KOMMENTAARID: Delta FosB on üks peamisi sõltuvuse molekule. See tõuseb või koguneb sõltuvusprotsessi käigus, tugevdades sõltuvuskäitumist ja aju uuesti ühendades. Tõuseb, kas sõltuvus on keemiline või käitumuslik. See uuring näitab, et see koguneb seksuaalse tegevuse ja suhkru tarbimise ajal. Teadlased leidsid ka, et seksuaaltegevus suurendas suhkru tarbimist. Delta FosB võib olla seotud ühe sõltuvusega, mis tugevdab teist sõltuvust. Küsimus on - kuidas pornotarbimise liigtarbimine Delta FosB mõjutab? Kuna DeltaFosBs lööb dopamiini, sõltub kõik teie ajust.
Täielik uuring: ΔFosB mõju Nucleus Accumbens'ile loomuliku preemiaga seotud käitumisele
J Neurosci. 2008 oktoober 8; 28 (41): 10272 – 10277.
doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1531-08.2008.
Deanna L Wallace1,2, Vincent Vialou1,2, Loretta Rios1,2, Tiffany L. Carle-Firenze1,2, Sumana Chakravarty1,2, Arvind Kumar1,2, Danielle L. Graham1,2, Thomas A. Green1,2, Anne Kirk1,2, Sergio D. Iñiguez3, Linda I. Perrotti1,2,4, Michel Barrot1,2,5, Ralph J. DiLeone1,2,6, Eric J. Nestler1,2 ja Carlos A. Bolaños-Guzmán1,2,3 +
+ Autori märkused
DL Wallace'i praegune aadress: Helen Willise neuroteaduste instituut, California ülikool, Berkeley, Berkeley, CA 94720.
TL Carle-Florence'i praegune aadress: Mary Kay uurimislaborid, Dallas, TX 75379.
DL Grahami praegune aadress: Merck Laboratories, Boston, MA 02115.
TA Greeni praegune aadress: Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23284.
EJ Nestleri praegune aadress: Neuroteaduste osakond, Mount Sinai meditsiinikool, New York, NY 10029.
Abstraktne
On näidatud, et transkriptsioonitegur deltaFosB (ΔFosB), mis on indutseeritud tuuma accumbensis (NAc) kuritarvitamise ravimite kroonilise ekspositsiooni tõttu, vahendab nende ravimite suhtes sensibiliseeritud reaktsioone. Siiski on vähem teada ΔFosB rollist looduslikele hüvedele reageerimise reguleerimisel. Siin näitame, et kaks võimsat loodusliku tasu käitumist, sahharoosi joomist ja seksuaalset käitumist suurendavad ΔFosB taset NAc-s. Seejärel uurime viiruse poolt vahendatud geeniülekannet, et uurida, kuidas selline ΔFosB induktsioon mõjutab nende loomulike hüvede käitumist. Me näitame, et ΔFosB üleekspressioon NAc-s suurendab sahharoosisisaldust ja soodustab seksuaalse käitumise aspekte. Lisaks näitame, et varasema seksuaalse kogemusega loomad, kellel on suurenenud ΔFosB tase, näitavad ka sahharoositarbimise suurenemist. See töö viitab sellele, et ΔFosB-d ei põhjusta mitte ainult NAc-s narkootikumide kuritarvitamine, vaid ka looduslikud rahuldust soodustavad stiimulid. Lisaks näitavad meie tulemused, et krooniline kokkupuude stiimulitega, mis põhjustavad ΔFosB-d NAc-s, võivad suurendada teiste looduslike hüvede tarbimist.
Sissejuhatus
FosB, Fos perekonna transkriptsioonifaktor, on fosB geeni (Nakabeppu ja Nathans, 1991) kärbitud produkt. Seda väljendatakse suhteliselt madalal tasemel võrreldes teiste Fos perekonna valkudega, reageerides ägedatele stiimulitele, kuid akumuleerub oma kroonilise stimulatsiooni tõttu oma aju pärast kõrgetele tasemetele (Nestler, 2008). See akumuleerumine toimub regioonispetsiifiliselt, reageerides mitmetele kroonilise stimulatsiooni tüüpidele, kaasa arvatud kuritarvitamise ravimite krooniline manustamine, krambid, antidepressandid, antipsühhootilised ravimid, neuronaalsed kahjustused ja mitmed stressitüübid [vaadake Cenci (2002 ) ja Nestler (2008)].
ΔFosB induktsiooni funktsionaalseid tagajärgi saab kõige paremini mõista kuritarvitavate ravimite puhul, mis indutseerivad valgu kõige silmatorkavamalt tuumas (NAc), millest teatati praktiliselt igat tüüpi kuritarvitatavate ravimite puhul (Muller ja Unterwald, 2005; McDaid et al. , 2006; Nestler, 2008; Perrotti jt, 2008). NAc on osa kõhuõõnes ja on oluline närvisubstraat väärkoheldud ravimite tasuvaks toimimiseks. Sellest lähtuvalt viitavad kasvavad tõendid sellele, et ΔFosB induktsioon selles piirkonnas suurendab looma tundlikkust kuritarvitavate ravimite tasuva mõju suhtes ja võib samuti suurendada motivatsiooni nende saamiseks. Seega põhjustab ΔFosB üleekspressioon NAc-s loomadel kokaiini või morfiini suhtes kokaiini või kokaiini ise manustamise eelistusi madalamate ravimiannuste korral ja suurendab kokaiini kangi surumist progressiivse suhte paradigmas (Kelz et al., 1999 ; Colby jt, 2003; Zachariou jt, 2006).
Lisaks oma rollile narkootikumide tasustamise vahendamisel on NAc seotud ka looduslikele hüvedele reageerimise reguleerimisega ning hiljutine töö on viinud seose loomulike hüvede ja ka ΔFosB vahel. On näidatud, et vabatahtlik rataste liikumine suurendab ΔFosB tasemeid NAc-s ja ΔFosB üleekspressioon selles aju piirkonnas põhjustab jooksvat pidevat kasvu, mis kestab mitu nädalat, võrreldes kontrollloomadega, kelle jooksvad platoonid 2-nädalatel (Werme et al. ., 2002). Samamoodi indutseerib kõrge rasvasisaldusega dieet NAc-s AFosB-d (Teegarden ja Bale, 2007), samal ajal kui AFosB üleekspressioon selles piirkonnas suurendab instrumentaalset reageerimist toidu tasule (Olausson et al., 2006). Lisaks on fosB geen seotud emade käitumisega (Brown et al., 1996). Siiski on vähe teavet osFosB ja seksuaalse käitumise vahelise seose kohta, mis on üks tugevamaid looduslikke hüvesid. Veelgi enam, vähem selge on ka FFosB võimalik kaasamine loomuliku tasu käitumise kompulsiivsematesse, isegi „sõltuvust tekitavatesse” mudelitesse. Näiteks on mitmetes aruannetes näidatud sahharoosi tarbimise paradigmades sõltuvust omavat aspekti (Avena et al., 2008).
Laiendamaks oma teadmisi ΔFosB tegevusest looduslikus tasu käitumises, uurisime ΔFosB indutseerimist NAc-s sahharoosi joomise ja seksuaalse käitumise mudelites. Samuti otsustasime, kuidas ΔFosB üleekspressioon NAc-s muudab käitumuslikke vastuseid nendele looduslikele hüvedele ja kas eelmine kokkupuude ühe loomuliku tasuga võib suurendada muid loomulikke hüvesid.
Materjalid ja meetodid
Kõik loomade protseduurid kiideti heaks Texase Ülikooli Southwestern Medical Centeri institutsionaalse loomade hooldamise ja kasutamise komitees.
Seksuaalne käitumine.
Seksuaalselt kogenud isased Sprague Dawley rotid (Charles River) genereeriti, võimaldades neil koos ejakulatsiooniga paaritada naissoost naisi, 1 – 2 nädalat ∼8 – 10 korda nädalas kokku 14i seansside jaoks. Seksuaalset käitumist hinnati eelnevalt kirjeldatud viisil (Barrot et al., 2005). Kontroll-isased genereeriti samasuguse aja jooksul, nagu kogenud meestel, kokkupuutel sama areeniga ja voodipesu. Naised ei viidud nendesse kontroll-isastesse kunagi areenile. Eraldi katse käigus loodi täiendav eksperimentaalne rühm: mehed viidi hormooniga töödeldud naisesse, kes ei olnud veel sisenenud. Need mehed üritasid kinnitada ja sundida neid; kuna naised olid mittetunnustavad, ei saavutatud selles grupis seksuaalset käitumist. Kaheksateist tundi pärast viimast istungit perfuseeriti või dekapiteeriti loomad ja kudede töötlemiseks võeti aju. Teise loomarühma puhul testiti 5 d pärast 14th seanssi sahharoosieelistust allpool kirjeldatud viisil. Üksikasjalikuma teabe saamiseks vt täiendavaid meetodeid (täiendavad materjalid on saadaval aadressil www.jneurosci.org).
Sahharoosi tarbimine.
Esimeses katses (joonis 1a) anti rottidele piiramatu ligipääs kahele pudelile vett 2 d jaoks, millele järgnes üks pudel veega ja sahharoos 2 d juures sahharoosikontsentratsiooni suurendamisel (0.125-50%). Järgnes ainult kaks pudelit vett 6 d, seejärel 2 d ühe pudeli veega ja pudel 0.125% sahharoosi. Teises katses (joonised 1b, c, 2) anti rottidele piiramatu juurdepääs ühele pudelile iga vee ja 10% sahharoosi kohta 10 d jaoks. Kontrollloomad said ainult kaks pudelit vett. Loomad perfuseeriti või dekapiteeriti kiiresti ja koed töödeldi ajus.
Kahe pudeli valikkatse.
Kahe pudeli valiku paradigma viidi läbi nagu eelnevalt kirjeldatud (Barrot et al., 2002). Enne operatsiooni, et kontrollida võimalikke individuaalseid erinevusi, testiti loomad pimedas faasis esimese 30 min jooksul kahe pudeli valikul vee ja 1% sahharoosi vahel. Kolm nädalat pärast viiruse poolt vahendatud geeniülekannet (vt allpool) ja enne mis tahes täiendavat käitumuslikku katsetamist testiti ainult vett sisaldavaid loomi 30 min kaks pudelivaliku meetodil vee ja 1% sahharoosilahuse vahel.
Seksuaalselt kogenud ja kontroll-loomadel ei olnud enne seksuaalset käitumist eelnevat protseduuri. Viis päeva pärast seksuaalse (või kontroll) käitumise 14th istungit said loomadele kaks pudelit valiku testi vee ja 1% sahharoosilahuse vahel nende tumeda valguse tsükli esimese 30 min jooksul. Seksuaalselt kogenud ja kontroll-loomade eraldi rühmi kasutati ΔFosB taseme mõõtmiseks pärast seksuaalset käitumist ja seksuaalse käitumise mõju uurimiseks sahharoosi eelistustele.
Western blot.
Punch dissektsiooniga saadud NAc dissektsioonid analüüsiti Western blot'iga, nagu eelnevalt kirjeldatud (Perrotti et al., 2004), kasutades küüliku polüklonaalset FosB-vastast antikeha [antikeha iseloomustamiseks, vt Perrotti et al. (2004)] ja monoklonaalne antikeha glütseraldehüüdi-3-fosfaatdehüdrogenaasi (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Research Diagnostics) kohta, mis toimis kontrollvalguna. AFosB valgu tasemed normaliseeriti GAPDH-ga ja võrreldi eksperimentaalseid ja kontrollproove. Üksikasjalikuma teabe saamiseks vt täiendavaid meetodeid (täiendavad materjalid on saadaval aadressil www.jneurosci.org).
Immunohistokeemia.
Loomad perfundeeriti ja ajukoes töödeldi avaldatud immunohistokeemiliste meetoditega (Perrotti et al., 2005). Kuna viimane kokkupuude rahuldava stiimuliga toimus enne analüüsi 18-24 h, siis peeti kogu FosB-tüüpi immunoreaktiivsust, mida avastati pan-FosB antikehaga (SC-48; Santa Cruz Biotechnology), et kajastada ΔFosB (Perrotti et al., 2004 , 2005). Üksikasjalikuma teabe saamiseks vt täiendavaid meetodeid (täiendavad materjalid on saadaval aadressil www.jneurosci.org).
Viiruse poolt vahendatud geeniülekanne.
Operatsioon viidi läbi isastel Sprague Dawley rottidel. Adeno-assotsieerunud viiruse (AAV) vektoreid süstiti kahepoolselt, 1.5 μl ühe külje kohta NAc-sse, nagu eelnevalt kirjeldatud (Barrot et al., 2005). Õige paigutus kontrolliti pärast katseid 40 μm kresüülvioletiga värvitud osades. Vektorid hõlmasid ainult rohelist fluorestseerivat valku (GFP) ekspresseerivat kontrolli (AAV-GFP) või AAV-d, mis ekspresseerivad metsikut tüüpi AFosB ja GFP (AAV-AFosB) (Zachariou et al., 2006). Põhinedes transgeeni ekspressiooni ajajärgul NAc-s, testiti loomade käitumist 3 – 4 nädalat pärast AAV vektorite süstimist, kui transgeeni ekspressioon on maksimaalne (Zachariou et al., 2006). Üksikasjalikuma teabe saamiseks vt täiendavaid meetodeid (täiendavad materjalid on saadaval aadressil www.jneurosci.org).
Statistiline analüüs.
Tähtsust mõõdeti nii kahefaktoriliste korduvmeetmete ANOVA-de kui ka Studenti t-testide abil, mida korrigeeriti, kui seda märgiti mitme võrdluse jaoks. Andmed väljendatakse keskmistena ± SEM. Statistiline olulisus määratleti kui p <0.05.
Tulemused
Krooniline sahharoosiga kokkupuude põhjustab suurenenud sahharoosisisalduse ja sensibiliseeriva käitumise
Me rakendasime kahe pudeli valiku paradigma, kus sahharoosi kontsentratsioon kahekordistati iga 2 d järel kahe pudelit vett pärast 2 d. Sahharoosikontsentratsioon algas 0.125% ja suurenes 50% -ni. Loomadel ei täheldatud sahharoosi eelistust kuni 0.25% sahharoosini ja seejärel jõi rohkem kõrgema kontsentratsiooni korral rohkem vett kui vett. Alustades 0.25-i kontsentratsioonist, jõid loomad suureneva koguse sahharoosi, kuni saavutati maksimaalne sahharoosimaht 5 ja 10% juures. 20i% ja kõrgemal tasemel hakkasid nad sahharoosimahtu vähendama, et säilitada kogu sahharoositarbimise püsiv tase (joonis 1a, sisestatud). Selle paradigma järel veetsid loomad 6 d ainult kahe pudeliga vett ja esitlesid seejärel 0.125-i sahharoosipudelit või vett 2 d jaoks. Loomad jõid selles kontsentratsioonis rohkem vett kui vett ja neil oli märkimisväärne sahharoosieelsus võrreldes eelistuse puudumisega, mida täheldati pärast seda sahharoosikontsentratsiooni esmakordset eksponeerimist 1.
Joonis 1.
Kahe pudeliga sahharoosivaliku paradigmad näitavad sahharoosi tarbimise suurenemist. a, sahharoosi suurenevad kontsentratsioonid põhjustavad "tagurpidi U-kujulist" sisselaskekäitumist koos tagasilanguse ja sensibiliseerimisega sarnase käitumisega pärast ärajätmisperioodi [oluline erinevus vee ja sahharoosi tarbimise vahel 2 päeva kohta iga kontsentratsiooni korral 0.25% ja järgnev sahharoosi ekspositsioon (t (30) = 4.81; p <0.001; n = 8, korrigeeritud mitme võrdluse jaoks)]. Sissetulek oli sahharoosi kogus grammides, mis oli neelatud igal kontsentratsioonil 2 päeva jooksul, mis näitab stabiilset tarbimist kõrgemate kontsentratsioonide korral. b, kahe pudeliga valimise paradigma 10 päeva d loomad näitavad sahharoosi tarbimise suurenemist 1. päeva jooksul (tarbimine on näidatud ainult üheks päevaks). Kahefaktoriline korduvmõõtmine ANOVA näitas päeva (F (3,27) = 42.3; p <0.001), sahharoosi (F (1,9) = 927.2; p <0.001) ja sahharoosi × päeva (F (3,27) = 44.8; p <0.001; n = 10 / rühm). c, suurenenud kaalutõus võrreldes sahharoosiga kokku puutunud kontrollloomadega (ainult vesi). Kahefaktoriline korduvmõõtmine ANOVA näitab päeva olulist peamist mõju (F (5,70) = 600; p <0.001), kusjuures mõlemad rühmad võtavad aja jooksul kaalus juurde ning sahharoosi ja päeva olulise koostoime (F (5,70) ) = 17.1; p <0.001; n = 10 / rühm), mis viitab sellele, et sahharoosirühm võtab aja jooksul rohkem kaalu.
Kuna 10-i kontsentratsiooniga saavutati maksimaalne koguse tarbimine, said naiivsed loomad ühe pudeli vee ja ühe 10-i pudeli 10-i pudeli vahel ning võrreldi kontrollgrupiga, mis sisaldas ainult kahte pudelit vett. Sahharoosloomad, mis on üles ehitatud suurema sahharoosisisalduse tasemeni päeval 10 (joonis 1b). Pärast sahharoosiga kokkupuute jätkumist saavutasid nad ka märgatavalt suurema kaalu, võrreldes kontroll-loomadega, kusjuures aja erinevus suurenes (joonis 1c).
Sahharoosi joomine suurendab ΔFosB taset NAc-s
Analüüsime neid loomi 10% sahharoosi paradigmas ΔFosB taseme jaoks NAc-s, kasutades Western blottingut (joonis 2a) ja immunohistokeemiat (joonis 2b). Mõlemad meetodid näitasid αFosB valgu indutseerimist selles aju piirkonnas sahharoosiga, mis on kogenud võrreldes kontroll-loomadega. Kuna kogu AFosB valgu järjestus sisaldub täispikkuses FosB-s, tunnevad FosB-sarnase immunoreaktiivsuse tuvastamiseks kasutatavad antikehad ära mõlemad valgud (Perrotti et al., 2004, 2005). Western blotting näitas siiski, et sahharoosi joomine indutseeris märkimisväärselt ainult ΔFosB. See näitab, et immunohistokeemia poolt täheldatud signaali erinevus tähistab ΔFosB. Joonisel 2b täheldatud suurenemine leiti NAc südamikus ja kestas, kuid mitte dorsaalses striatumis (andmeid ei ole näidatud).
Joonis 2.
Sahharoosi tarbimine ja seksuaalne käitumine suurendavad ΔFosB ekspressiooni NAc-s. a, 10-protsendilise sahharoosi krooniline tarbimine kahe pudeli valimise paradigmas ja seksuaalkäitumine suurendavad ΔFosB ekspressiooni NAc-s Western bloti abil (sahharoos, t (11) = 2.685; * p = 0.021; n = 5– 8; seksuaalkäitumine, t (12) = 2.351; * p = 0.037; n = 6–8). Haistmiskontrolli isased ei erine oluliselt mittesugulistest kontroll-meestest (t (10) = 0.69; p> 0.50; n = 4–8). NS, ebaoluline. b, sahharoosiga kogenud loomade ajude sektsioonid näitavad immunohistokeemiliselt suurenenud AFosB immunoreaktiivsust võrreldes NAc kontroll-loomadega. Pildid (10 ×) esindavad igas ravirühmas kuue roti mitut ajuosa. AC, eesmine komissuur. c, seksuaalselt kogenud loomade ajulõikudel on immunohistokeemia abil suurenenud ΔFosB immunoreaktiivsus võrreldes NAc kontroll-analoogidega. Pildid (10 ×) esindavad kuut kuni kaheksat rotti igas ravirühmas mitut ajuosa.
Seksuaalne käitumine suurendab ΔFosB tasemeid NAc-s
Järgnevalt uurisime kroonilise seksuaalse käitumise mõju ΔFosB induktsioonile NAc-s. Seksuaalselt kogenud isastel rottidel lubati piiramatu ligipääs vastuvõtva naisega kuni 14-seansside ejakulatsioonini 8-10-i nädala jooksul. Tähtis on see, et kontrollloomad ei olnud kodu-puuri kontrollid, vaid olid genereeritud sarnase käitlemise abil katsepäevadel ja kokkupuutel avatud väljaku areenil ja allapanu, kus kopulatsioon toimus sama palju aega, kuid ilma kokkupuuteta vastuvõtva naisega, kontrollides seda olfaktsiooni ja käitlemise mõju. Western blot'i abil leidsime, et seksuaalne kogemus suurendas märkimisväärselt ΔFosB tasemeid võrreldes kontrollrühmaga (joonis 2a), ilma et oleks täheldatud täispika FosB tuvastatavat taset. Kooskõlas nende andmetega näitas immunohistokeemia ΔFosB värvimise suurenemist nii NAc südamikus kui ka kestas (joonis 2c), kuid mitte dorsaalses striatumis (andmeid ei ole näidatud).
Tagamaks, et seksuaalselt kogenud loomadel täheldatud ΔFosB suurenemine ei olnud tingitud sotsiaalsest suhtlusest või mõnest muust mittesegunevast stiimulist, siis me genereerisime mittesugevaid mehi, kes olid kokku puutunud hormoonidega ravitud naistega, kuid ei lasta kopuleeruda. Need isased ei näidanud erinevusi ΔFosB tasemetes võrreldes eraldiseisvate aroomide kontroll-loomadega (joonis 2a), mis viitab sellele, et ΔFosB indutseerimine toimub vastusena seksuaalsele käitumisele, mitte sotsiaalsetele või mittesoovitavatele vihjetele.
ΔFosB üleekspressioon NAc-s suurendab sahharoosisisaldust
Kasutades viiruse vahendatud üleekspressioonisüsteemi, mis võimaldab ΔFosB stabiilset ekspressiooni mitme nädala jooksul (Zachariou et al., 2006) (joonis 3a), uurisime sahharoosi joomisele kõrgema ΔFosB taseme, mis on suunatud konkreetselt NAc-le, mõju käitumine (joonis 3b). Esmalt kindlustasime, et sahharoosi algkäitumises enne operatsiooni sahharoosi saamise eelanalüüsiga ei olnud erinevusi (AAV-GFP, 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB, 6.22 ± 0.621 ml; n = 15 / rühm; p> 0.80). Kolm nädalat pärast operatsiooni, kui ΔFosB ekspressioon oli olnud stabiilne ~ 10 päeva, tehti loomadele operatsioonijärgne sahharoositest. AAV-ΔFosB rühm jõi oluliselt rohkem sahharoosi kui AAV-GFP kontrollrühm (joonis 3b). Kahe rühma (AAV-GFP, 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB, 0.95 ± 0.007 ml; n = 15 / rühm; p> 0.15) veekoguse kogus ei erinenud, mis viitab sellele, et ΔFosB mõju on omane sahharoosile.
Joonis 3.
ΔFosB üleekspressioon NAc-s reguleerib loodusliku tasu käitumise aspekte. a, NAc sihtmärgi kujutamine kahepoolse viiruse vahendatud geneetilise ülekande ja AFosB ekspressiooni näitel, mis tuvastati immunohistokeemia abil pärast AAV-ΔFosB süstimist. b, AAV-AFosB süstimine NAc-sse suurendab sahharoosisisaldust võrreldes AAV-GFP-ga süstitud kontrollidega (t (28) = 2.208; * p = 0.036; n = 15 / rühm). Sarnaselt suurendab 10i seksuaalse käitumise nädalaid seksuaalselt naiivsete kontrollidega võrreldes sahharoosisisaldust (t (14) = 2.240; * p = 0.042; n = 7 – 9). c, ΔFosB üleekspressioon vähendab seksuaalselt naiivsetel loomadel ejakulatsiooni saavutamiseks vajalike intromioonide arvu võrreldes GFP kontrollidega (t (30) = 2.145; * p = 0.04; n = 15 – 17) ja tulemuseks on vähenenud posteekulatsiooni intervall ( t (30) = 1.916, #p = 0.065, n = 15 – 17).
ΔFosB üleekspressioon NAc-s mõjutab seksuaalset käitumist
Seejärel uurisime, kas ΔFosB üleekspressioon NAc-s reguleerib naiivsete ja kogenud loomade seksuaalset käitumist. Kuigi me ei leidnud erinevusi seksuaalse käitumise parameetrites AAV-ΔFosB- ja -GFP-ga ravitud kogenud loomade vahel (vt täiendavat tabelit S1, mis on kättesaadav täiendava materjalina aadressil www.jneurosci.org), ΔFosB üleekspressioon naiivsetes loomades vähendas märkimisväärselt esilekutsumise arvu, mis oli vajalik ejakulatsiooni saavutamiseks esimese seksuaalse käitumise kogemuse jaoks (Joonis 3c). Esimeses seksuaalkogemuses (joonis 3c) oli ka trend ΔFosB rühma postejaculatory intervalli vähenemise suhtes. Seevastu ei täheldatud naiivsetes või kogenud loomades alustest, intromaatidest või ejakulatsioonist latentsuse erinevusi (vt täiendavat tabelit S1, mis on kättesaadav lisamaterjalina aadressil www.jneurosci.org). Sarnaselt ei täheldatud erinevust intromissioni suhte suhtes (intromissionide arv (intromaatide arv + monteerimiste arv)), kuigi see võib olla tingitud suurest erinevusest iga rühma kinnituste arvus.
Seksuaalne kogemus suurendab sahharoosi tarbimist
Kuna leiti, et pärast sahharoosi joomist ja seksuaalset kogemust suurenesid ΔFosB tasemed NAc-s ja ΔFosB üleekspressioon mõjutab käitumuslikke vastuseid mõlemale hüvitusele, oli huvitav uurida, kas eelmine kokkupuude ühe hüvedega mõjutas märkimisväärselt käitumise vastuseid teisele . Enne seksuaalset kogemust määrati naiivsed loomad juhuslikult kontroll- või soostingimustesse. Seejärel said loomad 8 – 10 nädalate jooksul seksuaalsete kogemuste või kontrollitingimuste all, nagu eespool kirjeldatud. Viis päeva pärast viimast seksuaalset seanssi allutati loomadele 30 min kaks pudelivaliku paradigmat ühe pudeli vee ja sahharoosi vahel. Leidsime, et seksuaalselt kogenud loomad jõid märkimisväärselt rohkem sahharoosi kui kontrollid (joonis 3b). Seksuaalselt kogenud ja kontroll-loomade vahel ei täheldatud erinevusi vee sissevõtmisel (kontroll, 1.21 ± 0.142 ml; sugu kogenud, 1.16 ± 0.159 ml; n = 7 – 9; p = 0.79), mis viitab sellele, et toime on spetsiifiline sahharoosi suhtes.
Arutelu
See uuring sillutab varasema lünga kirjanduses, et selgitada ΔFosB rolli seksuaalse ja sahharoosiga seotud loodusliku tasu käitumises. Kõigepealt otsustasime kindlaks teha, kas ΔFosB koguneb pärast kroonilist looduslike hüvedega kokkupuudet olulise aju tasustamise piirkonnaga. Selle töö üheks oluliseks tunnuseks oli anda loomadele valik oma käitumises, analoogselt ravimi eneseanalüüsi paradigmaga. Selle eesmärk oli tagada, et igasugune mõju ΔFosB tasemetele oleks seotud tasu vabatahtliku tarbimisega. Sahharoosimudel (joonis 1) näitab sõltuvusega sarnase käitumise aspekte võrreldes teiste sahharoosi tarbimismudelitega: valik tasu ja kontrolli vahel, pööratud U-kujuline annuse-vastuse kõver, sensibiliseeritud reaktsioon pärast tühistamist ja liigne tarbimine. See mudel põhjustab ka suurenenud kaalutõusu, mida ei ole näha teistes mudelites, nagu igapäevane vahelduv suhkrumudel (Avena et al., 2008).
Meie andmed näitavad esimest korda, et kaks peamist looduslike hüvede tüüpi, sahharoosi ja sugu suurendavad ΔFosB tasemeid NAc-s. Neid tõusu täheldati Western blotting ja immunohistokeemia abil; mõlema meetodi kasutamine kindlustab, et täheldatud valguprodukt on tõepoolest FosB ja mitte täispikk FosB, teine fosB geeni produkt. OsFosB selektiivne indutseerimine sahharoosi ja sooga on sarnane ΔFosB selektiivsele indutseerimisele NAc-s pärast peaaegu kõikide kuritarvitatavate ravimite kroonilist manustamist (vt Sissejuhatus). Tähelepanuväärne on siiski märkus, et ΔFosB indutseerimise tase NAc-s, mida täheldatakse siin looduslikele hüvedele vastamisel, on väiksem kui narkootikumide hüvede puhul: sahharoosi joomine ja seksuaalkäitumine suurendasid ΔFosB taseme 40-60% võrra mitmesuguste kuritarvitamisviisidega täheldatud mitmekordse induktsiooniga (Perrotti et al., 2008).
Selle uuringu teiseks eesmärgiks oli uurida ΔFosB induktsiooni funktsionaalset tagajärge NAc-s looduslikele hüvedega seotud käitumisele. Suur osa meie varasematest töödest, mis on seotud ΔFosB mõjuga narkootikumide tasule, on kasutanud indutseeritavaid bitransgeenseid hiiri, kus ΔFosB ekspressioon on suunatud NAc-le ja dorsaalsele striatumile. Nendel ΔFosB-üleekspresseerivatel hiirtel on paranenud käitumuslikud reaktsioonid kokaiini ja opiaatide suhtes, samuti suurenenud ratta jooksmine ja instrumentaalne reageerimine toidule (vt Sissejuhatus). Selles uuringus kasutasime hiljuti välja töötatud viiruse poolt vahendatud geeniülekandesüsteemi, et stabiilselt üleekspresseerida ΔFosB-d isaste rottide suunatud aju piirkondades (Zachariou et al., 2006). Me leidsime siin, et ΔFosB üleekspressioon suurendas sahharoosisisaldust võrreldes kontroll-loomadega, kusjuures kahe grupi vahel ei olnud erinevusi vee sissevõtmisel.
Samuti uurisime, kuidas ΔFosB mõjutab seksuaalset käitumist. Me näitasime, et ΔFosB üleekspressioon NAc-s vähendab seksuaalselt naiivsete loomade ejakulatsiooni jaoks vajalike intromioonide arvu. See ei vastanud muudele naiivse seksuaalse käitumise erinevustele, sealhulgas muutustele mount, intromission või ejakulatsiooni latentsuses. Lisaks ei mõjutanud ΔFosB üleekspressioon seksuaalselt käitunud loomade seksuaalse käitumise ühtegi aspekti. NAc-s manipuleerimise võime mõjutada seksuaalset käitumist ei ole üllatav, arvestades kasvavaid tõendeid selle kohta, et see ajuhüvitiste piirkond reguleerib seksuaalset käitumist (Balfour et al., 2004; Hull ja Dominguez, 2007). OsFosB-indutseeritud intromioonide arvu vähenemine võib peegeldada seksuaalse käitumise suurenemist, kuna NA-s iveFosB üleekspressiooniga naiivsed loomad käituvad rohkem kogenud loomadega. Näiteks korduvate seksuaalsete kogemuste testides vajavad loomad ejakulatsiooni saavutamiseks vähem intromaatsioone (Lumley ja Hull, 1999). Lisaks peegeldab positsioonikulaarse intervalli vähenemise trend FosB üleekspressiooniga ka seksuaalselt motiveeritud, kogenud meestel (Kippin ja van der Kooy, 2003) täheldatud käitumist. Need tulemused näitavad, et ΔFosB üleekspressioon naiivsetel loomadel võib soodustada seksuaalset käitumist, muutes naiivsed loomad sarnasemaks kogenud või seksuaalselt motiveeritud loomadele. Teisest küljest me ei täheldanud ΔFosB üleekspressiooni olulist mõju kogenud seksuaalsele käitumisele. Seksuaalse käitumise keerukamad käitumuslikud uuringud (nt konditsioneeritud kohtade eelistused) võivad ΔFosB võimalikke mõjusid paremini eristada.
Viimasena uurisime, kuidas varasem kokkupuude ühe loodusliku preemiaga mõjutab käitumisreaktsioone teisele. Täpsemalt määrasime kindlaks varasema seksuaalse kogemuse mõju sahharoosi tarbimisele. Ehkki nii kontroll- kui ka seksuaalselt kogenud loomad eelistasid sahharoosi tugevalt, jõid seksuaalselt kogenud loomad sahharoosi palju rohkem, muutmata veetarbimist. See on huvitav järeldus, kuna see viitab sellele, et varasem kokkupuude ühe preemiaga võib suurendada teise tasuva stiimuli tasuvust, nagu oleks oodata, kui preemia tundlikkus oleks osaliselt jagatud molekulaarse aluse (nt ΔFosB) alusel. Sarnaselt sellele uuringule olid emased hamstrid, kes olid varem seksuaalkäitumisega kokku puutunud, tundlikumad kokaiini käitumuslike mõjude suhtes (Bradley ja Meisel, 2001). Need leiud toetavad aju tasustamisskeemide plastilisuse mõistet, kuna praeguste hüvede tajutav väärtus on üles ehitatud varasematele preemiate ekspositsioonidele.
Kokkuvõtteks võib öelda, et siin esitatud töö annab tõendeid selle kohta, et lisaks kuritarvitamise ravimitele indutseerivad looduslikud hüved NAc-s ka ΔFosB taseme. Samamoodi reguleerib ΔFosB üleekspressioon selles ajupiirkonnas looma käitumisreaktsioone looduslikele hüvedele, nagu on varem täheldatud ravimite hüvede puhul. Need leiud viitavad sellele, et ΔFosB mängib tasu mehhanismide reguleerimisel üldisemat rolli ja võib aidata vahendada mitut tüüpi ravimite ja looduslike hüvede puhul täheldatud rist-sensibiliseerimist. Samuti tõstavad meie tulemused võimalust, et ΔFosB induktsioon NAc-s võib vahendada mitte ainult narkomaania põhiaspekte, vaid ka nn looduslike sõltuvuste aspekte, mis hõlmavad looduslike hüvede sunnitud tarbimist.
Allmärkused
• Seda tööd toetasid riikliku vaimse tervise instituudi ja riikliku narkootikumide kuritarvitamise instituudi ning riikliku skisofreenia ja depressiooni uurimise alliansi toetused.
• Kirjavahetus tuleks adresseerida Carlos A. Bolanosele eespool nimetatud aadressil. [meiliga kaitstud]
• Copyright © 2008 Neuroteaduste Selts 0270-6474 / 08 / 2810272-06 $ 15.00 / 0
Eelmine osa
Tehtud tööd
1. ↵
1. Avena NM,
2. Rada P,
3. Hoebel BG
(2008) Tõendid suhkru sõltuvuse kohta: vahelduva, liigse suhkru tarbimise käitumuslikud ja neurokeemilised mõjud. Neurosci Biobehav Rev 32: 20 – 39.
CrossRefMedline
2. ↵
1. Balfour ME,
2. Yu L,
3. Coolen LM
(2004) Seksuaalne käitumine ja sugudega seotud keskkonnaalased vihjed aktiveerivad isasrottidel mesolimbilise süsteemi. Neuropsühharmakoloogia 29: 718 – 730.
CrossRefMedline
3. ↵
1. Barrot M,
2. Olivier JD,
3. Perrotti LI,
4. DiLeone RJ,
5. Berton O
6. Eisch AJ,
7. Impey S,
8. Torm DR,
9. Neve RL,
10. Yin JC,
11. Zachariou V,
12. Nestler EJ
(2002) CREB aktiivsus tuuma accumbens shellis kontrollib emotsionaalsetele stiimulitele käitumuslike reaktsioonide gateerumist. Proc Natl Acad Sci USA 99: 11435 – 11440.
Abstraktne / TASUTA tekst
4. ↵
1. Barrot M,
2. Wallace DL,
3. Bolañose CA,
4. Graham DL,
5. Perrotti LI,
6. Neve RL,
7. Chambliss H,
8. Yin JC,
9. Nestler EJ
(2005) Ärevuse reguleerimine ja seksuaalkäitumise algatamine CREB poolt tuuma accumbensis. Proc Natl Acad Sci USA 102: 8357 – 8362.
Abstraktne / TASUTA tekst
5. ↵
1. Bradley KC,
2. Meisel RL
(2001) C-Fose seksuaalset käitumist indutseeritakse tuuma accumbensi ja amfetamiini poolt stimuleeritud lokomotoorse aktiivsuse suhtes senise seksuaalse kogemuse tõttu naissoost Süüria hamstritel. J Neurosci 21: 2123 – 2130.
Abstraktne / TASUTA tekst
6. ↵
1. Brown JR,
2. Ye H
3. Bronson RT,
4. Dikkes P,
5. Greenberg ME
(1996) defekt, mis tekib hiirtel, kellel puudub vahetu varajane geeni fosB. Cell 86: 297 – 309.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Cenci MA
(2002) L-DOPA-indutseeritud düskineesia patogeneesis osalevad transkriptsioonifaktorid Parkinsoni tõve roti mudelis. Aminohapped 23: 105–109.
CrossRefMedline
8. ↵
1. Colby CR,
2. Whisler K,
3. Steffen C,
4. Nestler EJ
5. Iseenda DW
(2003) DeltaFosB striatsiooniline rakutüübi spetsiifiline üleekspressioon suurendab kokaiini stimuleerimist. J Neurosci 23: 2488 – 2493.
Abstraktne / TASUTA tekst
9. ↵
1. Korpuse EM,
2. Dominguez JM
(2007) Seksuaalne käitumine isastel närilistel. Horm Behav 52: 45 – 55.
CrossRefMedline
10. ↵
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. Self DW
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G,
13. Surmeier DJ,
14. Neve RL,
15. Duman RS
16. Picciotto MR
17. Nestler EJ
(1999) Transkriptsioonifaktori deltaFosB ekspressioon ajus kontrollib kokaiini tundlikkust. Loodus 401: 272 – 276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Kippin TE,
2. van der Kooy D
(2003) Tegmental pedunculopontine'i tuuma eksitotoksilised kahjustused kahjustavad kopulatsiooni naiivsetel isastel rottidel ja blokeerivad kopulatsiooni rahuldavat mõju kogenud isastel rottidel. Eur J Neurosci 18: 2581 – 2591.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Lumley LA
2. Hull EM
(1999) D1i antagonisti ja seksuaalse kogemuse mõju kopulatsiooni poolt indutseeritud Fos-tüüpi immunoreaktiivsusele mediaalse preoptilise tuumas. Brain Res 829: 55 – 68.
CrossRefMedline
13. ↵
1. McDaid J,
2. Graham MP,
3. Napier TC
(2006) Metamfetamiini poolt põhjustatud sensibiliseerimine muudab pCREB ja DeltaFosB erinevalt imetaja aju limbilistes ahelates. Mol Pharmacol 70: 2064 – 2074.
Abstraktne / TASUTA tekst
14. ↵
1. Muller DL,
2. Unterwald EM
(2005) D1i dopamiini retseptorid moduleerivad deltaFosB induktsiooni roti striatumis pärast vahelduvat morfiini manustamist. J Pharmacol Exp Ther 314: 148 – 154.
Abstraktne / TASUTA tekst
15. ↵
1. Nakabeppu Y,
2. Nathans D
(1991) FosB looduslikult esinev kärbitud vorm, mis inhibeerib Fos / Jun transkriptsioonilist aktiivsust. Cell 64: 751 – 759.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Sõltuvuse transkriptsioonimehhanismid: ΔFosB roll. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.
Abstraktne / TASUTA tekst
17. ↵
1. Olausson P,
2. Jentsch JD,
3. Tronson N,
4. Neve RL,
5. Nestler EJ
6. Taylor JR
(2006) DeltaFosB reguleerib tuumakinnitusega instrumentaalset käitumist ja motivatsiooni. J Neurosci 26: 9196 – 9204.
Abstraktne / TASUTA tekst
18. ↵
1. Perrotti LI,
2. Hadeishi Y,
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L,
6. Duman RS
7. Nestler EJ
(2004) DeltaFosB indutseerimine tasuvusega seotud aju struktuurides pärast kroonilist stressi. J Neurosci 24: 10594 – 10602.
Abstraktne / TASUTA tekst
19. ↵
1. Perrotti LI,
2. Bolañose CA,
3. Choi KH,
4. Russo SJ,
5. Edwards S,
6. Ulery PG,
7. Wallace DL,
8. Self DW
9. Nestler EJ
10. Barrot M
(2005) DeltaFosB akumuleerub pärast psühhostimulandi ravi GABAergiliste rakkude populatsioonis ventraalse tegmentaala tagumises otsas. Eur J Neurosci 21: 2817 – 2824.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Perrotti LI,
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze I,
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ,
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L,
12. Bachtell RK,
13. Self DW
14. Nestler EJ
(2008) DeltaFosB indutseerimise eritunnused ajus kuritarvitamise ravimitega. Synapse 62: 358 – 369.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Teegarden SL,
2. Bale TL
(2007) Rõhu mõju toitumisele ja tarbimisele sõltub ligipääsust ja stressitundlikkusest. Biol Psychiatry 61: 1021 – 1029.
CrossRefMedline
22. ↵
1. Werme M,
2. Messer C,
3. Olson L,
4. Gilden L,
5. Thorén P,
6. Nestler EJ
7. Brené S
(2002) DeltaFosB reguleerib rataste liikumist. J Neurosci 22: 8133 – 8138.
Abstraktne / TASUTA tekst
23. ↵
1. Zachariou V,
2. Bolanose 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) DeltaFosB oluline roll morfiini toimel tuumasõlmedes. Nat Neurosci 9: 205 – 211.
CrossRefMedline