DeltaFosB í Nucleus Accumbens stjórnar matarstyrktri tæknilegri hegðun og hvatningu (2006)

Journal of Neuroscience, 6 September 2006, 26 (36): 9196-9204; doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1124-06.2006

Peter Olausson ¹, J. David Jentsch ², Natalie Tronson ¹, Rachel L. Neve ³, Eric J. Nestler ⁴og Jane R. Taylor ¹

1.Bréfaskipti ber að senda til Jane R. Taylor, geðdeildardeild, geðdeildardeild, Yale University School of Medicine, Ribicoff rannsóknarstofnanir, Connecticut Mental Health Center, 34 Park Street, New Haven, CT 06508.[netvarið]

Abstract

Breytingar á hvatningu hafa verið fólgin í sjúkdómsgreiningu nokkurra geðræna sjúkdóma, þar á meðal misnotkun og þunglyndi. Endurtekin útsetning fyrir fíkniefnum af völdum ofbeldis eða streitu er þekkt fyrir að þola örugglega upptökuþáttinn ΔFosB í kjarnanum accumbens (NAc) og dorsal striatum, áhrif sem eru tilgátur til að stuðla að taugabreytingum í dópamínreglulegri merkingu. Lítið er hins vegar vitað um sérstaka þátttöku ΔFosB í dysregulation á æskilegum hvötum. Við sýnum hér að framkallað yfirþrýsting ΔFosB í NAc og dorsal striatum bitransgenic músum, eða sérstaklega í NAc kjarnanum rottum með því að nota veiru-miðluðu genaflutninga, aukið matvælaörkaðan mælitækni og framsækið hlutfall svara. Mjög svipuð hegðunaráhrif komu fram eftir fyrri endurtekna útsetningu fyrir kókaíni, amfetamíni, MDMA [(+) - 3,4-metýlendíoxýmetamfetamíni] eða nikótín í rottum. Þessar niðurstöður sýna öflugt eftirlit með hvatningarferlum með ΔFosB og gefa vísbendingar um að lyfjafræðilegar breytingar á genþrýstingi með innleiðingu ΔFosB innan NAc kjarnans geta gegnt mikilvægu hlutverki í áhrifum hvatningaráhrifa á hljóðfæraleik.

Hvernig gengur lífið dag frá degi? Er það í jafnvægi og allt eins og það á að vera? Er jafnvægi hvort sem litið er á veraldlega stöðu eða andlega? Lífið er eins og það er. Það er ekki alltaf sólskyn. Það koma reglulega lægðir með rok og rigningu. Við vitum að í heildar samhenginu er lægð hluti af vistkerfi að leita að jafnvægi. Stundum erum við stödd í miðju lægðarinnar. Þar er logn og gott veður, sama hvað gengur á þar sem stormurinn er mestur. Sama lögmál gildir varðandi þitt eigið líf. Ef þú ert í þinn miðju, þínum sannleik þá heldur þú alltaf jafnvægi átakalaust. Sama hvað gustar mikið frá þér þegar þú lætur til þín taka. Huldufólk hefur gefið okkur hugleiðslu sem hjálpar okkur að finna þessa miðju, finna kjarna okkar og sannleikann sem í honum býr. Þegar þú veist hver þú ert og hvers vegna þú ert hér, mun líf þitt vera í flæðandi jafnvægi. Hugleiðslan virkjar þekkinguna sem er í vitund jarðar og færir hana með lífsorkunni inn í líkama okkar. Þar skoðar hún hugsana og hegðunar munstrið og athugar hvort það myndar átakalausu flæðandi jafnvægi. Hinn möguleikinn er falskt jafnvægi sem hafa þarf fyrir að viðhalda með tilheyrandi striti, áhyggjum og ótta. Síðan leiðbeinir þessi þekking okkur að því jafnvægi sem er okkur eðlilegt. Við blómstrum átakalaust, líkt og planta sem vex átakalaut frá fræi í fullþroska plöntu sem ber ávöxt.

Endurtekin eiturverkun veldur tímabundnum breytingum á genskriftir sem framleiða varanlegar taugabreytingar innan kjarna accumbens (NAc) (Nestler, 2004). Þessi heila svæði gegnir mikilvægu hlutverki í bæði lyfjameðferð og náttúrulegum styrkingarferlum (Kelley og Berridge, 2002), þrátt fyrir að lítið sé vitað um umritunarþættina sem hafa áhrif á hegðun sem er hvatt af nondrug, örvandi styrkjum eins og mat. ΔFosB er umritunarþáttur virkjaður innan NAc og dorsal striatum með langvinnri útsetningu fyrir lyfjum (Konradi et al., 1994; Nye et al., 1995; Chen et al., 1997; Pich et al., 1997; Shaw-Lutchman o.fl., 2003) og þvingunarhjólWerme o.fl., 2002). Það er einnig framkallað á þessum svæðum með nokkrum tegundum langvarandi streitu (Perrotti o.fl., 2004). Aukaverkun lyfjaörvunarferla í tengslum við örvun á striatal ΔFosB er vel þekkt (Kelz et al., 1999; Colby et al., 2003; Zachariou et al., 2006). Afleiðingar hækkaðrar ΔFosB stigs á þessum svæðum á hljóðfæraleikum hvattir af náttúrulegum styrkjum eru hins vegar ekki þekktar.

Frammistöðu hljóðfæraleika er nauðsynleg þáttur í lyfjameðferð hegðunar sem getur orðið óreglulegur eða ósveigjanlegur þar sem breytingin á fíkninn fer fram (Jentsch og Taylor, 1999; Berke og Hyman, 2000; Berridge og Robinson, 2003; Everitt og Robbins, 2005). The NAc er þátt í margvíslegum þáttum hljóðfæraleika sem hefur þýðingu fyrir fíkn (Balleine og Killcross, 1994; Corbit et al., 2001; de Borchgrave et al., 2002; Di Ciano og Everitt, 2004b; Everitt og Robbins, 2005). Það er því líklegt að lyfjaeinkenndu taugabreytingar innan NAc gætu haft áhrif á frammistöðu aðgerða. Reyndar veldur langvarandi kókaínsáhrif súkrósa styrkt hljóðfæraleika (Miles et al., 2004) og meðhöndlun til að hindra taugaþröskun innan NAc kjarnans, þar með talið hömlun á PKA (próteinkínasa A) eða próteinmyndun, trufla matvælaverðlaunað hljóðfæri (Baldwin o.fl., 2002a; Hernandez et al., 2002). The NAc kjarna miðlar einnig hvatningaráhrif skilyrtra áhrifa á hljóðfæraleikParkinson o.fl., 1999; Corbit et al., 2001; Hall o.fl., 2001; Di Ciano og Everitt, 2004a; Ito o.fl., 2004), sem veitir neurobiological hvarfefni þar sem ΔFosB örvun gæti haft mikil áhrif á hljóðfæraleik og hvatningu fyrir örvandi efniviður eins og mat, vatn eða misnotkunarefni.

Hér er rannsakað áhrif ΔFosB á matvælaörvandi hljóðfæraleik með því að nota tvær viðbótar erfðafræðilegar aðferðir: (1) örvandi yfirþrýsting ΔFosB innan NAc og dorsal striatum bitransgenic músa (NSE-tTA × TetOp-FFB) og (2) yfirþrýsting af ΔFosB í NAc kjarnanum, sérstaklega með því að nota veiru-miðlað genaflutningur í rottum. Við metum einnig hvort fyrri endurtekin útsetning fyrir kókaíni, amfetamíni, (+) - 3,4-metýlendíoxýmetamfetamíni (MDMA) eða nikótíni, við aðstæður sem greint hefur verið frá að auka ΔFosB, myndi auka matvælaörðugraða verkfæri viðbrögð og / eða hvatning með því að nota framsækið hlutfalláætlun, eins og sýnt hefur verið fram á lyfjameðferð með sjálfsstjórnun (Horger o.fl., 1990, 1992; Piazza et al., 1990; Vezina o.fl., 2002; Miles et al., 2004). Niðurstöður okkar sýna fram á viðvarandi áhrif ΔFosB á hljóðfæraleik og benda til þess að þessi uppskriftarþáttur geti virkað í NAc kjarna sem eftirlitsstofnanna um hvatningaraðgerðir.

Efni og aðferðir

Dýra- og dýravernd

Tilraunastærðir Sprague Dawley rottur voru keyptir frá Charles River Laboratories (Wilmington, MA). Mönnum bitransgenic 11A mýs voru fengnar úr krossi á milli homozygous transgenic mýs sem tjáð taugasértækt enolas (NSE) -tTA tetracyclin transactivator prótein (lína A) og mús sem tjá TetOp (tetracycline-móttækilegur promotor) -ΔFosB (lína 11); Foreldrarlínurnar voru viðhaldið á útbreiddum blönduðum bakgrunni (50% ICR og 50% C57BL6 × SJL) (Chen et al., 1998; Kelz et al., 1999). Þessar bitransgenic 11A mýs tjá ΔFosB aðeins þegar: (1) báðar transgenes eru til staðar í sama frumu og (2) er ekki hægt að hamla transkriptunarvirkjun með tTA vegna nærveru tetracycline sýklalyfja eins og doxýsýklíns. Gjöf doxýcýklíns við þessar mýs getur þannig haft tímabundna stjórn á tjáningu ΔFosB og notað til að koma í veg fyrir tjáningu meðan á þróun stendur. Reyndar er gjöf doxýcýklíns tengd við ekki greinanlegan lekaþynningu ΔFosB (Chen et al., 1998; Kelz et al., 1999). Þar að auki voru 11A línan af bitransgenískum músum valdir fyrir þessar tilraunir, vegna þess að þeir sýna tjáningarmynstur sem er fyrst og fremst bundin við tvífrumugerð sem inniheldur dynorphin (bæði NAc og dorsal striatum), mjög svipað mynstur ΔFosB framkalla með langvarandi lyfjum útsetningKelz et al., 1999). Þar að auki hefur magngreining á þessu strikta tjáningu ΔFosB verið mæld áður (Chen et al., 1998; Kelz et al., 1999). Músin voru mynduð á University of Texas Southwestern og haldið og prófuð í Yale aðstöðu. Meðan á meðgöngu og þroska voru öll mús viðhaldið á doxýsýklíni þar til 8-9 vikna aldur í styrk 100 μg / ml í drykkjarvatninu, skilyrði sem vitað er að halda TetOp-ekið transgenes í "off" ástandinu og notuðu upphaf 6 vikur af doxycyclin þegar ΔFosB tjáning verður hámarks (Kelz et al., 1999). Allar tilraunir tóku þátt í samanburði á bitumyndandi músum í ruslinu á móti af doxýcýklíni, sem í sjálfu sér hefur engin áhrif á áhugasöm hegðun (Kelz et al., 1999; McClung og Nestler, 2003; Zachariou et al., 2006).

Allar tilraunagreinar voru haldnar í pörum (rottum) eða í hópum (músum, fjórum til fimm á hvern búri) undir stjórn á hitastigi og raka við 12 h ljós / dökk hringrás (ljós á 7: 00 AM og slökkt á 7: 00 PM). Þeir fengu að minnsta kosti 7 d að laga sig að húsnæðisaðstöðu fyrir hvaða rannsókn sem er. Dýr höfðu alltaf aðgang að vatni að vatni og takmarkað aðgengi að mat eins og lýst er hér að neðan. Öll dýranotkun var gerð í samræmi við National Institutes of Health Guide fyrir umönnun og notkun á rannsóknarstofum og var samþykkt af dýraverndar- og neyðarnefndir við háskólann í Texas Southwestern og Yale University.

Drugs

Kókainhýdróklóríð (NIDA), d-amfetamín súlfat (Sigma, St. Louis, MO), MDMA hýdróklóríð (vinsamlegast veitt af NIDA) og (-) - nikótín vetnis tartrati (Sigma ) voru leyst upp í dauðhreinsaðri lífeðlisfræðilegri saltvatn (0.9%) og sprautað í kviðarholi með rúmmáli 5 ml / kg (mús) eða 2 ml / kg (rottur). PH nikótínlausnarinnar var stillt með natríumbíkarbónati fyrir inndælingu.

Veiruþættir

Veiru-miðlað genaflutningur var framkvæmd eins og áður hefur verið lýst (Carlezon et al., 1998; Perrotti o.fl., 2004). Í stuttu máli voru cDNA, sem kóða sértæku prótínin, sett í herpes simplex veiru (HSV) amplikon HSV-PrPUC og pakkað inn í veiruna með hjálp hjálpar 5dl1.2. Vigurarnir sem tjáu annaðhvort HSV-LacZ, kóða fyrir prótein β-galaktósíðasa, eða HSV-FFB, sem kóða ΔFosB, voru síðan sett í NAc kjarnann í samræmi við tilraunaverkefnið.

Tilraunaverkefni

Yfirlit.

Tilraunir 1 skoðuðu áhrif fyrri endurtekinna lyfjaáhrifa á matvæla-styrktar mælitækni og framsækið hlutfall svara. Rottum var skipt fyrir slembiraðað í fimm tilraunahópa (n = 9-10 / hópur). Þessir hópar fengu tvisvar á sólarhring með inndælingu (í kviðarholi, við 9: 00 AM og 5: 00 PM) með saltvatni eða einu af eftirfarandi lyfjum: nikótín, 0.35 mg / kg; MDMA, 2.5 mg / kg; kókaín, 15 mg / kg; eða amfetamíni, 2.5 mg / kg fyrir 15 samfellt daga. Skammtarnir voru valdir á grundvelli fyrri útgáfu gagna okkar (Taylor og Jentsch, 2001; Olausson o.fl., 2003) og lyfjafræðilega örvun örvunar á lyfjum var fylgt eftir meðferðardegi 1 og 15. Eftir að 5 d var hætt, voru dýr þjálfaðir til að svara meðhöndlun á 10 samfellda daga og síðan prófuð á stigvaxandi hlutfalli sem svaraði næsta dag. Tvær dýr voru útilokaðir frá tölfræðilegum greiningum vegna þess að þeir fengu ekki tækjabúnaðinn og gerðu aðeins eitt virkt lyftistengda svar á hverju þremur síðasta æfingum.

Tilraunir 2 og 3 skoðuðu áhrif örvandi stækkunar yfirþrýstings á ΔFosB í bitransgenic músum á hljóðfæraleikni og bregðast við framsæknu hlutfalli styrkingar. Örvandi yfirþrýstingur á ΔFosB í þessum músum hefur áður verið sýnt fram á að líkja eftir áhrifum endurtekinna lyfjaáhrifa í hreyfingarvirkni og skilyrtum staðsetningarmöguleikum (Kelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006). Þessar mýs geta veitt mikilvægar upplýsingar um framlag streita ΔFosB til sérstakra hegðunarferla. Mótefndir karlkyns músar voru viðhaldið á doxýsýklíni eða voru skipt í kranavatni á 8 vikum. Tilraunir voru hafin eftir 6 vikur af endurteknum doxýcýklíni, þar sem transgen tjáning er hámarks (Kelz et al., 1999). Í tilraun 2 voru dýrum (n = 16) fæddir í takmarkaðan tíma og þjálfaðir í aðgerðinni sem lýst er hér að neðan (sjá hér að neðan, prófanir á mælitækni og framsæknihlutfalli) í 10 samfellda daga. Eftir að klínísk próf voru lokið var kókínvirkja örvun örvuð í þessum músum. Í tilraun 3 var sérstakur hópur músa (n = 18) þjálfaður á tæknisvöruninni í 10 samfelldum dögum við aðstæður þar sem hámarks 50 styrkingar voru afhent. Á degi 11 voru allar músar prófaðar á stigvaxandi hlutfalli sem svaraði. Á degi 12 ákváðum við að hafa áhrif á styrktar gengisþróun með því að forfeita á framsækið hlutfall sem svarar.

Tilraunir 4 og 5 skoðuðu áhrif víxlverkaðs ofþenslu á ΔFosB sérstaklega innan NAc. Tilraunir 4 prófa áhrif ΔFosB overexpression á instrumental árangur. Hér voru rottur innrennslir með HSV-ΔFosB (n = 8) eða HSV-LacZ (n = 8) í NAc kjarna og þjálfaðir á verklagsreglunum sem hefja 40 h síðar. Eftir 10 daglegar æfingar voru grunnlínu virkni mæld fyrir öll dýrin í vöktunarbúnaðinum fyrir virkni hreyfingar eins og lýst er hér að neðan (sjá hér að neðan, virkni hreyfingar). Tilraunir 5 meta áhrif NAc ΔFosB yfirþrýstings sérstaklega á framsækið hlutfall svara. Hér voru rotturnar upphaflega þjálfaðir í 15 samfellt daga, úthlutað til tilraunahópa og síðan fluttir með HSV-ΔFosB (n = 8) eða HSV-LacZ (n = 7) í NAc kjarna. Dýr voru skilin óþekkt og ómeðhöndluð fyrir 4 d til að leyfa ΔFosB tjáningu að ná hámarki. Á degi 5 eftir innrennsli voru allar dýrin prófaðir til að ýta á lyftistöng á framsækið hlutfalláætlun. Eftir síðasta prófunardegi, voru allar rottur drepnir og staðsetning innrennslislykilanna í NAc kjarnanum staðfest með histochemically. Miðað við staðsetningu innrennslisnúls, voru tveir rottar útilokaðir frá tilraun 4 og einum rottum úr tilraun 5.

Einkenni á genþrýstingi voru gerðar í sérstakri hópi dýra. Hér var HSV-LacZ gefið í NAc kjarna og dýr voru drepnir 3 d síðar. Tjáning β-galaktósíðasa var síðan metin ónæmissvörunarfræðilega.

Locomotor virkni.

Locomotor virkni var mæld með virkni metra (Digiscan dýra virkni fylgjast, Omnitech Electronics, Columbus, OH). Virkni metrar voru búin tveimur raðir innrauða ljósnæmis, hver röð samanstóð af 16 skynjara sem sett voru 2.5 cm í sundur. Virkni metrar voru stjórnað af og gögn frá virkni metra safnað af tölvu tölvu með Micropro hugbúnaður (Omnitech Electronics).

Tilraunadýrin voru sett í gagnsæjum plastpokum (25 × 45 × 20 cm) sem voru settar í virkni metra. Dýr voru upphaflega heimilt að habituate til hreyfimyndunarbúnaðinn fyrir 30 min. Í sumum tilraunum voru dýr síðan tekin út, sprautað með kókaíni, amfetamíni, nikótíni eða ökutæki samkvæmt tilraunahönnuninni og sett aftur í kassa. Lokomotkunin var síðan skráð í 60-min. Og byrjaði 5 mín. Eftir lyfjagjöf til að koma í veg fyrir ósértæka inndælingu af völdum ofnæmis. Allar tilraunir voru gerðar á ljósfasa dýranna (á milli 9: 00 AM og 6: 00 PM).

Instrumental svarandi og framsækið hlutfall próf.

Hljóðfæri svarað var metið með því að nota hefðbundna operant chamber fyrir rottur (30 × 20 × 25 cm) eða mýs (16 × 14 × 13 cm) stjórnað af MedPC hugbúnaðinum (Med Associates, St. Albans, VT). Hvert herbergi var hýst í hljóðdækkandi ytri hólf með hvítum hávaða og viftu til að draga úr áhrifum utanaðkomandi hávaða. Húsaljós sem er komið á bakhliðinni lýsir hólfið. Pilla skammtari skilaði mjólkurpellum (20 eða 45 mg; Bio-Serv, Frenchtown, NJ) sem styrktaraðili í tímaritið. Höfuðfærslur voru greindar með ljóssprautu sem var festur fyrir ofan styrktarstoðinn. Í þessu tímariti var hvati ljós. Fyrir rottur var einn lyftistöng settur á hvorri hlið tímaritsins. Fyrir músum voru tveir nosepoke opnir settir á bakhlið herbergjanna (þ.e. á móti styrktartímaritinu).

Á 5 d strax áður en þjálfun hefst voru dýrin bundin við aðgang að 90 að fæðu á dag og verða fyrir mjólkurkornum sem byggjast á korni (músum, 20 mg, rottum, 45 mg) í heimilishúsum sínum. Á prófunartímabilinu voru mjólkurpellur í mesta lagi í aðgerðarmiðstöðunum samkvæmt hegðunarreglunum (sjá hér að neðan) sem og í ótakmarkaða magni í heimilisbúrinu fyrir 90 mín., Upphaf 30 mín. Eftir daglegan prófun. Þessi mataráætlun gerir mönnum kleift að ná til einstakra mælikvarða þeirra og dregur úr breytileika vegna samkeppni milli ríkjandi og víkjandi dýra. Í okkar höndum gerir þessi áætlun kleift að hægja þyngdaraukningu eftir upphafsþyngdartapið ∼85-90% af lausafjölda. Dýrvogir voru fylgjast með í gegnum tilraunina.

Allir einstaklingar voru upphaflega búnir til prófunarbúnaðarins fyrir 2 d; Á þessum fundum voru mjólkurpellur sendar í styrktartímaritið á fastan tíma 15 s (FT-15) áætlun. Upphaf næsta dag fengu einstaklingar daglegar æfingar í 10 samfellda daga. Svörun við matvælum var prófuð á grundvelli áður birtar verklagsmeðferð við meðferð (Baldwin o.fl., 2002b). Að bregðast við réttri (þ.e. virku) handfangi / nosepoke var styrkt, en að svara hins vegar (óvirkt) handfang / nosepoke hafði engar áætlaðar afleiðingar. Staða virkan nosepoke eða lyftistöng (vinstri / hægri) var jafnvægi fyrir alla tilraunahópa. Að ljúka svörunarkröfunni (sjá hér að neðan) leiddi í ljós tímabundið örvunarljós, fylgt eftir með 1 s seinna með því að afhenda einum fæðupilla. Tveimur sekúndum síðar var örvunarljósið slökkt. Fyrstu 10 styrkleikarnir voru fengnar eftir að bregðast hefur verið við að svara samkvæmt föstum kvóta (FR1) áætlun, en eftir það var hægt að fá pellets eftir að bregðast við breytileikningi (VR2) áætlun. Þingið stóð fyrir 15 mín.

Tilraunir 3 (mýs) og 5 (rottur) notuðu aðra þjálfunartíma til að koma í veg fyrir hugsanlega áhrif á munur á verkfærum meðan á þjálfun stendur á síðari stigs stigi svara (nánar hér að neðan). Í tilraun 3 voru músar þjálfaðir á FR1 áætlun fyrir 2 d og þá á FR2 áætlun fyrir 8 d. Fyrsta 3 d prófana notaði 60 mín fundi. Á síðustu 7 þjálfunardögum var fundurinn sagt upp þegar 50 styrktaraðilar höfðu verið keyptir. Í tilraun 5 voru rottar þjálfaðir á FR1 / VR2 áætluninni í 15 fundum eins og lýst er hér að framan fyrir allar aðrar tilraunir með tveimur undantekningum. Í fyrsta lagi var hámarksfjöldi 150 kúlur / fundur afhentur. Í öðru lagi fengu þessi dýr 5 viðbótardögum þjálfunar (þ.e. alls 15 d) til að tryggja stöðugan árangur áður en tilraunir voru gerðar.

Dýr voru einnig prófuð við að bregðast við mat á framsæknu hlutfalli áætlunar um styrkingu. Í þessari rannsókn var svarskröfu til að fá matinn hafin sem FR1 áætlun en aukin með 2 smám saman til að fá síðari styrkari (þ.e. 1, 3, 5, 7 ..., X + 2 svörun). Í rannsókninni á lyfjameðferð með rottum jókst áætlunin smám saman með 5, sem gaf endanlegt áætlun um 1, 6, 11, 16 ..., X + 5. Allar aðrar breytur voru haldnar eins og þjálfunaraðferðin sem lýst er hér að framan. Prófið var sagt upp þegar engin virk svörun var gerð fyrir 5 mín.

Þróun gengislækkunar.

Áhrif styrks gengislækkunar voru skoðuð með því að nota styrktaraðgerðarframleiðslu. Hér voru músar leyft að borða ótakmarkaðan matvæli á kornvörum í búrinum sínum á 3 klst áður en þeir voru prófaðir á framsækið hlutfalláætlun um styrkingu eins og lýst er hér að ofan.

Skurðaðgerðir.

Dýr voru svæfð með notkun Equithesin (blanda sem innihélt pentobarbital (35 mg / kg) og klóralhýdrat (183.6 mg / kg) í etanóli (10% v / v) og própýlenglýkóli (39% v / v); gefið á 4.32 ml / kg, ip]. Cannulas (Plastics One, Roanoke, VA) voru með skurðaðgerð ígræddu miða við NAc kjarna, með Kopf stereotactic búnaði. Staðalímhæðin sem notuð voru í samanburði við bregma voru sem hér segir: framan / baki, + 1.5 mm; hlið / miðgildi, ± 1.5 mm; ventral / dorsal, -6.0 mm (Paxinos og Watson, 1986). The cannulas voru festir í höfuðkúpu með skrúfum og tannsmíði. Obturators voru settir inn í stýripinnann til að koma í veg fyrir sljór. Eftir skurðaðgerð voru dýrin bundin við staðlaða aðgerð eftir aðgerð og fengu að batna fyrir 5 d áður en tilraun hefst.

Innrennsli.

Innrennsli veiruveiru í innrennsli voru gerðar tvíhliða 40 h fyrir upphaf þjálfunar (sjá hér að neðan). Inndælingar sprautur (31 gauge), sem stækkuðu 1 mm undir þjórfé stýripinnanna, voru hægar lækkaðir samtímis til vinstri og hægri NAc og 1.0 μl / hliðin voru gefnir út í 4 mín. Við innrennslishraða 0.25 μl / mín með því að nota örsprautunardæla (PHD-5000; Harvard Apparatus, Holliston, MA). Innrennslispinnarnar voru eftir í 1-min. Eftir að innrennsli var lokið, og gaskannablöðin voru skipt út. Kanína staðsetningar voru staðfestar vefjafræðilega eftir lok hegðunarrauna (sjá mynd 6B), og aðeins dýr með rétt settum cannulas voru með í tölfræðilegri greiningu á tilraunagögnum.

Vefjafræðileg greining og ónæmisbæling.

Eftir að tilraunirnar voru gerðar voru dýr sem fengu aðgerð sem hluti af tilrauninni svæfð með Equithesin og umbreyttu með hjartalínuriti með 0.1 m PBS (5 mín) og 10% formalín (10 mín) í samræmi við staðlaðar aðferðir. Heila var sett í formalín og síðan sett í fosfatbuffað súkrósa lausn (30%). Allar hjörtu voru síðan skorin í 40 μm köflum á míkrótrómi og notuð til vefjafræðilegra greina á staðsetningu kjarna og próteinhugsun.

Kanína staðsetningin var gerð í hlutum sem voru mótað með hlutlausum rauðum og settir á smásjárglærur í mýkri mýkiefni og xýleni (DPX) eftir þurrkun af etanóli. Immunohistochemistry var gerð eins og áður hefur verið lýst (Hommel et al., 2003). Í stuttu máli var tjáningu β-galaktósíðasa eftir innrennsli HSV-LacZ ákvörðuð með ónæmisflúrljósandi litun með því að nota geitur gegn β-galaktósíðasa frumu mótefni (1: 5000; Biogenesis, Kingston, NH). Eftir köfnun á einni nóttu voru skurðir skolaðir og síðan ræktaðir með flúrljómandi asni gegn geitafleiðurum tengdum Cy2 (1: 200; Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA). Þættirnir voru skolaðir aftur og síðan með etanólþurrkun og vaxandi í DPX. Aðliggjandi stýrishlutar voru meðhöndluð á sama hátt án þess að inntaka aðal mótefna. Immunofluorescence var metið við 520 nm með því að nota a Zeiss (Oberkochen, Þýskalandi) smásjá með FITC síu og myndir teknar á sömu útsetningartíma með Zeiss Axiovision stafræna myndagerðarkerfi.

Tölfræði

Gögnin frá öllum tilraunum voru metin með því að nota ANOVA eins, tveggja eða þriggja vega og síðan eftir Scheffe eða Dunnett's post hoc próf, leiðrétt fyrir margfeldi samanburð þar sem það átti við með því að nota raðgreiningarpróf Holm. Gildi p ≤ 0.05 var talið tölfræðilega marktæk.

Niðurstöður

Tilraunir 1: Áhrif endurtekinna lyfjaáhrifa á hljóðfæraleik og framsækið hlutfall svara

Til að staðfesta að endurtekin lyfjameðferðar paradigma okkar gerði virkan verulegar taugabreytingar, metum við fyrst staðbundna næmingu sem frumgerðarhegðunarmælingu á langvarandi eiturverkunum. Rottur var gefinn tvisvar sinnum á sólarhring með inndælingu nikótíns (0.35 mg / kg), MDMA (5 mg / kg), kókaín (15 mg / kg) eða amfetamíni (2.5 mg / kg) og hreyfingarvirkni var prófuð eftir fyrstu inndælinguna Meðferðardagar 1 og 15 (viðbótarmynd Fig. 1A-E, fáanlegt á www.jneurosci.org sem viðbótar efni). Tölfræðileg greining leiddi í ljós veruleg meðferð eftir samskiptum dagsins (F_(4,42) = 9.335; p ≤ 0.0001). Að undanskildu MDMA (p = 0.62) valdið öllum lyfjum marktækt meiri virkni á hreyfingu (þ.e. næmi) á degi 15 samanborið við dag 1 (nikótín, p ≤ 0.001, kókaín, p ≤ 0.001; amfetamín, p ≤ 0.01). Endurteknar saltvatnsrannsóknir höfðu engin áhrif. Ekkert af lyfjameðferðinni breytti frumkominni virkni í upphafi meðferðar á upphafstímabilinu á degi 15 (viðbótar mynd 2A, fáanleg hjá www.jneurosci.org sem viðbótar efni).

Fimm dögum eftir síðustu inndælingu lyfsins skoðuðum við áhrif fyrri endurtekinna nikótíns-, MDMA-, kókaíns- eða amfetamínsáhrifa á matvælaöryggi. Gögnin eru kynnt sérstaklega fyrir hvert lyf Mynd 1A-H með sömu saltlausnarhópnum til samanburðar. Við komumst að því að fyrri útsetning fyrir hvern þessara lyfja jókst marktækt og sértæka matvælaörvandi tækjabúnað viðbrögð (meðferð með lyftistöng með þjálfunardegi, F_(36,378) = 1.683; p ≤ 0.01; eftir hoc greiningu: nikótín, p ≤ 0.01; MDMA, p ≤ 0.05; kókaín, p ≤ 0.01; amfetamín, p ≤ 0.001). Viðvarandi hækkun á hljóðfæraleikjum sem komu fram við framköllun á fósturskemmdum bendir til hugsanlegra aukahluta í hvatningu, í samræmi við áðurnefndar aukningar eftir endurtekna útsetningu fyrir geðveiki (sjá Umfjöllun). Við prófuð því hvort fyrri endurtekin lyfjameðferð auki hvatning með því að nota framsækið hlutfalláætlun. Það var tölfræðileg áhrif á fyrri útsetningu fyrir lyfjum við að bregðast við virka lyftistönginni (meðferð með milliverkunum í lifrarstarfsemi, F_(4,42) = 3.340; p ≤ 0.05) (Fig. 2A) sem og síðasta brotalið (F_(4,42) = 5.560; p ≤ 0.001) (Fig. 2B). Viðbótarupplýsingar greindi frá því að öll meðferðir aukin bæði fjölda virkra svörunar (nikótín, p ≤ 0.001, MDMA, p ≤ 0.05, kókaín, p ≤ 0.001; amfetamín, p ≤ 0.001) og brotapunkturinn (nikótín, p ≤ 0.001; MDMA , p ≤ 0.01; kókaín, p ≤ 0.0001; amfetamín, p ≤ 0.0001) í samræmi við áhrif þessara meðferða á hvatningu. Miðað við skort á áhrifum lyfja á upphafsstöðuvirkni og skortur á áhrifum á óvirkar lyftistöng, er ólíklegt að aukin viðbrögð við mat við þessar aðstæður endurspegla ósérhæfðar aukningar á hreyfileikum.

Mynd 1.

Áhrif fyrri endurtekinna inndælinga af nikótíni (0.35 mg / kg), MDMA (2.5 mg / kg), kókaín (15 mg / kg) eða amfetamíni (2.5 mg / kg) tvisvar sinnum á dag fyrir 15 d við síðari verkfæraleik. Dýrin voru prófuð saman, en fyrir skýrleika eru áhrifin af hverju lyfi kynntar sérstaklega, með því að nota sömu saltprufuhópinn. A (virk svör) og B (óvirk svörun) sýna áhrif fyrri útsetningar nikótíns; C, D, MDMA; E, F, kókaín; G, H, amfetamín. Gögn eru táknuð sem þýðir ± SEM.

Mynd 2.

Áhrif fyrri endurtekinnar meðferðar (tvisvar á dag, 15 d) með saltvatni, nikótíni (0.35 mg / kg), MDMA (2.5 mg / kg), kókaíni (15 mg / kg) eða amfetamíni (2.5 mg / kg) á viðbrögð við tækjum á framsæknu hlutfalli áætlun um styrkingu. Gögn eru táknuð sem meðaltal ± SEM. *** p <0.001; ** p <0.01; * p <0.05. Sal, Saltvatn; Nic, nikótín; Coc, kókaín; Amph, amfetamín; PR, framsækið hlutfall.

Fyrrverandi lyfjameðferð hafði einnig engin áhrif á líkamsþyngd sem skráð var áður en matvælahömlun var tekin á fyrsta eða síðasta degi verkfæraleiða eða strax áður en prófsprófunin (viðbótarmynd 2B, fáanleg hjá www.jneurosci.org sem viðbótar efni). Takmarkaðan aðgang að matvælum fyrir 3 d lækkaði upphaflega líkamsþyngd að að meðaltali 91-92% losunarvog. Í lok hegðunarprófsins höfðu lóðir snúið aftur til 97-99% af líkamsþyngdarprósentu og engin munur kom fram á milli dýra sem fengu lyf og voru meðhöndlaðir með saltvatni. Breytingar á líkamsþyngd og munur á hungri eða matarlyst ættu því ekki að stuðla að verulegri aukningu á frammistöðu eða hvatningu í tækjum.

Tilraunir 2: örvandi yfirþynning á ΔFosB í bitransgenic músum; hljóðfæraleikur

Við skoðuðum næst hvort hvort aukning á verkfærum einnig var aukin hjá bitransgenískum músum sem örvandi ofskömmtun ΔFosB með markvissri sértækni í NAc og dorsal striatum (Kelz et al., 1999). Í þessari tilraun voru ΔFosB-overexpressing músar borin saman við littermate stjórna sem ekki overexpress ΔFosB vegna þess að þau eru viðhaldið á doxycycline (sjá Efni og aðferðir). Við komumst að því að yfirþrýstingur á ΔFosB jók marktækt matsstýrð viðbrögð (genþrenging með lyftistöng eftir þjálfunardag, F_(9,126) = 3.156; p ≤ 0.01) (Fig. 3A). Fjöldi svara nosepoke sem var gerður í óvirkt ljósop var ekki öðruvísi milli hópana tveggja (Fig. 3B). Saman gefur þessi gögn til kynna að ΔFosB yfirþrýstingur í NAc og dorsal striatum auki sértækan árangur

Mynd 3

Áhrif framkallaðra yfirborðsþrýstings á ΔFosB í bitransgenic músum á hljóðfæraleikjum. A, Virk svör. B, óvirk svörun. Gögn eru táknuð sem þýðir ± SEM.

Til að útiloka að aukaverkanir á verkfærum í ΔFosB-overexpressing dýrum gætu verið skýrist af breytingum á matarlyst eða hungri, var líkamsþyngd skráð fyrir matarskerðingu og fyrstu og síðustu daga þjálfunarinnar. ΔFosB hafði engin áhrif á líkamsþyngd áður en fæðu takmarkaðist, né hafði það áhrif á líkamsþyngd meðan á hegðunarprófun stóð. Hér takmarkaðan aðgang að matvælum fyrir 3 d lækkaði líkamsþyngd að meðaltali 87-89% af lausafjölda. Í lok hegðunarprófa voru dýrar þyngdir 97-99% af líkamsþyngdarprófi, með jafngildum breytingum sem sáust í ΔFosB og stjórnmúsum (viðbótar mynd 3A, fáanleg hjá www.jneurosci.org sem viðbótar efni). Það er því ólíklegt að hugsanleg áhrif af ΔFosB yfirþrýstingi á hungri eða matarlyst gætu tekið tillit til aukinna áhrifaþátta sem fylgst hefur með.

Þegar prófanir á hljóðfæraleikni höfðu verið lokið, breytti ΔFosB overexpression ekki upphaflega hreyfileika virkni mældur á 30 tímabili (viðbótarmynd 3B, fáanleg hjá www.jneurosci.org sem viðbótar efni). Þessi athugun styður sjónarmiðið að ósértæk breyting á virkni stuðlar ekki að aukinni verkfærum sem fram koma í þessum dýrum. Hins vegar hafa verið greint frá ΔFosB-ofútsýnum bitransgenískum músum sem sýna aukna hreyfitruflanir við bráðum og endurteknum kókaíni (Kelz et al., 1999). Vegna þess að við notuðum örlítið annan áætlun um afturköllun frá doxýcýklíni til að örva genþrýsting (6 vikur með fæðu takmörkun), settum við fram til að staðfesta þessa svipgerð. Reyndar sýndu ΔFosB-overexpressing mýs marktækt meiri aukningu á virkni hreyfingar þegar sprautað var með kókaíni samanborið við littermate stjórnin þeirra viðhaldið á doxýsýklíni (meðferð með genþrýstingi, F_(1,44) = 4.241; p ≤ 0.05) (viðbótar mynd 3C, fáanlegt á www.jneurosci.org sem viðbótar efni).

Tilraunir 3: örvandi yfirþynning á ΔFosB í bitransgenic músum; framsækið hlutfall

Í ljósi þess að fyrri útsetning fyrir lyfjum veldur striatal ΔFosB (Nestler o.fl., 2001) og fannst hér til að auka framsækið hlutfall svara, prófum við næstum hvort transgenic yfirborðsþrýstingur á ΔFosB einnig eykur árangur á framsæknu hlutfalli áætlunar um styrkingu. Nýr hópur af músum var þjálfaðir í að svara tækjum við aðstæður (sjá efni og aðferðir) sem ekki höfðu verulegan mun á hljóðfæraleikni áður en prófun á framsæknu hlutfalli svaraði (F_(1,16) <1). Hins vegar í framsæknu hlutfallsprófinu kom fram marktæk genatjáning með milliverkunum á lyftistöng (F_(1,16) = 5.30; p ≤ 0.05) (Fig. 4A) og komist að því að ΔFosB-overexpressing mýs, samanborið við múslimar með músum sem voru viðhaldið á doxýcýklíni, gerðu meiri virkni (p ≤ 0.05), en fjöldi óvirkra svörunar við svörun var ekki öðruvísi. ΔFosB-overexpressing mýs náðu einnig hærra brjóstastigi (F_(1,16) = 5.73; p ≤ 0.05) (Fig. 4B). Þessar upplýsingar benda til þess að, eins og fyrri útsetningar vegna geðrofseinkenna, aukin öndun á ΔFosB í öndunarfærum eykur hvatningu. Vegna þess að fjöldi óvirkra svörunar var ekki breytt í ΔFosB-overexpressing músum, eru ekki nægilega miklar virkniaukningar líklegri til að stuðla að þessum áhrifum. Þessi skoðun var studd enn frekar af mati á virkni í upphafsstöðu þar sem engin munur var á músum sem voru ofsjáanlegir ΔFosB og littermate stjórna músum sem haldið var á doxýsýklíni. Engin marktæk munur á líkamsþyngd milli ΔFosB-overexpressing og control animals var augljós eins og mæld var á prófunardag. Þannig að þótt ΔFosB-overexpressing dýr muni gefa frá sér fleiri matvælaörvaðar hljóðfæraleiðir, virðast þau ekki neyta meira matar þegar það er frjálslega í boði. Líklegasta skýringin á þessari athugun er sú að þrátt fyrir að áhugi ákvarðar hversu erfitt dýra muni vinna að því að ná styrktaraðili, eru fjölmargir viðbótarþættir (matarlyst, mataræði, efnaskipti, osfrv.) Áhrif á hegðun og raunveruleg neysla matvæla.

Mynd 4.

Áhrif framkallanlegrar tjáningar á FosB í bitransgenískum músum á hljóðfærasvörun við stigvaxandi hlutfallsáætlun styrktar, fyrir og eftir mettun af völdum gengisfellingar. A, B, grunnlína: lyftistöng viðbrögð (A), brotpunktur (B). C, D, Eftir gengisfellingu styrktar: lyftistöng viðbrögð (C), brotpunktur (D). Gögn eru táknuð sem meðaltal ± SEM. * p <0.05.

ΔFosB bitransgenic músin sem notuð eru hér tjá ΔFosB í gegnum striatum. Þar sem ventral striatum (þar með talið NAc) hefur verið fólgið í hvatningarferlum er talið að dorsal striatum sé þátttakandi í kaupum á instrumental venjum (Yin o.fl., 2004; Faure o.fl., 2005). Þrátt fyrir að við höfum ekki fylgst með mismunandi tækifærum í þjálfunarstiginu með því að nota lágmarkshlutfall með hámarksstyrkingarmörkum, eru aðstæður sem eru tiltölulega ónæmir fyrir þróun tækjabúnaðar (Dickinson, 1985), er hugsanlegt að stofnun venja geti haft áhrif á að bregðast við samkvæmt framsæknu hlutfalli áætlunarinnar. Þessi möguleiki var prófaður beint með því að meta áhrif reinforcer gengislækkunar með því að forskeyti á framsækið hlutfall svara. Slík formeðferð útrýma áhrifum ΔFosB á framsækið hlutfall sem svarar, en enginn munur er á viðbrögðum eða brotstuðlum sem koma fram milli ΔFosB-overexpressing og stjórna músa (F_(1,16) <1) (Fig. 4C, D). Saman benda þessar upplýsingar til þess að stækkun yfirþrýstings á ΔFosB hafi ekki breytt næmi fyrir breytingum á verðmæti launaðra niðurstaðna með þessari prófunaráætlun. Fremur virðist hljóðfæraleikningin sem fylgst er með í stigvaxandi prófuninni vera markvissari og aukið brotstuðull sem sést í ΔFosB-overexpressing músum má líklega rekja til aukinnar hvatningar og ekki til hækkaðrar vanefndar svörunar.

Tilraunir 4: veiru-miðlað yfirþynning á ΔFosB í NAc kjarna:

Til að meta hvort ΔFosB overexpression sértækan í NAc gæti tekið tillit til hegðunarinnar sem kom fram í bitransgenískum músum, innrennslum við HSV-FosB eða HSV-LacZ sem stýringu, sértækt í NAc kjarnanum rottum og rannsakað áhrif þessarar meðferðar á mat -hreinsað hljóðfæraleikur (Fig. 5A, B). Eftir tímaritþjálfun var HSV-ΔFosB eða HSV-LacZ gefið í NAc kjarna 40 h áður en hegðunartruflanir voru hafin. Staðsetningin á innrennslinu og umfang veirufræðilegrar genþrýstings eru sýndar í Mynd 6, A og B. NAc innrennsli af HSV-ΔFosB framleiddi viðvarandi aukning á fjölda virkra svörunar sem gerðar voru (genþrenging með handfangi, F_(1,12) = 8.534; p ≤ 0.05) (Fig. 5A), sem hélst áfram í tilrauninni. Þessi áhrif voru sértæk vegna þess að engin marktæk áhrif voru á ΔFosB yfirþrýsting innan NAc kjarna á fjölda óvirkra svörunar (Fig. 5B) eða í upphafsstöðuvirkni skráð daginn eftir að tilraunin lýkur (gögn ekki sýnd). Yfirþynning á ΔFosB í NAc líkja eftir því hegðunaráhrifum af fyrri útsetningu fyrir lyfjum eða streituútfellingu ΔFosB.

Mynd 5.

Áhrif innrennslis á HSV-ΔFosB inn í NAc kjarna áður en þjálfun er á hljóðfæraleik. A, Virk svör. B, óvirk svörun. Gögn eru táknuð sem þýðir ± SEM.

Mynd 6.

A, staðsetningar innrennslisstaðla fyrir veiruferðarannsóknirnar. Efst, Fylltu svörtu hringin samsvara fyrirhuguðu innrennslisstað. Aðeins innrennsli gerðar innan ~0.5 mm af þessu svæði (þ.e. innan NAc kjarna), eins og fram kemur í hringnum, voru talin viðunandi. Dýr með innrennsli utan þessa svæðis voru útilokaðir frá tölfræðilegum greiningum. Botn, innrennslisstaður innan NAc í fulltrúa dýra. B, Immunohistochemical sannprófun á prótein tjáningu eftir innrennsli HSV-LacZ. Efstu þættirnar sýna β-galaktósíðasa tjáningu innan NAc kjarna (2.5 og 10 × stækkun). Botnplöturnar sýna skort á ónæmisflúrljómun í aðliggjandi stjórnhlutum með því að nota sömu immunohistochemical aðferð án þess að inntaka aðal mótefnisins.

Tilraunir 5: veiru-miðlað yfirþynning á ΔFosB í NAc kjarna: framsækið hlutfall

Endanleg tilraun ákvarða beint hvort takmarkað yfirþrýsting ΔFosB í NAc kjarna með því að nota veiru-miðluðu genaflutningsaðferðina nægði til að auka hvatningu hjá rottum. Hér var HSV-ΔFosB aðeins gefið út eftir að þjálfun á tækjabúnaði var lokið og útilokað hugsanleg áhrif á ΔFosB yfirþrýsting meðan á þjálfun stendur á síðari stigsprófun. Ný hópur af rottum var þjálfaðir, eins og áður, og skipt í jafnvægi tilraunahópa miðað við árangur þeirra á lokadögum þjálfunar. Dýr fengu síðan tvíhliða innrennsli af HSV-ΔFosB eða HSV-LacZ í NAc kjarna og voru prófaðir á stigvaxandi hlutfalli sem svaraði eftir 5 d af overexpression. Tölfræðileg greining leiddi í ljós verulegan gen tjáningu með milliverkunum í lifrarstarfsemi (F_(1,12) = 14.91; p ≤ 0.01) (Fig. 7A). Rottur sem voru innrennslir með HSV-ΔFosB gerðu virkari svörun (p ≤ 0.01) samanborið við þá sem fengu HSV-LacZ, en viðbrögð við óvirkum lyftaranum voru ekki fyrir áhrifum. Í samræmi við þessa aukningu höfðu rottur sem voru innrennslir með HSV-ΔFosB einnig meiri brjóstastig (F_(1,12) = 18.849; p ≤ 0.001) (Fig. 7B) en dýr sem eru gefin með HSV-LacZ. Engin áhrif voru á ΔFosB á grunngildi hreyfingarvirkni sem prófuð var 1 klst áður en prófun á framsæknu hlutfalli (viðbótar mynd 4A, fáanleg hjá www.jneurosci.org sem viðbótar efni). Það var einnig enginn munur á líkamsþyngd á degi prófsprófsins (viðbótar mynd 4B, fáanlegt á www.jneurosci.org sem viðbótar efni). Þessar niðurstöður styðja við athuganir okkar við transgenic ΔFosB-overexpressing mýs og benda til þess að sértækur yfirþrýstingur á ΔFosB í NAc nægir til að auka áhættu sem tengist matvælum.

Mynd 7.

Áhrif innrennslis af HSV-ΔFosB 5 d áður en prófað er á tækjasvörun á stigvaxandi hlutfallsáætlun styrktar. A, svör við lyftistöng. B, brotpunktur. Gögn eru táknuð sem meðaltal ± SEM. *** p <0.001; ** p <0.01.

Discussion

Í þessari rannsókn er sýnt fram á að yfirþrýsting ΔFosB innan NAc eykur matsstyrktan hegðun í fóðrir. Fyrrverandi útsetning fyrir kókaíni, amfetamíni, MDMA eða nikótíni jókst sem varanlegur aukning á síðari hljóðfæraleikni. Þessar eiturverkaskiptingar auknu einnig matvælaörvandi hegðun samkvæmt framsæknu hlutfalli áætlunar um styrkingu. Þessar aukaverkanir af völdum útsetningar fyrir lyf voru líkja eftir takmarkaðri yfirþynningu á ΔFosB í striatuminu, með því að nota örvandi bitransgena (NSE-tTA × TetOP-FFB) mýs eða með því að nota nýjan veiruvídd til að tjá ΔFosB sértækt í NAc. Sérstaklega var yfirþrýsting á ΔFosB í NAc kjarnainni, þegar búið var að nota tækjabúnað, aukin hvatning fyrir mat undir framsæknu hlutfalli áætlunarinnar. Saman greina niðurstöður okkar ΔFosB í NAc kjarnanum sem hugsanlega sáttasemjari af neikvæðum taugabreytingum sem valda eiturverkunum sem geta stuðlað að hljóðfæraleikum og útvíkkað hlutverk þessa umritunarþáttar til að innihalda ferli sem hafa þýðingu fyrir hvatningaráhrifum á frammistöðu matvælaaðgerðar hegðunar. Þeir auka einnig möguleika á að aðstæður sem örva ΔFosB tjáningu í NAc geta haft áhrif á hvatningar eiginleika bæði náttúrulegra og eitraðra efna.

ΔFosB safnast í dynorphin-tjáandi miðlungs spiny taugafrumum bæði NAc og dorsal striatum eftir langvarandi, en ekki bráð, útsetningu fyrir fíkniefnum. Þessi svæðisbundna tjáningarmynstur er endurtekin í örvandi bitransgenic ΔFosB-overexpressing músunum sem notuð eru hér. Í þessum músum, hækkað stig af stigi ΔFosB eykur næmi dýranna fyrir kókaíni og morfíni eins og það er mælt með skilyrðum stað (Kelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006). Það eykur einnig framsækið hlutfall sem svarar kókaíni sem bendir til þess að hvatning til sjálfstýrðrar kókaíns sé aukin með striatal ΔFosB overexpression (Colby et al., 2003). Hér komumst að því að striatal ΔFosB overexpression í þessum músum jók einnig framsækið hlutfall sem svaraði matvælaframleiðslu og að þessi áhrif voru endurspeglast af takmörkuðu veiruþrýstingi yfirfasa ΔFosB í NAc kjarnanum í rottum. Gögnin okkar benda til þess að ΔFosB geti virkað sem þroskunarþáttur hvatning fyrir frumstyrk, hvort sem það er mat, lyf eða hugsanlega hreyfing, hugmynd í samræmi við forkeppni athuganir sem streitaþáttur ΔFosB er aukinn eftir langvarandi hjólhlaup eða súkrósaþurrkun (McClung et al., 2004). Þessar upplýsingar benda til þess að NAc overexpression of ΔFosB geti aukið hvatningaráhrif bæði náttúrulegra og eitraðra efna.

Subregions of the NAc hafa verið haldið því fram að á annan hátt miðla áhrifum pavlovian eða aðgerðatækni hvatningarferla á hljóðfæraleikum (Corbit et al., 2001; de Borchgrave et al., 2002), en almennari hvatningaráhrif á hljóðfæraleikni má kóðast af öðrum svæðum, svo sem aðalkjarna amygdala (Corbit og Balleine, 2005). Hins vegar hefur NAc kjarninn verið lagt til að vera mikilvægur staður til að fá markvissan hljóðfæraleika (Smith-Roe og Kelley, 2000; Baldwin o.fl., 2002a,b; Kelley, 2004). Við sýnum jafngild áhrif fyrri útsetningar á lyfjum og transgenic striatal ΔFosB yfirþrýstingi til að auka virkni hegðunar. Innrennsli af HSV-ΔFosB takmörkuð við NAc kjarna aukin einnig matvælaöruggað hljóðfæri. Þrátt fyrir að þessar tilraunir útiloki ekki framlag dorsalstriatums í þessum hegðun, benda þau eindregið til þess að ΔFosB-völdum breytingum á genþrýstingi innan NAc nægi til að auka matvælaörvandi svörun. Vegna þess að framsækið hlutfall svaraði einnig þegar ΔFosB var gefið upp eftir að stöðugan árangur hefur náðst, virðist líklegt að hlutverk hvatningaráhrifa á hljóðfæraleikni sé til staðar. Möguleiki á því að meðferð okkar hafi einnig áhrif á hljóðfæraleikarferli má þó ekki alveg útiloka. Til stuðnings ályktunum okkar er aukning á verkfærum sem komu fram eftir fyrri útsetningu fyrir kókaíni til inntöku (Miles et al., 2004) hefur verið haldið fram að taka til hvatningarbreytinga í samræmi við getu langvarandi nikótínmeðferðar til að auka framsækið hlutfall sem svarar í músum (Brunzell o.fl., 2006). Enn fremur eru dópamínflutningsvopnsmúsar, þar sem utanfrumu dópamínþéttni er aukin, sýnd bæði auka ΔFosB ónæmisviðbrögð og matvælaörkuð hvatning, en ekki breytt nám (Cagniard o.fl., 2006). Ennfremur, við komumst að því að overexpression af striatal ΔFosB í músum hafði ekki áhrif á árangur þegar matvæla var "metið" af forfeðum. Þessar upplýsingar benda til þess að dýr voru viðkvæm fyrir hvatningu gildi styrktaraðilans og að svara var markviss.

Fyrri endurtekin lyfjameðferð getur einnig aukið hegðunarstýringu sem meðhöndluð er með skilyrtum örvum tengdum náttúrulegum styrkjum, mæld með pavlovian nálgun (Harmer og Phillips, 1998; Taylor og Jentsch, 2001; Olausson o.fl., 2003), skilyrt styrking (Taylor og Horger, 1999; Olausson o.fl., 2004) og pavlovian-til-hljóðfæraleyfi (Wyvell og Berridge, 2001). Það er nú sannfærandi vísbending um að NAc kjarninn, í mótsögn við skelinn, tekur þátt í stjórn á lyfjafræðilegri hegðun með pavlovian skilyrtum áreitum (Parkinson o.fl., 1999, 2002; Hall o.fl., 2001; Dalley o.fl., 2002; Ito o.fl., 2004). Niðurstöður okkar geta bent til þess að lyfjafræðilega örvuð örvun á ΔFosB í NAc getur verið eitt kerfi þar sem hegðunareftirlit er aukið í þessum aðferðum. Það er einnig mögulegt að pavlovian skilyrt áreiti, sem starfa sem skilyrt styrking, stuðla að núverandi hegðunaráhrifum. Aukin stjórn á hegðun með slíkum skilyrðum örvum sem miðast við aukningu á striatal ΔFosB getur einnig stuðlað að áhrifum próteinsins á lyfjafræðilega völdum skilyrðum (Kelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006) og framsækið hlutfall svara fyrir kókaíni (Colby et al., 2003). Breytingar á hvatningarferlum hafa verið tilgátur til að stuðla að þróun og viðhaldi ávanabindandi hegðunar (Robinson og Berridge, 1993; Jentsch og Taylor, 1999; Robbins og Everitt, 1999; Nestler, 2004). Núverandi gögn eru einnig í samræmi við aðrar kenningar sem leggja áherslu á margar gerðir og pavlovian ferla í ávanabindandi hegðun (Everitt og Robbins, 2005). Nauðsynlegt er að bæta við frekari vinnu til að skilgreina hlutverk lyfja- og ΔFosB-framkallaðra taugabreytinga í NAc og öðrum limbic-striatal undirreglum með tilliti til sérstakra félagslegra eða hvatandi þátta sem geta auðveldað hljóðfæraleika og stuðlað að þvingunarhegðun.

Þó að nákvæmu sameindakerfi sem breytist innan NAc hafa áhrif á hegðun sem hvetja til aðal- eða skilyrtrar styrkingar eru ekki þekktar (Kelley og Berridge, 2002), eru GABAergic miðillin sem eru örlítið taugafrumur í NAc talin mikilvægt hvarfefni fyrir lyfja- og reynsluhæft plasticity. Hér dopamínvirka inntak frá ventral tegmental svæðinu og glutamatergic inntak frá corticolimbic afferents converge á algengum dendrit og dendritic spines (Sesack og Pickel, 1990; Smith og Bolam, 1990). Langvarandi útsetning fyrir geðhvarfasjúkdómi eykur þéttleika slíkra spines á taugafrumum í NAc skel og kjarna (Robinson og Kolb, 1999; Robinson o.fl., 2001; Li et al., 2003, 2004). Nýlega var örvun hegðunar næmi tengd sérstaklega með aukningu á dendritic spines innan NAc kjarnans (Li et al., 2004). Einkum þykir kókaínviðtaka hækkun á þéttleika hrygga aðeins í D₁-positive taugafrumum sem coexpress ΔFosB (Robinson og Kolb, 1999; Lee et al., 2006). ΔFosB í NAc kjarnanum getur þannig stuðlað að varanlegri synaptic plasticity sem gæti haft áhrif á instrumental hegðun. Reyndar mikilvægt hlutverk fyrir dópamín-glútamat taugaboð (Smith-Roe og Kelley, 2000), prótín kínasa A virkni (Baldwin o.fl., 2002a) og de novo próteinmyndun (Hernandez et al., 2002) innan NAc algerlega um hljóðfæraleika hefur áður verið greint frá. Við þekkjum nú ΔFosB sem uppritunarþátt sem getur stöðugt aukið matvælaörugg viðbrögð þegar ofsótt í NAc kjarna. Sérstakar gen eða prótein sem taka þátt í þessum áhrifum eru enn nákvæmlega skilgreind. ΔFosB stjórnar tjáningu margra próteina í NAc sem taka þátt í taugaþroska (McClung og Nestler, 2003). Nýlegri örgreiningargreining einkennist af tjáningarmynstri í NAc af bitransgenískum músum sem tjáðu ΔFosB sem notuð eru hér og benti á undirhóp gena sem voru stjórnað með tiltölulega skammtíma tjáningu ΔFosB (McClung og Nestler, 2003). BDNF var eitt slíkt gen, og BDNF í þessum tauga hringrás er vitað að auka viðbrögð við lyfja- og matvælatengdum vísbendingum (Horger o.fl., 1999; Grimm o.fl., 2003; Lu et al., 2004). Viðbótar gen af áhuga er sýklínháð kínasa 5 (Bibb o.fl., 2001), sem einnig er framkallað af ΔFosB, og geta stjórnað bæði kókaín-framkallaðri uppbyggingu plasticity (Norrholm o.fl., 2003) og hvatning mæld með stigvaxandi hlutfalli sem svarar náttúrulegum eða eiturlyfstækjum (JR Taylor, óútgefnar athuganir). Enn frekari frambjóðendur eru GluR2 undireiningin AMPA glútamat viðtaka (Kelz et al., 1999) og uppskriftarþátturinn NFκB (kjarnorkuþáttur KB) (Ang o.fl., 2001). Það væri mikilvægt að meta þessar og aðrar reglulegar prótein í NAc undirreglum sem frambjóðendur til að miðla hegðunaráhrifum ΔFosB á virkni og hvatningu á hljóðfærum.

The Núverandi röð tilrauna gefur til kynna að yfirþrýstingur á ΔFosB innan NAc getur aukið matvælaörvandi hegðun og þar með stjórnað meðferðaráhrifum, eins og áður hefur verið sýnt fram á fyrir lyfjameðferð. Þessar upplýsingar gefa til kynna nýjar vísbendingar um að ΔFosB geti virkað sem almenn sameindaskipti sem tengist aukahlutum í hvatningarþáttum styrktaraðila á markvissri hegðun. Niðurstöður okkar vekja möguleika á að örvun á NAc ΔFosB með til dæmis ávanabindandi lyfjum, streitu eða kannski mjög gefandi matvæli getur verið afgerandi fyrirkomulag þar sem truflunartilfinningartruflanir valda truflunum á geðsjúkdómum í tengslum við þvingunarhegðun.

Neðanmálsgreinar

o Móttekið mars 15, 2006.

o Endurskoðun fékk júní 23, 2006.

o Samþykkt í ágúst 2, 2006.

Þessi vinna var studd af styrkjum frá National Institute of Drug Abuse, National Institute of Mental Health, og National Institute of Alcohol Abuse and Alcoholism. Við viðurkennum þakklát fyrir dýrmæta aðstoð Dilja Krueger, Drew Kiraly, Dr Ralph DiLeone, Robert Sears og Dr. Jonathan Hommel við geðdeildardeild Yale University. Við erum líka þakklátur fyrir Dr. Jennifer Quinn og Dr. Paul Hitchcott til að veita gagnlegar athugasemdir við þetta handrit.

Bréfaskipti ber að senda til Jane R. Taylor, geðdeildardeild, geðdeildardeild, Yale University School of Medicine, Ribicoff rannsóknarstofnanir, Connecticut Mental Health Center, 34 Park Street, New Haven, CT 06508.[netvarið]

Meðmæli

1. ↵

1. Ang E,

2. Chen JS,

3. Zagouras P,

4. Magna H,

5. Holland J,

6. Schaeffer E,

7. Nestler EJ

(2001) Innleiðing NFKB í kjarnanum fylgir með langvarandi kókaín gjöf. J Neurochem 79: 221-224.