Ampy ny Mesolimbic Dopamine Neuron ho fampandrosoana ho an'ny fiankinan-doha (2015)

Fampidirana

Ny fiankinan-doha dia aretina mivoatra amin'ny dingana maromaro (Everitt et al., 2008, George et al., 2014). Ny aretina dia atao rehefa lasa manery ny fampiasana fialam-boly, maharitra na dia eo aza ny voka-dratsiny. Na dia misy petra-kevitra momba ny fiankinan-doha aza dia milaza fa ny zava-mahadomelina dia miteraka ny aretina satria mampitombo be loatra ny fitanan'ny dopamine (DA) ao amin'ny atidoha, dia tsy fantatra raha ampy ny fampidinana an'io rafitra io mba hitondrana ny fifindrana amin'ny fampiasana fialamboly mankany amin'ny fiankinan-doha (Di Chiara sy Bassareo, 2007, Volkow sy Morales, 2015). Ny porofo manohana ny hypothesis DA momba ny fanamafisana ny zava-mahadomelina dia niangona nandritra ny am-polony taona maro ary miankina amin'ny fiantraikan'ny zava-mahadomelina. Ohatra, ny zava-mahadomelina mampiankin-doha dia mampihena ny tokonam-baravarana ho an'ny intracranial self-stimulation (ICSS) amin'ny fonon'ny forebrain medial, trakta fibre misy, ankoatry ny hafa, fiakarana DA avy amin'ny midbrain (Stein, 1964, Crow, 1970, Kornetsky et al., 1979). Ny fanadihadiana momba ny pharmacology sy lesion dia namaritra ny rafitra DA mesocorticolimbic ho niandohan'ity faritra ity (Wise sy Bozarth, 1982). Tamin'ny faramparan'ny taona 1980, ny fandrefesana mivantana ny fifantohana DA extracellular miaraka amin'ny microdialysis dia nanamafy fa ny zava-mahadomelina mampiankin-doha dia nizara ny fananan'ny firongatry ny DA ao amin'ny NAc (Di Chiara sy Imperato, 1988). Izany dia nitarika ny soso-kevitra momba ny fanasokajiana mekanika amin'ny zava-mahadomelina mampiankin-doha (Lüscher sy Ungless, 2006).

Tsy dia fantatra loatra ny fomba hanamora ny fifindran'ny fiankinan-doha amin'ireo vokatra voalohany amin'ny fampiasana zava-mahadomelina ireo. Ny mekanika tsy miankina amin'ny DA dia nodinihina satria ny zava-mahadomelina mampiankin-doha dia manana tanjona pharmacological hafa. Ohatra, ny kôkainina, ankoatra ny fanakanana ny DA transporter (DAT), dia mifamatotra amin'ny SERT (transporter serotonine) sy ny NET (transporter norepinephrine) mba hampihenana ny reuptake serotonine sy norepinephrine, ka hampitombo ny fifantohana amin'ny monoamine lehibe rehetra (Han sy Gu, 2006, Tassin, 2008). Ny ahiahy mitovy amin'izany dia mety mihatra amin'ny psychostimulants hafa. Ankoatra izany, misy ny filazana fa ny opiates dia, farafaharatsiny amin'ny dingana voalohany, tsy miankina DA (Badiani et al., 2011, Ting-A-Kee ary van der Kooy, 2012). Ny vinavinan'ny DA dia nohanina ihany koa mifototra amin'ny maodelin'ny totozy, izay, taorian'ny fanelingelenana ny rafitra DA, dia mbola hita ny endrika fitondran-tena mifanaraka amin'ny zava-mahadomelina. Ohatra, DAT knockout totozy mitantana cocaine tena (Rocha et al., 1998), ary ny fanafoanana ny DA synthesis na pharmacologically (Pettit et al., 1984) na génétique (Hnasko et al., 2007) dia tsy nahasakana ny fitantanana ny zava-mahadomelina. na safidin'ny toerana misy fepetra. Na dia namaha ny sasany amin'ireo olana ireo aza ny famaritana tsara kokoa ireo totozy transgenika sy ny famokarana monoamine mpitatitra roa tonta (Rocha, 2003, Thomsen et al., 2009), dia tsy fantatra ny fahafenoan'ny DA amin'ny fiankinan-doha. Mba hialana amin'ny olana tsy voafaritra dia nanapa-kevitra izahay ny hamela ny totozy hanentana ny neurons VTA DA amin'ny alàlan'ny fomba optogenetika.

Ny fikarohana vao haingana dia naneho fa ny fampahavitrihana ny neurons DA ao amin'ny midbrain dia mety hitarika ny safidin'ny toerana (Tsai et al., 2009) na manamafy ny fitondran-tena (Adamantidis et al., 2011, Witten et al., 2011, Kim et al., 2012, Rossi et al., 2013, McDevitt et al., 2014, Ilango et al., 2014). Raha io fampahavitrihana fifantenana ny lalan'ny DA io dia manamafy ny fandalinana intracranial self-stimulation (ICSS) izay natao mihoatra ny 30 taona lasa izay amin'ny famaritana ny rafitra valisoa (Fouriezos et al., 1978), dia lavo izy ireo amin'ny fanehoana ny fampidiran-dresaka amin'ny dingana farany. dia mamaritra ny fiankinan-doha, ary tsy fantatr'izy ireo ny fampifanarahana ny neuronal fototra. Eto izahay dia nampiasa fanodikodinana optogenetika tsy vitan'ny hoe mamela ny fitiliana mivantana ny mari-pandrefesana ho an'ny mari-pamantarana DA phasic amin'ny fanombohana ny fanamafisana, fa koa ny fitsapana ny fifindrana mankany amin'ny fiankinan-doha.

Ny fandinihana manaitra ny dingana farany amin'ny aretina dia ny hoe na dia amin'ny zava-mahadomelina faran'izay mampiankin-doha aza dia ampahany kely amin'ny mpampiasa ihany no lasa andevozin'ny (Warner et al., 1995, O'Brien, 1997). Ny fiankinan-doha amin'ny olombelona dia hanohy ny fihinanana zava-mahadomelina na dia eo aza ny voka-dratsiny (jereo ny American Society for Addiction Medicine's "Definition of Addiction," DSM5, American Psychiatric Association, 2013), matetika mifandraika amin'ny faharesena ara-tsosialy sy ara-tsaina izay matetika tara amin'ny fotoana. Toy izany koa, amin'ny biby mpikiky eo amin'ny iray amin'ireo biby dimy mahazo kôkainina mitantana tena dia sokajiana ho mpidoroka (Deroche-Gamonet et al., 2004, Kasanetz et al., 2010; fa jereo George et al., 2014). Ny faharetana amin'ny fihinanana zava-mahadomelina na dia eo aza ny voka-dratsiny dia azo atao modely amin'ny biby mpikiky amin'ny fampidirana fanentanana tsotra amin'ny fanjifana. Na dia sarotra kokoa aza ny aretin'olombelona, ​​​​ny fampifandraisana ny sazy amin'ny fanjifana dia modely mivantana amin'ny singa fototra amin'ny fiankinan-doha.

Eto izahay dia nampiasa fahatafintohinana tongotra malefaka mba hanombanana ny vokatr'izany amin'ny fitantanana ny kôkainina, sucrose ary optogenetic self-stimulation. Manadihady bebe kokoa isika raha mety hiteraka fitondran-tena roa mifandraika amin'ny fiankinan-doha ny famporisihana ny neuron DA - fitadiavana valisoa mifandraika amin'ny cue sy ny fanerena mifandray amin'ny fihinanana na dia eo aza ny voka-dratsiny - ary mampiavaka ny plastika neural mifandray amin'ireo fitondran-tena ireo.

Results

Mba hifehezana ny asan'ny neuron DA, dia nanindrona virosy Cre-inducible adeno-associated (AAV) izahay miaraka amin'ny rafitra famakiam-boky misokatra misokatra (DIO) miorim-paka indroa. ChR2 mitambatra amin'ny proteinina fluorescent mavo (eYFP) (Atasoy et al., 2008, Brown et al., 2010) ao amin'ny VTA an'ny totozy DAT-Cre. Ankoatra izany, nisy fibre optique napetraka mba hikendry ny VTA (ChR2, jereo Fomba fanandramana). Specificity ny ChR2 Ny fitenenana dia nohamafisin'ny fiaraha-miasa amin'ny eYFP miaraka amin'ny Tyrosine Hydroxylase (TH), anzima ilaina amin'ny synthesis DA (Sary 1A). 

Voalohany, mba hametrahana ny protocole fanentanana tamin'ny laser, dia napetraka tao anaty boaty operant ny totozy izay ahafahan'izy ireo manindry lever mavitrika, izay niteraka fanentanana laser maromaro izay miovaova (1, 2, 8, 32, 60, na 120 fipoahana) isaky ny fivoriana roa. Mba hanahafana ny lamin'ny fitifirana phasic (Hyland et al., 2002, Mameli-Engvall et al., 2006, Zhang et al., 2009) izay matetika vokatry ny valisoa voajanahary (Schultz, 1998), dia nampiasa ny fanentanana fipoahana izahay. Ny fipoahana iray dia nahitana pulses laser dimy amin'ny 4 ms, amin'ny 20 Hz, ary naverina indroa isan-tsegondra. Hitanay fa ny totozy dia nampifanaraka ny fihetsik'izy ireo manindry ny lever ho toy ny fiasan'ny fipoahana isaky ny fanentanana laser, ka mifehy ny totalin'ny fipoahana azo (Sary 1B). Ity fitondran-tena ity dia mampahatsiahy ny fitantanana ny tenany amin'ny zava-mahadomelina mampiankin-doha, rehefa niova ny dosie isaky ny fampidirana (Piazza et al., 2000). Ho an'ireo andrana manaraka, dia nisafidy ny handefa baomba 30 isaky ny milina fanontam-pirinty izahay, ka hamokatra antsasa-tapitrisa faran'ny fipoahana (Sary 1B). Mba hanahafana ny fahatarana amin'ny fitomboan'ny DA dia hita matetika rehefa apetraka amin'ny intravenous ny zava-mahadomelina (Aragona et al., 2008), nanemotra ny fanentanana tamin'ny laser tamin'ny 5 s izahay ary nampiana jiro manjelanjelatra ho an'ny 10 s (Sary 1C).

Nandritra ny 12 andro nifanesy, ny totozy dia navela hanentana tena in-80 fara-fahakeliny ao anatin'ny 2 ora. Nampitombo haingana ny tahan'ny fanentanana tamin'ny laser ny totozy, ka nahatratra 80 tamin'ny laser fanentanana (LS) alohan'ny fiafaran'ny ora voalohany amin'ny fivoriana iray (Sary 1D sy 1E). Ny fahasamihafana misy eo amin'ny lever mavitrika sy tsy mavitrika dia azo haingana ary ny isan'ny fanerena lever mavitrika dia nitombo araka izany miaraka amin'ny fitomboan'ny tahan'ny raikitra (FR1, 2, 3) fandaharam-potoana (Sary 1F sy 1G). Ao amin'ny fanandramana fanaraha-maso mampiasa totozy DAT-Cre− na totozy izay naneho ny ChR2 amin'ny γ-aminobutyric acid (GABA) neurons (GAD-Cre + totozy, mikendry ny neurônina manakana ny VTA), dia ambany ny tahan'ny fanentanana tena ary nihena hatrany. sessions. Izany koa dia mihatra amin'ny biby Cre + roa izay nasehon'ny fanamarinana post hoc fa tsy voan'ny ChR2-eYFP (tsy aseho) ny VTA. Ankoatra izany, tsy nisy fanavakavahana teo amin'ny lever mavitrika sy tsy mavitrika (Sary S1A sy S1B).

Hitanay fa ny totozy DAT-Cre + dia manindry matetika kokoa amin'ny lever mavitrika noho ny ilaina amin'ny fanentanana laser. Raha ny marina, ny fanerena lever mavitrika "tsy misy dikany" toy izany dia nitentina mihoatra ny 30% amin'ny fanerena lever mavitrika rehetra (Sary S2A) ary nitranga - rehefa nandroso ny fotoam-pivoriana - indrindra teo anelanelan'ny cue sy laser stimulation onset (Sary S2B sy S2C). Ity fihetsika tokana ity dia nipoitra nandritra ny fahazoana ary mety ho taratry ny valin-kafatra.

Raha atambatra, ny hetsika mipoaka ao amin'ny neurons VTA DA dia manamafy mafy ny valin'ny lever.

Ny fanakanana ny VTA DA Neuron Self-Stimulation nataon'ny Cocaine

Mba hitsapana raha miantehitra amin'ny atidohan'ny ati-doha mitovy amin'ny atidoha izay lasibatry ny zava-mahadomelina mampiankin-doha hanamafisana ny fitondran-tena ny VTA DA neuron, dia nanindrona kôkainina intraperitoneally (ip) avy hatrany izahay alohan'ny fotoam-pivoriana tena (fidirana maimaim-poana amin'ny laser mandritra ny 45 min, Sary 2A). Teo am-piandohana, ireo biby voaofana tsara dia nanindry in-400 teo ho eo mba hahazoana 85 LS tao anatin'ny 45 min araka ny fandaharam-potoanan'ny FR3. Taorian'ny tsindrona kôkainina dia nihena be ny zava-bita tamin'ny fomba miankina amin'ny doka ho 30 LS ho an'ny fanerena lever 100 miaraka amin'ny fatra avo indrindra (Sary 2B). Ity fanakanana ity dia tena voatonona nandritra ny 30 minitra voalohany tamin'ny fivoriana, taratry ny pharmacokinetics ny zava-mahadomelina (Sary 2C). Ity andrana ity dia manondro fa ny fanamafisana amin'ny alàlan'ny famporisihan'ny tena optogenetika sy ny fanamafisana amin'ny kôkainina dia mizara ny faritra neural fototra.

Mba hampitahana bebe kokoa ny fanentanana optogenetic amin'ny zava-mahadomelina mampiankin-doha, dia nanontany izahay raha hiverina amin'ny famporisihana ny neurons VTA DA ny totozy aorian'ny herinandro maromaro. Satria ny fitadiavana zava-mahadomelina mifandraika amin'ny cue dia modely miorina amin'ny fiverenana (Epstein et al., 2006, Soria et al., 2008, Bosser et al., 2013), dia namerina ny totozy tao amin'ny efitranon'ny operant izahay 30 andro taorian'ny farany. stimulation session, izay ny fanerena lever mavitrika izao no niteraka ny jiro tsy misy laser fanentanana (Sary 3A). Fihetseham-pikarohana matanjaka mifandraika amin'ny cue, aseho amin'ny tahan'ny fanerena lever mavitrika, dia hita afa-tsy amin'ny totozy miaraka amin'ny fanehoana eYFP-ChR2 ao amin'ny neurons VTA DA (DAT-Cre + fa tsy DAT-Cre− totozy, Sary 3B).

Ny fandinihana teo aloha dia naneho ny fifandraisana misy eo amin'ny fiverenan'ny cue-associated sy ny plastika synaptic navoakan'ny kôkainina amin'ny karazana neurons NAc maneho ny DA D1R (Pascoli, Terrier et al., 2014). Noho izany, mba hanombanana ity plastika synaptic ity dia namorona totozy DAT-Cre niampita izahay Drd1a-tdTomato totozy mba hamantarana ny subtype spiny neurons (MSNs) midadasika ao amin'ny NAc. Raha tokony ho ny fitsapana fitadiavana, dia nomanina ny sombin-tsarin'ny NAc izay mena ny D1R-MSNs, mifanohitra amin'ny fibre maitso avy amin'ny neurons VTA DA voan'ny flox-ChR2-eYFP (Sary 3C). Ny firaketana an-tsoratra patch-clamp amin'ny sela manontolo ex vivo dia nanambara ny fifandraisana misy amin'izao fotoana izao ho an'ny AMPAR-evoked postsynaptic currents (AMPAR-EPSCs) ary ny fitomboan'ny AMPAR / NMDAR (Sary 3D sy 3E), ao amin'ny D1R-MSNs fa tsy ao amin'ny D2R-MSNs. Ny fikarohana mitovy amin'izany teo aloha taorian'ny fialana amin'ny fitantanana ny kôkainina dia naseho mba hanondroana ny fampidirana ny GluA2 tsy ampy sy ny GluA2 misy AMPARs, amin'ny fidirana misaraka amin'ny D1R-MSNs (Pascoli, Terrier et al., 2014).

Famporisihana ny tena na dia eo aza ny sazy

Ny fampiasana zava-mahadomelina na dia eo aza ny voka-dratsiny dia singa iray mamaritra ny fiankinan-doha (jereo ny famaritana DSM5, American Psychiatric Association, 2013). Ny modely voalavo dia natsangana (Deroche-Gamonet et al., 2004, Pelloux et al., 2007, Pelloux et al., 2015, Chen et al., 2013) izay misy taitra elektrônika nampidirina tao amin'ny fandaharam-potoana fitantanana ny kôkainina manakana ny kôkainina. fihinanana amin'ny biby sasany. Taorian'ny andro 12 tamin'ny fiposahan'ny voalohany (fahazoana), ny totozy dia navela hanana fotoam-pivoriana telo fanampiny tao amin'ny FR3 fa miaraka amin'ny fihenan'ny fivoriana (60 min na 40 valisoa ambony indrindra). Ireo fotoam-pivoriana telo ireo dia natao ho toy ny fototra ho an'ny fotoam-pivoriana efatra manaraka, izay ny fanentanana tamin'ny laser fahatelo dia nampifandraisina tamin'ny fahatairana tongotra (500 ms; 0.2 mA) nambaran'ny tononkalo vaovao (Sary 4A). Ny hamafiny sy ny faharetan'ny fahatafintohinana tongotra dia novaina mba hanakanana tanteraka ny fanerena ny lever mba hahazoana valisoa sucrose (jereo koa ny angona etsy ambany). Ny fandaharam-potoan'ny sazy dia nitarika valiny roa mifanohitra amin'ny fitondran-tena (Sary 4B). Ny totozy sasany dia tsy namaly haingana rehefa nampidirina ny sazy (antsoina hoe "saropady"), fa ny hafa kosa nanohy namaly mba hahazoana ny isa ambony indrindra amin'ny fanentanana laser ary azo raisina ho "mahatohitra" ny sazy. Nipoitra tanteraka ireo andiana biby roa tamin'ny fiafaran'ny fotoam-pamaizana efatra (Sary 4C). Ny "voalavo mahatohitra" dia nitazona ny isan'ny fanentanana tamin'ny laser (latsaky ny 20% fihenam-bidy) raha ny "totozy saro-pady" kosa dia nampihena ny famporisihana ny tena mihoatra ny 80%. Miaraka amin'ireo fepetra ireo, biby iray (teboka volondavenona) ihany no tsy azo nomena. Ity fandinihana ity dia mampiseho fa ny hetsika fanerena an-tery nateraky ny famporisihana ny neurons VTA DA dia ampy hanentanana ny faharetana amin'ny fanjifana na dia eo aza ny voka-dratsy amin'ny ampahany amin'ny totozy. Amin'ny maha-fifehezana azy, ao amin'ny vondron'ny totozy tsy miankina izay nametraka fanoherana na fahatsapana ny sazy mifandraika amin'ny famporisihan'ny tena, ny nociception dia nodinihina tamin'ny fampiasana ny tail-flick assay. Tsy misy fahasamihafana eo amin'ny fahatarana hanalana ny rambony ao anaty rano mafana eo anelanelan'ny saro-pady sy ny mahatohitra hita (Sary S3).

Nanontany izahay avy eo, post hoc, raha misy endri-javatra manokana mandritra ny dingan'ny fandrisihana ny tena ho afaka naminavina ny fanoherana ny sazy. Ny totozy saro-pady sy mahatohitra dia nanao fanerena lever mavitrika sy tsy mavitrika nandritra ny fotoam-pivoriana, ary nahatratra 80 LS ny totozy rehetra (Sary S4A sy S4B), amin'ny fotoana mitovy (Sary S4A sy S4C). Raha ny ampahany amin'ny asa fanaovan-gazety mavitrika tsy misy dikany indray dia tsy hafa amin'ny mponina roa (Sary 4D ary S4D), ny isan'ny fanerena lever tsy misy dikany talohan'ny nanombohan'ny fanentanana tamin'ny laser dia nitombo be tamin'ny totozy mahatohitra tamin'ny fiafaran'ny fotoam-pividianana (Sary 4E sy S4E). Rehefa nivoatra io fihetsika io nandritra ny fahazoana, dia mety hitondra anjara biriky, miaraka amin'ny fientanam-po voajanahary (Economidou et al., 2009, Broos et al., 2012, Jentsch et al., 2014), amin'ny fametrahana ny fanoherana ny sazy. Fanampin'izany, ny fitsapana ny tahan'ny fandrosoana dia natao tamin'ny andro 11 mba hamaritana ny antony manosika ny fanentanana optogenetic (Richardson sy Roberts, 1996). Ny totozy mahatohitra dia nampiseho teboka fiatoana tsy mitovy amin'ny statistika amin'ny totozy saro-pady (Sary S4F).

Fanoherana ny sazy ho an'ny cocaine fa tsy ho an'ny sucrose

Mba hitsapana raha ny paradigma amin'ny fanjifana na dia eo aza ny voka-dratsy manimba miaraka amin'ny fanerena lever impulse dia mety haminavina ihany koa ny fihinanana zava-mahadomelina mampiankin-doha, misy andiana totozy vaovao 12 andro amin'ny fitantanan-tena kôkainina. Ny mari-pamantarana andrana ho an'ny fahazoana fitantanana ny kôkainina dia napetraka ho an'ny kôkainina 80 fara-fahakeliny ao anatin'ny 4 ora mandritra ny fahazoana sy ny fampidirana 40 ao anatin'ny 2 ora mandritra ny fotoam-pivoriana telo mialoha ny fotoam-pitsarana efatra (Sary 5A sy S5A). Nipoitra indray ny vondrona roa taorian'ny nampifangaroana ny valisoa kôkainina tamin'ny taratra elektrika. Raha ny marina, ny totozy 5 amin'ny 22 dia voasokajy ho mahatohitra (latsaky ny 20% ny fihenan'ny baseline), raha ny 17 kosa dia mahafeno fepetra ho saro-pady (mihoatra ny 80% mihena) ary ny biby iray dia nianjera teo anelanelan'ny (13 infusions tamin'ny andro 19) (Sary 5B). Avy eo izahay dia nitady ireo mpamadika fitondran-tena manohitra ny sazy. Teo anelanelan'ireo vondrona roa ireo, ny isan'ny infusions, ny tahan'ny fampidirana, ary ny isan'ny fanerena lever mavitrika na tsy mavitrika (Sary S5B-S5D), ary ny teboka tapaka dia nitovitovy (Sary S5E). Ny tsy mitovy amin'izany dia ny fivoaran'ny fizarana amin'ny fotoanan'ny fanerena tsy misy dikany amin'ny lever mavitrika. Tao anatin'ireo fotoam-pivoriana efatra voalohany, dia nihena tsy tapaka ny fanerena lever tsy misy dikany nandritra ny vanim-potoanan'ny fotoana natokana ho an'ny totozy mahatohitra sy saro-pady, raha tamin'ny fiafaran'ny fahazoana, ny totozy saro-pady ihany no nitazona izany fihetsika izany (Sary 5C sy 5d S5F). Mifanohitra amin'izany, ny totozy mahatohitra dia nirona hampitombo ny isan'ny fanerena lever tsy misy dikany (Sary 5C sy S5D), indrindra amin'ny telovolana farany amin'ny fe-potoana fialan-tsasatra (Sary 5D). Na dia mitovitovy amin'ny fandinihana natao teo aloha tamin'ny fanentanana optogenetika ny neuron DA (jereo etsy ambony), dia tsy hita tamin'ny kôkainina ny fivondronan'ny fanerena tsy misy dikany nandritra ny vanim-potoana voalohan'ny fotoana, izay azo inoana fa noho ny kinetika miadana kokoa amin'ny zava-mahadomelina. nitombo ny haavon'ny DA. Na izany aza, ny fanatsoahan-kevitra mitovy amin'izany dia azo raisina mifototra amin'ity fivoarana tokana amin'ny fanaparitahana an-gazety tsy misy dikany ity mandritra ny fotoana fohy mialoha ny "famantarana anatiny ny firongatry ny DA." Araka izany, ny fandinihanay dia milaza fa ny fizarana ny fanerena lever tsy misy dikany dia maminavina ny fampiasana zava-mahadomelina na dia eo aza ny voka-dratsiny.

Farany dia naverinay indray ilay andrana tamin'ny totozy misakafo ad libitum izay afaka manetsika ny fanerena hahazoana valisoa sucrose. Raha vao nampidirina ny sazy, ny totozy rehetra dia nijanona tsy nitantana ny sucrose (Sary 5E), mampiseho fa io fandaharam-potoana io dia nanakana ny fandraisana valisoa voajanahary tsy ilaina, fa namela ny fahitana ny fidiran'ny zava-mahadomelina mampiankin-doha na ny fanentanana DA neuron mahery.

Raha atambatra, ireo vokatra ireo dia mampiseho fa ny fanentanana VTA DA dia ampy hanentanana ny fanerena, araka ny asehon'ny fanoherana ny sazy amin'ny ampahany amin'ny totozy (68%). Toy izany koa, taorian'ny cocaine SA, ny totozy sasany dia nanjary nanohitra ny sazy (23%), izay tsy nisy mihitsy taorian'ny sucrose SA (Sary 5F).

Mba hamaritana ny faritry ny ati-doha izay mety hifehy ny fanapahan-kevitra haharitra amin'ny fitantanan-tena na dia eo aza ny voka-dratsiny, dia nanara-maso ny "activité neuronal" voalohany izahay tamin'ny fanisana ny isan'ny neurônina izay nahatonga ny fivorian'ny fanasaziana ny fanehoana ny cFos avy hatrany tany am-boalohany tao amin'ny 15. faritra samihafa. Ny totozy dia nodiovina tamin'ny PFA 90 min taorian'ny fiafaran'ny fotoam-pitsarana farany. Ny vondrona mpanara-maso dia ahitana biby tsy manan-kialofana, ary koa ny totozy miondrika amin'ny totozy saro-pady na mahatohitra mba hifehezana ny mety ho fiantraikan'ny isan'ny tohina azo.

Raha ao amin'ny ankamaroan'ny faritra voafantina, ny isan'ny neurons cFos-positive dia ambony indrindra amin'ny sombin-tsolika avy amin'ny totozy mahatohitra raha oharina amin'ny tadin'ny totozy naive, misy karazana valiny roa nipoitra, izay ohatra ny cortex prelimbic (PL) sy ny OFC lateral. Tao amin'ny PL dia nahita fitomboana mitovy amin'ny sela cFos-positive amin'ny totozy mahatohitra sy ny fifehezana zioga azy ireo, raha ao amin'ny OFC kosa dia hita amin'ny totozy mahatohitra izany fa tsy ny totozy mifanandrify aminy (Sary 6A sy 6B). Mba hamaritana an'io fahasamihafana io, ny angon-drakitra rehetra dia namboarina voalohany ho amin'ny haavon'ny fitenenana amin'ny biby tsy misy dikany. Avy eo dia nokajiana ny tahan'ny mahatohitra amin'ny saro-pady nozaraina amin'ny zioga amin'ny mahatohitra ny zioga amin'ny saro-pady (Ratio_cfos = (R/S) / (YR/YS), Sary 6B). Ity fomba fiasa ity dia nanondro ny cortex cingulate, ny OFC, ary ny VTA ho faritra izay mihetsika amin'ny totozy mahatohitra fa tsy amin'ny totozy saro-pady ary tsy misy fahasamihafana kely eo amin'ny vondrona roa mifehy ny zioga (ny neurons cFos-positive ambany mitovy amin'ny zioga, raha ny marina) . Ny fitadiavana ny VTA dia tsy mahagaga, satria izy io no faritra misy ny neuron-n'ny laser. Izany dia mifanaraka amin'ny tatitra teo aloha izay mampiseho fa ny fanentanana ChR2 dia miteraka ny fampahavitrihana cFos (Lobo et al., 2010, Van den Oever et al., 2013). Ny tahan'ny ambany_cfos dia hita tany amin'ny faritra izay nitovitovy tamin'ny fampahavitrihana sy mahatohitra (toy ny CeA sy PAG). Ny ratio_cfos ambany ihany koa ny fampahavitrihana rehefa nifanaraka tamin'ny fahasamihafana be teo amin'ny fifehezana zioga (toy ny PL, Sary 6C ho an'ny tahan'ny famintinana_cfos data). Ny fanehoana cFos mitovy amin'izany amin'ny totozy mahatohitra sy zioga dia azo inoana fa noho ny isan'ny fahatafintohinana tongotra ary tsy dia misy ifandraisany amin'ny fanoherana ny sazy. Raha raisina miaraka, ny tahan'ny avo_cfos ao amin'ny OFC dia manoro hevitra fa ny hetsika neural ao amin'io faritra io dia mifandray amin'ny fanoherana ny sazy ary mety hankasitraka ny fifindrana mankany amin'ny fiankinan-doha.

Mba hamantarana ny fototry ny fitomboan'ny asan'ny neuronal ao amin'ny OFC amin'ny totozy manohitra ny sazy, dia nanomana sombin-tsarin'ny PL sy L-OFC 24 ora taorian'ny fotoam-pitsarana farany mba hitsapana ny fientanam-po. Nofantenana ireo faritra roa ireo noho ny endrika miavaka amin'ny fanehoana c-Fos tamin'ny fanandramana teo aloha. Ny fientanam-pon'ny neuronal dia nofaritana tamin'ny fanisana ny isan'ny mety ho hetsika (APs) azo avy amin'ny fampidirana ny fitomboan'ny ankehitriny (avy amin'ny 0 ka hatramin'ny 600 pA) amin'ny firaketana sela manontolo. Ireo firaketana ireo dia nanambara ny tsy fahampian-tsakafo maharitra ao amin'ny neuron pyramidal an'ny PL amin'ny totozy mahatohitra (sy ny fifehezany ny zioga) raha ampitahaina amin'ny totozy saro-pady na naive (Sary 7A). Ny tanjaky ny membrane resting (RMP) an'ny neurons voarakitra dia tsy mitovy amin'ireo vondrona andrana (Sary 7B). Ireo valiny ireo dia manoro hevitra mafy fa ny fientanam-pon'ny neurons ao amin'ny PL dia mifandray mivantana amin'ny isan'ny fahatairana azo, ary mety tsy amin'ny fanapahan-kevitra hanohitra ny sazy. Izany dia azo inoana fa taratry ny fampifanarahana fanehoan-kevitra ratsy nateraky ny fientanentanana neuronal nateraky ny fahatafintohinana tongotra ny andro talohan'izay. Mifanohitra amin'izany kosa, ny neurons avy amin'ny L-OFC dia mientanentana kokoa amin'ny totozy mahatohitra. Ny fientanam-pon'ny neurônina avy amin'ny totozy misy zioga dia tsy mitovy amin'ny fientanam-pon'ny neurônina avy amin'ny totozy naive, manapaka ny vokatry ny fahatafintohinana tongotra (Sary 7C sy 7D). Ity hetsika fitomboan'ny neurons OFC ity dia mety miteraka ny fanehoana cFos ary mety hitarika ny fanoherana ny sazy.

Mba hitsapana ny anton'izany eo amin'ny fisondrotan'ny neuron OFC sy ny fanoherana ny sazy, dia naneho ny DREADD (mpikatroka mpamorona noforonina manokana avy amin'ny zava-mahadomelina mpamorona: CamKIIα-hM4D) ao amin'ny neuron pyramidal an'ny OFC an'ny DAT-Cre + totozy (OFC).Sary 8A). Ao amin'ny tapa-damba avy amin'ny OFC, ny fampiharana ny fandroana CNO (clozapine-N-oxide) dia nahatonga ny fivoahana miadana, izay azo inoana fa nanelanelana ny fantsona GIRK, izay navadika tamin'ny barium (Ba).²⁺), fanakanana tsy voafaritra amin'ny fantsona potassium (Sary 8B). Ny CNO koa dia namindra ny curve input/output miankavanana (Sary 8C). Ny totozy DAT-Cre+ voan'ny AAV1/CamKIIα-hM4D-mCherry tao amin'ny OFC (Sary 8D) nahazo paradigma famporisihana ny neuron DA narahin'ny blocs roa nifanesy miaraka amin'ny fandaharam-potoana sazy, ny voalohany eo anatrehan'ny CNO ary ny faharoa tsy misy CNO. Tapaka nandritra ny 6 andro tsy nisy sazy ireo sakana roa ireo (Sary 8E). Tamin'ny fiafaran'ny sakana sazy voalohany, teo anatrehan'ny CNO, totozy 5 amin'ny 16 ihany no nahatohitra (Sary 8F, tontonana havia). Mifanohitra amin'izany kosa, raha tsy misy faneriterena ny OFC, nandritra ny vanim-potoana famaizana faharoa, 14 amin'ny 16 no voasokajy ho "mahatohitra" (Sary 8F, tontonana havanana, ary 8G). Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny ampahany amin'ny totozy mahatohitra dia ambany kokoa noho ny fisian'ny CNO raha oharina amin'ny vondrona voalohany amin'ny totozy 34 izay notsapaina teo aloha tamin'ny toe-javatra mitovy (eo anelanelan'ny fampitahana vondrona, Sary 8H) ary nanjary mitovy amin'ny vondrona voalohany tsy misy CNO (fampitahana ao anatin'ny vondrona). Farany, ho an'ireo totozy sivy izay niova avy amin'ny saro-pady ho mahatohitra, ny CNO dia tsy nanova ny fahataran'ny flick-rambo rehefa asitrika ao anaty rano mafana (Sary 8I).

Raha atambatra, ity fanandramana ity dia mampiseho fa ny asan'ny neuron pyramidal ao amin'ny OFC dia mitarika ny fanapahan-kevitra hanohy ny famporisihana ny tena na dia eo aza ny voka-dratsiny izay maneho ny singa manan-danja amin'ny fifindrana amin'ny fiankinan-doha amin'ny biby mpikiky.

Discussion 

Ny modely fiankinan-doha natolotra vao haingana dia manavaka dingana telo amin'ny fivoaran'ny aretina: ny fampiasana zava-mahadomelina amin'ny fialam-boly, arahin'ny fampiasana zava-mahadomelina mihamitombo, maharitra, mihamitombo, ary farany ny fampiasana an-tery mifandray amin'ny fahaverezan'ny fifehezana (Piazza sy Deroche-Gamonet, 2013; fa jereo George et al., 2014). Ny fandinihanay dia mampiseho fa ny fanentanana ny neurons VTA DA dia ampy hitondrana an'io fandrosoana io miaraka amin'ny fandehanana haingana.

Amin'ny alàlan'ny fakana tahaka ny lamin'ny fipoahana voajanahary voajanahary, ny famotsorana mahomby ny DA dia avoaka any amin'ny faritra kendrena amin'ny VTA, toy ny NAc (Bass et al., 2010). Ny haavon'ny DA ao amin'ny NAc dia azo inoana fa mitantana ny famporisihana ny tena, toy ny mpitaingin-tsoavaly mitantana ny fampidirana kôkainina na heroine manaraka raha vao latsaka ambany ny tahan'ny DA (Wise et al., 1995). Izany koa dia tohanan'ny fandinihanay fa ny kôkainina, tsindrona ip, dia afaka manakana ny famporisihana ny tena. Noho izany, ny famporisihan'ny neuron DA dia mitovy amin'ny fitantanana ny tenany manokana, na dia azo antoka fa haingana kokoa noho ny fanafody pharmacological rehetra aza ny kinetika, anisan'izany ny kôkainina, araka ny soso-kevitry ny tahan'ny valinteny samihafa hita amin'ity fianarana ity.

Na dia nikendry ny neurons DA an'ny VTA aza izahay, ny famporisihana ny tenany optogenetika dia mety nanetsika vondrona sela manana fiasa ara-batana samihafa. Ohatra, vao haingana no nanolo-kevitra fa ny kaody DA neurons sasany ho an'ny fanentanana aversive (Lammel et al., 2012, Gunaydin et al., 2014). Ireo sela ireo dia mikasa ny mPFC, raha ny neurons VTA DA kosa manelanelana ny akorandriaka NAc lateral (Lammel et al., 2012). Mahaliana ny manombantombana ny famporisihana ny tena sy ny fivoarana miaraka amin'ny tanjona mifantina (Gunaydin et al., 2014). Satria ny fanodikodinantsika dia nanetsika ny neurons VTA DA rehetra, toy ny kôkainina miasa amin'ny neurons rehetra maneho ny DAT, dia azo heverina fa ny neurons DA sasany dia hitarika ny fianarana fanamafisana raha ny neurons DA hafa dia hitarika ny fianarana aversion. Mbola ho fanamafisana ny fitondran-tena ihany ny vokatr'izany; Na izany aza, ny "neuron aversion" dia mety hitondra anjara biriky amin'ny fampidirana ny fizotran'ny mpanohitra (Koob, 2013, Wise sy Koob, 2014).

Taorian'ny tsy firaharahiana an-tery, avereno averina amin'ny teny manodidina ny fitadiavana ny famporisihan'ny tena, ny maodelin'ny biby mpikiky amin'ny fiverenan'ny zava-mahadomelina. Mahavariana fa ny plastika neural fototra dia tsy azo avahana amin'ilay voamarika taorian'ny fialana tamin'ny fitantanana ny kôkainina (Pascoli, Terrier et al., 2014). Izany dia manampy amin'ny fanadihadiana iray izay nitatitra ny plastika synaptic teo aloha tao amin'ny neurons VTA DA navoakan'ny fivoriana tokana fanentanana optika na tsindrona voalohany amin'ny zava-mahadomelina mampiankin-doha (Brown et al., 2010). Mipoitra ny lamin'ny fampifanarahana amin'ny synaptika fa ny fitondran-tena mifanaraka amin'ny zava-mahadomelina rehetra.

Ny singa manaitra amin'ny fandalinantsika dia ny dichotomy amin'ny valin'ny fanentanana aversive izay matanjaka ampy hanakorontana ny fihinanana valisoa voajanahary tsy ilaina amin'ny biby rehetra. Ao amin'ny toerana misy anay, ny totozy mahatohitra dia tsy naneho antony lehibe kokoa ho an'ny fanomezana valisoa, izay mifanohitra amin'ny fianarana amin'ny kôkainina amin'ny voalavo (Pelloux et al., 2007). Ny mpamantatra ny fitondran-tena amin'ny fanoherana ny sazy amin'ny totozy, na izany aza, dia tsy misy dikany ny fanerena mandritra ny 5 s talohan'ny nanombohan'ny fanentanana neuron DA. Ny tsy fahafahana miandry mandra-pahatongan'ny fanomezana valisoa dia azo jerena ho toy ny mariky ny fientanam-po (Dalley et al., 2011, Olmstead, 2006, Everitt et al., 2008, Winstanley, 2011, Leyton sy Vezina, 2014). Nahaliana anay ny fandinihana fa ny fakana an-keriny ihany no nipoitra taorian'ny fotoam-panentanana maro. Izany dia mampitombo ny mety hisian'ny fanoherana ny sazy (ary amin'ny fanitarana ny fahalemena amin'ny fiankinan-doha) dia mety tsy ho tanteraka tanteraka, fa mivoatra mandritra ny dingana voalohany mankany amin'ny fiankinan-doha. Raha izany no izy, dia mety tsy ho voafaritry ny fototarazo fotsiny ny dichotomy hitanay sy ny hafa (Deroche-Gamonet et al., 2004). Izany dia hanazava ihany koa fa ny ampahany mitovy amin'ny olona dia lasa miankin-doha amin'ny karazana totozy mitovitovy amin'ny fototarazo ary azo antoka fa ny isan'ny olombelona isan-karazany.

Raha ny fanoherana ny sazy dia manambara ny fahalemen'ny tsirairay amin'ny fiankinan-doha, tombanana ho ambony 20% amin'ny olombelona na dia misy kôkainina aza (Warner et al., 1995, O'Brien, 1997, George et al., 2014), dia ny ampahany ambony kokoa hita eto. dia afaka maneho ny herin'ny fanentanana DA neuron mivantana sy mifantina. Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny fanentanana DA neuron voafantina dia mety hampiankin-doha kokoa noho ny zava-mahadomelina rehetra. Izany dia azo hazavaina amin'ny hetsika tsy mifantina amin'ny akora pharmacological. Raha ny kôkainina, ohatra, ny monoamines ankoatry ny DA dia mety hanemotra ny fampidirana ny fiankinan-doha. Raha ny marina, ny serotonine dia mety hanohitra ny fitondran-tena mifanaraka amin'ny DA, toy ny famaliana ny valisoa azo antoka, ny famporisihana ny tena, ary ny safidin'ny toerana (Wang et al., 1995, Fletcher sy Korth, 1999, Fletcher et al., 2002) amin'ny fanamorana ny fikambanana ny famantarana ho an'ny fanentanana aversive (Bauer, 2015, Hindi Attar et al., 2012). Raha tsy izany, ny fahasamihafana dia mety mitoetra ao amin'ny fahasamihafan'ny kinetika eo amin'ny famporisihana ny tena optogenetika sy ny fampidirana pharmacological amin'ny fitomboan'ny DA extracellular. Ny fiovaovan'ny fiankinan-doha toy izany dia mety hisy ihany koa amin'ny zava-mahadomelina isan-karazany (George et al., 2014).

Na dia tsy afaka manilika amin'ny fomba ofisialy aza ny fahasamihafana amin'ny famotsorana DA sy / na famantarana mifandraika amin'ny fandraisana anjara amin'ny fametrahana ny fanoherana ny sazy, dia tsy azo inoana izany toe-javatra izany satria ny fanamarinana histolojika momba ny fihanaky ny biby tafiditra ao anatin'ilay fanadihadiana dia naneho. eYFP-ChR2 ao amin'ny VTA manontolo. Ankoatr'izay, ny protocole stimulation optogenetic natao hamenoana ny famotsorana DA dia nitarika ho amin'ny famporisihana ny tena izay niafara tamin'ny soatoavina zaraina tsy ara-dalàna ho an'ny teboka tapaka, taratry ny antony manosika.

Ny vokatra iray hafa mahagaga dia ny isan'ny tohina amin'ny tongotra elektrika dia mifandray amin'ny fientanam-pon'ny neurons ao amin'ny PL. Ny fihenan'ny fientanam-po amin'ny neuron pyramidal sy ny fitomboan'ny AMPAR / NMDAR amin'ny neurons piramida amin'ny sela mitovy dia voamarika ao amin'ny "voalavo miankin-doha", saingy ireo fanadihadiana ireo dia tsy nifehy ny fiantraikan'ny taitra elektrika (Kasanetz et al., 2010, Kasanetz). et al., 2013, Chen et al., 2013). Ny tsy fisarahana dia azo hazavaina amin'ny andraikitry ny mPFC roa amin'ny fizotran'ny fanapahan-kevitra sy ny fampidirana tahotra (Peters et al., 2009). Raha ny mifanohitra amin'izany, ny fiovan'ny fientanam-pon'ny neuron pyramidal ao amin'ny cortex infralimbic dia mifandray amin'ny fahatafintohinana tongotra (Santini et al., 2008). Ity porofo ity dia tsy manilika ny mety hisian'ny mPFC manana anjara toerana lehibe amin'ny fanapahan-kevitra amin'ny fikatsahana sakafo. Na izany aza, ny famakafakana sy ny fandinihana ny cFos momba ny fientanam-po lalina dia manondro ny OFC sy ny cortex cingulate. Ankoatr'izay, ny fanakanana ny fientanam-pon'ny neuronal ao amin'ny OFC miaraka amin'ny DREADD dia nanakana ny fanoherana ny sazy. Ity rohy causal ity dia maneho dingana iray manan-danja amin'ny fahatakarana ny rafitra sela tompon'andraikitra amin'ny fifindrana mankany amin'ny fiankinan-doha. Ilaina ny fandinihana amin'ny ho avy mba hitsapana raha mihatra amin'ireo zava-mahadomelina manandevo rehetra ihany koa izany.

Ny fikarohanay dia mifanaraka amin'ny fanamarihana fa ny tsy fahombiazan'ny OFC dia mety hanimba ny fandraisana fanapahan-kevitra momba ny tombontsoa amin'ny vidiny (Seo sy Lee, 2010, Walton et al., 2010, Fellows, 2011) ary mety hitarika fitondran-tena manery (Burguière et al., 2013). ). Ao amin'ny olombelona, ​​ny fidorohana zava-mahadomelina dia mifandray amin'ny fanapahan-kevitra diso sy ny fanovana ny fiasan'ny OFC (Lucantonio et al., 2012, Gowin et al., 2013). Raha atambatra, ny asan'ny neurons OFC dia mipoitra ho toy ny famaritana fototra ho an'ny fifindrana mankany amin'ny fampiasana zava-mahadomelina (Everitt et al., 2007). Izany dia tsy manakana ny anjara asan'ny plastika mipoitra amin'ny zava-mahadomelina amin'ny afferent excitatory amin'ny MSNs hita eto sy amin'ny fandalinana hafa (Kasanetz et al., 2010). Mahaliana ny manombatombana raha misy fiantraikany amin'ny fiankinan-doha amin'ny fiankinan-doha ny fanodikodinana mikendry ny hifehy ny fientanam-pon'ny OFC.

Eto izahay dia manolotra ny famporisihan'ny neuron DA ho toy ny modely matanjaka handinihana ireo dingana mankany amin'ny fiankinan-doha. Mamokatra singa fototra amin'ny fiankinan-doha amin'ny zava-mahadomelina izahay, toy ny fiverenana, ny plastika synaptic, ary ny faharetan'ny fihinanana na dia eo aza ny voka-dratsiny. Na dia azo antoka aza fa tsy mety amin'ny fandalinana ny fiantraikany manokana amin'ny zava-mahadomelina iray ny modely (ohatra, ampitahao amin'ny opioid amin'ny psychostimulants), dia manana tombony maro izy io. Izy io dia mamela ny fanaraha-maso ara-potoana amin'ny fanomezana valisoa, tena manetsika manokana ny neurons VTA DA, ary farany fa tsy ny kely indrindra, dia manome fahafahana hianatra totozy mandritra ny fotoana lava kokoa noho ny fitantanana ny zava-mahadomelina. Amin'ny fifantohana amin'ny famaritana ny fitoviana amin'ny zava-mahadomelina mampiankin-doha, ny fanantenana dia ny hamongotra ny rafitra neural izay mifototra amin'ny endrika fiankinan-doha tsy miankina (Alavi et al., 2012, Robbins sy Clark, 2015) ary noho izany dia mandray anjara amin'ny teoria ankapobeny momba ny ny aretina. Ny modelin'ny aretina optogenetika dia mamela dingana iray ho an'ny fahatakarana lalina momba ny dysfunction neuronal tafiditra amin'ny dingana farany amin'ny fiankinan-doha ary hitarika ny fitsaboana ara-tsaina ho an'ny aretina tsy misy fanasitranana amin'izao fotoana izao.

VP, JT, ary AH dia nanao ny fanandramana amin'ny fitondran-tena raha i VP kosa nanao ny firaketana electrophysiological ary nandrindra ny fanadihadiana. Ny fianarana dia natao sy nosoratan'ny mpanoratra rehetra.

Ny asa dia notohanan'ny fanampiana avy amin'ny Swiss National Foundation sy ny ERC advance grant (MeSSI), Carigest SA, ny Academic Society of Geneva, ary ny Fondation Privée des Hopitaux Universitaires de Genève. JT dia mpianatra MD-PhD karamain'ny Confederation Soisa.

Fanadihadiana S1. Ireo fomba fanandramana fanampiny sy endrika amin'ny S1 – S6

Tabilao S1. Famakafakana statistika