MEGJEGYZÉSEK: A Delta FosB a függőség elsődleges molekulája. Egy függőségi folyamat során emelkedik vagy halmozódik fel, megerősítve az addiktív viselkedést és az agy újbóli bekötését. Felvetődik, hogy a függőség kémiai vagy viselkedési jellegű-e. Ez a tanulmány azt mutatja, hogy a szexuális tevékenység és a cukor fogyasztása során felhalmozódik. A kutatók azt is megállapították, hogy a szexuális tevékenység növelte a cukor fogyasztását. A Delta FosB részt vehet az egyik függőségben, megerősítve a másik függőséget. A kérdés az - hogyan befolyásolja a pornó túlzott fogyasztása a Delta FosB-t? Mivel a dopamin rúg a DeltaFosB-ben, minden az agyadon múlik.
J Neurosci. 2008 október 8; 28 (41): 10272 – 10277.
doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1531-08.2008.
Deanna L Wallace1,2, Vincent Vialou1,2, Loretta Rios1,2, Tiffany L. Carle-Florence1,2, Sumana Chakravarty1,2, Arvind Kumar1,2, Danielle L. Graham1,2, Thomas A. Green1,2, Anne KirkXNUMNUMX, Anne KirkXNNUMX, Sergio D., Nicox, Sergio D. J. DiLeone1,2, Eric J. Nestler3 és Carlos A. Bolaños-Guzmán1,2,4 +
+ Szerző megjegyzések
DL Wallace jelenlegi címe: Helen Willis Idegtudományi Intézet, Kaliforniai Egyetem, Berkeley, Berkeley, CA 94720.
TL Carle-Florence jelenlegi címe: Mary Kay Research Laboratories, Dallas, TX 75379.
DL Graham jelenlegi címe: Merck Laboratories, Boston, MA 02115.
TA Green jelenlegi címe: Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23284.
EJ Nestler jelenlegi címe: Idegtudományi Tanszék, Mount Sinai Orvostudományi Kar, New York, NY 10029.
Absztrakt
Kimutatták, hogy a deltaFosB (ΔFosB) transzkripciós faktor, amelyet a nukleáris accumbensben (NAc) indukálnak a kábítószerrel való gyógyszerek krónikus expozíciójával, közvetíti a szenzitizált válaszokat ezekre a gyógyszerekre. Azonban kevésbé ismert az ΔFosB szerepe a természetes jutalmakra adott válaszok szabályozásában. Itt bemutatjuk, hogy két erős természeti jutalom viselkedés, szacharóz ivás és szexuális viselkedés növeli a ΔFosB szintjét a NAc-ben. Ezután a vírus által közvetített génátvitelt használjuk annak tanulmányozására, hogy az ilyen ΔFosB indukció milyen hatással van ezeknek a természetes jutalmaknak a viselkedési válaszaira. Bemutatjuk, hogy az ΔFosB túlzott expressziója a NAc-ben növeli a szacharóz bevitelét és elősegíti a szexuális viselkedés szempontjait. Ezenkívül megmutatjuk, hogy a korábbi szexuális tapasztalattal rendelkező állatok, amelyek megnövekedett ΔFosB-szintet mutatnak, a szacharóz-fogyasztás növekedését is mutatják. Ez a munka azt sugallja, hogy az ΔFosB-t nemcsak a NAc-ben indukálják visszaélésszerű gyógyszerek, hanem természetes jutalmak is. Ezenkívül megállapításaink azt mutatják, hogy az ΔFosB-t kiváltó stimulusok krónikus expozíciója növelheti az egyéb természetes jutalmak fogyasztását.
Bevezetés
Az ΔFosB, a Fos család transzkripciós faktora, a fosB gén csonka terméke (Nakabeppu és Nathans, 1991). Viszonylag alacsony szinten expresszálódik, összehasonlítva más Fos-család fehérjékkel, válaszul az akut stimulusokra, de a krónikus stimuláció után magas szintre felhalmozódik, egyedi stabilitása miatt (Nestler, 2008). Ez a felhalmozódás régióspecifikus módon következik be a sokféle krónikus stimulációra, beleértve a visszaélések, rohamok, antidepresszánsok, antipszichotikumok, neuronális elváltozások és többféle stressz krónikus beadását [áttekintéshez lásd Cenci (2002) ) és a Nestler (2008)].
A ΔFosB indukció funkcionális következményeit a legmegfelelőbben olyan bántalmazó szereknél értjük meg, amelyek a fehérjét leginkább a nucleus accumbens-ben (NAc) indukálják. Ez a válasz a visszaélések gyakorlatilag minden típusára vonatkozik (Muller és Unterwald, 2005; McDaid et al. , 2006; Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008). Az NAc a ventrális striatum része, és fontos idegi szubsztrátja a visszaélésekkel járó gyógyszerek jutalmazási tevékenységének. Ennek megfelelően az egyre növekvő bizonyítékok arra utalnak, hogy a ΔFosB indukció ebben a régióban növeli az állat érzékenységét a bántalmazás drogjainak jótékony hatásaival szemben, és növelheti a megszerzésük motivációját is. Így a ΔFosB túlzott expressziója az NAc-ban arra készteti az állatokat, hogy alacsonyabb gyógyszeradagokkal kialakítsák a kokain vagy a morfin, vagy a kokain önadagolásának preferenciáit, és fokozza a kokain szorongatását progresszív arányú paradigmában (Kelz és mtsai, 1999 ; Colby és mtsai, 2003; Zachariou és mtsai, 2006).
A kábítószer-jutalom közvetítésében betöltött szerepén kívül a NAc szerepet játszik a természetes jutalmakra adott válaszok szabályozásában, és a legfrissebb munkák a természetes jutalmak és az ΔFosB közötti kapcsolatot is felvetették. Kimutatták, hogy az önkéntes kerékfutás növeli az ΔFosB szintet a NAc-ban, és az ΔFosB túlexpressziója ezen agyi régióban folyamatos növekedést idéz elő, amely több hétig tart, összehasonlítva a kontrollállatokkal, akiknek 2 hete alatt futó fennsíkjai vannak (Werme et al. ., 2002). Hasonlóképpen, a magas zsírtartalmú étrend ΔFosB-t indukál a NAc-ben (Teegarden és Bale, 2007), míg az ΔFosB túlzott expressziója ebben a régióban növeli az instrumentális választ az élelmezési jutalomra (Olausson et al., 2006). Ezenkívül a fosB gén szerepet játszik az anyai viselkedésben (Brown és mtsai., 1996). Kevés információ áll rendelkezésre az ΔFosB és a szexuális viselkedés kapcsolatáról, amely az egyik legerősebb természetes előny. Sőt, kevésbé egyértelmű az ΔFosB esetleges bevonása a természetes jutalom viselkedés kényszeres, akár „addiktív” modelleibe. Például számos jelentés bebizonyította, hogy függőség-szerű szempont van a szacharóz beviteli paradigmákban (Avena és mtsai., 2008).
Annak érdekében, hogy kiterjesszük tudásunkat az ΔFosB hatásáról a természetes jutalom viselkedésben, megvizsgáltuk az ΔFosB indukcióját a NAc-ban a szacharóz ivás és a szexuális viselkedés modelleiben. Megállapítottuk azt is, hogy az ΔFosB túlexpressziója a NAc-ben hogyan változtatja meg a természetes jutalmak viselkedésbeli reakcióit, és hogy egy természetes jutalom korábbi kitettsége javíthatja-e a többi természetes jutalmazási viselkedést.
Anyagok és módszerek
Az összes állati eljárást a Texasi Egyetem Délnyugati Orvosi Központjának Állatgondozási és Használási Bizottsága hagyta jóvá.
Szexuális viselkedés.
A szexuálisan tapasztalt hím Sprague Dawley patkányokat (Charles River) úgy állítottuk elő, hogy lehetővé tettük számukra, hogy párosuljanak fogékony nőstényekkel az ejakulációig, hetente ∼1 – 2 alkalommal az 8 – 10 héten, összesen 14 ülésen. A szexuális viselkedést a korábban leírtak szerint értékeltük (Barrot és mtsai., 2005). A kontroll hímeket ugyanabban az arénában és az ágyneműnek való kitettséggel generáltuk, ugyanannyi ideig, mint a tapasztalt hímeknél. A nőstényeket soha nem vezették be az arénába ezekkel a kontrollállatokkal. Egy külön kísérlet során további kísérleti csoportot állítottak elő: a hímeket bevezettek egy hormonkezeléssel kezelt nőbe, aki még nem lépett be az estrusba. Ezek a férfiak megkíséreltek felszerelést és betolakodást; Mivel azonban a nők nem voltak elfogadhatók, a szexuális viselkedést ebben a csoportban nem sikerült elérni. Az utolsó ülés után tizennyolc órával az állatokat perfundáltuk vagy dekapitáltuk, és az agyokat szövetfeldolgozásra vittük. Egy másik állatcsoportra, az ∼5 d-re az 14th szekció után, a szacharóz preferenciáját az alábbiakban leírtak szerint teszteltük. További részletekért lásd a kiegészítő módszereket (elérhető a www.jneurosci.org oldalon kiegészítő anyagként).
A szacharóz fogyasztása.
Az első kísérletben (1a. Ábra) a patkányok korlátlan hozzáférést biztosítottak két üveg vízhez az 2 d számára, majd egy üveg vizet és szacharózt adtak az 2 d számára növekvő szacharóz-koncentrációknál (0.125 – 50%). Csak két üveg víz 6 d periódusát követte, majd egy üveg víz 2 d periódusát és egy üveg 0.125% szacharózt tartalmazó palackot. A második kísérletben (1b. Ábra, c, 2. Ábra) a patkányok korlátlan hozzáférést kaptak egy üveg vízhez és 10% szacharózhoz az 10 d számára. A kontrollállatok csak két üveg vizet kaptak. Az állatokat perfundáltuk vagy gyorsan dekapitáltuk, és az agyokat összegyűjtöttük szövetfeldolgozásra.
Két palack választási teszt.
Két üveg választási paradigmát hajtottunk végre a korábban leírtak szerint (Barrot és mtsai., 2002). A műtét előtt az esetleges egyéni különbségek ellenőrzése céljából az állatokat a sötét fázis első 30 percei során próbatesttel végeztük egy két üvegből álló választási eljárás során a víz és az 1% szacharóz között. Három héttel a vírus által közvetített génátvitel után (lásd alább) és bármilyen további viselkedésvizsgálat előtt az állatokat csak vízzel kezelt állatokon 30 min kétpalackú választási módszerrel teszteltük a víz és az 1% szacharóz oldat között.
A szexuálisan tapasztalt és a kontrollállatoknak nem volt előzetes vizsgálata a szexuális viselkedés előtt. Öt nappal a szexuális (vagy kontroll) viselkedés 14. Ülése után az állatoknak két üveg választási tesztet adtak a víz és az 1% szacharóz oldat között a sötét-fény ciklusuk első 30 percében. A szexuálisan tapasztalt és a kontrollállatok külön csoportjait használtuk az ΔFosB szint mérésére a szexuális viselkedés után és a szexuális viselkedésnek a szacharóz preferenciájára gyakorolt hatásainak vizsgálatához.
Western blotolás.
A lyukasztással kapott NAc-boncolásokat Western-blot-elemzéssel elemeztük a korábban leírtak szerint (Perrotti és mtsai., 2004), nyúl poliklonális anti-FosB antitest felhasználásával [az antitest jellemzéséhez lásd Perrotti et al. (2004)] és a glicerin-aldehid-3-foszfát-dehidrogenáz (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Research Diagnostics) elleni monoklonális ellenanyag, amely kontrollfehérjeként szolgált. Az ΔFosB fehérje szintjét normalizáltuk GAPDH értékre, és összehasonlítottuk a kísérleti és a kontroll mintákat. További részletekért lásd a kiegészítő módszereket (elérhető a www.jneurosci.org oldalon kiegészítő anyagként).
Immunhisztokémia.
Az állatokat perfundáltuk, és az agyszöveteket publikált immunhisztokémiai módszerekkel kezeltük (Perrotti et al., 2005). Mivel a jutalmazó ingerek legutóbbi expozíciója az elemzés előtt 18 – 24 h volt, az összes FosB-szerű immunreaktivitást, amelyet egy pan-FosB antitesttel (SC-48; Santa Cruz Biotechnology) detektáltunk, figyelembe vettünk ΔFosB tükrözésére (Perrotti et al., 2004 , 2005). További részletekért lásd a kiegészítő módszereket (elérhető a www.jneurosci.org oldalon kiegészítő anyagként).
Vírus-közvetített génátvitel.
A műtétet hím Sprague Dawley patkányokon végeztük. Az adeno-asszociált vírus (AAV) vektorokat kétoldalúan, 1.5 μl oldalanként injektálták az NAc-be a korábban leírtak szerint (Barrot et al., 2005). A helyes elhelyezést az 40 μm-es krezil-ibolya festett szakaszokon végzett kísérletek után ellenőriztük. A vektorok tartalmaztak egy olyan kontrollt, amely csak zöld fluoreszcens fehérjét (GFP) (AAV-GFP), vagy egy AAV-t expresszáló vad típusú ΔFosB-t és GFP-t (AAV-ΔFosB) tartalmaz (Zachariou et al., 2006). A NAc-n belüli transzgén expresszió időbeli lefolyása alapján az állatokat 3 – 4 viselkedésre teszteltük az AAV vektorok befecskendezése után hetekben, amikor a transzgén expresszió maximális (Zachariou et al., 2006). További részletekért lásd a kiegészítő módszereket (elérhető a www.jneurosci.org oldalon kiegészítő anyagként).
Statisztikai analízis.
A szignifikanciát kétfaktoros ismételt mérésű ANOVA-val, valamint Student-féle t-tesztekkel mértük, amelyeket korrigáltunk, ahol a többszörös összehasonlításokat figyelembe vettük. Az adatokat átlag ± SEM-ben fejezzük ki. A statisztikai szignifikanciát p <0.05-ként határoztuk meg.
Eredmények
A szacharóz krónikus expozíciója fokozott szacharóz-bevitelt és szenzibilizációs viselkedést vált ki
Két palack választási paradigmát valósítottunk meg, amelyben a szacharóz koncentrációja körülbelül kétszeresére nőtt minden 2 d után két üveg víz 2 d után. A szacharóz-koncentráció 0.125% -on kezdődött és 50% -ra nőtt. Az állatok nem mutattak szacharóz-preferenciát mindaddig, amíg az 0.25% szacharóz nem lépett be, majd az összes magasabb koncentrációnál több szacharózt ittak, mint a vizet. Az 0.25% koncentrációtól kezdve az állatok növekvő mennyiségű szacharózt ittak, amíg a maximális szacharóz térfogat el nem érte az 5 és az 10% értéket. Az 20% -nál nagyobb értéken kezdtek csökkenni a szacharózmennyiséget, hogy fenntartsák a teljes szacharóz-fogyasztás állandó szintjét (1a ábra, beillesztés). E paradigma után az állatok az 6 d-et csak két üveg vízzel töltötték, majd az 0.125 d számára választottak egy 2% szacharóz palackot vagy vizet. Az állatok ebben a koncentrációban több szacharózt ittak, mint vizet, és jelentős szacharóz preferenciát mutattak, összehasonlítva azzal, hogy az 1 napon ezt a szacharózkoncentrációt kezdeti expozíció után megfigyelt preferencia hiánya mutatkozott.
Ábra 1.
A kétpalackos szacharózválasztási paradigmák a szacharózfogyasztás növekedését mutatják. a, A növekvő szacharózkoncentrációk „invertált U-alakú” beviteli viselkedéshez vezetnek, valamint a relapszushoz és az érzékenyítéshez hasonló viselkedés egy megvonási periódus után [szignifikáns különbség a víz és a szacharóz bevitel között 2 d / nap minden koncentrációban 0.25% ezt követő szacharóz-expozíció (t (30) = 4.81; p <0.001; n = 8, több összehasonlítással korrigálva)]. A bevitel kezdete az összes koncentrációban elfogyasztott szacharóz összes grammja 2 d alatt, ami stabilizált bevitelt jelent magasabb koncentrációknál. b, A két palack választási paradigma 10 d-s állatokon az 1. napon növekvő mennyiségű szacharóz-bevitel mutatkozik (a bevitel csak egy napra vonatkozik). Kétfaktoros ismételt mértékű ANOVA a nap (F (3,27) = 42.3; p <0.001), szacharóz (F (1,9) = 927.2; p <0.001) és szacharóz × nap (F (3,27) = 44.8; p <0.001; n = 10 / csoport). c, Fokozott súlygyarapodás a kontroll (csak víz) állatokhoz képest, akik szacharóz-expozícióban vannak. Kétfaktoros ismételt mértékű ANOVA a nap jelentős fő hatását mutatja (F (5,70) = 600; p <0.001), amely során mindkét csoport hízik az idő múlásával, valamint a szacharóz és a nap jelentős kölcsönhatása (F (5,70) ) = 17.1; p <0.001; n = 10 / csoport), ami arra utal, hogy a szacharózcsoport idővel nagyobb súlyt nyer.
Mivel a maximális térfogatbevitelt 10% koncentráció mellett érték el, a naiv állatoknak választhattak egy üveg vizet és egy üveg 10% szacharózt az 10 d esetében, és összehasonlítva a kontrollcsoporttal, amely csak két üveg vizet adott. A szacharóz állatok az 10 napi magasabb szintű szacharóz bevitelre épültek fel (1b ábra). A kontroll állatokhoz viszonyítva a szacharóz-expozíciót követően is szignifikánsan nagyobb súlyt szereztek, és a tömeg különbsége az idő múlásával növekedett (1c ábra).
A szacharóz fogyasztása növeli a NAc ΔFosB-szintjét
Ezeket az állatokat az 10% szacharóz paradigmáján elemeztük a NAc ΔFosB szintjére Western blot (2a ábra) és immunhisztokémia (2b ábra) alkalmazásával. Mindkét módszer kimutatta az ΔFosB fehérje indukcióját ezen agyi régióban a szacharózban a kontroll állatokkal összehasonlítva. Mivel a teljes ΔFosB fehérje szekvencia a teljes hosszúságú FosB szekvenciájában található, a FosB-szerű immunreaktivitás kimutatására használt antitestek mindkét fehérjét felismerik (Perrotti et al., 2004, 2005). Ugyanakkor a Western blot megállapította, hogy csak a ΔFosB-t indukálta szignifikánsan a szacharóz ivás. Ez azt jelzi, hogy az immunhisztokémia által megfigyelt jelkülönbség ΔFosB. Az 2b ábrán megfigyelt növekedést az NAc magjában és héjában találták meg, de a háti striatumban nem (az adatokat nem mutatjuk be).
Ábra 2.
A szacharózfogyasztás és a szexuális viselkedés növeli a ΔFosB expressziót az NAc-ben. a, 10% -os szacharóz krónikus fogyasztása két üveg választási paradigmában, valamint a szexuális viselkedés növeli a ΔFosB expressziót az NAc-ben Western-blot segítségével (szacharóz, t (11) = 2.685; * p = 0.021; n = 5– 8; szexuális viselkedés, t (12) = 2.351; * p = 0.037; n = 6–8). A szaglás-kontroll hímek nem különböznek szignifikánsan a kontroll nem nemű férfiaktól (t (10) = 0.69; p> 0.50; n = 4–8). NS, jelentéktelen. b, A szacharózt tapasztalt állatok agyi metszetei immunhisztokémiai úton megnövelt ΔFosB immunreaktivitást mutatnak az NAc kontrollállataihoz képest. A képek (10 ×) mindegyik kezelési csoportban hat patkány többszörös agymetszetét mutatják. AC, elülső kompresszor. c, A szexuálisan tapasztalt állatok agyi szakaszai immunohisztokémiai úton megnövelt ΔFosB immunreaktivitást mutatnak az NAc kontroll társaihoz képest. A képek (10 ×) mindegyik kezelési csoportban hat-nyolc patkány többszörös agyi szakaszait reprezentálják.
A szexuális viselkedés növeli az ΔFosB szintet a NAc-ban
Ezt követően megvizsgáltuk a krónikus szexuális viselkedés hatásait az ΔFosB indukciójára NAc-ban. A szexuálisan tapasztalt hím patkányok korlátlan hozzáférést engedélyeztek egy fogékony nőstény nőkhöz, amíg az 14-8-hez az 10-szekciók eredetévé nem váltak. Fontos szempont, hogy a kontrollállatok nem voltak házi ketrec-kontrollok, hanem inkább a vizsgálati napokon végzett hasonló kezelés, valamint a nyílt terepi arénának és az ágyneműnek való kitettség révén jöttek létre, amelyben a párosodás ugyanannyi ideig zajlott, de anélkül, hogy egy fogékony nősténynek lenne kitéve. szaglási és kezelési hatások. Western blot módszerrel azt tapasztaltuk, hogy a szexuális élmény szignifikánsan megnöveli az ΔFosB szintet a kontroll csoporthoz képest (2a ábra), a teljes hosszúságú FosB szintjének kimutatható szintje nem volt megfigyelhető. Ezen adatokkal összhangban az immunhisztokémia megmutatta az ΔFosB-festés fokozódását mind a NAc magjában, mind a héjában (2c ábra), de nem a háti striatumban (az adatokat nem mutatjuk).
Annak biztosítása érdekében, hogy a szexuálisan tapasztalt állatokban megfigyelt ΔFosB-növekedés nem tulajdonítható a társadalmi interakciónak vagy más nem párosodással kapcsolatos stimulusnak, nem-páros hímeket állítottunk elő, akiknek hormonnal kezelt nőstények voltak kitéve, de nem engedték, hogy párosuljanak. Ezek a hímek nem mutattak különbséget az ΔFosB szintekben, összehasonlítva egy külön olfaction-aréna kontrollállatokkal (2a ábra), ami arra utal, hogy az ΔFosB indukció a szexuális viselkedésre adott válaszként következik be, nem pedig társadalmi vagy nem párosító jelekkel.
Az ΔFosB túlzott expressziója a NAc-ban növeli a szacharóz bevitelt
Vírus által közvetített túlzott expressziós rendszert használva, amely lehetővé teszi a ΔFosB stabil expresszióját több héten keresztül (Zachariou és mtsai, 2006) (3a. Ábra), megvizsgáltuk a specifikusan az NAc-t célzó magasabb ΔFosB szintek hatását a szacharózivásra viselkedés (3b. ábra). Először biztosítottuk, hogy a szacharózbevitel elővizsgálatával (AAV-GFP, 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB, 6.22 ± 0.621 ml; n = 15 / csoport; p> 0.80) a műtét előtt nem volt különbség a kiindulási szacharóz viselkedésben. Három héttel a műtét után, amikor a ΔFosB expresszió ~ 10 napig stabil volt, az állatoknak posztoperatív szacharóztesztet adtak. Az AAV-ΔFosB csoport lényegesen több szacharózt ivott, mint az AAV-GFP kontrollcsoport (3b. Ábra). A két csoport között nem volt különbség a vízbevitel mennyiségében (AAV-GFP, 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB, 0.95 ± 0.007 ml; n = 15 / csoport; p> 0.15), ami arra utal, hogy a ΔFosB hatása a szacharózra jellemző.
Ábra 3.
Az ΔFosB túlzott expressziója a NAc-ben szabályozza a természetes jutalom viselkedés aspektusait. a) Az NAc célhelyének ábrázolása bilaterális vírusközvetített genetikai transzferrel és az ΔFosB expresszió példája, immunohisztokémiai módszerrel kimutatva, AAV-ΔFosB injekció után. b) Az AAV-ΔFosB injektálása a NAc-be növeli a szacharóz bevitelt az AAV-GFP-vel injektált kontrollokhoz képest (t (28) = 2.208; * p = 0.036; n = 15 / csoport). Hasonlóképpen, a szexuális viselkedés 10 heteiben, a szexuálisan naiv kontrollokkal összehasonlítva, növekszik a szacharóz bevitel (t (14) = 2.240; * p = 0.042; n = 7 – 9). c, ΔFosB túlzott mértékű expresszió csökkenti a szexuálisan naiv állatok ejakulációjának eléréséhez szükséges beavatkozások számát a GFP kontrollokkal összehasonlítva (t (30) = 2.145; * p = 0.04; n = 15 – 17), és csökkentett posztiszekulációs intervallum tendenciát eredményez ( t (30) = 1.916; #p = 0.065; n = 15 – 17).
Az ΔFosB túlzott expressziója a NAc-ban befolyásolja a szexuális viselkedést
Ezután megvizsgáltuk, hogy az ΔFosB túlzott expressziója a NAc-ben szabályozza-e a naiv és tapasztalt állatok szexuális viselkedését. Bár nem találtunk különbségeket a szexuális viselkedés paramétereiben az AAV-ΔFosB- és -GFP-kezelt tapasztalt állatok között (lásd az S1 kiegészítő táblázatot, elérhető a www.jneurosci.org oldalon, kiegészítő anyagként), az ΔFosB túlexpressziója naiv állatokban szignifikánsan csökkentette a beavatkozások számát, amely az első szexuális viselkedés tapasztalatához szükségessé teszi az ejakulációt (3c ábra). Az első szexuális élmény után tendencia volt a postejaculatory intervallum csökkenésében is az ΔFosB csoportban (3c ábra). Ezzel szemben nem tapasztaltak különbséget a rögzítés, a behatolás vagy a magömlés késleltetésekor sem a naiv, sem a tapasztalt állatokban (lásd az S1 kiegészítő táblázatot, elérhető a www.jneurosci.org oldalon, kiegészítő anyagként). Hasonlóképpen, nem volt különbség a behatolás arányában [a behatolások száma / (a behatolások száma + az állványok száma]]), bár ennek oka lehet az egyes csoportokban a rögzítések számának nagy variabilitása.
A szexuális élmény növeli a szacharóz bevitelt
Mivel mind a szacharóz ivás, mind a szexuális élmény után megnövekedett ΔFosB szintet találtunk a NAc-ban, és az ΔFosB túlzott expressziója befolyásolja a viselkedésre adott válaszokat mindkét jutalomra, érdekes volt megvizsgálni, hogy az egyik jutalom korábbi kitettsége jelentősen befolyásolja-e a másik viselkedési reakcióit. . A szexuális élmény előtt a naiv állatokat véletlenszerűen osztották be a kontroll vagy a nemi körülmények között. Az állatokat azután 8 – 10 héten szexuális élményeknek vagy kontroll körülményeknek tették ki, ahogy azt korábban leírtuk. Öt nappal az utolsó szexuális munkamenet után az állatokat 30 min két palack választási paradigmának vetették alá egy üveg víz és egy szacharóz között. Megállapítottuk, hogy a szexuálisan tapasztalt állatok szignifikánsan több szacharózt ittak, mint a kontroll (3b ábra). Nem tapasztaltunk különbséget a szexuálisan tapasztalt és a kontroll állatok között a vízfelvétel (kontroll, 1.21 ± 0.142 ml; nem tapasztalt, 1.16 ± 0.159 ml; n = 7 – 9; p = 0.79) alapján, ami arra utal, hogy a hatás szacharózra jellemző.
Megbeszélés
Ez a tanulmány áthidalja az irodalom korábbi hiányosságát az ΔFosB szerepének tisztázásában a nemekkel és a szacharózzal kapcsolatos természetes jutalom viselkedésben. Először azt vizsgáltuk meg, hogy az ΔFosB felhalmozódik-e a NAc-ban, a kritikus agyi jutalom régióban, a természetes jutalmak krónikus kitettsége után. Ennek a munkának a fontos jellemzője az volt, hogy az állatok választási lehetőséget kapjanak viselkedésükben, analóg módon a drogos önbevallás paradigmáival. Ennek célja annak biztosítása volt, hogy az ΔFosB szintre gyakorolt bármilyen hatás a jutalom önkéntes felhasználásával függjen össze. A szacharózmodell (1. Ábra) bemutatja a függőség-szerű viselkedés aspektusait más szacharóz-beviteli modellekhez képest: választás a jutalom és a kontroll, a fordított U-alakú dózis-válasz görbe, az érzékenyített válasz az elvonás után és a túlzott bevitel között. Ez a modell megnövekedett súlygyarapodást idéz elő, amely más modellekben, mint például a napi szakaszos cukormodellben nem észlelhető (Avena et al., 2008).
Adataink első ízben bizonyítják, hogy a természetes haszon két kulcsfontosságú típusa, a szacharóz és a nem, mindkettő növeli az ΔFosB szintet a NAc-ban. Ezeket a növekedéseket Western blottal és immunhisztokémiai módszerekkel figyelték meg; mindkét módszer alkalmazásával megbizonyosodik arról, hogy a megfigyelt fehérjetermék valóban ΔFosB és nem teljes hosszúságú FosB, a fosB gén másik terméke. Az ΔFosB szacharóz és nem általi szelektív indukciója hasonló az ΔFosB szelektív indukciójához a NAc-ban, gyakorlatilag minden típusú visszaélésszerű gyógyszer krónikus beadása után (lásd a Bevezetést). Figyelemre méltó azonban az a megfigyelés, hogy a NAc-ban az itt megfigyelt ΔFosB-indukció mértéke a természetes előnyökre reagálva kisebb, mint a kábítószer-előnyök esetében: a szacharóz ivás és a szexuális viselkedés 40 – 60% -os növekedést eredményezett az ΔFosB szintekkel szemben a többszeres indukcióval szemben, amelyet számos visszaélésszerű gyógyszerrel láttak el (Perrotti és mtsai., 2008).
A tanulmány második célja az ΔFosB indukció funkcionális következményeinek vizsgálata a NAc-ban a természetes jutalomhoz kapcsolódó viselkedésekre. Az ΔFosB drogok juttatására gyakorolt korábbi munkánk nagy részében indukálható bitransgén egereket használtunk, amelyekben az ΔFosB expresszió a NAc és a háti striatum célpontja. Ezek az ΔFosB-t túltermelő egerek fokozott viselkedési reakciókat mutatnak a kokainra és az opiátokra, valamint fokozott kerék futást és instrumentális válaszadást az ételekre (lásd a Bevezetést). Ebben a tanulmányban egy nemrégiben kifejlesztett vírusközvetített génátviteli rendszert használtunk az ΔFosB stabilan túlexpressziójára hím patkányok célzott agyi régióiban (Zachariou et al., 2006). Megállapítottuk, hogy az ΔFosB túlzott mértékű expressziója növeli a szacharóz bevitelt a kontrollállatokhoz képest, a két csoport vízfelvételében nincs különbség.
Azt is megvizsgáltuk, hogy az ΔFosB hogyan befolyásolja a szexuális viselkedést. Kimutattuk, hogy az ΔFosB túlzott expressziója a NAc-ban csökkenti a szexuálisan naiv állatok ejakulációjához szükséges behatolások számát. Ez nem egyezett meg a naiv szexuális viselkedés egyéb különbségeivel, ideértve a szerelés megváltoztatását, a beavatkozást vagy az ejakulációs késleltetést. Ezenkívül az ΔFosB túlexpresszió nem befolyásolta a szexuálisan tapasztalt állatok szexuális viselkedésének egyik aspektusát. A NAc-ban végzett manipuláció azon képessége, hogy befolyásolja a szexuális viselkedést, nem meglepő, mivel egyre több bizonyíték van arra, hogy ez az agyi jutalomrégió szabályozza a szexuális viselkedést (Balfour és mtsai., 2004; Hull és Dominguez, 2007). Az ΔFosB által kiváltott behatolások számának tükröződnie kell a szexuális viselkedés fokozódásában, mivel a NAc-ban az ΔFosB túlzottan kifejezett naiv állatok jobban viselkednek, mint a tapasztalt állatok. Például az ismételt szexuális tapasztalatok vizsgálatánál az állatoknak kevesebb beavatkozást igényelnek, hogy elérjék a magömlést (Lumley and Hull, 1999). Ezenkívül a postejaculatory intervallum csökkenésének tendenciája az ΔFosB túlzott expresszióval szintén tükrözi a szexuálisan motivált, tapasztalt férfiakban megfigyelt viselkedést (Kippin és van der Kooy, 2003). Ezek az eredmények együttesen azt sugallják, hogy a naiv állatokban az ΔFosB túlzott expressziója megkönnyítheti a szexuális viselkedést azáltal, hogy a naiv állatok tapasztaltabb vagy szexuálisan motivált állatokhoz hasonlítanak. Másrészt nem figyeltük meg az ΔFosB túlzott expressziójának szignifikáns hatását a tapasztalt szexuális viselkedésre. A szexuális magatartás bonyolultabb viselkedési tanulmányai (pl. Kondicionált helypreferencia) jobban megkülönböztethetik az ΔFosB lehetséges hatásait.
Végül azt vizsgáltuk, hogy az egyik természetes jutalomnak való korábbi kitettség hogyan befolyásolja a másikra adott viselkedési reakciókat. Pontosabban meghatároztuk a korábbi szexuális tapasztalatok hatását a szacharóz bevitelére. Bár mind a kontroll, mind a szexuálisan tapasztalt állatok erőteljesen preferálták a szacharózt, a szexuálisan tapasztalt állatok sokkal több szacharózt ittak, a vízfogyasztás nem változott. Ez egy érdekes megállapítás, mivel azt sugallja, hogy egy jutalomnak való korábbi kitettség növelheti egy másik jutalmazó inger jutalomértékét, amint az várható lenne, ha a jutalomérzékenység részben megosztott molekuláris alapon (pl. ΔFosB) lenne. Ehhez a tanulmányhoz hasonlóan a korábban szexuális magatartásnak kitett nőstény hörcsögök fokozott érzékenységet mutattak a kokain viselkedési hatásaival szemben (Bradley és Meisel, 2001). Ezek a megállapítások alátámasztják a plaszticitás fogalmát az agy jutalmazási áramkörében, mivel a jelenlegi jutalmak észlelt értéke a múltbeli jutalom-kitettségekre épül.
Összefoglalva, az itt bemutatott munka bizonyítékot szolgáltat arra, hogy a bántalmazás kábítószerén kívül a természetes jutalmak ΔFosB szintet indukálnak az NAc-ben. Hasonlóképpen, a ΔFosB túlzott mértékű expressziója ebben az agyi régióban szabályozza az állat viselkedési reakcióit a természetes haszonra, amint azt korábban a gyógyszerjutalmaknál megfigyelték. Ezek a megállapítások azt sugallják, hogy a ΔFosB általánosabb szerepet játszik a jutalmazási mechanizmusok szabályozásában, és segíthet a sokféle gyógyszer- és természetes jutalomban megfigyelt keresztérzékenyítés közvetítésében. Eredményeink felvetik annak lehetőségét is, hogy az ΔFosB indukció az NAc-ben nemcsak a kábítószer-függőség kulcsfontosságú aspektusait közvetítheti, hanem az úgynevezett természetes függőségek szempontjait is, amelyek a természetes jutalmak kényszeres fogyasztásával járnak.
Lábjegyzetek
• Ezt a munkát a Nemzeti Mentális Egészségügyi Intézet és a Kábítószer-visszaélés Nemzeti Intézete, valamint a szkizofrénia és a depresszió kutatásának nemzeti szövetsége támogatta.
• A levelezéshez a fenti címen kell megkeresni Carlos A. Bolanos-t. [e-mail védett]
• Szerzői jog © 2008 Idegtudományi Társaság 0270-6474 / 08 / 2810272-06 $ 15.00 / 0
Előző rész
Referenciák
1. ↵
1. Avena NM,
2. Rada P,
3. Hoebel BG
(2008) Cukorfüggőség bizonyítéka: szakaszos, túlzott cukorbevitel viselkedésbeli és neurokémiai hatásai. Neurosci Biobehav Rev 32: 20 – 39.
CrossRefMedline
2. ↵
1. Balfour ME,
2. Yu L,
3. Coolen LM
(2004) A szexuális viselkedés és a nemekhez kapcsolódó környezeti útmutatások aktiválják a hím patkányok mezolimbikus rendszerét. Neuropszichofarmakológia 29: 718 – 730.
CrossRefMedline
3. ↵
1. Barrot M,
2. Olivier JD,
3. Perrotti LI
4. A DiLeone RJ,
5. Berton O
6. Eisch AJ,
7. Impey S,
8. DR vihar,
9. Neve RL,
10. Yin JC,
11. Zachariou V
12. Nestler EJ
(2002) A CREB aktivitás a nucleus carrbens héjában szabályozza az érzelmi ingerekre adott viselkedési válaszok megadását. Proc Natl Acad Sci USA 99: 11435 – 11440.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
4. ↵
1. Barrot M,
2. Wallace DL,
3. Bolaños CA
4. Graham DL,
5. Perrotti LI
6. Neve RL,
7. Chambliss H,
8. Yin JC,
9. Nestler EJ
(2005) A szorongás szabályozása és a szexuális viselkedés iniciálása a CREB által a nucleus activumban. Proc Natl Acad Sci USA 102: 8357 – 8362.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
5. ↵
1. Bradley KC,
2. Meisel RL
(2001) A c-Fos szexuális viselkedésének indukálását a nucleus activumbansban és az amfetamin-stimulált mozgásszervi aktivitást érzékenyíti a szíriai nőstény hörcsögök korábbi szexuális tapasztalata. J Neurosci 21: 2123 – 2130.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
6. ↵
1. Brown JR,
2. Ti H,
3. Bronson RT,
4. Dikkes P,
5. Greenberg ME
(1996) Olyan egerek táplálkozási hibája, amelyekben nincs közvetlen korai fosB gén. 86 cella: 297 – 309.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Cenci MA
(2002) Az L-DOPA által kiváltott dyskinesia patogenezisében szerepet játszó transzkripciós faktorok Parkinson-kór patkánymodelljében. Aminosavak 23: 105–109.
CrossRefMedline
8. ↵
1. Colby CR,
2. Whisler K
3. Steffen C,
4. Nestler EJ
5. Saját DW
(2003) A DeltaFosB striatális sejtspecifikus túlexpressziója fokozza a kokain ösztönzését. J Neurosci 23: 2488 – 2493.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
9. ↵
1. Hull EM,
2. Dominguez JM
(2007) Szexuális viselkedés férfi rágcsálókban. Horm Behav 52: 45 – 55.
CrossRefMedline
10. ↵
1. Kelz MB,
2. Chen J,
3. Carlezon WA Jr.
4. Whisler K
5. Gilden L
6. Beckmann AM
7. Steffen C,
8. Zhang YJ
9. Marotti L
10. Önálló DW,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G
13. Surmeier DJ
14. Neve RL,
15. Duman RS
16. Picciotto MR
17. Nestler EJ
(1999) A deltaFosB transzkripciós faktor expressziója az agyban szabályozza a kokainnal szembeni érzékenységet. Természet 401: 272 – 276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Kippin TE,
2. van der Kooy D.
(2003) A tegmental pedunculopontine mag exitotoxikus elváltozásai naiv hím patkányokban rontják a kopulációt, és blokkolják a tapasztalt hím patkányokban a kopuláció jutalmazó hatásait. Eur J Neurosci 18: 2581 – 2591.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Lumley LA,
2. Hull EM
(1999) A D1 antagonista és a szexuális tapasztalatok hatása a kopuláció által indukált Fos-szerű immunreaktivitásra a mediális preoptikus magban. Brain Res 829: 55 – 68.
CrossRefMedline
13. ↵
1. McDaid J,
2. Graham képviselő,
3. Napier TC
(2006) A metamfetamin által indukált szenzibilizáció differenciáltan megváltoztatja a pCREB-t és a DeltaFosB-t az emlősök agyának limbikus körében. Mol Pharmacol 70: 2064 – 2074.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
14. ↵
1. Muller DL,
2. Unterwald EM
(2005) D1 dopamin receptorok modulálják a deltaFosB indukcióját patkány striatumban szakaszos morfin beadás után. J Pharmacol Exp Ther 314: 148 – 154.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
15. ↵
1. Nakabeppu Y,
2. Nathans D
(1991) A FosB természetben előforduló csonkolt formája, amely gátolja a Fos / Jun transzkripciós aktivitást. 64 cella: 751 – 759.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Nestler EJ
(2008) A függőség transzkripciós mechanizmusai: ΔFosB szerepe. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
17. ↵
1. Olausson P,
2. Jentsch JD,
3. Tronson N,
4. Neve RL,
5. Nestler EJ
6. Taylor JR
(2006) A felhalmozódásban a DeltaFosB szabályozza az ételekkel erősített instrumentális viselkedést és motivációt. J Neurosci 26: 9196 – 9204.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
18. ↵
1. Perrotti LI
2. Hadeishi Y
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L
6. Duman RS
7. Nestler EJ
(2004) A deltaFosB indukciója a jutalomhoz kapcsolódó agyszerkezetekben krónikus stressz után. J Neurosci 24: 10594 – 10602.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
19. ↵
1. Perrotti LI
2. Bolaños CA
3. Choi KH,
4. Russo SJ,
5. Edwards S,
6. Ulery PG,
7. Wallace DL,
8. Önálló DW,
9. Nestler EJ
10. Barrot M
(2005) A DeltaFosB a pszichostimuláns kezelés után egy GABAerg sejtpopulációban felhalmozódik a ventrális tegmental terület hátsó farkában. Eur J Neurosci 21: 2817 – 2824.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Perrotti LI
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze I
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L
12. Bachtell RK,
13. Önálló DW,
14. Nestler EJ
(2008) A DeltaFosB indukciójának megkülönböztető mintái az agyban a visszaélésszerű gyógyszerekkel. Szinapszis 62: 358 – 369.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Teegarden SL,
2. Bale TL
(2007) A stressz étkezési preferenciákra és bevitelre gyakorolt hatása a hozzáféréstől és a stresszérzékenységtől függ. Biol Pszichiátria 61: 1021 – 1029.
CrossRefMedline
22. ↵
1. Werme M,
2. C Mester,
3. Olson L,
4. Gilden L
5. Thorén P,
6. Nestler EJ
7. Brené S
(2002) A DeltaFosB szabályozza a kerék futását. J Neurosci 22: 8133 – 8138.
Absztrakt / ingyenes teljes szöveg
23. ↵
1. Zachariou V
2. Bolanos CA
3. Selley DE,
4. Theobald D,
5. Cassidy képviselő,
6. Kelz MB,
7. Shaw-Lutchman T,
8. Berton O
9. A Sim-Selley LJ,
10. Dileone RJ,
11. Kumar A
12. Nestler EJ
(2006) Alapvető szerepet játszik a DeltaFosB számára a felhalmozódó magban a morfin hatásában. Nat Neurosci 9: 205 – 211.
CrossRefMedline
;
