ΔFosB ietekme uz Nucleus Accumbens uz dabisko atalgojumu saistītā uzvedībā (2008)

KOMENTĀRI: Delta FosB ir viena no primārajām atkarības molekulām. Tas palielinās vai uzkrājas atkarības procesa laikā, pastiprinot atkarību izraisošo uzvedību un pārveidojot smadzenes. Tas palielinās, vai atkarība ir ķīmiska vai uzvedības. Šis pētījums parāda, ka tas uzkrājas dzimumakta un cukura lietošanas laikā. Pētnieki arī atklāja, ka dzimumakta dēļ palielinājās cukura patēriņš. Delta FosB var būt iesaistīts vienā atkarībā, pastiprinot citu atkarību. Jautājums ir - kā pornogrāfijas pārmērīgs patēriņš ietekmē Delta FosB? Tā kā DeltaFosB iedarbojas dopamīns, viss ir atkarīgs no jūsu smadzenēm.

Pilns pētījums: ΔFosB ietekme uz Nucleus Accumbens uz dabisko atalgojumu

J Neurosci. 2008 oktobris 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, Sergio D. Iñiguez3, Linda I. Perrotti1,2,4, Michel Barrot1,2,5, Ralph J. DiLeone1,2,6, Eric J. Nestler1,2 un Carlos A. Bolaños-Guzmán1,2,3 +

+ Autors Piezīmes

DL Wallace pašreizējā adrese: Helēnas Vilisas Neirozinātņu institūts, Kalifornijas Universitāte, Bērklija, Bērklija, CA 94720.

TL Carle-Florence pašreizējā adrese: Mary Kay Research Laboratories, Dalasa, TX 75379.

DL Grehema pašreizējā adrese: Merck Laboratories, Bostona, MA 02115.

TA Grīna pašreizējā adrese: Virdžīnijas Sadraudzības universitāte, Ričmonda, VA 23284.

EJ Nestlera pašreizējā adrese: Sinaja kalna Medicīnas skolas Neirozinātnes nodaļa, Ņujorka, NY 10029.

Anotācija

Ir pierādīts, ka transkripcijas faktors deltaFosB (ΔFosB), ko inducē kodolos accumbens (NAc), lietojot hronisku iedarbību uz ļaunprātīgu izmantošanu, izraisa sensibilizētu reakciju uz šīm zālēm. Tomēr mazāk ir zināms par ΔFosB lomu, reaģējot uz dabas atlīdzībām. Šeit mēs parādām, ka divas spēcīgas dabas atlīdzības uzvedības, saharozes dzeršana un seksuālā uzvedība palielina ΔFosB līmeni NAc. Pēc tam mēs izmantojam vīrusu mediētu gēnu pārnesi, lai izpētītu, kā šāda ΔFosB indukcija ietekmē uzvedības reakcijas uz šiem dabiskajiem ieguvumiem. Mēs parādām, ka ΔFosB pārprodukcija NAc palielina saharozes patēriņu un veicina seksuālās uzvedības aspektus. Turklāt mēs parādām, ka dzīvnieki ar iepriekšējo seksuālo pieredzi, kas uzrāda palielinātu ΔFosB līmeni, arī liecina par saharozes patēriņa pieaugumu. Šis darbs liek domāt, ka ΔFosB ne tikai izraisa ļaunprātīgas izmantošanas narkotikas, bet arī dabiskus atalgojuma stimulus. Turklāt mūsu rezultāti liecina, ka hroniska iedarbība uz stimuliem, kas izraisa ΔFosB NAc, var palielināt citu dabisko atlīdzību patēriņu.

Ievads

FosB, Fos ģimenes transkripcijas faktors, ir fosB gēna (Nakabeppu un Nathans, 1991) saīsināts produkts. Tas ir izteikts salīdzinoši zemā līmenī, salīdzinot ar citiem Fos ģimenes proteīniem, reaģējot uz akūtu stimuliem, bet pēc hroniskas stimulācijas, pateicoties tās unikālajai stabilitātei (Nestler, 2008), tas uzkrājas augstā līmenī smadzenēs. Šī uzkrāšanās notiek reģionam specifiskā veidā, reaģējot uz daudziem hroniskas stimulācijas veidiem, ieskaitot hronisku zāļu lietošanu, krampjus, antidepresantus, antipsihotiskas zāles, neironu bojājumus un vairākus stresa veidus [skatīt Cenci (2002 ) un Nestler (2008)].

ΔFosB indukcijas funkcionālās sekas vislabāk izprotamas par narkotiku lietošanu, kas visprecīzāk inducē olbaltumvielu nucleus accumbens (NAc) - atbilde, kas ziņota par praktiski visu veidu ļaunprātīgām zālēm (Muller un Unterwald, 2005; McDaid et al. , 2006; Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008). NAc ir daļa no ventrālā striatuma un ir svarīgs nervu substrāts ļaunprātīgi izmantoto zāļu atalgojošajām darbībām. Attiecīgi arvien vairāk pierādījumu liecina, ka ΔFosB indukcija šajā reģionā palielina dzīvnieka jutīgumu pret ļaunprātīgas lietošanas narkotiku atalgojošo ietekmi un var arī palielināt motivāciju to iegūt. Tādējādi ΔFosB pārmērīga ekspresija NAc izraisa dzīvnieku izvēli par kokaīna vai morfīna lietošanu vai pašpietiekamu kokaīna lietošanu zemākās narkotiku devās, un uzlabo kokaīna sviras spiedienu progresīvās attiecības paradigmā (Kelz et al., 1999 ; Colby et al., 2003; Zachariou et al., 2006).

Līdztekus lomai narkotiku atlīdzības starpniecībā, NAc ir iesaistīts, lai regulētu atbildes uz dabas atlīdzībām, un nesenais darbs liecina par saikni starp dabiskajām atlīdzībām un arī ΔFosB. Ir pierādīts, ka brīvprātīga riteņu kustība palielina ΔFosB līmeni NAc, un ΔFosB pārprodukcija šajā smadzeņu reģionā izraisa vienmērīgu pieaugumu, kas ilgst vairākas nedēļas, salīdzinot ar kontroles dzīvniekiem, kuru braukšanas plaknes 2 nedēļās (Werme et al. ., 2002). Līdzīgi, augsta tauku satura diēta izraisa ΔFosB NAc (Teegarden un Bale, 2007), bet ΔFosB pārmērīga ekspresija šajā reģionā palielina instrumentālo reakciju uz pārtikas atlīdzību (Olausson et al., 2006). Turklāt fosB gēns ir saistīts ar mātes uzvedību (Brown et al., 1996). Tomēr ir maz informācijas par attiecību starp ΔFosB un seksuālo uzvedību, kas ir viens no spēcīgākajiem dabas ieguvumiem. Turklāt mazāk skaidrs joprojām ir ΔFosB iespējamais iespaids uz kompulsīvākiem, pat „atkarību izraisošiem” modeļiem, kas saistīti ar dabisko atlīdzību. Piemēram, vairāki ziņojumi ir pierādījuši atkarības aspektu saharozes uzņemšanas paradigmās (Avena et al., 2008).

Lai paplašinātu savas zināšanas par ΔFosB rīcību dabiskās atlīdzības uzvedībā, mēs pētījām ΔFosB indukciju NAc saharozes dzeršanas un seksuālās uzvedības modeļos. Mēs arī noteicām, kā ΔFosB pārmērīga izpausme NAc modificē uzvedības reakcijas uz šīm dabiskajām atlīdzībām, un vai iepriekšēja viena dabiska atlīdzība var uzlabot citas dabiskas atalgojošas darbības.

Materiāli un metodes

Visas dzīvnieku procedūras tika apstiprinātas Teksasas Universitātes Dienvidrietumu medicīnas centra institucionālajā dzīvnieku aprūpes un lietošanas komitejā.

Seksuālā uzvedība.

Seksuāli pieredzējuši vīriešu Sprague Dawley žurkas (Charles River) tika radīti, ļaujot viņiem kopā ar uztverošām mātītēm līdz pat ejakulācijai, ∼1 – 2 reizes nedēļā 8 – 10 nedēļām kopā 14 sesijām. Seksuālā uzvedība tika novērtēta, kā aprakstīts iepriekš (Barrot et al., 2005). Kontroles tēviņi tika radīti, saskaroties ar to pašu arēnu un pakaišiem, tikpat daudz laika, kā pieredzējušiem vīriešiem. Mātītes nekad nav ievestas arēnā ar šiem kontroles vīriešiem. Atsevišķā eksperimentā tika izveidota papildu eksperimentālā grupa: tēviņi tika ievesti uz hormonu apstrādātu sievieti, kas vēl nebija iekļuvusi estrus. Šie vīri ir mēģinājuši stiprināt un izspēlēt; tomēr, tā kā sievietes bija neatgūstamas, šajā grupā seksuālā uzvedība netika sasniegta. Astoņpadsmit stundas pēc pēdējās sesijas dzīvnieki tika perfūzēti vai atdalīti, un audu apstrādei tika veikti smadzenes. Citā dzīvnieku grupā ∼5 d pēc 14th sesijas saharozes izvēle tika pārbaudīta, kā aprakstīts turpmāk. Sīkākai informācijai skatiet papildu metodes (pieejamas www.jneurosci.org kā papildu materiāls).

Saharozes patēriņš.

Pirmajā eksperimentā (1a attēls) žurkām tika piešķirta neierobežota piekļuve divām ūdens pudelēm 2 d, kam sekoja viena pudele ūdens un saharoze 2 d palielinot saharozes koncentrāciju (0.125 – 50%). Tika ievērots tikai divu ūdens pudeļu 6 d periods, pēc tam 2 d viena ūdens pudele un pudele 0.125% saharozes. Otrajā eksperimentā (1b, c, 2) žurkām tika piešķirta neierobežota piekļuve katrai ūdens pudelei un 10% saharozei 10 d. Kontroles dzīvnieki saņēma tikai divas ūdens pudeles. Dzīvnieki tika perfūzēti vai ātri atdalīti, un audu apstrādei tika savākti smadzenes.

Divas pudeles izvēles tests.

Divas pudeļu izvēles paradigma tika veikta, kā aprakstīts iepriekš (Barrot et al., 2002). Pirms operācijas, lai kontrolētu iespējamās individuālās atšķirības, dzīvniekus pirmās tumšās fāzes 30 min laikā testēja divām pudelēm, izvēloties procedūru starp ūdeni un 1% saharozi. Trīs nedēļas pēc vīrusa mediētas gēnu pārneses (skatīt zemāk) un pirms jebkādas papildu uzvedības pārbaudes dzīvniekiem, kas saņēma tikai ūdeni, tika pārbaudīta 30 min divu pudeļu izvēles procedūra starp ūdeni un 1% saharozes šķīdumu.

Seksuāli pieredzējušiem un kontrolējošiem dzīvniekiem pirms seksuālās uzvedības nebija iepriekšējas procedūras. Piecas dienas pēc seksuālās (vai kontroles) uzvedības 14th sesijas dzīvniekiem pirmo tumšās gaismas cikla 1 minūtei tika piešķirts divu pudeļu izvēles tests starp ūdeni un 30% saharozes šķīdumu. Pēc seksuālās uzvedības ΔFosB līmeņa mērīšanai un seksuālās uzvedības ietekmes uz saharozes izvēli tika izmantotas atsevišķas seksuāli pieredzējušu un kontrolējošu dzīvnieku grupas.

Western blotting.

NAc fragmenti, kas iegūti perforējot, tika analizēti ar Western blotēšanu, kā aprakstīts iepriekš (Perrotti et al., 2004), izmantojot trušu poliklonālo anti-FosB antivielu [antivielu raksturošanai, skatīt Perrotti et al. (2004)] un monoklonāla antiviela pret gliceraldehīda-3-fosfāta dehidrogenāzi (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Research Diagnostics), kas kalpoja kā kontrolproteīns. AFosB proteīna līmenis tika normalizēts uz GAPDH, un tika salīdzināti eksperimentālie un kontroles paraugi. Sīkākai informācijai skatiet papildu metodes (pieejamas www.jneurosci.org kā papildu materiāls).

Imūnhistoķīmija.

Dzīvnieki tika perfūzēti, un smadzeņu audi tika ārstēti, izmantojot publicētas imūnhistoķīmijas metodes (Perrotti et al., 2005). Tā kā pēdējais iedarbības stimuls radās 18 – 24 h pirms analīzes, mēs uzskatījām visu FosB līdzīgo imunoreaktivitāti, ko konstatēja ar pan-FosB antivielu (SC-48; Santa Cruz Biotechnology), lai atspoguļotu ΔFosB (Perrotti et al., 2004 , 2005). Sīkākai informācijai skatiet papildu metodes (pieejamas www.jneurosci.org kā papildu materiāls).

Vīrusu mediēts gēnu pārnese.

Ķirurģija tika veikta ar vīriešu Sprague Dawley žurkām. Adeno saistītos vīrusu (AAV) vektorus injicēja divpusēji, 1.5 μl vienā pusē, NAc, kā aprakstīts iepriekš (Barrot et al., 2005). Pareiza izvietošana tika pārbaudīta pēc eksperimentiem ar 40 μm krezila violetās krāsās. Vektori ietver kontroli, kas ekspresē tikai zaļo fluorescējošo proteīnu (GFP) (AAV-GFP) vai AAV, kas ekspressē savvaļas tipa AFosB un GFP (AAV-ΔFosB) (Zachariou et al., 2006). Pamatojoties uz transgēnu ekspresijas laika gaitu NAc, dzīvnieki tika pārbaudīti pēc 3 – 4 nedēļas pēc AAV vektoru injekcijas, kad transgēna ekspresija ir maksimāla (Zachariou et al., 2006). Sīkākai informācijai skatiet papildu metodes (pieejamas www.jneurosci.org kā papildu materiāls).

Statistiskā analīze.

Nozīme tika mērīta, izmantojot divu faktoru atkārtotu pasākumu ANOVA, kā arī Studenta t testus, kas tika laboti, ja to atzīmēja vairākos salīdzinājumos. Dati tiek izteikti kā vidēji ± SEM. Statistiskā nozīmība tika definēta kā p <0.05.

rezultāti

Hroniska saharozes iedarbība izraisa palielinātu saharozes patēriņu un sensibilizējošu uzvedību

Mēs īstenojām divu pudeļu izvēles paradigmu, kurā saharozes koncentrācija tika palielināta par katru 2 d pēc divām ūdens pudelēm 2 d. Saharozes koncentrācija sākās ar 0.125% un palielinājās līdz 50%. Līdz 0.25% saharozei dzīvnieki nesaņēma saharozes izvēli un pēc tam visu augstāko koncentrāciju laikā dzēra vairāk saharozes nekā ūdens. Sākot ar 0.25% koncentrāciju, dzīvnieki dzēra arvien vairāk saharozes, līdz sasniedza maksimālo saharozes tilpumu pie 5 un 10%. 20% un augstāk, viņi sāka samazināt saharozes tilpumu, lai saglabātu vienmērīgu saharozes patēriņa līmeni (1a zīmējums). Pēc šīs paradigmas dzīvnieki izlietoja 6 d tikai ar divām pudelēm ūdens un pēc tam tika piedāvāti ar 0.125% saharozes pudeli vai ūdeni 2 d. Šajā koncentrācijā dzīvnieki dzēra vairāk saharozes nekā ūdenim, un tiem bija nozīmīga saharozes izvēle salīdzinājumā ar preferences trūkumu, kas novērota pēc sākotnējās saharozes koncentrācijas iedarbības 1 dienā.

Skaitlis 1.

Divu pudeļu saharozes izvēles paradigmas parāda saharozes patēriņa pieaugumu. a, pieaugoša saharozes koncentrācija noved pie “apgrieztas U formas” uzņemšanas uzvedības, kā arī ar recidīviem un sensibilizācijai līdzīgas uzvedības pēc izņemšanas perioda [būtiska atšķirība starp ūdens un saharozes uzņemšanu uz 2 d katrā koncentrācijā 0.25% un sekojošā saharozes iedarbība (t (30) = 4.81; p <0.001; n = 8, koriģēts pēc vairākiem salīdzinājumiem)]. Sākotnējā uzņemšana atspoguļo saharozes kopējo gramu daudzumu, kas uzņemts katrā koncentrācijā 2 dienu laikā, kas norāda uz stabilizētu uzņemšanu augstākās koncentrācijās. b, Dzīvnieki uz 10 d pēc divu pudelīšu izvēles paradigmas parāda saharozes uzņemšanas pieaugošo daudzumu 1. dienā (uzņemšana ir norādīta tikai vienu dienu). Divu faktoru atkārtotu mērījumu ANOVA atklāja dienas galveno efektu (F (3,27) = 42.3; p <0.001), saharozi (F (1,9) = 927.2; p <0.001) un saharozi × dienā (F (3,27) = 44.8; p <0.001; n = 10 / grupa). c, palielināts svara pieaugums salīdzinājumā ar kontroles dzīvniekiem (tikai ūdens) ar saharozes iedarbību. Divfaktoru atkārtotu mērījumu ANOVA uzrāda ievērojamu dienas galveno efektu (F (5,70) = 600; p <0.001), kad abas grupas laika gaitā pieņemas svarā, kā arī ievērojama saharozes un dienas mijiedarbība (F (5,70) ) = 17.1; p <0.001; n = 10 / grupa), kas liek domāt, ka saharozes grupa laika gaitā iegūst lielāku svaru.

Tā kā maksimālā tilpuma uzņemšana tika sasniegta ar 10% koncentrāciju, naiviem tika dota izvēle starp vienu pudeli ūdens un vienu 10% saharozes pudeli 10 d, un, salīdzinot ar kontroles grupu, tika ievadītas tikai divas pudeles ūdens. Saharozes dzīvnieki, kas uzbūvēti ar augstāku saharozes patēriņa līmeni dienā 10 (1b zīm.). Pēc ilgstošas ​​saharozes iedarbības viņi arī saņēma ievērojami lielāku svaru, salīdzinot ar kontroles dzīvniekiem, un laika atšķirības palielinājās (1c attēls).

Saharozes dzeršana palielina ΔFosB līmeni NAc

Mēs analizējām šos dzīvniekus ar 10% saharozes paradigmu ΔFosB līmeņiem NAc, izmantojot Western blotting (2a attēls) un imūnhistoķīmiju (2b attēls). Abas metodes atklāja ΔFosB proteīna indukciju šajā smadzeņu reģionā saharozē, salīdzinot ar kontroles dzīvniekiem. Tā kā visa ΔFosB proteīna secība ir iekļauta pilna garuma FosB, antivielas, ko izmanto, lai noteiktu FosB līdzīgu imūnoreaktivitāti, atpazīst abus proteīnus (Perrotti et al., 2004, 2005). Tomēr Western blotting atklāja, ka saharozes dzeršana nozīmīgi izraisīja tikai ΔFosB. Tas norāda, ka imūnhistoķīmijas novērojamā signāla atšķirība ir ΔFosB. 2b attēlā novērotais pieaugums tika konstatēts NAc kodolā un čaulā, bet ne muguras striatumā (dati nav parādīti).

Skaitlis 2.

Saharozes patēriņš un seksuālā uzvedība palielina ΔFosB ekspresiju NAc. a, hronisks 10% saharozes patēriņš divu pudeles izvēles paradigmā, kā arī seksuāla uzvedība palielina ΔFosB ekspresiju NAc ar Western blot (saharoze, t (11) = 2.685; * p = 0.021; n = 5– 8; seksuālā uzvedība, t (12) = 2.351; * p = 0.037; n = 6–8). Ožas kontroles vīrieši būtiski neatšķiras no vīriešiem bez dzimuma (t (10) = 0.69; p> 0.50; n = 4–8). NS, nav nozīmīgi. b, smadzeņu sadaļās no saharozes pieredzējušiem dzīvniekiem ir palielināta ΔFosB imūnreaktivitāte, salīdzinot ar kontroles dzīvniekiem NAc, veicot imūnhistoķīmiju. Attēli (10 ×) atspoguļo vairākas smadzeņu sadaļas no sešām žurkām katrā ārstēšanas grupā. AC, priekšējā komisija. c. Smadzeņu sekcijas no seksuāli pieredzējušiem dzīvniekiem parāda paaugstinātu ΔFosB imūnreaktivitāti, salīdzinot ar kontroles kolēģiem NAc, veicot imūnhistoķīmiju. Attēli (10 ×) atspoguļo vairākas smadzeņu sadaļas no sešām līdz astoņām žurkām katrā ārstēšanas grupā.

Seksuālā uzvedība palielina ΔFosB līmeni NAc

Pēc tam mēs pētījām hroniskās seksuālās uzvedības ietekmi uz ΔFosB indukciju NAc. Seksuāli pieredzējušiem žurku žurkām tika atļauta neierobežota piekļuve ar uztverošu sievieti līdz pat 14 sesiju ejakulācijai 8 – 10 nedēļas laikā. Svarīgi, ka kontroles dzīvnieki nebija mājas būru kontroles mehānismi, bet tie tika iegūti ar līdzīgu apstrādi testēšanas dienās un ekspozīcija atklātā lauka arēnā un pakaišiem, kuros kopulācija notika tajā pašā laika periodā, bet neietekmējot uztverošu sievieti, kontrolējot izsitumi un apstrādes efekti. Izmantojot Western blotting, mēs noskaidrojām, ka seksuālā pieredze ievērojami palielināja ΔFosB līmeni, salīdzinot ar kontroles grupu (2a. Att.), Bez konstatējama pilna garuma FosB līmeņa. Saskaņā ar šiem datiem imūnhistoķīmija atklāja ΔFosB iekrāsošanās pieaugumu gan NAc kodolā, gan čaulā (2c attēls), bet ne muguras striatum (dati nav parādīti).

Lai nodrošinātu, ka ΔFosB pieaugums, kas novērots seksuāli pieredzējušiem dzīvniekiem, nav attiecināms uz sociālo mijiedarbību vai kādu citu ar pārošanos nesaistītu stimulu, mēs radījām nepiederošus tēviņus, kas bija pakļauti hormonu ārstētām sievietēm, bet nav atļauts kopulēties. Šie vīrieši neuzrādīja atšķirību ΔFosB līmeņos, salīdzinot ar atsevišķiem olefakcijas arēnā dzīvniekiem (2a att.), Kas liecina, ka ΔFosB indukcija notiek, reaģējot uz seksuālo uzvedību, nevis sociāliem vai nekomerciāliem.

ΔFosB pārprodukcija NAc palielina saharozes patēriņu

Izmantojot vīrusu mediētu pārekspresijas sistēmu, kas nodrošina stabilu ΔFosB ekspresiju vairāku nedēļu laikā (Zachariou et al., 2006) (3.a attēls), mēs pētījām augstāka ΔFosB līmeņa, īpaši vērsta uz NAc, ietekmi uz saharozes dzeršanu uzvedība (3.b att.). Vispirms mēs apdrošinājām, ka pirms operācijas ar saharozes uzņemšanas iepriekšēju pārbaudi nav atšķirību sākotnējā saharozes uzvedībā (AAV-GFP, 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB, 6.22 ± 0.621 ml; n = 15 / grupa; p> 0.80). Trīs nedēļas pēc operācijas, kad ΔFosB ekspresija bija stabila ~ 10 dienas, dzīvniekiem tika veikts saharozes tests pēc operācijas. AAV-ΔFosB grupa dzēra ievērojami vairāk saharozes nekā AAV-GFP kontroles grupa (3.b att.). Ūdens uzņemšanas apjomā starp abām grupām nebija atšķirību (AAV-GFP, 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB, 0.95 ± 0.007 ml; n = 15 / grupa; p> 0.15), kas liek domāt, ka ΔFosB ietekme ir raksturīgs saharozei.

Skaitlis 3.

ΔFosB pārprodukcija NAc regulē dabiskās atlīdzības uzvedības aspektus. a, NAc mērķa vietas attēlojums, izmantojot divpusēju vīrusu mediētu ģenētisko pārnesi un ΔFosB ekspresijas piemēru, kas konstatēts ar imūnhistoķīmiju pēc AAV-ΔFosB injekcijas. b, AAV-ΔFosB injicēšana NAc palielina saharozes patēriņu, salīdzinot ar AAV-GFP injicētajiem kontroles līdzekļiem (t (28) = 2.208; * p = 0.036; n = 15 / grupa). Tāpat 10 nedēļas pēc seksuālās uzvedības salīdzinājumā ar seksuāli naivām kontrolēm palielina saharozes patēriņu (t (14) = 2.240; * p = 0.042; n = 7 – 9). c, ΔFosB pārmērīga ekspresija samazina tādu intromīciju skaitu, kas nepieciešamas, lai sasniegtu ejakulāciju seksuāli naivos dzīvniekos, salīdzinot ar GFP kontrolēm (t (30) = 2.145; * p = 0.04; n = 15 – 17) un samazina postejaculation intervālu ( t (30) = 1.916, #p = 0.065, n = 15 – 17).

ΔFosB pārprodukcija NAc ietekmē seksuālo uzvedību

Pēc tam mēs pārbaudījām, vai ΔFosB pārmērīga ekspresija NAc regulē naivu un pieredzējušu dzīvnieku seksuālo uzvedību. Lai gan mēs neatradām nekādas atšķirības seksuālās uzvedības parametros starp AAV-ΔFosB- un -GFP ārstētiem pieredzējušiem dzīvniekiem (sk. Papildu tabulu S1, kas pieejama www.jneurosci.org kā papildu materiāls), ΔFosB pārmērīga ekspresija naivos dzīvniekos ievērojami samazināja to intromīciju skaitu, kas nepieciešamas, lai sasniegtu ejakulāciju pirmajai seksuālās uzvedības pieredzei. (Zīm. 3c). Tika novērota arī tendence samazināties ΔFosB grupai pēc pirmās seksuālās pieredzes (3c att.). Pretstatā tam, nedz naivās, nedz pieredzējušiem dzīvniekiem netika novērotas atšķirības latentos, kas saistīti ar stiprinājumiem, intromīzijām vai ejakulāciju (skatīt papildu tabulu S1, kas pieejama www.jneurosci.org kā papildu materiāls). Tāpat nav novērota atšķirība attiecībā uz intromīziju attiecību [intromisionu skaits ((intromisionu skaits) un stiprinājumu skaits)], lai gan tas var būt tāpēc, ka katrā grupā ir liela stiprinājumu skaits.

Seksuālā pieredze palielina saharozes patēriņu

Tā kā pēc saharozes dzeršanas un seksuālās pieredzes NAc palielinājās ΔFosB līmenis, un ΔFosB pārmērīga ekspresija ietekmē uzvedības reakciju uz abiem ieguvumiem, bija interesanti izpētīt, vai iepriekšēja iedarbība uz kādu no atlīdzībām būtiski ietekmēja uzvedības reakciju uz otru . Pirms seksuālas pieredzes naivi dzīvnieki tika nejauši izvēlēti kontroles vai dzimuma apstākļos. Pēc tam dzīvnieki tika pakļauti seksuālai pieredzei vai kontroles apstākļiem, kā aprakstīts iepriekš, 8 – 10 nedēļās. Piecas dienas pēc pēdējās seksa sesijas dzīvnieki tika pakļauti 30 min divu pudeļu izvēles paradigmai starp vienu pudeli ūdeni un saharozi. Mēs atklājām, ka seksuāli pieredzējuši dzīvnieki dzēra ievērojami vairāk saharozes nekā kontroles (3b zīm.). Netika novērota atšķirība starp seksuāli pieredzējušiem un kontrolējošiem dzīvniekiem ar ūdens uzņemšanu (kontrole, 1.21 ± 0.142 ml; dzimums, 1.16 ± 0.159 ml; n = 7 – 9; p = 0.79), kas liecina, ka iedarbība ir raksturīga saharozei.

diskusija

Šis pētījums savieno iepriekšējo plaisu literatūrā, lai izskaidrotu ΔFosB lomu dabiskā atlīdzības uzvedībā, kas saistīta ar dzimumu un saharozi. Vispirms mēs noskaidrojām, vai ΔFosB uzkrājas NAc, kas ir svarīgs smadzeņu atalgojuma reģions, pēc hroniskas iedarbības dabiskā veidā. Svarīga šīs darba iezīme bija dot dzīvnieku izvēli viņu uzvedībā, pēc analoģijas ar zāļu pašpārvaldes paradigmām. Tas notika, lai nodrošinātu, ka jebkāda ietekme uz ΔFosB līmeņiem bija saistīta ar atlīdzības brīvprātīgu patēriņu. Saharozes modelis (1. Att.) Parāda atkarības veida uzvedības aspektus, salīdzinot ar citiem saharozes lietošanas modeļiem: izvēle starp atlīdzību un kontroli, invertētu U-veida devas-atbildes līkni, sensibilizētu reakciju pēc izņemšanas un pārmērīgu uzņemšanu. Šis modelis arī palielina svara pieaugumu, kas nav redzams citos modeļos, piemēram, ikdienas periodiskā cukura modelī (Avena et al., 2008).

Mūsu dati pirmo reizi atklāj, ka divi galvenie dabisko atlīdzību veidi, saharoze un dzimums, gan palielina ΔFosB līmeni NAc. Šos palielinājumus novēroja Western blotting un imūnhistoķīmija; izmantojot abas metodes, nodrošina, ka novērotais proteīna produkts patiešām ir FosB, nevis pilna garuma FosB, cits fosB gēna produkts. Selektīva ΔFosB indukcija ar saharozi un dzimumu ir līdzīga selektīvai ΔFosB indukcijai NAc pēc ilgstošas ​​praktiski visu veidu narkotiku lietošanas (skatīt ievadu). Tomēr jāatzīmē, ka novērojums, ka ΔFosB indukcijas pakāpe NAc, kas šeit novērota, reaģējot uz dabisko atlīdzību, ir mazāka nekā tas, kas redzams par narkotiku atlīdzību: saharozes dzeršana un seksuālā uzvedība radīja 40 – 60% pieaugumu ΔFosB līmeņos pretēji vairākkārtējai indukcijai, ko novēroja ar daudzām ļaunprātīgas lietošanas zālēm (Perrotti et al., 2008).

Šī pētījuma otrais mērķis bija izpētīt ΔFosB indukcijas funkcionālo seku NAc dabiskās atlīdzības izraisītās uzvedības jomā. Lielākā daļa no mūsu iepriekšējā darba par ietekmi uz ΔFosB par narkotiku atlīdzību ir izmantojušas inducējamas bitransgēnu peles, kurās ΔFosB ekspresija ir vērsta uz NAc un dorsālo striatumu. Šīs ΔFosB pārmērīgi ekspresējošās peles uzrāda uzlabotas uzvedības reakcijas pret kokaīnu un opiātiem, kā arī palielinātu riteņu kustību un instrumentālo reakciju uz pārtiku (skatīt ievadu). Šajā pētījumā mēs izmantojām nesen izstrādātu vīrusu mediētu gēnu pārneses sistēmu, lai stabili pārspīlētu ΔFosB žurku tēviņu mērķa reģionos (Zachariou et al., 2006). Šeit mēs noskaidrojām, ka ΔFosB pārmērīga ekspresija palielināja saharozes patēriņu, salīdzinot ar kontroles dzīvniekiem, nepastāvot atšķirībām ūdens uzņemšanā starp abām grupām.

Mēs arī pētījām, kā ΔFosB ietekmē seksuālo uzvedību. Mēs pierādījām, ka ΔFosB pārmērīga ekspresija NAc samazina to intruāciju skaitu, kas nepieciešamas seksuāli naivu dzīvnieku ejakulācijai. Tas neatbilda citām naivās seksuālās uzvedības atšķirībām, tai skaitā, izmaiņām mount, intromission vai ejakulācijas latentās. Turklāt ΔFosB pārmērīga ekspresija neietekmēja seksuālās uzvedības aspektus seksuāli pieredzējušiem dzīvniekiem. Iespēja manipulācijas NAc ietekmēt seksuālo uzvedību nav pārsteidzoši, ņemot vērā pieaugošo pierādījumu tam, ka šis smadzeņu atlīdzības reģions regulē seksuālo uzvedību (Balfour et al., 2004; Hull un Dominguez, 2007). OsFosB izraisīta intromciju skaita samazināšanās varētu atspoguļot seksuālās uzvedības uzlabošanos, jo naivie dzīvnieki ar ΔFosB pārmērīgu ekspresiju NAc uzvedas vairāk kā pieredzējuši dzīvnieki. Piemēram, atkārtotas seksuālās pieredzes testos dzīvniekiem ir nepieciešams mazāk introminācijas, lai sasniegtu ejakulāciju (Lumley un Hull, 1999). Turklāt tendence samazināties posteriorculatory intervālam ar ΔFosB pārmērīgu ekspresiju atspoguļo arī uzvedību, kas novērota vairāk seksuāli motivētu, pieredzējušu vīriešu (Kippin un van der Kooy, 2003). Kopā šie rezultāti liecina, ka ΔFosB pārmērīga ekspresija naiviem dzīvniekiem var veicināt seksuālo uzvedību, padarot naivus dzīvniekus līdzīgākus pieredzējušiem vai seksuāli motivētiem dzīvniekiem. No otras puses, mēs nenovērojām ievērojamu ΔFosB pārmērīgas ekspresijas ietekmi uz pieredzējušu seksuālo uzvedību. Sarežģītāki seksuālās uzvedības uzvedības pētījumi (piemēram, nosacītas vietas izvēle) var labāk diskriminēt ΔFosB iespējamo ietekmi.

Visbeidzot, mēs izpētījām, kā iepriekšējā iedarbība uz vienu dabisku atlīdzību ietekmē uzvedības reakcijas uz citu. Konkrēti, mēs noteicām iepriekšējās seksuālās pieredzes ietekmi uz saharozes uzņemšanu. Lai gan gan kontroldzīvnieki, gan seksuāli pieredzējuši dzīvnieki izteikti izvēlējās saharozi, seksuāli pieredzējuši dzīvnieki dzēra daudz vairāk saharozes, nemainot ūdens patēriņu. Šis ir interesants atklājums, jo tas liek domāt, ka iepriekšēja iedarbība uz vienu atlīdzību var palielināt cita atalgojuma stimula atalgojuma vērtību, kā tas būtu sagaidāms, ja būtu daļēji kopīgs atalgojuma jutīguma molekulārais pamats (piemēram, ΔFosB). Līdzīgi šim pētījumam kāmju mātītēm, kuras iepriekš bija pakļautas seksuālai uzvedībai, bija paaugstināta jutība pret kokaīna uzvedības efektiem (Bradley un Meisel, 2001). Šie atklājumi atbalsta plastiskuma jēdzienu smadzeņu atalgojuma shēmā, jo pašreizējo atlīdzību uztvertā vērtība ir balstīta uz pagātnes atalgojuma iedarbību.

Kopumā šeit sniegtais darbs sniedz pierādījumus tam, ka papildus ļaunprātīgas lietošanas narkotikām dabiskā atlīdzība inducē ΔFosB līmeni NAc. Tāpat ΔFosB pārmērīga ekspresija šajā smadzeņu reģionā regulē dzīvnieka uzvedības reakciju uz dabiskām atlīdzībām, kā jau iepriekš tika novērots zāļu atlīdzības gadījumā. Šie atklājumi liecina, ka ΔFosB spēlē vispārīgāku lomu atlīdzības mehānismu regulēšanā un var palīdzēt starpniecību starpsensibilizācijai, kas novērota daudzu veidu narkotikās un dabiskās atlīdzībās. Tāpat mūsu rezultāti rada iespēju, ka ΔFosB indukcija NAc var būt starpnieks ne tikai galvenajiem narkotiku atkarības aspektiem, bet arī tā saukto dabisko atkarību aspektiem, kas saistīti ar dabiskas atlīdzības piespiedu lietošanu.

Zemsvītras piezīmes

• Šo darbu atbalstīja Nacionālā garīgās veselības institūta un Nacionālā narkotiku lietošanas institūta un Nacionālā šizofrēnijas un depresijas pētniecības alianses dotācijas.

• Korespondence jāadresē Carlos A. Bolanos iepriekš minētajā adresē. [e-pasts aizsargāts]

• Autortiesības © 2008 biedrība neiroloģijai 0270-6474 / 08 / 2810272-06 $ 15.00 / 0

Iepriekšējā sadaļa

Atsauces

1. ↵

1. Avena NM

2. Rada P,

3. Hoebel BG

(2008) Pierādījumi par cukura atkarību: neregulāras, pārmērīgas cukura devas uzvedības un neirohīmiskās sekas. Neurosci Biobehav Rev 32: 20 – 39.

CrossRefMedline

2. ↵

1. Balfour ME

2. Yu L,

3. Coolen LM

(2004) Seksuālā uzvedība un ar dzimumu saistītie vides rādītāji aktivizē mesolimbisko sistēmu žurku tēviņiem. Neiropsihofarmakoloģija 29: 718 – 730.

CrossRefMedline

3. ↵

1. Barrot M,

2. Olivier JD,

3. Perrotti LI,

4. DiLeone RJ,

5. Bertons O

6. Eisch AJ,

7. Impey S,

8. Storm DR

9. Neve RL,

10. Yin JC,

11. Zachariou V,

12. Nestler EJ

(2002) CREB aktivitāte kodolkrāsas apvalkā kontrolē uzvedības reakciju uz emocionāliem stimuliem. Proc Natl Acad Sci ASV 99: 11435 – 11440.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

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) Trauksmes regulēšana un seksuālās uzvedības uzsākšana CREB kodolā. Proc Natl Acad Sci ASV 102: 8357 – 8362.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

5. ↵

1. Bradley KC,

2. Meisel RL

(2001) C-Fos seksuālās uzvedības inducēšana kodolā un amfetamīna stimulētā lokomotoriskā aktivitāte ir jūtīga pēc iepriekšējās seksuālās pieredzes sieviešu sīriešu kāmjiem. J Neurosci 21: 2123 – 2130.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

6. ↵

1. Brown JR,

2. Jūs H,

3. Bronson RT

4. Dikkes P,

5. Greenberg ME

(1996) Kļūda audzināšanā pelēm, kurām nav tūlītēja agrīna gēna fosB. Šūnas 86: 297 – 309.

CrossRefMedline

7. ↵

1. Cenci MA

(2002) L-DOPA izraisītas diskinēzijas patoģenēzē iesaistītie transkripcijas faktori Parkinsona slimības žurku modelī. Aminoskābes 23: 105–109.

CrossRefMedline

8. ↵

1. Colby CR,

2. Whisler K,

3. Steffen C,

4. Nestler EJ

5. Self DW

(2003) Striaturālā šūnu tipa specifiskā DeltaFosB pārmērīga ekspresija veicina kokaīna stimulēšanu. J Neurosci 23: 2488 – 2493.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

9. ↵

1. Hull EM,

2. Dominguez JM

(2007) Seksuāla uzvedība vīriešu grauzējiem. 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. Self DW,

11. Tkatch T,

12. Baranauskas G,

13. Surmeier DJ,

14. Neve RL,

15. Duman RS

16. Picciotto MR

17. Nestler EJ

(1999) Transkripcijas faktora deltaFosB ekspresija smadzenēs kontrolē jutību pret kokaīnu. Daba 401: 272 – 276.

CrossRefMedline

11. ↵

1. Kippin TE,

2. van der Kooy D

(2003) Ekstototoksiskie pedikulopontīna kodola bojājumi mazina kopēšanu naivās žurku tēviņos un bloķē kopulācijas atalgojošo ietekmi pieredzējušiem žurku tēviņiem. Eur J Neurosci 18: 2581 – 2591.

CrossRefMedline

12. ↵

1. Lumley LA

2. Hull EM

(1999) D1 antagonista un seksuālās pieredzes ietekme uz kopulācijas izraisītu Fos līdzīgu imūnoreaktivitāti mediālajā preoptiskajā kodolā. Brain Res 829: 55 – 68.

CrossRefMedline

13. ↵

1. McDaid J,

2. Graham MP,

3. Napier TC

(2006) Metamfetamīna izraisīta sensibilizācija atšķirīgi maina pCREB un DeltaFosB visā zīdītāju smadzeņu limbiskajā ķēdē. Mol Pharmacol 70: 2064 – 2074.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

14. ↵

1. Muller DL,

2. Unterwald EM

(2005) D1 dopamīna receptori modulē deltaFosB indukciju žurku striatumā pēc periodiskas morfīna ievadīšanas. J Pharmacol Exp Ther 314: 148 – 154.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

15. ↵

1. Nakabeppu Y

2. Nathans D

(1991) FosB dabiski sastopama forma, kas inhibē Fos / Jun transkripcijas aktivitāti. Šūnas 64: 751 – 759.

CrossRefMedline

16. ↵

1. Nestler EJ

(2008) Atkarības transkripcijas mehānismi: ΔFosB loma. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245 – 3255.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

17. ↵

1. Olausson P,

2. Jentsch JD,

3. Tronsons N,

4. Neve RL,

5. Nestler EJ

6. Taylor JR

(2006) DeltaFosB kodolā accumbens regulē pastiprinātu instrumentālo uzvedību un motivāciju. J Neurosci 26: 9196 – 9204.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

18. ↵

1. Perrotti LI,

2. Hadeishi Y

3. Ulery PG,

4. Barrot M,

5. Monteggia L,

6. Duman RS

7. Nestler EJ

(2004) DeltaFosB indukcija ar smadzenēm saistītajās smadzeņu struktūrās pēc hroniska stresa. J Neurosci 24: 10594 – 10602.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

19. ↵

1. Perrotti LI,

2. Bolaños CA,

3. Choi KH,

4. Russo SJ,

5. Edwards S,

6. Ulery PG,

7. Wallace DL,

8. Self DW,

9. Nestler EJ

10. Barrot M

(2005) Pēc psihostimulanta ārstēšanas DeltaFosB uzkrājas GABAergo šūnu populācijā ventrālās tegmentālās zonas aizmugurējā asti. Eur J Neurosci 21: 2817 – 2824.

CrossRefMedline

20. ↵

1. Perrotti LI,

2. Weaver RR,

3. Robison B,

4. Renthal W,

5. Maze I,

6. Yazdani S,

7. Elmore RG,

8. Knapp DJ

9. Selley DE,

10. Martin BR,

11. Sim-Selley L,

12. Bachtell RK,

13. Self DW,

14. Nestler EJ

(2008) DeltaFosB indukcijas smadzenēs atšķirīgas narkotiku lietošanas metodes. Synapse 62: 358 – 369.

CrossRefMedline

21. ↵

1. Teegarden SL,

2. Bale TL

(2007) Stresa ietekme uz uztura izvēli un uzņemšanu ir atkarīga no piekļuves un stresa jutības. Biol psihiatrija 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 regulē riteņu kustību. J Neurosci 22: 8133 – 8138.

Kopsavilkums / bezmaksas teksts

23. ↵

1. Zachariou V,

2. Bolanosa CA,

3. Selley DE,

4. Theobald D,

5. Cassidy MP,

6. Kelz MB,

7. Shaw-Lutchman T,

8. Bertons O

9. Sim-Selley LJ,

10. Dileone RJ,

11. Kumar A,

12. Nestler EJ

(2006) DeltaFosB būtiska loma morfīna iedarbībā kodolā. Nat Neurosci 9: 205 – 211.

CrossRefMedline