Абстрактный

Кокаин оказывает свое поведенческое стимулирующее действие, облегчая синаптические действия нейротрансмиттеров, таких как дофамин и серотонин. Он также нейротоксичен и в целом цитотоксичен, что приводит к смерти от передозировки. Мы демонстрируем, что цитотоксические действия кокаина отражают селективное усиление аутофагии, процесса, который физиологически разрушает метаболиты и клеточные органеллы, и что неконтролируемая аутофагия также может привести к гибели клеток. В культурах мозга кокаин заметно повышает уровень LC3-II и истощает р62, оба действия характерны для аутофагии. Напротив, кокаин не стимулирует процессы гибели клеток, отражающие партанатос, контролируемые расщеплением поли(АДФ рибозы)полимеразы-1 (PARP-1), или некроптозом, оцениваемым по уровням фосфорилированного смешанного киназного доменного белка. Фармакологическое ингибирование аутофагии защищает нейроны от гибели клеток, вызванной кокаином. С другой стороны, ингибирование партанатоса, некроптоз или апоптоз не изменяли цитотоксичность кокаина. Истощение ATG5 или беклина-1, основных медиаторов аутофагии, предотвращает гибель клеток, вызванную кокаином. Напротив, истощающая каспаза-3, расщепление которой отражает апоптоз, не может изменить цитотоксичность кокаина, а кокаин не изменяет расщепление каспазы-3. Кроме того, истощение PARP-1 или RIPK1, ключевых медиаторов партанатоса и некроптоза, соответственно, не предотвращало вызванную кокаином гибель клеток. Аутофагические действия кокаина опосредованы сигнальным путем оксид азота-глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа. Таким образом, кокаин-ассоциированная аутофагия отменяется путем истощения GAPDH через шРНК; препаратом CGP3466B, который предотвращает нитрозилирование GAPDH; и путем мутации цистеина-150 GAPDH, его места нитрозилирования. Лечение, которое избирательно влияет на кокаин-ассоциированную аутофагию, может обеспечить терапевтическую пользу.