KOMENTAR: Delta FosB adalah salah satu molekul utama kecanduan. Itu naik, atau terakumulasi, selama proses kecanduan, memperkuat perilaku adiktif dan mengatur ulang otak. Ini meningkat apakah kecanduan itu bersifat kimiawi atau perilaku. Studi ini menunjukkan bahwa itu terakumulasi selama aktivitas seksual dan konsumsi gula. Peneliti juga menemukan bahwa aktivitas seksual meningkatkan konsumsi gula. Delta FosB mungkin terlibat dalam satu kecanduan yang memperkuat kecanduan lainnya. Pertanyaannya adalah - bagaimana "konsumsi berlebihan" dari pornografi mempengaruhi Delta FosB? Karena dopamin yang bekerja di DeltaFosB, semuanya tergantung pada otak Anda.
Studi Lengkap: Pengaruh ΔFosB dalam Nucleus Accumbens pada Perilaku Terkait Hadiah Alami
J Neurosci. 2008 Oktober 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 Kirk1,2, SerX .XXXXXXXXXXXXUMX J. DiLeone3, Eric J. Nestler1,2,4, dan Carlos A. Bolaños-Guzmán1,2,5 +
+ Catatan Penulis
Alamat DL Wallace saat ini: Helen Willis Neuroscience Institute, University of California, Berkeley, Berkeley, CA 94720.
Alamat TL Carle-Florence saat ini: Mary Kay Research Laboratories, Dallas, TX 75379.
Alamat DL Graham saat ini: Merck Laboratories, Boston, MA 02115.
Alamat TA Green saat ini: Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23284.
Alamat EJ Nestler saat ini: Department of Neuroscience, Mount Sinai School of Medicine, New York, NY 10029.
Abstrak
Faktor transkripsi deltaFosB (ΔFosB), yang diinduksi dalam nucleus accumbens (NAc) oleh paparan kronis terhadap penyalahgunaan obat, telah terbukti memediasi respons sensitif terhadap obat-obatan ini. Namun, sedikit yang diketahui tentang peran ΔFosB dalam mengatur respons terhadap imbalan alami. Di sini, kami menunjukkan bahwa dua perilaku imbalan alami yang kuat, minum sukrosa dan perilaku seksual, meningkatkan level osFosB di NAc. Kami kemudian menggunakan transfer gen yang dimediasi virus untuk mempelajari bagaimana induksi ΔFB tersebut mempengaruhi respon perilaku terhadap imbalan alami ini. Kami menunjukkan bahwa ekspresi berlebih dari osFosB di NAc meningkatkan asupan sukrosa dan mempromosikan aspek perilaku seksual. Selain itu, kami menunjukkan bahwa hewan dengan pengalaman seksual sebelumnya, yang menunjukkan peningkatan kadar osFosB, juga menunjukkan peningkatan konsumsi sukrosa. Karya ini menunjukkan bahwa BFosB tidak hanya diinduksi dalam NAc oleh obat-obatan pelecehan, tetapi juga oleh rangsangan yang bermanfaat secara alami. Selain itu, temuan kami menunjukkan bahwa paparan kronis terhadap rangsangan yang menginduksi osFosB dalam NAc dapat meningkatkan konsumsi imbalan alami lainnya.
Pengantar
ΔFosB, faktor transkripsi keluarga Fos, adalah produk terpotong dari gen fosB (Nakabeppu dan Nathans, 1991). Ini diekspresikan pada tingkat yang relatif rendah dibandingkan dengan protein keluarga Fos lainnya dalam menanggapi rangsangan akut, tetapi terakumulasi ke tingkat tinggi di otak setelah stimulasi kronis karena stabilitasnya yang unik (Nestler, 2008). Akumulasi ini terjadi secara spesifik dalam suatu wilayah sebagai respons terhadap banyak jenis stimulasi kronis, termasuk pemberian obat penyalahgunaan, kejang, obat antidepresan kronis, obat antipsikotik, lesi neuronal, dan beberapa jenis stres [untuk tinjauan, lihat Cenci (2002) ) dan Nestler (2008)].
Konsekuensi fungsional induksi ΔFosB paling baik dipahami untuk penyalahgunaan obat, yang menginduksi protein paling menonjol di nucleus accumbens (NAc), respons yang dilaporkan untuk hampir semua jenis penyalahgunaan obat (Muller dan Unterwald, 2005; McDaid et al. 2006; Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008). NAc adalah bagian dari striatum ventral dan merupakan substrat saraf yang penting untuk tindakan bermanfaat dari obat-obatan yang disalahgunakan. Dengan demikian, semakin banyak bukti yang menunjukkan bahwa induksi ΔFosB di wilayah ini meningkatkan kepekaan hewan terhadap efek menguntungkan dari penyalahgunaan obat dan juga dapat meningkatkan motivasi untuk mendapatkannya. Dengan demikian, ekspresi ΔFosB yang berlebihan di NAc menyebabkan hewan mengembangkan preferensi tempat untuk kokain atau morfin, atau untuk mengelola sendiri kokain, pada dosis obat yang lebih rendah, dan meningkatkan tekanan tuas untuk kokain dalam paradigma rasio progresif (Kelz et al., 1999 ; Colby et al., 2003; Zachariou et al., 2006).
Selain perannya dalam memediasi pemberian obat, NAc telah terlibat dalam mengatur respons terhadap imbalan alami, dan penelitian terbaru telah menyarankan hubungan antara imbalan alami dan ΔFosB juga. Berlari dengan roda sukarela telah terbukti meningkatkan ΔFosB di NAc, dan ekspresi berlebih dari ΔFosB dalam wilayah otak ini menyebabkan peningkatan yang stabil dalam berlari, yang berlangsung selama beberapa minggu, dibandingkan dengan hewan kontrol, yang berlari di dataran tinggi selama 2 minggu (Werme et al ., 2002). Demikian pula, diet tinggi lemak menginduksi osFosB dalam NAc (Teegarden dan Bale, 2007), sedangkan ΔFosB yang berlebih di wilayah ini meningkatkan respons instrumental terhadap hadiah makanan (Olausson et al., 2006). Selain itu, gen fosB terlibat dalam perilaku ibu (Brown et al., 1996). Namun, sedikit informasi yang tersedia tentang hubungan antara osFosB dan perilaku seksual, salah satu imbalan alami terkuat. Selain itu, yang masih kurang jelas adalah kemungkinan keterlibatan ΔFosB dalam model perilaku hadiah alami yang lebih kompulsif, bahkan “adiktif. Sebagai contoh, beberapa laporan telah menunjukkan aspek seperti kecanduan dalam paradigma asupan sukrosa (Avena et al., 2008).
Untuk memperluas pengetahuan kita tentang tindakan osFosB dalam perilaku hadiah alami, kami menyelidiki induksi ΔFosB di NAc dalam model minum sukrosa dan perilaku seksual. Kami juga menentukan bagaimana ekspresi berlebih ΔFosB di NAc memodifikasi respons perilaku terhadap imbalan alami ini, dan apakah paparan sebelumnya terhadap satu hadiah alami dapat meningkatkan perilaku menguntungkan lainnya.
Bahan dan Metode
Semua prosedur hewan telah disetujui oleh Komite Perawatan dan Penggunaan Hewan Institusional dari Pusat Medis Universitas Texas Barat Daya.
Perilaku seksual.
Tikus Sprague Dawley jantan berpengalaman (Charles River) dihasilkan dengan memungkinkan mereka untuk kawin dengan betina reseptif sampai ejakulasi, ∼1-2 kali per minggu selama 8-10 minggu untuk total sesi 14. Perilaku seksual dinilai seperti yang dijelaskan sebelumnya (Barrot et al., 2005). Laki-laki kontrol dihasilkan oleh paparan ke arena dan tempat tidur yang sama, untuk jumlah waktu yang sama, seperti laki-laki yang berpengalaman. Wanita tidak pernah diperkenalkan ke arena dengan pria kontrol ini. Dalam percobaan terpisah, kelompok eksperimen tambahan dihasilkan: laki-laki diperkenalkan pada perempuan yang diberi hormon yang belum memasuki estrus. Laki-laki ini mencoba mount dan intromission; Namun, karena perempuan tidak reseptif, perilaku seksual tidak tercapai pada kelompok ini. Delapan belas jam setelah sesi terakhir, hewan diperfusi atau dipenggal kepalanya, dan otak diambil untuk diproses jaringan. Untuk kelompok hewan lain, ∼5 d setelah sesi 14th, preferensi sukrosa diuji seperti dijelaskan di bawah ini. Untuk perincian lebih lanjut, lihat Metode tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Konsumsi sukrosa.
Dalam percobaan pertama (Gbr. 1a), tikus diberi akses tak terbatas ke dua botol air untuk 2 d, diikuti oleh satu botol masing-masing air dan sukrosa untuk 2 d pada peningkatan konsentrasi sukrosa (0.125-50%). 6 d periode hanya diikuti dua botol air, kemudian 2 d dari satu botol air dan sebotol sukrosa 0.125%. Dalam percobaan kedua (Gambar. 1b, c, 2), tikus diberi akses tak terbatas ke satu botol masing-masing air dan 10% sukrosa untuk 10 d. Hewan kontrol hanya menerima dua botol air. Hewan dibiakkan atau dipenggal dengan cepat, dan otak dikumpulkan untuk diproses jaringan.
Tes pilihan dua botol.
Paradigma pilihan dua botol dilakukan seperti yang dijelaskan sebelumnya (Barrot et al., 2002). Sebelum operasi, untuk mengendalikan kemungkinan perbedaan individu, hewan diuji sebelum 30 menit pertama dari fase gelap untuk prosedur pemilihan dua botol antara air dan 1% sukrosa. Tiga minggu setelah transfer gen yang dimediasi virus (lihat di bawah) dan sebelum pengujian perilaku tambahan, hewan yang hanya diberi air kemudian diuji untuk 30 min prosedur pemilihan dua botol antara air dan larutan sukrosa 1%.
Hewan yang berpengalaman secara seksual dan kontrol tidak memiliki prosedur pretest sebelum perilaku seksual. Lima hari setelah sesi 14th perilaku seksual (atau kontrol), hewan diberi tes pilihan dua botol antara air dan larutan sukrosa 1% selama 30 menit pertama dari siklus cahaya-gelap. Kelompok terpisah dari hewan yang berpengalaman secara seksual dan kontrol digunakan untuk mengukur usedFosB tingkat setelah perilaku seksual dan untuk mempelajari pengaruh perilaku seksual pada preferensi sukrosa.
Western blotting.
Diseksi NAc yang diperoleh dengan diseksi punch dianalisis dengan Western blotting seperti yang dijelaskan sebelumnya (Perrotti et al., 2004), menggunakan kelinci anti-FosB antibodi poliklonal [untuk karakterisasi antibodi, lihat Perrotti et al. (2004)] dan antibodi monoklonal untuk gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Riset Diagnostik), yang berfungsi sebagai protein kontrol. Levels Tingkat protein FOS dinormalisasi ke GAPDH, dan sampel eksperimental dan kontrol dibandingkan. Untuk perincian lebih lanjut, lihat Metode tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Imunohistokimia.
Hewan diperfusi, dan jaringan otak diperlakukan menggunakan metode imunohistokimia yang dipublikasikan (Perrotti et al., 2005). Karena paparan terakhir terhadap rangsangan bermanfaat terjadi 18-24 jam sebelum analisis, kami mempertimbangkan semua imunoreaktivitas seperti FosB, terdeteksi dengan antibodi pan-FosB (SC-48; Bioteknologi Santa Cruz), untuk mencerminkan osFosB (Perrotti et al., 2004 , 2005). Untuk perincian lebih lanjut, lihat Metode tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Transfer gen yang dimediasi virus.
Pembedahan dilakukan pada tikus Sprague Dawley jantan. Vektor Adeno-related virus (AAV) disuntikkan secara bilateral, 1.5 μl per sisi, ke dalam NAc seperti dijelaskan sebelumnya (Barrot et al., 2005). Penempatan yang benar telah diverifikasi setelah percobaan pada bagian 40 μm cresyl-violet-bernoda. Vektor termasuk kontrol yang hanya mengekspresikan protein fluoresen hijau (GFP) (AAV-GFP) atau AAV yang mengekspresikan tipe liar ΔFosB dan GFP (AAV-ΔFosB) (Zachariou et al., 2006). Berdasarkan jangka waktu ekspresi transgen dalam NAc, hewan diuji untuk perilaku 3-4 minggu setelah injeksi vektor AAV, ketika ekspresi transgen maksimal (Zachariou et al., 2006). Untuk perincian lebih lanjut, lihat Metode tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Analisis statistik.
Signifikansi diukur dengan menggunakan ANOVA pengukuran berulang dua faktor serta tes t Student, yang dikoreksi di mana dicatat untuk beberapa perbandingan. Data dinyatakan sebagai sarana ± SEM. Signifikansi statistik didefinisikan sebagai p <0.05.
Hasil
Paparan kronis sukrosa menginduksi peningkatan asupan sukrosa dan perilaku seperti kepekaan
Kami menerapkan paradigma pilihan dua botol di mana konsentrasi sukrosa sekitar dua kali lipat setiap 2 d setelah 2 d dari dua botol air. Konsentrasi sukrosa dimulai pada 0.125% dan meningkat menjadi 50%. Hewan tidak menunjukkan preferensi sukrosa sampai sukrosa 0.25%, dan kemudian minum sukrosa lebih banyak daripada air pada semua konsentrasi yang lebih tinggi. Mulai dari konsentrasi 0.25%, hewan meminum volume sukrosa yang meningkat hingga volume sukrosa maksimum tercapai pada 5 dan 10%. Pada 20% dan lebih tinggi, mereka mulai mengurangi volume sukrosa untuk mempertahankan tingkat konsumsi sukrosa total yang stabil (Gbr. 1a, inset). Setelah paradigma ini, hewan menghabiskan 6 d hanya dengan dua botol air, dan kemudian disajikan dengan pilihan botol sukrosa% 0.125 atau air untuk 2 d. Hewan meminum lebih banyak sukrosa daripada air pada konsentrasi ini, dan menunjukkan preferensi sukrosa yang signifikan dibandingkan dengan kurangnya preferensi yang diamati setelah paparan awal konsentrasi sukrosa ini pada hari 1.
Gambar 1.
Paradigma pilihan sukrosa dua botol menunjukkan konsumsi sukrosa yang meningkat. a, Peningkatan konsentrasi sukrosa menyebabkan perilaku asupan "bentuk-U terbalik", bersama dengan perilaku seperti kambuh dan seperti sensitisasi setelah periode penarikan [perbedaan signifikan antara asupan air dan sukrosa per 2 hari pada setiap konsentrasi 0.25% dan paparan sukrosa berikutnya (t (30) = 4.81; p <0.001; n = 8, dikoreksi untuk beberapa perbandingan)]. Inset, Intake direpresentasikan sebagai gram total sukrosa yang dicerna pada setiap konsentrasi selama 2 hari, menunjukkan asupan yang stabil pada konsentrasi yang lebih tinggi. b, Hewan pada 10 hari paradigma pilihan dua botol menunjukkan peningkatan jumlah asupan sukrosa selama hari 1 (asupan ditampilkan hanya untuk satu hari). ANOVA pengukuran berulang dua faktor mengungkapkan efek utama hari (F (3,27) = 42.3; p <0.001), sukrosa (F (1,9) = 927.2; p <0.001), dan sukrosa × hari (F (3,27) = 44.8; p <0.001; n = 10 / kelompok). c. Peningkatan berat badan dibandingkan dengan hewan kontrol (air saja) dengan paparan sukrosa. ANOVA pengukuran berulang dua faktor menunjukkan efek utama yang signifikan hari (F (5,70) = 600; p <0.001) di mana kedua kelompok bertambah berat badan dari waktu ke waktu, dan interaksi sukrosa dan hari yang signifikan (F (5,70) ) = 17.1; p <0.001; n = 10 / kelompok), menunjukkan bahwa kelompok sukrosa bertambah berat badan dari waktu ke waktu.
Karena asupan volume maksimum tercapai pada konsentrasi 10%, hewan naif diberi pilihan antara satu botol air dan satu botol 10% sukrosa untuk 10 d dan dibandingkan dengan kelompok kontrol yang hanya diberi dua botol air saja. Hewan sukrosa dibangun untuk tingkat asupan sukrosa yang lebih tinggi pada siang hari 10 (Gbr. 1b). Mereka juga bertambah berat secara signifikan setelah paparan sukrosa yang berkelanjutan dibandingkan dengan hewan kontrol, dengan perbedaan kenaikan berat dari waktu ke waktu (Gbr. 1c).
Minum sukrosa meningkatkan ΔFosB di NAc
Kami menganalisis hewan-hewan ini pada paradigma sukrosa 10% untuk tingkat ΔFosB di NAc dengan menggunakan Western blotting (Gbr. 2a) dan imunohistokimia (Gbr. 2b). Kedua metode mengungkapkan induksi protein BFB di daerah otak ini pada sukrosa yang berpengalaman dibandingkan dengan hewan kontrol. Karena seluruh sekuens protein proteinFosB terkandung dalam FosB full-length, antibodi yang digunakan untuk mendeteksi immunoreaktivitas seperti-FosB mengenali kedua protein (Perrotti et al., 2004, 2005). Namun, Western blotting mengungkapkan bahwa hanya ΔFosB secara signifikan diinduksi oleh minum sukrosa. Ini menunjukkan bahwa perbedaan sinyal yang diamati oleh imunohistokimia mewakili ΔFosB. Peningkatan yang diamati pada Gambar 2b ditemukan pada inti dan cangkang NAc, tetapi tidak pada striatum punggung (data tidak ditunjukkan).
Gambar 2.
Konsumsi sukrosa dan perilaku seksual meningkatkan ekspresi ΔFosB di NAc. a, Konsumsi kronis sukrosa 10% dalam paradigma pilihan dua botol, serta perilaku seksual, meningkatkan ekspresi ΔFosB di NAc oleh Western blot (sukrosa, t (11) = 2.685; * p = 0.021; n = 5– 8; perilaku seksual, t (12) = 2.351; * p = 0.037; n = 6–8). Laki-laki kontrol penciuman tidak berbeda secara signifikan dengan kontrol laki-laki tanpa jenis kelamin (t (10) = 0.69; p> 0.50; n = 4-8). NS, Tidak Signifikan. b, Bagian otak dari hewan yang berpengalaman dengan sukrosa menunjukkan peningkatan imunoreaktivitas ΔFosB dibandingkan dengan hewan kontrol di NAc dengan imunohistokimia. Gambar (10x) mewakili beberapa bagian otak dari enam tikus di setiap kelompok perlakuan. AC, komisura anterior. c, Bagian otak dari hewan yang berpengalaman secara seksual menunjukkan peningkatan imunoreaktivitas ΔFosB dibandingkan dengan rekan kontrol di NAc dengan imunohistokimia. Gambar (10 ×) mewakili beberapa bagian otak dari enam hingga delapan tikus di setiap kelompok perlakuan.
Perilaku seksual meningkatkan ΔFosB di NAc
Kami selanjutnya menyelidiki efek dari perilaku seksual kronis pada induksi ΔFosB di NAc. Tikus jantan yang berpengalaman secara seksual diizinkan mengakses tanpa batas dengan betina yang reseptif hingga ejakulasi untuk sesi 14 selama periode minggu 8-10. Yang penting, hewan kontrol bukanlah kontrol kandang, tetapi dihasilkan oleh penanganan yang sama pada hari pengujian dan paparan ke arena lapangan terbuka dan tempat tidur di mana persetubuhan terjadi untuk jumlah waktu yang sama tetapi tanpa paparan pada betina reseptif, mengendalikan untuk penciuman dan efek penanganan. Menggunakan Western blotting, kami menemukan bahwa pengalaman seksual secara signifikan meningkatkan level ΔFosB dibandingkan dengan kelompok kontrol (Gbr. 2a), tanpa tingkat terdeteksi dari panjang-penuh FosB yang diamati. Konsisten dengan data ini, imunohistokimia mengungkapkan peningkatan pewarnaan ΔFos pada inti dan kulit NAc (Gambar. 2c), tetapi tidak striatum dorsal (data tidak ditampilkan).
Untuk memastikan bahwa peningkatan ΔFosB yang diamati pada hewan yang mengalami hubungan seksual tidak disebabkan oleh interaksi sosial atau stimulus lain yang tidak berhubungan dengan perkawinan, kami menghasilkan pejantan yang tidak kawin, yang terpapar betina yang diberi hormon, tetapi tidak diperbolehkan untuk bersanggama. Laki-laki ini tidak menunjukkan perbedaan dalam tingkat osFosB dibandingkan dengan seperangkat terpisah dari hewan kontrol arena penciuman (Gambar. 2a), menunjukkan bahwa induksi ΔFosB terjadi sebagai respons terhadap perilaku seksual dan bukan isyarat sosial atau non-kawin.
Ekspresi berlebihan ΔFosB dalam NAc meningkatkan asupan sukrosa
Menggunakan sistem ekspresi berlebih yang dimediasi oleh virus, yang memungkinkan ekspresi stabil dari ΔFosB selama beberapa minggu (Zachariou et al., 2006) (Gbr. 3a), kami menyelidiki pengaruh tingkat ΔFosB yang lebih tinggi, secara khusus menargetkan NAc, pada minum sukrosa. perilaku (Gbr. 3b). Kami pertama kali mengasuransikan bahwa tidak ada perbedaan dalam perilaku sukrosa awal sebelum operasi dengan pretest asupan sukrosa (AAV-GFP, 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB, 6.22 ± 0.621 ml; n = 15 / grup; p> 0.80). Tiga minggu setelah operasi, ketika ekspresi ΔFosB telah stabil selama ∼10 hari, hewan diberi tes sukrosa pasca operasi. Kelompok AAV-ΔFosB meminum sukrosa secara signifikan lebih banyak daripada kelompok kontrol AAV-GFP (Gbr. 3b). Tidak ada perbedaan jumlah asupan air antara kedua kelompok (AAV-GFP, 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB, 0.95 ± 0.007 ml; n = 15 / kelompok; p> 0.15), menunjukkan bahwa efek ΔFosB khusus untuk sukrosa.
Gambar 3.
Ekspresi berlebihan ΔFosB di NAc mengatur aspek perilaku imbalan alami. a, Penggambaran situs target NAc dengan transfer genetik yang dimediasi virus bilateral dan contoh ekspresi osFosB, dideteksi oleh imunohistokimia, setelah injeksi AAV-ΔFosB. b, Injeksi AAV-osFosB dalam NAc menghasilkan peningkatan asupan sukrosa dibandingkan dengan kontrol yang disuntikkan AAV-GFP (t (28) = 2.208; * p = 0.036; n = 15 / grup). Demikian juga, 10 minggu perilaku seksual, dibandingkan dengan kontrol yang naif secara seksual, meningkatkan asupan sukrosa (t (14) = 2.240; * p = 0.042; n = 7-9). c, ΔFosB overexpression mengurangi jumlah intromisi yang diperlukan untuk mencapai ejakulasi pada hewan yang naif secara seksual dibandingkan dengan kontrol GFP (t (30) = 2.145; * p = 0.04; n = 15-17) dan menghasilkan tren penurunan interval postejaculation ( t (30) = 1.916; #p = 0.065; n = 15 – 17).
Ekspresi berlebihan ΔFosB di NAc memengaruhi perilaku seksual
Selanjutnya, kami memeriksa apakah ΔFosB berlebih di NAc mengatur perilaku seksual hewan yang naif dan berpengalaman. Meskipun kami tidak menemukan perbedaan dalam parameter perilaku seksual antara hewan berpengalaman yang diperlakukan AAV-ΔFosB dan -GFP (lihat Tabel tambahan S1, tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan), ekspresi berlebih dari ΔFosB pada hewan yang naif secara signifikan mengurangi jumlah intromisi yang diperlukan untuk mencapai ejakulasi untuk pengalaman perilaku seksual pertama (Gbr. 3c). Ada juga tren penurunan interval postejaculatory untuk kelompok ΔFosB setelah pengalaman seksual pertama (Gambar. 3c). Sebaliknya, tidak ada perbedaan yang diamati dalam latensi untuk pemasangan, intromisi, atau ejakulasi pada hewan yang naif atau berpengalaman (lihat Tabel tambahan S1, tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan). Demikian pula, tidak ada perbedaan yang diamati untuk rasio intromisi [jumlah intromisi / (jumlah intromisi + jumlah tunggangan)], meskipun ini mungkin karena variabilitas tinggi dalam jumlah tunggangan di setiap kelompok.
Pengalaman seksual meningkatkan asupan sukrosa
Karena kami menemukan peningkatan kadar osFosB di NAc setelah minum sukrosa dan pengalaman seksual, dan ΔFosB yang berlebihan memengaruhi respons perilaku terhadap kedua hadiah, menarik untuk mengeksplorasi apakah paparan sebelumnya terhadap salah satu hadiah secara signifikan memengaruhi respons perilaku terhadap respons perilaku lainnya. . Sebelum pengalaman seksual, hewan naif secara acak ditugaskan untuk mengendalikan atau kondisi seks. Hewan kemudian terkena pengalaman seksual atau kondisi kontrol, seperti yang dijelaskan sebelumnya, selama 8-10 minggu. Lima hari setelah sesi seks terakhir, hewan menjadi sasaran paradigma pilihan dua botol min 30 antara satu botol air dan satu sukrosa. Kami menemukan bahwa hewan yang berpengalaman secara seksual minum sukrosa secara signifikan lebih banyak daripada kontrol (Gambar. 3b). Tidak ada perbedaan antara hewan yang berpengalaman secara seksual dan hewan kontrol yang diamati dengan asupan air (kontrol, 1.21 ± 0.142 ml; pengalaman seks, 1.16 ± 0.159 ml; n = 7-9; p = 0.79), menunjukkan bahwa efeknya khusus untuk sukrosa.
Diskusi
Studi ini menjembatani kesenjangan sebelumnya dalam literatur dalam menjelaskan peran ΔFosB dalam perilaku imbalan alami yang berhubungan dengan seks dan sukrosa. Kami pertama-tama menetapkan untuk menentukan apakah accumFosB terakumulasi di NAc, wilayah hadiah otak yang penting, setelah paparan kronis terhadap hadiah alami. Fitur penting dari pekerjaan ini adalah memberi hewan pilihan dalam perilaku mereka, dengan analogi dengan paradigma pemberian obat. Ini untuk memastikan bahwa setiap efek pada level osFosB terkait dengan konsumsi sukarela dari hadiah. Model sukrosa (Gambar 1) menunjukkan aspek perilaku seperti kecanduan dibandingkan dengan model asupan sukrosa lainnya: pilihan antara hadiah dan kontrol, kurva dosis-respons berbentuk-U terbalik, respons peka setelah penarikan, dan asupan berlebihan. Model ini juga menyebabkan peningkatan berat badan, tidak terlihat pada model lain seperti model gula intermiten harian (Avena et al., 2008).
Data kami menetapkan, untuk pertama kalinya, bahwa dua jenis kunci penghargaan alami, sukrosa dan jenis kelamin, keduanya meningkatkan level osFosB di NAc. Peningkatan ini diamati oleh Western blotting dan imunohistokimia; menggunakan kedua metode memastikan bahwa produk protein yang diamati memang ΔFosB dan bukan FosB full-length, produk lain dari gen fosB. Induksi selektif ΔFosB oleh sukrosa dan jenis kelamin mirip dengan induksi selektif ΔFosB dalam NAc setelah pemberian kronis hampir semua jenis obat penyalahgunaan (lihat Pendahuluan). Dari catatan, bagaimanapun, adalah pengamatan bahwa tingkat induksi ΔFosB di NAc yang diamati di sini sebagai tanggapan terhadap imbalan alami lebih kecil daripada yang terlihat untuk hadiah obat: minum sukrosa dan perilaku seksual menghasilkan peningkatan 40-60% pada tingkat ΔFosB secara kontras hingga beberapa kali induksi terlihat dengan banyak obat pelecehan (Perrotti et al., 2008).
Tujuan kedua dari penelitian ini adalah untuk menyelidiki konsekuensi fungsional dari ΔFosB induksi di NAc pada perilaku yang berhubungan dengan hadiah alami. Banyak pekerjaan kami sebelumnya tentang pengaruh osFosB pada pemberian obat telah menggunakan tikus bitransgenik yang dapat diinduksi, di mana ΔFosB ekspresi ditargetkan ke NAc dan striatum dorsal. Tikus berlebih osFOSB ini menunjukkan respons perilaku yang meningkat terhadap kokain dan opiat, serta peningkatan putaran roda dan respons instrumental terhadap makanan (lihat Pendahuluan). Dalam penelitian ini, kami menggunakan sistem transfer gen yang dimediasi virus yang lebih baru dikembangkan untuk mengekspresikan exFosB secara lebih stabil di daerah otak target tikus jantan (Zachariou et al., 2006). Kami menemukan di sini bahwa ekspresi berlebih osFosB meningkatkan asupan sukrosa bila dibandingkan dengan hewan kontrol, tanpa perbedaan dalam asupan air antara kedua kelompok.
Kami juga menyelidiki bagaimana osFosB mempengaruhi perilaku seksual. Kami menunjukkan bahwa ekspresi berlebih osFosB di NAc mengurangi jumlah intromisi yang diperlukan untuk ejakulasi pada hewan yang naif secara seksual. Ini tidak sesuai dengan perbedaan lain dalam perilaku seksual yang naif, termasuk perubahan dalam mount, intromission, atau latensi ejakulasi. Selain itu, ekspresi berlebih osFosB tidak memengaruhi aspek perilaku seksual apa pun pada hewan yang berpengalaman secara seksual. Kemampuan manipulasi dalam NAc untuk mempengaruhi perilaku seksual tidak mengejutkan mengingat semakin banyak bukti bahwa wilayah otak ini mengatur perilaku seksual (Balfour et al., 2004; Hull dan Dominguez, 2007). Penurunan numberFosB yang diinduksi dalam jumlah intromisi dapat mencerminkan peningkatan perilaku seksual, pada hewan yang naif dengan ΔFosB yang diekspresikan berlebihan di NAc berperilaku lebih seperti hewan yang berpengalaman. Misalnya, dalam tes pengalaman seksual yang berulang, hewan memerlukan lebih sedikit intromisi untuk mencapai ejakulasi (Lumley dan Hull, 1999). Selain itu, tren penurunan interval postejaculatory dengan ΔFosB overexpression juga mencerminkan perilaku yang diamati pada pria yang lebih termotivasi secara seksual dan berpengalaman (Kippin dan van der Kooy, 2003). Bersama-sama, temuan ini menunjukkan bahwa ekspresi berlebih osFosB pada hewan naif dapat memfasilitasi perilaku seksual dengan membuat hewan naif menyerupai hewan yang lebih berpengalaman atau yang termotivasi secara seksual. Di sisi lain, kami tidak mengamati efek signifikan dari ekspresi berlebih BFosB pada perilaku seksual yang dialami. Studi perilaku yang lebih kompleks dari perilaku seksual (misalnya, preferensi tempat yang dikondisikan) dapat lebih baik membedakan efek yang mungkin dari BFosB.
Terakhir, kami menyelidiki bagaimana paparan sebelumnya terhadap satu penghargaan alami memengaruhi respons perilaku terhadap yang lain. Secara khusus, kami menentukan efek dari pengalaman seksual sebelumnya pada asupan sukrosa. Meskipun hewan kontrol dan yang berpengalaman secara seksual menunjukkan preferensi yang kuat untuk sukrosa, hewan yang berpengalaman secara seksual meminum sukrosa lebih banyak, dengan tidak ada perubahan dalam konsumsi air. Ini adalah temuan yang menarik, yang menunjukkan bahwa paparan sebelumnya terhadap satu reward dapat meningkatkan nilai reward dari stimulus reward lain, seperti yang diharapkan jika ada basis molekuler yang dibagikan sebagian (misalnya, ΔFosB) dari sensitivitas reward. Mirip dengan penelitian ini, hamster betina yang sebelumnya terpapar perilaku seksual menunjukkan peningkatan kepekaan terhadap efek perilaku kokain (Bradley dan Meisel, 2001). Temuan ini mendukung gagasan plastisitas di dalam sirkuit reward otak, di mana nilai yang dirasakan dari reward saat ini dibangun di atas eksposur reward di masa lalu.
Singkatnya, pekerjaan yang disajikan di sini memberikan bukti bahwa, selain penyalahgunaan obat, penghargaan alami menyebabkan tingkat ΔFosB di NAc. Demikian pula, ekspresi ΔFosB yang berlebihan di wilayah otak ini mengatur respons perilaku hewan terhadap penghargaan alami, seperti yang telah diamati sebelumnya untuk penghargaan obat. Temuan ini menunjukkan bahwa ΔFosB memainkan peran yang lebih umum dalam regulasi mekanisme reward, dan dapat membantu memediasi sensitisasi silang yang diamati di berbagai jenis obat dan reward alami. Selain itu, hasil kami meningkatkan kemungkinan bahwa induksi ΔFosB di NAc dapat memediasi tidak hanya aspek-aspek kunci dari kecanduan narkoba, tetapi juga aspek dari apa yang disebut kecanduan alami yang melibatkan konsumsi imbalan alami secara kompulsif.
Catatan kaki
• Pekerjaan ini didukung oleh hibah dari Institut Nasional Kesehatan Mental dan Institut Nasional Penyalahgunaan Narkoba dan dari Aliansi Nasional untuk Penelitian di Skizofrenia dan Depresi.
• Korespondensi harus ditujukan kepada Carlos A. Bolanos di alamat di atas. [email dilindungi]
• Hak Cipta © 2008 Society for Neuroscience 0270-6474 / 08 / 2810272-06 $ 15.00 / 0
Bagian sebelumnya
Referensi
1. ↵
1. Avena NM,
2. Rada P,
3. Hoebel BG
(2008) Bukti untuk kecanduan gula: efek perilaku dan neurokimiawi dari asupan gula yang intermiten dan berlebihan. Neurosci Biobehav Rev 32: 20 – 39.
CrossRefMedline
2. ↵
1. Balfour ME,
2. Yu L,
3. Kencangkan LM
(2004) Perilaku seksual dan isyarat lingkungan terkait seks mengaktifkan sistem mesolimbik pada tikus jantan. Neuropsikofarmakologi 29: 718 – 730.
CrossRefMedline
3. ↵
1. Barrot M,
2. Olivier JD,
3. Perrotti LI,
4. DiLeone RJ,
5. Berton O,
6. Eisch AJ,
7. Impey S,
8. Storm DR,
9. Neve RL,
10. Yin JC,
11. Zachariou V,
12. Nestler EJ
(2002) Aktivitas CREB dalam nukleus accumbens shell mengontrol gating respon perilaku terhadap rangsangan emosional. Proc Natl Acad Sci USA 99: 11435 – 11440.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
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) Pengaturan kecemasan dan inisiasi perilaku seksual oleh CREB di nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 102: 8357 – 8362.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
5. ↵
1. Bradley KC,
2. Meisel RL
(2001) Induksi perilaku seksual c-Fos dalam nukleus accumbens dan aktivitas lokomotor stimulasi amfetamin tersensitisasi oleh pengalaman seksual sebelumnya pada hamster Suriah betina. J Neurosci 21: 2123 – 2130.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
6. ↵
1. Brown JR,
2. Kamu H,
3. Bronson RT,
4. Dikkes P,
5. Greenberg ME
(1996) Cacat dalam memelihara pada tikus yang kekurangan fosb gen awal langsung. Sel 86: 297 – 309.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Cenci MA
(2002) Faktor transkripsi yang terlibat dalam patogenesis diskinesia yang diinduksi L-DOPA dalam model tikus penyakit Parkinson. Asam Amino 23: 105–109.
CrossRefMedline
8. ↵
1. Colby CR,
2. Whisler K,
3. Steffen C,
4. Nestler EJ,
5. DW sendiri
(2003) Ekspresi DeltaFosB spesifik jenis sel striatal meningkatkan insentif untuk kokain. J Neurosci 23: 2488 – 2493.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
9. ↵
1. Hull EM,
2. Dominguez JM
(2007) Perilaku seksual pada tikus jantan. 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. DW sendiri,
11. Tkatch T,
12. Baranauskas G,
13. Surmeier DJ,
14. Neve RL,
15. Duman RS,
16. Picciotto MR,
17. Nestler EJ
(1999) Ekspresi faktor transkripsi deltaFosB di otak mengontrol sensitivitas terhadap kokain. Alam 401: 272 – 276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Kippin TE,
2. van der Kooy D
(2003) Lesi eksitotoksik dari nukleus pedunculopontine tegmental merusak kopulasi pada tikus jantan yang naif dan memblokir efek menguntungkan kopulasi pada tikus jantan berpengalaman. Eur J Neurosci 18: 2581 – 2591.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Lumley LA,
2. Hull EM
(1999) Efek dari antagonis D1 dan pengalaman seksual pada imunoreaktivitas yang diinduksi seperti-Fos dalam inti nukleus preoptik medial. Brain Res 829: 55 – 68.
CrossRefMedline
13. ↵
1. McDaid J,
2. Graham MP,
3. Napier TC
(2006) Sensitisasi yang diinduksi metamfetamin mengubah pCREB dan DeltaFosB secara berbeda di seluruh sirkuit limbik otak mamalia. Mol Pharmacol 70: 2064 – 2074.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
14. ↵
1. Muller DL,
2. Unterwald EM
(2005) reseptor dopamin D1 memodulasi induksi deltaFosB pada tikus striatum setelah pemberian morfin berselang. J Pharmacol Exp Ther 314: 148 – 154.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
15. ↵
1. Nakabeppu Y,
2. Nathans D
(1991) Suatu bentuk FosB terpotong yang terjadi secara alami yang menghambat aktivitas transkripsional Fos / Jun. Sel 64: 751 – 759.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Mekanisme transkripsi kecanduan: peran ΔFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
17. ↵
1. Olausson P,
2. Jentsch JD,
3. Tronson N,
4. Neve RL,
5. Nestler EJ,
6. Taylor JR
(2006) DeltaFosB dalam nucleus accumbens mengatur perilaku dan motivasi instrumental yang diperkuat makanan. J Neurosci 26: 9196 – 9204.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
18. ↵
1. Perrotti LI,
2. Hadeishi Y,
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L,
6. Duman RS,
7. Nestler EJ
(2004) Induksi deltaFosB dalam struktur otak yang berhubungan dengan hadiah setelah stres kronis. J Neurosci 24: 10594 – 10602.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
19. ↵
1. Perrotti LI,
2. Bolaños CA,
3. Choi KH,
4. Russo SJ,
5. Edwards S,
6. Ulery PG,
7. Wallace DL,
8. DW sendiri,
9. Nestler EJ,
10. Barrot M
(2005) DeltaFosB terakumulasi dalam populasi sel GABAergik di ekor posterior daerah tegmental ventral setelah pengobatan psikostimulan. Eur J Neurosci 21: 2817 – 2824.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Perrotti LI,
2. Penenun RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Labirin I,
6. Yazdani S,
7. Elmore RG,
8. Knapp DJ,
9. Selley DE,
10. Martin BR,
11. Sim-Selley L,
12. Bachtell RK,
13. DW sendiri,
14. Nestler EJ
(2008) Pola yang berbeda dari induksi DeltaFosB di otak oleh penyalahgunaan obat. Sinaps 62: 358 – 369.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Teegarden SL,
2. Bale TL
(2007) Efek stres pada preferensi dan asupan makanan bergantung pada akses dan sensitivitas stres. Biol Psikiatri 61: 1021 – 1029.
CrossRefMedline
22. ↵
1. Werme M,
2. Messer C,
3. Olson L,
4. Gilden L,
5. Thorén P,
6. Nestler EJ,
7. Brené S
(2002) DeltaFosB mengatur roda berjalan. J Neurosci 22: 8133 – 8138.
Abstrak / Teks Lengkap GRATIS
23. ↵
1. Zachariou V,
2. Bolanos CA,
3. Selley DE,
4. Theobald D,
5. Cassidy MP,
6. Kelz MB,
7. Shaw-Lutchman T,
8. Berton O,
9. Sim-Selley LJ,
10. Dileone RJ,
11. Kumar A,
12. Nestler EJ
(2006) Peran penting untuk DeltaFosB dalam nukleus accumbens dalam aksi morfin. Nat Neurosci 9: 205 – 211.
CrossRefMedline
;