Natural and Drug Rewards Act sur les mécanismes de plasticité neuronale courants avec ΔFosB comme médiateur clé (2013)

Cette étude a examiné les effets de la récompense sexuelle sur DeltaFosB et les effets de DeltaFosB sur le comportement sexuel et la récompense. Les changements moléculaires standard connus pour se produire avec la toxicomanie se sont avérés être les mêmes que pour le sexe. En d'autres termes, DeltaFosB a évolué pour les stimuli sexuels, mais les médicaments détournent ce même mécanisme. Cela met fin au débat sur la façon dont les toxicomanies sont différentes des dépendances comportementales, et comment les dépendances comportementales sont simplement des compulsions (quoi que cela signifie). Mêmes circuits, mêmes mécanismes, mêmes changements cellulaires, mêmes comportements associés - avec des différences mineures.


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

ÉTUDE COMPLETE

Pitchers KK , Vialou V , Nestler EJ , Laviolette SR , Lehman MN , Coolen LM.

Matériau

Département d'anatomie et de biologie cellulaire, École de médecine et de dentisterie Schulich, Université de Western Ontario, London, Ontario N6A 3K7, Canada, Département de physiologie moléculaire et intégrative, Université du Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, Fishberg Department of Neuroscience and Friedman Brain Institute, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029, et départements de neurobiologie et de sciences anatomiques et physiologie et biophysique, University of Mississippi Medical Center, Jackson, Mississippi 39216.

Abstract

Les drogues induisent une neuroplasticité dans le circuit de la récompense naturelle, notamment au niveau du noyau accumbens (NAc), entraînant ainsi le développement et l'expression de comportements addictifs. Des données récentes suggèrent que les récompenses naturelles pourraient induire des modifications similaires dans le NAc, indiquant que les drogues pourraient activer des mécanismes de plasticité communs avec les récompenses naturelles et permettant une interaction unique entre récompenses naturelles et récompenses induites par les drogues.

Dans cette étude, nous démontrons que l'expérience sexuelle chez les rats mâles suivie de courtes périodes ou de périodes prolongées de perte de récompense sexuelle entraîne une récompense améliorée par l'amphétamine, indiquée par la préférence du lieu conditionné sensibilisé pour l'amphétamine à faible dose (0.5 mg / kg). De plus, l'apparition, mais non l'expression à plus long terme, d'une meilleure récompense de l'amphétamine était corrélée à une augmentation transitoire des épines dendritiques dans l'ANc. Ensuite, un rôle critique du facteur de transcription AFosB dans la récompense améliorée d'amphétamine induite par l'expérience sexuelle et les augmentations associées d'épines dendritiques sur les neurones NAc a été établi en utilisant le transfert de gène de vecteur viral du partenaire de liaison dominant-négatif ΔJunD. De plus, il a été démontré que le ΔFosB et la spinogenèse du médicament, induit par une expérience sexuelle accrue, dépendent de l’activation du récepteur D1 de la dopamine induite par la reproduction dans le NAc. Le blocage pharmacologique du récepteur D1, mais pas du récepteur D2, dans le NAc pendant le comportement sexuel a atténué l'induction du ΔFosB et a empêché une augmentation de la spinogenèse et de la récompense de l'amphétamine sensibilisée.

Ensemble , ces résultats démontrent que les drogues et les comportements de récompense naturels agissent sur des mécanismes moléculaires et cellulaires communs de plasticité qui contrôlent la vulnérabilité à la toxicomanie, et que cette vulnérabilité accrue est médiée par ΔFosB et ses cibles transcriptionnelles en aval.


Introduction

Les comportements de récompense naturelle et la récompense induite par les drogues convergent vers une voie neuronale commune, le système dopaminergique mésolimbique, dans lequel le noyau accumbens (NAc) joue un rôle central ( Kelley, 2004 ). Les drogues induisent une neuroplasticité dans le système mésolimbique, qui pourrait jouer un rôle dans la transition de la consommation occasionnelle à la dépendance ( Hyman et al., 2006 ; Kauer et Malenka, 2007 ; Kalivas, 2009 ; Chen et al., 2010 ; Koob et Volkow, 2010 ; Wolf, 2010a ; Mameli et Luscher, 2011 ). L’hypothèse a été émise que les drogues et les récompenses naturelles n’activent pas les mêmes neurones dans le système mésolimbique, et que, par conséquent, les drogues activent et modifient ce circuit de manière spécifique ( Cameron et Carelli, 2012 ). Cependant, il est devenu de plus en plus clair que les récompenses naturelles et les récompenses médicamenteuses affectent le système mésolimbique de manières à la fois similaires et différentes qui permettent une interaction entre la récompense naturelle, en particulier la récompense sexuelle, et les effets des drogues d'abus ( Frohmader et al., 2010a ; Pitchers et al., 2010a ; Olsen, 2011 ).

Le comportement sexuel est très gratifiant ( Tenk et al., 2009 ).

  • et les expériences sexuelles provoquent des comportements liés à la prise de médicaments sensibilisés, y compris une sensibilisation croisée à une activité locomotrice induite par l'amphétamine (Amph) (Bradley et Meisel, 2001; Pitchers et al., 2010a)
  • et rehaussé de la récompense Amph (Pitchers et al., 2010a).
  • En outre, les expériences sexuelles induisent une plasticité neuronale dans la NAc semblable à celle induite par une exposition psychostimulante, notamment une densité accrue de la colonne vertébrale dendritique (Meisel et Mullins, 2006; Pitchers et al., 2010a),
  • trafic altéré des récepteurs du glutamate et diminution de la force synaptique dans les neurones de coque NAc répondant au cortex préfrontal (Pitchers et al., 2012).
  • Enfin, les périodes d’abstinence sexuelle ont été jugées essentielles pour améliorer la récompense Amph, la spinogenèse NAc (Pitchers et al., 2010a), et trafic de récepteurs du glutamate (Pitchers et al., 2012).

Ces résultats suggèrent que les expériences de récompenses naturelles et de médicaments partagent les mêmes mécanismes de plasticité neuronale, qui influencent à leur tour la vulnérabilité à la toxicomanie.

L'objectif de cette étude était de déterminer les mécanismes cellulaires sous-tendant la plasticité neuronale induite par l'expérience sexuelle, laquelle entraîne une augmentation de la récompense induite par les drogues. Plus précisément, le rôle du facteur de transcription ΔFosB a été étudié, car il est impliqué dans les effets des récompenses naturelles et pharmacologiques ( Nestler et al., 2001 ; Werme et al., 2002 ; Olausson et al., 2006 ; Wallace et al., 2008 ; Hedges et al., 2009 ; Pitchers et al., 2010b ). De plus, le rôle des récepteurs dopaminergiques D1 (D1R) dans la plasticité neuronale induite par l'expérience sexuelle a été examiné, car l'induction de ΔFosB dans le noyau accumbens (NAc) et l'augmentation de la densité des épines dendritiques après administration de psychostimulants sont observées dans les neurones contenant des récepteurs D1R ( Lee et al., 2006 ; Kim et al., 2009 ) et dépendent de l'activation de ces récepteurs ( Zhang et al., 2002 ).

Ici, nous avons utilisé l'expression médiée par le vecteur viral d'un partenaire de liaison dominant-négatif pour ΔFosB, le marquage diOlistic et les manipulations pharmacologiques afin de vérifier l'hypothèse selon laquelle les effets de sensibilisation croisée de l'expérience sexuelle suivie d'une abstinence de récompense sur une récompense Amph renforcée sont médiatisés. Induction de ΔFosB dépendante de D1R dans le NAc et augmentation subséquente de la densité du rachis du NAc. Ensemble, les résultats démontrent que les bénéfices naturels et liés aux médicaments partagent les mêmes mécanismes de plasticité neuronale, avec ΔFosB en tant que médiateur essentiel.

Matériels et méthodes

Animaux.

Des rats mâles adultes (225 – 250 g à leur arrivée) et femelles (210 – 220 g) Sprague-Dawley (Charles River Laboratories) ont été hébergés dans des cages en plexiglas dans des couples du même sexe tout au long des expériences, sous régulation de la température et de l'humidité et sur un hangar 12 / 12. cycle lumière / obscurité avec de la nourriture et de l’eau disponibles gratuitement. Les partenaires féminins des séances d’accouplement ont été ovariectomisés et ont reçu des implants sous-cutanés contenant 5% benzoate d’œstradiol (Sigma-Aldrich) et des injections de 500, ≥g de progestérone (dans 0.1 ml d’huile de sésame; Sigma-Aldrich) 4 h avant le test. Toutes les procédures ont été approuvées par les comités de protection des animaux et d’utilisation des animaux de l’Université Western Ontario et de l’Université du Michigan et conformes aux directives du Conseil canadien de protection des animaux et des Instituts nationaux de la santé concernant la recherche d’animaux vertébrés.

Comportement sexuel.

Les accouplements se déroulaient en début de phase obscure (entre 2 et 6 heures après le début de la période d'obscurité), sous une faible lumière rouge, dans des cages de test propres (60 × 45 × 50 cm). Les rats mâles s'accouplaient jusqu'à éjaculation lors de 4 ou 5 séances d'accouplement quotidiennes. Le choix de cinq séances se justifie par nos résultats antérieurs, qui montrent que ce protocole induit une facilitation à long terme du comportement sexuel ( Pitchers et al., 2010b ), une sensibilisation croisée à l'activité locomotrice Amph ( Pitchers et al., 2010a ) et un effet de récompense ( Pitchers et al., 2010a ). L'éjaculation était le point final de chaque séance d'accouplement, car nous avions précédemment démontré son rôle essentiel dans les effets de l'expérience sexuelle sur la sensibilisation locomotrice Amph ( Pitchers et al., 2010a ), effets qui n'étaient pas observés lorsque les animaux s'accouplaient avec des femelles sans éjaculation. Les paramètres du comportement sexuel (latence avant la première monte, l'intromission et l'éjaculation, ainsi que le nombre de montes et d'intromissions) ont été enregistrés comme décrit précédemment ( Pitchers et al., 2010b ). Pour toutes les expériences, les groupes sexuellement expérimentés ont été appariés selon leur comportement sexuel (nombre total d'éjaculations et latence avant l'éjaculation lors de chaque accouplement). Après le cinquième accouplement, les mâles ont été maintenus avec des partenaires du même sexe et n'ont pas été autorisés à s'accoupler pendant des périodes d'abstinence sexuelle de 1, 7 ou 28 jours. Les animaux restés sexuellement naïfs ont été manipulés et logés dans les mêmes pièces que les mâles sexuellement expérimentés. De plus, des animaux témoins naïfs ont été placés dans des cages de test propres pendant une heure, et ce, pendant 5 jours consécutifs, sans accès à une femelle réceptive.

Expression ΔFosB.

Les animaux ont été profondément anesthésiés (pentobarbital sodique ; 390 mg/kg ; voie intrapéritonéale) et perfusés par voie intracardiaque avec 50 ml de sérum physiologique à 0.9 %, puis avec 500 ml de paraformaldéhyde à 4 % (Sigma-Aldrich) dans un tampon phosphate 0.1 M (PB) pour les expériences de mesure du temps et d’antagoniste des récepteurs DR. Les cerveaux ont été prélevés et postfixés pendant 1 h à température ambiante dans le même fixateur, puis conservés à 4 °C dans une solution de saccharose à 20 % et d’azide de sodium à 0.01 % dans du PB 0.1 M. Pour les expériences d’antagoniste des récepteurs DR, les cerveaux ont été prélevés et coupés en deux selon l’axe sagittal. Une moitié a été conservée dans du PB et utilisée pour l’analyse DiOlistics, et l’autre a été traitée pour l’analyse ΔFosB. Des coupes coronales (35 μm) ont été réalisées à l'aide d'un microtome à congélation (Microm H400R), recueillies en quatre séries parallèles dans une solution cryoprotectrice (30 % de saccharose et 30 % d'éthylène glycol dans du tampon phosphate 0.1 M) et conservées à −20 °C. Les coupes flottantes ont été abondamment lavées avec du tampon phosphate 0.1 M, pH 7.35, entre chaque incubation, et toutes les étapes ont été effectuées à température ambiante. Les coupes ont été exposées à du peroxyde d'hydrogène à 1 % ( 10 min ) puis incubées dans une solution de tampon phosphate contenant 0.1 % de BSA (Fisher) et 0.4 % de Triton X-100 (Sigma-Aldrich) pendant 1 h. Elles ont ensuite été incubées pendant une nuit avec un anticorps polyclonal de lapin anti-FosB (1:5K ; sc-48, Santa Cruz Biotechnology), préalablement validé ( Perrotti et al., 2004 , 2008 ; Pitchers et al., 2010b ). L'anticorps pan-FosB a été produit contre une région interne commune à FosB et ΔFosB et a été précédemment caractérisé pour visualiser spécifiquement les cellules ΔFosB aux points temporels utilisés dans cette étude (> 1 jour après la stimulation) ( Perrotti et al., 2004 , 2008 ; Pitchers et al., 2010b ). Les coupes ont ensuite été incubées dans une solution d'IgG de chèvre anti-lapin conjuguée à la biotine (1 h ; dilution 1:500 dans du PBS+ ; Vector Laboratories), d'avidine-biotine-peroxydase de raifort (1 h ; ABC elite ; dilution 1:1000 dans du PBS ; Vector Laboratories) et de tétrahydrochlorure de 3,3′-diaminobenzidine à 0.02 % (10 min ; Sigma-Aldrich) contenant 0.02 % de sulfate de nickel dans du tampon phosphate 0.1 M avec du peroxyde d'hydrogène (0.015 %). Les sections ont été montées sur des lames de verre Superfrost plus (Fisher) et recouvertes d'une lamelle de phtalate de dibutyle xylène.

Le nombre de cellules ΔFosB-IR a été compté dans la coquille et le noyau du NAc, au sein de zones d'analyse standard (400 × 600 μm), comme décrit précédemment ( Pitchers et al., 2010b ). Deux sections ont été analysées par sous-région du NAc, et la moyenne a été calculée par animal. Dans l'expérience à points temporels, le nombre de cellules ΔFosB-IR a été exprimé en tant que variation relative par rapport au groupe contrôle naïf au point temporel approprié et comparé entre les groupes expérimentés et naïfs pour chaque sous-région à chaque point temporel individuel, à l'aide de tests t non appariés avec un seuil de signification de p < 0.05. Dans les expériences avec ΔJunD-AAV et l'antagoniste DR, une ANOVA à deux facteurs ou à un facteur, respectivement, et la méthode de Holm-Sidak ont ​​été utilisées. De plus, les cellules ΔFosB-IR ont été dénombrées dans le striatum dorsal (zone d'analyse : 200 × 600 μm), immédiatement dorsalement au noyau accumbens et adjacent au ventricule latéral, chez tous les animaux de l'expérience avec l'antagoniste DR. Une analyse de variance à un facteur (ANOVA) et des tests t ont été utilisés pour comparer les groupes.

DiOlistics.

Pour l'expérience avec le vecteur viral ΔJunD et le point temporel déterminé, les rats ont été perfusés par voie intracardiaque avec 50 ml de solution saline (0.9 %), puis avec 500 ml de paraformaldéhyde à 2 % dans du tampon phosphate 0.1 M. Les cerveaux ont été sectionnés (sections coronales de 100 μm) à l'aide d'un vibratome (Microm) et les sections ont été conservées dans du tampon phosphate 0.1 M contenant 0.01 % d'azide de sodium à 4 °C. Le revêtement des particules de tungstène (1.3 μm de diamètre, Bio-Rad) avec le colorant carbocyanine lipophile DiI (perchlorate de 1,1′-dioctadécyl-3,3,3′,3′-tétraméthylindocarbocyanine ; Invitrogen) a été réalisé selon la méthode décrite précédemment ( Forlano et Woolley, 2010 ). Des particules de tungstène enrobées de DiI ont été introduites dans le tissu à une pression de 160 à 180 psi à l'aide du système Helios Gene Gun (Bio-Rad) à travers un filtre de 3.0 μm de porosité (BD Biosciences) et laissées diffuser à travers les membranes neuronales dans du tampon phosphate (PB) 0.1 M pendant 24 h à l'abri de la lumière et à 4 °C. Ensuite, les tranches ont été postfixées dans du paraformaldéhyde à 4 % dans du PB pendant 3 h à température ambiante, lavées dans du PB et montées dans des chambres scellées (Bio-Rad) avec du gelvatol contenant l'agent anti-décoloration 1,4-diazabicyclo(2,2)octane (50 mg/ml, Sigma-Aldrich) ( Lennette, 1978 ).

Les neurones marqués au DiI ont été imagés à l'aide d' un microscope confocal Zeiss LSM 510 m ( Carl Zeiss ) et d'un laser hélium/néon de 543 nm. Pour chaque animal, 2 à 5 neurones dans chaque sous-région du NAc, ou dans la coquille (en fonction de leur localisation par rapport à des repères anatomiques, notamment le ventricule latéral et la commissure antérieure) dans les expériences avec ΔJunD-AAV et antagoniste DR, ont été utilisés pour localiser une région d'intérêt sur une dendrite de second ordre en vue de la quantification des épines dendritiques. Pour chaque neurone, 2 à 4 dendrites ont été analysées afin de quantifier une longueur dendritique totale de 40 à 100 μm. Les segments dendritiques ont été acquis à l'aide d'un objectif à immersion dans l'eau 40×, par intervalles de 0.25 μm le long de l' axe z . Une image 3D a été reconstruite ( Zeiss ) et déconvoluée (Autoquant X, Media Cybernetics) avec les paramètres PSF adaptatifs (aveugles) et théoriques recommandés par le logiciel. La densité des épines dendritiques a été quantifiée à l'aide du module Filament du logiciel Imaris (version 7.0, Bitplane). Le nombre d'épines dendritiques a été exprimé pour 10 μm, moyenné pour chaque neurone puis pour chaque animal. Les différences statistiques ont été déterminées par des analyses de variance à deux facteurs (ANOVA) dans l'expérience de séries temporelles entre les animaux sexuellement naïfs et expérimentés à chaque point temporel (facteurs : expérience sexuelle et sous-région NAc) et dans l'expérience ΔJunD (facteurs : expérience sexuelle et vecteur viral), et par une ANOVA à un facteur dans l'expérience avec l'antagoniste DR. Les comparaisons de groupes ont été effectuées avec la méthode Holm-Sidak avec un niveau de signification de p < 0.05.

Préférence de lieu conditionné.

Le protocole expérimental de conditionnement de préférence de place (CPP) était identique à celui décrit précédemment ( Pitchers et al., 2010a ), utilisant un dispositif à trois compartiments non biaisé (Med Associates) et un protocole non biaisé, avec un seul essai de conditionnement par appariement de sulfate de d-amphétamine (Amph ; Sigma-Aldrich ; 0.5 mg/ml/kg sc, calculé sur la base de la base libre) dans le compartiment apparié et de solution saline dans le compartiment non apparié, un jour sur deux, pendant la première moitié de la phase diurne. Les animaux témoins recevaient de la solution saline dans les deux compartiments.

Les scores de préférence conditionnée pour un lieu (CPP) ont été calculés pour chaque animal en soustrayant le temps passé avant le test (en secondes) dans la chambre associée lors du post-test. Des analyses de variance à un facteur (ANOVA) et la méthode de Holm-Sidak ont ​​été utilisées pour comparer les groupes dans les expériences à points temporels. Un test t non apparié, avec un seuil de signification fixé à p < 0.05, a été utilisé pour comparer les groupes Naive-Sal et Naive Amph à chaque point temporel dans l'expérience à points temporels, et pour chaque traitement par vecteur viral dans l'expérience ΔJunD. Dans l'expérience temporelle, des ANOVA à un facteur et la méthode de Holm-Sidak ont ​​été utilisées pour comparer les groupes sexuellement expérimentés (Exp-Sal, Exp Amph 7 j et Exp Amph 28 j), et un test t non apparié a été utilisé pour comparer les deux groupes naïfs. Une ANOVA à deux facteurs et la méthode de Holm-Sidak ont ​​été utilisées pour comparer tous les groupes dans l'expérience avec l'antagoniste DR. Deux tests t non appariés ont été utilisés pour comparer les groupes Naive-Sal et Naive Amph pour chaque condition de traitement par vecteur viral (GFP ou ΔJunD), les données étant trop variables dans les groupes ΔJunD pour permettre une analyse de variance (ANOVA). Le seuil de signification a été fixé à p < 0.05.

Expériences de vecteur viral.

Des rats mâles ont été anesthésiés avec de la kétamine (87 mg/ml/kg ; ip) et de la xylazine (13 mg/ml/kg ip), placés dans un appareil stéréotaxique (Kopf Instruments) et ont reçu des microinjections bilatérales de vecteurs viraux adéno-associés recombinants codant uniquement pour la GFP (protéine fluorescente verte), ou pour ΔJunD (partenaire de liaison dominant-négatif de ΔFosB) et la GFP, dans le NAc (coordonnées : AP +1.5, ML ±1.2 par rapport au bregma ; DV −7.6 par rapport au crâne), dans un volume de 1.5 μl/hémisphère sur 7 min à l'aide d'une seringue Hamilton (Harvard Apparatus). La protéine ΔJunD diminue la transcription médiée par ΔFosB en formant un hétérodimère compétitif avec ΔFosB, empêchant ainsi sa liaison à la région AP-1 au sein des promoteurs des gènes cibles ( Winstanley et al., 2007 ; Pitchers et al., 2010b ). Bien que ΔJunD se lie à ΔFosB avec une forte affinité, certains de ses effets observés pourraient être dus à l’antagonisme d’autres protéines AP-1. Cependant, il semble que ΔFosB soit la protéine AP-1 prédominante exprimée dans les conditions testées ( Pitchers et al., 2010b ). Trois à quatre semaines plus tard, les animaux ont été soumis à quatre accouplements consécutifs ou sont restés naïfs, constituant ainsi quatre groupes : souris GFP sexuellement naïves, souris GFP sexuellement expérimentées, souris ΔJunD sexuellement naïves et souris ΔJunD sexuellement expérimentées. L'expérience sexuelle consistait en quatre séances d'accouplement quotidiennes consécutives. Les animaux ont été testés pour la préférence conditionnée pour un lieu (CPP) et la diolistique. La vérification des sites d'injection a été réalisée comme décrit précédemment ( Pitchers et al., 2010b ). Des coupes coronales du noyau accumbens (NAc) de 100 μm ont été traitées par immunohistochimie pour la GFP (1:20 000 ; anticorps anti-GFP de lapin ; Invitrogen). La propagation du virus était principalement limitée à la partie externe du NAc, avec une propagation supplémentaire au noyau.

Antagonistes de D1R / D2R.

Des rats mâles ont été anesthésiés par injection intrapéritonéale (0.1 ml/kg) d'un mélange de kétamine (87 mg/ml) et de xylazine (13 mg/ml), puis placés dans un appareil stéréotaxique (Kopf Instruments). Des canules de guidage bilatérales de calibre 21 (Plastics One) ont été insérées dans le noyau accumbens (NAc) à une position AP +1.7, ML ±1.2 par rapport au bregma et −6.4 DV par rapport au crâne. Elles ont ensuite été fixées à l'aide de résine acrylique dentaire, collée à trois vis insérées dans le crâne. Les animaux ont été manipulés quotidiennement pendant une période de récupération de deux semaines afin de les habituer aux procédures de perfusion. Quinze minutes avant le début de chacune des quatre séances d'accouplement quotidiennes, par introduction de la femelle réceptive, les rats mâles ont reçu des microinjections bilatérales d'antagoniste des récepteurs D1 (R(+)SCH-23390 chlorhydrate, Sigma-Aldrich) ou d'antagoniste des récepteurs D2 (D2R (S-(-)eticlopride chlorhydrate, Sigma-Aldrich) dissous dans une solution saline stérile à 0.9 % (10 µg chacun dans 1 µl par hémisphère), ou de solution saline seule (1.0 µl par hémisphère), à ​​un débit de 1.0 µl/min pendant une minute, suivie d'une minute de diffusion de la canule d'injection. Le volume de cette injection permet de perfuser à la fois le noyau et la coquille, les perfusions de 0.5 µl étant limitées aux subdivisions noyau ou coquille ( Laviolette et al., 2008 ). Les dosages étaient basés sur des études antérieures montrant que ces dosages, ou des dosages inférieurs, influençaient le comportement de récompense, qu'elle soit induite par une drogue ou naturelle ( Laviolette et al., 2008 ; Roberts et al., 2012 ). Les mâles témoins sont restés sexuellement naïfs, mais ont reçu une injection intra-NAc de solution saline avant d'être placés dans la cage de test vide, au cours de quatre séances de manipulation quotidiennes. Une semaine après le dernier accouplement ou la dernière séance de manipulation, les mâles ont été testés pour le conditionnement de préférence de place (CPP) à l'amphétamine, ainsi que pour l'analyse des épines dendritiques et du ΔFosB. Le choix de quatre séances, plutôt que cinq comme dans les autres expériences, visait à éviter des lésions excessives du NAc dues aux perfusions répétées et ainsi permettre l'analyse des épines dendritiques et du ΔFosB. En effet, aucune lésion n'a été observée, et les analyses des épines dendritiques et du ΔFosB dans le NAc des animaux ayant reçu une perfusion de solution saline ont montré des résultats similaires à ceux des groupes non perfusés dans les expériences précédentes. Une ANOVA à deux facteurs et la méthode de Holm-Sidak, avec un seuil de signification fixé à p < 0.05, ont été utilisées pour déterminer la facilitation du comportement sexuel induite par l'expérience sexuelle.

Résultats

La régulation à la hausse de ΔFosB induite par le sexe dure longtemps

Dans un premier temps, les corrélations temporelles entre les modifications de l'expression de ΔFosB, des épines dendritiques du NAc et de l'Amph-CPP induites par l'expérience sexuelle ont été déterminées, spécifiquement après des périodes d'abstinence de récompense sexuelle courtes et prolongées (7 ou 28 jours). Il a été précédemment démontré que l'expérience sexuelle de 5 séances d'accouplement quotidiennes entraînait une accumulation de ΔFosB dans l'ensemble du système mésolimbique, notamment dans le NAc ( Wallace et al., 2008 ; Pitchers et al., 2010b ). Dans ces études antérieures, les niveaux de ΔFosB ont été mesurés dans les 1 heures suivant le comportement sexuel, et on ignorait si l'accumulation de ΔFosB persistait après des périodes prolongées d'abstinence de récompense. Des mâles ayant déjà eu des rapports sexuels ont été perfusés 1, 7 ou 28 jours après la dernière de 5 séances d'accouplement quotidiennes, au cours desquelles ils ont eu une seule éjaculation. Des mâles témoins naïfs sexuellement ont été perfusés au même moment après la dernière de 5 séances de manipulation quotidiennes. Le nombre de cellules ΔFosB-IR dans le noyau et la coquille du NAc était significativement plus élevé que chez les témoins sexuellement naïfs à tous les points de mesure ( Fig. 1A : coquille ; 1 j, p = 0.022 ; 7 j, p = 0.015 ; Fig. 1B : noyau ; 1 j, p = 0.024 ; 7 j, p < 0.001 ; 28 j, p < 0.001), sauf dans la coquille du NAc après 28 jours d’abstinence ( p = 0.280). Ainsi, la surexpression de ΔFosB persiste pendant l’abstinence suivant une expérience sexuelle pendant au moins 28 jours.

Figure 1.      

Figure 1.      

L'expérience sexuelle a induit une augmentation immédiate et persistante du nombre de cellules ΔFosB-IR. Variation du nombre de cellules ΔFosB-IR dans la coquille ( A ) et le noyau ( B ) du NAc chez les animaux ayant déjà eu des rapports sexuels (noir) comparés aux témoins naïfs (blanc) ( n = 4 par groupe). Les données représentent la moyenne du groupe ± l'erreur standard à la moyenne (SEM). * p < 0.05, différence significative par rapport aux témoins naïfs. Images représentatives des animaux naïfs à 1 jour ( C ), à 1 jour après l'expérience ( D ), à 7 jours après l'expérience ( E ) et à 28 jours après l'expérience ( F ). ac : commissure antérieure. Échelle : 100 µm.

L'augmentation du nombre d'épines dendritiques induite par le sexe est transitoire

Pitchers et al. (2010a) avaient précédemment montré, par imprégnation de Golgi, qu'une expérience sexuelle suivie de 7 jours d'abstinence sexuelle (mais pas d'un seul jour) entraînait une augmentation significative de la ramification dendritique et du nombre d'épines dendritiques sur les neurones du noyau accumbens (NAc) ( Pitchers et al., 2010a ). Dans cette étude, la spinogenèse a été examinée chez des mâles sexuellement naïfs et expérimentés, 7 ou 28 jours après le dernier accouplement. Nos résultats, obtenus par marquage diOlistics, confirment qu'une expérience sexuelle suivie de 7 jours d'abstinence sexuelle augmente le nombre d'épines dendritiques ( F (1,8) = 9.616, p = 0.015 ; Fig. 2 A–C ). Plus précisément, le nombre d'épines dendritiques est significativement augmenté dans le noyau et le NAc ( Fig. 2 A : noyau, p = 0.011 ; coquille, p = 0.044). Cependant, cette augmentation de la densité des épines était transitoire et n'était plus détectée après une période d'abstinence sexuelle prolongée de 28 jours dans l'une ou l'autre des sous-régions NAc ( Fig. 2 B ).

Figure 2.      

Figure 2.     

L’expérience sexuelle a provoqué une augmentation du nombre d’épines dendritiques dans le NAc et une récompense sensibilisée d’amph. A, B, Le nombre d’épines dendritiques dans la coquille et le coeur de 7 d (A) ou 28 d (DB d’animaux [noirs] et d’expérimentés [noirs] sexuellement naïfs; n = 4 ou 5). Les données sont la moyenne du groupe ± SEM. #p <0.05, différence significative par rapport aux témoins naïfs. C, Segments dendritiques représentatifs des groupes Naive 7 d et Exp 7 d utilisés pour quantifier la densité de la colonne vertébrale. Barre d'échelle, 3 μm. D, Le temps passé dans la chambre couplée (Amph ou solution saline) pendant le post-test moins le prétest (score CPP) pour des animaux naïfs sexuellement (blancs) ou expérimentés (noirs) testés soit 7 d, soit 28 d après la mise au jour finale ou séance de manipulation: Naive-Sal (7 d après manipulation; n = 8), Naive Amph (7 d après manipulation; n = 9), Exp-Sal (groupes combinés d'animaux testés soit 7 d, soit 28 d après l'accouplement; n = 7), 7 d Exp Amph (7 d après l'accouplement; n = 9) et 28 d Exp Amph (28 d après l'accouplement; n = 11). Les groupes de Sal ont reçu Sal couplé avec les deux chambres. *p <0.05, différence significative par rapport aux témoins salins sexuellement expérimentés.

La récompense Amph sensibilisée, induite par le sexe, dure longtemps

Nous avons précédemment démontré qu'une expérience sexuelle suivie d'une période d'abstinence de 7 à 10 jours entraînait une augmentation de la récompense induite par l'amphétamine ( Pitchers et al., 2010a ). Plus précisément, les animaux ayant déjà eu des rapports sexuels développaient une préférence de lieu conditionnée (PLC) significative pour de faibles doses d'amphétamine (0.5 ou 1.0 mg/kg), contrairement aux animaux témoins naïfs. La présente étude confirme et étend ces résultats antérieurs en démontrant une augmentation de la récompense induite par l'amphétamine chez les animaux ayant déjà eu des rapports sexuels, aussi bien après une période d'abstinence de 7 jours qu'après une période de 28 jours ( Fig. 2D ; F ( 2,24) = 4.971, p = 0.016). Plus précisément, les animaux sexuellement expérimentés, ayant subi une période d'abstinence de 7 ou 28 jours, ont passé significativement plus de temps dans le compartiment associé à l'amphétamine lors du post-test, comparativement aux animaux témoins sexuellement expérimentés ayant reçu une solution saline dans les deux compartiments ( Fig. 2D : Exp-Sal vs 7 j Exp AMPH, p = 0.032 ; vs 28 j Exp AMPH, p = 0.021). Confirmant des résultats antérieurs, les animaux sexuellement naïfs n'ont pas passé plus de temps dans le compartiment associé à l'amphétamine lors du post-test et n'ont pas montré de préférence différente de celle du groupe témoin sexuellement naïf ayant reçu une solution saline ( Fig. 2D ) ( Pitchers et al., 2010a ).

L’activité ΔFosB est critique pour la récompense Amph sensibilisée induite par une expérience sexuelle

Les résultats obtenus jusqu'à présent démontrent que l'expérience sexuelle induit une accumulation durable de ΔFosB dans les neurones du NAc, corrélée à une augmentation de la récompense induite par l'amphétamine . Afin de déterminer si l'augmentation de l'activité de ΔFosB est essentielle à cette augmentation de la récompense induite par l'amphétamine, ΔJunD, un partenaire de liaison dominant-négatif de ΔFosB qui supprime la transcription médiée par ΔFosB ( Winstanley et al., 2007 ), a été surexprimé dans le NAc par transfert de gène via un vecteur viral ( Fig. 3A , B ) . Les résultats des tests de préférence conditionnée pour l'amphétamine (CPP) ont montré que l'atténuation de l'activité de ΔFosB par l'expression de ΔJunD dans le NAc empêche les effets de l'expérience sexuelle et de 7 jours d'abstinence de récompense sexuelle sur l'augmentation de la récompense induite par l'amphétamine. Les animaux ΔJunD ayant déjà eu des rapports sexuels n'ont pas développé de CPP significative pour l'amphétamine et ne différaient pas des animaux ΔJunD naïfs sur le plan sexuel ( Fig. 3B ) . En revanche, les animaux témoins GFP sexuellement expérimentés ont formé un CPP pour Amph comme l'indique un score CPP significativement plus élevé que les témoins GFP sexuellement naïfs ( Fig. 3 B , p = 0.018).

Figure 3.     

L'atténuation de l'activité de ΔFosB dans le NAc a bloqué la sensibilisation à la récompense par l'AMPH et l'augmentation du nombre d'épines dendritiques du NAc chez les animaux sexuellement expérimentés . A , Images représentatives de l'expression de la GFP chez trois animaux ayant reçu une injection d'un adénovirus recombinant ΔJunD ciblant le noyau accumbens, illustrant des sites d'injection de petite (à gauche), moyenne (au centre) et grande (à droite). ac : commissure antérieure ; LV : ventricule latéral. Échelle : 250 µm. B , Illustration schématique des localisations et des modes de propagation les plus importants du virus. Chez tous les animaux, la GFP a été détectée dans la coquille, mais la propagation vers le noyau était variable. C , Temps passé dans la chambre associée à l'amphiphilie (Amph) pendant la période post-test moins la période pré-test (score CPP) chez des animaux sexuellement naïfs (blancs) et expérimentés (noirs) ayant reçu une injection du vecteur contrôle GFP (Naïfs, n = 9 ; Exp, n = 10) ou du vecteur ΔJunD (Naïfs, n = 9 ; Exp, n = 9). D , Images représentatives de segments dendritiques d'animaux sexuellement expérimentés (GFP et ΔJunD) utilisées pour quantifier la densité des épines dendritiques. Échelle : 3 µm. E , Nombre d'épines dendritiques dans le NAc d'animaux sexuellement naïfs (blancs) et expérimentés (noirs) ayant reçu une injection du vecteur contrôle GFP ou du vecteur ΔJunD. Les données représentent la moyenne du groupe ± l'erreur standard à la moyenne (SEM). * p < 0.05, différence significative par rapport aux témoins naïfs. # p < 0.05, différence significative par rapport aux témoins expérimentés (GFP).

L'atténuation des effets de la surexpression de ΔJunD n'était pas due à une perturbation du comportement sexuel lors de l'acquisition de l'expérience sexuelle. Il a été précédemment démontré que l'expression de ΔJunD dans le NAc empêche la facilitation du comportement sexuel après une expérience sexuelle ( Pitchers et al., 2010b ). Ce résultat a été confirmé dans la présente expérience. Les animaux témoins GFP ont présenté des latences plus courtes pour la monte, l'intromission et l'éjaculation, ainsi qu'un nombre réduit de montes et d'intromissions lors du quatrième jour consécutif de tests d'accouplement, comparativement au premier jour ( Tableau 1 ). En revanche, les animaux ayant reçu une injection de ΔJunD n'ont pas présenté de latences significativement plus courtes pour la monte ou l'intromission, ni de diminution du nombre de montes lors du quatrième jour d'accouplement par rapport au premier. Ainsi, les perfusions de ΔJunD dans le NAc ont atténué les effets de l'expérience sexuelle. Cependant, aucune différence significative n'a été observée dans aucun des paramètres d'accouplement entre les groupes témoins GFP et les groupes perfusés avec ΔJunD lors des tests d'accouplement, indiquant que les effets des perfusions de ΔJunD sur la sensibilisation de l'Amph CPP induite par l'expérience sexuelle ne sont pas le résultat de différences dans l'expérience d'accouplement en soi ( Tableau 1 ).

Voir ce tableau:      

Tableau 1.     

Paramètres du comportement sexuel lors de l'acquisition d'expérience sexuelle dans des groupes ayant reçu des perfusions de NAc de vecteurs viraux exprimant la GFP ou ΔJunD a

ΔFosB est critique pour l'augmentation des épines dendritiques de NAc induite par l'expérience sexuelle

L'activité ΔFosB était également requise pour l'augmentation de la densité de la colonne vertébrale des neurones NAc après une expérience sexuelle et l'abstinence 7 d sex récompense (Fig. 3C,D). Pour l'analyse de la colonne vertébrale dans le NAc des animaux décrit ci-dessus pour le CPP, une ANOVA à deux voies a montré des effets significatifs de l'expérience sexuelle à la fois (F(1,34) = 31.768, p <0.001) et le traitement des vecteurs viraux (F(1,34) = 14.969, p = 0.001), ainsi qu’une interaction (F(1,34) = 10.651, p = 0.005). Plus précisément, les animaux témoins sexuellement expérimentés de la GFP avaient un plus grand nombre d'épines NAc que les témoins de la GFP naïfs sexuellement (Fig. 3D: p <0.001), confirmant notre précédente constatation (Pitchers et al., 2010a). En revanche, les animaux ΔJunD sexuellement expérimentés ne différaient pas significativement des groupes ΔJunD sexuellement naïfs et étaient significativement plus faibles que les animaux témoins sexuellement expérimentés de la GFP (Fig. 3D: p <0.001). Ainsi, l'expression de ΔJunD dans le NAc a bloqué les effets de l'expérience sexuelle et récompense l'abstinence sur la spinogenèse NAc.

Un antagoniste de D1R bloque la régulation positive de ΔFosB induite par l'expérience sexuelle

Afin de déterminer si l'activation des récepteurs D1 ou D2 dans le noyau accumbens (NAc) pendant l'accouplement est nécessaire à la régulation positive de ΔFosB induite par l'expérience sexuelle et à la sensibilisation au conditionnement de préférence de place (CPP) à l'amphétamine, des animaux ont reçu des perfusions locales d'un antagoniste des récepteurs D1 ou D2 (ou de solution saline) dans le NAc 15 minutes avant chacune des quatre séances d'accouplement quotidiennes consécutives. Il est important de noter que les perfusions d'antagonistes des récepteurs D1 ou D2 dans le NAc n'ont affecté ni l'initiation ni l'expression du comportement sexuel au cours des séances d'accouplement ( Fig. 4 D–F ). De même, l'antagonisme D1R ou D2R n'a pas empêché les effets facilitateurs de l'expérience sexuelle sur l'accouplement, car tous les groupes ont démontré une facilitation du comportement sexuel , mise en évidence par des latences d'éjaculation plus courtes le jour 4 par rapport au jour 1 ( Fig. 4 F ) ( F (1,40) = 37.113, p < 0.001 ; Sal, p = 0.004 ; D1R Ant, p = 0.007 ; D2R Ant, p < 0.001).

Figure 4.     

L'infusion d'antagonistes des récepteurs de la dopamine dans le NAc n'a pas affecté le comportement sexuel. Coupes coronales du NAc ( A , +2.2 ; B , +1.7 ; C , +1.2 par rapport au bregma) indiquant les sites d'injection intra-NAc pour tous les animaux. Les canules étaient bilatérales, mais sont représentées unilatéralement pour faciliter la présentation de tous les animaux (Naïfs - Solution saline, blanc, n = 7 ; Expérimentés - Solution saline, gris foncé, n = 9 ; Expérimentés - Antenne D1R, gris clair, n = 9 ; Expérimentés - Antenne D2R, noir, n = 8). ac : commissure antérieure ; LV : ventricule latéral ; CPu : noyau caudé-putamen. Latence de monte ( D ), latence d'intromission ( E ) et latence d'éjaculation ( F ) pour tous les groupes sexuellement expérimentés (Solution saline, blanc ; Antenne D1R, gris ; Antenne D2R, noir). Les données représentent la moyenne ± l'erreur standard à la moyenne (SEM). * p < 0.05, différence significative entre le jour 1 et le jour 4 au sein du traitement.

L’analyse du nombre de cellules ΔFosB-IR dans le NAc 7 d après la dernière séance de perfusion et d’accouplement ou de manipulation de NAc a révélé des différences significatives entre les groupes dans les deux coquilles de NAc (F(3,29) = 18.070, p <0.001) et noyau (F(3,29) = 10.017, p <0.001). Premièrement, l'expérience sexuelle chez les témoins perfusés de solution saline a provoqué une régulation à la hausse significative de ΔFosB par rapport aux témoins sexuellement naïfs (Fig. 5Acoquille p <0.001; Fig. 5B: coeur, p <0.001), confirmant les résultats ci-dessus. L'antagonisme de D1R, mais pas de D2R, a empêché ou atténué cette régulation à la hausse de ΔFosB. Dans la coquille NAc, les mâles sexuellement expérimentés traités par un antagoniste D1R n'ont montré aucune augmentation des cellules ΔFosB-IR par rapport aux témoins sexuellement naïfs (Fig. 5A: p = 0.110), et l’expression de ΔFosB était significativement inférieure à celle des hommes salins expérimentés sexuellement (Fig. 5A: p = 0.002). Dans le noyau NAc, l’antagonisme de D1R a eu un effet partiel: ΔFosB a été significativement augmenté chez les mâles traités par un antagoniste de D1R par rapport aux témoins naïfs (solution saline)Fig. 5B: p = 0.031), mais cette régulation à la hausse était significativement plus basse par rapport aux hommes traités sexuellement avec une solution saline expérimentée (Fig. 5B: p = 0.012). Le traitement par antagoniste D2R n’a pas d’incidence sur l’induction du ΔFosB, car les mâles sexuellement expérimentés ayant reçu un antagoniste du D2R présentaient un nombre significativement plus élevé de cellules ΔFosB-IR que les témoins naïfs (sérum physiologique).Fig. 5A: coquille, p <0.001; Fig. 5B: coeur, p <0.001) et les hommes traités par un antagoniste D1R (Fig. 5A: coquille, p <0.001; Fig. 5B: coeur, p = 0.013), et ne diffère pas des hommes salins expérimentés sexuellement.

Figure 5.      

Figure 5.      

Le blocage des récepteurs D1 dans le NAc atténue l'augmentation du nombre de cellules ΔFosB-IR dans le NAc chez les animaux sexuellement expérimentés. Variation du nombre de cellules ΔFosB-IR dans la coquille ( A ) et le noyau ( B ) du NAc chez les animaux sexuellement expérimentés (noir) comparés aux témoins sexuellement naïfs (blanc) (Naïfs-Sal, n = 6 ; Exp-Saline, n = 7 ; Exp D1R Ant, n = 9 ; Exp D2R Ant, n = 8). Les données représentent la moyenne du groupe ± l'erreur standard à la moyenne (SEM). * p < 0.05, différence significative par rapport aux témoins naïfs. # p < 0.05, différence significative par rapport aux animaux expérimentés traités avec une solution saline ou un inhibiteur des récepteurs D2. Images représentatives des groupes suivants : Naïfs Sal ( C ), Exp Sal ​​( D ), Exp D1R Ant ( E ) et Exp D2R Ant ( F ). ac : Commissure antérieure. Échelle : 100 µm.

Afin de contrôler la diffusion potentielle des antagonistes des récepteurs D1 ou D2 dans le striatum dorsal, l'expression de ΔFosB a été analysée dans une zone immédiatement dorsale au noyau accumbens et adjacente au ventricule latéral, car l'induction de ΔFosB dans le striatum dorsal par les psychostimulants et les opiacés dépend de l'activité des récepteurs D1 ( Zhang et al., 2002 ; Muller et Unterwald, 2005 ). L'expérience sexuelle a augmenté le nombre de cellules ΔFosB-ir dans le striatum dorsal chez les mâles traités au sérum physiologique (Naïfs-Sal : 35.6 ± 4.8 vs Expérimentés-Sal : 82.9 ± 5.1 ; p < 0.001), confirmant ainsi nos résultats précédents ( Pitchers et al., 2010b ). De plus, les perfusions d'antagonistes des récepteurs D1 et D2 dans le NAc n'ont pas affecté la variation d'expression de FosB (ΔFosB) induite par l'expérience sexuelle dans le striatum dorsal (Exp-D1R : 82.75 ± 2.64 cellules ir ; Exp-D2R : 83.9 ± 4.4 cellules ir ; p < 0.001 par rapport aux témoins naïfs). Ces résultats suggèrent que la diffusion des perfusions d'antagonistes était principalement limitée au NAc.

Un antagoniste de D1R dans les NAc bloque la récompense d'Amph sensibilisée

Le blocage de D1R dans la NAc lors de l'accouplement a également bloqué la récompense Amph renforcée, induite par l'expérience sexuelle, testée 7 d après la dernière perfusion de NAc et test d'accouplement (F(3,29) = 2.956, p = 0.049). Les animaux sexuellement expérimentés qui recevaient une solution saline dans le NAc pendant les séances d’accouplement passaient beaucoup plus de temps dans la chambre à paires Amph par rapport aux mâles sexuellement naïfs (Fig. 6A, p = 0.025), confirmant les résultats ci-dessus. En revanche, les animaux sexuellement expérimentés ayant reçu un antagoniste de D1R intra-NAc au cours de la reproduction ne formaient pas de CPP pour Amph. Ils ne différaient pas des témoins naïfs sur le plan sexuel et passaient beaucoup moins de temps dans la chambre à couplage Amph par rapport à la solution saline (Fig. 6A: p = 0.049) ou antagoniste de D2R (Fig. 6A: p = 0.038) infusé hommes sexuellement expérimentés. Les perfusions d'antagonistes de D2R n'ont pas eu d'incidence sur l'amélioration de la récompense Amph, car les animaux sexuellement expérimentés atteints de NAc Les perfusions d'antagonistes de NAX D2R ont formé un Amph-CPP significatif par rapport aux témoins naïfs (solution saline).Fig. 6A: p = 0.040) et animaux expérimentés antagonistes D1R (Fig. 6A: p = 0.038), et ne diffère pas des hommes salins expérimentés sexuellement.

Figure 6.      

Figure 6.      

Le blocage des récepteurs D1 dans la NAc supprime la récompense sensibilisée d'Amph et l'augmentation du nombre d'épines dendritiques chez les animaux sexuellement expérimentés. A, Le temps passé dans la chambre à paires Amph pendant le post-test moins le prétest (score au CPP, secondes) pour naïf sexuel (blanc, n = 6) et les animaux expérimentés (noirs) ayant reçu une solution saline (n = 7), antagoniste de D1R (n = 9) ou antagoniste de D2R (n = 8). Les données sont la moyenne du groupe ± SEM. *p <0.05, différence significative par rapport aux témoins naïfs de solution saline. #p <0.05, différence significative par rapport aux animaux expérimentés avec D1R Ant. B, Le nombre d’épines dendritiques (par 10 μm) pour sexuellement naïf (blanc, n = 7) et les animaux expérimentés (noirs) ayant reçu une solution saline (n = 8), antagoniste de D1R (n = 8) ou antagoniste de D2R (n = 8). Les données sont la moyenne du groupe ± SEM. *p <0.05, différence significative par rapport aux témoins naïfs de solution saline. #p <0.05, différence significative par rapport aux contrôles salins expérimentés.

Le traitement par antagoniste D1R bloque la spinogenèse NAc induite par l'expérience sexuelle

L’analyse de la densité de la colonne vertébrale dans le NAc de ces mêmes animaux a montré que l’activation de D1R lors de l’accouplement était nécessaire pour augmenter la densité de la colonne vertébrale après un rapport sexuel et 7 d de l’abstinence de la récompense sexuelle (Fig. 6B; F(3,26) = 41.558, p <0.001). Plus précisément, les témoins salins sexuellement expérimentés et les animaux antagonistes D2R avaient un nombre significativement plus grand d'épines que les témoins salins sexuellement naïfs (Fig. 6B: p <0.001) confirmant nos résultats précédents (Pitchers et al., 2010a) et les résultats obtenus avec les vecteurs viraux témoins GFP décrits ci-dessus. En revanche, les animaux infusés avec des antagonistes D1R et sexuellement expérimentés ne différaient pas des témoins naïfs sexuellement, infusés dans une solution saline (Fig. 6B). La perfusion d'antagoniste de D2R a eu un effet partiel, car les animaux perfusés avec D2R présentaient une densité de colonne vertébrale significativement plus basse que celle des témoins salins expérimentés sexuellement (Fig. 6B: p = 0.02), mais un nombre significativement plus élevé d'épines par rapport aux témoins salins naïfs sexuellement et aux hommes expérimentés traités avec D1R (p <0.001; Fig. 6B). Ainsi, le blocage de D1R dans la NAc lors de l'accouplement a bloqué les effets de l'expérience sexuelle et récompensé l'abstinence sur la spinogenèse de la NAc.

Discussions

Dans cette étude, nous avons mis en évidence une sensibilisation croisée entre la récompense naturelle et la récompense induite par les drogues, lorsque la récompense naturelle est suivie d'une période d'abstinence. Plus précisément, nous avons montré qu'une expérience de comportement sexuel, suivie de 7 ou 28 jours d'abstinence, induit une augmentation de la récompense par l'amphétamine . Ces résultats rejoignent le rôle crucial établi de la période d'abstinence aux drogues dans l'incubation du besoin impérieux de consommer ( Lu et al., 2005 ; Thomas et al., 2008 ; Wolf, 2010b , 2012 ; Xue et al., 2012 ). De plus, la variation d'expression de FosB (ΔFosB) induite par la récompense naturelle dans le noyau accumbens (NAc) est essentielle aux effets de sensibilisation croisée de l'abstinence de récompense naturelle sur la récompense induite par les psychostimulants, potentiellement via la spinogenèse dans le NAc pendant la période d'abstinence. Nous avons démontré que l'accumulation de ΔFosB dans le NAc après une expérience sexuelle est durable et dépendante de l'activité des récepteurs D1 du NAc pendant l'accouplement. Il a été démontré que cette régulation positive de ΔFosB, médiée par les récepteurs D1R, dans le noyau accumbens (NAc) est essentielle à l'augmentation de la récompense induite par l'amphétamine et à l'accroissement de la densité des épines dendritiques dans le NAc, même si ces effets de l'expérience sexuelle dépendent d'une période d'abstinence de toute récompense sexuelle ( Pitchers et al., 2010a ). Enfin, nous avons montré que la spinogenèse dans le NAc pourrait contribuer au développement initial de l'expression à court terme de la récompense induite par l'amphétamine, mais qu'elle n'est pas indispensable au maintien de l'expression de cette récompense accrue, car l'augmentation de la densité des épines dendritiques dans le NAc était transitoire et observée après une période d'abstinence de 7 jours, mais pas de 28 jours.

Il est établi depuis longtemps que la dopamine est libérée dans le noyau accumbens (NAc) lors de comportements de récompense naturels, notamment le comportement sexuel. Dès l'introduction d'une femelle réceptive, la concentration de dopamine extracellulaire dans le NAc augmente et reste élevée pendant l'accouplement ( Fiorino et al., 1997 ). La présente étude a montré que l'infusion d'antagonistes des récepteurs de la dopamine dans le NAc pendant l'accouplement n'avait aucun effet sur le déclenchement ou le déroulement du comportement sexuel, ce qui confirme l'hypothèse selon laquelle la dopamine n'est pas impliquée dans l'expression du comportement de récompense en tant que tel, mais plutôt dans l'attribution de la saillance incitative des signaux liés au sexe ( Berridge et Robinson, 1998 ). En effet, les signaux prédictifs d'une récompense sexuelle activent les neurones du système de récompense dopaminergique mésolimbique, notamment les cellules dopaminergiques de l'aire tegmentale ventrale et leur cible, le NAc ( Balfour et al., 2004 ). Les comportements sexuels répétés induisent l'expression de ΔFosB dans le noyau accumbens (NAc), ce qui, à son tour, module le renforcement de ces comportements par l'expérience ( Pitchers et al., 2010b ). Nos résultats montrent que la surexpression de ΔFosB induite par l'accouplement dépend effectivement de l'activation des récepteurs D1 dans le NAc durant l'accouplement. Cette observation concorde avec des études antérieures montrant que l'administration répétée de psychostimulants augmente durablement l'expression de ΔFosB dans les neurones épineux moyens du NAc exprimant les récepteurs D1 ( Lee et al., 2006 ; Kim et al., 2009 ) et que cette surexpression de ΔFosB dépend de l'activation des récepteurs D1 ( Zhang et al., 2002 ). De plus, des réponses pharmacologiques sensibilisées, normalement observées chez un animal ayant déjà consommé une drogue, peuvent être induites en l'absence d'exposition préalable par la surexpression de ΔFosB dans les neurones exprimant les récepteurs D1 du striatum ( Kelz et al., 1999 ). Ainsi , les récompenses naturelles et les récompenses médicamenteuses augmentent le ΔFosB dans le NAc via un mécanisme dépendant du D1R pour sensibiliser les comportements de récompense.

De plus, les résultats actuels démontrent que ΔFosB est un médiateur essentiel de la sensibilisation croisée entre l'expérience de récompense naturelle et la récompense induite par les psychostimulants. Comme indiqué précédemment, l'activité de ΔFosB dans le NAc a été impliquée dans les réponses sensibilisées aux drogues : la surexpression de ΔFosB dans le NAc sensibilise l'activation locomotrice à la cocaïne après une administration aiguë ou répétée ( Kelz et al., 1999 ), augmente la sensibilité au conditionnement de préférence de place (CPP) à la cocaïne et à la morphine ( Kelz et al., 1999 ; Zachariou et al., 2006 ) et induit l'auto-administration de doses plus faibles de cocaïne ( Colby et al., 2003 ). La présente étude montre que le blocage de l'activité des récepteurs D1 ou de ΔFosB dans le NAc pendant l'accouplement abolit la sensibilisation à la récompense induite par l'amphétamine (Amph) induite par l'expérience sexuelle.

La présente étude a démontré qu'une période d'abstinence de récompense sexuelle est nécessaire à la sensibilisation à la récompense induite par l'amphétamine et à la spinogenèse dans le noyau accumbens (NAc). Nous formulons l'hypothèse que la variation d'expression de FosB (ΔFosB) durant cette période d'abstinence influence la fonction neuronale en modifiant l'expression de gènes en aval, initiant ainsi la spinogenèse et modifiant la force synaptique . En effet, le blocage de l'induction de ΔFosB dans le NAc pendant l'accouplement a empêché l'augmentation de la densité des épines dendritiques observée après l'abstinence de récompense. De plus, l'infusion d'un antagoniste des récepteurs D1 dans le NAc avant chaque accouplement a empêché l'augmentation de ΔFosB induite par l'expérience sexuelle et l'augmentation subséquente de la densité des épines dendritiques.

ΔFosB est un facteur de transcription qui peut agir comme activateur ou répresseur de la transcription pour influencer l'expression d'une myriade de gènes cibles susceptibles d'influer sur la densité de la colonne vertébrale et la force synaptique de la NAc. (Nestler, 2008). Plus précisement, ΔFosB active la kinase-5 dépendant du cycle (Bibb et al., 2001; Kumar et al., 2005), facteur nucléaire κ B (NF-κB) (Russo et al., 2009b), et la sous-unité GluA2 du récepteur AMPA du glutamate (Vialou et al., 2010) et represses transcription du gène précoce immédiat c-fos (Pitchers et al., 2010b) et histone méthyltransférase G9 (Maze et al., 2010). CLa kinase 5 yclic-dépendante régule les protéines du cytosquelette et la croissance des neurites (Taylor et al., 2007). De plus, l'activation de NF-KB augmente le nombre d'épines dendritiques dans l'ANc, alors que l'inhibition de NF-KB diminue les épines dendritiques basales et bloque l'augmentation d'épines induite par la cocaïne. (Russo et al., 2009b). Par conséquent, la récompense sexuelle augmente ΔFosB dans la NAc, ce qui peut modifier la densité de la colonne vertébrale de NAc avec plusieurs cibles (c-à-d. Kinase dépendant du cycle, NF-κB) et que la conséquence globale est la récompense du médicament sensibilisée, comme le supposait Russo et al. (2009a) pour les actes de cocaïne répétée.

Une observation inattendue de cette étude a révélé que l'augmentation de la densité des épines dendritiques dans le noyau accumbens (NAc) était transitoire et n'était plus détectable 28 jours après l'expérience sexuelle. Ainsi, cette augmentation était corrélée à l'apparition d'une réponse accrue à l'amphétamine et pourrait contribuer au développement initial ou à l'expression à court terme d'une sensibilisation à l'amphétamine. Cependant, cette augmentation n'était pas nécessaire à la persistance de cette sensibilisation après des périodes d'abstinence prolongées. Nous avons précédemment montré que l'expérience sexuelle induit une augmentation transitoire (7 jours après le dernier accouplement, mais pas 28 jours après), de la sous-unité NR-1 du récepteur NMDA dans le NAc, qui revient à son niveau de base après des périodes prolongées d'abstinence ( Pitchers et al., 2012 ). On a émis l'hypothèse que cette expression accrue des récepteurs NMDA était indicative de synapses silencieuses induites par l'expérience sexuelle ( Huang et al., 2009 ; Brown et al., 2011 ; Pitchers et al., 2012 ), et suggérait la possibilité que la croissance des épines dendritiques induite par l'expérience sexuelle dépende d'une activité accrue des récepteurs NMDA ( Hamilton et al., 2012 ).

En conclusion, la présente étude met en évidence la sensibilisation croisée de la récompense médicamenteuse par une récompense naturelle (sexe) et sa dépendance à une période d'abstinence de la récompense. De plus, cette plasticité comportementale était médiée par ΔFosB via l'activation de D1R dans le NAc. Par conséquent, les données suggèrent que la perte d'une récompense naturelle après l'expérience de la récompense peut rendre les individus vulnérables au développement de la toxicomanie et que l'un des médiateurs de cette vulnérabilité accrue est ΔFosB et ses cibles de transcription en aval.

Notes

  • Reçu en octobre 16, 2012.
  • Révision reçue en décembre 12, 2012.
  • Accepté en décembre 23, 2012.
  • Ce travail a été financé par les Instituts de recherche en santé du Canada (LMC), l'Institut national de la santé mentale (RJE) et le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (KKP et LMC). Nous remercions Dr. Catherine Woolley (Northwestern University) pour son aide concernant la technique de marquage diOlistic.

  • Les auteurs déclarent une absence d'intérêts financiers en compétition.

  • La correspondance doit être adressée à Dr Lique M. Coolen, Département de physiologie et de biophysique, Centre médical de l'Université du Mississippi, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216. [email protected]

Références

    1. Balfour ME,
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