Expression of xCT, Nrf2, EAAT2, NF -κB, N -myc in rat’s brains after cocaine administration in the addiction-vulnerable and the addiction-resistant phenotype

Uzależnienie od kokainy jest schorzeniem przewlekłym i nawracającym, którego przyczyny szuka się w zmianach adaptacyjnych w układzie nagrody. Kompulsywne pobieranie substancji psychoaktywnej związane jest zuaktywnionym szlakiem dopaminergicznym, podczas gdy powrót do przyjmowania kokainy po okresie odstawienia kontroluje szlak glutaminergiczny.Celem niniejszej pracy była ocena ekspresji białek xCT, Nrf2, EAAT2, NF-κB, N-myc w wybranych strukturach mózgu szczurów o fenotypie podatnym i opornym na uzależnienie od kokainy.Do wygenerowania zwierząt wykazujących fenotyp podatny lub oporny na rozwój uzależnienia użyto procedury warunkowanej preferencji miejsca. Etap warunkowania przeprowadzono w oparciu o procedurę unbiased. Oznaczenia ekspresji białek w poszczególnych strukturach mózgu (kora przedczołowa, prążkowie grzbietowe, jądro półleżące, hipokamp) dokonano metodą Western blot.Uzyskane wyniki wskazują na silną zależność ekspresji transportera EAAT2 od czynnika transkrypcyjnego NF-κB, oraz brak wpływu N-myc. Badanie nie wykazało również korelacji aktywności czynnika transkrypcyjnego Nrf2 na ekspresję wymiennika xCT. Ze względu na różnice aktywności Nrf2 w fenotypie podatnym i opornym na uzależnienie w strukturze kory przedczołowej i prążkowia grzbietowego można rozważyć czynnik ten jako hipotetyczny marker fenotypu osobnika podatnego na uzależnienie. Natomiast zaobserwowany wzrost ekspresji Nrf2, EAAT2, NF-κB wprążkowiu grzbietowym jedynie u szczurów podatnych na uzależnienie może sugerować, iż prążkowie grzbietowe będzie odpowiednią strukturą do badań wposzukiwaniu innych białek (biomarkerów) charakterystycznych dla fenotypu narkomana.

Drug addiction is a chronic disease, which development is commonly associated with neuroadaptation in a reward system. Whereas compulsive drug-seeking is related with a rapid buildup of dopamine, a glutamate system is thought to be associated with reoccurring relapses.The behavioral part of the experiment was conducted under the conditioned place preference (CPP) method using an unbiased procedure. After decapitation of rats, the expression levels of proteins: EAAT2, xCT, NF-κB, Nrf2 and N-myc were examined in four brain structures: prefrontal cortex (PFC), dorsal striatum (DSTR), nucleus accumbens (NAc), hippocampus (HIP) by Western blot.Results indicate a strong correlation between the expression of EAAT2 and the transcription factor NF-κB, however N-myc expression changes don’t influence levels of EEAT2. This study also didn’t show any significant influence of Nrf2 transcription factor on the xCT expression level. Additionally, Nrf2 transcription factor can be considered as a hypothetical marker of a cocaine addiction due to differences of its expression level in the addiction-vulnerable and the addiction-resistant phenotypes. Moreover, an increase in expression of Nrf2, EAAT2, NF-κB in the dorsal striatum only in addiction-vulnerable rats may suggest that the dorsal striatum is a suitable structure to, in the future, search for novel proteins and possible biomarkers which will allow further characterisation of the addict phenotype.