Variation de la densité des récepteurs de l'oxytocine dans le noyau Accumbens a des effets différentiels sur les comportements affiliés chez les campagnols monogames et polygames (2009)

J Neurosci. Manuscrit de l'auteur; disponible dans PMC Oct 27, 2009.

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PMCID: PMC2768419

NIHMSID: NIHMS93410

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Abstract

Les récepteurs de l’ocytocine dans le noyau accumbens ont été impliqués dans la régulation du comportement alloparental et la formation de liens de paires chez le campagnol des Prairies socialement monogame. La densité des récepteurs de l’ocytocine dans le noyau accumbens est positivement corrélée à l’alloparèse chez les campagnols des femelles adultes et juvéniles, et un antagoniste des récepteurs de l’ocytocine perfusé dans le noyau accumbens bloque ce comportement. De plus, les campagnols des prairies ont une plus grande densité de récepteurs d'oxytocine dans les accumbens que les espèces de rongeurs non monogames, et le blocage des récepteurs d'ocytocine accumbal empêche la formation de préférences de partenaires induite par l'accouplement. Ici, nous avons utilisé le transfert de gène de vecteur viral adéno-associé pour examiner la relation fonctionnelle entre la densité de récepteurs d'ocytocine accumbal et le comportement social chez les campagnols des prairies et des prés. Les campagnols des prairies femelles adultes qui surexpriment le récepteur d'ocytocine dans le noyau accumbens manifestaient une formation accélérée de préférences de partenaires après la cohabitation avec un mâle, mais ne présentaient pas de comportement alloparental amélioré. Cependant, la préférence du partenaire n'a pas été facilitée chez les campagnols non monogames du pré en introduisant un récepteur d'ocytocine dans le noyau accumbens. Ces données confirment le rôle des récepteurs d'ocytocine dans les accumbens dans la régulation des préférences des partenaires chez les campagnols des Prairies et suggèrent que l'expression des récepteurs d'oxytocine chez les accumbens n'est pas suffisante pour promouvoir les préférences des partenaires chez les espèces non monogames. Ces données sont les premières à mettre en évidence une relation directe entre la densité de récepteurs de l’ocytocine dans le noyau accumbens et la variation des comportements d’attachement social. Ainsi, la variation individuelle de l'expression des récepteurs de l'ocytocine dans le striatum peut contribuer à la diversité naturelle des comportements sociaux.

Mots clés: maternelle, virus, préférence, neuropeptide, cognition, autoradiographie

INTRODUCTION

Les rongeurs à la microtine présentent une remarquable diversité de comportements sociaux, allant de stratégies fortement affiliatives et socialement monogames à des stratégies d’accouplement relativement asociales et promiscuantes (Gruderadams et Getz, 1985). Le campagnol des prairies socialement monogame (Microtus ochrogastre) forme des liens sociaux durables, ou des liens de couple, avec un partenaire de sexe opposé après la cohabitation et l'accouplement, tandis que les campagnols des prés non monogames (Microtus pennsylvanicus) généralement pas. Les campagnols des prairies femelles adultes naïves sexuellement présentent une diversité considérable dans leur comportement nourricier spontané ou comportement alloparental, environ la moitié manifestant un comportement semblable à celui de la mère envers les chiots, les autres ignorant ou attaquant les chiots (Lonstein et De Vries, 1999; Bales et Carter, 2003; Olazabal et Young, 2005). Les campagnols constituent donc une excellente occasion d'examiner les mécanismes neurobiologiques sous-jacents à l'attachement social et aux soins alloparentaux, ainsi que les mécanismes conduisant à la diversité de ces comportements, d'une espèce à l'autre et entre des individus.

L'ocytocine nonapeptide (TO) a été impliquée dans la régulation de la formation de préférences des partenaires et du comportement alloparental chez les campagnols des prairies. L'injection d'un antagoniste du récepteur de l'ocytocine (OTR) dans le noyau accumbens (NAcc), mais pas dans le putamen caudé adjacent, bloque la formation de la préférence du partenaire induite par l'accouplement, un proxy de laboratoire de la formation de la liaison de paire (Young et al., 2001). Des infusions similaires d'antagoniste de l'OTR dans le NAcc bloquent également le comportement alloparental chez les femmes vierges (Olazabal et Young, 2006b). Ainsi, l'activation des OTR dans le CNRC facilite à la fois la formation de préférences des partenaires et le comportement alloparental chez les campagnols des Prairies.

On a émis l’hypothèse que la variation de la densité des OTR dans les NAcc contribuerait aux différences d’organisation des espèces et de comportement alloparental. Les campagnols des Prairies ont des densités élevées d’OTR dans le NACC, alors que les campagnols non monogames des prairies, les souris et les rats ne le font pas (Insel et Shapiro, 1992; Olazabal et Young, 2006a). Les campagnols des Prairies présentent également des niveaux de comportement alloparental plus élevés que ceux des campagnols des prés, des souris ou des rats (Olazabal et Young, 2006a). Parallèlement à cette relation interspécifique entre la densité de OTR dans le NAcc et le comportement des parents, la densité de OTR dans le NAcc est en corrélation positive avec le comportement alloparental chez les campagnols des juvéniles et des femelles adultes (Olazabal et Young, 2006b, a). Dans cette étude, nous avons utilisé le transfert de gène de vecteur viral adéno-associé (AAV) pour tester directement l'hypothèse selon laquelle la variation de la densité de la NATR OTR peut contribuer à la variation de l'attachement social et du comportement alloparental. Les campagnols des prairies femelles adultes ont été perfusés bilatéralement dans le NAcc avec un AAV codant pour le gène OTR du campagnol des prairies, ce qui a entraîné une augmentation significative de la liaison à la OTR. Les animaux ont ensuite été testés pour le comportement alloparental et la formation de préférences de partenaires. Nous avons ensuite testé l'hypothèse selon laquelle l'expression de l'OTR dans le NAcc était suffisante pour faciliter la formation des préférences du partenaire en infusant des campagnols des prés femelles avec le même vecteur. Nous avions prédit que, par rapport aux témoins, les campagnols des Prairies surexprimant OTR montreraient un comportement alloparental accru et une formation accélérée des préférences des partenaires. De plus, nous avions prédit que les femelles de campagnol des prés qui exprimaient une OTR dans le CCNR développeraient des préférences de partenaire envers les partenaires masculins.

Matériels et méthodes

Animaux

Les campagnols des Prairies et des Prés ont été hébergés dans des groupes du même sexe avec des campagnols / cages 2-3 à partir du moment du sevrage, à l'âge de quelques jours de 21-23. Le logement consistait en une cage en plexiglas ventilée 36 × 18 × 19cm remplie de Bed-ocobbs Bedding Bedding sous un cycle 14: 10 h / clair à 22 ° C avec accès à de la nourriture (lapin LabDiet, Richmond, IN) et de l'eau à volonté. . Les campagnols des Prairies ont été obtenus de notre colonie d’élevage de laboratoire, qui provenait à l’origine de campagnols capturés sur le terrain en Illinois. Les campagnols des prés ont été dérivés d'un stock provenant d'une colonie de reproduction de la Florida State University. Les sujets étaient des campagnols femelles sexuellement naïfs intacts âgés de 2-5, âgés d'un mois. Les animaux stimulants étaient des campagnols mâles adultes expérimentés sexuellement. Chaque homme a servi de «partenaire» et d '«étranger» lors du test de préférence du partenaire (voir ci-dessous). Les détenues ont été réparties dans différents groupes de traitement afin de contrôler la variabilité dans les portées et dans les cages. Toutes les procédures ont été approuvées par le comité institutionnel de protection et d'utilisation des animaux de l'université Emory.

Vecteurs Viraux Adéno-Associés

La séquence de codage OTR a été créée en épissant le premier exon d’un clone génomique OTR de camp des Prairies codant pour les cinq premiers domaines transmembranaires (numéro d’accession Genbank). AF079980) et l'extrémité 3 'de l'OTR amplifiée à partir de l'ADNc de vole utérus des Prairies. La séquence codante a été recadrée en utilisant une PCR pour éliminer les UTR et fournir de nouveaux sites de restriction flanquants pour faciliter le clonage dans le plasmide vecteur AAV. Le gène modifié a ensuite été cloné dans un plasmide vecteur AAV2 entre un promoteur du cytomégalovirus (CMV) 0.6 kb et un fragment d'ADN SV40 contenant le petit intron de SV40 et le signal polyA. L'AAV2-OTR a été encapsulé dans AAV9 par une transfection de triple plasmide dans des cellules AAV-293 (Stratagene, La Jolla, CA) en utilisant un procédé de précipitation au phosphate de calcium standard. Aucun virus auxiliaire n'a été utilisé. Un plasmide AAV2-eGFP a été conditionné en parallèle dans AAV9 en tant que vecteur de contrôle négatif. En bref, chaque plasmide vecteur AAV, un plasmide AAV2 / 9 rep / cap fournissant des fonctions de réplicase AAV2 et de capside AAV9, et un plasmide 3rd Les plasmides codant pour les fonctions auxiliaires de l'adénovirus, pHelper (Stratagene), ont été co-transfectés dans des cellules 293 selon un rapport molaire 1: 1: 1. Les cellules ont été récoltées 48 après la transfection. Les culots cellulaires ont ensuite été remis en suspension dans du DMEM et les particules virales intracellulaires libérées par trois cycles consécutifs de congélation-décongélation, suivies d'une centrifugation à la vitesse 13,000 pour 10 min dans une centrifugeuse de table pour éliminer les particules. Les stocks de vecteurs ont été stockés à -80 C et titrés par PCR en temps réel en utilisant un système de détection de séquence ABI Prism 7700 de Perkin-Elmer Applied Biosystems (Foster City, CA). Les titres étaient de l'ordre de 1012 DRP / ml. (DRP = Particules Résistantes à la Dnase).

Infusion de vecteur viral

Des infusions stéréotaxiques ont été réalisées sous anesthésie à l'isoflurane dans un stéréotax Kopf équipé d'un Ultra Micro Pump II (World Precision Instruments, Sarasota, FL) et d'une seringue Hamilton de calibre 26. Les femelles ont reçu une injection bilatérale dans la coquille du NACC (campagnols des prairies: AP + 1.7mm, ML .9mm, DV -4.5mm, campagnols des prés: AP + 1.6mm, ML .9mm, DV −4.3mm) avec 750nl contenant l'un des vole le récepteur d'ocytocine (CMV-OTR, N = 12), ou un vecteur témoin exprimant l'eGFP (CMV-GFP, N = 16). Le virus a été perfusé à un taux de 93.8nl / min. La seringue a été laissée en place pendant 5 min après la perfusion afin de minimiser la diffusion du vecteur le long du trajet de l'aiguille. Les animaux opérés de façon factice (N = 9) ont été anesthésiés et leur scalps ont été incisés et suturés. Après la chirurgie, les animaux ont été hébergés en groupe jusqu'au moment des tests comportementaux sur les préférences du partenaire. Des études préliminaires ont indiqué que l'expression de l'OTR au site d'injection était stable après plusieurs jours 10.

Test de comportement alloparental

Un mois après l'injection, les campagnols des prairies ont été testés pour le comportement alloparental. Les tests ont eu lieu entre 0800h1800 et 45.5h24. Les animaux d'essai ont été placés dans une grande cage propre (20 x 15 x 2 cm) et on les a laissés s'acclimater pendant 5 min. Deux petits (âgés de 900 à 15 jours) ont été placés à une extrémité de la cage. La latence pour approcher les chiots, le nombre d'animaux qui ont attaqué les chiots et le temps passé à se toiletter, à planer et à récupérer les chiots ont été enregistrés. Une latence de 30 secondes a été attribuée aux animaux qui ne se sont pas approchés des chiots pendant le test de XNUMX minutes à des fins d'analyse statistique. Le test était immédiatement arrêté si la femelle attaquait les chiots. Les animaux étaient classés comme alloparentaux s'ils passaient plus de XNUMX secondes à lécher les chiots sans attaquer. D'après les résultats de l'expérience sur les campagnols des prairies, les campagnols des prés n'ont pas été testés pour le comportement alloparental.

Test des préférences partenaires (Prairie Campagnol)

Un mois après les tests de comportement alloparental et deux mois après la perfusion d'AAV, les femmes ont reçu 4 μg de benzoate d'estradiol (EB; Fisher, Pittsburgh, PA) dissous dans 0.1ml d'huile de sésame tous les jours pendant 3 avant l'accouplement pour induire une réceptivité sexuelle . 16 heures après la dernière injection EB, les animaux ont été placés dans une cage propre (28 × 17 × 12cm) avec un homme adulte sexuellement expérimenté pendant X heures, puis sont rentrés en groupe. Le comportement d'accouplement a été enregistré pendant la cohabitation initiale de l'heure 6. La latence jusqu'à la première intromission et le nombre d'accouplements au cours de la première heure ont été marqués. Une latence de 6 secondes a été attribuée aux animaux qui ne se sont pas accouplés pendant la période horaire 3600 à des fins d’analyse statistique. Le lendemain matin (heures 1 après la cohabitation), les animaux ont été testés pour déterminer la préférence du partenaire. Dans un test de préférence de partenaire, la femelle expérimentale est placée dans une chambre centrale neutre d'un appareil à trois chambres, dans laquelle le partenaire masculin est attaché dans une chambre latérale et un nouveau «inconnu» est attaché dans l'autre (Williams et al., 1992). L'animal expérimental est libre de se déplacer dans les chambres et le temps passé à proximité de chaque mâle est enregistré à l'aide d'un système automatisé de coupure du faisceau (Curtis et Wang, 2005b, a; Lim et al., 2007).

Un jour plus tard, les femelles ont été réunies à nouveau avec le même partenaire pour une heure supplémentaire de cohabitation 12. Les femelles ont ensuite été à nouveau testées pour déterminer leur préférence de partenaire (temps de contact total heure 18). Ce paradigme en deux étapes a été utilisé pour maximiser notre détection d'un test de facilitation de la préférence partenaire, car il existe une variabilité dans le temps seuil nécessaire pour former une préférence partenaire. Les animaux étaient considérés comme ayant une préférence pour le partenaire s'ils passaient deux fois plus de temps à proximité du partenaire que de l'étranger.

Test des préférences des partenaires (campagnol des champs)

En règle générale, les campagnols des prés de notre colonie ne forment pas une paire après l’exposition à 24hrs du partenaire. Par conséquent, pour cette expérience, les tests de préférence des partenaires ont été effectués après une cohabitation de 24 et une heure 48 supplémentaire (heures 72 au total). Tous les autres traitements et méthodes d’essai sont les mêmes que ci-dessus.

Collecte et traitement de tissus

Après les expériences comportementales, les animaux ont été décapités après une anesthésie profonde à l'isofluorane. Les cerveaux ont ensuite été collectés et congelés sur de la neige carbonique en poudre. Les cerveaux ont été sectionnés à l'aide du cryostat dans la série NAcc in 6 à 20μm, sur des lames Fisher Frost-plus. Les lames ont été stockées à -80C jusqu'à leur utilisation en autoradiographie.

Autoradiographie OTR

L'autoradiographie du récepteur OTR a été utilisée pour évaluer la liaison de l'OTR chez des animaux ayant reçu une injection d'AAV. L’autoradiographie a été réalisée comme décrit précédemment avec de légères modifications (Insel et al., 1991; Wang et Young, 1997). Les sections ont été retirées du stockage -80C, laissées à l'air libre, plongées dans du paraformaldéhyde% 0.1 dans une solution saline tamponnée au phosphate (pH 7.4) et rincées deux fois dans du tampon Tris 50 mM (pH 7.4) pour éliminer l'OT endogène. Ensuite, le tissu a été incubé dans 50 pM 125I-OVTA (NEX 254050UC, PerkinElmer, Waltham, MA) pendant une heure. Le radioligand non lié a été éliminé par quatre lavages dans du Tris 50mM plus 2% MgCl2 (pH 7.4), puis plongé dans dH20 et séché à l'air sous un courant d'air frais. Une fois sèches, les lames ont été exposées à un film BioMax MR (Kodak, Rochester, NY) pendant X heures. Deux animaux CMV-OTR et un CMV-GFP ont été exclus de l'analyse comportementale en raison des échecs d'injection.

Immunohistochimie GFP

Un sous-groupe d'animaux (N = 5) ayant reçu une injection de CMV-GFP a été perfusé transcardialement avec 50 ml de PBS, puis 50 ml de 4% paraformaldéhyde dans du tampon au phosphate 0.1 M contenant 2.5% acroléine (Polysciences, Warrington, PA). Immédiatement après la perfusion, les cerveaux ont été prélevés et stockés à 4 ° C dans une solution de 30% saccharose jusqu'à la coupe. Les cerveaux ont été coupés en coupes coronales de 25μm avec un microtome de congélation et stockés en suspension libre dans une solution de cryoprotecteur à -20 ° C jusqu'au traitement immunohistochimique.

Une série 1: 6 passant par l’axe rostrocaudal de chaque cerveau a été traitée pour la GFP. En bref, des sections ont été retirées de la solution de cryoprotecteur, rincées abondamment dans une solution saline tamponnée au phosphate de potassium (pH 7.4), puis mises à réagir pendant X minutes dans 15% borohydrure de sodium pour éliminer les aldéhydes en excès. Les coupes ont ensuite été incubées dans une solution d'anticorps primaire dirigée contre la GFP dans une solution saline tamponnée au phosphate de potassium (KPBS) contenant 1% Triton-X pendant 0.1 heure à la température ambiante, suivie de 1 heures à 48 ° C. Les cellules contenant la GFP ont été identifiées en utilisant un anticorps polyclonal de lapin anti-GFP (n ° de catalogue A4, Invitrogen, Carlsbad, CA) à une concentration de 6455: 1. Après incubation des anticorps primaires, le tissu a été rincé dans du KPBS, incubé pendant une heure 100,000 dans une IgG anti-lapin biotinylée (Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) à une concentration de 1: 1, et rincé au KPBS, suivi d'un 600- heure d'incubation dans le complexe avidine-biotine-peroxydase (kit ABC Elite Kit PK-1 Vector, Burlingame, CA) à une concentration de 6100: 1. Après rinçage dans du tampon KPBS et Tris (pH 200), la GFP a été visualisée sous la forme d'un produit de réaction brun en utilisant de la 7.2'-diaminobenzidine contenant du peroxyde d'hydrogène 3,3% dans du tampon Tris. Le produit de la réaction a été stoppé après approximativement 0.08 minutes par rinçage dans du tampon Tris. Des coupes ont été montées hors de la solution saline sur des lames de sous-lit en gélatine, séchées à l'air, déshydratées dans une série d'alcools gradués, effacées dans Histoclear (National Diagnostics, Atlanta, Géorgie) et recouvertes avec Krystalon (EMD Chemicals, Gibbstown, NJ).

Analyses statistiques

Les données sont présentées sous forme de moyenne ± erreur standard de la moyenne (SEM). Une ANOVA RM bidirectionnelle a été effectuée en utilisant le temps passé avec chaque animal stimulus comme variable dépendante, le facteur intra-sujets étant le partenaire ou l'étranger, et le groupe de traitement comme facteur inter-sujets. Le test Holm-Sidak a été utilisé pour des comparaisons par paires post hoc lorsqu'un effet d'interaction significatif était détecté. Une méthode ANOVA a été effectuée sur les comportements alloparentaux et d'accouplement des campagnols des prairies. Les comportements qui ne répondaient pas aux critères de normalité ont été analysés à l'aide de l'analyse Kruskal-Wallis One Way de la variance sur les rangs. Un test exact de Fisher a été utilisé pour déterminer les différences de groupe dans la proportion d'animaux présentant un comportement alloparental. Le comportement d'accouplement des campagnols des prés a été analysé en utilisant un test t et un test de somme des rangs de Mann-Whitney lorsque le test de normalité a échoué.

RÉSULTATS

Comportement alloparental chez le campagnol des prairies

La proportion de campagnols femelles des Prairies ayant reçu une injection de CMV-OTR et présentant un comportement alloparental (3/9) ne différait pas des campagnols témoins (4/15) ou fictifs (3/10) (p> 0.5; Figure 1A). Deux CMV-OTR, quatre témoins CMV-GFP et deux simulacres, classés dans la catégorie non alloparentale, ont attaqué les chiots. La latence pour approcher les chiots (Figure 1B) et le temps passé à lécher / toiletter ne différaient pas non plus de manière significative entre les groupes (H = 0.31, P> 0.8 pour la latence, H = 0.40, P> 0.8 pour le toilettage). Lorsque seuls les animaux qui atteignaient les critères d'alloparental ont été comparés, la latence à l'approche des chiots pour les femelles CMV-OTR (140.2 ± 65.2 secondes) n'était pas différente de CMV-GFP (62.5 ± 39.3 secondes) ou simulée (169.4 ± 51.7 secondes) ) femmes (F (2,7) = 1.27, p> 0.3). Il n'y avait pas non plus de différence dans la durée pendant laquelle les femelles alloparentales CMV-OTR ont passé à lécher les petits par rapport aux femelles alloparentales CMV-GFP ou fictives (F (2,7) = 1.94, p> 0.2; Figure 1C). Le temps total passé par chaque groupe à lécher / toiletter, planer et porter les chiots n'était pas non plus différent entre le CMV-OTR alloparental (695.2 ± 77.1 secondes) CMV-GFP (387.5 ± 132.7 secondes) ou le simulacre (503.8 ± 82.8 secondes) ) animaux (F (2,7) = 1.98, p> 0.2).

Figure 1  

Comportement alloparental chez les campagnols femelles simulés, CMV-GFP et CMV-OTR. A) Il n'y avait aucun effet du traitement sur la proportion de femmes dans chaque groupe de traitement qui manifestaient un comportement alloparental. Les barres noires représentent le pourcentage d'animaux qui ...

Comportement d'accouplement chez les campagnols des prairies

Le comportement d'accouplement n'a pas été significativement affecté par le traitement chirurgical antérieur des femelles. La latence à la première intromission n'était pas significativement différente chez les mâles appariés avec les femelles CMV-OTR par rapport aux mâles accouplés au CMV-GFP ou les femelles simulées (H = 5.043, p = 08; Figure 2A). Bien que le groupe CMV-OTR ait eu tendance à s'accoupler plus tôt que les autres groupes, ils ne se sont pas accouplés plus souvent. Le nombre d'épisodes d'accouplement au cours de la première heure ne différait pas entre les paires contenant des femelles CMV-OTR des paires contenant CMV-GFP ou des femelles factices (F (2,31) = 0.46, p> 0.6; Figure 2B).

Figure 2  

Comportement et comportement préférentiel des partenaires chez les campagnols femelles simulés, CMV-GFP et CMV-OTR. La latence jusqu'à la première intromission (A) et le nombre de poussées d'accouplement (B) n'étaient pas significativement différents entre les groupes. C) Après une heure de cohabitation 6, ...

Comportement préférentiel des partenaires chez le campagnol des prairies

Après la période de cohabitation 6 h, aucun des groupes n’a affiché de préférence de partenaire significative (Figure 2C). Il n'y avait pas d'effet principal du traitement (F (2,31) = 0.56, p> 0.5) ou du temps passé avec le partenaire versus l'étranger (F (1,31) = 0.46, p> 0.5). Après 12 heures supplémentaires de cohabitation, il n'y avait pas d'effet principal du traitement (F (2,29) = 78, p = 0.5) ou du temps passé avec le partenaire versus l'étranger (F (1,29) = 3.71 , p = 0.06). Cependant, il y avait un effet d'interaction significatif (F (2,29) = 5.56, p = 0.009). Le test post-hoc a révélé que les femelles CMV-OTR passaient beaucoup plus de temps à proximité du partenaire que de l'étranger (p <0.001; Figure 2D). Cependant, les femelles CMV-GFP et fictives n'ont pas montré de préférence de partenaire après cette période (p> 0.05; Figure 2D). En outre, 80% des campagnols injectés CMV-OTR ont atteint le critère de préférence du partenaire, c’est-à-dire passer deux fois plus de temps avec le partenaire que l’étranger, comparé à seulement 31% du CMV-GFP injecté et 44% des animaux factices (Figure 2E, F).

OTR et GFP Expression dans le CNRC de campagnols des prairies

Une autoradiographie a été réalisée pour déterminer l'emplacement de l'injection de l'AAV et pour vérifier que le vecteur CMV-OTR entraînait une augmentation de la liaison à l'OTR par rapport aux témoins. Comme indiqué précédemment, il existait une variation individuelle significative de la liaison de l'OTR dans le NAcc de campagnols des prairies CMV-GFP témoins (Figure 3A, B). Des élévations distinctes de la liaison à l'OTR ont été détectées dans le NAcc de campagnols des prairies injectés par CMV-OTR (Figure 3C). De plus, une immunohistochimie de la GFP a été réalisée sur des coupes de cerveau d'animaux de CMV-GFP afin de déterminer l'étendue de l'expression dans les neurones du NAcc. Un marquage clair des cellules présentant des caractéristiques neuronales a été détecté, confirmant que les vecteurs AAV du CMV ont conduit à l'expression dans les neurones (Figure 3E, F).

Figure 3  

Analyse de l'expression OTR et GFP chez les campagnols femelles des Prairies CMV-OTR et CMV-GFP. La densité de l'OTR a été déterminée par autoradiographie du récepteur. A, B) Il y avait une variation significative de la densité de liaison de l'OTR dans le NAcc des femelles CMV-GFP. C'est en contraste ...

Comportement d'accouplement chez les campagnols

Aucune différence significative de comportement d'accouplement n'a été observée entre les groupes de traitement chez les campagnols des prés. La latence à la première intromission n'était pas différente chez les mâles appariés avec les femelles CMV-OTR (1245.1 ± 1465.9 secondes) par rapport aux mâles accouplés pour contrôler les femelles CMV-GFP (566.6 ± 989.8 secondes) (T = 128.0, p> 0.2). Le nombre d'épisodes d'accouplement au cours de la première heure ne différait pas non plus entre les paires contenant des femelles CMV-OTR (6.8 ± 5.1) et celles contenant des femelles CMV-GFP (9.5 ± 4.4) (t = 1.42, p> 0.1).

Préférence de partenaire dans les campagnols des prés

Après une période de cohabitation avec 24hr, aucun des groupes n’a affiché de préférence de partenaire significative (Figure 4A). Il n'y avait pas d'effet principal du traitement (F (1,20) = 0.19, p> 0.6) ou du temps passé avec le partenaire versus un étranger (F (1,20) = 0.09, p> 0.7). Après 48 heures supplémentaires de cohabitation, il n'y avait à nouveau aucun effet principal significatif du traitement (F (1,19) =. 65, p> 0.4) ou du temps passé avec l'une ou l'autre des femmes (F (1,19) = 0.62, p> .4; Figure 4B).

Figure 4  

Comportement préférentiel des campagnols des prés femelles après une cohabitation 24 hr (A) et après une cohabitation culminante heure 72 (B). Les femelles ayant reçu l'injection de CMV-OTR et de CMV-GFP n'ont pas montré de préférence de partenaire. Ils ont passé autant de temps avec le partenaire ...

Expression de l'OTR dans le CNRC des campagnols

Les campagnols des prés injectés par CMV-GFP avaient peu ou pas de liaison à l'OTR dans le NAcc (Figure5A). En revanche, les campagnols des prairies injectés par CMV-OTR avaient une liaison significative à la OTR dans le NAcc, comparable à celle des campagnols des prairies (Figure 5B).

Figure 5  

Autoradiographie des récepteurs illustrant la densité de liaison à l'OTR dans le NAcc des campagnols des prés CMV-OTR (A) et CMV-GFP (B). Notez que les campagnols femelles de pré de CMV-GFP avaient peu ou pas de liaison de OTR dans le NAcc. Cependant, la liaison à l'OTR dans le NACC était considérablement plus élevée ...

DISCUSSION

Les différences entre les espèces dans la densité de OTR dans les NAcc ont été associées à des différences de stratégie de reproduction (monogamie sociale vs polygamie) et à un comportement alloparental, ce qui suggère que les variations dans l’expression des récepteurs de OTR peuvent être à la base des différences d’organisation et de comportement des espèces (Insel et al., 1991; Young et Wang, 2004; Olazabal et Young, 2006b). Les campagnols des prairies socialement monogames ont une densité de OTR plus élevée dans le CNS que les campagnols des prairies et des montagnards non monogames, et le blocage pharmacologique de ces récepteurs empêche la formation de préférences de partenaires induite par l'accouplement (Young et al., 2001; Olazabal et Young, 2006b). Il existe également une variation individuelle importante de la densité des OTR chez les NACC chez les campagnols des prairies (Figure 3A, B). La densité de OTR dans cette région est positivement corrélée à la variation individuelle du comportement alloparental de campagnols adultes femelles naïves sexuellement (Jeune, 1999; L’administration d’Olazabal 2006) et d’antagoniste de l'OTR dans le NAcc élimine ce comportement (Olazabal et Young, 2006a). Par conséquent, dans cette étude, nous avons cherché à tester directement la relation entre la densité de récepteurs dans le NAcc et le comportement affilié chez les campagnols, en utilisant le transfert de gène AAV.

Nos résultats montrent que, tel que prédit, les campagnols des Prairies avec des niveaux élevés de OTR dans le NAcc présentent une formation accélérée des préférences des partenaires par rapport aux femelles ayant une densité de OTR inférieure (CMV-GFP ou Shams). CContrairement à notre prédiction, il n'y avait pas de différence de comportement alloparental entre les groupes, ce qui suggère des mécanismes différentiels par lesquels l'OTA accumbal régule la formation des préférences du partenaire et le comportement alloparental. Nos résultats corroborent l'hypothèse selon laquelle les différences individuelles d'expression d'OTR contribuent à la variation intra-spécifique de certains aspects du comportement affilié. Cependant, l'augmentation de l'expression de l'OTR dans le NAcc n'était pas suffisante pour induire la formation de préférence du partenaire chez les campagnols, même après XHUMX heures de cohabitation, ce qui suggère que les différences entre les espèces dans l'OTA accumbal ne suffisent pas à expliquer les différences d'espèce dans la capacité de former un partenaire préférences. Il est important de noter qu'il n'y avait aucune différence de groupe dans le comportement d'accouplement dans aucun des paramètres examinés. Par conséquent, la préférence accrue pour les partenaires dans les campagnols des Prairies expérimentaux ne peut être attribuée à une activité sexuelle accrue au cours de la période de cohabitation initiale.

Les campagnols des prairies femelles adultes présentent des variations individuelles remarquables dans leurs soins alloparentaux. Environ 50% des femelles naïves sexuellement vont spontanément récupérer, lécher / panser et survoler les chiots qui leur sont présentés (Lonstein et De Vries, 1999; Bales et Carter, 2003; Olazabal et Young, 2005). Il existe également une variation significative de la densité des OTR chez les campagnols des prairies chez les campagnols des prairies (Jeune, 1999). Les femelles ayant des densités plus élevées d'OTR dans le CNSW sont plus susceptibles d'afficher une réactivité alloparentale que les animaux ayant une OTR inférieure dans cette zone. Il était donc surprenant que l’élévation de la densité de OTR dans le NAcc des campagnols des prairies n’améliore pas le comportement alloparental. Le fait que ces animaux aient montré une formation accélérée de préférences de partenaires suggère que l'OTR dérivée du transgène de vecteur viral était couplée fonctionnellement aux voies de transduction du signal dans le NAcc.

Nous émettons l'hypothèse que la variation individuelle de l'activation de l'OTR dans le NAcc au cours du développement pourrait jouer un rôle plus important dans la production de variations intra-espèces du comportement alloparental. La corrélation positive entre la densité de OTR dans le comportement NAop et alloparentale a été démontrée chez les campagnols des prairies juvéniles ainsi que chez les adultes (Olazabal et Young, 2006b, a). Le comportement alloparental chez les campagnols des prairies semble être particulièrement sensible aux perturbations au cours du développement. Par exemple, l’exposition périnatale à l’ergothérapie modifie le comportement alloparental chez les campagnols des Prairies (Bales et al., 2007). Par conséquent, les individus dont les densités d'OTR sont plus élevées au cours du développement peuvent voir augmenter la signalisation de l'OTR dans le CNRS, entraînant des modifications neurochimiques durables qui augmentent la probabilité d'afficher un comportement alloparental à l'âge adulte. Si cette hypothèse est correcte, nous prédirions que l'augmentation de l'expression de l'OTR dans le NAcc par voie néonatale augmenterait la fréquence du comportement alloparental.

Une autre explication de l'échec de l'augmentation de l'expression de l'OTR dans le NAcc pour augmenter le comportement alloparental est que la variation de l'expression de l'OTR dans plusieurs régions du cerveau peut être nécessaire pour produire la diversité de comportement attendue. Par exemple, l’expression OTR dans le septum latéral est négativement corrélée au comportement alloparental (Olazabal et Young, 2006a). Enfin, il est également possible que la variation de l’exposition aux hormones ou de l’expérience sociale influe sur la densité des OTR chez les NAcc, en plus de modifier le comportement alloparental. Par exemple, la présence ou l'absence du père pendant le développement ou la manipulation périnatale des hormones stéroïdiennes peut influer sur la manifestation de la réactivité alloparentale chez les campagnols des prairies femelles (Roberts et al., 1996; Roberts et al., 1998; Lonstein et De Vries, 2000).

Chez les campagnols mâles, la vasopressine joue un rôle essentiel dans la manifestation du comportement paternel ainsi que dans la formation des préférences des partenaires, parallèlement au rôle de l'ocytocine chez les femmes (Winslow et al., 1993; Wang et al., 1994). Des études pharmacologiques spécifiques à des sites démontrent que V1aR dans le pallidum ventral, un produit important du NAcc, est essentiel à la formation de la liaison de paires (Lim et Young, 2004). L'augmentation de V1aR dans le pallidum ventral à l'aide d'un transfert de gène induit par un vecteur viral accélère la formation des préférences du partenaire chez le campagnol des prairies (Pitkow et al., 2001), une conclusion parallèle à l’étude actuelle. Bien que la surexpression de V1aR dans le pallidum ventral des campagnols mâles ne soit pas suffisante pour induire un comportement paternel, elle favorise la préférence du partenaire (Lim et al., 2004) en revanche, dans la présente étude, la surexpression de OTR dans le NaCC ne stimulait pas la formation de préférences de partenaires chez les campagnols des prés.

Il y a plusieurs explications possibles à l'échec des campagnols femelles de pré avec une OTR élevée dans le NAcc à former des préférences de partenaire. Premièrement, les différences d'espèces dans les rejets d'OT au sein des NACC lors de l'accouplement peuvent différer entre les campagnols des Prairies et les campagnols des prés. Bien que la localisation de l'OTR diffère d'une espèce à l'autre, les campagnols des prairies et les campagnols des prés possèdent des fibres immunoréactives vis-à-vis de l'OT dans le NAcc (Ross et Young, données non publiées). in vivo Des expériences de microdialyse ont montré que l'accouplement stimule la libération d'OT dans le CCNC de campagnols des Prairies, mais aucune étude parallèle n'a été réalisée chez les campagnols des prés (CD Cole et Young, données non publiées). Il est possible que la perfusion d'OT chez des animaux traités au CMV-OTR facilite la formation des préférences du partenaire chez les campagnols des prés. Cependant, il convient de noter que chez le rat et le mouton, la stimulation vaginocervicale augmente la libération centrale d’OT (Kendrick et al., 1986; Sansone et al., 2002). Par conséquent, il est probable que les campagnols des prés connaissent déjà une augmentation de l'OT accumbal avec l'accouplement. Une autre explication de l'échec de l'expression de NAcc OTR dans la stimulation de la formation de préférences de partenaires chez les campagnols des prés femelles est que les différences d'espèce dans l'expression de OTR dans d'autres régions du cerveau sont également nécessaires pour la liaison de paires. Par exemple, la densité des OTR est également plus élevée dans le cortex préfrontal et l’amygdale latérale chez les campagnols des Prairies par rapport aux espèces de campagnol non monogame (Insel et al., 1991; Young et al., 1996; Smeltzer et al., 2006). Par conséquent, une élévation de l'expression de l'OTR sur plusieurs sites peut être nécessaire pour stimuler les préférences des partenaires induites par l'accouplement chez les campagnols des prés. Enfin, il est possible que de multiples différences neurochimiques entre les espèces soient responsables de différences de comportement entre espèces (par exemple, dopamine, facteur de libération de la corticotropine) (Gingrich et al., 2000; Liu et Wang, 2003; Smeltzer et al., 2006; Lim et al., 2007).

Notre approche expérimentale appelle plusieurs mises en garde importantes qui méritent d’être discutées. Premièrement, le CMV-OTR augmentait probablement l'expression de l'OTR dans tous les types de cellules de la zone injectée, y compris les populations neuronales qui normalement ne répondent pas à l'OT. Cependant, il est possible que l'OTR transgénique ait entraîné une signalisation plus importante dans les neurones qui expriment normalement une OTR endogène en raison d'une sensibilisation accrue à l'OT libérée sur ces neurones ou de la présence des molécules de signalisation en aval appropriées. Deuxièmement, la zone d'expression du transgène produite par la perfusion de vecteur viral n'était pas exprimée uniformément sur toute l'étendue rostrale-caudale ou médio-latérale du NAcc. Chez les femelles CMV-OTR, l'expression de l'OTR était constamment élevée dans la coquille et les régions centrales adjacentes du NAcc. Cependant, il convient de noter que la coquille de NAcc est plus impliquée dans la régulation de la formation de préférences de partenaires et que la densité de OTR dans cette même région est plus fortement corrélée au comportement alloparental que la région centrale.

Cette étude est la première à démontrer de manière concluante que la variation de l'expression de la OTR dans le cerveau peut contribuer à la variation du comportement social. L'ergothérapie a été largement impliquée dans la régulation de plusieurs comportements, notamment le traitement de l'information sociale et la mémoire, le choix du partenaire, le soutien de la mère et l'attachement (Dantzer et al., 1987; Kendrick, 2000; Ferguson et al., 2001; Kavaliers et al., 2003). Il est maintenant clairement établi que l'ergothérapie module également la cognition sociale humaine, y compris la confiance interpersonnelle, le regard, la mémoire faciale et la perception des émotions (Kosfeld et al., 2005; Domes et al., 2007; Guastella et al., 2008; Savaskan et al., 2008). L’administration de l’ergothérapeute augmente la rétention de la cognition sociale dans une tâche d’intonation vocale chez des sujets autistes (Hollander et al., 2007), et plusieurs études génétiques ont rapporté des associations modestes entre des polymorphismes non codants du gène OTR et des troubles du spectre autistique (Wu et al., 2005; Jacob et al., 2007; Lerer et al., 2007; Yrigollen et al., 2008). Les informations sur la distribution de l'OTR sont limitées et on ne sait rien des variations individuelles de la densité de l'OTR dans le cerveau humain. Nos résultats suggèrent que la variation de la densité de l'OTR dans des régions spécifiques du cerveau peut contribuer aux différences individuelles de la fonction cognitive sociale chez l'homme.

Remerciements

Les auteurs souhaitent remercier Lorra Mathews pour son excellent travail en tant que gestionnaire de notre colonie de campagnols. Cette étude a été financée par les subventions des NIH octroyées par MH064692 à LJY, RR00165 au centre national de recherche sur les primates de Yerkes et NSF STC IBN-9876754.

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