# Dissecting the role of granulocyte-colony stimulating factor in cocaine-mediated behavioral plasticity

> **NIH NIH K08** · ICAHN SCHOOL OF MEDICINE AT MOUNT SINAI · 2020 · $184,032

## Abstract

Addiction to psychostimulants such as cocaine represents a major public health issue exacting tremendous 
financial and social costs. Despite this, psychostimulant use disorder remains a recalcitrant condition with no 
currently FDA-­approved medications for its treatment. In many fields of psychiatric research, the link between 
the brain and the immune system has been heavily studied as a way to determine pathophysiology and to find 
new methods of treatment. While it is known that cocaine can alter the function of both the innate and adaptive 
immune systems, the link between these immune changes and maladaptive drug taking and seeking behaviors 
remains minimally explored. In a series of initial experiments, we examined how experimenter or self-­
administered cocaine altered the serum profile of 32 cytokines. Of these, we found that granulocyte-­colony 
stimulating factor (G-­CSF) was increased by cocaine, and the serum levels showed linear correlation with 
behavioral response to cocaine. Behaviorally, injections of G-­CSF alter the dose-­response curve for cocaine 
place preference, and facilitate extinction and reduce reinstatement of cocaine seeking. Taken together, these 
preliminary studies demonstrate that G-­CSF is a potent modulator of cocaine-­induced behavioral plasticity, and 
may be a potential therapeutic target for prolonging abstinence in cocaine use disorder. Under the mentorship 
of Drs. Eric Nestler and Yasmin Hurd I will seek to further clarify the role of G-­CSF in addiction while gaining 
additional training to allow me to transition to independence. In Aim 1 of this proposal I will interrogate the 
effects of G-­CSF in the nucleus accumbens (NAc) in a cell-­type specific manner by using viral vectors to knock 
down the G-­CSF receptor in populations of D1 and D2 positive medium spiny neurons prior to cocaine self-­
administration, extinction and reinstatement. These experiments will provide insight into the microcircuitry 
underlying the behavioral effect of G-­CSF, and will provide me crucial training in self-­administration and 
targeted manipulation of gene expression. In Aim 2, I will seek to identify G-­CSF responsive genes in NAc that 
account for its behavioral effect. I will perform mRNA sequencing of the NAc from animals self-­administering 
cocaine, followed by differential expression and pathway analysis. The behavioral effect of highly regulated 
genes and pathways will be interrogated by viral gene manipulation prior to cocaine self-­administration, 
extinction and reinstatement. These experiments will provide me with crucial mentoring in creation, analysis 
and utilization of large sequencing datasets, while also providing detailed information as to how G-­CSF affects 
cocaine-­related behavioral plasticity. In summary, the research proposed in this award will elucidate the neural 
and molecular mechanisms of a translationally-­relevant treatment target, while providing me with sufficient 
mentorship to tr...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9934168
- **Project number:** 5K08DA044308-04
- **Recipient organization:** ICAHN SCHOOL OF MEDICINE AT MOUNT SINAI
- **Principal Investigator:** Drew Kiraly
- **Activity code:** K08 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $184,032
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2017-07-01 → 2022-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9934168

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9934168, Dissecting the role of granulocyte-colony stimulating factor in cocaine-mediated behavioral plasticity (5K08DA044308-04). Retrieved via AI Analytics 2026-05-23 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9934168. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*