ΔFosB: n vaikutus Nucleus Accumbensiin luonnollisen palkkion yhteydessä (2008)

KOMMENTIT: Delta FosB on yksi riippuvuuden ensisijaisista molekyyleistä. Se nousee tai kerääntyy riippuvuusprosessin aikana, mikä vahvistaa riippuvuutta aiheuttavaa käyttäytymistä ja aivojen johdotusta. Se nousee, onko riippuvuus kemiallinen vai käyttäytymiskykyinen. Tämä tutkimus osoittaa, että se kertyy seksuaalisen toiminnan ja sokerin kulutuksen aikana. Tutkijat havaitsivat myös, että seksuaalinen toiminta lisäsi sokerin kulutusta. Delta FosB voi olla mukana yhdessä riippuvuudessa, mikä vahvistaa toista riippuvuutta. Kysymys kuuluu - miten pornon "liiallinen kulutus" vaikuttaa Delta FosB: hen? Koska dopamiini potkaisee DeltaFosB: ssä, kaikki riippuu aivoista.

Koko tutkimus: ΔFosB: n vaikutus Nucleus Accumbensiin luonnollisen palkinnon yhteydessä

J Neurosci. 2008 8. lokakuuta; 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 +

+ Kirjoittaja toteaa

DL Wallacen nykyinen osoite: Helen Willis Neurotieteen instituutti, Kalifornian yliopisto, Berkeley, Berkeley, CA 94720.

TL Carle-Firenzen nykyinen osoite: Mary Kay Research Laboratories, Dallas, TX 75379.

DL Grahamin nykyinen osoite: Merck Laboratories, Boston, MA 02115.

TA Greenin nykyinen osoite: Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23284.

EJ Nestlerin nykyinen osoite: Neurotieteen laitos, Mount Sinai School of Medicine, New York, NY 10029.

Abstrakti

Transkriptiotekijän deltaFosB (ΔFosB), joka on indusoitu ydinasemassa (NAc) kroonisella altistumisella huumeiden väärinkäytöksille, on osoitettu välittävän herkistettyjä vastauksia näihin lääkkeisiin. Kuitenkin vähemmän tiedetään ΔFosB: n roolista luonnollisiin palkkioihin vastausten säätelyssä. Tässä osoitamme, että kaksi voimakasta luonnollista palkintokäyttäytymistä, sakkaroosin juominen ja seksuaalinen käyttäytyminen lisäävät ΔFosB: n tasoja NAc: ssä. Sitten käytämme viruksen välittämää geeninsiirtoa selvittääkseen, miten tällainen ΔFosB-induktio vaikuttaa käyttäytymiseen vastaaviin näihin luonnollisiin hyötyihin. Osoitamme, että ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssä lisää sakkaroosin saantia ja edistää seksuaalisen käyttäytymisen näkökohtia. Lisäksi osoitamme, että aiemman seksuaalisen kokemuksen omaavat eläimet, joilla on lisääntynyt ΔFosB-taso, osoittavat myös sakkaroosin kulutuksen kasvua. Tämä työ viittaa siihen, että ΔFosB: tä ei vain synny väärinkäytösten aiheuttamasta NAc: sta vaan myös luonnollisista palkitsevista ärsykkeistä. Tuloksemme osoittavat lisäksi, että krooninen altistuminen ärsykkeille, jotka indusoivat ΔFosB: tä NAc: ssä, voivat lisätä muiden luonnollisten palkkioiden kulutusta.

Avainsanat: Käyttäytyminen, Nucleus Accumbens, lihavuus, palkinto, sukupuoli, sakkaroosi, transkriptiotekijä

esittely

FosB, Fos-perheen transkriptiotekijä, on lyhennetty tuote FosB geeni (Nakabeppu ja Nathans, 1991). Se ilmaistaan suhteellisen alhaisina tasoina verrattuna muihin Fos-proteiinin proteiineihin vasteena akuuteille ärsykkeille, mutta se kerääntyy korkealle aivoissa kroonisen stimulaation jälkeen sen ainutlaatuisen vakauden vuoksi (ks. Nestler, 2008). Tämä kerääntyminen tapahtuu alueellisesti spesifisellä tavalla vasteena monille kroonisen stimulaation tyypeille, mukaan lukien väärinkäytösten, kouristusten, masennuslääkkeiden, psykoosilääkkeiden, neuronaalisten vaurioiden ja useiden stressityyppien pitkäaikainen anto (tarkistusta varten ks. Cenci, 2002; Nestler, 2008).

ΔFosB-induktion toiminnalliset seuraukset ymmärretään parhaiten väärinkäytöksille, jotka indusoivat proteiinin näkyvimmin ydinvoimalla (NAc), joka on raportoitu lähes kaikentyyppisistä väärinkäytöksistä (ks. McDaid et ai., 2006; Muller ja Unterwald, 2005; Nestler, 2008; Perrotti et ai., 2008). NAc on osa ventral striatumia ja se on tärkeä hermosubstraatti väärinkäytettyjen lääkkeiden palkitseville toimille. Niinpä kasvava näyttö viittaa siihen, että ΔFosB-induktio tällä alueella lisää eläimen herkkyyttä huumeiden väärinkäytön palkitseviin vaikutuksiin ja voi myös lisätä motivaatiota saada ne. Näin ollen FosB: n yliekspressio NAc: ssä aiheuttaa eläimille kehityskohdat kokaiinille tai morfiinille tai itse- näisen kokaiinin annostelemiseksi pienemmillä lääkeannoksilla ja parantaa vipua painamalla kokaiinia progressiivisen suhteen paradigmassa (Colby et ai., 2003; Kelz et ai., 1999; Zachariou et ai., 2006).

Sen lisäksi, että NAc on osallistunut huumepalkkion välittämiseen, se on osallistunut luonnollisten palkkioiden vastausten säätelyyn, ja viimeaikainen työ on ehdottanut luonnollisten palkintojen ja ΔFosB: n välistä suhdetta. Vapaaehtoisen pyörän käynnistyksen on osoitettu lisäävän AFosB-tasoja NAc: ssä, ja ΔFosB: n yli-ilmentyminen tässä aivojen alueella aiheuttaa jatkuvan nousun käynnissä, joka kestää useita viikkoja verrattuna kontrollilajeihin, joiden juokseva tasanko kahdessa viikossa (Werme et ai., 2002). Samoin rasvainen ruokavalio aiheuttaa ΔFosB: tä NAc: ssä (Teegarden ja Bale, 2007), kun taas ΔFosB: n yli-ilmentyminen tällä alueella lisää instrumentaalista vastetta ruoan palkitsemiselle (Olausson et ai., 2006). Lisäksi FosB geeni on mukana äidin käyttäytymisessä (Brown et ai., 1996). AFosB: n ja seksuaalisen käyttäytymisen välisestä suhteesta, joka on yksi vahvimmista luonnollisista eduista, on kuitenkin vain vähän tietoa. Lisäksi vähemmän selvä on, että ΔFosB: n mahdollinen osallistuminen luonteeltaan luonnollisen palkitsevuuden käyttäytymiseen on pakottavampaa, jopa "riippuvuutta aiheuttavaa". Esimerkiksi useat raportit ovat osoittaneet riippuvuuteen liittyvän näkökohdan sakkaroosinottoparadigmeissa (Avena et ai., 2008).

Laajentaaksemme tietämystämme AFosB-toiminnasta luonnollisessa palkitsemiskäyttäytymisessä tutkimme ΔFosB: n induktiota NAc: ssä sakkaroosin juomien ja seksuaalisen käyttäytymisen malleissa. Määritimme myös, kuinka ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssä muuttaa käyttäytymismuutoksia näihin luonnollisiin palkkioihin, ja jos aikaisempi altistuminen yhdelle luonnolliselle palkinnolle voi parantaa muita luonnollisia palkitsevia käyttäytymisiä.

Materiaalit ja menetelmät

Kaikki eläinkäsittelyt hyväksyttiin UT: n Lounais-lääketieteellisen keskuksen laitoseläinten hoito- ja käyttövaliokunnassa.

Seksuaalinen käyttäytyminen

Seksuaalisesti kokeneet urospuoliset Sprague-Dawley-rotat (Charles River, Houston, TX) tuotettiin antamalla heille mate vastaan vastaanottavan naisen kanssa siemensyöksyyn saakka, noin 1 – 2 kertaa viikossa 8 – 10-viikkoa varten yhteensä 14-istuntoja varten. Seksuaalinen käyttäytyminen arvioitiin kuvatulla tavalla (Barrot et ai., 2005). Valvontamiehiä tuotettiin altistamalla samalle areenalle ja vuodevaatteille samalla ajanjaksolla kuin kokeneilla miehillä. Naisia ei koskaan tuotu areenalle näiden kontrolliryhmien kanssa. Erillisessä kokeessa muodostettiin uusi koeryhmä: miehiä lisättiin hormonikäsitellylle naiselle, joka ei ollut vielä tullut estrousiin. Nämä miehet yrittivät kiinnityksiä ja sisäpiirejä, mutta koska naiset olivat ei-vastaanottavia, seksuaalista käyttäytymistä ei saavutettu tässä ryhmässä. Kahdeksantoista tuntia viimeisen istunnon jälkeen eläimet perfusoitiin tai purettiin ja aivot otettiin kudoksen käsittelyyn. Toiselle eläinryhmälle noin 5 päivää 14in jälkeen^th istuntoa, sakkaroosiasetus testattiin alla kuvatulla tavalla. nähdä Täydentävät menetelmät lisätietoja.

Sakkaroosin kulutus

Ensimmäisessä kokeessa (Kuva 1a) rotille annettiin rajoittamaton pääsy kahteen pulloon vettä 2-päivinä, mitä seurasi yksi pullo kutakin vettä ja sakkaroosia 2-päivinä kullakin kasvavalla sakkaroosipitoisuudella (0.125 - 50%). Kahden pullon vesipitoista 6-päivää seurasi vain kaksi vuorokautta yksi pullo vettä ja pullo 0.125% sakkaroosia. Toisessa kokeessa (Kuva 1b – c, Kuva 2), rotille annettiin rajoittamaton pääsy yhteen pulloon jokaista vettä ja 10% sakkaroosia 10-päivinä. Kontrollieläimet saivat vain kaksi pulloa vettä. Eläimet perfusoitiin tai dekapitoitiin nopeasti ja aivot kerättiin kudosprosessointia varten.

Kaksi pullon sakkaroosivalikoiman paradigmaa osoittavat lisääntyvää sakkaroosin kulutusta

Sakkaroosin kulutus ja seksuaalinen käyttäytyminen lisää ΔFosB: n ilmentymistä NAc: ssä

Kahden pullon valinta

Kahden pullon valinta paradigma suoritettiin kuten edellä on kuvattu (Barrot et ai., 2002). Ennen leikkausta mahdollisten yksilöllisten erojen hallitsemiseksi eläimet testattiin ensi kertaa pimeän vaiheen ensimmäisen 30-minin aikana kahden pullon valintamenettelyn välillä veden ja 1-sakkaroosin välillä. Kolme viikkoa viruksen välittämän geeninsiirron jälkeen (ks. Jäljempänä) ja ennen ylimääräistä käyttäytymistestausta eläimille, joille annettiin vain vettä, testattiin sitten 30-min-kahden pullon valintamenetelmää veden ja 1-% sakkaroosiliuoksen välillä.

Seksuaalisesti kokeneilla ja kontrolloiduilla eläimillä ei ollut ennen testausta ennen seksuaalista käyttäytymistä. Viisi päivää seksuaalisen (tai kontrollin) käyttäytymisen 14th-istunnon jälkeen eläimille annettiin kahden pullon valinta testi veden ja 1-%: n sakkaroosiliuoksen välillä tumman valon syklin ensimmäisen 30-minuutin aikana. Seksuaalisesti kokeneiden ja kontrolloivien eläinten erillisiä ryhmiä käytettiin ΔFosB-tasojen mittaamiseen seksuaalisen käyttäytymisen jälkeen ja seksuaalisen käyttäytymisen vaikutuksen tutkimiseen sakkaroosipreferenssiin.

Western Blotting

Punch-dissektiolla saadut NAc-dissektiot analysoitiin Western-blottauksella, kuten aikaisemmin on kuvattu (Perrotti et ai., 2004) käyttäen kanin polyklonaalista anti-FosB-vasta-ainetta (katso Perrotti et ai., 2004 vasta-aineen karakterisoimiseksi) ja monoklonaalisen vasta-aineen glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasille (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Research Diagnostics, Concord, MA, USA), joka toimi kontrolliproteiinina. AFosB-proteiinitasot normalisoitiin GAPDH: een, ja kokeellisia ja kontrollinäytteitä verrattiin. nähdä Täydentävät menetelmät lisätietoja.

immunohistokemia

Eläimiä perfusoitiin ja aivokudoksia käsiteltiin käyttämällä julkaistuja immunohistokemian menetelmiä (Perrotti et ai., 2005). Koska viimeinen altistuminen palkitseville ärsykkeille tapahtui 18 – 24 tuntia ennen analyysiä, pidimme kaikkia FosB: n kaltaisia immunoreaktiivisuuksia, jotka havaittiin pan-FosB-vasta-aineella (SC-48; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA), jotta heijastuisivat ΔFosB (Perrotti et ai., 2004, 2005). nähdä Täydentävät menetelmät lisätietoja.

Virus-välitteinen geenisiirto

Leikkaus suoritettiin urospuolisilla Sprague-Dawley-rotilla. Adeno-assosioituneita virus (AAV) -vektoreita injektoitiin kahdenvälisesti, 1.5 µl per sivu, NAc: hen, kuten aiemmin on kuvattu (Barrot et ai., 2005). Oikea sijoitus varmistettiin kokeiden jälkeen 40 µm kresyyliviolettisävyisillä osilla. Vektorit sisälsivät kontrollin, joka ekspressoi vain vihreää fluoresoivaa proteiinia (GFP) (AAV-GFP) tai AAV: tä, joka ilmentää villityyppistä AFosB: tä ja GFP: tä (AAV-AFosB) (Zachariou et ai., 2006). Transgeenin ilmentymisen aikakäyrän perusteella NAc: ssä eläimiä testattiin käyttäytymisen 3 – 4 viikkoa jälkeen AAV-vektoreiden injektion jälkeen, kun transgeenin ilmentyminen on suurin (Zachariou et ai., 2006). nähdä Täydentävät menetelmät lisätietoja.

Tilastollinen analyysi

Merkitsevyys mitattiin käyttämällä kaksivaiheisia toistuvia mittauksia ANOVA: ta sekä Studentin t-testejä, jotka korjattiin, jos havaittiin useita vertailuja varten. Tiedot ilmaistaan keskiarvoina ± SEM. Tilastolliseksi merkitsevyydeksi määriteltiin * p <0.05.

tulokset

Krooninen sakkaroosialtistus aiheuttaa lisääntynyttä sakkaroosin saantia ja herkistymistä aiheuttavaa käyttäytymistä

Toteutimme kahden pullonvalintaparadigman, jossa sakkaroosin pitoisuus kaksinkertaistui kahden päivän välein kahden pullon 2-päivän jälkeen. Sakkaroosipitoisuus alkoi 0.125%: lla ja nousi 50%: iin. Eläimillä ei esiintynyt sakkaroosivalintoja 0.25-% sakkaroosin suhteen, ja sitten ne joivat enemmän sakkaroosia kuin vesi kaikilla suuremmilla konsentraatioilla. Alusta alkaen 0.25-pitoisuudesta eläimet joivat lisääntyviä määriä sakkaroosia, kunnes saavutettiin maksimaalinen sakkaroositilavuus 5: lla ja 10: lla. 20: ssa ja sitä korkeammassa määrin ne alkoivat pienentää sakkaroosin tilavuuttaan, jotta sakkaroosin kokonaiskulutus pysyi tasaisena (Kuva 1a ja inset). Tämän paradigman jälkeen eläimet käyttivät 6-päiviä vain kahdella pullolla vettä, ja sitten ne esitettiin valitsemalla 0.125% sakkaroosipullo tai vesi kaksi päivää. Eläimet joivat enemmän sakkaroosia kuin vesi tässä konsentraatiossa, ja niillä oli merkittävä sakkaroosipreferenssi verrattuna etuoikeuden puuttumiseen, joka havaittiin alussa altistettaessa tälle sakkaroosipitoisuudelle päivänä 1.

Koska 10-pitoisuudella saavutettiin suurin mahdollinen tilavuus, aikaisemmin eläimille annettiin valita yksi pullo vettä ja yksi pullo 10% sakkaroosia 10-päivinä ja verrattiin vertailuryhmään, jossa oli kaksi pulloa vettä. Sakkaroosieläimet, jotka on rakennettu korkeampiin sakkaroosin saantiin päivinä 10 (Kuva 1b). Ne saivat myös huomattavasti enemmän painoa sakkaroosialtistuksen jatkumisen jälkeen verrattuna kontrollieläimiin, kun painon ero kasvoi ajan myötä (Kuva 1c).

Sakkaroosin juominen lisää ΔFosB-tasoja NAc: ssä

Analysoimme näitä eläimiä 10% sakkaroosiparadigmalla ΔFosB: n tasoilla NAc: ssä käyttämällä Western blottingia (Kuva 2a) ja immunohistokemia (Kuva 2b). Molemmat menetelmät osoittivat AFosB-proteiinin induktion tässä aivojen alueella sakkaroosissa, joka oli kokenut verrattuna kontrollieläimiin. Koska koko AFosB-proteiinisekvenssi on täyden pituisen FosB: n sisällä, FosB: n kaltaisen immunoreaktiivisuuden havaitsemiseksi käytetyt vasta-aineet tunnistavat molemmat proteiinit (Perrotti et ai., 2004, 2005). Western blotting paljasti kuitenkin, että sakkaroosin juominen aiheutti merkittävästi vain ΔFosB: tä. Tämä osoittaa, että immunohistokemian havaitsema signaalin ero edustaa AFosB: tä. Nousu havaittiin vuonna 2006. \ T Kuva 2b löydettiin NAc-ytimestä ja kuoresta, mutta ei selkästriatumia (ei esitetty).

Seksuaalinen käyttäytyminen lisää ΔFosB-tasoja NAc: ssä

Seuraavaksi tutkittiin kroonisen seksuaalisen käyttäytymisen vaikutuksia ΔFosB: n induktioon NA: ssac. Seksuaalisesti kokeneille urosrotille annettiin rajoittamaton pääsy vastaanottavalla naisella, kunnes siemensyöksy oli 14-istuntoja varten 8 – 10-viikon aikana. Tärkeää on, että kontrollieläimet eivät olleet koti-häkkikontrolleja, vaan ne tuotettiin vastaavalla käsittelyllä testauspäivinä ja altistuminen avoimen kentän areenalle ja vuodevaatteille, joissa kopulaatio tapahtui samaan aikaan, mutta ilman altistumista vastaanottavalle naiselle, joka kontrolloi haju- ja käsittelyvaikutukset. Western blotting -menetelmää käytettäessä havaitsimme, että seksuaalinen kokemus lisäsi huomattavasti ΔFosB: n tasoja vertailuryhmään verrattuna (Kuva 2a), eikä havaittu havaittavia täyspitkän FosB-tasoja. Näiden tietojen mukaisesti immunohistokemia paljasti ΔFosB-värjäytymisen lisääntymisen NAc: n ytimessä ja kuoressa (Kuva 2c), mutta ei selkästriatumia (ei esitetty).

Jotta varmistettaisiin, että seksuaalisesti kokeneissa eläimissä havaittu AFosB: n lisääntyminen ei johtuisi sosiaalisesta vuorovaikutuksesta tai muusta ei-parittelusta johtuvasta ärsykkeestä, synnyimme ei-parittelevia miehiä, jotka olivat alttiina hormonilla käsitellyille naisille, mutta joita ei sallittu kopuloida. Nämä miehet eivät osoittaneet eroa ΔFosB-tasoilla verrattuna erilliseen joukkoa olfaction-areenan kontrollieläimiä (Kuva 2a), mikä viittaa siihen, että ΔFosB-induktio tapahtuu vastauksena seksuaaliseen käyttäytymiseen eikä sosiaalisiin tai ei-parittuviin vihjeisiin.

ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssä lisää sakkaroosin saantia

Käyttäen viruksen välittämää yliekspressiojärjestelmää, joka mahdollistaa AFosB: n stabiilin ilmentymisen useiden viikkojen aikana (Zachariou et ai., 2006) (Kuva 3a) tutkimme ΔFosB: n korkeampien tasojen vaikutusta, jotka kohdistuvat erityisesti NAc: hen, sakkaroosin juomakäyttäytymiseen (Kuva 3b). Vakuutimme ensin, että sakkaroosin käyttäytymisessä ei ollut eroja ennen leikkausta sakkaroosin saantia edeltävällä testillä (AAV-GFP: 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB: 6.22 ± 0.621 ml, n = 15 / ryhmä, p> 0.80 ). Kolme viikkoa leikkauksen jälkeen, kun AFosB-ilmentyminen oli ollut vakaa ~ 10 päivän ajan, eläimille annettiin leikkauksen jälkeinen sakkaroosikoe. AAV-ΔFosB-ryhmä joi huomattavasti enemmän sakkaroosia kuin AAV-GFP-kontrolliryhmä (Kuva 3b). Kahden ryhmän välillä ei ollut eroa veden saannin määrässä (AAV-GFP: 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB: 0.95 ± 0.007 ml, n = 15 / ryhmä, p> 0.15), mikä viittaa siihen, että ΔFosB: n vaikutus on spesifinen sakkaroosille.

ΔFosB: n yliekspressio NAc: ssä säätelee luonnollisen palkitsemisominaisuuden näkökohtia

ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssä vaikuttaa seksuaaliseen käyttäytymiseen

Seuraavaksi tarkasteltiin, onko ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssa säätelemässä naiiviisten ja kokeneiden eläinten seksuaalista käyttäytymistä. Vaikka emme löytäneet mitään eroja seksuaalisen käyttäytymisen parametreissa AAV-ΔFosB: n ja -GFP: n kanssa hoidettujen kokeneiden eläinten välillä (Ks. Täydentävä taulukko S1), ΔFosB: n yli-ilmentyminen naiiveilla eläimillä alensi merkittävästi sellaisten intromaatioiden määrää, joita tarvitaan siemensyöksyn saavuttamiseksi ensimmäisessä seksuaalikäyttäytymiskokemuksessa (Kuva 3c). TrendFosB-ryhmän jälkeisen verisuonitusjakson pieneneminen oli myös ensimmäisen seksuaalisen kokemuksen jälkeen. (Kuva 3c). Sitä vastoin ei havaittu eroja kiinnitysten, intromsioiden tai siemensyöksyjen latensseissa joko naiiveilla tai kokeneilla eläimillä (Ks. Täydentävä taulukko S1). Vastaavasti ei havaittu eroa intromission-suhteen suhteen (intromissioiden lukumäärä / [intromission lukumäärä + kiinnikkeiden lukumäärä]), vaikka tämä voi johtua kunkin ryhmän kiinnikkeiden lukumäärän suuresta vaihtelusta.

Seksuaalinen kokemus lisää sakkaroosin saantia

Koska havaitsimme ΔFosB-tasojen nousun NAc: ssä sekä sakkaroosin juomisen että seksuaalisen kokemuksen jälkeen, ja ΔFosB: n yli-ilmentyminen vaikuttaa molempien palkintojen käyttäytymiseen, oli mielenkiintoista tutkia, vaikuttivatko aikaisempaan altistumiseen jollekin palkkioista merkittävästi käyttäytymismuutoksia toiseen. Ennen seksuaalista kokemusta naiiveja eläimiä kohdennettiin satunnaisesti valvonta- tai sukupuolioloihin. Sitten eläimet altistettiin seksuaalikokemuksille tai kontrolliolosuhteille, kuten aikaisemmin on kuvattu, 8-10-viikon aikana. Viisi päivää viimeisen sukupuolen istunnon jälkeen eläimille suoritettiin kaksi pullonvalintaparadigmaa 30-min kahden pullon veden ja sakkaroosin välillä. Havaitsimme, että seksuaalisesti kokeneet eläimet joivat merkittävästi enemmän sakkaroosia kuin kontrollis (Kuva 3b). Seksuaalisesti kokeneiden ja kontrolloivien eläinten välillä ei havaittu eroa vedenoton aikana (Control: 1.21 ± 0.142 ml; sukupuoli kokenut: 1.16 ± 0.159 ml, n = 7 – 9, p = 0.79), mikä viittaa siihen, että vaikutus on erityinen sakkaroosille.

Keskustelu

Tässä tutkimuksessa silloitetaan aiempi kirjallisuuden aukko, joka selittää osFosB: n roolin sukupuoleen ja sakkaroosiin liittyvissä luonnollisissa palkitsemisominaisuuksissa. Aloitimme ensin selvittääksemme, voiko FosB kerääntyä NAc: hen, joka on ratkaiseva aivojen palkitsemisalue, kroonisen altistumisen jälkeen luonnollisille palkkioille. Tärkeä piirre tässä työssä oli antaa eläimille valinta niiden käyttäytymiseen, analogisesti lääkkeiden itsensä antamisen paradigmojen kanssa. Tämän tarkoituksena oli varmistaa, että kaikki vaikutukset ΔFosB-tasoihin liittyivät palkkion vapaaehtoiseen kulutukseen. Sakkaroosimalli (Kuva 1) osoittaa riippuvuuden kaltaisen käyttäytymisen näkökohdat muihin sakkaroosinottomalleihin verrattuna: valinta palkinnon ja kontrollin välillä, käänteinen U-muotoinen annosvastekäyrä, herkistetty vaste vetäytymisen jälkeen ja liiallinen saanti. THänen mallinsa aiheuttaa myös lisääntynyttä painonnousua, jota ei näy muissa malleissa, kuten päivittäisessä jaksottaisessa sokerimallissa (Avena et ai., 2008).

Tietomme osoittavat ensimmäistä kertaa, että kaksi tärkeintä luonnollisen palkkion tyyppiä, sakkaroosi ja sukupuoli, lisäävät ΔFosB-tasoja NAc: ssä. Nämä nousut havaittiin Western-blottauksella ja immunohistokemialla; molempien menetelmien avulla varmistetaan, että havaittu proteiinituote on todellakin ΔFosB eikä täyspitkä FosB, toinen tuote FosB geeni. OsFosB: n selektiivinen induktio sakkaroosilla ja sukupuolella on samanlainen kuin ΔFosB: n selektiivinen induktio NAc: ssä käytettäessä lähes kaikkia väärinkäytösten huumeita (ks. esittely). Huomattakoon kuitenkin se, että ΔFosB-induktion aste NAc: ssä, joka havaitaan tässä vasteena luonnollisille palkkioille, on pienempi verrattuna huumeiden palkkioihin nähden: sakkaroosin juominen ja seksuaalinen käyttäytyminen tuottivat 40 – 60%: n nousun ΔFosB-tasoilla toisin kuin useissa huumeiden väärinkäytöksissä havaittu induktio (Perrotti et ai., 2008).

Tämän tutkimuksen toinen tavoite oli selvittää ΔFosB-induktion toiminnallinen seuraus NAc: ssä luonnollisen palkkioihin liittyvän käyttäytymisen suhteen. Suuri osa aiemmasta työstämme AFosB: n vaikutuksesta huumeiden palkkioon on käyttänyt indusoituvia bittransgeenisiä hiiriä, joissa AFosB: n ilmentyminen kohdistuu NAc: hen ja dorsal striatumiin. Nämä osFosB: n yliekspressoivat hiiret osoittavat parempia käyttäytymisvasteita kokaiinille ja opiaatteille sekä lisääntynyttä pyörän kulkua ja instrumentaalista vastetta ruokaan (ks. esittely). Tässä tutkimuksessa käytimme äskettäin kehitettyä viruksen välittämää geeninsiirtojärjestelmää ΔFosB: n stabiilisti yliekspressoimiseksi urosrottien kohdealueilla (Zachariou et ai., 2006). Tässä havaittiin, että ΔFosB: n yli-ilmentyminen lisäsi sakkaroosin saantia verrokkieläimiin verrattuna, eikä kahden ryhmän välillä ollut eroja veden saannissa.

Tutkimme myös, miten ΔFosB vaikuttaa seksuaaliseen käyttäytymiseen. Osoitimme, että ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssä pienentää seksuaalisesti naimisissa eläimissä tapahtuvan siemensyöksyn edellyttämiä intromaatioita. Tämä ei vastannut muita naiiviiseen seksuaaliseen käyttäytymiseen liittyviä eroja, mukaan lukien muutokset mount-, intromission- tai ejakulointi-latensseissa. Lisäksi FosB: n yli-ilmentyminen ei vaikuttanut seksuaalisesti kokeneiden eläinten seksuaaliseen käyttäytymiseen. NAc: n manipuloinnin kyky vaikuttaa seksuaaliseen käyttäytymiseen ei ole yllättävää, kun otetaan huomioon kasvava näyttö siitä, että tämä aivojen palkitsemisalue säätelee seksuaalista käyttäytymistär (Balfour et ai., 2004; Hull ja Dominguez, 2007). AFosB: n aiheuttama väheneminen intromiesien lukumäärässä voi heijastaa seksuaalisen käyttäytymisen lisääntymistä, sillä naiiveilla eläimillä, joilla oli ΔFosB: n yli-ilmentyminen NAc: ssä, käyttäytyy enemmän kokeneita eläimiä. Esimerkiksi toistuvan seksuaalisen kokemuksen testeissä eläimet tarvitsevat vähemmän intromiesia ejakulaation saavuttamiseksi (Lumley ja Hull, 1999). Lisäksi ejaculatory-jakson (PEI) vähenemissuunta osFosB: n yli-ilmentymisellä heijastaa myös seksuaalisesti motivoituneempien, kokeneiden miesten käyttäytymistä (Kippin ja van der Kooy, 2003). TYhdessä nämä havainnot viittaavat siihen, että ΔFosB iäkkäillä eläimillä esiintyvä yli-ilmentyminen voi helpottaa seksuaalista käyttäytymistä tekemällä naiivi-eläimet muistuttamaan kokeneempia tai seksuaalisesti motivoituneita eläimiä. Toisaalta emme havainneet significantFosB: n yli-ilmentymisen merkittävää vaikutusta kokeneeseen seksuaaliseen käyttäytymiseen. Seksuaalisen käyttäytymisen monimutkaisemmat käyttäytymistutkimukset (esim. Ilmastoidun paikan mieltymykset) saattavat paremmin erottaa ΔFosB: n mahdolliset vaikutukset.

Lopuksi selvitimme, miten aikaisempi altistuminen yhdelle luonnolliselle palkinnolle vaikuttaa käyttäytymiseen vastauksiin toiseen. Erityisesti, määritimme aikaisemman seksuaalisen kokemuksen vaikutuksen sakkaroosin saantiin. Vaikka sekä kontrollilla että seksuaalisesti kokeneilla eläimillä oli voimakas mieluummin sakkaroosi, seksuaalisesti kokeneet eläimet joivat paljon enemmän sakkaroosia, ilman veden kulutusta. Tämä on mielenkiintoinen havainto että se viittaa siihen, että aikaisempi altistuminen yhdelle palkkioon voi lisätä toisen palkitsevan ärsykkeen palkitsevaa arvoa, kuten odotettaisiin, jos palkkioherkkyydellä olisi osittain yhteinen molekyylipohja (esim. ΔFosB). Tämän tutkimuksen tapaan naispuoliset hamsterit, jotka olivat aiemmin altistuneet seksuaaliseen käyttäytymiseen, osoittivat lisääntynyttä herkkyyttä kokaiinin käyttäytymisvaikutuksiin (Bradley ja Meisel, 2001). Nämä havainnot tukevat ajatusta plastisuudesta aivojen palkintopiirissä, sillä nykyisten palkkioiden havaittu arvo on rakennettu aiempien palkkioaltistusten perusteella.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tässä esitelty työ osoittaa, että väärinkäytösten lisäksi luonnolliset palkkiot aiheuttavat ΔFosB-tasoja NAc: ssä. Samoin AFosB: n yliekspressio tässä aivojen alueella säätelee eläimen käyttäytymisvasteita luonnollisiin palkkioihin, kuten on aikaisemmin havaittu huumeiden palkinnoille. Nämä havainnot viittaavat siihen, että ΔFosB: llä on yleisempi rooli palkitsemismekanismien säätelyssä, ja se voi auttaa välittämään monenlaisten lääkeaineiden ja luonnollisten palkkioiden havaittua ristiin herkistymistä. Tuloksemme lisäävät myös mahdollisuutta, että ΔFosB-induktio NAc: ssä voi välittää huumeriippuvuuden keskeisiä näkökohtia, mutta myös ns. Luonnollisten riippuvuuksien näkökohtia, joihin liittyy luonnollisten palkkioiden pakollinen kulutus.

Oheismateriaali

Oheismateriaali

Klikkaa tästä nähdäksesi.^{(77K, pdf)}

Taulukko S1

Klikkaa tästä nähdäksesi.^{(37K, gif)}

Kiitokset

Tätä työtä tukivat kansallisen mielenterveyslaitoksen ja kansallisen huumeiden väärinkäytön instituutin sekä skitsofrenian ja masennuksen tutkimuksen kansallisen liiton avustukset.

Viitteet

Avena NM, Rada P, Hoebel BG. Todisteet sokeririippuvuudesta: jaksoittaisen, liiallisen sokerinkäytön käyttäytymis- ja neurokemialliset vaikutukset. Neurosci Biobehav Rev. 2008;32: 20-39. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed]
Balfour ME, Yu L, Coolen LM. Seksuaalinen käyttäytyminen ja sukupuoleen liittyvät ympäristömerkit aktivoivat mesolimbisen järjestelmän urosrotilla. Neuropsychopharmacology. 2004;29: 718-730. [PubMed]
Barrot M, Olivier JD, Perrotti LI, DiLeone RJ, Berton O, Eisch AJ, Impey S, Storm DR, Neve RL, Yin JC, Zachariou V, Nestler EJ. CREB-aktiivisuus ydin accumbens -kuoressa ohjaa käyttäytymisvasteiden herkistymistä emotionaalisille ärsykkeille. Proc Natl Acad Sci USA A. 2002;99: 11435-11440. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed]
Barrot M, Wallace DL, Bolanos CA, Graham DL, Perrotti LI, Neve RL, Chambliss H, Yin JC, Nestler EJ. Ahdistuksen säätäminen ja seksuaalisen käyttäytymisen aloittaminen CREB: n ytimessä. Proc Natl Acad Sci USA A. 2005;102: 8357-8362. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed]
Bradley KC, Meisel RL. Seksuaalinen käyttäytyminen indusoi c-Fos-proteiinia ytimessä ja amfetamiinilla stimuloitu liikunta-aktiivisuus herkistyy aiemmasta seksuaalikokemuksesta naispuolisilla Syyrian hamstereilla. J Neurosci. 2001;21: 2123-2130. [PubMed]
Brown JR, Ye H, Bronson RT, Dikkes P, Greenberg ME. Vika hoitamisessa hiirissä, joilta puuttuu välitön varhainen geeni fosB. Solu. 1996;86: 297-309. [PubMed]
Cenci MA. L-DOPA-indusoidun dyskinesian patogeneesiin liittyvät transkriptiotekijät Parkinsonin taudin rotamallissa. Aminohappoja. 2002;23: 105-109. [PubMed]
Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. DeltaFosB: n voimakas solutyyppinen spesifinen yli-ilmentyminen lisää kokaiinin kannustimia. J Neurosci. 2003;23: 2488-2493. [PubMed]
Hull EM, Dominguez JM. Seksuaalinen käyttäytyminen urospuolisista jyrsijöistä. Horm Behav. 2007;52: 45-55. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed]
Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, Whisler K, Gilden L, Beckmann AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Self DW, Tkatch T, Baranauskas G, Surmeier DJ, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ. Transkriptiotekijän deltaFosB: n ilmentyminen aivoissa kontrolloi herkkyyttä kokaiinille. Nature. 1999;401: 272-276. [PubMed]
Kippin TE, van der Kooy D. tegmental pedunculopontine -ydin eksitotoksiset vauriot heikentävät kopulaatiota naiiveilla urosrotilla ja estävät kopulaation palkitsevia vaikutuksia kokeneilla urosrotilla. Eur J Neurosci. 2003;18: 2581-2591. [PubMed]
Lumley LA, Hull EM. D1-antagonistin ja seksuaalisen kokemuksen vaikutukset kopulaatio-indusoimaan Fos-kaltaiseen immunoreaktiivisuuteen mediaalisessa preoptisessa ytimessä. Brain Res. 1999;829: 55-68. [PubMed]
McDaid J, Graham MP, Napier TC. Metamfetamiinin aiheuttama herkistyminen muuttaa pCREB: tä ja DeltaFosB: tä eri tavalla nisäkäs aivojen limbiseen piiriin. Mol Pharmacol. 2006;70: 2064-2074. [PubMed]
Muller DL, Unterwald EM. D1-dopamiinireseptorit moduloivat deltaFosB-induktiota rotan striatumissa ajoittaisen morfiinin antamisen jälkeen. J Pharmacol Exp Ther. 2005;314: 148-154. [PubMed]
Nakabeppu Y, Nathans D. FosB: n luonnollisesti katkaistu muoto, joka estää Fos / Jun-transkriptionaalisen aktiivisuuden. Solu. 1991;64: 751-759. [PubMed]
Nestler EJ. Riippuvuuden transkriptiomekanismit: ΔFosB: n rooli. Phil Trans R Soc Lontoo B Biol Sci. 2008 lehdistössä.
Olausson P, Jentsch JD, Tronson N, Neve RL, Nestler EJ, Taylor JR. DeltaFosB ytimen ytimessä säätelee elintarvikkeiden vahvistamaa instrumentaalikäyttäytymistä ja motivaatiota. J Neurosci. 2006;26: 9196-9204. [PubMed]
Perrotti LI, Bolanos CA, Choi KH, Russo SJ, Edwards S, Ulery PG, Wallace DL, Self DW, Nestler EJ, Barrot M. DeltaFosB kerääntyvät GABAergiseen solupopulaatioon ventral tegmentaalisen alueen takaosassa psykostimulanttikäsittelyn jälkeen. Eur J Neurosci. 2005;21: 2817-2824. [PubMed]
Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. DeltaFosB: n indusointi palkkioon liittyvissä aivorakenteissa kroonisen stressin jälkeen. J Neurosci. 2004;24: 10594-10602. [PubMed]
Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, Renthal W, Maze I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Self DW, Nestler EJ. DeltaFosB: n induktiokohtia aivoissa väärinkäytösten avulla. Synapsi. 2008;62: 358-369. [PMC vapaa artikkeli] [PubMed]
Teegarden SL, Bale TL. Stressin vaikutukset ruokavalion mieltymyksiin ja saantiin riippuvat pääsystä ja stressin herkkyydestä. Biol Psychiatry. 2007;61: 1021-1029. [PubMed]
Werme M, Messer C, Olson L, Gilden L, Thoren P, Nestler EJ, Brene S. DeltaFosB säätelee pyörän toimintaa. J Neurosci. 2002;22: 8133-8138. [PubMed]
Zachariou V, Bolanos CA, Selley DE, Theobald D, Cassidy MP, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton O, Sim-Selley LJ, Dileone RJ, Kumar A, Nestler EJ. DeltaFosB: n olennainen rooli morfiinitoiminnassa olevissa ytimissä. Nat Neurosci. 2006;9: 205-211. [PubMed]