PLoS One. 2012;7(4):e34700. doi: 10.1371/journal.pone.0034700. Epub 2012 huhtikuu 18.
Pitchers KK, Schmid S, Di Sebastiano AR, Wang X, Laviolette SR, Lehman MN, Coolen LM.
Lähde
Anatomian ja solubiologian laitokset, Schulich School of Medicine and Dentistry, University of Western Ontario, Lontoo, Ontario, Kanada.
Abstrakti
Luonnollinen palkkio ja väärinkäytön huumeet yhdistyvät mesolimbiseen järjestelmään, joka välittää motivaatiota ja palkitsemiskäyttäytymistä. Huumeet aiheuttavat tässä järjestelmässä hermostomuutoksia, mukaan lukien transkription, morfologiset ja synaptiset muutokset, jotka edistävät huumeisiin liittyvien muistojen ja riippuvuuden kehittymistä ja ilmenemistä. Aikaisemmin on raportoitu, että urosrottien seksuaalinen kokemus, luonnollinen palkitsemiskäyttäytyminen, saa aikaan samanlaista neuroplastisuutta mesolimbisessa järjestelmässä ja vaikuttaa luonnolliseen palkkioon ja huumeisiin liittyvään käyttäytymiseen.
Nykyisessä tutkimuksessa määritettiin, aiheuttaako seksuaalinen kokemus pitkäaikaisia muutoksia parittelussa tai ionotrooppisen glutamaattireseptorin liikenteessä tai toiminnassa nucleus accumbensissa (NAc) kolmen eri palkkion pidätysjakson jälkeen: 3 päivä, 1 viikko tai 1 kuukausi viimeisen parittelukerran jälkeen..
Urospuoliset Sprague Dawley -rotat pariutuivat 5 peräkkäisenä päivänä (seksuaalinen kokemus) tai pysyivät seksuaalisesti naiiveina toimiakseen kontrollina. Seksuaalisesti kokeneet urokset osoittivat parittelun aloittamisen ja suorituskyvyn helpotusta joka ajankohtana. Seuraavaksi solunsisäinen ja kalvopinnan ilmentyminen N-metyyli-D-aspartaatti (NMDA: NR1-alayksikkö) Ja α-amino-3-hydroksi-5-metyyli-isoksatsoli-4-propionaatti (AMPA: GluA1, GluA2-alayksiköt) reseptorit NAc:ssä määritettiin käyttämällä bis(sulfosukkinimidyyli)suberaatti (BS(3)) -proteiinin ristisilloitusmääritystä, jota seurasi Western blot -analyysi.
NR1:n ilmentyminen lisääntyi 1 päivän pidättymisessä sekä pinnalla että solunsisäisellä, mutta väheni pinnalla 1 viikon abstinenssin kohdalla. GluA2 lisääntyi solunsisäisesti 1 viikon kohdalla ja lisääntyi pinnalla 1 kuukauden raittiuden jälkeen. Lopuksi määritettiin kokosolun patch clamp -elektrofysiologiset tallenteet synaptisten virtojen AMPA/NMDA-suhde vähentynyt NAc-kuorihermosoluissa aivokuoren afferenttien stimulaation jälkeen seksuaalisesti kokeneilla miehillä kaikkien palkkion pidättymisjaksojen jälkeen.
Yhdessä nämä tiedot osoittavat, että seksuaalinen kokemus aiheuttaa pitkäaikaisia muutoksia glutamaattireseptorin ilmentymiseen ja toimintaan NAc:ssä. Vaikka tämä sukupuolikokemuksen aiheuttama neuroplastisuus ei olekaan identtinen, sillä on yhtäläisyyksiä psykostimulanttien aiheuttaman neuroplastisuuden kanssa, mikä viittaa yhteisiin mekanismeihin luonnollisen ja huumepalkkion vahvistamiseksi.
esittely
Mesolimbinen järjestelmä koostuu toisiinsa liittyvistä aivoalueista, mukaan lukien ventraalinen tegmentaalinen alue, mediaalinen prefrontaalinen aivokuori (mPFC) ja nucleus accumbens (NAc) [1]. Yhdessä nämä aivoalueet välittävät luonnollisesti palkitsevaa käyttäytymistä, mukaan lukien ruokinta [2], [3], [4], [5], juominen [6], äidin käyttäytyminen [7], sosiaalinen sitoutuminen [8], [9] ja seksuaalinen käyttäytyminenr [10], [11], [12], [13], [14]. Käyttäytymistutkimukset ovat osoittaneet, että urosrottien seksuaalinen käyttäytyminen on palkitsevaa ja vahvistavaa, koska urosrotat muodostavat ehdollisen paikan suosivan pariutumiselle [15], [16], [17], kehittää nopeampia juoksunopeuksia T-sokkeloissa [18], suorakätinen kiitotie [19] tai aitakiipeilyä [20]ja suorittaa operanttisia tehtäviä päästäkseen käsiksi seksuaalisesti vastaanottavaisiin naisiin [21], [22]. Lisäksi, seksuaalinen kokemus helpottaa myöhempää seksuaalista käyttäytymistä, mukaan lukien lisääntynyt seksuaalinen motivaatio ja suorituskyky [23]ja vaikuttaa parittelun ehdollisen paikan mieltymykseen [15]. Nämä käyttäytymismuutokset viittaavat luonnolliseen palkitsemiseen liittyvään oppimiseen ja muistiin, jonka oletetaan välittyvän parittelukokemuksen aiheuttamista muutoksista mesolimbisessa järjestelmässä. [11].
Tämän hypoteesin tueksi olemme aiemmin osoittaneet, että seksuaalinen kokemus aiheutti deltafossB:n voimistumisen NAc:ssä, mikä puolestaan oli kriittistä seksuaalisen kokemuksen jälkeisen seksuaalisen käyttäytymisen aloittamisen ja suorittamisen helpottamiseksi. [23].
Lisäksi seksuaalinen kokemus aiheutti dendriittien kasvun ja piikien lukumäärän lisääntymisen NAc:ssä [11]. Samanlaisia muutoksia transkriptiossa ja morfologiassa indusoivat psykostimulantit [24], [25], [26]. Seksuaalisen kokemuksen on osoitettu muuttavan herkkyyttä päihteiden väärinkäyttöön, mukaan lukien herkistyminen psykostimulanttien aiheuttamalle liiketoiminnalle (ristiherkistyminen) ja tehostunut psykostimulanttipalkkio [10], [11], [27]. On osoitettu, että vieroitus- tai raittiusjakso lääkkeelle altistumisen jälkeen on kriittinen lisääntyneelle lääkkeenhimolle, jota kutsutaan himon inkubaatioksi. [28]. Samoin seksuaalisen kokemuksen jälkeinen parittelun raittiusjakso on kriittinen seksuaalisen kokemuksen aiheuttaman psykostimulanttipalkkion lisääntymisen ja dendriittisten haaroittumisten ja piikien lisääntymisen kannalta NAc:ssä. [11]. Tästä syystä seksuaalinen kokemus ja myöhempi pidättäytyminen tästä luonnollisesta palkkiosta aiheuttavat pitkäaikaisia muutoksia mesolimbisessa järjestelmässä, jotka ovat samanlaisia kuin psykostimulanttien aiheuttamat muutokset ja vaikuttavat käyttäytymisvasteisiin sekä luonnolliseen palkkioon että huumepalkkioon.
Psykostimulanttien on raportoitu aiheuttavan lukuisia lisämuutoksia NAc:ssä, joista useat ovat riippuvaisia lääkkeen pidättymisjaksosta. Näihin muutoksiin sisältyy muutoksia glutamaattireseptorin liikenteessä ja toiminnassa [29], [30]. Toistuva kokaiini jota seuraa pitkä raittiusjakso (3–7 viikkoa), aiheuttaa lisääntymisen α-amino-3-hydroksi-5-metyyli-isoksatsoli-4-propionaatti (AMPA) -reseptorialayksiköiden ja N-metyyli-D-aspartaatin (NMDA) reseptorin alayksiköitä, kun taas a. jälkeen ei havaittu muutoksia lyhyt raittiusjakso (1 päivä).
Lisäksi lääkkeelle altistuminen ja sitä seuraavat abstinenssijaksot vaikuttavat eri AMPA- ja NMDA-reseptorien alayksiköihin eri tavalla, koska GluA2:ta sisältämättömien AMPAR-reseptorien pintaekspressio lisääntyy pitkien raittiusjaksojen (5–7 viikkoa) jälkeen. [31], [32]. PFC tarjoaa merkittävän glutamatergin syötteen NAc:lle [33] ja elektrofysiologiset tutkimukset ovat osoittaneet, että toistuva kokaiini aiheuttaa muutoksia AMPA/NMDA-suhteessa PFC-vastaavissa NAc-kuorihermosoluissa ja muutoksia NAc-hermosolujen sisäisessä kiihtyvyydessä, mikä saattaa olla riippuvainen lääkkeen pidättymisjaksosta ja NAc-ala-alueesta. [34], [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41]. Tällainen lääkkeiden aiheuttama hermoston plastisuus myötävaikuttaa muutoksiin psykostimulanttien käyttäytymisen herkistymisessä [42], [43], [44], [45] ja huumeiden etsintä [31], [46], [47].
Tällä hetkellä ei tiedetä, tapahtuuko samanlaisia mukautuksia glutamaattireseptorin liikenteessä ja toiminnassa luonnollisen palkkion ja sitä seuranneen luonnollisesta palkkiosta pidättäytymisen seurauksena. Tämän vuoksi tämän tutkimuksen tavoitteena oli testata hypoteesia, jonka mukaan seksuaalinen kokemus aiheuttaa muutoksia AMPA- tai NMDA-reseptoriliikenteessä NAc:ssä ja muutoksia PFC-reagoivien NAc-kuoreneuronien synaptisessa vahvuudessa. Lisäksi nämä mittaukset määritettiin 3 eri ajankohtana viimeisen paritteluistunnon jälkeen, jotta voidaan tutkia luonnollisesta palkkiosta (1 viikko tai 1 kuukausi lopullisen parittelun jälkeen) pidättymisjakson vaikutuksia NAc:n plastisuuteen verrattuna ei pidättymisjaksoon (1 päivä viimeisen parittelun jälkeen).
tulokset
Koe 1: Seksin helpottaminen
Kokeen 1 tavoitteena oli määrittää aikaraja seksuaalisen kokemuksen jälkeisen seksuaalisen käyttäytymisen helpottamiseksi. Aikaisemmin seksuaalisen käyttäytymisen helpottamista on havaittu 1 viikkoon asti viimeisen parittelukerran jälkeen [23], mutta sitä ei ole aiemmin tutkittu, säilyykö seksikokemuksen aiheuttama seksuaalisen käyttäytymisen helpotus pitkittyneen pidättymisjakson jälkeen. Tässä testattiin kahdesta urosrottiryhmästä seksuaalisen käyttäytymisen helpottamisen pitkäaikainen ilmentyminen, joko 1 viikko tai 1 kuukausi viimeisen parittelukerran jälkeen. Ensinnäkin molemmat ryhmät osoittivat seksuaalisen käyttäytymisen helpottamista viiden päivittäisen parittelukerran aikana, mikä osoitti huomattavasti lyhyemmät kiinnityslatenssit. (Kuva 1A; 1 viikko, s
=
0.028; 1 kuukausi, s
=
0.019), johdanto (Kuva 1B; 1 kuukausi, s
=
0.016; trendi 1 viikossa, s
=
0.078) ja siemensyöksy (Kuva 1C; 1 viikko, s
=
0.016; 1 kuukausi, s
=
0.008) päivänä 5 verrattuna seksuaalisen kokemuksen päivään 1. Lisäksi, seksuaalisen käyttäytymisen helpotus säilyi sekä 1 viikon että 1 kuukauden ajan viimeisen parittelukerran jälkeen, koska paritteluparametrien latenssit olivat lyhyempiä testipäivänä (1 viikko tai 1 kuukausi seksikokemuksen 5. päivän jälkeen) verrattuna parittelupäivään 1 (Kuva 1A: asennusviive, 1 kuukausi, s
=
0.016; Kuva 1B: johdannon latenssi, 1 kuukausi, s
=
0.046; Kuva 1C: siemensyöksyn latenssi, 1 viikko, s
=
0.016; 1 kuukausi, s
=
0.008) eikä parittelupäivän 5 ja testipäivän välillä ollut merkittäviä eroja millään käyttäytymisparametrilla milloin tahansa (paitsi asennuksen latenssi 1 kuukauden kohdalla; p
=
0.016). Näin ollen kokemuksen aiheuttama seksuaalisen käyttäytymisen helpotus säilyi 1 kuukauden parittelusta pidättymisen aikana.
Koe 2: Ionotrooppisen glutamaattireseptorin alayksikön uudelleenjakautuminen/ekspressio
Kokeen 2 tavoitteena oli määrittää ionotrooppisten glutamaattireseptorien alayksiköiden ilmentyminen seksuaalisesti kokeneilla ja naiiveilla miehillä eri parittelun raittiusjaksojen jälkeen. AMPAR- ja NMDAR-alayksiköiden pinta- ja solunsisäiset poolit kvantifioitiin käyttämällä kalvoa läpäisemätöntä silloitusreagenssia (BS)3), joka modifioi selektiivisesti pinnalla ekspressoitunutta proteiinia mahdollistaen eron modifioimattomista solunsisäisistä proteiineista käyttämällä SDS-PAGE- ja Western Blot -analyysiä. Edustavat blotit, jotka kuvaavat pintaa (korkea MW, > 250 kDa) ja solunsisäisiä vyöhykkeitä, on esitetty Kuvio 2M.
Päivä seksuaalisen kokemuksen jälkeen NR1-alayksikön ilmentyminen pinnassa (S), solunsisäisessä (I) ja kokonaismäärässä (S+I) lisääntyi merkittävästi (S, Kuva 2A, p
=
0.025; minä, Kuva 2D, p
=
0.035; S+I, Kuva 2J, p
=
0.023) seksuaalisesti kokeneilla eläimillä verrattuna seksuaalisesti naiiveihin kontrolleihin (Kuva 2N). Viikko edellisen parittelun jälkeen NR1:n pinnan ja solunsisäisen suhteen ilmentymisessä (S/I-suhde; Kuva 2G; s
=
0.024) ilman merkittäviä muutoksia pinta- tai solunsisäisessä ekspressiossa verrattuna seksuaalisesti naiiveihin eläimiin. GluA2:n ilmentyminen lisääntyi merkittävästi viikon kuluttua viimeisestä parituksesta, solunsisäisessä ja kokonaisekspressiossa ilman muutoksia pintaekspressiossa (I, Kuva 2E, p
=
0.026; S+I, Kuva 2K, p
=
0.014) seksuaalisesti kokeneilla eläimillä verrattuna naiiveihin (Kuvio 2O). Kun taas kuukausi viimeisen parittelun jälkeen GluA2:n S/I-suhde kasvoi merkittävästi (Kuva 2H; s
=
0.046), johon liittyy tilastollinen suuntaus pintaekspression lisääntymiseen (Kuva 2B; s
=
0.055) seksuaalisesti kokeneilla eläimillä verrattuna naiiveihin kontrolleihin. Muutoksia GluA1:ssä ei havaittu 1 päivänä tai 1 viikkona viimeisen parittelun jälkeen. Yhden kuukauden kuluttua GluA1-pinnan ja S/I-suhteen ilmentyminen näytti lisääntyneen seksuaalisesti kokeneilla eläimillä verrattuna naiiveihin kontrolleihin, vaikkakin havaittiin vain tilastollisia suuntauksia (S, Kuva 2C, p
=
0.098; SI, Kuva 2I, p
=
0.083). Yhteenvetona voidaan todeta, että alun perin 1 päivän raittiuden kohdalla havaittiin NR1:n lisääntynyt ilmentyminen kokonaisuudessaan, jota seurasi GluA2:n lisääntynyt solunsisäinen ilmentyminen 1 viikon raittiuden jälkeen ja GluA2:n ja GluA1:n lisääntynyt pintaekspressio 1 kuukauden raittiuden jälkeen (jälkimmäinen vain tilastollisena suuntauksena).
Koe 3: Sähköfysiologia
Kokeen 3 tavoitteena oli määrittää, muuttaako seksuaalinen kokemus synaptista voimaa PFC:hen reagoivissa NAc-kuorihermosoluissa. Synaptisia virtoja rekisteröitiin keskipitkissä piikkihermosoluissa seksuaalisesti kokeneiden ja naiivien miesten NAc-kuoressa PFC:stä peräisin olevien kuitujen stimuloinnin jälkeen. AMPA/NMDA-suhde pieneni merkittävästi seksuaalisesti kokeneilla eläimillä yhden päivän aikana (s
=
0.005), 1 viikko (s
=
0.016) ja 1 kuukausi (s
=
0.005) viimeisen parittelukerran jälkeen verrattuna seksuaalisesti naiiviin kontrolliryhmään (Kuva 3A, B, C). Sen määrittämiseksi, tapahtuiko muutos presynaptisen lähettimen vapautumisen todennäköisyydessä, paripulssisuhteita tutkittiin. Lähettimen vapautumisen helpotuksen suuruus, joka tapahtui vasteena paripulssistimulaatiolle, ei eronnut seksuaalisesti kokeneiden ja naiivien eläinten välillä millään aikavälillä (Kuva 3D).
Keskustelu
Nykyinen tutkimus osoitti, että seksuaalinen kokemus aiheuttaa muutoksia urotrooppisen glutamaattireseptorin jakautumisessa ja toiminnassa urosrottien NAc:ssä ja että osa näistä muutoksista vaihteli seksuaalisesta käyttäytymisestä pidättymisajan pituuden mukaan. Verrattuna seksuaalisesti naiiveihin miehiin, seksuaalisesti kokeneet miehet osoittivat lyhytaikaista lisäystä NR1-alayksikön kokonaisekspressiossa, mikä johtui sekä pinta- että solunsisäisten reseptoripoolien lisääntymisestä. GluA2-ekspressio lisääntyi solunsisäisesti ja pinnalla 1 viikon ja 1 kuukauden palkitsemattomuuden jälkeen, vastaavasti. Lopuksi GluA1:n ilmentyminen ei muuttunut merkittävästi missään vaiheessa. Lisäksi seksuaalisesti kokeneilla eläimillä oli välitön ja pitkäkestoinen alentunut AMPA/NMDA-suhde PFC-vastaavista NAc-kuorihermosoluista verrattuna naiiveihin kontrolleihin. Tuloksemme osoittavat, että glutamaattireseptorikauppa riippuu seksuaalisesta käyttäytymisestä pidättymisjakson pituudesta, kun taas synaptisen vahvuuden muutokset synapseissa, joita prefrontaaliset aivokuoren afferentit muodostavat NAc-kuoreen, eivät. Nämä tärkeimmät havainnot ovat samanlaisia kuin toistuvan kokaiinin jälkeen saadut raportit AMPAR-alayksikön lisääntyneen pintaekspression suhteen pitkän lääkkeen pidättymisen jälkeen ja AMPA/NMDA-suhteen välittömän laskun suhteen, mutta eroavat lyhyen aikavälin NMDAR-alayksikön ilmentymisen ja AMPA/NMDA-suhteen jatkuvan laskun suhteen.
Seksuaalinen käyttäytyminen on erittäin palkitsevaa ja vahvistavaa. Siten kun urosrotta saa seksuaalista kokemusta, se osoittaa lisääntynyttä seksuaalista motivaatiota ja suorituskykyä, mikä näkyy lyhyempinä latenssina pariutumisen aloittamisessa ja siemensyöksyssä sekä lisääntyneenä parittelutehokkuuden vuoksi. [10], [23]. Tässä vahvistettiin, että tämä seksuaalisen käyttäytymisen helpotus oli läsnä 1 viikko parittelun jälkeen, ja määritettiin, että helpotettu seksuaalinen käyttäytyminen säilyi jopa 1 kuukauden parittelusta pidättyessä. Seksuaalisten kokemusten aiheuttaman seksikäyttäytymisen helpotuksen ajallinen profiili vastaa aikaisempaa tutkimuksemme, joka osoitti ristikkäisherkistymistä amfetamiinin liikkumista indusoiville vaikutuksille, kun sitä testattiin samoilla parittelun pidättymisjaksoilla. [11]. Aiemmat tutkimukset ovat osoittaneet NAc:n välittäjänä helpotetun seksuaalisen käyttäytymisen ylläpitämisessä. Sekä NAc-ydin- että kuorihermosolut aktivoituvat pariutumisen tai pariutumiseen liittyvien vihjeiden avulla [48], ja seksuaalinen kokemus johtaa lisääntyneeseen dendriittihaaroittumiseen ja piikiin NAc-ytimessä ja -kuoressa viikkoa parittelun jälkeen [11]. Lisäksi transkriptiotekijän deltaFosB aktiivisuuden vähentäminen NAc:ssä virusvektorivälitteisen geeninsiirron kautta heikentää kokemuksen aiheuttamaa seksuaalisen käyttäytymisen helpottamista [23], [49]. TNämä havainnot viittaavat siihen, että NAc liittyy erityisesti seksuaalisen käyttäytymisen vahvistamiseen ja on mahdollisesti kriittinen seksuaalisen kokemuksen ristiinherkistetyille huumevaikutuksille [23].
Nykyinen tutkimus osoitti, että seksuaalinen kokemus aiheutti muutoksia AMPAR-synteesissä ja/tai ihmiskaupassa, jotka olivat riippuvaisia sukupuolen pidättymisjakson pituudesta. Ensinnäkin GluA2-ekspression solunsisäisen ilmentymisen lisääntyminen oli ilmeistä 1 viikon kohdalla, mikä mahdollisesti viittaa lisääntyneeseen GluA2-reseptorin synteesiin ja/tai endosytoosiin. Sitten kohonnut GluA2-pinta/solunsisäinen suhde (johtuen suurelta osin pinnan kasvusta) havaittiin 1 kuukauden kuluttua viimeisestä parittelusta, mikä viittaa reseptorien uudelleen jakautumiseen solun pinnalle. Kokaiinialtistuksen jälkeiset AMPAR-kaupan muutokset riippuivat myös huumeiden raittiuden pituudesta [50]. Yleensä solun pinnan ja synaptosomaaliset GluA1- ja GluA2/3-tasot nousevat viikon kokaiinista pidättäytymisen jälkeen, ja ne pysyvät kohonneina jopa 3 viikkoa viimeisen kokaiiniinjektion jälkeen. [51], [52], [53], [54], [55]. Pidemmän lääkkeen pidättäytymisen jälkeen (5 viikkoa) GluA1:n pintaekspressio pysyi koholla ja GluA2:n pinta/solunsisäinen suhde väheni hieman, ja näin ollen GluA2:ta puuttuvat AMPAR:t lisääntyivät. [31], [56]. Tämä pinnalla olevien GluA2-puutteiden reseptorien lisääntynyt ilmentyminen havaittiin pitkäaikaisen (5–7 viikkoa) keskeytyksen jälkeen pitkäkestoisesta kokaiinin itseannostelusta, mutta ei sen jälkeen, kun ei-satunnaisesta kokaiinista oli luopunut pitkään. [32]. Lisäksi GluA2:ta puuttuvan AMPAR:n salpaus esti huumeiden etsimisen [31], [57]. Muutokset AMPA-reseptorikaupassa seksuaalisen kokemuksen ja pidättymisen jälkeen vaihtelevat hieman kokaiinin aiheuttamista muutoksista. Mitä tulee lisääntyneeseen GluA1-pinnan ilmentymiseen, nykyiset tiedot osoittavat GluA1-reseptorien vaatimatonta lisääntymistä kalvon pinnalla, joka ei saavuttanut tilastollista merkitsevyyttä 1 kuukauden kuluttua sukupuolikokemuksesta, ja viittaa siten siihen, että GluA1-pinnan ilmentyminen saattaa vaatia pidempiä raittiusjaksoja lisäsäätelyyn, joka on samanlainen kuin kokaiinin aiheuttamat muutokset 5 viikon pidättäytymisen jälkeen. [31]. Lisäksi nykyiset tiedot eroavat GluA2:n suhteen, joka koki pienen laskun 5 tai useamman viikon jälkeen ilman kokaiinia, kun taas seksuaalinen kokemus ja 1 kuukauden pidättyminen johtivat lisääntyneeseen GluA2-pinnan ilmentymiseen. Oletamme, että AMPA-reseptorin noususäätely NAc:ssä voi olla kriittinen seksuaalisen kokemuksen pitkäaikaisille vaikutuksille myöhempään palkitsemiskäyttäytymiseen ja lisääntyneeseen amfetamiinipalkkioon. [11] nykyisessä tutkimuksessa testattujen pitkien raittiusjaksojen jälkeen. Sitä vastoin muutokset AMPA-reseptorin ilmentymisessä tai ihmiskaupassa eivät ole kriittisiä seksuaalisen kokemuksen lyhytaikaisille vaikutuksille palkitsemiskäyttäytymiseen. Lukuisat raportit ovat tueksi osoittaneet, että AMPAR-välityksen muuttuminen ei ole tarpeen lääkkeiden aiheuttaman käyttäytymisen herkistymiseen psykostimulanteille (tarkisteltavaksi [30]). Herkistymistä ja ristiherkistymistä on havaittu 1 päivän palkkion pidättäytymisen jälkeen ilman muutoksia AMPAR-sääntelyssä [11], [53]. Lisäksi käyttäytymisen herkistymistä on osoitettu toistuvan altistuksen yhteydessä psykostimulantille amfetamiinille, jota ei ole yhdistetty mihinkään muutoksiin AMPAR-välityksessä. [50], [53], [58].
NMDAR:ien roolia on tutkittu paljon vähemmän kuin AMPAR:ien roolia käyttäytymisen herkistymisessä ja reseptorikaupassa. Ei-selektiivinen NMDAR-antagonisti (MK-801) esti lokomotorisen herkistymisen kehittymisen kokaiinilla tai amfetamiinilla, mutta ei estänyt tämän herkistymisen ilmentymistä [59], [60]. NMDAR:n roolia seksuaalisessa käyttäytymisessä on tutkittu minimaalisesti antamalla systeemistä tai intramediaalista preoptista aluetta MK-801:tä, joka heikensi seksikäyttäytymistä naiiveilla ja kokeneilla urosrotilla [61], [62], [63]. NMDAR välittää myös muita luonnollisia palkintoja, koska NMDAR-antagonistit vähensivät ravinnon saantia paviaanilla [64] ja lisääntynyt ruoanhimo rotilla [65]. Kokaiinialtistus muuttaa NMDAR:n ilmentymistä NAc:ssä, ja pidemmät (3 viikkoa), mutta eivät lyhyet (1 päivä) raittiusjaksot toistuvasta kokaiinista lisäsivät NMDAR-alayksiköiden (NR1, NR2A, NR2B) ilmentymistä. [55], [60]. Nykyiset tulokset osoittavat, että seksuaalinen kokemus aiheutti NR1:n kokonaisekspression lisääntymisen 1 vuorokauden kohdalla johtuen lisääntyneistä tasoista sekä pinta- että solunsisäisissä reseptoripoolissa sekä vähentyneen pinta-/solunsisäsuhteen lisäksi 1 viikon pidättymisjakson jälkeen. Siksi oletamme, että NMDAR-välityksen alkuvaiheessa voi olla ratkaiseva merkitys seksuaalisen kokemuksen lyhytaikaisille vaikutuksille myöhempään palkitsemiskäyttäytymiseen.
Lisäksi lyhytaikainen lisääntyminen NR1-alayksikössä seksuaalisen kokemuksen jälkeen voi olla osoitus seksikokemuksen aiheuttamasta hiljaisen synapsin muodostumisesta. Huang et ai [66] osoitti, että toistuva kokaiini synnytti hiljaisia synapseja NAc-kuoressa, jossa uuden NMDAR:n post-synaptinen värvääminen oli avainasemassa. Hiljaiset glutamatergiset synapsit ilmaisevat toiminnallisia NMDAR-välitteisiä virtoja AMPAR-välitteisten virtojen puuttuessa [67], [68], [69]. On osoitettu, että aikaisempi kokaiinialtistus voi synnyttää hiljaisia synapseja kaikkialla aivoissa ja että nämä vastasyntyneet synapsit tarjoavat substraatin myöhempää kokemusta varten [66], [70]. NMDAR koostuu vähintään yhdestä NR1-alayksiköstä yhdessä yhden tai useamman NR2-alayksikön (A–D) kanssa. NR1 tarvitaan toiminnallisten kanavien muodostamiseen; täten muutokset NR1-ekspressiossa voivat tarjota indeksin funktionaalisten NMDA-reseptorien lukumäärän muutoksille. Toistuva kokaiini ajaa NR1:tä ja NR2B:tä sisältävien NMDAR:ien liittämisen ja synnyttää hiljaisia synapseja NAc-kuoressa. Nämä NR2B:tä sisältävät hiljaiset synapsit estyivät kokaiinin annon aikana, mikä heikensi myöhempää lokomotorista herkistymistä kokaiinilla [71]. Hiljaisten synapsien määrä väheni useiden päivien kokaiinista pidättymisen jälkeen, kun taas liikuntaelinten herkistyminen jatkui, mikä viittaa siihen, että ennenaikaiset synapsit voivat osallistua uusien muovisten piirien muodostumiseen, joita voidaan muuttaa (mahdollisesti palkkion pidättymisellä) välittääkseen näitä pysyviä käyttäytymismalleja. Siten oletamme, että NR1:n kokonaisekspression ylössäätely pian seksuaalisen kokemuksen jälkeen voi johtua NMDAR:n lisääntymisestä vasta muodostuneissa hiljaisissa synapseissa. Lisäksi seksuaalinen kokemus, jota seuraa pitkittynyt raittius, voi johtaa hiljaisten synapsien vähenemiseen, mikä selittää sekä vähentyneen NR1-pinnan/solunsisäisen suhteen että AMPAR-alayksiköiden lisääntymisen pitkittyneillä abstinenssijaksoilla, koska synapsit ovat vaientamatta.
Nykyiset havainnot, joiden mukaan seksuaalinen kokemus ja palkitsevat raittiusjaksot aiheuttivat muutoksia glutamaattireseptorien liikenteessä ja ilmentymisessä, viittasivat synaptisen voiman muutoksiin NAc:n kiihottavassa synapsissa. Siksi sähköfysiologinen menettely, joka perustuu Thomasin ja työtovereiden aikaisempaan tutkimukseen [72] Käytettiin glutamaattireseptorin toiminnan tutkimiseen NAc-kuorihermosoluissa samojen abstinenssijaksojen jälkeen, joiden on osoitettu johtavan herkistyneeseen sukupuoli- ja lääkekäyttäytymiseen sekä glutamaattireseptorin uudelleenjakaumaan. Kuten aikaisemmissa kokaiinialtistuksen jälkeisissä tutkimuksissa, plastisuus määritettiin NAc-kuorisynapseissa, jotka reagoivat PFC-syötteeseen. PFC on vakiintunut näyttelemään avainroolia pakkokäyttäytymisessä ja huumeiden väärinkäytössä [73], [74]. Samoin PFC on kriittinen pakonomaisen seksuaalisen käyttäytymisen kehittymiselle tai ilmenemiselle, koska PFC-vauriot aiheuttavat sopeutumatonta seksuaalisen käyttäytymisen etsimistä urosrotissa [75]. Nykyiset tiedot osoittivat, että seksuaalinen kokemus aiheutti välittömän ja pitkäaikaisen AMPA/NMDA-suhteen laskun PFC-vastaavissa NAc-kuorihermosoluissa.
Aikaisemmin oletettiin, että ensisijainen ero luonnollisen palkkion ja lääkepalkkion välillä on, että luonnollisen palkkion jälkeiset AMPA/NMDA-suhteen muutokset ovat tilapäisiä ja häviävät ajan myötä, kun taas huumeiden aiheuttamat muutokset säilyvät [76]. Tämä hypoteesi perustui havaintoihin, että kokaiini, mutta ei ruoka tai sakkaroosi, aiheutti pitkäaikaisen AMPA/NMDA-suhteen nousun VT:ssä.A [76]. Sitä vastoin nykyinen tutkimus osoittaa, että seksuaalinen kokemus todellakin aiheutti pitkäaikaisen muutoksen AMPA/NMDA-suhteessa NAc:ssä.
Sukupuolen aiheuttama NAc-kuoren plastisuus eroaa kuitenkin kokaiinialtistuksen jälkeisestä plastisuudesta, jonka on osoitettu liittyvän kaksisuuntaiseen muutokseen AMPAR-välitteisessä kiihtyvyystilassa.. Kokaiinialtistuksen ja yhden päivän huumeiden pidättäytymisen jälkeen AMPA/NMDA-suhde pienenee [72] ja ampumakyvyn lasku [34] todettiin samankaltaisesti kuin tulokset, jotka saatiin seksuaalisen kokemuksen lyhytaikaisista vaikutuksista. Kuitenkin 14 päivän kokaiinista pidättymisjakson jälkeen NAc-kuorihermosolujen AMPA/NMDA-suhde on kasvanut, mikä viittaa siihen, että kokaiinista pidättyminen lisäsi NAc:n synaptista voimaa. [54]. HKokaiinille altistuminen johtaa kaksisuuntaiseen muutokseen synaptisessa plastisuudessa, jolloin AMPA-välitteiset vasteet vähenevät pian lääkkeelle altistumisen jälkeen, mutta AMPAR-välitteinen kiihtyvyys lisääntyy lääkkeen pitkittyneen abstinenssin yhteydessä. Sitä vastoin pitkittynyt pidättäytyminen seksuaalisesta kokemuksesta johti AMPAR-välitteisen kiihottumisen heikkenemiseen NAc-kuoressa, vaikka amfetamiiniin liittyvää liiketoimintojen herkistymistä ja palkkiota havaitaan näiden pidättymisjaksojen aikana. [11]. Muut raportit ovat kuitenkin osoittaneet, että kalvon sisäinen kiihtyvyys sekä ytimessä että kuoressa on lyhyellä ja pitkällä raittiusjaksolla kokaiinialtistuksen jälkeen [35], [36], [37], [38], [39], [40], [41], joka osoittaa kaksisuuntaisen muutoksen puutetta, joka on samanlainen kuin seksuaalisen kokemuksen vaikutukset. Lisäksi nykyiset tulokset osoittavat, että seksuaalinen kokemus ei aiheuta muutoksia presynaptisen glutamaatin vapautumisen todennäköisyydessä, koska ryhmien välillä ei ole eroja parillisen pulssin suhteen. Kalivas ja kollegat ovat osoittaneet, että toistuva kokaiini indusoi muutoksia solunulkoisten ei-synaptisten glutamaattipoolien välittäjissä NAc:ssä. Se, esiintyykö tällaisia muutoksia seksuaalisen kokemuksen myötä, on vielä määritettävä (tarkistusta varten [77]).
On todennäköistä, että glutamatergisillä syötteillä NAc:hen muista aivoalueista kuin PFC:stä on toiminnallinen rooli seksuaalisen kokemuksen vaikutuksissa myöhempään palkitsemiskäyttäytymiseen.. TNAc vastaanottaa glutamatergista syötettä basolateraalisesta amygdalasta (BLA) ja aivoturson ventraalisesta subiculumista [78]. BLA:lla on rooli luonnollisessa palkkionhakukäyttäytymisessä [79], [80], on kriittinen ympäristön ärsykkeiden yhdistämiselle seksuaaliseen palkkioon [81] ja instrumentaalinen käyttäytyminen parittelun aloittamiseksi [82]. Siksi on houkuttelevaa spekuloida, että seksikokemuksen aiheuttamia muutoksia synaptisessa vahvuudessa myös BLA-vasteissa.
Pienentynyt AMPA/NMDA-suhde PFC-synapseissa NAc-kuoressa on yhdenmukainen NR1:n lisääntyneen ilmentymisen kanssa pian seksuaalisen kokemuksen jälkeen, mutta ristiriidassa lisääntyneen GluA2:n ja GluA1:n kanssa pitkien pidättymisjaksojen jälkeen. Yksi selitys on, että reseptorikauppa tapahtui synapseissa, jotka vastaanottavat glutamatergistä syöttöä, joka oli peräisin muista aivoalueista PFC:n lisäksi. Myös NAc-ytimen sisällyttäminen NAc-kuoren lisäksi proteiininäytteisiin sulkee pois mahdollisuuden tehdä tarkkoja korrelaatioita proteiinin ilmentymisen ja synaptisen vahvuuden välillä. Tästä huolimatta nykyiset havainnot osoittavat selvästi, että luonnollinen palkitsemiskäyttäytyminen ja sitä seuraava palkkion pidättyminen aiheuttavat synaptista plastisuutta NAc:ssä, jolla on yhtäläisyyksiä ja eroja psykostimulanttien aiheuttamiin.
In johtopäätös, seksuaalisen kokemuksen ja myöhemmän palkkion pidättymisen urosrotilla osoitettiin aiheuttavan välitöntä ja pitkäkestoista helpotusta seksuaalisessa käyttäytymisessä, joka on samanlainen kuin seksuaalisen kokemuksen vaikutukset herkistymiseen amfetamin liikuntaelimistön indusoiville vaikutuksille.ne [11], ja se liittyi välittömään ja pitkäkestoiseen AMPA/NMDA-suhteiden laskuun NAc-kuoren synapseissa. Lisäksi seksuaalinen kokemus aiheutti NMDAR:n nopean noususäätelyn ja hitaasti kehittyvän AMPAR:n uudelleenjakautumisen NAc-neuronien pinnalle. Näin ollen, kuten psykostimulanttien vaikutukset, luonnollinen palkitsemiskäyttäytyminen voi aiheuttaa pitkäaikaisia muutoksia glutamaattireseptorin ilmentymisessä, ihmiskaupassa ja kiihottavuudessa. Kuitenkinpitkittynyt pidättäytyminen seksuaalisesta kokemuksesta, toisin kuin kokaiinin jälkeen, johti AMPA/NMDA-suhteen jatkuvaan laskuun NAc-kuoressa. Ehdotettiin useita testattavia hypoteeseja tämän poikkeavuuden mahdollisista taustatekijöistä, mukaan lukien muutokset BLA:han reagoivissa synapseissa, luonnollisen palkitsemiskokemuksen jälkeen. Nämä tiedot osoittavat jälleen kerran sekä yhtäläisyydet että erot luonnollisen ja huumepalkkion pitkäaikaisten seurausten välillä ja voivat auttaa ymmärtämään paremmin, kuinka huumeet voivat vaikuttaa tähän luonnolliseen palkkiopolkuun.
Menetelmät
Etiikka
Kaikki menetelmät hyväksyttiin Länsi-Ontarion yliopiston eläinten hoito- ja käyttökomiteassa, ja ne vastasivat Canadian Council on Animal Care ohjeita, jotka koskevat selkärankaisten eläinten tutkimuksia.
Eläimet
Aikuiset urospuoliset Sprague Dawley -rotat (koe 1 ja 2:10-12 viikkoa; kokeet 3, 8-10 viikkoa kokeiden alkamishetkellä) hankittiin Charles River Laboratoriesilta (Senneville, QC, Kanada). Samaa sukupuolta olevat eläimet pidettiin pareittain pleksilasihäkeissä tunneliputkella lämpötilasäädellyssä huoneessa, jota pidettiin 12/12 tunnin valopimeässä syklissä ruoan ja veden kanssa. ad libitum paitsi käyttäytymistestien aikana. Stimulus-naaraat (210–220 grammaa) saivat parittelua varten ihonalaisen implantin, joka sisälsi 5 % estradiolibentsoaattia ja 95 % kolesterolia kahdenvälisen munasarjojen poiston jälkeen. Seksuaalinen vastaanottavuus indusoitiin antamalla 500 ug progesteronia 0.1 ml:ssa seesamiöljyä noin 4 tuntia ennen testausta.
Seksuaalinen kokemus
Kaikki urosrotat olivat seksuaalisesti naiiveja ennen kokeiden alkamista. Paritteluistunnot tapahtuivat varhaisen pimeän vaiheen aikana (2–6 tuntia pimeän jakson alkamisen jälkeen) hämärässä punaisessa valaistuksessa. Kunkin parittelukerran aikana urosrottien annettiin paritella siemensyöksyyn tai 1 tuntiin asti, ja seksuaalisen käyttäytymisen parametrit kirjattiin, mukaan lukien: siirtolatenssi (ML; aika naaraan tuomisesta ensimmäiseen kiinnitykseen), intromission latenssi (IL; aika naaraan tuomisesta ensimmäiseen kiinnitykseen emättimen tunkeutumisella) ja siemensyöksyn latenssi (EL; aika ensimmäisestä ejakulaatiosta ejakulaatioon) [83]. Seksuaalisesti naiivit kontrollit käsiteltiin, sijoitettiin samoihin huoneisiin kuin parittelevat eläimet ja siten altistettiin samalle melutasolle, yleisille häiriöille ja kaukaisille kiimanaaraiden hajuille, mutta niiden ei annettu olla vuorovaikutuksessa tai paritella vastaanottavien naaraiden kanssa.
Koe 1: Seksin helpottaminen
Sprague Dawley -urosrotat parittelivat kotihäkeissään viisi peräkkäistä päivittäistä parittelukertaa. Eläimet jaettiin kahteen koeryhmään, ja niiden seksuaalinen käyttäytyminen testattiin joko 5 viikon tai 2 kuukauden kuluttua viimeisestä parittelukerrasta (testipäivä; n
=
7 per ryhmä). Ryhmiä verrattiin seksuaalisen käyttäytymisen parametrien perusteella, eikä ryhmien välillä havaittu merkittäviä eroja seksuaalisen käyttäytymisen mittauksissa minkään parittelukerran aikana, kun seksuaalista kokemusta hankittiin.
Data Analysis
Ryhmän sisällä tehtiin vertailuja, joissa arvioitiin seksuaalisen kokemuksen päiviä 1 ja 5, jotta määritettiin seksuaalisen käyttäytymisen helpottaminen seksuaalisen kokemuksen kanssa, päivän 1 ja testipäivän välillä ja päivän 5 ja testipäivän välillä (joko 1 viikko tai 1 kuukausi päivän 5 jälkeen) nousu-, sisääntulo- ja siemensyöksylatenssien osalta käyttämällä Wilcoxin Signed Rank -testiä, jonka merkitsevyystaso oli 5.
Koe 2: Ionotrooppisen glutamaattireseptorin alayksikön uudelleenjakautuminen/ekspressio
Ionotrooppisten reseptorin uudelleenjakautumisen tutkimiseksi käytettiin kokeen 1 kaltaista paradigmaa. Seksuaalisesti naiivit urospuoliset Sprague Dawley -rotat jaettiin seksuaalisesti kokeneisiin ja naiiveihin ryhmiin. Seksuaalisesti kokeneiden ryhmien seksuaalista kokemusta hankittiin 5 peräkkäisen päivittäisen parittelukerran kautta (kuten yllä on kuvattu). Seksuaalisesti kokeneet urokset jaettiin sitten kolmeen kokeelliseen ryhmään (sovitettiin seksuaalisen käyttäytymisen parametrit) kudosten keräämistä varten joko 3 päivä, 1 viikko tai 1 kuukausi viimeisen parittelukerran jälkeen. Aivot seksuaalisesti naiiveista kontrolleista (käsiteltiin edellä kuvatulla tavalla) kerättiin identtisinä ajankohtina viimeisen käsittelyn jälkeen. Ryhmiin kuuluivat: seksuaalisesti kokeneet (AMPAR: 1D, n
=
9; 1W, n
=
12; 1M, n
=
12; NMDAR: 1D, n
=
9, 1W tai 1M, n
=
6) tai seksuaalisesti naiivi (AMPAR: 1D, n
=
9; 1W, n
=
12; 1M, n
=
12; NMDAR: 1D, n
=
9, 1W tai 1M, n
=
6).
Pintareseptorin ristisilloitus
Eläimet lopetettiin natriumpentobarbitaalilla (270 mg/kg; ip), minkä jälkeen päät poistettiin. Pään poistamisen jälkeen kukin aivot poistettiin nopeasti ja asetettiin välittömästi jääkylmään suolaliuokseen. Kahdenvälinen NAc leikattiin käyttäen rotan aivomatriisia (ASI Instruments, Warren, MI, USA) ja skalpellin terää Paxinos & Watsonin (1998) määrittelemien NAc-rajojen mukaisesti. Seuraavaksi NAc-kudos pilkottiin 400 x 400 um:n kuutioiksi käyttämällä McIlwain-kudossilppuria (Vibratome, St. Louis, MO, USA). AMPA- ja NMDA-reseptorialayksiköiden silloittamisen metodologia perustui Boudreau & Wolfiin [53]. Välittömästi pilkkomisen jälkeen aivokudos siirrettiin nopeasti Eppendorf-putkeen, joka sisälsi 1 ml jääkylmää aCSF:ää, johon oli lisätty proteiinin silloitusreagenssia bis(sulfosukkinimidyyli)suberaattia (BS).32 mM; Pierce Biotechnology, Rockford, IL, USA) ja inkuboitiin 30 minuuttia keinuvivussa 4 °C:ssa. BS3 ei läpäise solukalvoja, minkä ansiosta se voi selektiivisesti ristisilloittaa pinnalla ilmennettyjä proteiineja sulfidisidoksilla, jolloin muodostuu suurimolekyylipainoisia aggregaatteja, kun taas solunsisäiset proteiinit pysyvät modifioimattomina. Tämä reaktio mahdollistaa pinta- ja solunsisäisten proteiinipoolien erottamisen MW:n perusteella käyttämällä natriumdodekyylisulfaatti-polyakryyliamidigeelielektroforeesia (SDS-PAGE) ja Western blot -analyysiä. Silloitusreaktio sammutettiin lisäämällä 100 ui 1 M glysiiniä 10 minuutin ajan 4 °C:ssa. Kudos pelletoitiin sentrifugoimalla nopeudella 14 000 rpm 2 minuuttia 4 °C:ssa ja supernatantti heitettiin pois. Pelletit suspensoitiin uudelleen 400 ul:aan jääkylmää lyysipuskuria [25 mM Hepes (pH 7.4), 500 mM NaCl, 2 mM EDTA, 1 mM DTT, 1 mM PMSF, 20 mM NaF, 0.1 % Roinistop-inhibiittori, P-40 %) Nonidet. Diagnostics GmbH, Mannheim, Saksa) ja 0.1 × fosfataasi-inhibiittoricocktail (Phosstop, Roche Diagnostics GmbH)]. Näytteitä sonikoitiin 1 sekunnin ajan kudoksen hajottamiseksi, sitten sentrifugoitiin nopeudella 5 14 rpm 000 minuuttia 2 °C:ssa ja asetettiin välittömästi takaisin jääpalaan. Supernatantti siirrettiin uuteen Eppendorf-putkeen, josta 4 ui näytettä laitettiin jäihin ja jäljelle jäänyt supernatantti säilytettiin -30 °C:ssa Western Blot -analyysiä varten. Jokaiselle näytteelle määritettiin silloitettujen lysaattien proteiinipitoisuus käyttämällä BCA-määritystä (ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA) ja NanoDrop ND-80 spektrofotometriä (ThermoFisher Scientific Inc., Waltham, MA).
Western blot -analyysi
Proteiininäytteet (20 µg) ladattiin ja niille suoritettiin elektroforeesi 4–15 %:n gradientti Tris-HCl-geeleillä (Bio-Rad Laboratories Ltd., Mississauga, Ontario, Kanada) käyttäen Mini Trans-Blot Cell -järjestelmää (Bio-Rad Laboratories Ltd.) ja Tris-Glycine m-25M Tris-Glycine [m-192S m-0.1M, m-8.3 Glysiini, 20 % SDS (pH 0.037)]. Precision Plus -proteiini All Blue -standardeja (Bio-Rad Laboratories Ltd.) käytettiin molekyylipainomarkkereina. Erottamisen jälkeen proteiinit siirrettiin Millipore Immobilon-FL polyvinylideenidifluoridikalvoille (PVDF; Millipore, Billerica, MA, USA) käyttämällä Trans-Blot Cell wet Blotting -järjestelmää (Bio-Rad Laboratories Ltd.) immunoblottaukseen. Proteiinin siirto ajettiin siirtopuskurissa (25 % metanolia ja 192 % SDS Tris-glysiinissä [8.3 mM Tris, 82 mM glysiini (pH 1)] XNUMX V:ssa XNUMX tunnin ajan huoneenlämpötilassa (RT). Kaikki näytteet ajettiin vähintään kahtena kappaleena, tasapainotettuina ryhmien ja eri geelien välillä.
Seuraavaksi kalvoja inkuboitiin 2 °C:ssa
3 Odyssey Blocking Buffer -liuosta (LI-COR Biosciences, Lincoln, NE) ja Tris-puskuroitua suolaliuosta (TBS; 50 mM Tris ja 150 mM NaCl (pH 8.0)) 1 tunnin ajan ravistelijalevyllä huoneenlämpötilassa. Sitten kalvoja inkuboitiin yksitellen 16 tuntia ravistelijassa 4 °C:ssa joko kanin polyklonaalisen anti-GluA1:n (-106 kDa; 1) kanssa.
1K; Millipore, luettelonumero AB1504) ja GluA2 (n. 100 kDa; 1
4K; Millipore, luettelonumero AB1768, tai hiiren monoklonaalinen anti-NR1 (~130 kDa; 1
2K; Yläosa (Millipore), Cat # 05-432). Näitä primaarisia vasta-aineita on käytetty ja validoitu aiemmin [84], [85]ja tuotti yhden vyöhykkeen sopivalla molekyylipainolla, joka esti vasta-aineen esiabsorptiolla peptidin kanssa, kun sitä käytettiin silloittamattomassa kudoksessa. Kaikki vasta-aineet laimennettiin 2:lla
3 ui Odyssey Blocking Buffer -seosta TBS-T:n kanssa (TBS + 0.05 % Tween-20 (pH 8.0). Kolmen 10 minuutin pesun jälkeen TBS-T:ssä kalvoja inkuboitiin sekundaarisissa vasta-aineissa, jotka oli laimennettu 2:een
3 Odyssey Blocking Bufferin ja TBS-T:n seosta 1 tunnin ajan huoneenlämpötilassa. Toissijaisiin vasta-aineisiin sisältyi Alexa-680-konjugoitu vuohen anti-kani (1
5K; Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) tai IR Dye800 CW-konjugoitu vuohen anti-hiiri (1
10K; LI-COR Biosciences). Fluoresoiva immunoreaktiivisuus visualisoitiin ja kuvat otettiin käyttämällä Odyssey 2.1 -skanneria (LI-COR Biosciences).
Kvantitointi ja tilastolliset analyysit
Jokaiselle proteiininäytteelle määritettiin kunkin vyöhykkeen fluoresenssin intensiteettitasot (korkea MW, >250 kDa pinta-ilmentymiselle ja vyöhykkeet spesifisellä MW:lla, joka on lueteltu yllä intrasellulaarista ilmentymistä varten) käyttämällä Odyssey-ohjelmistoa ja keskiarvot laskettiin kullekin eläimelle. Pinta (S), solunsisäinen (I), suhde (S/I, reseptorialayksikön jakautumisen mitta) ja kokonais (S+I, kokonaisreseptorialayksikön ilmentymisen mitta) vyöhyketiheyden arvot normalisoitiin vastaavien seksuaalisesti naiivien kontrolliryhmien keskiarvoihin. Fluoresenssin intensiteetissä ei ollut eroa kunkin näytteen (eri geeleihin ladattujen) replikaattien välillä, mikä vahvistaa, että proteiininäytteiden lataamisessa ei ollut vaihtelua. Kaikki Western Blot -tiedot analysoitiin seksuaalisesti kokeneiden ja seksuaalisesti naiivien kontrollien välillä samaan aikaan käyttäen parittomia t-testejä, joiden merkitsevyystaso oli 0.05
Koe 3: Sähköfysiologia
Samaa koesuunnitelmaa käytettiin kuten edellä on kuvattu kokeissa 1 ja 2. Seksuaalisesti kokeneet urokset jaettiin 3 koeryhmään, jotka sovitettiin sukupuolikäyttäytymisen perusteella ja perustuen kudosten keräämiseen 1 päivä, 1 viikko tai 1 kuukausi viimeisen parittelukerran jälkeen (1 päivä, n).
=
7; 1 viikko, n
=
9; 1 kuukausi, n
=
10). Näiden nuorempien urosrottien seksuaalinen käyttäytyminen ei eronnut vanhempien urosrottien seksuaalisesta käyttäytymisestä kokeissa 1 ja 2. Rotat nukutettiin natriumpentobarbitaalilla (270 mg/kg; ip), minkä jälkeen suoritettiin transkardiaalinen perfuusio jääkylmällä hapetetulla (95 % O:lla)2, 5% CO2) valmistusliuos, joka sisältää [250 mM sakkaroosia, 2.5 mM KCl:a, 1.25 mM NaH:a2PO4, 4 mM MgCl2, 0.1 mM CaCl2, 26 mM NaHCO310 mM glukoosia, 3 mM myoinositolia, 2 mM natriumpyruvaattia ja 0.5 mM askorbaattia]. Aivot leikattiin irti ja asetettiin jääkylmään hapetettuun valmisteliuokseen. Jokaisesta eläimestä otettiin 400 um:n paksuiset sagittaaliset aivoviipaleet käyttämällä vibratomia (Microm, Walldorf, Saksa). Yhteensä 4 viipaletta aivoja kohti siirrettiin säilytyskammioon, jossa oli keinotekoista aivo-selkäydinnestettä (aCSF) [125 mM NaCl, 2.5 mM KCl, 1.25 mM NaH2PO4, 1.3 mM MgCl2, 2.5 mM CaCl2, 26.2 mM NaHCO3 ja 10 mM glukoosia], kuumennettiin 32 °C:seen 30 minuutiksi ja sen annettiin sitten palautua huoneenlämpötilaan vähintään 1 tunnin ajan ennen kuin yksittäinen viipale laitettiin tallennuskammioon. Tämä kammio superfuusioitiin hapetetulla aCSF:llä 22 °C:ssa. Ryhmien välillä ei ollut eroja seksuaalisen käyttäytymisen parametrien suhteen. Aivot kerättiin seksuaalisesti naiiveista kontrolleista jokaisena kolmena ajankohtana viimeisen käsittelyn jälkeen (n
=
3-4 kpl).
Shell-neuroneja tutkittiin mediaalisissa NAc-viipaleissa, jotka eivät sisältäneet selkäjuoviota [72]. Ruostumattomasta teräksestä valmistetut bipolaariset mikroelektrodit asetettiin prelimbiseen aivokuoren ja NAc:n rajalle rostraalisesti tallennuselektrodiin aivokuoren afferenttien kuitujen presynaptista stimulaatiota varten. Elinvoimaiset keskipitkät neuronit tunnistettiin visuaalisesti niiden sooman koon (halkaisija noin 30–35 µM) ja suhteellisen negatiivisen lepokalvopotentiaalin perusteella -75––85 mV. Tallenteet tehtiin Axopatch 200A -vahvistimella ja 20 kHz:n näytteenottotaajuudella (Digidata 1340) 10 kHz:n alipäästösuodattimella. PClamp 9.0:aa käytettiin koeprotokolliin ja analyysiin. Afferentteja stimuloitiin paripulsseilla (50 ms ISI) 0.1 Hz:llä ja hermosoluja käyttämällä bipolaarista samankeskistä volframielektrodia. Solut puristettiin jännitteellä -80 mV:lla ja depolarisoitiin +40 mV:iin 500 ms:ksi ennen synaptista stimulaatiota NMDA-virtojen magnesiumlohkon vapauttamiseksi. AMPA/NMDA-suhteet määritettiin ottamalla EPSC:iden keskiarvo +40 mV:lla NMDAR-antagonistin AP5:n poissa ollessa tai läsnä ollessa (50 uM; kokosoluvirrat 30x kontrolli ja 30x AP5:n läsnä ollessa). NMDA-vaste laskettiin vähentämällä AP5-tallenteet kontrollista. AMPAR EPSC:n huippu jaettiin NMDAR EPSC:n huipulla, jolloin saatiin AMPA/NMDA-suhde. Parillisten pulssisuhteiden määrittämiseksi mitattiin -80 mV:lla presynaptisella stimulaatiolla (30×).
Data Analysis
Tiedot seksuaalisesti naiiveista kontrolleista yhdistettiin yhdeksi kontrolliryhmäksi (n
=
10 neuronia 10 eläimessä), koska tilastollisia eroja ei havaittu aikapisteiden välillä kontrollien sisällä. Seksuaalisesti kokeneet ryhmät (1 päivä, n
=
7; 1 viikko, n
=
9; 1 kuukausi, n
=
10 neuronia; tyypillisesti yksi neuroni eläintä kohden) verrattiin seksuaalisesti naiiviin kontrolliryhmään käyttämällä yksisuuntaista ANOVA:ta (tekijät: aikaväli), jota seurasi Fisherin LSD. post hoc vertailut merkitsevyystasolla 5 %.
Kiitokset
Kiitämme tohtori Marina E. Wolfia ja Mike Milovanovicia Rosalind Franklinin lääketieteen ja tieteen yliopistosta teknisistä neuvoistaan.
alaviitteet
Kilpailevat kiinnostuksen kohteet: Tekijät ovat ilmoittaneet, ettei kilpailevia etuja ole.
Rahoittajat: Kanadan terveystutkimuslaitokset LMC:lle ja ARD:lle ja luonnontieteiden ja tekniikan tutkimusneuvosto LMC:lle ja KKP:lle. Rahoittajalla ei ollut roolia tutkimuksen suunnittelussa, tiedonkeruussa ja -analyysissä, julkaisupäätöksessä tai käsikirjoituksen valmistelussa.
Viitteet


