуоксетина (10 мг / кг) или носач (0, 9% НаЦл) током 4 недеље. Временски курс изложености стресу и лечењу лековима приказан је на слици 6а. Тестови понашања започети су 72 сата након последњег третмана како би се искључили акутни ефекти лекова на понашање (Лопез-Рубалцава и Луцки, 2000).

Image

Хронични третман флуоксетином ствара антидепресивне ефекте у понашању и преокреће недостатак изазван ЦУС-ом у реакцијама посредованим еЦБ / ЦБ1 у НАц. (а) Временски ток изложености ЦУС-у, лечење антидепресивима, тестови понашања и електрофизиологија пресјека. (б) ЦУС је значајно смањио релативни унос сахарозе ( *** п <0, 001), док је третман флуоксетином значајно повећао релативни унос сахарозе у ЦУС групи ( ** п <0, 01), али не у контролној групи ( н = 10 за сваку групу) . (ц) постојали су главни ефекти ЦУС-а и флуоксетина на време непокретности у ФСТ-у; међутим, недостатак значајне интеракције између ЦУС-а и флуоксетина спречава пост-хоц поређење појединих група. (д) ЦУС је изазвао значајно повећање латенције храњења у новом окружењу у НСФ тесту ( ** п <0, 01), што је обрнуто лечењем флуоксетином ( ** п <0, 01). (е) Ни ЦУС ни третман флуоксетином нису утицали на латенцију за храњење у кућном кавезу у НСФ тесту. (ф – х) Изложеност ЦУС-ом значајно је смањила магнитуде ДСЕ (ф), ЛТД (г) и ВИН 55 212–2-индуковане депресије фЕПСП (х), и хроничног лечења флуоксетином преокренула ЦУС-индуковано смањење ових еЦБ / Одговори посредовани ЦБ1 рецепторима ( ** п <0, 01; н = 6–9).

Слика пуне величине

  • Преузмите ПоверПоинт слајд

Двосмерна АНОВА показала је да је ЦУС значајно смањио унос сахарозе, а третман флуоксетином је обновио ЦУС-индуковано смањење уноса сахарозе (главни ефекат ЦУС: Ф (1, 36) = 20, 797, п <0, 001; третман са главним ефектом: Ф ( 1, 36) = 1.554, п > 0, 05; ЦУС × интеракција лечења: Ф (1, 36) = 8, 738, п <0, 01; контролно средство против ЦУС-возила, п <0, 001; ЦУС-возило вс ЦУС-флуоксетин, п <0.01; Тукеиев пост хоц тест; Слика 6б).

У ФСТ-у је изложеност ЦУС-у значајно повећала време непокретности; лечење хроничним флуоксетином значајно је смањило време непокретности без обзира на изложеност стресу (главни ефекат ЦУС: Ф (1, 36) = 19.028, п <0.001; лечење главним ефектом: Ф (1, 36) = 15.380, п <0, 001; ЦУС × третман интеракција: Ф (1, 36) = 0, 674, п > 0, 05; Слика 6ц). ЦУС је изазвао значајно повећање латенције храњења у новом окружењу у НСФ тесту, који је прекинут третманом флуоксетином (главни ефекат ЦУС: Ф (1, 36) = 7, 519, п <0, 01; третман са главним ефектом: Ф (1, 36) = 5.075, п <0, 05; ЦУС × интеракција лечења: Ф (1, 36) = 4.247, п <0, 05; контролно средство против ЦУС-возила, п <0, 01; ЦУС-возило у односу на ЦУС-флуоксетин, п <0, 01 ; Тукеиев пост хоц тест; Слика 6д). Међутим, ни ЦУС ни третман флуоксетином нису утицали на латенцију храњења у кућном кавезу (главни ефекат ЦУС: Ф (1, 36) = 2.418, п > 0, 05; третман са главним ефектом: Ф (1, 36) = 1, 877, п > 0, 05 ЦУС × интеракција лечења: Ф (1, 36) = 0, 770, п > 0, 05; Слика 6е).

Упоредили смо ДСЕ-, ЛТД- и ВИН 55 212-2-индуковану депресију фЕПСП-ова у кришке припремљене од контролних и мишева третираних флуоксетином и носачем. Записи ова три одговора рецептора посредованих еЦБ / ЦБ1 били су слични горе описаним. Хронично давање флуоксетина није имало значајног утицаја на величину ДСЕ- ( п > 0, 05; Слика 6ф), ЛТД- ( п > 0, 05; Слика 6г) и ВИН 55 212-2-индуковану депресију фЕПСП ( п > 0, 05; Слика 6х) код контролних мишева. Међутим, хронично узимање флуоксетина спречило је ЦУС-индуковано смањење магнитуде ДСЕ- ( п <0.01; Слика 6ф), ЛТД- ( п <0.01; Слика 6г) и ВИН 55 212-2-индукована депресија фЕПСП ( п < 0, 01; Слика 6х).

ДИСКУСИЈА

ЦУС задовољава критеријуме предиктивне валидности (фармаколошки профил), валидности лица (профил симптома) и валидације конструкције (теоријско утемељење) као модела понашања за депресију (Виллнер, 2005). Иако се у почетку сусрео са неким критикама, ЦУС модел је потврђен многим независним студијама (види референце које је цитирао Виллнер, 1997, 2005). Приметно, лечење хроничним, али не и акутним антидепресивима поништава депресија у животињама изложеним ЦУС-у, у складу са временским током терапијског деловања антидепресива код људи (Виллнер, 2005). ЦУС се сматра „једним од најбољих животињских модела који биљеже основне симптоме депресије“ (Думан, 2007). Ова студија показује да ЦУС, али не суб-ЦУС, индукује депресија у понашању и изазива недостатак у реакцијама посредованим еЦБ / ЦБ1 у НАц, а оба се могу преокренути хроничном применом антидепресива флуоксетина. Ови резултати указују на то да се у животињском моделу депресије у НАц јавља силазна регулација еЦБ сигнализације.

Неуропластичност у НАц и депресија

Појављује се концепт да неуропластичност има важну улогу у патофизиологији стреса и депресије и у деловању антидепресива (Питтенгер и Думан, 2008). Изазов је идентификовати такве пластичне промене у специфичним регионима мозга које су повезане са депресивним понашањем. Последњих година све је више уважавање улоге наградног циклуса мозга у депресији и антидепресивима (Нестлер и Царлезон, 2006). НАц је важна компонента наградног круга, а дисфункција НАц може представљати анхедонију, недостатак мотивације и друге симптоме депресије (Нестлер и Царлезон, 2006). У складу са овом идејом, дубока можданска стимулација НАц ствара акутно олакшање депресивних симптома код депресивних пацијената (Сцхлаепфер ет ал, 2008). Студије на животињама показале су да се дуготрајне промене у регулацији гена и експресији протеина догађају у НАц код неколико животињских модела депресије и лечења антидепресивима (Схираиама ет ал, 2004; Цхартофф и сур., 2009; Вилкинсон и др., 2009).

Ова студија је идентификовала дугорочну пластичност еЦБ сигнализације у НАц као облик неуропластичности која потенцијално може повезати стрес са депресивним понашањем. Мањак реакција посредованих еЦБ / ЦБ1 у НАц прате промене у понашању. Суб-ЦУС, који није имао значајних ефеката на понашање, није утицао на еЦБ / ЦБ1 посредоване одговоре у НАц, док је ЦУС, који је индуцирао депресивно понашање, изазвао упорно смањивање реакција еЦБ / ЦБ1 посредованих у НАц. Поред тога, ин виво давање антидепресива флуоксетин спречавало је ЦУС-индуковани недостатак у еЦБ / ЦБ1-посредованим одговорима у НАц и произвело антидепресивне ефекте на понашање. С обзиром на критичну улогу НАц у осматрању и обради награде (Нестлер и Царлезон, 2006), дефицит изазван ЦУС-ом у еЦБ сигнализацији у НАц могао би допринети одређеним понашањима попут депресије, попут анхедоније и недостатка мотивације. Међутим, мало је вероватно да такав недостатак објашњава сва понашања изазвана ЦУС-ом попут депресије.

У оштром контрасту са ЦУС-флуоксетинском групом, временски подударна група ЦУС-носача ипак је показала недостатак реакција еЦБ / ЦБ1 посредованих у НАц и понашања налик депресији, што сугерише да ефекти флуоксетина нису последица навикавање мишева на ЦУС (тј. продужење ЦУС-а са 5-6 на 8 недеља), али последица антидепресива. Механизам којим флуоксетин спречава ЦУС-индуковани недостатак у еЦБ / ЦБ1 посредованим одговорима у НАц није јасан. Манипулације антидепресивима, као што су електроконвулзивни шок и трициклички антидепресиви, повећавају активност ЦБ1 рецептора у хипокампусу, амигдали и хипоталамусу (Хилл ет ал, 2006, 2007). Могуће је да лечење флуоксетином може превазићи смањење узроковано ЦУС активношћу рецептора ЦБ1 у НАц.

Систем еЦБ у депресији

Накупљање доказа указује да је систем еЦБ критично укључен у поремећаје расположења као што су депресија и анксиозност. Систем еЦБ је измењен код пацијената са депресијом и у животињских модела депресије. Серумске концентрације 2-АГ су смањене код жена са великом депресијом у поређењу са контролном групом која се подудара (Хилл ет ал, 2008б). Претходно смо открили да су штакори изложени ЦУС-у показали смањење садржаја ткива АЕА у НАц и другим регионима мозга, док је садржај 2-АГ у НАц и већини других региона мозга остао непромењен (Хилл ет ал, 2008а). Супротно томе, друго истраживање је показало да ЦУС није мењао садржај АЕА и 2-АГ у стриатуму и у већини других мозгова код пацова изложених ЦУС-у (Бортолато ет ал, 2007). Методолошке разлике, попут времена за прикупљање ткива, могу бити одговорне за разлике (Хилл ет ал, 2008а). Ова студија је показала да ни суб-ЦУС ни ЦУС нису значајно утицали на садржаје 2-АГ и АЕА у мишјем стриатуму. Међутим, у овим студијама садржај 2-АГ и АЕА мерен је у комадићима ткива, а недостатак временске и просторне резолуције не омогућава чврст закључак да ли је еЦБ / ЦБ1 рецептор посредована функција посредована у животињским моделима депресије.

Помоћу електрофизиолошких снимака са одсецима НАц, овде показујемо да ЦУС, али не суб-ЦУС, смањује ендогене канабиноидно посредоване одговоре, укључујући ДСЕ, ЛТД и ДХПГ изазвану депресију фЕПСП, у НАц. Мањак реакција посредованих еЦБ-ом може бити услед смањења сигнализације рецептора ЦБ1 или смањења производње еЦБ. ЦУС, али не и суб-ЦУС, смањио је максимални ефекат, али није утицао на ЕЦ 50 депресије фЕПСП-а, индуковане ВИН 55 212-2. Како је ВИН 55 212-2 егзогени агонист ЦБ1, горњи резултати сугерирају да је смањење експресије и / или сигнализације изазвано ЦУС-ом одговорно за мањак депресије фЕПСП изазваних ДСЕ, ЛТД и ДХПГ. Овај закључак је потпомогнут претходним истраживањем које је показало да је ЦУС смањио густоћу места везања ЦБ1 рецептора у НАц (Хилл ет ал, 2008а). Међутим, не можемо искључити могућност да се производња еЦБ-а смањи за ЦУС. Показано је да стрес са социјалним поразом (изложеност агресору) смањује депресију спонтаних ИПСЦ-ова индукованих агонистом ЦБ1 ХУ210 и агонистом мГлуР групе И ДХПГ у дорзалном стриатуму (Росси ет ал, 2008). Узето заједно, ове студије показују да је пренос еЦБ посредовао у вентралном (тј. НАц) и дорзалном стриатуму на животињским моделима депресије.

Показано је да инхибиција активности еЦБ / ЦБ1 рецептора негативно утиче на расположење и емоције. Мишеви који пробијају ЦБ1 рецептор показују понашање везано за депресију и анксиозност, укључујући повећану подложност развоју анхедоније као одговора на ЦУС и истрајност сећања према емоцијама (Мартин ет ал., 2002; Хилл и Горзалка, 2005). Антагонисти рецептора ЦБ1 СР141716 (римонабант) и АМ251 производе анксиогене сличне ефекте код глодара (Наварро ет ал, 1997; Халлер ет ал, 2004; Родгерс ет ал, 2005), а римонабант повећава учесталост анксиозности и депресије у клиничким испитивањима за лечење гојазности (Самат и др., 2008). Although these studies have shown that pharmacological blockade and genetic deletion of CB1 receptors produce depression-like phenotypes, we show here that 'natural' pathophysiological stimuli (ie, CUS) caused a deficiency in eCB signaling and depression-like behaviors. These results strongly suggest that CUS-induced deficiency in eCB signaling contributes to certain symptoms of depression.

A recent study has shown that repeated homotypic stress (restraint) elevates 2-AG levels and enhances DSI- and WIN 55 212-2-induced depression of inhibitory synaptic transmission in the amygdala (Patel et al, 2009). Repeated homotypic stress may induce habituation of the animals to stress and produce different effects on eCB/CB1-mediated responses. Alternatively, stress may enhance or dampen the eCB/CB1 receptor-mediated responses, depending on the brain regions involved.

In conclusion, the present study shows that CUS causes persistent deficiency in eCB/CB1 receptor-mediated responses in the NAc, which can be reversed by chronic administration of the antidepressant fluoxetine. The identification of CUS-induced abnormalities of eCB signaling in the NAc contributes to our understanding of the mechanism of depression and designing strategies for therapeutic intervention of depression.

Додатне информације

Ворд документи

  1. 1.

    Supplementary Figure S1–S3

  2. 2

    Supplementary Tables S1–S3

  3. 3.

    Допунске слике легенде

Видео

  1. 1.

    Допунски видео 1

  2. 2

    Допунски видео 2

    Додатне информације прате рад на веб страници Неуропсицхопхармацологи (//ввв.натуре.цом/нпп)