קוקאין, סם של התעללות, מפעיל רק חלק – 10 עד 20 אחוז – מהנוירונים בגרעין המוח, אזור קריטי הקשור למוטיבציה והתמכרות. אף על פי שהוא קטן במספרים, אוכלוסייה עצבית מופעלת זו שולטת מאוד בהתנהגות הקשורה לתרופות באמצעות שינויים במורד הזרם בביטוי הגנים, סינפסות עצבים, מעגלים עצביים ותפקוד עצבי המובילים לשינוי התנהגותי, כולל התמכרות.
במחקר שפורסם ב- Science Advances, אוניברסיטת אלבמה בחוקרי בירמינגהם בראשות קייסי ברידה וג'רמי דיי, דוקטורט, מדווחים כי הגליקופרוטאין Reelin המופרש הוא סמן לאותם נוירונים גרעינים שהופעלו על ידי קוקאין.
על מנת לזהות האם Reelin תורם לשינויים סלולריים והתנהגותיים הקשורים לתרופות, הצוות פיתח אסטרטגיית הפרעות של CRISPR למיקוד ולהפחתת הביטוי של הגן Reelin בנוירונים של גרעין Accumbens. הפילה של Reelin אצל חולדות הפחיתה את ביטוי הגנים הקשורים להפעלה על ידי קוקאין, שינה את הביטוי של תעלות יונים הקשורים לריגוש עצבי ולפגיעה בערעור של נוירונים של גרעין. הפילה ביטלה גם שינויים התנהגותיים הנגרמים על ידי קוקאין בתנועה ובעדפת המקום, והיא הרטיבה את המתן העצמי של הקוקאין על ידי החולדות.
"יחד, תוצאות אלה מזהות את Reelin כסמן יציב של נוירונים רגישים לקוקאין וחושפים תפקיד מפתח עבור Reelin בתכונות התמלול, האלקטרופיזיולוגיות והתנהגותיות של פלסטיות סטרטאלית הנגרמת על ידי קוקאין"אמרה ברידה, סטודנטית לתארים מתקדמים במעבדת המחלקה לנוירוביולוגיה של יום UAB."ממצאים אלה מדגישים הזדמנות למניפולציה ברמה גבוהה של מעגלי תגמול באמצעות כלים מבוססי Reelin, חושפים את נחיצותו של Reelin בתגובה הסלולרית לקוקאין ולהטמיע את מסלול האיתות של Reelin כמטרה טיפולית פוטנציאלית להפרעת שימוש בקוקאין"
מחקרים קודמים הראו כי ההשפעות של הקוקאין בגרעין האקומבנים מתרחשות בנוירונים קוצניים בינוניים, שהם הסוג העצבי העיקרי באזור מוח זה ומביעים קולטנים לדופמין הנוירוטרנסמיטר. החוקרים זיהו את Reelin כסמן של נוירונים קוצניים בינוניים המופעלים על ידי קוקאין על ידי מינוף מערכי נתונים של רצף RNA חד-גרעיני חד משואש שנאספו בעבר לאחר חשיפה לקוקאין. יותר מ 80 אחוז מהנוירונים הקוצניים הבינוניים המופעלים בגרעין האקומבנים ביטאו mRNA של Reelin, כאשר הביטוי הממוצע גדול פי 10 לעומת נוירונים שלא הופעלו על ידי קוקאין. הם גם הראו כי Reelin מועשר בתת -אוכלוסייה של נוירונים קוצניים בינוניים הן בעכברוש והן במוח האנושי.
לאחר מכן החוקרים השתמשו בהפרעות הפרעות CRISPR של ביטוי Reelin כדי לזהות את השפעותיו על פיזיולוגיה עצבית קוצנית בינונית והתנהגויות הקשורות לתרופות. מערכת ההפרעות של CRISPR נישאו על ידי נגיף העדרים שהוזרקו ישירות אל תוך הגרעין במוח החולדה. ניסויי הדחיפה יחד העלו כי ביטוי של Reelin מאפשר לנוירונים להיות נרגשים ולייזם מפל הולכת אות בו קוקאין משתמש כדי לעצב תפקוד עצבי לאורך טווחי זמן ארוכים יותר, אומרת ברידה.
ראלין ידוע זה מכבר כחיוני להתפתחות מוח של יונקים במהלך העוברוגנזה, וידוע גם שהוא ממלא תפקיד בפלסטיות ובתפקוד הסינפטי במוח הבוגר. לריילין יש גם קשרים להפרעות נוירו -פסיכיאטריות מגוונות. ובכל זאת, הממצא כי mRNA לחלבון Reelin הועשר בנוירונים קוצניים בינוניים שהופעלו על ידי קוקאין היה בלתי צפוי, Brida ו- Day Say.
מחברים משותפים עם ברידה ויום במחקר, "Reelin מסמנים נוירונים סטרטליים המופעלים על ידי קוקאין, מקדמים התרגשות עצבית ומווסתת את תגמול הקוקאין", הם אמילי ט. יורגנסן, רוברט א. פיליפס השלישי, קתרין א. ניומן, ג'ניפר ג'יי טוז'ר, אום קינג, מוריג 'ומורגן, מוראג', מוראג ', מוראג', מוראג ', מוראג', מוריג ', מוראג', מוריג ', מוריג', מורגן, מוריג ', מוריג', מוריג ', מוריג', מוריג ', מוריג'. נוירוביולוגיה; וקלסי ד. מונטגומרי, מדאבי טיפאני, תומאס מ. הייד, קריסטן ר. מיינארד וקרי מרטינוביץ ', קמפוס הרפואה של ג'ונס הופקינס, בולטימור, מרילנד.
