사춘기 동안 도파민 기능에 생식선 호르몬이 미치는 영향 (2010)

생식선 스테로이드가 중독에 미치는 영향

중독과 관련된 Dopaminergic 기능에 생식선 스테로이드 효과

도파민 시스템의 해부학에 대한 생식선 스테로이드 효과

청소년기 동안 중독 관련 행동

동물 모델은 인간의 실험 연구가 윤리적으로 허용되지 않으며 자연 연구가 현재의 범위를 벗어난 분석이 필요한 사회 경제적, 환경 적 및 유전 적 복잡성에 의해 심각하게 혼동되기 때문에 청소년기 동안 중독 관련 행동이 어떻게 변하는 지에 대한 중요한 통찰력을 제공합니다. 리뷰. 이 연구의 대부분은 설치류에서 수행되었습니다. 이러한 연구는 아래에서 검토 될 것입니다.

청소년이 성숙함에 따라 많은 중독성 약물의 특징적인 행동 효과가 변하고, 변화는 일반적으로 주어진 행동에 대해 약물간에 일관된 경향이 있습니다. 청소년에 걸친 운동 반응의 변화는 약물에 따라 다르기 때문에 운동 활동 일 수 있습니다. 이러한 연구는 Schramm-Sapyta (Schramm-Sapyta et al. 2009). 암페타민과 메탐페타민은 성인보다 조기 청소년기에서 운동을 덜 자극하는 반면, 코카인에 의한 운동 자극은 성인기보다 초기 청소년기에 더 큽니다. 니코틴은 연구중인 용량 또는 종에 따라 발달 적으로 특정한 방식으로 운동을 감소 시키거나 증가시키는 것으로보고되었다. 생쥐의 니코틴 치료로 인한 운동 감소,이 감소는 청소년의 경우 감소로페즈 등 2003). 쥐에서 니코틴은 운동을 증가시키는 것으로보고되었으며, 청소년은이 효과에 덜 민감하지 않습니다 (Faraday et al. 2001).

초기 중독성 약물 노출 동안 신경성 사건을 반영하는 것으로 생각되는 운동 감작은 암페타민, 코카인 또는 메틸 페니 데이트로 치료 한 후 사춘기에 걸쳐 점차적으로 증가합니다. 주 산기 동안 치료를 시작할 때 감작이 낮고, 사춘기 동안 더 강해지지만 청소년기보다 성인기 (콜타 (Kolta) 등. 1990; McDougall et al. 1994; Ujike et al. 1995; Bowman et al. 1997; Laviola et al. 1999; Tirelli et al. 2003; Frantz et al. 2007). 실험실에서 성인에 비해 청소년의 단일 복용량 감작이 강화 된 것으로 나타났기 때문에 단일 약물 노출 후 감작이 발생할 수 있습니다 (Caster et al. 2007). 코카인과 암페타민에 대한 교차 감작은 성인 남성보다 청소년 남성에서 더 많았지 만, 청소년 쥐의 치료로 생성 된 니코틴 감작은 성인 쥐의 유사 치료 후 관찰 된 것보다 적습니다 (콜린스와 이젠 와서 2004; Collins et al. 2004; Cruz et al. 2005; McQuown et al. 2009).

니코틴, 코카인 및 암페타민을 포함한 대부분의 중독성 약물에 대한 CPP는 청소년기 동안 향상됩니다 (바스 토라 (Vastola) 등. 2002; Belluzzi et al. 2004; Badanich et al. 2006; Kota et al. 2007; 토레스 등. 2008; 브렌 하우스와 안데르센 2008a; Schramm-Sapyta et al. 2009; 쉬람과 르 2009; Zakharova et al. 2009) 코카인과 암페타민 모두에 대해 상충되는 결과가보고되었지만 (아드리안과 라비 올라 2003; Tirelli et al. 2003; Schramm-Sapyta et al. 2004). 쥐와 생쥐에서 에탄올 CPP에 대한 자료가 상충 됨Philpot et al. 2003; Dickinson et al. 2009) 및 칸 나비 노이드 작용제 WIN5512-2는 청소년 쥐보다 성인에서 CPP를 더 적은 용량으로 유발합니다 (Pandolfo et al. 2009). 요약하면, CPP는 성인에 비해 청소년에서 향상되는 반면, 청소년으로 정신 자극제로 반복적으로 치료 된 동물은 성인으로 치료 된 동물보다 감작이 적습니다. 이러한 결과는 청소년들이 중독성 약물의 강화 및 신경 소성 효과를 모두 경험하지만 후자는 과장된 반면 성인에 비해 감소 될 수 있음을 시사합니다. 청소년 설치류에서 대부분의 중독성 약물의 강화 효과는 인간과 설치류 모두에서 관찰 된 위에보고 된 보상에 대한 반응 증가와 일치합니다.

남용 약물의 중독 책임을 평가하는 표준은 자체 관리입니다. 청소년기 및 성인기의자가 투여 시작을 비교 한 동물 연구에서 일부 약물의 경우 일관된 결과가 나오지만 다른 약물의 경우에는 모순되는 결과가 나왔습니다. 일반적으로, 청소년의 경우 에탄올의 자체 투여 획득이 지속적으로 빠릅니다 (Bell et al. 2003; 브루넬과 스피어 2005; Doremus et al. 2005; Bell et al. 2006; Vetter et al. 2007). 성인으로서자가 투여를 시작하는 동물에 비해 청소년에서 니코틴자가 투여의 빠른 획득이보고되었습니다 (Chen et al. 2007; Levin et al. 2007) 및 성인이지만 생쥐가 아닌 청소년은 자발적으로 니코틴 함유 용액 (Adriani et al. 2002). 그러나 청소년은 강화 일정을 요구할 때 성인보다 니코틴을 적게 투여하고 성인보다 빠른 멸종과 재발을 보이지 않습니다 (Shram et al. 2008; Shram et al. 2008). 청소년과 성인의 니코틴자가 투여에 대한보고에서 이러한 불일치 중 일부는 다른 연령대의 보상과 금단의 상대적 중요성을 반영 할 수 있습니다. 청소년은 니코틴의 보람 효과에 더 민감한 경향이 있지만 (위 참조) 덜 뚜렷한 의존성을 보이는 경향이 있습니다 (오델 (O'Dell) 등. 2004; 오델 (O'Dell) 등. 2006; 윌 머스와 스피어 2006; 오델 (O'Dell) 등. 2007; Shram et al. 2008). 마지막으로, 코카인의 자체 투여 결과는 가장 모호한 결과였습니다. 적어도 사카린 선호도가 낮은 동물의 경우자가 투여의 빠른 획득이 관찰되었지만 (Perry et al. 2007), 여러 다른 연구에 따르면 안정된 자기 관리는 청소년기 또는 성인기 중에 자기 관리가 시작되는지 여부에 따라 다르지 않습니다 (Frantz et al. 2007; Kantak et al. 2007; 커스 테터와 칸탁 2007; 리와 프란츠 2009). 이러한 연구의 대부분은 에스컬레이션 요법에 의해 테스트 된 강제성 및 에스컬레이션으로의 주요 전환을 테스트하지 않는 전통적인 고정 비율 스케줄을 사용합니다 (Vanderschuren과 Everitt 2004). 일반적으로, 문헌은 청소년이 남용 약물의 강화 효과에 더 민감 할 수 있다고 제안하지만, 청소년이 성인보다 더 빨리 사용을 강요하고 강제 사용으로 진행하는지 평가할 데이터는 아직 없습니다.

사춘기 중독에 대한 취약성에 영향을 미치는 사춘기?

중독성 약물의 작용에서 성 차이의 출현

상기 검토 된 에스트라 디올에 의한 도파민 기능의 잘 확립 된 자극은 발정주기의 시작으로 발생하는 에스트라 디올의 증가가 도파민 방출의 증가 및 중독성 약물에 대한 행동 반응을 유발해야 함을 시사한다. 실제로, 여러 중독 관련 행동에서의 성 차이는 설치류의 청소년기와 존재하는 소수의 영장류 연구에서 나타납니다. 그러나, 새로운 증거는 난소 및 고환 스테로이드가 이러한 변화에 기여할 수 있음을 나타낸다.

우리의 실험실은 젊은 사춘기 수컷 쥐가 더 큰 코카인 자극 운동, 등쪽 선조에서 더 많은 다운 스트림 신호 경로의 활성화 (c-fos 활성화에 의해 측정 됨) 및 성인보다 운동량 행동의 단일 복용량 감작을 보여 주었다는 것을 보여주었습니다.Caster et al. 2005; Caster et al. 2007). 청소년 및 성인 남성 및 여성에서 코카인 자극 운동의 비교는 청소년 남성 및 여성이 코카인에 유사하게 반응하고, 코카인 자극 운동의 성별 차이가 청소년기 동안 나타난다는 것을 보여 주었다. 성별 차이는 남성의 코카인 자극 활동 감소와 여성의 코카인 자극 운동 증가를 부분적으로 반영합니다 (Parylak et al. 2008). 메틸 페니 데이트에 대한 운동 반응의 유사한 발달 변화가보고되었다 : 남성 및 여성 청소년은 비슷한 운동 자극을 나타내지 만, 메틸 페니 데이트는 남성에서보다 성인 여성에서 훨씬 더 많은 운동 활동을 자극 하였다 (Wooters et al. 2006). Morphine에 의한 운동 자극은 다소 다른 패턴을 보였다 : 청소년 남성은 성인 남성보다 운동 자극이 더 많았지 만, 청소년과 성인 여성은 성인 남성과 동등했다 – 청소년기 동안 성 차이가 있었지만 성인이 아니었다 (White et al. 2008). 암컷에 비해 니코틴에 의한 운동 억제에 대한 수컷 생쥐의 더 큰 감도는 청소년기 후에 나타납니다 (로페즈 등 2003) 마지막으로, 어린 원숭이가 성인이되면 저용량의 에탄올과 관련된 운동 자극이 증가합니다 (Schwandt et al. 2007).

청소년기에는 감작의 성별 차이도 나타납니다. 니코틴과 정신 자극제 인 코카인과 암페타민 간의 교차 감작은 암컷 청소년 쥐보다 수컷에서 더 큽니다.콜린스와 이젠 와서 2004; Collins et al. 2004). 생쥐에서 에탄올 감작의 성별 차이가 성인이 아닌 사춘기 생쥐에서도 비슷하게보고되었으며, 이러한 차이는 사춘기 동안 나타남이츠하크와 앤더슨 2008). 사춘기 동안 암컷 비인간 영장류가 아닌 암컷에서 에탄올에 의한 운동 민감화가보고되었습니다 (Schwandt et al. 2008).

중독성 약물의 강화 효과의 성 차이도 청소년기 동안 나타납니다. 사춘기 동안 코카인 CPP에 대한 여성의 더 큰 감도Zakharova et al. 2009). 성인이지만 사춘기이 아닌 암컷 마우스는 연령에 맞는 수컷보다 코카인에 더 큰 CPP를 경험합니다 (Balda et al. 2009). 한 연구에 따르면 청소년과 성인 쥐를 비교했을 때 모르핀이나 코카인 CPP에서 성 차이가 없었지만 실험 대상의 수는 너무 적어서 그러한 차이를 감지 할 수 없을 정도로 작았습니다 (캠벨 등. 2000).

청소년기에는 많은 중독성 약물의자가 투여에 따른 성 차이가 나타납니다. 우리는 성인용이지만 사춘기 전의 암컷 쥐가 더 많은 코카인을 섭취하지 않았으며 두 개의 실험실에서 청소년기 동안 코카인자가 투여가 더 빨리 획득되는 것으로 나타났습니다 (Perry et al. 2007; 캐롤 등. 2008; 린치 2008; Walker 등 2009). 사춘기 수컷과 암컷 쥐 모두 성인보다 니코틴자가 투여를 더 빨리 습득하는 반면,자가 투여 수준은 실제로 성인이 될 때 수컷에 빠지지만 여성은 섭취 수준을 유지합니다 (Levin et al. 2003; Levin et al. 2007). 암컷과 수컷은 사춘기 초기에 점진적인 비율 일정으로 비슷한 니코틴 자체 투여를 보이나 사춘기 말에는 암컷이 수컷보다 니코틴을 더 많이 섭취합니다 (린치 2009). 마지막으로, 사춘기 생쥐는 성인보다 적은 양의 옥시코돈을 스스로 투여했지만,이 결과는 도파민 성 신경 전달 물질에 대한 옥시코돈의 영향에 대한 더 큰 민감도로 해석되었다.장 외. 2009).

알코올 섭취에있어서의 성별 차이의 출현은 설치류 및 비인간 영장류에서보고되었지만, 구체적인 성별 차이는 종에 따라 다르다. 암컷 쥐는 수컷 쥐보다 알코올을 더 많이 섭취하며,이 성별 차이는 청소년기 동안 나타납니다랭커스터 및 Spiegel 1992; Lancaster et al. 1996). 존재하는 한 영장류 연구는 남성과 여성이이 연구에서 같은 양의 에탄올을 섭취했음을 보여줍니다.Schwandt et al. 2008).

암페타민에 대한 반응의 발달 변화는 연구 된 다른 약물과 다르므로 별도로 설명합니다. 수컷과 암컷 사춘기 쥐 모두 Shabazi의 연구에서 암페타민자가 투여를 성인보다 빠르게 획득했습니다.Shahbazi et al. 2008). 이 연구에서 청소년 남성은 성인 남성보다 점진적인 비율로 암페타민을 덜 섭취 한 반면, 젊은 성인 여성은 노인 성인 여성보다 더 많이 복용했습니다. 또 다른 연구에서, 사춘기 여성은 성인 여성이나 어느 연령대의 남성보다 암페타민에 대한 감작이 더 많았지 만, 본 연구에서 암페타민 유발 운동 또는 CPP에서 성차가 관찰되지 않았으며,매튜스와 맥코믹 2007). 암페타민자가 투여에서 성 차이를 해석하는 데있어 한 가지 중요한 경고는 암페타민 대사가 테스토스테론에 의해 강화되어 사춘기에 걸쳐 변화한다는 것입니다 (메이어와 비틀 1978; Becker et al. 1982; Milesi-Halle et al. 2005).

청소년 동물에서 중독성 약물의 효과에있어서의 성별 차이에 관한 정보에는 주목할만한 차이가 있습니다. 칸 나비 노이드의 강화 효과에 대한 정보는 거의 없습니다. Higuera-Matas는 PN1-55,940의 CB28 작용제 CP38로 수컷 및 암컷 쥐를 치료 ​​한 결과 성인 결과를 조사했으며 암컷은 코카인자가 투여가 강화 된 것으로 나타났습니다.Higuera-Matas et al. 2008; Higuera-Matas et al. 2009). 와일리와 동료들은 THC가 칸 나비 노이드 사면체에 미치는 급성 영향을 비교했다. 그들은 여성 청소년이 여성 성인보다 천식, 항 통각 및 저체온증에 덜 민감하고 관용이 적은 경향이 있음을 발견했으며, 청소년 남성은 성인 남성보다 운동 억제에 더 민감했습니다.Wiley et al. 2007). 가장 중요한 것은 에탄올에 대해보고 된 두 가지를 제외하고 비인간 영장류에서 청소년기 동안 중독성 약물의 작용 변화에 대한 연구가 없다는 것입니다.

청소년기에서 중독성 약물의 효과에서 성 차이의 출현에 생식선 스테로이드 역할

생식 및 비 생식 행동의 성적 분화에 대한 연구에 따르면 사춘기는 생식선 스테로이드의 조직 효과가 성적인 이형성 뇌 구조와 기능에 돌이킬 수없는 영향을 미치는 두 번째“임계 기간”을 나타냅니다 (위 참조). 생식선 스테로이드의 활성화 효과는 또한 사춘기 동안 시작되므로 두 가지 과정 모두 청소년기 중독에 대한 취약성에서 성적 이형성의 출현에 기여할 수 있습니다. 이 연구는 출생 직전과 직후의 초기 발달 창이 중독성 약물의 작용에 대한 생식선 스테로이드의 조직 효과에 기여한다는 것을 나타냅니다.

행동 연구는 중독성 약물에 대한 행동 반응의 성적 분화에서 난소 및 고환 스테로이드의 역할을 지원하지만 조직 및 활성화 효과의 상대적 기여는 분명하지 않습니다. 몇몇 연구는 중독성 약물의 효과에 대한 생식선 스테로이드의 조직 효과에 대한 역할을지지합니다. 출생 직후 안드로겐 치료에 의한 암컷 쥐 새끼의 난소 절제술 또는 남성화는 암페타민의 운동 자극제 효과에 대한 암컷의 향상된 반응의 출현을 방지했습니다 (포지와 스튜어트 1993; 포지와 스튜어트 1994). 약한 에스트로겐 비스페놀에 대한 단일 연구에 따르면 태아기 동안 비스페놀 노출이 11-18가 암컷 암컷에서 암페타민 유발 CPP를 억제함에 따라 임신 노출조차도 도파민 신경 세포의 온유에 영향을 줄 수 있음을 보여주었습니다.Laviola et al. 2005).

우리 실험실의 최근 연구에 따르면 사춘기가 생식선 스테로이드의 조직 효과가 중독성 약물의 효과에 영향을 미치는 추가 창을 나타낼 수 있다고 제안합니다. 일련의 연구에서 우리는 사춘기 전후의 난소 절제술 또는 거세의 효과를 비교했습니다. 성인기 또는 사춘기 전의 난소 절제술은 코카인 자극 운동을 억제했습니다. 그러나 사춘기 이전의 거세는 남성의 코카인 자극 운동을 크게 증가시켰다.Kuhn et al. 2001; Walker 등 2001; Parylak et al. 2008). 사춘기 전 수술은 PN25에서 실시되었으며, 뇌 조직에 스테로이드 호르몬 효과의 주 산기 민감 기간이 잘 설명 된 후에 시행되었습니다. 이 데이터는 모두 여성의 난소 호르몬에 대한 역할을 지원했지만 이전에 인식되지 않은 안드로겐의 조직 효과가 남성의 코카인 자극 행동에서 정상적인 발달 저하에 기여했다고 제안했습니다. 이 발견은 생식선 스테로이드가 여성의 중독 관련 행동을 증가시키고 사춘기 동안 남성에서이를 억제 함을 시사합니다.

청소년기 동안 Dopaminergic 기능의 성별 차이의 출현

위에서 검토 된 행동 연구는 청소년기 동안 운동 활성화, 약물 관련 강화 및 약물 자체 투여가 설치류에서 성적으로 이형성이됨을 보여줍니다. 이러한 성차에서 도파민 성 뉴런의 약물-유도 활성화의 입증 된 중요성을 감안할 때, 도파민 성 기능의 성적 분화가 이러한 효과를 매개한다고 제안하는 것이 논리적이다.

설치류에서 태아에 대한 도파민 성 돌기의 해부학 적 구조의 성별 차이가 태아에 나타납니다. Ovtsharoff (Ovtscharoff et al. 1992)는 암컷이 산전에서 도파민 섬유질 섬유 신경 분포의 밀도가 더 높다는 것을 보여 주었다. 순환 호르몬 수준보다는 유전 적 성이 여성 설치류 뇌에서 도파민 신경 세포에 영향을 미친다는 것이 추가로 제안되었습니다 (Beyer et al. 1991; Kolbinger et al. 1991). 고환 결정 유전자 sry는 호르몬 수준과 무관 한 티로신 하이드 록 실라 제 발현을 조절할 수있는 도파민 뉴런에서 발현된다는 증거는 도파민 뉴런의 성별 조절이 존재할 가능성을 추가로 지원합니다.Dewing et al. 2006), 데이터가 거의없는 새로운 영역입니다.

초기 산후 및 사춘기 발달 중 중요한시기 동안 도파민 작용에 대한 생식선 스테로이드의 효과에 대한 증거는 아직 거의 없습니다. 그러나 행동 데이터에 따르면 남성의 안드로겐 주변 또는 사춘기 노출과 사춘기 동안 여성의 에스트로겐 노출은 중요한 호르몬 신호를 제공합니다 (베커의 최근 검토 참조).베커 2009)). 기존의 유일한 연구는 생식선 스테로이드가 D2 수용체의 청소년 전정에 기여하지 않는다는 증거입니다 (Andersen et al. 2002).

청소년기 동안 도파민 기능의 변화에 ​​생식선 스테로이드 기여

우리 실험실은 사춘기 동안 중독 취약성을 변화시키는 데 dopaminergic 기능의 잠재적 인 기여를 이해하기 위해 substantia nigra 및 복부 Tegmental 영역에서 dopaminergic 세포체의 성차의 출현과 그 말단 예측을 특성화하기 시작했습니다. 우리의 이전 발견은 등쪽 선조에서 코카인 강화 도파민 오버플로가 성인 수컷 쥐보다 젊은 청소년에서 3 배 더 높다는 것을 보여주었습니다. 이 발달상의 차이는 핵 축적의 핵심에서 발생하지 않기 때문에 지역적으로 선택적입니다.워커와 쿤 2008). 우리의 행동 연구는 청소년기 동안 암컷에서 발정주기의 시작은 암컷에서 코카인 자극 도파민 오버플로의 유사한 발달 감소를 막을 수 있다고 예측했다.

이 가능성을 조사하기 위해, 우리는 이전에 두 청소년 모두에서 설명한 빠른 스캔 순환 전압 전류 법을 사용 하여 청소년 (일 10) 및 성인 (일 28) 수컷 및 암컷 쥐에서 코카인 투여 (65 mg / kg) 후 다양 한 시간에 자극 된 도파민 오버플로 측정 성인 (Walker 등 2000; Walker 등 2006; 워커와 쿤 2008). 그림 2 20 Hz에서 기준선 자극에 비해 도파민의 퍼센트 증가를 보여준다. 코카인으로 자극 된 도파민 오버플로는 성인과 비교하여 두 성별의 청소년 쥐에서 더 높았으며, 청소년 남성과 여성은 서로 비슷했습니다. 코카인으로 자극 된 도파민 오버플로는 두 성별의 청소년보다 성인에서 적었지만, 여성에서 청소년에서 성인으로의 감소는 남성에서 관찰 된 것보다 적었습니다 (Walker 등 2000; Walker 등 2006). 이러한 결과는 청소년기 동안 도파민 기능이성에 특정한 방식으로 저하됨을 시사합니다. 그러나,이 연구는 도파민 방출의 이러한 변화에 생식선 스테로이드의 조직 또는 활성화 효과의 기여를 결정할 수 없었다.

  

그림 2

청소년 (PN28) 또는 성인 (PN65-75) 수컷 및 암컷 랫트에서 코카인 유도 도파민 오버플로의 시간 경과. 데이터는 코카인 (10mg / kg) 후 다양한시기에 세포 외 도파민의 증가율을 보여줍니다. N = 5-9 / 그룹. ANOVA 표시 P <.001 ...

성인의 문헌은 에스트라 디올의 활성화 효과가 성인 쥐의 도파민 작용에 대한 주요 생식선 스테로이드 영향임을 시사합니다. 그러나 Google의 행동 데이터 (Parylak et al. 2008)는 난소 또는 고환 스테로이드의 중요한 조직 효과가 내분비 기능의 청소년 변화에 기여할 수 있음을 나타냅니다. 이 가능성을 조사하기 위해, 우리는 PN25에서 사춘기 전 거세 또는 난소 절제술을 시행하고, 이전 행동 연구와 일치시키기 위해 코카인 자극 도파민 오버플로 30 일을 평가했습니다. 이 실험의 결과는 피규어 3 및 및 4.4. 예상 한 바와 같이, 사춘기 전 난소 절제술은 코카인 자극 오버플로를 감소 시켰습니다 (그림 3). 놀랍게도, 사춘기 전의 거세는 코카인으로 자극 된 도파민 오버플로를 크게 증가 시켰습니다 (그림 4). 에스파 디올의 도파민 작용에 대한 잘 설명 된 효과를 고려할 때, 여성의 결과에 대한 활성화 및 조직 효과의 상대적인 기여를 구별하는 것은 어렵다. 그러나, 성체 동물에서 등쪽 선조체 도파민 방출에 대한 안드로겐 효과의 부재를 입증하는 문헌의 무게는 안드로겐이 사춘기 동안 도파민 작용에 대해 이전에 설명되지 않은 조직 효과를 가질 수 있음을 시사한다. 이 결과는 우리가 위에서 설명한 행동 결과와 일치하는데, 이는 사춘기 이전에 성인 거세가 아닌 코카인 자극 행동의 유의미한 확대를 보여주었습니다.

  

그림 3

사춘기 전 (1 일) 가짜 또는 활성 난소 절제술 후 25 개월에 암컷 쥐에서 코카인으로 자극 된 도파민 오버플로. 데이터는 다음에 설명 된대로 수집되었습니다. 그림 3. N = 4-5 / 그룹. ANOVA는 시간 효과에 대해 P <.001을 나타내었고 p <.001 ...

  

그림 4

사춘기 전 (1 일) 가짜 또는 활성 거세 후 25 개월에 수컷 랫트에서 코카인 자극 도파민 오버플로. 데이터는 다음에 설명 된대로 수집되었습니다. 그림 3. N = 4-5 / 그룹. ANOVA는 시간 효과에 대해 P <.001을 나타내었고 ...

난소 및 고환 스테로이드가 청소년기의 도파민 작용에 영향을 미치는 메커니즘은 알려져 있지 않습니다. 우리는 최근에 estradiol이 dopaminergic neuron 수를 유지함으로써 정신 자극제에 대한 dopaminergic 반응을 증가시키는 것으로 나타났기 때문에, 사춘기 동안 dopaminergic neuron 수의 성 차이가 나타나는지 여부를 확인하기 위해 파일럿 연구를 수행했습니다. 이 가능성을 조사하기 위해, 우리는 PN21, 28, 42 및 65에서 일치하는 수컷 및 암컷 쥐의 코호트를 죽이고, 실질 편도 및 복부 조판 영역에서 도파민 신경 뉴런 수를 세었다. .

동물을 심하게 마취시키고 10 % 중성 완충 포르말린을 심혈관 류로 관류시켰다. 관류 후, 뇌를 추출하고 10 % 포르말린에서 하룻밤 동안 고정시키고, 30 % 슈 크로스 동결 보호제 용액에 평형화시키고 4 ℃에 저장 하였다. 일련의 관상 섹션 (30 μm)을 저온 조절기에서 절단하고, 슬라이드 상에 해동-마운팅 한 다음, 37 ℃에서 밤새 건조시켰다. 섹션을 PBS에서 헹구고 0.3 분 동안 30 % 과산화수소-메탄올에서 인큐베이션하고, 실온에서 0.5 분 동안 0.3 % BSA + 100 % 트리톤 X-15에서 헹구고 차단 하였다. 차단 후, 섹션을 차단 완충액 (1 : 10000, Immunostar, Inc., WI, Hudson, WI)에 희석 된 1 차 항체에서 밤새 4 ℃에서 배양 하였다. 다음날, 섹션을 세척하고 실온에서 1 시간 동안 비 오티 닐화 된 말 항-마우스 이차 항체 (1000 : 1, Vector Labs, Burlingame, CA)에서 인큐베이션 하였다. 이어서, 절편을 헹구고 실온에서 1 시간 동안 아비딘-비오틴 복합체에서 인큐베이션하고, 헹구고 DAB (Vector Labs)로 염색 하였다. 섹션을 헹구고, 등급 알코올을 통해 탈수하고, 크레 실 바이올렛으로 카운터 스테인드하고, 장착 및 커버 슬립 하였다. SNpc 및 VTA에서 TH-IR 및 TH-IN 세포체의 총 수의 편견없는 입체 추정은 광학 분별 기 방법 (West et al. 1991). Nikon Optiphot-2 현미경, 카메라 (Dage) 및 전동 스테이지 (Ludl)를 포함하는 전산화 계수 시스템을 사용하여 총 세포 수를 추정했습니다. 개별 세포체를 100x 오일 침지 렌즈 (수치 조리개 = 1.3)로 시각화 하였다. 0.10 이하의 오차 계수를 달성하기 위해 충분한 세포를 계수 하였다. 이 연구는 열 매개 항원 검색없이 수행되었으며, 세포 수는 후자의 기법으로 검출 될 수있는 것보다 적었다. 그러나이 실험에서 분명하고 예상치 못한 패턴이 나타났습니다. 그림과 같이 그림 5사춘기 동안 DA 세포 수의 급격한 감소가 일어났다. 이 가을은 특징적인 성별 차이가 나타 났을 때 65 일까지 암컷에서 정체되는 것처럼 보였습니다.

  

그림 5

출생 후 나이에 걸쳐 흑 질의 티로신 하이드 록 실라 제 면역 반응성 뉴런. N = 5-7 / 그룹. ANOVA는 연령 및 p <효과에 대해 p <.001을 나타냅니다. 01 : 연령 × 성별 상호 작용.

이러한 발견은 수컷 및 암컷 모두에서 쥐에서 사춘기 동안 상당한 도파민 성 세포 사멸이 발생한다는 것을 시사한다. 두 개의 초기 아 cell 토 시스 세포 사멸이 출생 직후 및 PN14에서 발생합니다 (Jackson-Lewis et al. 2000; 버크 2003; 버크 2004). 청소년기 동안의 도파민 작용에 대한 감소의 관련성은 명확하지 않은데, 이는 말단 영역에서의 신경 분포 밀도가 증가하는 것과 동시에 발생하기 때문이다 (위 참조). 아 pop 토 시스를 겪는 세포는 표적에 적절하게 도달하지 않아 표적 뉴런으로부터 영양 입력을받지 않는 것으로 제안되었다 (Oo et al. 2003; 버크 2004). 사춘기 이후에만 도파민 뉴런 수의 성별 차이의 출현은 에스트라 디올의 영양 효과가 성인 생활에서 도파민 뉴런의 유지에 기여할 수 있다는 우리의 초기 가설을 뒷받침합니다. 도파민 성 뉴런의 수의 변화는 우리가 본 도파민 방출에 대한 코카인의 영향의 변화와 유사하다는 점이 흥미 롭습니다. 청소년기에 걸쳐 극적인 감소를 보였으며 그 중 일부만이 성적 이형성이었습니다. 우리는 현재 세포체 및 / 또는 말단 부위의 해부학 적 변화가 중독 관련 행동의 생식선 스테로이드 조절에 기여하는지 여부를 조사하고 있습니다.

중독에 대 한 뇌 Dopaminergic 기능에서 청소년 변화의 의미

위에서 검토 한 연구에 따르면 등쪽 선조에서 도파민 성 기능이 최종 성숙을 겪고 청소년이 발달함에 따라 성인 기능으로 "돌리기 (pruning back)"하는 것으로 나타났습니다. 이 기간 동안 도파민 작용과 도파민에 의해 조절되는 행동의 성 차이가 나타납니다. 이들 효과는 암컷에서 도파민 작용을 증강시키기위한 에스트라 디올의 활성화 효과의 발병 및 남성에서 도파민 작용을 억제하는 안드로겐의 조직 효과를 모두 반영하는 것으로 보인다. 그림 6 현재의 결과를 설명 할 수있는 하나의 가능한 체계를 요약합니다. 왼쪽에서 오른쪽으로,이 그림은 3 단계의 도파민 뉴런 발달을 보여줍니다. 가장 왼쪽 패널은 도파민 신경 생성을 보여줍니다. 중간 패널은 출생 후 생애 동안 및 청소년기를 통해 발생하는 표적의 축삭 성장 및 신경 분포 기간을 묘사한다. 도파민 성 뉴런 발달의 최종 단계는 수용체가 "다듬어"다시 오른쪽 패널에 묘사되어있다. 도파민 성 뉴런은 현재 연구의 데이터와 이전에 발표 된 데이터를 기반으로 프로세스의 모든 단계에서 손실됩니다 (버크 2003; 버크 2004). 우리는 사춘기 동안 midbrain에서 dopaminergic 뉴런의 apoptotic 세포 죽음의 마지막 단계는 안드로겐에 의해 확대 되 고 estradiol의 trophic 효과에 의해 상쇄 가설을 세웁니다. 이것은 수컷의 경우 중간 및 오른쪽 패널에 적은 수의 세포로 표시되고, 아래쪽 패널에는 회색 뉴런이 있으며 암컷의 에스트라 디올에 의해 유지되는 뉴런 집단을 나타냅니다. 문화 연구에 따르면 발달 초기 단계에서 암컷이 더 많은 뉴런을 가질 수 있다고 제안했지만 회색 신경 세포는 가장 왼쪽 패널에도 포함되어 있습니다.Beyer et al. 1991). 사춘기 / 사춘기가 끝날 무렵, 여성은 더 많은 도파민 성 뉴런을 가지게되는데, 이는 여성에서 관찰되는 성 강화 도파민 기능에 기여한다는 가설을 세웁니다. 그러나, 도파민 성 세포체의 수에 대한 효과 이외의 추가 효과는 도파민 성 기능에서 성차의 출현에 기여할 가능성이있다. 잠재적 후보는 DAT 및 수용체에 대한 에스트라 디올의 순환 효과의 출현뿐만 아니라 집행 기능에 관여하는 피질 신경 회로에 대한 안드로겐의 활성화 효과를 포함한다. 또한, 구 심성 입력 (아마 오른쪽 하단 패널에 표시된 도파민 뉴런에 대한 GABAergic 피드백)도 암컷의 도파민 기능의 추가 조절에 기여할 수 있습니다.

  

그림 6

에스트라 디올과 테스토스테론이 전뇌 도파민 시스템의 종양에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 가상 모델.

중독에 대한 이러한 발견의 관련성을 해석하는 데에는 한 가지주의 사항이 있습니다. 우리가 관찰 한 dopaminergic 기능의 주요 청소년기 관련 변화는 등쪽 선조에서 발생했습니다. VTA에서 핵 축적에 이르는 도파민 신경 세포는 약물 강화의 초기 단계에서 더 중요 할 수 있습니다.ob 1996; McBride et al. 1999; 디 키아라 2002). 그러나, 등쪽 선조체에서 도파민의 증가는 중독의 발달에서 결정적인 단계 인 자발적 약물 복용에서 습관 학습으로의 전환에 결정적인 것으로 여겨진다 (Vanderschuren과 Everitt 2004; Volkow et al. 2006; et al. 2007; Dalley와 Everitt 2009). 이 발견의 한 가지 의미는 청소년기 동안 약물의 강화 효과가 균일하게 크지 않을 수 있지만, 청소년기 초기에 약물을 사용하는 사람들에게는 중독성 행동 패턴으로의 전환이 더 빨리 발생할 수 있다는 것입니다.

도파민 작용의 성 차이의 출현은 정상적인 발달 영향에 겹쳐졌다. 이 데이터는 두 성별의 청소년이 중독성 약물을 실험하고 의존하게 될 위험이 더 높지만 청소년이 성숙함에 따라 성별 관련 문제도 발생한다는 것을 보여주는 역학 문헌과 일치합니다. 남성의 청소년기에 걸쳐 발생하는 약독 화 된 도파민 기능의 행동 적 중요성은 여전히 ​​중요한 질문으로 남아 있습니다. 중독에 대한 취약성 증가 또는 감소와 관련이 있습니까? 역학 연구에 따르면 초기 약물 사용이 시작됩니다 (사춘기 초기, 남성의 사춘기 발달 초기에), 미래 약물 의존의 위험이 더 큽니다. 테스토스테론 상승은 약물 복용 행동에 어떤 영향을 줍니까? 안드로겐과 에스트로겐을 모두 포함하는 작용을 통해 테스토스테론 자체가 자체 투여된다는 흥미로운 연구는 아직 특성화되지 않은 안드로겐의 중요한 역할을 제안합니다.우드 2004; Sato et al. 2008; 우드 2008). 사춘기 전의 거세를받은 남성의 약물자가 투여를 탐구하는 동물 연구는 이러한 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다.

NIDA 보조금 DA019114 및 009079의 지원에 감사드립니다. 모든 동물 실험은 Duke University IACUC에서 승인 한 동물 프로토콜에 따라 수행되었습니다.