Zákon o přírodních a léčebných odměnách na společných mechanismech neurální plasticity s ΔFosB jako klíčovým mediátorem (2013)

Tato studie zkoumala účinky sexuální odměny na DeltaFosB a účinky DeltaFosB na sexuální chování a odměnu. Bylo zjištěno, že standardní molekulární změny, ke kterým dochází u drogové závislosti, jsou stejné jako u sexu. Jinými slovy, DeltaFosB se vyvinul pro sexuální podněty, přesto drogy unesou tento stejný mechanismus. Tím končí debata o tom, jak se závislost na drogách liší od závislostí na chování, a jak jsou závislostmi na chování jednoduše nátlak (ať už to znamená cokoli). Stejné obvody, stejné mechanismy, stejné buněčné změny, stejné asociované chování - s malými rozdíly.

J Neurosci. 2013 Feb 20;33(8):3434-3442.

FULL STUDY

Džbány KK, Vialou V, Nestler EJ, Laviolette SR, Lehman MN, Cooled LM.

Zdroj

Department of Anatomy & Cell Biology, Schulich School of Medicine and Dentistry, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 3K7, Canada, Department of Molecular & Integrative Physiology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, Fishberg Department of Neuroscience and Friedman Brain Institute, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029, and Neurobiology and Anatomical Sciences and Physiology and Biophysics, University of Mississippi Medical Center, Jackson, Mississippi 39216.

Abstraktní

Léky zneužívání indukují neuroplastičnost v přirozené dráze odměňování, konkrétně jádro accumbens (NAc), což způsobuje vývoj a projev návykové chování. Nedávné důkazy naznačují, že přírodní odměny mohou způsobit podobné změny v NAc, což naznačuje, že drogy mohou aktivovat mechanismy plasticity sdílené s přirozenými odměnami a umožňující jedinečnou souhru mezi přírodními a drogovými odměnami.

V této studii demonstrujeme, že sexuální zkušenost u samců krys, po níž následuje krátká nebo prodloužená doba ztráty sexuální odměny, způsobuje zvýšenou odměnu amfetaminu, která je indikována citlivým kondicionovaným místem pro nízkou dávku (0.5 mg / kg) amfetaminu. Navíc nástup, ale ne delší termín, zvýšené odměny amfetaminu koreloval s přechodným nárůstem dendritických trnů v NAc. Dále byla stanovena kritická úloha transkripčního faktoru ΔFosB při stimulaci sexuálního zážitku zvýšená amfetaminová odměna a související zvýšení počtu dendritických trnů na neuronech NAc s použitím genového přenosu virového vektoru dominantního negativního vazebného partnera ΔJunD. Navíc bylo prokázáno, že zvýšená léčebná odměna, ΔFosB a spinogeneze jsou závislá na aktivitě dopaminu D1 receptoru indukovanému pářením v NAc. Farmakologická blokáda receptoru D1, ale nikoliv D2 receptoru, v NAc během sexuálního chování oslabila indukci ΔFosB a zabránila zvýšené spinogenezi a senzitizované odměně amfetaminu.

TTyto nálezy ukazují, že drogy zneužívání a přirozené odměňování jedná na společných molekulárních a buněčných mechanismech plasticity, které řídí zranitelnost vůči drogové závislosti, a že tato zvýšená zranitelnost je zprostředkována pomocí ΔFosB a jeho následných transkripčních cílů.

Úvod

Přirozené odměňování a odměna léku konvergují na společnou neurální dráhu, mezolimbický systém dopaminů (DA), v němž hraje jádro accumbens (NAc) ústřední roli (Kelley, 2004). Léčiva zneužívání indukují neuroplasticitu v mezolimbickém systému, který hraje putativní roli při přechodu od užívání drog k drogové závislosti (Hyman a kol., 2006; Kauer a Malenka, 2007; Kalivas, 2009; Chen a kol., 2010; Koob a Volkow, 2010; Wolf, 2010a; Mameli a Luscher, 2011). Bylo předpokládáno, že drogy a přirozené odměny neaktivují stejné neurony v mezolimbickém systému, a proto drogy jednoznačně aktivují a mění tento okruh (Cameron a Carelli, 2012). Je však stále více zřejmé, že přírodní a drogové odměny ovlivňují mezolimbický systém podobnými a různými způsoby, které umožňují souhru mezi přirozenou odměnou, konkrétně sexuální odměnu, a účinky drog zneužívání (Frohmader a kol., 2010a; Pitchers a kol., 2010a; Olsen, 2011).

Sexuální chování je velmi obohacující (Tenk a kol., 2009),

  • a sexuální zkušenost způsobuje senzibilizované chování související s léčivem, včetně křížové senzitizace na amfetaminovou (Amph) indukovanou lokomotorickou aktivitu (Bradley a Meisel, 2001; Pitchers a kol., 2010a)
  • a vylepšená odměna Amph (Pitchers a kol., 2010a).
  • Navíc sexuální zkušenost indukuje neurální plasticitu v NAc podobnou té, která je vyvolána expozicí psychostimulantu, včetně zvýšené hustoty dendritické páteře (Meisel a Mullins, 2006; Pitchers a kol., 2010a),
  • změněné přenosy glutamátového receptoru a snížená synaptická síla v neuronech NAc neuronů reagujících na kortex (Pitchers a kol., 2012).
  • Konečně se ukázalo, že období abstinence od sexuálního zážitku jsou kritické pro zvýšenou Amph odměnu, NAc spinogenezi (Pitchers a kol., 2010a), a obchodování s glutamátovými receptory (Pitchers a kol., 2012).

Tato zjištění naznačují, že zkušenosti s přírodními a drogovými odměnami sdílejí společné mechanismy neurální plasticity, které zase ovlivňují zranitelnost vůči zneužívání návykových látek.

Cílem současné studie bylo zjistit buněčné mechanismy zprostředkování plasticity vyvolané sexuálními zkušenostmi, které zase vedou ke zvýšení odměny léku. Konkrétně byla zkoumána role transkripčního faktoru ΔFosB, protože se podílí na účincích jak přírodních, tak léků (Nestler a kol., 2001; Werme a kol., 2002; Olausson a kol., 2006; Wallace a kol., 2008; Hedges a kol., 2009; Pitchers a kol., 2010b). Kromě toho byla zkoumána role dopaminových D1 receptorů (D1R) pro neurální plasticitu indukovanou sexuálními zkušenostmi, protože indukce NAc ΔFosB a zvýšená hustota páteře po podání psychostimulantu jsou exprimovány v neuronech obsahujících D1R (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) a závisí na aktivaci D1R (Zhang a kol., 2002).

Zde jsme použili virovou vektorovou expresi dominantně negativního vazebného partnera pro ΔFosB, diolestové značení a farmakologické manipulace k testování hypotézy, že křížově senzibilizující účinky sexuální zkušenosti, následované abstinencí odměny na zvýšenou Amph odměnu jsou zprostředkovány D1R-dependentní indukce ΔFosB v NAc a následné zvýšení hustoty páteře NAc. Závěry dohromady ukazují, že přírodní a drogové odměny sdílejí společné mechanismy neurální plasticity, přičemž ΔFosB je kritickým prostředníkem.

Materiály a metody

Zvířata.

Dospělí samci (225-250 g po příchodu) a samice (210-220 g) krys Sprague Dawley (Charles River Laboratories) byly umístěny v klecích z plexiskla v párech stejného pohlaví během experimentů, při regulaci teploty a vlhkosti a na 12 / 12 h lehký / tmavý cyklus s volně dostupným jídlem a vodou. Ženské partneři pro páření se ovariektomizovali a podstoupili subkutánní implantáty obsahující 5% estradiol benzoát (Sigma-Aldrich) a injekce 500 μg progesteronu (v 0.1 ml sezamového oleje, Sigma-Aldrich) 4 h před testováním. Všechny postupy byly schváleny Výborem pro péči o zvířata a užitím na Univerzitě v západním Ontariu a University of Michigan a byly v souladu s Kanadskou radou pro péči o zvířata a národními instituty zdraví, které zahrnují obratlovce ve výzkumu.

Sexuální chování.

Během časné tmavé fáze (mezi 2 a 6 h po nástupu tmavého období) došlo v tmavě červeném osvětlení, v čistých zkušebních klecích (60 × 45 × 50 cm). Samci potkanů ​​se pářili k ejakulaci během 4 nebo 5 denních srážek. Bylo vybráno pět zasedání, protože jsme již dříve ukázali, že tato paradigma způsobuje dlouhodobé napomáhání sexuálnímu chování (Pitchers a kol., 2010b), křížová senzitizace na Amph pohybovou aktivitu (Pitchers a kol., 2010a) a odměna (Pitchers a kol., 2010a). Ejakulace byla zvolena jako koncový bod každého páření, protože jsme předtím ukázali, že je nezbytná pro účinky sexuálních zkušeností na Amph pohybovou senzibilizaci (Pitchers a kol., 2010a), k němuž nedošlo, když se zvířata nechala spárovat se ženami bez zobrazení ejakulace. Parametry sexuálního chování (tj. Latence k první mount, intromise a ejakulace a počet mountů a intromise) byly zaznamenány jak bylo popsáno výše (Pitchers a kol., 2010b). Pro všechny experimenty byly sexuálně zkušené skupiny porovnány se sexuálním chováním (celkový počet ejakulací a latence k ejakulaci během každé relace páření). Po pátém páření se muži setkali s partnery stejného pohlaví a během sexuální abstinence 1, 7 nebo 28 d. Zvířata, které zůstávaly sexuálně naivní, byly manipulovány a ubytovány ve stejných místnostech jako sexuálně zkušení muži. Kromě toho byly naivní kontrolní vzorky umístěny v čistých zkušebních klecích po dobu jedné hodiny během 5 po sobě jdoucích dnů bez přístupu k receptivní ženě.

Expres ΔFosB.

Zvířata byla hluboce anestetizována (pentobarbital sodný, 390 mg / kg, ip) a perforována intrakardiálně s 50 ml fyziologického roztoku 0.9% a následně 500 ml 4% paraformaldehydu (Sigma-Aldrich) v fosfátovém pufru 0.1 m bodové a DR antagonistické experimenty. Mozky byly odstraněny a postfixovány pro 1 h při pokojové teplotě ve stejném fixačním činidle, poté uloženy při 4 ° C v 20% sacharóze a 0.01% azidu sodíku v 0.1 m PB. Pro pokusy s antagonisty DR byly mozky odstraněny a zúžené podél sagitální osy. Jedna polovina byla uložena v PB a použita pro DiOlistics a druhá byla zpracována pro ΔFosB. Koronální úseky (35 μm) byly rozřezány pomocí zmrazeného mikrotomu (Microm H400R), shromážděny ve čtyřech paralelních řadách v roztoku kryoprotektantu (30% sacharózy a 30% ethylenglykolu v 0.1 m PB) a skladovány při teplotě -20 ° C. Volně plovoucí části byly intenzivně promyty 0.1 m PBS, pH 7.35, mezi inkubacemi a všechny kroky byly při pokojové teplotě. Části byly vystaveny 1% H2O2 (10 min) a inkubační roztok (1 h; PBS obsahující 0.1% BSA, Fisher a 0.4% Triton X-100, Sigma-Aldrich). Sekce byly pak inkubovány přes noc v pan-FosB králičí polyklonální protilátce (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology), dříve validovanéPerrotti a kol., 2004, 2008; Pitchers a kol., 2010b). Protilátka pan-FosB byla vytvořena proti vnitřní oblasti sdílené FosB a ΔFosB a byla dříve charakterizována pro specifickou vizualizaci ΔFosB buněk v časových bodech použitých v této studii (> 1 den po stimulu) (Perrotti a kol., 2004, 2008; Pitchers a kol., 2010b). Dále byly části inkubovány v kozích anti-králičích IgG konjugovaných s biotinem (1 h, 1: 500 v PBS +, Vector Laboratories), avidin-biotin-křenová peroxidáza (1 h; ABC elita; 1: 1000 v PBS; Vector Laboratories) a 0.02% 3,3'-diaminobenzidin-tetrahydrochlorid (10 min; Sigma-Aldrich) s 0.02% síranu nikelnatého v 0.1 m PB s peroxidem vodíku (0.015%). Sekce byly namontovány na skleněné sklíčka Superfrost plus (Fisher) a pokryty krystaly dibutylftalát xylenem.

Počty buněk ΔFosB-IR byly počítány v shellu a jádře NAc v rámci standardních oblastí analýzy (400 x 600 μm), jak bylo popsáno výše (Pitchers a kol., 2010b). Dvě sekce byly počítány na subregion NAc, průměrně na jedno zvíře. V experimentu s časovým bodem byly počty buněk ΔFosB-IR vyjádřeny jako násobná změna naivní kontrolní skupiny ve vhodném časovém okamžiku a porovnány mezi zkušenými a naivními skupinami pro každý subregion v každém jednotlivém časovém bodě za použití nepárového t testy s významnou úrovní p <0.05. V experimentech s antagonisty ΔJunD-AAV a DR byla použita dvousměrná nebo jednosměrná ANOVA a Holm – Sidakova metoda. Kromě toho byly u všech zvířat v experimentu s antagonistou DR spočítány ΔFosB-IR buňky v dorzálním striatu (oblast analýzy: 200 × 600 μm), bezprostředně dorzálně k NAc a přiléhající k boční komoře. Jednosměrná ANOVA a t testy byly použity pro srovnání mezi skupinami.

DiOlistics.

Pro časový bod a experiment s virovým vektorem DJunD byly potkany intraperkardiálně perfundovány 50 ml fyziologického roztoku (0.9%) a následně 500 ml 2% paraformaldehydu v 0.1 m PB. Mozky byly rozděleny (100 μm koronální) pomocí vibratomu (Microm) a úseků uložených v 0.1 m PB s 0.01% azidu sodného při 4 ° C. Povlak volfrámových částic (průměr 1.3 μm, Bio-Rad) s lipofilním karbocyaninovým barvivem DiI (1,1'-dioktadecyl-3,3,3'3'-tetramethylindokarbokyanin-perchlorát, Invitrogen)Forlano a Woolley, 2010). Dialyzované částice wolframu byly přiváděny do tkáně na 160-180 psi pomocí systému Helios Gene Gun (Bio-Rad) přes filtr s velikostí pórů 3.0 μm (BD Biosciences) a umožnily difuzi přes neuronální membrány v 0.1 m PB pro 24 h při zachování světla při teplotě 4 ° C. Dále byly plátky postfixovány v 4% paraformaldehydu v PB pro 3 h při pokojové teplotě, promyty v PB a namontovány v uzavřených komorách (Bio-Rad) s gelvatolem obsahujícím protizánětlivé činidlo 1,4-diazabicyklo (2,2) oktan ( 50 mg / ml, Sigma-Aldrich) (Lennette, 1978).

Di-značené neurony byly zobrazeny za použití Zeiss LSM 510 m konfokální mikroskop (Objektiv Carl Zeiss ®) a laseru hélia / neonu 543 nm. Pro každé zvíře byly v každém subregiónu NAc nebo ve skořápce (na základě umístění ve vztahu k orientačním bodům včetně boční komory a přední komise) v experimentu ΔJunD-AAV a DR antagonisty použity neurony 2-5 pro lokalizaci oblasti zájem o dendrit druhého řádu pro kvantifikaci páteře. Pro každý neuron byly analyzovány dendrity 2-4 pro kvantifikaci celkové dendritické délky 40-100 μm. Dendritické segmenty byly zachyceny pomocí objektivu 40 × ponořením vody v intervalech 0.25 μm podél z-axis a byl zrekonstruován obraz 3D (Zeiss) a prošla dekonvolucí (Autoquant X, Media Cybernetics) pomocí adaptivního (slepého) a teoretického nastavení PSF, jak doporučuje software. Hustota páteře byla kvantifikována pomocí modulu Filament softwarového balíčku Imaris (verze 7.0, Bitplane). Počty dendritických trnů byly vyjádřeny na 10 μm, zprůměrovány pro každý neuron a potom pro každé zvíře. Statistické rozdíly byly stanoveny pomocí dvoucestných ANOVA v experimentu časových řad mezi sexuálně naivními a zkušenými zvířaty v každém časovém bodě (faktory: sexuální zkušenost a subregion NAc) a v experimentu ΔJunD (faktory: sexuální zkušenost a virový vektor) a jeden v experimentu antagonisty DR. Srovnání skupin bylo provedeno metodou Holm-Sidak s významnou úrovní p <0.05.

Upřednostňovaná předvolba místa.

Experimentální návrh CPP byl shodný s výše uvedeným (Pitchers a kol., 2010a), za použití nezaujatého tříkomorového přístroje (Med Associates) a nezaujatého návrhu s jednorázovým pokusem o kondicionování d-Amph sulfátu (Amph, Sigma-Aldrich, 0.5 mg / ml / kg sc vypočtený na základě volné báze) ve spárované komoře a fyziologickém roztoku v nepárované komoře během střídavých dnů a prováděné během první poloviny světelné fáze. Kontrolní zvířata dostala fyziologický roztok v obou komorách.

Hodnoty CPP byly vypočteny pro každé zvíře jako čas strávený (v sekundách) ve spárované komoře během posttestu mínus předběžný test. Jednoduché ANOVA a metoda Holm-Sidak byly použity pro srovnání skupin v experimentu s časovým bodem. Nepřipojeno t test s významem nastaveným na p <0.05 bylo použito k porovnání Naive-Sal a Naive Amph v každém časovém bodě v experimentu s časovým bodem a v každém ošetření virovým vektorem v experimentu AJunD. V časovém experimentu byly použity jednosměrné ANOVA a metoda Holm – Sidak k porovnání sexuálně zkušených skupin (Exp-Sal, 7 d Exp Amph a 28 d Exp Amph) a nepárové t Test byl použit k porovnání skupin na počátku 2. Pro porovnání všech skupin v experimentu s antagonisty DR byly použity obousměrné metody ANOVA a Holm-Sidak. Dvě spárované t test byly použity ke srovnání skupin Naive-Sal a Naive Amph s každým stavem léčby virového vektoru (GFP nebo ΔJunD), protože data byla příliš proměnlivá ve skupinách ΔJunD, aby umožnila analýzu ANOVA. Všechny úrovně významnosti byly nastaveny na p <0.05.

Experimenty virového vektoru.

Samci potkanů ​​se anestetizují ketaminem (87 mg / ml / kg; ip) a xylazinem (13 mg / ml / kg ip), umístí se do stereotaktického přístroje (Kopf Instruments) a obdrží bilaterální mikroinjekce rekombinantních adeno- Pouze GFP (zelený fluorescenční protein) nebo ΔJunD (dominantně negativní vazebný partner ΔFosB) a GFP do NAc (souřadnice: AP + 1.5, ML ± 1.2 z bregma, DV -7.6 z lebky) μl / hemisféra přes 1.5 min za použití Hamiltonovy stříkačky (Harvard Apparatus). ΔJunD snižuje transkripci zprostředkovanou ΔFosB kompetitivní heterodimerizací s ΔFosB a tudíž brání vazbě ΔFosB na oblast AP-7 v promotorových oblastech cílových genůWinstanley a kol., 2007; Pitchers a kol., 2010b). I když se ΔJunD váže s vysokou afinitou k ΔFosB, je možné, že některé z pozorovaných účinků ΔJunD mohou být zprostředkovány antagonizací jiných proteinů AP-1. Zdá se však, že ΔFosB je převládající protein AP-1 vyjádřený za testovaných podmínek (Pitchers a kol., 2010b). Mezi 3 a 4 týdny později zvíře dostala sexuální zkušenost během 4 po sobě jdoucích sňatků nebo zůstala naivní, aby vytvořila skupiny 4: sexuálně naivní GFP, sexuálně zkušený GFP, sexuálně naivní DJunD a sexuálně zkušený ΔJunD. Sexuální zkušenost se skládala z 4 po sobě jdoucího denního páření. Zvířata byla testována na CPP a diOlistics. Ověření míst vpichu bylo provedeno tak, jak bylo popsáno výše (Pitchers a kol., 2010b). Části NAc (koronální, 100 μm) byly imunologicky zpracovány pro GFP (1: 20,000, králičí anti-GFP protilátka, Invitrogen). Šíření viru bylo primárně omezeno na shellovou část NAc s dalším rozšířením do jádra.

Antagonisty D1R / D2R.

Samci potkanů ​​se anestetizují intraperitoneální injekcí (0.1 ml / kg) ketaminu (87 mg / ml) a xylazinu (13 mg / ml) a umístí se do stereotaktického přístroje (Kopf Instruments). Bilaterální vodící kanyly 21-gauge (Plastics One) byly sníženy směrem k NAc v AP + 1.7, ML ± 1.2 z bregma; -6.4 DV z lebky a zajištěný zubním akrylem, přilepený ke třem šroubům zasunutým do lebky. Zvířata byla denně ošetřována pro návyk na infuzní procedury během období regenerace týdne 2. Pět minut před začátkem každého z denních setkání 4 zaváděním savčí samice potkanům byly podávány dvoustranné mikroinjekce antagonisty D1R R (+) SCH-23390 hydrochloridu (Sigma-Aldrich), antagonisty D2 receptoru (D2R) S- ( - hydrochlorid etiklopridu (Sigma-Aldrich) byl rozpuštěn v sterilním fyziologickém roztoku (0.9%, každý v 10 μg v 1 μl na hemisféře, rozpuštěn ve fyziologickém roztoku 0.9%) nebo ve fyziologickém roztoku (1.0 μl na hemisféru) při průtoku 1.0 μl / min v min. intervalu 1, po kterém následuje 1 min, přičemž injekční kanyla zůstala na místě pro difúzi léčiv. Objem této injekce bude infuzovat jádro i skořápku, protože infúze 0.5 μl jsou omezeny na subdivize skořepiny nebo jádra (Laviolette a kol., 2008). Dávky byly založeny na předchozích studiích, které prokázaly, že tyto nebo nižší dávky ovlivňují chování léku nebo přirozené odměňování (Laviolette a kol., 2008; Roberts a kol., 2012). Kontrolní muži zůstávali sexuálně naivní, ale během denní manipulace s 4 dostali intravenózní fyziologický roztok před umístěním do prázdné testovací klece. Jeden týden po konečném páření nebo manipulaci se muži testovali na Amph CPP a analýzu páteře a ΔFosB. Použití čtyř sedmiček, spíše než pěti zasedání jako v ostatních experimentech, bylo zvoleno tak, aby eliminovalo nadměrné poškození NAc způsobené opakovanými infuzemi a tak umožnilo analýzu páteře a ΔFosB. Poškození nebylo zřejmé, a analýza páteře a ΔFosB v NAc zvířat s infuzí solného roztoku ukázala podobné údaje jako neinfúzované skupiny v předchozích experimentech. Dvojcestná metoda ANOVA a Holm-Sidak s významem nastavenou na p <0.05 bylo použito ke stanovení usnadnění sexuálního chování vyvolaného sexuální zkušeností.

výsledky

Pokročilá regulace ΔFosB indukovaná sexu je dlouhotrvající

Nejprve byly určeny časové korelace mezi změnami v expresi ΔFosB, dendritickými trny v NAc a Amph-CPP, konkrétně po krátkém a prodlouženém období abstinence od sexuální odměny (7 nebo 28 d). Dříve bylo prokázáno, že sexuální zkušenost s každodenním spojením 5 způsobila akumulaci ΔFosB v celém mezolimbickém systému, zejména v NAc (Wallace a kol., 2008; Pitchers a kol., 2010b). V těchto předchozích studiích byly hladiny ΔFosB měřeny v rámci 1 d po sexuálním chování a nebylo známo, zda akumulace ΔFosB přetrvávala po prodloužených dobách abstinence odměn. Sexuálně zkušenými muži byli po konečném denním srážení 1 7, 28 nebo 5 d perfundovány, během kterých se muži spojili s jednou ejakulací. Sexuálně naivní kontroly byly perfundovány ve stejném časovém bodě po ukončení 5 denního ošetření. Počet buněk ΔFosB-IR v shellu a jádře NAc byl ve všech časových bodech významně vyšší než sexuálně naivní kontroly (Obr. 1A, shell; 1 d, p = 0.022; 7 d, p = 0.015; Obr. 1B: jádro; 1 d, p = 0.024; 7 d, p <0.001; 28 d, p <0.001), s výjimkou ulity NAc po abstinenci po 28 dnech (p = 0.280). Upřížení ΔFosB přetrvává během abstinence po sexuální zkušenosti po dobu alespoň 28 d.

Obrázek 1.     

Sexuální zkušenost způsobila okamžité a trvalé zvýšení počtu buněk ΔFosB-IR. Změna počtu buněk ΔFosB-IR skládajícím se v shellu NAc (A) a jádra (B) u sexuálně zkušených (černých) zvířat ve srovnání s sexuálně naivními (bílou) kontrolou (n = 4 každá skupina). Data jsou průměrná skupina ± SEM. * *p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s naivními kontrolami. Reprezentant obrázků Naive 1 d (C), Exp 1 d (D), Exp 7 d (E) a Exp 28 d (F). ac, Přední komise. Měřítko, 100 μm.

Vzrůstající dendritické trny vyvolané sexem je přechodné

Pitchers a kol. (2010a) že sexuální zkušenost s následkem 7 d, ale nikoliv 1 d, odmítnutí odměny způsobila významně zvýšená dendritická rozvětvení a počet dendritických trnů na NAc skořápkové a jádrové neurony (Pitchers a kol., 2010a). Zde se spinogenese u sexuálně naivních a zkušených mužů zkoumalo buď 7 d nebo 28 d po konečném páření. Dosavadní poznatky s použitím metody diOlistics označují, že sexuální zkušenost, po níž následuje 7 d abstinenční období, zvyšuje počet dendritických trnů (F(1,8) = 9.616, p = 0.015; Obr. 2A-C). Konkrétně byl počet dendritických trnů výrazně zvýšen v NAc skořápce a jádru (Obr. 2A: shell, p = 0.011; jádro, p = 0.044). Nicméně tato zvýšená hustota páteře byla přechodná a již nebyla zjištěna po prodloužené době abstinence sexu 28 d buď v subregionu NAc (Obr. 2B).

Obrázek 2.    

Sexuální zkušenost způsobila nárůst počtu dendritických trnů v NAc a zvýšené citlivosti Amphovy odměny. A, B, Počet dendritických trnů v Nc shell a jádru 7 d (A) nebo 28 d (DB pohlavně naivních [bílých] a zkušených [černých] zvířat; n = 4 nebo 5). Data jsou průměrná skupina ± SEM. #p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s naivními kontrolami. C, Reprezentativní dendritické segmenty z Naive 7 d a Exp 7 d skupiny používané pro kvantifikaci hustoty páteře. Měřítko, 3 μm. D, Doba strávená ve spárované komoře (Amph nebo fyziologický roztok) v průběhu testu po odeznění předtestu (skóre CPP) u sexuálně naivních (bílých) nebo zkušených (černých) zvířat testovala buď 7 d nebo 28 d po konečném páření nebo manipulační sezení: Naive-Sal (7 d po manipulaci; n = 8), Naive Amph (7 d po manipulaci; n = 9), Exp-Sal (kombinované skupiny zvířat testovaných buď 7 d nebo 28 d po páření; n = 7), 7 d Exp Amph (7 d po páření; n = 9) a 28 d Exp Amph (28 d po páření; n = 11). Sal skupiny obdržely Sal spárované s oběma komorami. * *p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s kontrolami solného roztoku se sexuálním zážitkem.

Vzrušená Amph odměna způsobená sexem je dlouhotrvající

Předtím jsme prokázali, že sexuální zkušenost, kterou následuje 7-10 d abstinence, vedla k vyšší Amph odměně (Pitchers a kol., 2010a). Konkrétně sexuálně zkušené zvířata vytvořily významné preferenční podmínky (CPP) pro nižší dávky přípravku Amph (0.5 nebo 1.0 mg / kg), které nevyvolaly CPP u sexuálně naivních kontrol. Současná studie potvrdila a rozšířila tyto předchozí výsledky tím, že prokázala zvýšenou odměnu Amph u sexuálně zkušených zvířat jak po 7 d, tak iv období sexuální abstinence 28 d (Obr. 2D; F(2,24) = 4.971, p = 0.016). Konkrétně, sexuálně zkušené zvířata s abstinenční dobou 7 nebo 28 d strávenou v amph párované komoře během post-testu strávily výrazně delší dobu ve srovnání s sexuálně zkušenými negativními kontrolami, které dostaly fyziologický roztok v obou komorách (Obr. 2D: Exp-Sal vs 7 d Exp AMPH, p = 0.032; vs 28 d Exp AMPH, p = 0.021). Potvrzující předchozí zjištění nepodstoupila sexuálně naivní zvířata v Amph párových komorách během posttestu a nelíčila se přednostně od sexuálně inaktivní kontrolní skupiny (Obr. 2D) (Pitchers a kol., 2010a).

Aktivita ΔFosB je kritická pro sexuální zkušenost vyvolanou senzibilizovanou Amph odměnou

Dosavadní výsledky ukazují, že sexuální zkušenost způsobila dlouhodobou akumulaci ΔFosB v neuronech NAc v korelaci se zvýšenou Amph odměnou. Abychom zjistili, zda je zvýšená aktivita ΔFosB kritická pro zvýšenou Amph odměnu, ΔJunD, dominantní negativní vazebný partner ΔFosB, který potlačuje transkripci zprostředkovanou ΔFosB (Winstanley a kol., 2007), byl nadměrně exprimován genovým přenosem zprostředkovaným virovým vektorem v NAc (Obr. 3A,B). Výsledky testů Amph CPP prokázaly, že oslabení aktivity ΔFosB tím, že se exprimuje ΔJunD v NAc, zabránilo účinkům sexuálních zkušeností a abstinenci sexuální odměny 7 d na zvýšenou odměnu Amph. Sexuálně zkušení DJunD zvířata netvořili významnou CPP pro Amph a nelišili se od sexuálně naivních zvířat DJunD (Obr. 3B). Naopak, sexuálně zkušené kontrolní zvířata GFP tvořily CPP pro Amph, jak je naznačeno významně vyšší hodnotou CPP ve srovnání s sexuálně naivními GFP kontrolami (Obr. 3B, p = 0.018).

Obrázek 3.    

Zeslabení aktivity ΔFosB v NAc zablokovalo senzibilizovanou AMPH odměnu a zvýšil se počet stonů NAc u sexuálně zkušených zvířat. AReprezentativní obrazy exprese GFP u tří zvířat, kterým byla podána injekce rekombinantního adeno-asociovaného viru-ΔJunD namířeného na nucleus accumbens, ilustrující malé (levé), střední (střední) a velké (pravé) místo injekce. ac, přední komise; LV, boční komory. Měřítko, 250 μm. B, Schematické znázornění nejvýznamnějších míst a vzorků šíření viru. U všech zvířat byla GFP detekována ve skořápce, ale rozložená do jádra byla proměnlivá. C, Doba strávená v amf párové komoře během posttestu mínus předtest (CPP skóre) pro sexuálně naivní (bílé) a zkušené (černé) zvíře, které buď podaly injekci kontrolního vektoru GFP (Naive, n = 9; Exp, n = 10) nebo ΔJunD vektor (Naive, n = 9; Exp, n = 9). D, Reprezentativní obrazy dendritických segmentů z sexuálně zkušených GFP a ΔJunD, které byly použity k vyčíslení hustoty páteře. Měřítko, 3 μm. E, Počet dendritických trnů v NAc u sexuálně naivních (bílé) a zkušených (černé) zvířat, které buď dostaly injekci GFP kontrolního vektoru nebo vektoru ΔJunD. Data jsou průměrná skupina ± SEM. * *p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s naivními kontrolami. #p <0.05, významný rozdíl oproti kontrolám zkušeným GFP.

Tlumící účinky nadměrné exprese ΔJunD nebyly důsledkem narušení sexuálního chování při získávání sexuálních zkušeností. Exprese ΔJunD v NAc dříve ukázala, že brání usnadnění sexuálního chování po sexuální zkušenosti (Pitchers a kol., 2010b). To skutečně bylo potvrzeno v současném experimentu. Kontrolní zvířata GFP vykazovaly kratší latenci při montáži, intromisii a ejakulaci a méně setů a intromise během čtvrtého po sobě jdoucího dne testů páření v porovnání s prvním dnem páření (Tabulka 1). Naproti tomu zvířata injikovaná DJunD nezaznamenala signifikantně kratší latenci při montáži nebo intromise nebo nižší počet nosičů během čtvrtého dne páření ve srovnání s prvním. Infuzí ΔJunD do NAc tak oslabují účinky sexuální zkušenosti. Nebyly však žádné významné rozdíly v parametrech páření mezi kontrolou GFP a skupinami infuzovanými ΔJunD během jakéhokoli páření, což naznačuje, že účinky infuze DJunD na senzibilizaci Amph CPP vyvolané sexuálními zkušenostmi nejsou výsledkem rozdílů v samotné zkušenosti z páření (Tabulka 1).

Zobrazit tuto tabulku:     

Tabulka 1.    

Parametry sexuálního chování při získávání sexuálních zkušeností ve skupinách, které dostaly NAc infuze virových vektorů exprimujících GFP- nebo ΔJunDa

ΔFosB je kritické pro nárůst dendritických páteře NAc indukované sexuálními zkušenostmi

Aktivita ΔFosB byla také požadována pro zvýšení hustoty páteře neuronů NAc po sexuálních zkušenostech a abstinenci sexuální odměny 7 d (Obr. 3C,D). Pro analýzu páteře v NAc zvířat popsaných výše pro CPP vykazovala obousměrná ANOVA významné účinky obou sexuálních zkušeností (F(1,34) = 31.768, p <0.001) a léčba virovými vektory (F(1,34) = 14.969, p = 0.001), stejně jako interakce (F(1,34) = 10.651, p = 0.005). Konkrétně, sexuálně zkušené kontrolní zvířata GFP měly větší počet skic NAc ve srovnání s pohlavně naivními kontrolami GFP (Obr. 3D: p <0.001), což potvrzuje naše předchozí zjištění (Pitchers a kol., 2010a). Na rozdíl od toho, sexuálně zkušené zvířata DJunD se významně nelišily od sexuálně naivních skupin DJunD a byly významně nižší ve srovnání s sexuálně zkušenými kontrolními zvířaty GFP (Obr. 3D: p <0.001). Exprese ΔJunD v NAc tedy blokovala účinky sexuální zkušenosti a odměňovala abstinenci na NAc spinogenezi.

Antagonista D1R blokuje upgradování ΔFosB indukovanou sexuální zkušeností

Chcete-li zjistit, zda je aktivována aktivita D1R nebo D2R v NAc během páření pro upregulaci IFFB a senzibilizovanou Amph CPP indukovanou sexuální zkušeností, zvířata dostávala lokální infuze buď antagonisty D1R nebo D2R (nebo fyziologického roztoku) do NAc 15 min před každým z 4 denní po sobě jdoucí sňatky. Důležité je, že ani infúze antagonistů D1R ani antagonistů D2R do NAc neovlivnily iniciaci nebo projev sexuálního chování během jakéhokoli páření (Obr. 4D-F). Rovněž, Antagonismus D1R nebo D2R nezabránil doprovodným účinkům sexuálních zkušeností na páření, protože všechny skupiny prokázaly, že usnadňují sexuální chování, o čemž svědčí kratší latence ejakulace v den 4 ve srovnání s dnem 1 (Obr. 4F) (F(1,40) = 37.113, p <0.001; Sal, p = 0.004; D1R Ant, p = 0.007; D2R Ant, p <0.001).

Obrázek 4.    

Antagonisté receptoru dopaminu infundovaní do NAc neovlivňují sexuální chování. Koronální sekce NAc (A, + 2.2; B, + 1.7; C, + 1.2 z bregma), což indikuje intra-NAc místa injekce pro všechna zvířata. Kanyly byly dvoustranné, ale byly jednostranně zastoupeny pro usnadnění prezentace všech zvířat (Naive-Sal, bílá, n = 7; Exp-fyziologický roztok; tmavě šedá, n = 9; Exp D1R Ant, světle šedá, n = 9; Exp D2R Ant, černý, n = 8). ac, přední komise; LV, boční komory; CPu, caudate-putamen. Latence montáže (D), latentní intromise (E) a ejakulační latence (F) pro všechny sexuálně zkušené skupiny (saline, bílá, D1R Ant, šedá, D2R Ant, černá). Data představují průměr ± SEM. * *p <0.05, významný rozdíl mezi 1. a 4. dnem léčby.

Analýza počtu buněk ΔFosB-IR v NAc 7 d po poslední infuzi NAC a páření nebo manipulační relace odhalila významné rozdíly mezi skupinami obou obalů NAc (F(3,29) = 18.070, p <0.001) a jádro (F(3,29) = 10.017, p <0.001). Zaprvé, sexuální zkušenost u kontrolních zvířat s infuzí fyziologickým roztokem způsobila významnou upregulaci ΔFosB ve srovnání s pohlavně naivními kontrolami (Obr. 5A, shell p <0.001; Obr. 5B: jádro, p <0.001), což potvrzuje výše uvedené výsledky. Antagonismus D1R, ale ne D2R, zabránil nebo zmírnil tuto upregulaci ΔFosB. V plášti NAc nevykazovaly sexuálně zkušení muži léčeni antagonistou D1R žádné zvýšení ΔFosB-IR buněk ve srovnání se sexuálně naivními kontrolami (Obr. 5A: p = 0.110) a exprese ΔFosB byla významně nižší ve srovnání s sexuálně zkušenými fyziologickými samičaty (Obr. 5A: p = 0.002). V jádře NAc má antagonismus D1R částečný účinek: ΔFosB byl významně zvýšený u mužů léčených antagonisty D1R ve srovnání s naivní kontrolou fyziologického roztoku (Obr. 5B: p = 0.031), ale tato zvýšená regulace byla významně nižší ve srovnání se sexuálně zkušenými muži léčenými fyziologickým roztokem (Obr. 5B: p = 0.012). Léčba antagonisty D2R neovlivnila indukci ΔFosB, protože sexuálně zkušení muži, kterým byl podáván antagonista D2R, měli významně větší počet buněk ΔFosB-IR ve srovnání s naivní kontrolou fyziologického roztoku (Obr. 5A: shell, p <0.001; Obr. 5B: jádro, p <0.001) a muži léčeni antagonisty D1R (Obr. 5A: shell, p <0.001; Obr. 5B: jádro, p = 0.013) a neodlišovaly se od sexuálně zkušených slaných samců.

Obrázek 5.     

Blokování D1R v NAc tlumí nárůst počtu buněk ΔFosB-IR v NAc u sexuálně zkušených zvířat. Změna počtu buněk ΔFosB-IR skládajícím se v shellu NAc (A) a jádra (B) u sexuálně zkušených (černých) zvířat ve srovnání s pohlavně naivní (bílou) kontrolou (Naive-Sal, n = 6; Exp-Saline, n = 7; Exp D1R Ant, n = 9; Exp D2R Ant, n = 8). Data jsou průměrná skupina ± SEM. * *p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s naivními kontrolami. #p <0.05, významný rozdíl ve srovnání se solným roztokem a zvířaty se zkušenostmi s D2R Ant. Zástupce obrazů Naive Sal (C), Exp Sal ​​(D), Exp D1R Ant (E) a Exp D2R Ant (F). ac, Přední komise. Měřítko, 100 μm.

Pro kontrolu potenciálního rozšíření antagonistů D1R nebo D2R do dorzálního striatu bylo exprese ΔFosB analyzována v oblasti bezprostředně dorzální k NAc a přiléhající k boční komoře, protože indukce ΔFosB v hřbetním striatu psychostimulanty a opiáty závisí na D1R činnosti (Zhang a kol., 2002; Muller a Unterwald, 2005). Sexuální zkušenost zvýšila počet buněk ΔFosB-ir v dorzálním striatu u mužů léčených fyziologickým roztokem (Naive-Sal: 35.6 ± 4.8 vs. Exp-Sal: 82.9 ± 5.1; p <0.001), což potvrzuje naši předchozí zprávu (Pitchers a kol., 2010b). Navíc ani infúze antagonistů D1R ani D2R do NAc postiženého DFosB indukovaného sexuálního zážitku v dorzálním striatu (Exp-D1R: 82.75 ± 2.64 ir buňky; Exp-D2R: 83.9 ± 4.4 ir buněk; p <0.001 ve srovnání s kontrolami Naive-Sal). Tato zjištění naznačují, že šíření antagonistických infuzí bylo primárně omezeno na NAc.

D1R antagonista v NAc blokuje senzibilizovanou Amph odměnu

D1R blokáda v NAc během páření také blokovala sexuální zkušenost indukovanou zvýšenou Amph odměnou, testovala 7 d po poslední infuzi NAc a testování páření (F(3,29) = 2.956, p = 0.049). Sexuálně zkušené zvíře, které dostaly fyziologický roztok v NAc během páření, strávily v komoře s párem Amph v podstatě delší dobu ve srovnání s pohlavně naivními muži (Obr. 6A, p = 0.025), což potvrzuje výše uvedené výsledky. Naopak, sexuálně zkušení zvířata, která během páření dostávali intra-NAc D1R antagonisty, netvořily CPP pro Amph. Nelišili se od sexuálně naivních kontrol a ve srovnání s fyziologickým roztokem strávili podstatně méně času ve srovnání s fyziologickým roztokem (Obr. 6A: p = 0.049) nebo antagonistou D2R (Obr. 6A: p = 0.038) infuze sexuálně zkušených mužů. Infuze antagonistů D2R neovlivnily zvýšenou odměnu Amphu jako sexuálně zkušených zvířat s infuzemi antagonisty NAc D2R, které vytvořily významný Amph-CPP ve srovnání s naivní kontrolou fyziologického roztoku (Obr. 6A: p = 0.040) a D1R antagonisty (Obr. 6A: p = 0.038) a neodlišovaly se od sexuálně zkušených slaných samců.

Obrázek 6.     

Blokování receptorů D1 v NAc zrušuje senzibilizovanou Amph odměnu a zvýšené dendritické trny u sexuálně zkušených zvířat. A, Množství času stráveného v Amph párovaném prostoru během posttestu minus předtest (CPP skóre, sekundy) pro sexuálně naivní (bílé, n = 6) a zkušené (černé) zvířata, která dostávala fyziologický roztok (n = 7), antagonista D1R (n = 9) nebo antagonista D2R (n = 8). Data jsou průměrná skupina ± SEM. * *p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s naivními fyziologickými kontrolami. #p <0.05, významný rozdíl od zvířat zkušených na D1R Ant. B, Počet dendritických hřbetů (na 10 μm) pro sexuálně naivní (bílé, n = 7) a zkušené (černé) zvířata, která dostávala fyziologický roztok (n = 8), antagonista D1R (n = 8) nebo antagonista D2R (n = 8). Data jsou průměrná skupina ± SEM. * *p <0.05, významný rozdíl ve srovnání s naivními fyziologickými kontrolami. #p <0.05, významný rozdíl oproti zkušeným fyziologickým kontrolám.

Antagonistická léčba D1R blokuje spinogenezi NAc indukovanou sexuálními zkušenostmi

Analýza hustoty páteře v NAc stejných zvířat ukázala, že aktivace D1R během páření byla vyžadována pro zvýšení hustoty páteře NAc po sexuální zkušenosti a 7 d abstinence sexuální odměny (Obr. 6B; F(3,26) = 41.558, p <0.001). Specificky měly sexuálně zkušené kontroly fyziologickým roztokem a zvířata antagonizující D2R významně větší počet trnů ve srovnání s kontrolami fyziologického solného roztoku naivní (Obr. 6B: p <0.001), což potvrzuje naše předchozí zjištění (Pitchers a kol., 2010a) a nálezy s kontrolními virovými vektory GFP popsanými výše. Naproti tomu sexuálně zkušené zvířata infikované antagonisty D1R se nelišily od pohlavně naivních fyziologických roztoků infuze infuzí (Obr. 6B). Došlo k částečnému účinku infuze antagonisty D2R, protože infuze zvířat s D2R vykazovala signifikantně nižší hustotu páteře než sexuálně prokázané fyziologické kontroly (Obr. 6B: p = 0.02), ale významně vyšší počet hřbetů ve srovnání s pohlavně neadekvátními kontrolami fyziologického roztoku a léčenými D1R (p <0.001; Obr. 6B). Blokáda D1R v NAc během páření zablokovala účinky sexuální zkušenosti a abstinenci odměny při spinogenezi NAc.

Diskuse

V současné studii jsme prokázali křížovou senzibilizaci mezi přírodou a odměnou za drogy, kdy po přírodní odměně následuje období abstinence. Konkrétně jsme ukázali, že zkušenosti se sexuálním chováním, za kterým následuje 7 nebo 28 d abstinence, způsobují zvýšenou odměnu Amph. Tato zjištění mají podobnost se zavedenou kritickou úlohou období abstinence od drog zneužívajících při inkubaci touhy po drogách (Lu et al., 2005; Thomas a kol., 2008; Wolf, 2010b, 2012; Xue a kol., 2012). Navíc přírodní odměn indukovaný ΔFosB v NAc je rozhodující pro kříž-senzitizující účinky přirozené odměny abstinence na psychostimulant odměnu, potenciálně přes spinogeneze v NAc během období odměny abstinence. Ukázali jsme, že akumulace ΔFosB v NAc po sexuálním zážitku je dlouhodobá a závislá na aktivitě NAc D1R během páření. Na druhé straně se ukázalo, že tato DFosB upregulace zprostředkovaná D1R v NAc byla kritická pro zvýšení odměny pro Amph a zvýšení hustoty páteře v NAc, přestože tyto výsledky sexuální zkušenosti jsou závislé na období abstinence od sexuální odměny (Pitchers a kol., 2010a). Konečně jsme ukázali, že spinogeneze NAc může přispět k počátečnímu vývoji krátkodobé exprese citlivé Amph odměny, ale není kritická pro pokračující vyjádření zvýšené odměny léku, protože zvýšená hustota páteře v NAc byla přechodná a pozorována po 7 d, ale ne 28 d, doba abstinence.

Již dávno bylo známo, že dopamin je uvolňován v NAC během přirozeného chování odměňování, včetně sexuálního chování. Po zavedení receptivní samice se extracelulární dopamin v NAc zvyšuje a zůstává zvýšený během páření (Fiorino a kol., 1997). Současná studie ukázala, že infuze antagonistů dopaminových receptorů v NAc během páření neměla vliv na iniciaci nebo výkon sexuálního chování, což je v souladu s představou, že dopamin není zapojen do vyjádření chování odměňování samotného, ​​ale spíše pro přiznání stimulačních podnětů k pohnutkám souvisejícím s pohlavím (Berridge a Robinson, 1998). Skutečnosti, které předpovídají sexuální odměnu, způsobují aktivaci neuronů v mezolimbickém systému odměňování dopaminu, včetně dopaminergních buněk ve ventrální tegmentální oblasti a jejich cíle, NAcBalfour a spol., 2004). Opakované sexuální chování indukuje ΔFosB v NAc, což zprostředkovává zkušenosti vyvolané posílení sexuálního chování (Pitchers a kol., 2010b). Dosavadní výsledky ukazují, že vzrůstající regulace indukované DFosB je skutečně závislá na aktivaci D1R v NAc během páření. Toto zjištění je v souladu s předchozími studiemi, které ukazují, že opakované podávání psychostimulantu trvale zvyšovalo ΔFosB v neuronech NAc středních drobných neuronů exprimujících D1R (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) a že taková upregulace ΔFosB je závislá na aktivitě D1R (Zhang a kol., 2002). Kromě toho mohou být vyvolány senzibilizované reakce na léky, které se běžně pozorují u zvířat se zkušeností s léčivem, bez předchozí expozice léčiva nadměrnou expresí ΔFosB u neuronů exprimujících D1R v striatém (Kelz a kol., 1999). Thus, jak přírodní, tak lékové odměny zvyšují ΔFosB v NAc prostřednictvím mechanismu závislého na D1R, který zvyšuje povědomí o odměňování.

Současné poznatky navíc ukazují, že ΔFosB je kritickým prostředníkem křížové senzitizace mezi přírodním odměnou a psychostimulantní odměnou. Jak bylo uvedeno, aktivita ΔFosB v NAc byla předtím zapojena do senzibilizovaných lékových odpovědí, protože nadměrná exprese ΔFosB v NAc senzitizuje lokomotorickou aktivaci na kokain po předchozím akutním nebo opakovaném podání (Kelz a kol., 1999) zvyšuje citlivost na kokain a morfin CPP (Kelz a kol., 1999; Zachariou a kol., 2006) a způsobuje sama podávání nižších dávek kokainu (Colby a kol., 2003). Současná studie ukazuje, že blokáda aktivity D1R nebo ΔFosB v NAc během páření zrušila senzibilizaci Amphovy odměny vyvolané sexuálními zkušenostmi.

Současná studie prokázala, že abstinenční doba od sexuální odměny je nutná pro senzibilizaci Amph odměny a NAc spinogeneze. Předpokládáme hypotézu, že ΔFosB během této doby abstinence ovlivňuje funkci neuronů tím, že změní expresi genu dolů, aby iniciovala spinogenezi a změnila synaptickou sílu. Zablokování indukce ΔFosB v NAc během páření zabránilo zvýšené hustotě páteře v NAc zjištěném po abstinenci odměny. Navíc infúze antagonisty D1R do NAc před každou relací s pářením zabránila nárůstu ΔFosB vyvolanému sexuálním zážitkem a následné zvýšené hustotě páteře.

ΔFosB je transkripční faktor, který může působit jako transkripční aktivátor nebo represor pro ovlivnění exprese nesčetných cílových genů, které mohou naopak ovlivňovat hustotu páteře a synaptickou sílu v NAc (Nestler, 2008). Konkrétněji, ΔFosB aktivuje cyklickou kinázu-5 (Bibb a kol., 2001; Kumar a kol., 2005), jaderný faktor κ B (NF-κB) (Russo a kol., 2009b), a podjednotku GluA2 receptoru glutamátu AMPA (Vialou a kol., 2010) a repress transkripce okamžitého časného genu c-fos (Pitchers a kol., 2010b) a histon methyltransferázy G9 (Maze a kol., 2010). Cyclic-dependentní kináza-5 reguluje cytoskeletální proteiny a růst neuritů (Taylor a kol., 2007). Navíc aktivace NF-κB zvyšuje počet dendritických trnů v NAc, zatímco inhibice NF-κB snižuje bazální dendritické trny a blokuje zvýšení kostí vyvolané kokainem (Russo a kol., 2009b). Proto sexuální odměna zvyšuje ΔFosB v NAc, což může změnit hustotu páteře NAc prostřednictvím více cílů (tj. Cyklicky závislé kinázy-5, NF-κB) a že celkovým důsledkem je senzibilizovaná odměna léku, Russo et al. (2009a) pro účinky opakovaného kokainu.

Neočekávané pozorování v současné studii bylo, že zvýšená hustota páteře v NAC byla přechodná a již nebyla zjištěna u 28 d po sexuální zkušenosti. Zvýšená hustota páteře tedy korelovala se vznikem zvýšené odměny Amphu a může přispět k počátečnímu vývoji nebo krátkodobému vyjádření senzibilizovaných Amph odpovědí. Zvýšená hustota páteře však nebyla vyžadována pro přetrvávání senzitizované odměny Amph po prodloužených dobách abstinence. Již dříve jsme prokázali, že sexuální zkušenost způsobuje krátkodobý nárůst NMDA receptorové podjednotky NR-7 v NAC krátkodobě (28, ale ne 1, dny po posledním páření), který se po dlouhotrvajícím období odměny abstinence vrátil k výchozím hodnotám (Pitchers a kol., 2012). Tato zvýšená exprese receptoru NMDA byla předpokládána jako indikativní pro tiché synapse indukované sexuálními zkušenostmi (Huang a kol., 2009; Brown et al., 2011; Pitchers a kol., 2012), a naznačuje možnost, že růst páteře vyvolaný sexuálním zážitkem závisí na zvýšené aktivitě NMDA receptoru (Hamilton a kol., 2012).

Na závěr současná studie upozorňuje na křížovou senzibilizaci odměny za drogovou závislost přirozenou odměnou (sex) a její závislostí na období odměňování odměny. Kromě toho byla tato behaviorální plasticita zprostředkována aktivací DFosB prostřednictvím aktivace D1R v NAc. Data proto naznačují, že ztráta přirozené odměny po zkušenostech s odměnou může způsobit, že jednotlivci jsou náchylní k vývoji závislosti na drogách a že jedním z mediátorů této zvýšené zranitelnosti je ΔFosB a jeho následné transkripční cíle.

Poznámky pod čarou

  • Přijato říjen 16, 2012.
  • Revize byla přijata prosinec 12, 2012.
  • Přijato v prosinci 23, 2012.

  • Tato práce byla podpořena kanadskými institucemi výzkumu zdraví (LMC), Národním institutem duševního zdraví (EJN) a Kanadskou radou pro přírodovědné a inženýrské výzkumy (KKP a LMC). Děkujeme dr. Catherine Woolleyové (Northwestern University) za pomoc s diOlistic etiketovací technikou.

  • Autoři neuvádějí žádné konkurenční finanční zájmy.

  • Korespondence by měla být adresována Dr. Lique M. Coolenovi, Department of Physiology and Biofyzika, University of Mississippi Medical Center, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216. [chráněno e-mailem]

Reference

  1. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Yu L,
    3. Cooled LM

    (2004) Sexuální chování a environmentální příznaky spojené s pohlavím aktivují mezolimbický systém u samců potkanů. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

  2. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Jaká je role dopaminu v odměně: hedonický dopad, učení se odměňování nebo stimulační podněcování? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  3. ↵
    1. Bibb JA,
    2. Chen J,
    3. Taylor JR,
    4. Svenningsson P,
    5. Nishi A,
    6. Snyder GL,
    7. Yan Z,
    8. Sagawa ZK,
    9. Ouimet CC,
    10. Nairn AC,
    11. Nestler EJ,
    12. Greengard P

    (2001) Účinky chronické expozice kokainu jsou regulovány neuronálním proteinem Cdk5. Příroda 410: 376-380.

  4. ↵
    1. Bradley KC,
    2. Meisel RL

    (2001) Indukce sexuálního chování c-Fos v nucleus accumbens a amfetaminem stimulovaná lokomotorická aktivita jsou senzitizovány předchozími sexuálními zkušenostmi u samičích křečků. J Neurosci 21: 2123-2130.

  5. ↵
    1. Brown TE,
    2. Lee BR,
    3. Mu P,
    4. Ferguson D,
    5. Dietz D,
    6. Ohnishi YN,
    7. Lin Y,
    8. Suska A,
    9. Ishikawa M,
    10. Huang YH,
    11. Shen H,
    12. Kalivas PW,
    13. Sorg BA,
    14. Zukin RS,
    15. Nestler EJ,
    16. Dong Y,
    17. Schlüter OM

    (2011) Tichý synaptický mechanismus pro lokomotorickou senzibilizaci vyvolanou kokainem. J Neurosci 31: 8163-8174.

  6. ↵
    1. Cameron CM,
    2. Carelli RM

    (2012) Abstinence kokainu mění dynamiku střelby nucleus accumbens během cílového chování kokainu a sacharózy. Eur J Neurosci 35: 940-951.

  7. ↵
    1. Chen BT,
    2. Hopf FW,
    3. Bonci A

    (2010) Synaptická plasticita v mezolimbickém systému: terapeutické důsledky pro zneužívání návykových látek. Ann. NY Acad Sci 1187: 129-139.

  8. ↵
    1. Colby CR,
    2. Whisler K,
    3. Steffen C,
    4. Nestler EJ,
    5. Vlastní DW

    (2003) Nadměrná exprese ΔFosB specifických pro typ striatální buňky zvyšuje motivaci kokainu. J Neurosci 23: 2488-2493.

  9. ↵
    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Dynamické změny jaderného výtoku nucleus accumbens dopada během Coolidge efektu u samců potkanů. J Neurosci 17: 4849-4855.

  10. ↵
    1. Forlano PM,
    2. Woolley CS

    (2010) Kvantitativní analýza pre- a postsynaptických pohlavních rozdílů v nucleus accumbens. J Comp Neurol 518: 1330-1348.

  11. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Džbány KK,
    3. Balfour ME,
    4. Cooled LM

    (2010a) Kombinace radosti: přezkum účinků drog na pohlavní chování u lidí a zvířecích modelů. Horm Behav 58: 149-162.

  12. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Wise RA,
    4. Lehman MN,
    5. Cooled LM

    (2010b) Metamfetamin působí na subpopulace neuronů, které regulují sexuální chování u samců potkanů. Neurovědy 166: 771-784.

  13. ↵
    1. Hamilton AM,
    2. Oh WC,
    3. Vega-Ramirez H,
    4. Stein IS,
    5. Hell JW,
    6. Patrick GN,
    7. Zito K

    (2012) Růst nových dendritických hřbetů závislý na aktivitě je regulován proteasomem. Neuron 74: 1023-1030.

  14. ↵
    1. Hedges VL,
    2. Chakravarty S,
    3. Nestler EJ,
    4. Meisel RL

    (2009) Δ Nadměrná exprese FosB v nucleus accumbens zvyšuje sexuální odměnu u samičích křečků. Genes Brain Behav 8: 442-449.

  15. ↵
    1. Huang YH,
    2. Lin Y,
    3. Mu P,
    4. Lee BR,
    5. Brown TE,
    6. Wayman G,
    7. Marie H,
    8. Liu W,
    9. Yan Z,
    10. Sorg BA,
    11. Schlüter OM,
    12. Zukin RS,
    13. Dong Y

    (2009) In vivo zkušenost s kokainem vytváří tiché synapse. Neuron 63: 40-47.

  16. ↵
    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Neurální mechanismy závislosti: role odměňování a paměti. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

  17. ↵
    1. Kalivas PW

    (2009) Glutamátová homeostatická hypotéza závislosti. Nat Rev Neurosci 10: 561-572.

  18. ↵
    1. Kauer JA,
    2. Malenka RC

    (2007) Synaptická plasticita a závislost. Nat Rev Neurosci 8: 844-858.

  19. ↵
    1. Kelley AE

    (2004) Paměť a závislost: sdílené neurální obvody a molekulární mechanismy. Neuron 44: 161-179.

  20. ↵
    1. Kelz MB,
    2. Chen J,
    3. Carlezon WA Jr.,
    4. Whisler K,
    5. Gilden L,
    6. Beckmann AM,
    7. Steffen C,
    8. Zhang YJ,
    9. Marotti L,
    10. Vlastní DW,
    11. Tkatch T,
    12. Baranauskas G,
    13. Surmeier DJ,
    14. Neve RL,
    15. Duman RS,
    16. Picciotto MR,
    17. Nestler EJ

    (1999) Exprese transkripčního faktoru ΔFosB v mozku řídí citlivost na kokain. Příroda 401: 272-276.

  21. ↵
    1. Kim Y,
    2. Teylan MA,
    3. Baron M,
    4. Sands A,
    5. Nairn AC,
    6. Greengard P

    (2009) Tvorba dendritické páteře indukovaná methylfenidátem a exprese ΔFosB v nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 106: 2915-2920.

  22. ↵
    1. Koob GF,
    2. Volkow ND

    (2010) Neurocircuitry závislosti. Neuropsychopharmacology 35: 217-238.

  23. ↵
    1. Kumar A,
    2. Choi KH,
    3. Renthal W,
    4. Tsankova NM,
    5. Theobald DE,
    6. Truong HT,
    7. Russo SJ,
    8. Laplant Q,
    9. Sasaki TS,
    10. Whistler KN,
    11. Neve RL,
    12. Vlastní DW,
    13. Nestler EJ

    (2005) Chromatinová remodelace je klíčovým mechanismem, který je základem plasticity indukované kokainem v striatu. Neuron 48: 303-314.

  24. ↵
    1. Laviolette SR,
    2. Lauzon NM,
    3. Bishop SF,
    4. Sun N,
    5. Tan H

    (2008) Signalizace dopaminu prostřednictvím D1-podobných receptorů typu D2 v jádře nucleus accumbens versus shell diferenciálně moduluje citlivost na nikotinovou odměnu. J Neurosci 28: 8025-8033.

  25. ↵
    1. Lee KW,
    2. Kim Y,
    3. Kim AM,
    4. Helmin K,
    5. Nairn AC,
    6. Greengard P

    (2006) Tvorba dendritické páteře indukovaná kokainem v D1 a D2 dopaminových receptorech obsahujících špinavé neurony v nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 103: 3399-3404.

  26. ↵
    1. Lennette DA

    (1978) Vylepšené upevňovací médium pro imunofluorescenční mikroskopii. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

  27. ↵
    1. Lu L,
    2. Doufám, že BT,
    3. Dempsey J,
    4. Liu SY,
    5. Bossert JM,
    6. Shaham Y

    (2005) Centrální amygdala ERK signalizační cesta je kritická pro inkubaci chuti kokainu. Nat Neurosci 8: 212-219.

  28. ↵
    1. Mameli M,
    2. Lüscher C

    (2011) Synaptická plasticita a závislost: mechanismy učení se zhoršily. Neurofarmakologie 61: 1052-1059.

  29. ↵
    1. Maze já,
    2. Covington HE 3rd.,
    3. Dietz DM,
    4. LaPlant Q,
    5. Renthal W,
    6. Russo SJ,
    7. Mechanic M,
    8. Mouzon E,
    9. Neve RL,
    10. Haggarty SJ,
    11. Ren Y,
    12. Sampath SC,
    13. Hurd YL,
    14. Greengard P,
    15. Tarakhovsky A,
    16. Schaefer A,
    17. Nestler EJ

    (2010) Podstatná role histon methyltransferázy G9a v plasticitě indukované kokainem. Věda 327: 213-216.

    1. McCutcheon JE,
    2. Wang X,
    3. Tseng KY,
    4. Wolf ME,
    5. Marinelli M

    (2011) Receptory AMPA propustné pro vápník jsou přítomny v synapsech nucleus accumbens po prodlouženém odběru z kokainového samoadministrace, nikoliv však u kokainu podávaného experimentem. J Neurosci 31: 5737-5743.

  31. ↵
    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Sexuální zkušenosti s hlodavci: buněčné mechanismy a funkční důsledky. Brain Res 1126: 56-65.

  32. ↵
    1. Muller DL,
    2. Unterwald EM

    (2005) Dopaminové receptory D1 modulují indukci ΔFosB v krysu striatum po intermitentním podání morfinu. J Pharmacol Exp Ther 314: 148-154.

  33. ↵
    1. Nestler EJ

    (2008) Transkripční mechanismy závislosti: úloha ΔFosB. Philos Trans R. Soc Lond B Biol Sci 363: 3245-3255.

  34. ↵
    1. Nestler EJ,
    2. Barrot M,
    3. Vlastní DW

    (2001) ΔFosB: trvalý molekulární přepínač pro závislost. Proc Natl Acad Sci USA 98: 11042-11046.

  35. ↵
    1. Olausson P,
    2. Jentsch JD,
    3. Tronson N,
    4. Neve RL,
    5. Nestler EJ,
    6. Taylor JR

    (2006) ΔFosB v jádře accumbens reguluje instrumentální chování a motivaci, které jsou posilovány potravinami. J Neurosci 26: 9196-9204.

  36. ↵
    1. Olsen CM

    (2011) Přírodní odměny, neuroplasticita a non-drog závislosti. Neurofarmakologie 61: 1109-1122.

  37. ↵
    1. Perrotti LI,
    2. Hadeishi Y,
    3. Ulery PG,
    4. Barrot M,
    5. Monteggia L,
    6. Duman RS,
    7. Nestler EJ

    (2004) Indukce ΔFosB v mozkových strukturách souvisejících s odměnou po chronickém stresu. J Neurosci 24: 10594-10602.

  38. ↵
    1. Perrotti LI,
    2. Weaver RR,
    3. Robison B,
    4. Renthal W,
    5. Maze já,
    6. Yazdani S,
    7. Elmore RG,
    8. Knapp DJ,
    9. Selley DE,
    10. Martin BR,
    11. Sim-Selley L,
    12. Bachtell RK,
    13. Vlastní DW,
    14. Nestler EJ

    (2008) Rozlišující vzory indukce ΔFosB v mozku drogami zneužívajícími. Synapse 62: 358-369.

  39. ↵
    1. Džbány KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Yu L,
    6. Cooled LM

    (2010a) Neuroplasticita v mezolimbickém systému vyvolaná přirozenou odměnou a následnou abstinencí odměny. Biol Psychiatry 67: 872-879.

  40. ↵
    1. Džbány KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Mouzon E,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Cooled LM

    (2010b) ΔFosB v nucleus accumbens je rozhodující pro posílení účinků sexuální odměny. Genes Brain Behav 9: 831-840.

  41. ↵
    1. Džbány KK,
    2. Schmid S,
    3. Di Sebastiano AR,
    4. Wang X,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Cooled LM

    (2012) Přírodní zkušenost s odměnou mění distribuci a funkci AMPA a NMDA receptorů v nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

  42. ↵
    1. Roberts MD,
    2. Gilpin L,
    3. Parker KE,
    4. Childs TE,
    5. Will MJ,
    6. Booth FW

    (2012) Dopaminová modulace receptoru D1 v nucleus accumbens snižuje dobrovolné běhání křivek u potkanů ​​chovaných k běhu na velké vzdálenosti. Physiol Behav 105: 661-668.

  43. ↵
    1. Russo SJ,
    2. Mazei-Robison MS,
    3. Ables JL,
    4. Nestler EJ

    (2009a) Neurotrofické faktory a strukturální plasticita závislosti. Neurofarmakologie 56 (Suppl 1): 73-82.

  44. ↵
    1. Russo SJ,
    2. Wilkinson MB,
    3. Mazei-Robison MS,
    4. Dietz DM,
    5. Maze já,
    6. Krishnan V,
    7. Renthal W,
    8. Graham A,
    9. Birnbaum SG,
    10. Zelená TA,
    11. Robison B,
    12. Lesselyong A,
    13. Perrotti LI,
    14. Bolaños CA,
    15. Kumar A,
    16. Clark MS,
    17. Neumaier JF,
    18. Neve RL,
    19. Bhakar AL,
    20. Barker PA,
    21. et al.

    (2009b) Signál jaderného faktoru κB reguluje morfologii neuronů a odměnu kokainu. J Neurosci 29: 3529-3537.

  45. ↵
    1. Taylor JR,
    2. Lynch WJ,
    3. Sanchez H,
    4. Olausson P,
    5. Nestler EJ,
    6. Bibb JA

    (2007) Inhibice Cdk5 v jádře accumbens zvyšuje pohybom-aktivační a stimulačně-motivační účinky kokainu. Proc Natl Acad Sci USA 104: 4147-4152.

  46. ↵
    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Džbány KK,
    5. Cooled LM

    (2009) Sexuální odměna u samců potkanů: účinky sexuální zkušenosti na podmíněných preferencích místa spojených s ejakulací a intromisemi. Horm Behav 55: 93-97.

  47. ↵
    1. Thomas MJ,
    2. Kalivas PW,
    3. Shaham Y

    (2008) Neuroplasticita v mezolimbickém dopamínovém systému a závislosti na kokainu. Br J Pharmacol 154: 327-342.

  48. ↵
    1. Vialou V,
    2. Robison AJ,
    3. Laplant QC,
    4. Covington HE 3rd.,
    5. Dietz DM,
    6. Ohnishi YN,
    7. Mouzon E,
    8. Rush AJ 3rd.,
    9. Watts EL,
    10. Wallace DL,
    11. Iñiguez SD,
    12. Ohnishi YH,
    13. Steiner MA,
    14. Warren BL,
    15. Krishnan V,
    16. Bolaños CA,
    17. Neve RL,
    18. Ghose S,
    19. Berton O,
    20. Tamminga CA,
    21. et al.

    (2010) ΔFosB v obvodech odměňování mozku zprostředkovává odolnost vůči stresovým a antidepresivním reakcím. Nat Neurosci 13: 745-752.

  49. ↵
    1. Wallace DL,
    2. Vialou V,
    3. Rios L,
    4. Carle-Florence TL,
    5. Chakravarty S,
    6. Kumar A,
    7. Graham DL,
    8. Zelená TA,
    9. Kirk A,
    10. Iñiguez SD,
    11. Perrotti LI,
    12. Barrot M,
    13. DiLeone RJ,
    14. Nestler EJ,
    15. Bolaños-Guzmán CA

    (2008) Vliv ΔFosB v nucleus accumbens na přírodní odměňování. J Neurosci 28: 10272-10277.

  50. ↵
    1. Werme M,
    2. Messer C,
    3. Olson L,
    4. Gilden L,
    5. Thorén P,
    6. Nestler EJ,
    7. Brené S

    (2002) Δ FosB reguluje běh kola. J Neurosci 22: 8133-8138.

  51. ↵
    1. Winstanley CA,
    2. LaPlant Q,
    3. Theobald DE,
    4. Zelená TA,
    5. Bachtell RK,
    6. Perrotti LI,
    7. DiLeone RJ,
    8. Russo SJ,
    9. Garth WJ,
    10. Vlastní DW,
    11. Nestler EJ

    (2007) indukce ΔFosB v orbitofronální kůře zprostředkovává toleranci k kokainem indukované kognitivní dysfunkci. J Neurosci 27: 10497-10507.

  52. ↵
    1. Wolf ME

    (2010a) Bermudský trojúhelník neurodekapací indukovaných kokainem. Trendy Neurosci 33: 391-398.

  53. ↵
    1. Wolf ME

    (2010b) Regulace přenosu AMPA receptoru v nucleus accumbens dopaminem a kokainem. Neurotox Res 18: 393-409.

  54. ↵
    1. Wolf ME

    (2012) Neuroscience: účinky chování kokainu obrácené. Příroda 481: 36-37.

  55. ↵
    1. Xue YX,
    2. Luo YX,
    3. Wu P,
    4. Shi HS,
    5. Xue LF,
    6. Chen C,
    7. Zhu WL,
    8. Ding ZB,
    9. Bao YP,
    10. Shi J,
    11. Epstein DH,
    12. Shaham Y,
    13. Lu L

    (2012) Postup vyhlazení a vyhasnutí paměti, aby se zabránilo cravingu a relapsu. Věda 336: 241-245.

  56. ↵
    1. Zachariou V,
    2. Bolanos CA,
    3. Selley DE,
    4. Theobald D,
    5. Cassidy MP,
    6. Kelz MB,
    7. Shaw-Lutchman T,
    8. Berton O,
    9. Sim-Selley LJ,
    10. Dileone RJ,
    11. Kumar A,
    12. Nestler EJ

    (2006) Základní úloha pro ΔFosB v nucleus accumbens při morfinovém působení. Nat Neurosci 9: 205-211.

  57. ↵
    1. Zhang D,
    2. Zhang L,
    3. Lou DW,
    4. Nakabeppu Y,
    5. Zhang J,
    6. Xu M

    (2002) Dopaminový receptor D1 je kritickým prostředníkem pro expresi genu indukovanou kokainem. J Neurochem 82: 1453-1464.

Články citující tento článek

  • Možné přínosy nové formy synaptické plasticity v Aplysii za odměnu, paměť a jejich dysfunkce v mozku savců Učení a paměť, 18. září 2013, 20 (10): 580-591

CELÁ STUDIE - SEKCE DISKUSE:

V současné studii jsme prokázali křížovou senzibilizaci mezi přírodou a odměnou za drogy, kdy po přírodní odměně následuje období abstinence. Konkrétně jsme ukázali, že zkušenosti se sexuálním chováním, za kterým následuje 7 nebo 28 d abstinence, způsobují zvýšenou odměnu Amph.

Tato zjištění mají podobnost se zavedenou kritickou úlohou období abstinence od drog zneužívajících při inkubaci touhy po drogách (Lu et al., 2005, Thomas a kol., 2008, Wolf, 2010b, 2012, Xue a kol., 2012). Navíc přírodní odměna-indukovaná? FosB v NAc je kritická pro kříž-senzitizující účinky přirozené odměny abstinence na psychostimulant odměnu, potenciálně přes spinogeneze v NAc během období odměny abstinence.

Ukázali jsme, že akumulace FosB v NAc po sexuálním zážitku je dlouhodobá a závislá na aktivitě NAc D1R během páření. Na druhé straně se ukázalo, že tato D1R-zprostředkovaná? FosB upregulace v NAc byla kritická pro zvýšení odměny pro Amph a zvýšení hustoty páteře v NAc, i když tyto výsledky sexuální zkušenosti jsou závislé na období abstinence od sexuální odměny (Pitchers a kol., 2010a). Konečně jsme ukázali, že spinogeneze NAc může přispět k počátečnímu vývoji krátkodobé exprese citlivé Amph odměny, ale není kritická pro pokračující vyjádření zvýšené odměny léku, protože zvýšená hustota páteře v NAc byla přechodná a pozorována po 7 d, ale ne 28 d, doba abstinence.

Již dávno bylo známo, že dopamin je uvolňován v NAC během přirozeného chování odměňování, včetně sexuálního chování. Po zavedení receptivní samice se extracelulární dopamin v NAc zvyšuje a zůstává zvýšený během páření (Fiorino et al., 1997). Současná studie ukázala, že infuze antagonistů dopaminových receptorů v NAc během páření neměla vliv na iniciaci nebo výkon sexuálního chování, což je v souladu s představou, že dopamin není zapojen do vyjádření chování odměňování samotného, ​​ale spíše pro přiznání stimulačních podnětů k pohnutkám souvisejícím s pohlavím (Berridge a Robinson, 1998). Skutečnosti, které předpovídají sexuální odměnu, způsobují aktivaci neuronů v mezolimbickém systému odměňování dopaminu, včetně dopaminergních buněk ve ventrální tegmentální oblasti a jejich cíle, NAc (Balfour et al., 2004).

Opakované sexuální chování indukuje? FosB v NAc, což zprostředkovává zkušenosti vyvolané posílení sexuálního chování (Pitchers a kol., 2010b). Současné výsledky ukazují, že nadměrná regulace FosB indukovaná pářením je skutečně závislá na aktivaci D1R v NAc během páření. Toto zjištění je v souladu s předchozími studiemi, které ukazují, že opakované podávání psychostimulantů se stálé zvyšování FosB v NAC středních spiny neuronech exprimujících D1R (Lee et al., 2006, Kim et al., 2009) a že taková up-regulace FosB závisí na aktivitě D1R (Zhang et al., 2002). Kromě toho může být při neexistenci předchozí expozice léčiva vyvolána senzibilizovaná reakce na léky, běžně pozorovaná u zvířat se zkušeným léčivem, při nadměrné expresi aFosB v neuronech exprimujících D1R v striatu (Kelz et al., 1999). Tak se přírodní i léčebné odměny zvyšují - FosB v NAc prostřednictvím mechanismu závislého na D1R, který zvyšuje povědomí o odměňování.

Současné poznatky navíc ukazují, že "FosB je kritickým prostředníkem křížové senzitizace mezi přírodním odměnou a psychostimulantní odměnou. Jak bylo uvedeno,? FosB aktivita v NAc byla předtím zapojena do senzibilizovaných reakcí na léky, protože nadměrná exprese FosB v NAc senzitizuje lokomotorickou aktivaci na kokain po předchozím akutním nebo opakovaném podávání (Kelz et al., 1999) zvyšuje citlivost na kokain a morfin CPP (Kelz et al., 1999, Zachariou a kol., 2006) a způsobuje samo-podávání nižších dávek kokainu (Colby et al., 2003). Současná studie to ukazuje blokáda aktivity D1R nebo? FosB v NAc během páření zrušeného sexuálního zážitku způsobeného senzitizací odměny Amph. Thus, přírodní a léčebné odměny nejen shromažďují na stejné neurální cestě, sbližují se na stejných molekulárních mediátorech (Nestler a kol., 2001, Wallace a další, 2008, Hedges a kol., 2009, Pitchers a kol., 2010b), a pravděpodobně ve stejných neuronech v NAc (Frohmader a kol., 2010b), ovlivnit pobídku a "chtění" obou typů odměn (Berridge a Robinson, 1998).

Současná studie prokázala, že abstinenční doba od sexuální odměny je nutná pro senzibilizaci Amph odměny a NAc spinogeneze. Předpokládáme, že FosB během této doby abstinence ovlivňuje funkci neuronů tím, že mění expresi genu dolů, aby iniciovala spinogenezi a změnila synaptickou sílu. Vskutku, blokování indukce ß FosB v NAc během páření zabránilo zvýšení hustoty páteře v NAc zjištěné po abstinenci odměny. Navíc infúze antagonisty D1R do NAc před každou relativou páření zabránila nárůstu a FosB indukovanému sexuálním zážitkem a následné zvýšené hustotě páteře. FosB je transkripční faktor, který může působit jako transkripční aktivátor nebo represor pro ovlivnění exprese nesčetných cílových genů, které mohou naopak ovlivňovat hustotu páteře a synaptickou sílu v NAc (Nestler, 2008). Konkrétně, a FosB aktivuje cyklickou kinázu-5 (Bibb et al., 2001, Kumar a kol., 2005) B (NF-kB) (Russo et al., 2009b) a podjednotku GluA2 receptoru glutamátu AMPA (Vialou et al., 2010) a potlačuje transkripci okamžitého časného genu c-fos (Pitchers a kol. 2010b) a histon methyltransferázy G9 (Maze a kol., 2010). Cyklicky závislá kináza-5 reguluje cytoskeletální proteiny a růst neuritů (Taylor a kol., 2007). Kromě toho aktivace NF-kB zvyšuje počet dendritických trnů v NAc, zatímco inhibice NF-kB snižuje bazální dendritické trny a blokuje zvýšení kostí vyvolané kokainem (Russo et al., 2009b). Proto se sexuální odměna zvyšuje? FosB v NAc, což může změnit hustotu páteře NAc prostřednictvím více cílů (tj. cyklicky závislá kináza-5, NF-kB) aže celkovým důsledkem je citlivá odměna léků, jak předpokládal Russo et al. (2009a) pro účinky opakovaného kokainu

Neočekávané pozorování v současné studii bylo, že zvýšená hustota páteře v NAC byla přechodná a již nebyla zjištěna u 28 d po sexuální zkušenosti. Zvýšená hustota páteře tedy korelovala se vznikem zvýšené odměny Amphu a může přispět k počátečnímu vývoji nebo krátkodobému vyjádření senzibilizovaných Amph odpovědí. Nicméně iZvýšená hustota páteře nebyla vyžadována pro přetrvávání senzitizované odměny Amph po dlouhotrvajícím období abstinence. Již dříve jsme prokázali, že sexuální zkušenost způsobuje krátkodobý nárůst NMDA receptorové podjednotky NR-7 v NAC krátkodobě (28, ale ne 1, dny po posledním páření), který se po dlouhotrvajícím období odměny abstinence vrátil k výchozím hodnotám (Pitchers a kol., 2012). Tato zvýšená exprese receptoru NMDA byla hypotézou, že je indikativní pro tiché synapse indukované sexuálními zkušenostmi (Huang et al., 2009, Brown et al., 2011, Pitchers a kol., 2012) a naznačují možnost, růst páteře závisí na zvýšené aktivitě NMDA receptoru (Hamilton et al., 2012).

Na závěr současná studie zdůrazňuje křížovou citlivost odměny za drogovou závislost přirozenou odměnou (sex) a její závislostí na období odměny za odměnu. Kromě toho byla tato behaviorální plasticita zprostředkována pomocí ß FosB prostřednictvím aktivace D1R v NAc. Data proto naznačují, že ztráta přirozené odměny po zkušenostech s odměnou může způsobit, že jednotlivci jsou náchylní k vývoji závislosti na drogách a že jedním z mediátorů této zvýšené zranitelnosti je FosB a její následné transkripční cíle.