KOMEN: Delta FosB adalah salah satu molekul utama ketagihan. Ia meningkat, atau terkumpul, semasa proses ketagihan, memperkuat tingkah laku ketagihan dan pendawaian semula otak. Ia meningkat sama ada ketagihan itu kimia atau tingkah laku. Kajian ini menunjukkan bahawa ia terkumpul semasa melakukan aktiviti seksual dan pengambilan gula. Para penyelidik juga mendapati bahawa aktiviti seksual meningkatkan pengambilan gula. Delta FosB mungkin terlibat dalam satu ketagihan yang menguatkan ketagihan yang lain. Persoalannya ialah - bagaimana "penggunaan berlebihan" pornografi mempengaruhi Delta FosB? Oleh kerana ia adalah dopamin yang berlaku di DeltaFosB, semuanya bergantung pada otak anda.
Kajian Penuh: Pengaruh ΔFosB di Nucleus Accumbens pada Reward Berjanji Alam Semulajadi
J Neurosci. 2008 October 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, dan Carlos A. Bolaños-Guzmán1,2,3 +
+ Nota Pengarang
Alamat DL Wallace sekarang: Helen Willis Neuroscience Institute, University of California, Berkeley, Berkeley, CA 94720.
Alamat terkini TL Carle-Florence: Mary Kay Research Laboratories, Dallas, TX 75379.
Alamat DL Graham sekarang: Merck Laboratories, Boston, MA 02115.
Alamat TA TA sekarang: Virginia Commonwealth University, Richmond, VA 23284.
Alamat EJ Nestler sekarang: Jabatan Neurosains, Sekolah Perubatan Mount Sinai, New York, NY 10029.
Abstrak
Faktor transkripsi deltaFosB (ΔFosB), yang disebabkan oleh nukleus accumbens (NAc) oleh pendedahan kronik terhadap ubat penyalahgunaan, telah ditunjukkan untuk menengahi tindak balas sensitif terhadap ubat-ubatan ini. Walau bagaimanapun, kurang diketahui tentang peranan untuk ΔFosB dalam mengawal tindak balas terhadap ganjaran semula jadi. Di sini, kami menunjukkan bahawa dua tingkah laku ganjaran semula jadi yang kuat, minum sukrosa dan tingkah laku seksual, meningkatkan tahap ΔFosB dalam NAc. Kami kemudiannya menggunakan pemindahan gen yang dimediasi virus untuk mengkaji bagaimana induksi ΔFoB tersebut mempengaruhi tindak balas tingkah laku terhadap ganjaran semula jadi ini. Kami menunjukkan bahawa overexpression daripada ΔFosB dalam NAc meningkatkan pengambilan sukrosa dan menggalakkan aspek tingkah laku seksual. Di samping itu, kami menunjukkan bahawa haiwan dengan pengalaman seksual yang terdahulu, yang menunjukkan tahap ΔFosB meningkat, juga menunjukkan peningkatan dalam penggunaan sukrosa. Kerja-kerja ini menunjukkan bahawa ΔFosB bukan sahaja didorong oleh NAc oleh ubat-ubatan penyalahgunaan, tetapi juga oleh rangsangan ganjaran yang semulajadi. Selain itu, penemuan kami menunjukkan bahawa pendedahan kronik kepada rangsangan yang mendorong ΔFosB dalam NAc dapat meningkatkan penggunaan ganjaran semula jadi yang lain.
Pengenalan
ΔFosB, faktor transkripsi keluarga Fos, adalah produk dipenggal gen genus (Nakabeppu dan Nathans, 1991). Ia dinyatakan pada tahap yang agak rendah berbanding dengan protein keluarga Fos yang lain sebagai tindak balas kepada rangsangan akut, tetapi berkumpul ke tahap tinggi di otak selepas rangsangan kronik kerana kestabilannya yang unik (Nestler, 2008). Pengumpulan ini berlaku secara rantau tertentu sebagai tindak balas terhadap pelbagai jenis rangsangan kronik, termasuk pentadbiran kronik ubat pelecehan, sawan, ubat antidepresan, ubat antipsikotik, lesi neuron, dan beberapa jenis tekanan [untuk semakan, lihat Cenci (2002 ) dan Nestler (2008)].
Akibat fungsional dari induksi ΔFosB paling baik difahami untuk penyalahgunaan ubat-ubatan, yang mendorong protein paling menonjol di nukleus accumbens (NAc), tindak balas yang dilaporkan untuk hampir semua jenis ubat penyalahgunaan (Muller dan Unterwald, 2005; McDaid et al. , 2006; Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008). NAc adalah bahagian dari striatum ventral dan merupakan substrat saraf yang penting untuk tindakan bermanfaat ubat yang disalahgunakan. Oleh itu, bukti yang semakin meningkat menunjukkan bahawa induksi ΔFosB di rantau ini meningkatkan kepekaan haiwan terhadap kesan penyalahgunaan dadah yang bermanfaat dan juga dapat meningkatkan motivasi untuk mendapatkannya. Oleh itu, ekspresi berlebihan ΔFosB di NAc menyebabkan haiwan mengembangkan keutamaan tempat terhadap kokain atau morfin, atau memberi kokain sendiri, pada dos ubat yang lebih rendah, dan meningkatkan tuas menekan kokain dalam paradigma nisbah progresif (Kelz et al., 1999 ; Colby et al., 2003; Zachariou et al., 2006).
Sebagai tambahan kepada peranannya dalam pengantaraan ganjaran dadah, NAC telah terlibat dalam mengawal tindak balas terhadap ganjaran semula jadi, dan kerja baru-baru ini telah mencadangkan hubungan antara ganjaran semula jadi dan ΔFosB juga. Operasi roda sukarela telah ditunjukkan untuk meningkatkan paras ΔFosB dalam NAc, dan overexpression daripada ΔFosB di kawasan otak ini menyebabkan peningkatan yang stabil dalam menjalankan, yang berlangsung selama beberapa minggu, berbanding dengan haiwan kawalan, yang mempunyai dataran tinggi sepanjang minggu 2 (Werme et al ., 2002). Begitu juga dengan diet tinggi lemak yang mendorong ΔFosB dalam NAc (Teegarden dan Bale, 2007), sedangkan overexpression ΔFosB di rantau ini meningkatkan instrumental untuk memberi ganjaran makanan (Olausson et al., 2006). Di samping itu, gen fosB dikaitkan dengan tingkah laku ibu (Brown et al., 1996). Walau bagaimanapun, sedikit maklumat boleh didapati mengenai hubungan antara ΔFosB dan tingkah laku seksual, salah satu ganjaran alam yang paling kuat. Selain itu, masih kurang jelas adalah penglibatan mungkin ΔFosB dalam model yang lebih kompulsif, malah "ketagihan," tingkah laku ganjaran semula jadi. Sebagai contoh, beberapa laporan telah menunjukkan aspek seperti ketagihan dalam paradigma pengambilan sukrosa (Avena et al., 2008).
Untuk memperluaskan pengetahuan kami tentang tindakan ΔFosB dalam tingkah laku ganjaran semulajadi, kami menyelidiki induksi ΔFosB dalam NAc dalam minum sukrosa dan model tingkah laku seksual. Kami juga menentukan bagaimana overexpression daripada ΔFosB dalam NAc memodifikasi tindak balas tingkah laku terhadap ganjaran semulajadi ini, dan sama ada pendedahan terdahulu kepada satu ganjaran semula jadi dapat meningkatkan tingkah laku ganjaran semula jadi yang lain.
Bahan dan Kaedah
Semua prosedur haiwan telah diluluskan oleh Jawatankuasa Penjagaan dan Penggunaan Haiwan Institusi Universiti Pusat Perubatan Southwestern Texas.
Tingkah laku seksual.
Lelaki tikus Sprague Dawley yang berpengalaman seksual (Charles River) dihasilkan dengan membenarkan mereka berkahwin dengan wanita yang menerima sehingga ejakulasi, ~ 1-2 kali seminggu untuk 8-10 minggu untuk sejumlah sesi 14. Tingkah laku seksual dinilai seperti yang diterangkan sebelumnya (Barrot et al., 2005). Kawalan jantan dihasilkan oleh pendedahan kepada arena dan tempat tidur yang sama, untuk jumlah masa yang sama, seperti lelaki berpengalaman. Perempuan tidak pernah diperkenalkan di arena dengan lelaki kawalan ini. Dalam eksperimen yang berasingan, satu kumpulan eksperimen tambahan telah dihasilkan: lelaki diperkenalkan kepada wanita yang dirawat hormon yang belum memasuki estrus. Lelaki-lelaki ini cuba melancarkan dan intromisi; Walau bagaimanapun, kerana wanita adalah tidak sependapat, tingkah laku seksual tidak tercapai dalam kumpulan ini. Lapan belas jam selepas sesi terakhir, haiwan-haiwan itu telah diracuni atau dipenggal, dan otak diambil untuk pemprosesan tisu. Untuk kumpulan haiwan yang lain, ~ 5 d selepas sesi 14th, keutamaan sukrosa diuji seperti yang diterangkan di bawah. Untuk maklumat lanjut, lihat Kaedah tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Pengambilan alkohol.
Dalam eksperimen pertama (Gambar 1a), tikus diberi akses tanpa had kepada dua botol air untuk 2 d, diikuti oleh satu botol setiap air dan sukrosa untuk 2 d pada peningkatan konsentrasi sukrosa (0.125-50%). Tempoh 6 d dua botol air hanya diikuti, kemudian 2 d satu botol air dan sebotol 0.125% sukrosa. Dalam eksperimen kedua (Gambar 1b, c, 2), tikus diberi akses tanpa had kepada satu botol setiap air dan 10% sucrose untuk 10 d. Kawalan haiwan menerima dua botol air sahaja. Haiwan-haiwan itu telah dipancung atau ditumbuk dengan cepat, dan otak dikumpulkan untuk pemprosesan tisu.
Ujian pilihan dua botol.
Paradigma pilihan dua botol telah dijalankan seperti yang dinyatakan sebelumnya (Barrot et al., 2002). Sebelum pembedahan, untuk mengawal perbezaan individu yang mungkin, haiwan dipangsa semasa min 30 pertama fasa gelap untuk prosedur pilihan dua botol antara air dan sukrosa 1%. Tiga minggu selepas pemindahan gen-mediasi virus (lihat di bawah) dan sebelum sebarang ujian tingkah laku tambahan, haiwan yang diberikan hanya air kemudian diuji untuk prosedur pilihan min botol dua botol 30 antara air dan larutan sucrose 1%.
Haiwan yang dikuasai dan dikawal secara seksual tidak mempunyai prosedur pretest sebelum tingkah laku seksual. Lima hari selepas tingkah laku seksual (atau kawalan) 14th, haiwan diberi ujian pilihan dua botol antara air dan larutan sucrose 1 selama min 30 pertama kitaran cahaya gelap mereka. Kumpulan-kumpulan haiwan yang berpengalaman seksual dan kawalan telah digunakan untuk mengukur paras ΔFosB selepas tingkah laku seksual dan untuk mengkaji kesan tingkah laku seksual terhadap keutamaan sukrosa.
Blotting Barat.
Pembedahan NAc yang diperolehi oleh pembedahan punch dianalisis oleh pembengkakan Barat seperti yang diterangkan sebelumnya (Perrotti et al., 2004), menggunakan antibodi anti-FosB poliklonal arnab [untuk perwujudan antibodi, lihat Perrotti et al. (2004)] dan antibodi monoklonal untuk gliseraldehid-3-fosfat dehidrogenase (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Diagnostik Penyelidikan), yang berfungsi sebagai protein kawalan. Tahap protein ΔFosB telah dinormalisasikan kepada GAPDH, dan sampel percubaan dan kawalan telah dibandingkan. Untuk maklumat lanjut, lihat Kaedah tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Imunohistokimia.
Haiwan-haiwan itu telah diracuni, dan tisu otak dirawat menggunakan kaedah imunohistokimia yang diterbitkan (Perrotti et al., 2005). Oleh kerana pendedahan yang terakhir untuk memberi rangsangan berlaku 18-24 h sebelum analisis, kami menganggap semua immunoreaktiviti seperti FosB, dikesan dengan antibodi pan-FosB (SC-48; Santa Cruz Bioteknologi), untuk menggambarkan ΔFosB (Perrotti et al., 2004 , 2005). Untuk maklumat lanjut, lihat Kaedah tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Pemindahan gen yang diturunkan oleh virus.
Pembedahan dilakukan pada tikus Sprague Dawley lelaki. Vektor virus yang berkaitan dengan Adeno disuntik secara bilateral, 1.5 μl per bahagian, ke NAc seperti yang diterangkan sebelumnya (Barrot et al., 2005). Penempatan yang betul disahkan selepas eksperimen di bahagian 40 μm cresyl-violet. Vektor termasuk kawalan yang hanya mengisyaratkan protein pendarfluor hijau (GFP) (AAV-GFP) atau AAV yang menyatakan jenis liar ΔFosB dan GFP (AAV-ΔFosB) (Zachariou et al., 2006). Berdasarkan tempoh masa ekspresi transgene dalam NAc, haiwan telah diuji untuk perilaku 3-4 minggu selepas suntikan vektor AAV, apabila ungkapan transgene adalah maksimum (Zachariou et al., 2006). Untuk maklumat lanjut, lihat Kaedah tambahan (tersedia di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan).
Analisis statistik.
Kepentingan diukur dengan menggunakan ANOVA pengukuran berulang dua faktor dan juga ujian t Pelajar, yang diperbetulkan apabila diperhatikan untuk beberapa perbandingan. Data dinyatakan sebagai kaedah ± SEM. Kepentingan statistik ditakrifkan sebagai p <0.05.
Hasil
Pendedahan kronik ke sukrosa mendorong peningkatan pengambilan sukrosa dan pemekaan seperti sensitisasi
Kami melaksanakan paradigma pilihan dua botol di mana kepekatan sukrosa hampir dua kali ganda setiap 2 selepas 2 d dua botol air. Kepekatan sukrosa bermula pada 0.125% dan meningkat kepada 50%. Haiwan tidak menunjukkan keutamaan sukrosa sehingga sukrosa 0.25%, dan kemudian minum lebih banyak sukrosa daripada air pada semua kepekatan yang lebih tinggi. Bermula pada kepekatan 0.25%, haiwan meminum jumlah kuantitas sukrosa sehingga jumlah sukrosa maksimum dicapai pada 5 dan 10%. Pada 20% dan lebih tinggi, mereka mula mengurangkan jumlah sukrosa mereka untuk mengekalkan tahap penggunaan sukrosa yang stabil (Gambarajah 1a, inset). Selepas paradigma ini, haiwan menghabiskan 6 d dengan dua botol air sahaja, dan kemudiannya dibentangkan dengan pilihan botol atau air 0.125% 2 d. Haiwan mengambil lebih banyak sukrosa daripada air pada kepekatan ini, dan mempamerkan keutamaan sukrosa yang ketara berbanding dengan kurangnya keutamaan yang diperhatikan selepas pendedahan awal kepada kepekatan sukrosa ini pada hari 1.
Rajah 1.
Paradigma pilihan sukrosa dua botol menunjukkan peningkatan penggunaan sukrosa. a, Peningkatan kepekatan sukrosa membawa kepada tingkah laku pengambilan "bentuk U terbalik", bersama dengan tingkah laku seperti kambuh dan pemekaan setelah tempoh penarikan [perbezaan yang signifikan antara pengambilan air dan sukrosa per 2 d pada setiap kepekatan 0.25% dan pendedahan sukrosa seterusnya (t (30) = 4.81; p <0.001; n = 8, diperbetulkan untuk pelbagai perbandingan)]. Sisipan, Pengambilan dinyatakan sebagai jumlah gram sukrosa yang ditelan pada setiap kepekatan melebihi 2 hari, menunjukkan pengambilan stabil pada kepekatan yang lebih tinggi. b, Haiwan pada 10 d dari paradigma pilihan dua botol menunjukkan peningkatan jumlah pengambilan sukrosa sepanjang hari 1 (pengambilan ditunjukkan untuk satu hari sahaja). Dua faktor ukuran berulang ANOVA menunjukkan kesan utama hari (F (3,27) = 42.3; p <0.001), sukrosa (F (1,9) = 927.2; p <0.001), dan sukrosa × hari (F (3,27) = 44.8; p <0.001; n = 10 / kumpulan). c, Peningkatan berat badan meningkat berbanding dengan haiwan kawalan (air sahaja) dengan pendedahan sukrosa. Dua faktor pengukuran berulang ANOVA menunjukkan kesan utama yang signifikan pada hari (F (5,70) = 600; p <0.001) di mana kedua-dua kumpulan bertambah berat badan dari masa ke masa, dan interaksi sukrosa dan hari yang signifikan (F (5,70) ) = 17.1; p <0.001; n = 10 / kumpulan), menunjukkan bahawa kumpulan sukrosa bertambah berat badan dari masa ke masa.
Oleh kerana pengambilan jumlah maksimum dicapai pada kepekatan 10%, haiwan naif diberi pilihan antara satu botol air dan satu botol 10% sucrose untuk 10 d dan dibandingkan dengan kumpulan kawalan yang diberi dua botol air sahaja. Haiwan kutu yang dibina ke tahap pengambilan sukrosa yang lebih tinggi pada hari 10 (Rajah 1b). Mereka juga mendapat lebih banyak berat badan selepas pendedahan sukrosa berterusan berbanding dengan haiwan kawalan, dengan perbezaan berat badan meningkat dari masa ke masa (Rajah 1c).
Minuman minuman alkohol meningkat ΔFosB di NAc
Kami menganalisis haiwan ini pada paradigma 10% sucrose untuk tahap ΔFosB dalam NAc dengan menggunakan pembungkus Barat (Rajah 2a) dan imunohistokimia (Rajah 2b). Kedua-dua kaedah mendedahkan induksi protein ΔFosB di rantau otak ini dalam sukrosa yang dialami berbanding dengan haiwan kawalan. Kerana seluruh urutan protein ΔFosB terkandung dalam FosB panjang penuh, antibodi yang digunakan untuk mengesan immunoreactivity seperti FosB mengiktiraf kedua-dua protein (Perrotti et al., 2004, 2005). Walau bagaimanapun, pembengkakan Barat mendedahkan bahawa hanya ΔFosB secara ketara disebabkan oleh pengambilan sukrosa. Ini menunjukkan bahawa perbezaan isyarat yang diperhatikan oleh imunohistokimia mewakili ΔFosB. Peningkatan yang diperhatikan dalam Rajah 2b ditemui di teras NA dan cangkang, tetapi tidak striatum dorsal (data tidak ditunjukkan).
Rajah 2.
Pengambilan sukrosa dan tingkah laku seksual meningkatkan ekspresi ΔFosB di NAc. a, Pengambilan kronik sukrosa 10% dalam paradigma pilihan dua botol, serta tingkah laku seksual, meningkatkan ekspresi ΔFosB dalam NAc oleh Western blot (sukrosa, t (11) = 2.685; * p = 0.021; n = 5– 8; tingkah laku seksual, t (12) = 2.351; * p = 0.037; n = 6–8). Lelaki kawalan Olfaction tidak berbeza dengan lelaki tanpa seks kawalan (t (10) = 0.69; p> 0.50; n = 4-8). NS, Tidak signifikan. b, Bahagian otak dari haiwan yang berpengalaman sukrosa menunjukkan peningkatan imunoreaktiviti ΔFosB berbanding dengan haiwan kawalan di NAc oleh imunohistokimia. Gambar (10 ×) mewakili beberapa bahagian otak dari enam tikus dalam setiap kumpulan rawatan. AC, commissure anterior. c, Bahagian otak dari haiwan yang berpengalaman secara seksual menunjukkan peningkatan imunoreaktiviti ΔFosB berbanding dengan rakan kawalan di NAc oleh imunohistokimia. Gambar (10 ×) mewakili beberapa bahagian otak dari enam hingga lapan tikus dalam setiap kumpulan rawatan.
Tingkah laku seksual meningkat tahap FOSB di NAc
Kami seterusnya menyiasat kesan tingkah laku seksual kronik pada induksi ΔFosB di NAc. Tikus jantan yang berpengalaman seksual dibenarkan akses tanpa had dengan wanita yang menerima sehingga ejakulasi untuk sesi 14 sepanjang tempoh 8-10 minggu. Yang penting, kawalan haiwan bukan kawalan kandang, tetapi sebaliknya dihasilkan oleh pengendalian yang sama pada hari ujian dan pendedahan kepada arena lapangan terbuka dan tempat tidur di mana penggoletan berlaku untuk jumlah masa yang sama tetapi tanpa pendedahan kepada wanita yang menerima, mengawal kesan penuaan dan pengendalian. Menggunakan pemusnahan Barat, kami mendapati bahawa pengalaman seksual meningkat dengan ketara paras ΔFosB berbanding dengan kumpulan kawalan (Rajah 2a), tanpa tahap pengesanan FosB penuh. Selaras dengan data ini, imunohistokimia mendedahkan peningkatan dalam pewarnaan ΔFosB di kedua-dua teras dan cangkerang NAc (Rajah 2c), tetapi tidak striatum dorsal (data tidak ditunjukkan).
Untuk memastikan bahawa peningkatan dalam ΔFosB diamati dalam haiwan yang berpengalaman seksual tidak dikaitkan dengan interaksi sosial atau beberapa rangsangan yang berkaitan dengan bukan kawin, kami menjana lelaki yang tidak meminum, yang terdedah kepada wanita yang dirawat hormon, tetapi tidak dibenarkan untuk menggigit. Lelaki-lelaki ini tidak menunjukkan perbezaan dalam paras ΔFosB berbanding dengan satu set kawalan haiwan arena olfaksi yang berasingan (Rajah 2a), menunjukkan bahawa induksi FFB berlaku sebagai tindak balas kepada kelakuan seksual dan bukan isyarat sosial atau tidak.
Overexpression daripada ΔFosB dalam NAc meningkatkan pengambilan sukrosa
Dengan menggunakan sistem ekspresi berlebihan yang dimediasi oleh virus, yang memungkinkan ungkapan ΔFosB yang stabil selama beberapa minggu (Zachariou et al., 2006) (Gbr. 3a), kami menyiasat pengaruh tahap ΔFosB yang lebih tinggi, secara khusus mensasarkan NAc, terhadap minum sukrosa tingkah laku (Gamb. 3b). Kami pertama kali memastikan bahawa tidak ada perbezaan dalam tingkah laku sukrosa awal sebelum operasi dengan pretest pengambilan sukrosa (AAV-GFP, 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB, 6.22 ± 0.621 ml; n = 15 / kumpulan; p> 0.80). Tiga minggu selepas pembedahan, ketika ekspresi ΔFosB stabil selama ∼10 d, haiwan diberi ujian sukrosa pasca operasi. Kumpulan AAV-ΔFosB minum lebih banyak sukrosa berbanding kumpulan kawalan AAV-GFP (Gamb. 3b). Tidak ada perbezaan dalam jumlah pengambilan air antara kedua kumpulan (AAV-GFP, 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB, 0.95 ± 0.007 ml; n = 15 / kumpulan; p> 0.15), menunjukkan bahawa kesan ΔFosB adalah khusus untuk sukrosa.
Rajah 3.
Overexpression daripada ΔFosB dalam NAc mengawal aspek tingkah-laku ganjaran semula jadi. a, Penggambaran tapak sasaran NAc oleh pemindahan genetik yang dimediasi oleh virus dua hala dan contoh ungkapan ΔFosB, yang dikesan oleh imunohistokimia, selepas suntikan AAV-ΔFosB. b, Suntikan AAV-ΔFosB dalam keputusan NAc dalam peningkatan pengambilan sukrosa berbanding dengan kawalan yang disuntik AAV-GFP (t (28) = 2.208; * p = 0.036; n = 15 / kumpulan). Begitu juga, minggu 10 tingkah laku seksual, berbanding dengan kawalan naif seksual, meningkatkan pengambilan sukrosa (t (14) = 2.240; * p = 0.042; n = 7-9). c, overexpression ΔFosB mengurangkan bilangan intromisi yang diperlukan untuk mencapai ejakulasi dalam haiwan naif seksual berbanding dengan kawalan GFP (t (30) = 2.145; * p = 0.04; n = 15-17) dan menghasilkan trend untuk menurunkan selang masa rejakulasi ( t (30) = 1.916; #p = 0.065; n = 15-17).
Overexpression daripada ΔFosB dalam NAc mempengaruhi tingkah laku seksual
Seterusnya, kami meneliti sama ada overexpression ΔFosB dalam NAc mengawal kelakuan seksual haiwan naif dan berpengalaman. Walaupun kita tidak menemui apa-apa perbezaan dalam parameter kelakuan seksual antara haiwan berpengalaman AAV-ΔFosB- dan -GFP yang dirawat (lihat jadual tambahan S1, boleh didapati di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan), overexpression daripada ΔFosB dalam haiwan naif dengan ketara menurunkan bilangan intromisi yang diperlukan untuk mencapai ejakulasi untuk pengalaman tingkah laku seksual yang pertama (Gambarajah 3c). Terdapat juga trend penurunan dalam tempoh postejaculatory untuk kumpulan ΔFosB selepas pengalaman seksual pertama (Rajah 3c). Sebaliknya, tiada perbezaan yang diperhatikan dalam keterlambatan untuk pemasangan, intromisi, atau ejakulasi sama ada haiwan naif atau berpengalaman (lihat Jadual S1 tambahan, yang terdapat di www.jneurosci.org sebagai bahan tambahan). Begitu juga, tidak ada perbezaan yang diperhatikan untuk nisbah intromisi [bilangan bilangan intromisi / (bilangan bilangan intromisi + bilangan lekapan)], walaupun ini mungkin disebabkan oleh kebolehubahan yang tinggi dalam bilangan lekapan dalam setiap kumpulan.
Pengalaman seksual meningkatkan pengambilan sukrosa
Kerana kami mendapati peningkatan tahap ΔFosB dalam NAc selepas kedua-dua minuman sukrosa dan pengalaman seksual, dan pengaruh overexpression óFosB mempengaruhi respon tingkah laku terhadap kedua-dua ganjaran, adalah sangat menarik untuk meneroka sama ada pendedahan terdahulu kepada salah satu daripada ganjaran memberi tanggapan tingkah laku yang signifikan kepada yang lain . Sebelum pengalaman seks, haiwan naif secara rawak ditugaskan untuk mengawal atau keadaan seks. Haiwan-haiwan kemudian terdedah kepada pengalaman seksual atau keadaan kawalan, seperti yang dijelaskan sebelumnya, selama minggu 8-10. Lima hari selepas sesi seks terakhir, haiwan tertakluk kepada paradigma pilihan min botol dua botol 30 antara satu botol air dan satu sukrosa. Kami mendapati bahawa haiwan berpengalaman seksual lebih banyak sukrosa daripada kawalan (Gambarajah 3b). Tidak ada perbezaan antara haiwan berpengalaman seksual dan kawalan yang diperhatikan dengan pengambilan air (kawalan, 1.21 ± 0.142 ml; seks yang berpengalaman, 1.16 ± 0.159 ml; n = 7-9; p = 0.79), menunjukkan kesannya khusus kepada sukrosa.
Perbincangan
Kajian ini merapatkan jurang terdahulu dalam kesusasteraan dalam menjelaskan peranan ΔFosB dalam tingkah laku ganjaran yang berkaitan dengan seks dan sukrosa. Kami mula-mula berangkat untuk menentukan sama ada ΔFosB terakumulasi di NAc, rantau ganjaran otak penting, selepas pendedahan kronik kepada ganjaran semula jadi. Satu ciri penting dalam kerja ini adalah memberi haiwan pilihan dalam tingkah laku mereka, dengan analogi kepada paradigma pentadbiran diri dadah. Ini adalah untuk memastikan bahawa apa-apa kesan pada tahap ΔFosB adalah berkaitan dengan penggunaan sukarela ganjaran. Model sucrose (Rajah 1) menunjukkan aspek perilaku seperti kecanduan berbanding dengan model pengambilan sukrosa yang lain: pilihan antara ganjaran dan kawalan, keluk tindak balas dos berbentuk U yang terbalik, tindak balas yang sensitif selepas pengeluaran, dan pengambilan yang berlebihan. Model ini juga menyebabkan kenaikan berat badan, tidak dilihat dalam model lain seperti model gula sekejap harian (Avena et al., 2008).
Data kami menubuhkan, buat kali pertama, bahawa dua jenis utama ganjaran semula jadi, sukrosa dan seks, kedua-duanya meningkatkan paras ΔFosB dalam NAc. Peningkatan ini diperhatikan oleh pembengkakan dan imunohistokimia Barat; menggunakan kedua-dua kaedah memastikan bahawa produk protein diperhatikan memang ΔFosB dan bukan FosB panjang penuh, satu lagi produk gen fosB. Induksi selektif ΔFosB oleh sukrosa dan seks adalah sama dengan induksi selektif ΔFosB dalam NAc selepas pentadbiran kronik hampir semua jenis ubat penyalahgunaan (lihat Pengenalan). Walau bagaimanapun, nota adalah pemerhatian bahawa tahap induksi ΔFosB dalam NAc yang diperhatikan di sini sebagai tindak balas kepada ganjaran semula jadi adalah lebih kecil daripada yang dilihat untuk ganjaran ubat: minuman sukrosa dan tingkah laku seksual menghasilkan peningkatan% 40-60 dalam tahap ΔFosB yang berbeza kepada induksi beberapa kali yang dilihat dengan banyak ubat penyalahgunaan (Perrotti et al., 2008).
Objektif kedua kajian ini adalah untuk mengkaji akibat fungsional induksi ΔFosB di NAc pada tingkah laku yang berkaitan dengan ganjaran semula jadi. Kebanyakan kerja terdahulu kami terhadap pengaruh ΔFosB mengenai ganjaran dadah telah menggunakan tikus bitransgenic yang boleh dipindah, di mana ΔFosB ungkapan disasarkan kepada NAc dan striatum dorsal. Ini ΔFosB-overexpressing tikus menunjukkan tindak balas tingkah laku yang dipertingkatkan terhadap kokain dan opiat, serta peningkatan roda berjalan dan instrumental bertindak balas untuk makanan (lihat Pengenalan). Dalam kajian ini, kami menggunakan sistem pemindahan gen yang diperkenalkan oleh virus yang lebih baru-baru ini untuk mengekspresikan ΔFosB dalam kawasan otak sasaran tikus lelaki (Zachariou et al., 2006). Kami mendapati di sini bahawa overexpression ΔFosB meningkatkan pengambilan sukrosa apabila dibandingkan dengan haiwan kawalan, tanpa perbezaan dalam pengambilan air di antara kedua-dua kumpulan.
Kami juga menyiasat bagaimana ΔFosB mempengaruhi tingkah laku seksual. Kami menunjukkan bahawa overexpression ΔFosB dalam NAc menurunkan bilangan intromisi yang diperlukan untuk ejakulasi dalam haiwan naif seksual. Ini tidak sesuai dengan perbezaan yang lain dalam tingkah laku seks naif, termasuk perubahan pada pendengaran, intromisi, atau latensi ejakulasi. Di samping itu, overexpression ΔFosB tidak menjejaskan sebarang aspek tingkah laku seksual dalam haiwan yang berpengalaman seksual. Keupayaan manipulasi dalam NAc untuk mempengaruhi tingkah laku seksual tidak menghairankan kerana bukti yang semakin meningkat bahawa rantau ganjaran otak ini mengawal kelakuan seksual (Balfour et al., 2004, Hull dan Dominguez, 2007). Pengurangan ΔFosB yang disebabkan oleh bilangan intromisi dapat mencerminkan peningkatan tingkah laku seksual, dalam haiwan naif dengan overexpression ΔFosB dalam NAc berkelakuan lebih seperti haiwan berpengalaman. Contohnya, dalam ujian pengalaman seks berulang, haiwan memerlukan lebih sedikit intromisi untuk mencapai ejakulasi (Lumley dan Hull, 1999). Di samping itu, trend untuk penurunan dalam tempoh postejaculatory dengan overexpression ΔFosB juga mencerminkan tingkah laku yang diperhatikan dalam lebih banyak lelaki bermotifkan seksual (Kippin dan van der Kooy, 2003). Bersama-sama, penemuan ini menunjukkan bahawa ekspresi overexpression ΔFosB dalam haiwan naif boleh memudahkan tingkah laku seksual dengan membuat haiwan naif menyerupai haiwan yang lebih berpengalaman atau bermotivasi seksual. Sebaliknya, kami tidak melihat kesan yang signifikan terhadap overexpression ΔFosB terhadap tingkah laku seksual yang berpengalaman. Kajian tingkah laku yang lebih kompleks mengenai tingkah laku seksual (contohnya, pilihan tempat yang dikondisikan) mungkin lebih mendiskriminasikan kemungkinan kesan dari ΔFosB.
Terakhir, kami menyiasat bagaimana pendedahan sebelumnya terhadap satu ganjaran semula jadi mempengaruhi tindak balas tingkah laku terhadap yang lain. Secara khusus, kami menentukan kesan pengalaman seksual sebelumnya terhadap pengambilan sukrosa. Walaupun haiwan kawalan dan haiwan yang berpengalaman secara seksual menunjukkan pilihan yang tinggi terhadap sukrosa, haiwan yang berpengalaman secara seksual meminum sukrosa lebih banyak, tanpa perubahan penggunaan air. Ini adalah penemuan yang menarik, kerana ia menunjukkan bahawa pendedahan sebelumnya terhadap satu ganjaran dapat meningkatkan nilai ganjaran dari rangsangan bermanfaat yang lain, seperti yang diharapkan jika ada asas molekul yang dikongsi sebahagian (misalnya, ΔFosB) kepekaan ganjaran. Sama dengan kajian ini, hamster betina yang sebelumnya terdedah kepada tingkah laku seksual menunjukkan kepekaan yang meningkat terhadap kesan tingkah laku kokain (Bradley dan Meisel, 2001). Penemuan ini menyokong pengertian keplastikan dalam litar ganjaran otak, kerana nilai ganjaran yang dirasakan kini dibina berdasarkan pendedahan ganjaran masa lalu.
Ringkasnya, karya yang disajikan di sini memberikan bukti bahawa, selain ubat penyalahgunaan, penghargaan semula jadi mendorong tahap ΔFosB dalam NAc. Begitu juga, ekspresi berlebihan ΔFosB di kawasan otak ini mengatur tindak balas tingkah laku haiwan terhadap ganjaran semula jadi, seperti yang telah diperhatikan sebelumnya untuk ganjaran ubat. Penemuan ini menunjukkan bahawa ΔFosB memainkan peranan yang lebih umum dalam pengaturan mekanisme ganjaran, dan dapat membantu memediasi kepekaan silang yang diamati di banyak jenis ubat dan ganjaran semula jadi. Juga, hasil kami meningkatkan kemungkinan bahawa induksi ΔFosB di NAc dapat memantapkan bukan hanya aspek utama ketagihan dadah, tetapi juga aspek yang disebut ketagihan semula jadi yang melibatkan penggunaan pahala semula jadi secara kompulsif.
Nota kaki
• Kerja ini disokong oleh geran dari Institut Kesihatan Mental Negara dan Institut Kebangsaan Penyalahgunaan Dadah dan dari Perikatan Nasional untuk Penyelidikan dalam Schizophrenia dan Depresi.
• Koresponden hendaklah dialamatkan kepada Carlos A. Bolanos di alamat di atas. [e-mel dilindungi]
• Hak cipta © 2008 Society for Neuroscience 0270-6474 / 08 / 2810272-06 $ 15.00 / 0
Seksyen Sebelum
Rujukan
1. ↵
1. Avena NM,
2. Rada P,
3. Hoebel BG
(2008) Bukti kecanduan gula: kesan tingkah laku dan neurokimia pengambilan gula yang berlebihan, berlebihan. Neurosci Biobehav Rev 32: 20-39.
CrossRefMedline
2. ↵
1. Balfour ME,
2. Yu L,
3. Coolen LM
(2004) Tingkah laku seksual dan isyarat alam sekitar yang berkaitan dengan seks mengaktifkan sistem mesolimbik dalam tikus lelaki. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.
CrossRefMedline
3. ↵
1. Barrot M,
2. Olivier JD,
3. Perrotti LI,
4. DiLeone RJ,
5. Berton O,
6. Eisch AJ,
7. Impey S,
8. Storm DR,
9. Neve RL,
10. Yin JC,
11. Zachariou V,
12. Nestler EJ
Kegiatan CREB (2002) dalam nukleus akrab mengendalikan kawalan tindak balas tingkah laku kepada rangsangan emosi. Proc Natl Acad Sci USA 99: 11435-11440.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
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) Peraturan kecemasan dan permulaan tingkah laku seksual oleh CREB dalam nukleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 102: 8357-8362.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
5. ↵
1. Bradley KC,
2. Meisel RL
(2001) Induksi tingkah laku seksual c-Fos dalam kegiatan lokomotor nukleus accumbens dan amphetamine-dirangsang dipengaruhi oleh pengalaman seksual sebelumnya di hamster Syria wanita. J Neurosci 21: 2123-2130.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
6. ↵
1. Brown JR,
2. Ye H,
3. Bronson RT,
4. Dikkes P,
5. Greenberg ME
(1996) Kecacatan dalam memupuk tikus yang tidak mempunyai gen awal segera fosB. Sel 86: 297-309.
CrossRefMedline
7. ↵
1. Cenci MA
(2002) Faktor transkripsi yang terlibat dalam patogenesis dyskinesia yang disebabkan oleh L-DOPA pada model tikus penyakit Parkinson. Asid Amino 23: 105–109.
CrossRefMedline
8. ↵
1. Colby CR,
2. Whisler K,
3. Steffen C,
4. Nestler EJ,
5. DW sendiri
(2003) Keterlaluan jenis spesifik sel Striatal terhadap DeltaFosB meningkatkan insentif untuk kokain. J Neurosci 23: 2488-2493.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
9. ↵
1. Hull EM,
2. Dominguez JM
(2007) Tingkah laku seksual dalam tikus lelaki. 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) Ungkapan deltaFosB faktor transkripsi dalam otak mengawal kepekaan terhadap kokain. Alam 401: 272-276.
CrossRefMedline
11. ↵
1. Kippin TE,
2. van der Kooy D
(2003) Lesi excitotoksik nukleus pedunculopontine tegmental menjejaskan perjumpaan dalam tikus lelaki naif dan menghalang kesan ganjaran yang berpanjangan pada tikus lelaki yang berpengalaman. Eur J Neurosci 18: 2581-2591.
CrossRefMedline
12. ↵
1. Lumley LA,
2. Hull EM
(1999) Kesan antagonis D1 dan pengalaman seksual terhadap imunoreaktiviti seperti Fosfor-induced di dalam nukleus preoptik medial. Brain Res 829: 55-68.
CrossRefMedline
13. ↵
1. McDaid J,
2. Ahli Parlimen Graham,
3. Napier TC
(2006) Pemekaan yang disebabkan oleh methamphetamine berbeza mengubah pCREB dan DeltaFosB di sepanjang litar limbik otak mamalia. Mol Pharmacol 70: 2064-2074.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
14. ↵
1. Muller DL,
2. Unterwald EM
(2005) Reseptor dopamine D1 memodulasi induksi deltaFosB dalam striatum tikus selepas pentadbiran morfin berselang. J Pharmacol Exp Ther 314: 148-154.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
15. ↵
1. Nakabeppu Y,
2. Nathans D
(1991) Bentuk FosB dipenggal semula secara semulajadi yang menghalang aktiviti transkripsi Fos / Jun. Sel 64: 751-759.
CrossRefMedline
16. ↵
1. Nestler EJ
(2008) Transmigrasi mekanisme ketagihan: peranan ΔFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245-3255.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
17. ↵
1. Olausson P,
2. Jentsch JD,
3. Tronson N,
4. Neve RL,
5. Nestler EJ,
6. Taylor JR
(2006) DeltaFosB dalam accumbens nukleus mengawal kelakuan dan motivasi instrumental diperkukuh makanan. J Neurosci 26: 9196-9204.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
18. ↵
1. Perrotti LI,
2. Hadeishi Y,
3. Ulery PG,
4. Barrot M,
5. Monteggia L,
6. Duman RS,
7. Nestler EJ
(2004) Induksi deltaFosB dalam struktur otak berkaitan ganjaran selepas tekanan kronik. J Neurosci 24: 10594-10602.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
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) DeltaFosB terakumulasi dalam populasi sel GABAergic pada ekor posterior kawasan tegegalal selepas rawatan psikostimulus. Eur J Neurosci 21: 2817-2824.
CrossRefMedline
20. ↵
1. Perrotti LI,
2. Weaver RR,
3. Robison B,
4. Renthal W,
5. Maze saya,
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) Corak berbeza induksi DeltaFosB di otak oleh dadah penyalahgunaan. Sinaps 62: 358-369.
CrossRefMedline
21. ↵
1. Teegarden SL,
2. Bale TL
(2007) Kesan stres pada keutamaan dan pengambilan makanan bergantung kepada akses dan kepekaan stres. Biol Psikiatri 61: 1021-1029.
CrossRefMedline
22. ↵
1. Werme M,
2. Messer C,
3. Olson L,
4. Gilden L,
5. Thorén P,
6. Nestler EJ,
7. Brené S
(2002) DeltaFosB mengawal roda berjalan. J Neurosci 22: 8133-8138.
Teks Penuh Abstrak / PERCUMA
23. ↵
1. Zachariou V,
2. Bolanos CA,
3. Selley DE,
4. Theobald D,
5. MP Cassidy,
6. Kelz MB,
7. Shaw-Lutchman T,
8. Berton O,
9. Sim-Selley LJ,
10. Dileone RJ,
11. Kumar A,
12. Nestler EJ
(2006) Peranan penting untuk DeltaFosB dalam nukleus akrab dalam tindakan morfin. Nat Neurosci 9: 205-211.
CrossRefMedline
;