Een rol voor hypocretine (orexine) in mannelijk seksueel gedrag (2007)

J Neurosci. 2007 Mar 14;27(11):2837-45.

Muschamp JW1, Dominguez JM, Sato SM, Shen RY, Hull EM.

Abstract

De rol van hypocretine (orexine; hcrt / orx) neuronen in regulatie van opwinding is goed ingeburgerd.

Onlangs is hcrt / orx betrokken bij voedselbeloning en drugszoekend gedrag. We rapporteren hier dat bij mannelijke ratten, Fos immunoreactiviteit (ir) in hcrt / orx neuronen opmerkelijk toeneemt tijdens copulatie, terwijl castratie dalingen in hcrt / orx neuron celtellingen en eiwitniveaus veroorzaakt in een tijdsverloop dat consistent is met postcastratie stoornissen in copulatiegedrag.

Dit effect werd omgekeerd door estradiolvervanging. Immunolabeling voor androgeen (AR) en oestrogeen (ER alpha) receptoren onthulde geen colocalisatie van hcrt / orx met AR en enkele hcrt / orx neuronen die ER alpha tot expressie brengen, wat suggereert dat hormonale regulatie van hcrt / orx expressie plaatsvindt via afferenten van neuronen die deze receptoren bevatten. We tonen ook aan dat systemische toediening van de orexine-1-receptorantagonist SB 334867 [N- (2-methyl-6-benzoxazolyl) -N ”-1,5-naftyridine-4-ylureum] het copulatiegedrag schaadt. Een locus voor de pro-seksuele effecten van hcrt / orx kan het ventrale tegmentale gebied (VTA) zijn. We laten hier zien dat hcrt-1 / orx-A in vivo dosisafhankelijke verhogingen van de vuursnelheid en populatie-activiteit van VTA-dopamine (DA) -neuronen produceert. Activering van hcrt / orx tijdens copulatie, en op zijn beurt excitatie van VTA DA-neuronen door hcrt / orx, kan bijdragen aan de robuuste toename van nucleus accumbens DA die eerder werd waargenomen tijdens mannelijk seksueel gedrag. Daaropvolgende drievoudige immunolabeling in anterieure VTA toonde aan dat Fos-ir in tyrosinehydroxylase-positieve neuronen tegenover hcrt / orx-vezels toeneemt tijdens copulatie.

Samen ondersteunen deze gegevens de opvatting dat hcrt / orx-peptiden kunnen werken op een steroïd-gevoelige manier om het energetisch nastreven van natuurlijke beloningen zoals seks via activering van het mesolimbische DA-systeem te vergemakkelijken.

Introductie

Sinds zijn ontdekking in de 1990s (de Lecea et al., 1998; Sakurai et al., 1998), is het hypocretine (orexine; hcrt / orx) systeem voornamelijk bekeken in de context van opwinding en ingestie (Sutcliffe en de Lecea, 2002; Siegel, 2004). Mutante muizen met verminderde hcrt / orx-signalering vertonen ongelijke patronen van opwinding die worden gekenmerkt door frequente overgangen tussen slaap en waakzaamheid (Mochizuki et al., 2004). Aangenomen wordt dat de hcrt / orx peptiden ononderbroken opwinding faciliteren door robuuste projecties van activerende aminerge celgroepen in de hersenstam (bijv. Locus ceruleus, raphe) (Peyron et al., 1998; Nambu et al., 1999; Saper et al., 2005). Naast hun projecties op sites die waakzaamheid en opwinding reguleren, projecteren de hcrt / orx neuronen ook de oorsprong van de mesolimbische dopamine (DA) route in het ventrale tegmentale gebied (VTA) (Fadel en Deutch, 2002). Dit verbindingspatroon heeft een aantal onderzoeksgroepen ertoe aangezet om de rol van hcrt / orx in beloningsgerelateerde versterking te evalueren (DiLeone et al., 2003; Harris et al., 2005; Harris en Aston-Jones, 2006).

Studies bij bewegende dieren ad libitum laten zien dat hcrt / orx neuronen hun schietfrequentie verhogen tijdens periodes van geactiveerd, verkennend gedrag (Mileykovskiy et al., 2005) en dat verhoogde locomotorische output na intracerebroventriculaire hcrt / orx-infusie wordt verzwakt door DA-receptorblokkade (Nakamura et al., 2000). Andere studies hebben verhoogde DA-celactiviteit aangetoond in vitro door hcrt / orx (Korotkova et al., 2003), evenals de release van augmented nucleus accumbens (NAc) in vivo na toepassing van hcrt / orx op de VTA (Narita et al., 2006). Onlangs hebben gedragsstudies gevonden dat activering van het hcrt / orx-systeem mogelijk een integraal onderdeel is van de motivatie voor drugsmisbruik (Boutrel et al., 2005; Harris et al., 2005; Borgland et al., 2006), evenals natuurlijke voedselbeloningen waarvan de versterkende kracht homeostatisch wordt bepaald door hypothalamische structuren (Hoebel, 1969; Rolls et al., 1980; Fulton et al., 2000; Thorpe et al., 2005).

Net zoals exogene hcrt / orx het eten en het zoeken naar voedsel kan verbeteren (Kotz, 2006), intrahypothalamische infusie van hcrt / orx vergemakkelijkt het seksuele gedrag van mannelijke ratten (Gulia et al., 2003). In het licht van klassieke onderzoeken waarin voeding of mannelijk copulatiegedrag werd opgewekt door elektrische stimulatie van plaatsen in het laterale hypothalamische gebied (LHA) waarvan nu bekend is dat zij hcrt / orx-neuronen bevatten (Vaughan en Fisher, 1962; Caggiula en Hoebel, 1966; Swanson et al., 2005), we zochten bewijs voor de activering van hcrt / orx neuronen tijdens copulatie en voor verslechtering van het gedrag door orexin-1 receptor (OX1) blokkade. We evalueerden ook de neuro-endocriene regulatie van het hcrt / orx-systeem door de effecten van castratie en hormoonvervanging op het centrale hcrt / orx-gehalte en door dubbele immunolabeling voor hcrt / orx- en steroïde hormoonreceptoren te meten. Ten slotte hebben we de mate beoordeeld waarin het mesolimbische DA-systeem door hcrt / orx zou kunnen worden geactiveerd in vivo en of DA-neuronen in de VTA die hcrt / orx-ingangen ontvangen verhoogde Fos immunoreactiviteit (ir) tijdens copulatie vertonen.

Materialen en methoden

Fos immunohistochemie, gedrag en celtellingen.

Volwassen (~325 g) seksueel ervaren mannelijke Long-Evans-ratten (Harlan, Indianapolis, IN) werden bewaard en gebruikt in overeenstemming met de National Institutes of Health Richtlijnen voor de verzorging en het gebruik van laboratoriumdieren, en alle procedures werden goedgekeurd door de Institutional Animal Care and Use Committees van de universiteiten. In de week voorafgaand aan het testen mochten alle dieren vier dagelijkse sessies van 1 uur seksuele ervaring hebben met een vrouwtje met ovariëctomie dat naar de oestrus werd gebracht door oestradiolbenzoaat (10 μg, sc) en progesteron 48 uur later (400 μg, sc; 4 uur eerder gegeven testen; Sigma, St. Louis, MO). Gedragstesten in alle experimenten werden uitgevoerd 2 uur in de gebruikelijke nachtelijke periode van de dieren in hun huiskooi onder licht van een enkele 40 W rode gloeilamp. Voor copulatie-experimenten, één groep (n = 6) van de mannetjes mochten in hun thuiskooi copuleren met een oestrus vrouwtje tot een enkele ejaculatie, waarna het vrouwtje werd verwijderd. Alle dieren stapten bijna onmiddellijk op en kwamen binnen <4 minuten binnen. De gemiddelde latentie van de ejaculatie voor deze groep was 632.6 ± 169.64 s (gemiddelde ± SEM; n = 6). Een controlegroep (n = 6) werd gebruikt om het activiteitsniveau te controleren. Deze dieren werden visueel gevolgd om te verifiëren dat ze wakker en actief waren gedurende een periode van 15 minuten, wat overeenkwam met de duur van de copulatietestperiode van de experimentele groep. Kooideksels werden geopend en gesloten aan het begin en einde van deze periode van 15 minuten, maar verder werden de dieren ongemoeid gelaten. Controledieren die gedurende deze periode in rust waren, werden niet gebruikt. Dieren werden als rustig beoordeeld als ze leken te rusten op hun flank of in een houding met het hoofd naar beneden (aangepast van Espana et al., 2003). Zestig minuten na het begin van copulatiesessies of controlewaarnemingen werden dieren diep verdoofd met natriumpentobarbital (100 mg / kg) en geperfundeerd met 0.1 m PBS, pH 7.4 en 4% paraformaldehyde in PBS. Hersenen werden cryobeschermd in 20% sucrose-PBS en elke andere 40 μm cryostaatsectie (30 per dier) uit de buurt van de hypothalamische hcrt / orx celpopulatie werd immunologisch gemerkt voor prepro-hcrt / orx (1: 100; Millipore, Billerica, MA) en Fos (1: 10,000; EMD Biosciences, San Diego, CA) met respectievelijk 3 ', 3'-diaminobenzidine (DAB) en nikkel-geïntensiveerde DAB, volgens eerder beschreven immunohistochemische procedures (Espana et al., 2003; Sato et al., 2005). Celaantallen werden uitgevoerd onder hoge vergroting met behulp van een Olympus (Tokyo, Japan) microscoop en camera op een enkele sectie op een consistent rostrocaudaal niveau (zie Fig 1B,C) (2.45 mm posterior to bregma) (Swanson, 2004). Op elk halfrond werden cellen die binnen twee 470 × 630 μm-telvelden vielen getagd met behulp van digitale beeldanalysesoftware (Image-Pro Plus; Media Cybernetics, Silver Spring, MD) door een onderzoeker die blind was voor experimentele omstandigheden. In beide hersenhelften gebruiken laterale telvelden de fornices als hun mediale grens. Mediale telvelden gebruikten de fornices als hun laterale grens. De aantallen alleen-Fos-cellen, hcrt / orx en dubbel gemerkte cellen met zowel hcrt / orx als Fos-ir werden geregistreerd.

Figuur 1. 

Verhoogde Fos immunoreactiviteit in hcrt / orx neuronen tijdens copulatie. A, Hcrt / orx neuron (rechts) met Fos-ir. Schaalbalk, 25 μm. B, Representatieve microfoto van het juiste telveld in de linker hemisfeer van niet-populerend controle-mannetje. Schaalbalk (in A), 200 μm. C, Microfoto van copulerend mannetje. Schaalbalk, 200 μm. Pijlen geven hcrt / orx-neuronen aan die Fos-ir tonen; sterretjes duiden Fos-ir-kernen in niet-hcrt / orx-cellen aan; fx, fornix.

Castratie-experimenten en immunoblotten.

Volwassen man (~325 g aan het begin van experimenten) Long-Evans-ratten werden geanesthetiseerd (75 mg / kg ketamine HCl en 10 mg / kg xylazine HCl, ip) en gecastreerd. Aan dieren werd 7, 14 of 28 d van de overlevingstijd na de operatie toegestaan ​​voordat ze werden verdoofd en geperfuseerd en hun hersenen werden immunologisch gemerkt voor prepro-hcrt / orx zoals hierboven (alle groepen, n = 5). Deze dieren werden vergeleken met een sham-chirurgiegroep die een scrotale incisie onder identieke anesthesie ontving (n = 5). Shams werden ook gedood op 28 d. Celtellingen werden uitgevoerd zoals hierboven bij hetzelfde coronale vlak onder lagere vergroting.

In een afzonderlijk experiment 28 d castrates (n = 5) en schijn-behandelde controles (n = 5) werden diep verdoofd met natriumpentobarbital (100 mg / kg), en hun hersenen werden verwijderd en snel ingevroren in 2-methylbutaan gekoeld door droogijs. Bevroren hypothalami werden vervolgens geblokkeerd door twee coronale sneden, één door het mediale preoptische gebied (mPOA) net rostraal naar de decussatie van de voorste commissuur, en de andere door de achterste hypothalamuskern net caudaal naar de verdeling van het derde ventrikel in zijn hypothalamus en mammillaire uitsparingen. Blokken werden vervolgens bijgesneden met twee sagittale insnijdingen aan het mediale uiteinde van een van de cerebrale steel en door een horizontale snede aan het dorsale uiteinde van de hypothalamische uitsparing van het derde ventrikel. Weefselblokken werden vervolgens gehomogeniseerd met sonicatie, eiwit werd geëxtraheerd in gemodificeerde radio-immunoprecipitatiebuffer, pH 8.0, met proteaseremmers (Roche Complete Mini proteasemengsel; Roche Diagnostics, Indianapolis, IN), en extracten werden na centrifugeren in porties verdeeld. Na het bepalen van de totale eiwitconcentratie voor extracten van elke proefpersoon, werd 40 μg eiwit van elk dier in afzonderlijke putjes van een 15% SDS-PAGE-gel geladen. Elektroforetische scheiding, overdracht naar polyvinylideendifluoridemembranen (Bio-Rad, Hercules, CA) en immunolabeling werd uitgevoerd volgens de methode van Laemmli (Cleveland et al., 1977), met behulp van 1: 1000 van het eerder genoteerde anti-prepro-hcrt / orx antilichaam en later 1: 2000 anti-β-actine (Sigma) en 1: 5000 geiten anti-konijn IgG (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA ) in 5% melkpoeder in Tris-gebufferde zoutoplossing. Eiwitbanden werden gevisualiseerd door verbeterde chemiluminescentiekit (ECL; GE Healthcare, Piscataway, NJ) en Kodak (Rochester, NY) BioMax-films. Films werden belicht voor 40 en digitaal gescand en optische dichtheden werden gemeten met behulp van openbaar beschikbare ImageJ-software. Voor elk dier werden optische dichtheidswaarden voor hcrt / orx als een percentage van ß-actine-beladingscontrole bepaald en onderworpen aan statistische analyse.

In een derde experiment kregen mannelijke ratten zoals hierboven beschreven schijnoperaties (n = 3) of gecastreerd en elke tweede dag geïnjecteerd voor 28 d met dihydrotestosteron (500 μg, sc; n = 4), estradiolbenzoaat (20 μg, sc; n = 3), of olievoertuig (0.1 μl; n = 3). Beide hormonen werden gekocht bij Sigma. Hormoondoses werden gekozen vanwege hun vermogen in eerdere studies om copulatie in castraten te handhaven (Putnam et al., 2005). Op de 28e dag na operaties werden dieren gedood en hun hypothalami werden geblokkeerd voor het meten van het prepro-hcrt / orx-gehalte met Western immunoblot zoals hierboven beschreven.

Steroid hormone receptor en hcrt / orx double-label immunohistochemie.

Hersensecties van de LHA van intacte, seksueel naïeve volwassen mannelijke (~350 g) Long-Evans-ratten werden immunologisch gemerkt voor androgeenreceptor (AR) (1: 750; n = 6; Santa Cruz Biotechnology) of oestrogeenreceptor (ERα) (1: 2500; n = 9; Santa Cruz Biotechnology) met behulp van nikkel-geïntensiveerde DAB. Vervolgens werden AR-gemerkte coupes dubbel gelabeld voor prepro-hcrt / orx (zoals hierboven), en ERa-gelabelde coupes werden dubbel gekleurd voor prepro-hcrt / orx (n = 5). Na het monteren, secties die nauw overeen met een van de vier coronale lagen van de LHA in de atlas van Swanson (2004) werden met de hand onder de microscoop getrokken met behulp van een camera lucida-aanhangsel en dubbel- en enkel-gemarkeerde cellen in elke sectie werden gelabeld. Tekeningen werden digitaal gescand en gesuperponeerd op atlasniveaus met Adobe (San Jose, CA) Illustrator, en elke celpopulatie werd in kaart gebracht op atlasillustraties (Swanson, 2004). In het geval van ERα-plus-hcrt / orx-gelabelde coupes, werden getallen van dubbel- en enkel-gelabelde hcrt / orx neuronen geteld.

Farmacologie en copulatiegedrag.

Volwassen mannetje (~350 g aan het begin van experimenten) Long-Evans-ratten (n = 9) kregen vier sessies van 1 uur seksuele ervaring met een seksueel ontvankelijke vrouw in de week voorafgaand aan de gedragstest. Dieren die tijdens de eerste 30 minuten van de laatste test niet minstens één keer ejaculeerden, werden uitgesloten van het experiment. Ervaringssessies en gedragstesten werden uitgevoerd onder 40 W rood gloeilamplicht 2 uur na de nachtelijke periode van het dier. Tests van copulatiegedrag werden uitgevoerd in de kooi van het mannetje en duurden 30 minuten. Verschillende kenmerken van mannelijk copulatiegedrag (dwz mounts, intromissies en ejaculaties) werden gescoord door een waarnemer die blind was voor experimentele behandelingen met behulp van aangepaste computersoftware die frequentie- en latentiegegevens registreerde voor elke gedragsgebeurtenis. Dertig minuten voor gedragstesten werden dieren geïnjecteerd met ofwel de OX1 antagonist N- (2-methyl-6-benzoxazolyl) -N "-1,5-naftyridine-4-ylureum (SB 334867) (20 mg / kg, ip) of DMSO-drager (0.5 ml / kg). Het experiment volgde een eenvoudig gecompenseerd ontwerp binnen de proefpersonen, zodat vijf dieren medicijninjecties kregen op de eerste testdag en de overige vier vehikels ontvingen. Na een uitwasperiode van 48 uur kregen dieren die op dag één met geneesmiddel waren behandeld een drager en vice versa.

Elektrofysiologie.

Volwassen mannelijke Sprague Dawley-ratten (~350 g) werden geanesthetiseerd met chloraalhydraat (400 mg / kg, ip voor inductie; 100 mg · kg-1 · H-1 daarna voor onderhoud) en gemonteerd op een stereotaxisch instrument. De schedel en de dura boven het hersenstamgebied met de VTA werden verwijderd. Elk dier ontving eerst een infusie van kunstmatige CSF (aCSF) [0.5 μl / 5 min; van lambda, anteroposterior, + 2.6 of + 3.4 mm; mediolateral, ± 0.8 mm; dorsoventral, -7.0 mm; vlakke schedel volgens een stereotaxische atlas (Paxinos en Watson, 1998)], met een 32 ga Hamilton-spuit (0.5 μl / 5 min) aan één kant van de VTA. Daarna, 10 min. Later, werd de cellen-per-track bemonsteringsprocedure uitgevoerd aan de ipsilaterale zijde van de VTA. Dieren ontvingen vervolgens een infusie van hcrt-1 / orx-A (0.014 nmol, n = 4; 1.4 nmol, n = 5; of 140 nmol, n = 6 opgelost in aCSF; American Peptide, Sunnyvale, CA) in de contralaterale VTA voordat de cellen-per-baan procedure aan die zijde werd herhaald. Injecties werden gecompenseerd door middel van de hemisfeer en door een injectieplaats op de anterieure of posterieure injectieplaats. Extracellulaire opnames met een enkele eenheid werden uitgevoerd met glazen micropipetten met één vat (1.5 mm buitendiameter voor trekken; World Precision Instruments, Sarasota, FL) gevuld met 2 m NaCl en gebroken. De elektrode-impedantie varieerde van 2 tot 4 MΩ bij 135 Hz. DA-neuronen werden geïdentificeerd door hun positief-negatieve extracellulaire actiepotentialen, die vaak een prominente initiële segment / somatodendritische (IS / SD) breuk, een brede actiepotentiaalduur, een langzame afvuursnelheid en een onregelmatig enkelvoudig piek- of burst-afvuurpatroon hebben (Grace en Bunney, 1983). Om het cellen-per-spoor-experiment uit te voeren, werd de registratie-elektrode systematisch door een stereotaxisch gedefinieerd blok in de VTA (2.8-3.4 mm vóór tot lambda; 0.6-1.0 mm lateraal tot middellijn; 6.5-8.5 mm onder het hersenoppervlak) geleid zes keer. Elke geïdentificeerde DA-neuron werd voor 2-5 min online geregistreerd met behulp van het kaartgegevensacquisitiesysteem (AD-instrumentenMountain View, CA). Het gemiddelde aantal spontaan actieve DA-neuronen aangetroffen per elektrodespoor van elk dier (cellen per spoor) was de index voor VTA DA-neuronenpopulatieactiviteit. De gemiddelde afvuursnelheid van DA-neuronen werd bepaald van alle DA-neuronen die werden bemonsterd van alle dieren in elke groep.

Om te testen op depolarisatie-inactivatie in de 140 nmol hcrt / orx-groep, werd apomorfine-HCl (20 μg / kg, ip; n = 4; Sigma) werd toegediend onmiddellijk na de voltooiing van post-hcrt-1 / orx-A-bemonstering. Tien minuten na apomorfine-injectie werden zes extra elektrodesporen bemonsterd in de zijde van VTA die eerder hcrt-1 / orx-A ontving.

Gedrag, drieletterige immunohistochemie en celaantallen.

Volwassen (~300 g) mannelijke Long-Evans-ratten kregen vier seksuele 1-ervaringssessies met een receptieve vrouw zoals hierboven. Vóór (1 h) anesthesie, perfusie en voorbereiding van weefsel voor immunolabeling, dieren (n = 6) mochten copuleren tot een enkele ejaculatie. Zoals hierboven werden dieren bijna onmiddellijk opgezet en intromited, en de gemiddelde ejaculatielatentie voor deze groep was 588.50 ± 85.03 s (gemiddelde ± SEM). De experimentele groep werd vergeleken met seksueel ervaren controles die geen toegang kregen tot oestrusdieren voor copulatie (n = 6). Zoals hierboven, vonden testen plaats 2 uur na de gebruikelijke nachtelijke periode van het dier onder rood gloeiend licht. Nadat de dieren waren gedood, gefixeerd en in een koude microtoom waren gesneden (zoals hierboven), werden vier secties van elk dier die vier rostrocaudale niveaus van VTA vertegenwoordigen, geselecteerd voor immunohistochemie. Voor het aantal vakken (n) gebruikt voor celtellingen op elk niveau, zie Tabel 4. Secties werden gelabeld voor Fos (1: 7500; Santa Cruz Biotechnology) met DAB zoals hierboven. Secties werden vervolgens gemerkt voor prepro-hcrt / orx (1: 500) en tyrosine hydroxylase (TH; 1: 2000; Millipore) met aan cyanine geconjugeerde secundaire fluorescente antilichamen (1: 200; Cy3 en Cy2, respectievelijk; Jackson ImmunoResearch, West Grove, PA). Celaantallen werden uitgevoerd onder een hoge (40 ×) vergroting op a Leica (Nussloch, Duitsland) DM 4000B-microscoop met Stereo-detective software (MBF Bioscience, Williston, VT) door een onderzoeker die blind is voor de behandelingsomstandigheden. Stereo-detective software werd gebruikt om een ​​telveld te definiëren dat alle DA-cellen bevat op elk niveau van VTA. Bij een enkele brandpuntsafstand in elk van de vier rostrocaudale niveaus van VTA, werden vijf celtypen getagd: TH-positieve neuronen, TH-positieve neuronen die Fos-ir laten zien, TH-positieve neuronen die directe (op somatische plasmalemma) appositions laten zien door hcrt / orx-vezels, TH-positieve neuronen die zowel Fos-ir- als hcrt / orx-appositions vertonen, en ten slotte, solo-Fos-positieve kernen niet in TH-neuronen.

Gegevensanalyse.

Groepsgemiddelden voor celtellingen in het Fos-experiment en optische dichtheidsmetingen van Western blots uit het eerste experiment werden vergeleken met onafhankelijke monsters t test. Overeenkomende samples t testen werd uitgevoerd op middelen van de OX1 antagonist gedragsexperiment. Celaantallen in de castratie, drieletterige experimenten en gemiddelde schietsnelheid en cellen-per-track-metingen werden onderworpen aan ANOVA.

Resultaten

Copulatie verhoogt Fos immunoreactiviteit in hcrt / orx neuronen

Het percentage hcrt / orx-ir-cellen dat Fos-ir vertoonde, verschilde significant tussen groepen, waarbij copulerende dieren verhoogde Fos-ir in hcrt / orx-cellen vertoonden (t(10) = 7.71; p <0.01) (Tabel 1, Fig 1). Gemiddelde aantallen dubbel gelabelde hcrt / orx verschilden ook significant tussen groepen (t(10) = 6.03; p <0.001). Opmerkelijk is dat bij copulerende dieren geen verschil in aantal Fos-positieve hcrt / orx-neuronen werd gedetecteerd tussen de mediale en laterale telvelden (gegevens niet getoond) (Harris en Aston-Jones, 2006). Het totale gemiddelde aantal Fos-ir-kernen (alleen-Fos-cellen en dubbel gelabelde hcrt / orx-neuronen) was significant groter in copulerende dieren dan in niet-kloppende controles (t(10) = 16.97; p <0.001) (Tabel 1).

Tafel 1. 

Verhoogde Fos-ir tijdens copulatie in hcrt / orx neuronen van mannelijke ratten

Castratie vermindert hcrt / orx immunoreactiviteit en eiwit in hypothalamus

In vergelijking met sham-behandelde controles vertoonden de tellingen van hcrt / orx-ir-neuronen een significante afname in aantal cellen 28 d na castratie (Fig 2A) (F(3,16) = 7.60; p <0.005). Dit vertegenwoordigt een afname van 31.8% van het aantal cellen in de waargenomen populatie. Post hoc (Tukey) testen bracht geen significante verschillen aan het licht tussen aantallen van schijn-behandelde ratten of 7 of 14 d castraten. Daaropvolgende Western immunoblot-analyse van hypothalamische prepro-hcrt / orx vond een significante afname in gemiddelde optische dichtheid van hcrt / orx-banden uit 28 d castraten in vergelijking met met schijnbehandeling behandelde controles (Fig 2B) (t(8) = 2.99; p <0.05.).

Figuur 2. 

Castratie vermindert hcrt / orx-ir in mannelijke rattenhypothalamus. A, Representatieve microfoto's van hcrt / orx-gelabelde neuronen in één halfrond vertonen significante dalingen in aantal cellen door 28 d na castratie. Inzetwaarden zijn gemiddeld aantal cellen voor beide hemisferen ± SEM; **p <0.005. Schaalbalk, 200 μm; fx, fornix. B, Westerse immunoblots vertonen significante dalingen in hypothalamische prepro-hcrt / orx van 28 d castraten. Elke band vertegenwoordigt het signaal van één dier in beide groepen. Waarden zijn gemiddelden ± SEM optische dichtheid (od) eenheden voor hcrt / orx ten opzichte van β-actine; *p <0.05. C, Immunoblots voor prepro-hcrt / orx in 28 d castraten tonen E2 om het hypothalamische hcrt / orx-gehalte te handhaven dat equivalent is aan dat van shams in vergelijking met met olie behandelde controles. Groepen met dezelfde kleine letter verschillen niet significant van elkaar (p <0.05).

Estradiol herstelt de hypothalamische hcrt / orx-eiwitniveaus

Bij 28 d na castratie of schijnoperatie waren de prepro-hcrt / orx-spiegels in met olie behandelde dieren significant lager dan die voor sham- en estradiol (E2) -behandelde groepen (F(3,9) = 8.47; p <0.005) (Fig 2C). One-way ANOVA met post hoc (Tukey) testen vonden dat prepro-hcrt / orx niveaus gemeten in schijn- en E2-behandelde dieren verschilden niet van elkaar en dat de E2 groep verschilde niet van DHT-behandelde dieren.

ERa is coextensief met hcrt / orx en wordt tot co-expressie gebracht in een anatomisch verschillende populatie van hcrt / orx neuronen

Nucleair AR werd ventraal verwijderd uit de belangrijkste hcrt / orx-neuronenpopulatie en verspreidde zich mediolateraal van de boogvormige kern naar het optische kanaal. In geen enkel geval werden nucleaire AR's en hcrt / orx gevonden in hetzelfde neuron (gegevens niet getoond). Hoewel ERα een vergelijkbaar verdelingspatroon vertoonde in de ventrale omvang van de hypothalamus, was ERα-labeling uitgebreider in de ventromediale kern. Meer dorsaal werd ERα-labeling gevonden in taps toelopende banden van cellen die zich mediaal uitstrekten van de interne capsule onder de zona incerta tot de dorsomediale hypothalamus (DMH). Label voor ERα werd zelden gevonden in hcrt / orx-neuronen (<1% van de ondervraagde populatie). Wanneer werd waargenomen dat ERα colocaliseert met hcrt / orx, was het meestal in neuronen binnen of net rostraal ten opzichte van de DMH (Fig 3). Dus, hoewel zeer weinig hcrt / orx neuronen in de hypothalamus ERα tot expressie brengen, een groot deel (~65%) van die zich bevinden in of nabij de DMH doen (Fig 3).

Figuur 3. 

ERa is van dezelfde omvang als hcrt / orx. ERa-kernen worden weergegeven door gesloten cirkels, hcrt / orx-neuronen worden weergegeven door open cirkels en dubbel gemerkte ERα plus hcrt / orx-cellen worden weergegeven door sterren. De aantallen zijn in millimeters caudaal ten opzichte van bregma. AHN, Anterior hypothalamic nucleus; fx, fornix; ot, optisch kanaal; PVN, paraventriculaire kern; VMH, ventromediale hypothalamus; 3v, derde ventrikel.

Hcrt / orx receptor blokkade verslechtert copulatie

In vergelijking met voertuig, voorbehandeling met de OX1 antagonist SB 334867 verhoogde de gemiddelde latencies om intromit en verminderde gemiddelde ejaculatie frequentie (Tabel 2). Gepaarde monsters t testen onthulden een significant effect van SB 334867 op intromissielatenties (t(8) = 3.31; p <0.05) en ejaculatiefrequentie (t(8) = 2.40; p <0.05). Medicamenteuze behandeling bleek ook een niet-significante toename te veroorzaken in de gemiddelde latenties om op te bouwen en te ejaculeren en afname van het gemiddelde aantal intromissies (Tabel 2).

Tafel 2. 

OX1 antagonist SB 334867 verslechtert mannelijk copulatiegedrag

Hcrt-1 / orx-A verhoogt de VTA DA neuronaanvalsnelheid en populatie-activiteit en veroorzaakt depolarisatie inactivatie

De laagste dosis hcrt-1 / orx-A (0.014 nmol) verhoogde de gemiddelde VTA DA-neuronaanvalsnelheid in vergelijking met met het voertuig behandelde controles (Fig 4B,C) (paarsgewijze vergelijking; F(1,18) = 13.83, p <0.01; na een gemengde 2 × 3 ANOVA, F(1,10) = 13.67, p <0.005), maar geen enkele andere dosis hcrt-1 / orx-A had dit effect. Deze dosis lijkt verantwoordelijk te zijn voor een significant hoofdeffect van hcrt / orx op de vuursnelheid gedetecteerd in de 2 × 3 ANOVA. EEN post hoc (Tukey) -test onthulde geen significant verschil in snelheid tussen met ACF behandelde controlegroepen over de dosis heen. De 1.4 nmol-dosis van hcrt-1 / orx-A verhoogde de activiteit van de VTA DA-neuronenpopulatie aanzienlijk (aantal spontaan actieve neuronen dat in elk elektrodespoor werd gedetecteerd (Fig 4D) (paarsgewijze vergelijking, F(1,24) = 6.42, p <0.05; na een significante interactie in een 2 × 3 gemengde ANOVA, F(2,10) = 16.71, p <.001). De hoogste dosis hcrt-1 / orx-A getest (140 nmol) verminderde significant de populatie-activiteit van DA-neuronen (cellen per track) (Fig 4D) (one-way herhaalde metingen ANOVA op 140 nmol dosis, F(2,6) = 12.20; p <0.01). Deze afname werd ongedaan gemaakt door systemische apomorfine-injectie (Tukey's post hoc test).

Figuur 4. 

Hcrt / orx reguleert de neuronale activiteit van VTA DA in vivo. A, Golfvorm van een typisch VTA DA-neuron met kenmerkende brede actiepotentiaal en een IS / SD-breuk. BTop, Vuursnelheid en patroon van hetzelfde met drager behandelde neuron dat typische barstactiviteit vertoont; bodem, een snelvuurneuron waargenomen na lokale infusie van 0.014 nmol van hcrt 1 / orx A (n = 4). C, D, Dosisrelatie van lokaal geïnfundeerd hcrt-1 / orx-A op de snelheid van het schieten en de populatie-activiteit van VTA DA-neuronen. Hcrt-1 / orx-A (1.4 nmol; n = 5) verhoogt de bevolkingsactiviteit. De afgenomen populatie-activiteit na 140 nmol van hcrt 1 / orx A (n = 4) werd omgekeerd door systemische apomorfine (20 μg / kg). Het getal binnen elke balk geeft het aantal opgenomen neuronen weer. Getoond zijn gemiddelden ± SEM. *p <0.05; **p <0.01.

TH-positieve VTA-neuronen met hcrt / orx-appositions vertonen toenamen in Fos-ir na copulatie

Twee-weg ANOVA op het gemiddelde aantal Fos-ir-kernen in niet-TH positieve neuronen vertoonden significante effecten van de behandeling (F(1,38) = 38.88; p <0.001) en anatomisch niveau (F(7,38) = 12.59; p <0.001), evenals een significante interactie tussen deze twee factoren (F(7,38) = 7.45; p <0.001), wat suggereert dat Fos geïnduceerd tijdens copulatie bij voorkeur voorkomt in de anterieure telniveaus. Dit werd bevestigd door daaropvolgende one-way ANOVA en post hoc (Tukey) -tests die de twee anteriormost niveaus ("rostraal" en "middle 1") aantonen om significant meer Fos-positieve kernen te hebben (F(3,24) = 9.48; p <0.001). Hetzelfde gold niet voor niet-populerende controles, waarin basale Fos-ir niet verschilde in niveau (Tabel 3). Het percentage TH-gelabelde neuronen met hcrt / orx-appositions verschilde niet door experimentele behandeling; nochtans, toonde deze maatregel een duidelijke rostrocaudal gradiënt, met het meest rostral niveau dat een beduidend hoger percentage van deze neuronen in beide groepen heeft (Tabel 4) (F(3,38) = 133.57; p <0.001). Deze bevinding is consistent met de hogere dichtheid van hcrt / orx-vezels die we in de anterieure VTA hebben waargenomen. Het percentage TH-gelabelde neuronen die Fos-ir vertoonden (maar geen hcrt / orx-appositions hadden) verschilde niet door behandeling of rostrocaudaal niveau. Het percentage TH-neuronen dat zowel Fos- als hcrt / orx-toevoegingen vertoonde, vertoonde een significant effect van de behandeling (F(1,38) = 8.62; p <0.01), niveau (F(3,38) = 4.53; p <0.01), en hun interactie (F(3,38) = 4.53; p <0.01). One-way ANOVA op middelen uit de experimentele groep suggereert dat copulatie-geïnduceerde Fos-ir in TH-neuronen met hcrt / orx-appositions het meest prominent voorkomt in cellen die zich in de rostrale VTA bevinden (F(3,24) = 4.85; p <0.05).

Tafel 3. 

Aantal Fos-ir-kernen in niet-TH-positieve cellen van VTA op vier rostrocaudale niveaus

Tafel 4. 

Percentage TH-neuronen die hcrt / orx-appositions, Fos of beide tonen

Discussie

De toegenomen Fos-ir in hcrt / orx neuronen in het LHA na copulatie suggereert dat activering van deze cellen gepaard gaat met voortplantingsgedrag bij mannen (Morgan en Curran, 1991). Deze gegevens komen overeen met eerdere studies met 2-deoxyglucose die een verhoogde metabolische activiteit bij LHA rapporteren na blootstelling aan oestreuze vrouwelijke geuren (Orsini et al., 1985). Dit effect kan een verhoogde hcrt / orx-transmissie in hcrt / orx neuron-terminale gebieden zoals de mPOA weerspiegelen, waarbij is aangetoond dat hcrt / orx het mannelijke copulatiegedrag vergemakkelijkt (Gulia et al., 2003). Seksgerelateerde Fos-inductie in hcrt / orx-neuronen is consistent met het idee dat de hcrt / orx-neuronen gevoelig zijn voor natuurlijke bekrachtigers. Een recente studie toonde aan dat Fos-ir toenam in hcrt / orx-neuronen van ratten die geconditioneerd waren om een ​​voedselbeloning te verwachten en dat deze toename in Fos-ir correleerde met de voorkeursscore van de dieren in het geconditioneerde plaatsvoorkeursparadigma (Harris et al., 2005). De activering van hcrt / orx neuronen kan een beloningsgerelateerd fenomeen zijn, omdat de bovengenoemde studie een gebrek aan robuuste toenamen in Fos-ir hcrt / orx-cellen vertoonde bij dieren die werden blootgesteld aan een nieuwe objectstimulus. Deze auteurs rapporteren ook percentages van hcrt / orx neuronen die basaal (15%), nieuwheid-geïnduceerd (18%) en voedsel-geconditioneerd (50%) Fos-ir uitdrukken die compatibel zijn met die die we hier rapporteren (12% basaal versus 40 % copulatie geïnduceerd). Deze waarnemingen suggereren dat hcrt / orx neuronen worden geactiveerd door natuurlijke beloningen zoals voedsel en seks.

De hier beschreven oestrogene regulatie van hcrt / orx verschaft aanvullend bewijs voor mogelijke hypocretinerge beheersing van mannelijk seksueel gedrag. Het is opmerkelijk dat het hier beschreven tijdsverloop van hcrt / orx-verlies verenigbaar is met klassieke gedragsgegevens waaruit blijkt dat mannelijk seksueel gedrag na castratie weken in beslag neemt en bovendien dat het E is2 in plaats van DHT die nodig is voor het opnieuw instellen van gedrag (Hull et al., 2006). Zonder verder experiment kunnen we alleen speculeren over de mechanismen die ten grondslag liggen aan de voortdurende aanwezigheid van hcrt / orx in de afwezigheid van E2. De eenvoudigste verklaring kan zijn dat de vertragingstijd tot verlaagde hcrt / orx-spiegels de latentie tot een gemakkelijk kwantificeerbare depletie in vesiculaire voorraden van de zender weerspiegelt. Zoals hieronder besproken, suggereert de afwezigheid van ER's in hcrt / orx neuronen regulatie van hcrt / orx-expressie door invoeren van neuronen die die receptoren bevatten. Omdat neuropeptide-synthese (Enyeart et al., 1987), beweeglijkheid (Shakiryanova et al., 2005) en vrijgave zijn activiteitsafhankelijke verschijnselen (Fulop et al., 2005), neemt elke postcastratie af in hcrt / orx neuronale exciteerbaarheid (Smith et al., 2002) kan deze processen negatief beïnvloeden, waardoor de kinetiek van de peptideafgifte wordt vertraagd, zodat verminderde niveaus van synthese mogelijk enige tijd niet duidelijk zijn. Met welk mechanisme dan ook, het lijkt waarschijnlijk dat de actie van de steroïde het eerste element is van een complexe cascade die verantwoordelijk is voor het handhaven van de basale niveaus van het peptide.

Net zoals hcrt / orx-neuronen de voedselinname reguleren als reactie op humorale factoren die verband houden met energiebalans (Olszewski et al., 2003; Burdakov et al., 2006), hcrt / orx-neuronen lijken ook gevoelig te zijn voor het hormonale milieu en kunnen reproductiegedrag op een vergelijkbare manier bevorderen. De hier gepresenteerde gegevens suggereren dat basale hcrt / orx-expressie wordt onderhouden door E2. In gonadaal intacte dieren die het volledige complement van hcrt / orx tot expressie brengen, zou deze zender waarschijnlijk verwerking in structuren die belangrijk zijn voor mannelijk seksueel gedrag en beloning, vergemakkelijken. De hcrt / orx-neuronen hebben aanzienlijke wederzijdse verbindingen met gebieden zoals de mPOA, bedkern van de stria-terminale (BNST) en VTA (Peyron et al., 1998; Sakurai et al., 2005), waarvan bekend is dat ze belangrijk zijn voor de expressie van mannelijk seksueel gedrag (voor een overzicht, zie Hull et al., 2006). Vermindering van hcrt / orx na castratie zou naar verwachting een belangrijke bron van exciterende input voor deze structuren verminderen, waardoor het gedrag wordt aangetast.

De manier waarop ER-activering basale hcrt / orx-expressie handhaaft, wacht op aanvullende studie; het wordt echter waarschijnlijk aangestuurd door afferenten van ERα-expresserende hersengebieden die naar LHA projecteren (Simerly et al., 1990; Yoshida et al., 2006), met name die structuren waarvan is vastgesteld dat ze prikkelende projecties hebben [bijv. BNST en mPOA (Georges en Aston-Jones, 2002; Henny en Jones, 2006)]. We rapporteren geen colocalisatie van AR met hcrt / orx, en hoewel een paar hcrt / orx-neuronen ERα-immunopositief waren, zijn deze cellen niet talrijk genoeg om de duidelijke effecten van castratie te verklaren, noch zijn ze in register met die waarvan wordt gezien dat ze hun hcrt / orx-inhoud na castratie (Fig. 2A, 3). We rapporteren ook dat ERα-ir-kernen en hcrt / orx-neuronen vaak naast elkaar worden geplaatst, wat de mogelijkheid van lokale regulatie van hcrt / orx-neuronale en genexpressieactiviteit door naburige ERα-bevattende cellen verhoogt. Het belang van exciterende lokale circuitactiviteit van dit type is beschreven in het hcrt / orx-systeem (Li et al., 2002). Tot de noodzakelijke anatomische experimenten echter exciterende synapsen laten zien die zijn gemaakt door ERα-bevattende cellen op hcrt / orx-neuronen, kan hormoonafhankelijke, afferentiegestuurde expressie van hcrt / orx niet worden aangenomen. Hcrt expressie schommelt diurnaal (Taheri et al., 2000), tijdens de zwangerschap (Kanenishi et al., 2004), en als reactie op verschillende voedingsmanipulaties (Cai et al., 1999; Griffond et al., 1999). De moleculaire mechanismen die de dynamiek van reguleren hcrt de expressie is niet gekarakteriseerd, waardoor het volgen van een pad van nucleus naar membraan, en het benoemen van kandidaat-signaleringsmoleculen die de hcrt / orx-expressie kunnen beïnvloeden, op dit moment moeilijk is.

Het idee dat hcrt / orx signalering betrokken is bij het versterken van gedrag zoals seks wordt ook ondersteund door gegevens die wijzen op beperkingen in seksueel gedrag na behandeling met de OX1 antagonist SB 334867 (Tabel 2). In een dosis die vergelijkbaar is met de dosis die wordt gebruikt om het door stress veroorzaakte herstel van de zelftoediening door cocaïne te blokkeren (Boutrel et al., 2005), Verhoogde SB 334867 de latentie van intro-missies en het afgenomen aantal ejaculaties aanzienlijk, wat suggereert dat blokkering van hcrt / orx-transmissie de stimulerende eigenschappen van oestere vrouwen kan beïnvloeden.

DA is een belangrijke neurotransmitter voor beloning, stimulerende motivatie en adaptief gedrag (Berridge en Robinson, 1998; Ikemoto en Panksepp, 1999; Wise, 2004). We observeerden een krachtig dosisafhankelijk excitatoir effect van hcrt / orx op de VTA DA neuron-activiteit. Deze bevinding ondersteunt de rol van hcrt / orx in versterking en suggereert dat het mesolimbische DA-systeem een ​​locus buiten de mPOA is waarin hcrt / orx-projecties kunnen werken om mannelijk seksueel gedrag te verbeteren. Bij de laagste geteste dosis (0.014 nmol) verhoogde hcrt / orx de balsnelheid zonder de populatie-activiteit te beïnvloeden (cellen / spoor) (Fig 4C). Bij de intermediaire dosis (1.4 nmol) was de populatieactiviteit van DA-neuronen verhoogd, wat aangeeft dat eerder rustende, gehyperpolariseerde neuronen geactiveerd waren (Fig 4D). Bij de hoogste dosis (140 nmol) was de populatie-activiteit van VTA DA-neuronen afgenomen. Interessant is dat de door hcrt / orx geïnduceerde verlaging van de activiteit van de VTA DA-neuronenpopulatie omgekeerd was door acute toediening van de DA-agonist apomorfine (Fig 4D). In normale dieren hyperpolariseert apomorfine DA-neuronen door autoreceptoren te activeren en vermindert het hun valsnelheid en populatie-activiteit. Na chronische antipsychotische behandeling of herhaalde behandeling met misbruikt drugs kan apomorfine de door drugs veroorzaakte dalingen van de bevolkingsactiviteit omkeren (Grace et al., 1997; Shen en Choong, 2006). Aangenomen wordt dat apomorfine de inactivatie van depolarisatie omkeert door over-geëxciteerde cellen voldoende opnieuw te repolariseren om het schieten te hervatten. Samen suggereren deze gegevens dat hcrt / orx een dosisafhankelijk exciterend effect op VTA DA-neuronen uitoefent, consistent met voorgaande in vitro werk (Korotkova et al., 2003).

Het belang van dalende paden van de LHA tot VTA werd onderzocht in een aantal experimenten (Bielajew en Shizgal, 1986; Shizgal, 1989; You et al., 2001). Deze gegevens suggereren dat verhogingen van NAc DA tijdens hypothalamatisch gemedieerde gemotiveerde gedragingen zoals copulatie (Pfaus et al., 1990; Wenkstern et al., 1993) of voeding (Hernandez en Hoebel, 1988; Rada et al., 2005) kunnen vertrouwen op deze aflopende projecties. Dat dergelijke projecties hcrt / orx bevatten, wordt ondersteund door experimenten waarbij NAc DA-efflux wordt waargenomen na intra-VTA-injectie van hcrt / orx (Narita et al., 2006). Binnen de hypothalamus kan serotonine [5-hydroxytryptamine (5-HT)] hcrt / orx-neuronen in het LHA krachtig hyperpolariseren (Li et al., 2002). Selectieve serotonineheropnameremmers of 5-HT zelf, omgekeerd gedialyseerd in de LHA nabij de hoofdpopulatie van cellen die hcrt / orx tot expressie brengen, vermindert basale en door vrouwen opgewekte NAc DA-afgifte en vermindert copulatie (Lorrain et al., 1997, 1999). In het licht van de hierboven gepresenteerde gegevens die de activering van hcrt / orx-neuronen tijdens copulatie en van VTA DA-neuronen door hcrt / orx tonen, stellen we dat afnemende hcrt / orx-projecties naar de VTA seksegerelateerde NAc DA-afgifte zouden kunnen mediëren. Bovendien kan remming van deze projecties door intra-LHA 5-HT het remmende effect van 5-HT op afgifte van NAc DA en seksueel gedrag verklaren.

Een anatomisch substraat voor hcrt / orx-DA-interacties is duidelijk in onze bevinding dat TH-positieve VTA-neuronen door het hcrt / orx-systeem worden geïnnerveerd en verhoogde Fos-ir vertonen met blootstelling aan belonende stimuli zoals copulatie (Fig 5, Tabel 4). Dit effect toonde zowel gedragsrelevantie als ruimtelijke specificiteit, aangezien Fos-inductie in hcrt / orx-geassocieerde TH-neuronen alleen werd gedetecteerd in de anterieure VTA van copulerende dieren. Het is misschien onopvallend dat dit patroon van activering in dit deel van VTA verschijnt, aangezien DA-cellen daar precies caudaal liggen ten opzichte van de hoofdpopulatie van hcrt / orx-neuronen, waarvan de aflopende vezels dit gebied doorkruisen voordat ze worden afgestaan ​​aan meer distale doelen in de hersenstam (Peyron et al., 1998).

Figuur 5. 

Copulatie induceert Fos-ir in hCT / orx-bevattende VTA DA-neuronen. A, Microfoto's met TH-, hcrt / orx- en Fos-labels in VTA. Pijlen duiden Fos-positieve TH-neuronen aan met hcrt / orx-appositions; asterisken markeren dubbel gelabelde neuronen zonder appositions. Schaalbalk, 45 μm. B, Detail van Fos-positieve TH-neuronen met pijlen die plaatsen van hcrt / orx boutons in appositie aangeven. C, Coronale secties die rostrocaudale niveaus van VTA tonen die worden gebruikt bij het tellen (donker gearceerd). Cijfers in de linkerbovenhoek van elke sectie zijn in millimeters van Bregma. Getallen in de rechterbovenhoek zijn gemiddelde ± SEM-schattingen van de celdichtheid op dat niveau. Het vak geeft het gebied van de microfoto's aan A.

Deze gegevens suggereren een nieuwe route waarbij gonadale steroïden invloed kunnen hebben op een hypothalamische input van DA-systemen die betrokken zijn bij gemotiveerd gedrag (Fig 6). Ze voegen ook seksueel gedrag toe aan de groeiende lijst van gedragingen die worden gereguleerd door hcrt / orx, inclusief opwinding, eetgedrag en zoeken naar drugs.

Figuur 6. 

Model voor regulatie van hcrt / orx door gonadale steroïden en VTA DA door hcrt / orx. Estradiol, gesynthetiseerd uit gonadale testosteron door aromatase, werkt in op ERα-bevattende neuronen in BNST, mPOA en LHA. Deze structuren projecteren hypothalamische hcrt / orx neuronen. Excitatoire projecties van deze structuren kunnen de hcrt / orx neuronale en genexpressieactiviteit beïnvloeden op een steroïd-gevoelige manier. Hcrt / orx-projecties op VTA verbeteren de neuronale activiteit van de middenhersenen tijdens mannelijk seksueel gedrag. Dit effect kan worden geblokkeerd door intra-LHA-infusies van 5-HT die hcrt / orx-activiteit remmen, seksueel gedrag en afgifte van NAc DA schaden.

voetnoten

  • April 21, 2006 ontvangen.
  • Revisie ontvangen januari 23, 2007.
  • Geaccepteerd februari 8, 2007.

  • Dit werk werd ondersteund door United States Public Health Service Grants MH073314 (JWM), MH40826 en MH01714 (EMH) en AA12435 (R.-YS). We bedanken Dr. Samir Haj-Dahmane voor zijn nuttige advies en Dr. Zuoxin Wang voor het leveren van microscopische apparatuur.

  • Correspondentie moet worden gericht aan John Muschamp, Afdeling Psychologie, Florida State University, Tallahassee, FL 32306-1270. [e-mail beveiligd]

Referenties

  1. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Wat is de rol van dopamine bij belonen: hedonische impact, beloningsleren of incentive-salience? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  2. ↵
    1. Bielajew C,
    2. Shizgal P

    (1986) Bewijs dat betrekking heeft op afdalende vezels bij zelfstimulering van de mediale voorhersenenbundel. J Neurosci 6: 919-929.

  3. ↵
    1. Borgland SL,
    2. Taha SA,
    3. Sarti F,
    4. Velden HL,
    5. Bonci A

    (2006) Orexine A in de VTA is van cruciaal belang voor de inductie van synaptische plasticiteit en gedragssensibilisatie voor cocaïne. Neuron 49: 589-601.

  4. ↵
    1. Boutrel B,
    2. Kenny PJ,
    3. Specio SE,
    4. Martin-Fardon R,
    5. Markou A,
    6. Koob GF,
    7. de Lecea L

    (2005) Rol voor hypocretine bij het mediëren van stress-geïnduceerde herstel van cocaïne-zoekgedrag. Proc Natl Acad Sci USA 102: 19168-19173.

  5. ↵
    1. Burdakov D,
    2. Jensen LT,
    3. Alexopoulos H,
    4. Williams RH,
    5. Fearon IM,
    6. O'Kelly ik,
    7. Gerasimenko O,
    8. Fugger L,
    9. Verkhratsky A

    (2006) K + -kanalen met Tandem-poriën veroorzaken remming van orexine neuronen door glucose. Neuron 50: 711-722.

  6. ↵
    1. Caggiula AR,
    2. Hoebel BG

    (1966) "Copulation-reward-site" in de posterieure hypothalamus. Wetenschap 153: 1284-1285.

  7. ↵
    1. Cai XJ,
    2. Widdowson PS,
    3. Harrold J,
    4. Wilson S,
    5. Buckingham RE,
    6. Arch JR,
    7. Tadayyon M,
    8. Clapham JC,
    9. Wilding J,
    10. Williams G

    (1999) Hypothalamische expressie van orexine: modulatie door bloedglucose en voeding. Diabetes 48: 2132-2137.

  8. ↵
    1. Cleveland DW,
    2. Fischer SG,
    3. Kirschner MW,
    4. Laemmli UK

    (1977) Peptide mapping door beperkte proteolyse in natriumdodecylsulfaat en analyse door gelelektroforese. J Biol Chem 252: 1102-1106.

  9. ↵
    1. de Lecea L,
    2. Kilduff TS,
    3. Peyron C,
    4. Gao X,
    5. Foye PE,
    6. Danielson PE,
    7. Fukuhara C,
    8. Battenberg EL,
    9. Gautvik VT,
    10. Bartlett FS II.,
    11. Frankel WN,
    12. van den Pol AN,
    13. Bloom FE,
    14. Gautvik KM,
    15. Sutcliffe JG

    (1998) De hypocretinen: hypothalamus-specifieke peptiden met neuro-exciterende activiteit. Proc Natl Acad Sci USA 95: 322-327.

  10. ↵
    1. DiLeone RJ,
    2. Georgescu D,
    3. Nestler EJ

    (2003) Laterale hypothalamische neuropeptiden bij beloning en drugsverslaving. Life Sci 73: 759-768.

  11. ↵
    1. Enyeart JJ,
    2. Sheu SS,
    3. Hinkle PM

    (1987) Dihydropyridine-modulatoren van spanningsgevoelige Ca2 + -kanalen reguleren specifiek prolactineproductie door GH4C1 hypofysetumorcellen. J Biol Chem 262: 3154-3159.

  12. ↵
    1. Espana RA,
    2. Valentino RJ,
    3. Berridge CW

    (2003) Fos immunoreactiviteit in hypocretine-synthetiserende en hypocretine-1 receptor tot expressie brengende neuronen: effecten van dag- en nachtelijke spontane waaktoestanden, stress en hypocretine-1 toediening. Neurowetenschap leerprogramma 121: 201-217.

  13. ↵
    1. Fadel J,
    2. Deutch AY

    (2002) Anatomische substraten van orexine-dopamine interacties: laterale hypothalamische projecties naar het ventrale tegmentale gebied. Neurowetenschap leerprogramma 111: 379-387.

  14. ↵
    1. Fulop T,
    2. Radabaugh S,
    3. Smith C

    (2005) Activiteitsafhankelijke differentiële transmitterafgifte in adrenale chromaffinecellen van de muis. J Neurosci 25: 7324-7332.

  15. ↵
    1. Fulton S,
    2. Woodside B,
    3. Shizgal P

    (2000) Modulatie van hersenbeloningscircuits door leptine. Wetenschap 287: 125-128.

  16. ↵
    1. Georges F,
    2. Aston-Jones G

    (2002) Activering van ventrale tegmentale gebiedscellen door de bedkern van de stria-terminale: een nieuwe exciterende aminozuurinvoer voor dopamine-neuronen van de middenhersenen. J Neurosci 22: 5173-5187.

  17. ↵
    1. Grace AA,
    2. Bunney BS

    (1983) Intracellulaire en extracellulaire elektrofysiologie van nigrale dopaminerge neuronen. 1. Identificatie en karakterisatie. Neurowetenschap leerprogramma 10: 301-315.

  18. ↵
    1. Grace AA,
    2. Bunney BS,
    3. Moore H,
    4. Todd CL

    (1997) Dopamine-cel depolarisatieblok als een model voor de therapeutische werking van antipsychotica. Trends Neurosci 20: 31-37.

  19. ↵
    1. Griffond B,
    2. Risold PY,
    3. Jacquemard C,
    4. Colard C,
    5. Fellmann D

    (1999) Insuline-geïnduceerde hypoglycemie verhoogt preprohypocretine (orexin) mRNA in het laterale hypothalamische gebied van de rat. Neurosci Lett 262: 77-80.

  20. ↵
    1. Gulia KK,
    2. Mallick HN,
    3. Kumar VM

    (2003) Orexin A (hypocretine-1) -toepassing op het mediale preoptische gebied versterkt mannelijk seksueel gedrag bij ratten. Neurowetenschap leerprogramma 116: 921-923.

  21. ↵
    1. Harris GC,
    2. Aston-Jones G

    (2006) Opwinding en beloning: een dichotomie in de orexine-functie. Trends Neurosci 29: 571-577.

  22. ↵
    1. Harris GC,
    2. Wimmer M,
    3. Aston-Jones G

    (2005) Een rol voor laterale hypothalamische orexine neuronen bij het zoeken naar beloningen. NATUUR 437: 556-559.

  23. ↵
    1. Henny P,
    2. Jones BE

    (2006) Innervatie van orexine / hypocretine-neuronen door GABAergic, glutamaterge of cholinergische basale voorhersenen, wat blijkt uit immunokleuring voor presynaptische vesiculaire transporter en postsynaptische scaffolding-eiwitten. J Comp Neurol 499: 645-661.

  24. ↵
    1. Hernandez L,
    2. Hoebel BG

    (1988) Voedselbeloning en cocaïne verhogen extracellulair dopamine in de nucleus accumbens zoals gemeten door microdialyse. Life Sci 42: 1705-1712.

  25. ↵
    1. Hoebel BG

    (1969) Voeding en zelfstimulatie. Ann NY Acad Sci 157: 758-778.

  26. ↵
    1. Hull EM,
    2. Wood RI,
    3. McKenna KE

    (2006) in Knobil en Neill's fysiologie van voortplanting, Neurobiologie van mannelijk seksueel gedrag, ed Neill JD (Elsevier, New York), Ed 3, pp 1729–1824.

  27. ↵
    1. Ikemoto S,
    2. Panksepp J

    (1999) De rol van nucleus accumbens dopamine bij gemotiveerd gedrag: een verenigende interpretatie met speciale aandacht voor beloning zoeken. Brain Res Brain Res Rev 31: 6-41.

  28. ↵
    1. Kanenishi K,
    2. Ueno M,
    3. Momose S,
    4. Kuwabara H,
    5. Tanaka H,
    6. Sato C,
    7. Kobayashi T,
    8. Hino O,
    9. Sakamoto H,
    10. Hata T

    (2004) Prepro-orexine mRNA-expressie in de hersenen van de rat wordt verhoogd tijdens de zwangerschap. Neurosci Lett 368: 73-77.

  29. ↵
    1. Korotkova TM,
    2. Sergeeva OA,
    3. Eriksson KS,
    4. Haas HL,
    5. Brown RE

    (2003) Excitatie van ventrale tegmentale gebieden dopaminerge en niet-dopaminergische neuronen door orexins / hypocretinen. J Neurosci 23: 7-11.

  30. ↵
    1. Kotz CM

    (2006) Integratie van voeding en spontane fysieke activiteit: rol voor orexin. Physiol Behav 88: 294-301.

  31. ↵
    1. Li Y,
    2. Gao XB,
    3. Sakurai T,
    4. van den Pol AN

    (2002) Hypocretine / orexine windt hypocretine-neuronen op via een lokaal glutamaatneuron - een potentieel mechanisme voor het orkestreren van het hypothalamische arousalsysteem. Neuron 36: 1169-1181.

  32. ↵
    1. Lorrain DS,
    2. Matuszewich L,
    3. Friedman RD,
    4. Hull EM

    (1997) Extracellulair serotonine in het laterale hypothalamische gebied wordt verhoogd tijdens het postejaculatie-interval en verslechtert de copulatie bij mannelijke ratten. J Neurosci 17: 9361-9366.

  33. ↵
    1. Lorrain DS,
    2. Riolo JV,
    3. Matuszewich L,
    4. Hull EM

    (1999) Laterale hypothalamische serotonine remt nucleus accumbens dopamine: implicaties voor seksuele verzadiging. J Neurosci 19: 7648-7652.

  34. ↵
    1. Mileykovskiy BY,
    2. Kiyashchenko LI,
    3. Siegel JM

    (2005) Gedragsrelaties van activiteit in geïdentificeerde hypocretine / orexine neuronen. Neuron 46: 787-798.

  35. ↵
    1. Mochizuki T,
    2. Crocker A,
    3. McCormack S,
    4. Yanagisawa M,
    5. Sakurai T,
    6. Scammell TE

    (2004) Gedragstoestandinstabiliteit in orexine knock-out muizen. J Neurosci 24: 6291-6300.

  36. ↵
    1. Morgan JI,
    2. Curran T

    (1991) Stimulus-transcriptiekoppeling in het zenuwstelsel: betrokkenheid van de induceerbare proto-oncogenen fos en jun. Annu Rev Neurosci 14: 421-451.

  37. ↵
    1. Nakamura T,
    2. Uramura K,
    3. Nambu T,
    4. Yada T,
    5. Ga naar K,
    6. Yanagisawa M,
    7. Sakurai T

    (2000) Orexine-geïnduceerde hyperlocomotie en stereotypie worden gemedieerd door het dopaminerge systeem. Brain Res 873: 181-187.

  38. ↵
    1. Nambu T,
    2. Sakurai T,
    3. Mizukami K,
    4. Hosoya Y,
    5. Yanagisawa M,
    6. Ga naar K

    (1999) Verdeling van orexine neuronen in de hersenen van volwassen ratten. Brain Res 827: 243-260.

  39. ↵
    1. Narita M,
    2. Nagumo Y,
    3. Hashimoto S,
    4. Khotib J,
    5. Miyatake M,
    6. Sakurai T,
    7. Yanagisawa M,
    8. Nakamachi T,
    9. Shioda S,
    10. Suzuki T

    (2006) Directe betrokkenheid van orexinerge systemen bij de activering van de mesolimbische dopamine route en gerelateerd gedrag geïnduceerd door morfine. J Neurosci 26: 398-405.

  40. ↵
    1. Olszewski PK,
    2. Li D,
    3. Grace MK,
    4. Billington CJ,
    5. Kotz CM,
    6. Levine AS

    (2003) Neurale basis van orexigene effecten van ghreline die in laterale hypothalamus werkt. peptiden 24: 597-602.

  41. ↵
    1. Orsini JC,
    2. Jourdan F,
    3. Cooper HM,
    4. Monmaur P

    (1985) Invloed van vrouwelijke geuren op de laterale hypothalamus bij de mannelijke rat. Semiquantitatieve deoxyglucose-analyse. Physiol Behav 35: 509-516.

  42. ↵
    1. Paxinos G,
    2. Watson C

    (1998) De hersenen van de rat in stereotaxische coördinaten (Academic, New York), Ed 4.

  43. ↵
    1. Peyron C,
    2. Tighe DK,
    3. van den Pol AN,
    4. de Lecea L,
    5. Heller HC,
    6. Sutcliffe JG,
    7. Kilduff TS

    (1998) Neuronen die hypocretine (orexine) bevatten, projecteren naar meerdere neuronale systemen. J Neurosci 18: 9996-10015.

  44. ↵
    1. Pfaus JG,
    2. Damsma G,
    3. Nomikos GG,
    4. Wenkstern DG,
    5. Blaha CD,
    6. Phillips AG,
    7. Fibiger HC

    (1990) Seksueel gedrag verbetert de centrale dopamine-overdracht bij de mannelijke rat. Brain Res 530: 345-348.

  45. ↵
    1. Putnam SK,
    2. Sato S,
    3. Riolo JV,
    4. Hull EM

    (2005) Effecten van testosteronmetabolieten op copulatie, mediaal-preoptisch dopamine en NOS-immunoreactiviteit bij gecastreerde mannelijke ratten. Horm Behav 47: 513-522.

  46. ↵
    1. Rada P,
    2. Avena NM,
    3. Hoebel BG

    (2005) Dagelijkse eetbucht op suiker geeft herhaaldelijk dopamine vrij in de accumbens-schaal. Neurowetenschap leerprogramma 134: 737-744.

  47. ↵
    1. Rolls ET,
    2. Burton MJ,
    3. Mora F

    (1980) Neurofysiologische analyse van hersenstimulatiebeloning bij de aap. Brain Res 194: 339-357.

  48. ↵
    1. Sakurai T,
    2. Amemiya A,
    3. Ishii M,
    4. Matsuzaki I,
    5. Chemelli RM,
    6. Tanaka H,
    7. Williams SC,
    8. Richardson JA,
    9. Kozlowski GP,
    10. Wilson S,
    11. Arch JR,
    12. Buckingham RE,
    13. Haynes AC,
    14. Carr SA,
    15. Annan RS,
    16. McNulty DE,
    17. Liu WS,
    18. Terrett JA,
    19. Elshourbagy NA,
    20. Bergsma DJ,
    21. et al.

    (1998) Orexinen en orexine-receptoren: een familie van hypothalamische neuropeptiden en G-eiwit-gekoppelde receptoren die het voedingsgedrag reguleren. Cel 92: 573-585.

  49. ↵
    1. Sakurai T,
    2. Nagata R,
    3. Yamanaka A,
    4. Kawamura H,
    5. Tsujino N,
    6. Muraki Y,
    7. Kageyama H,
    8. Kunita S,
    9. Takahashi S,
    10. Ga naar K,
    11. Koyama Y,
    12. Shioda S,
    13. Yanagisawa M

    (2005) Input van orexine / hypocretine-neuronen onthuld door een genetisch gecodeerde tracer in muizen. Neuron 46: 297-308.

  50. ↵
    1. Saper CB,
    2. Scammell TE,
    3. Lu J

    (2005) Hypothalamische regulatie van slaap- en circadiane ritmen. NATUUR 437: 1257-1263.

  51. ↵
    1. Sato S,
    2. Braham CS,
    3. Putnam SK,
    4. Hull EM

    (2005) Neuronale stikstofmonoxide synthase en gonadale steroïde interactie in de MPOA van mannelijke ratten: co-lokalisatie en door testosteron geïnduceerde herstel van copulatie en nNOS-immunoreactiviteit. Brain Res 1043: 205-213.

  52. ↵
    1. Shakiryanova D,
    2. Tully A,
    3. Hewes RS,
    4. Deitcher DL,
    5. Levitan ES

    (2005) Activiteitsafhankelijke bevrijding van synaptische neuropeptide-vesicles. Nat Neurosci 8: 173-178.

  53. ↵
    1. Shen RY,
    2. Choong KC

    (2006) Verschillende aanpassingen in dopamine-neuronen van het ventrale tegmentale gebied bij controle- en ethanol-blootgestelde ratten na behandeling met methylfenidaat. Biol Psychiatry 59: 635-642.

  54. ↵
    1. Shizgal P

    (1989) Op weg naar een cellulaire analyse van intracraniële zelfstimulatie: bijdragen van collisiestudies. Neurosci Biobehav Rev 13: 81-90.

  55. ↵
    1. Siegel JM

    (2004) Hypocretine (orexine): rol in normaal gedrag en neuropathologie. Annu Rev Psychol 55: 125-148.

  56. ↵
    1. Simpelweg RB,
    2. Chang C,
    3. Muramatsu M,
    4. Swanson LW

    (1990) Verdeling van androgeen- en oestrogeenreceptor-mRNA-bevattende cellen in de hersenen van de rat: een in situ hybridisatie-onderzoek. J Comp Neurol 294: 76-95.

  57. ↵
    1. Smith MD,
    2. Jones LS,
    3. Wilson MA

    (2002) Geslachtsverschillen in hippocampale slice-prikkelbaarheid: rol van testosteron. Neurowetenschap leerprogramma 109: 517-530.

  58. ↵
    1. Sutcliffe JG,
    2. de Lecea L

    (2002) De hypocretinen: de opwindingsdrempel instellen. Nat Rev Neurosci 3: 339-349.

  59. ↵
    1. Swanson LW

    (2004) Hersenkaarten III: structuur van het brein van de rat (Elsevier, New York), Ed 3.

  60. ↵
    1. Swanson LW,
    2. Sanchez-Watts G,
    3. Watts AG

    (2005) Vergelijking van melanine-concentrerend hormoon en hypocretine / orexine mRNA-expressiepatronen in een nieuw verkavelingsschema van de laterale hypothalamische zone. Neurosci Lett 387: 80-84.

  61. ↵
    1. Taheri S,
    2. Sunter D,
    3. Dakin C,
    4. Moyes S,
    5. Zegel L,
    6. Gardiner J,
    7. Rossi M,
    8. Ghatei M,
    9. Bloom S

    (2000) Dagvariatie in orexine A immunoreactiviteit en prepro-orexine mRNA in het centrale zenuwstelsel van de rat. Neurosci Lett 279: 109-112.

  62. ↵
    1. Thorpe AJ,
    2. Cleary JP,
    3. Levine AS,
    4. Kotz CM

    (2005) Centraal toegediende orexine A verhoogt de motivatie voor zoete pellets bij ratten. Psychopharmacology (Berl) 182: 75-83.

  63. ↵
    1. Vaughan E,
    2. Fisher AE

    (1962) Mannelijk seksueel gedrag veroorzaakt door intracraniële elektrische stimulatie. Wetenschap 137: 758-760.

  64. ↵
    1. Wenkstern D,
    2. Pfaus JG,
    3. Fibiger HC

    (1993) Dopamine-overdracht neemt toe in de nucleus accumbens van mannelijke ratten tijdens hun eerste blootstelling aan seksueel ontvankelijke vrouwelijke ratten. Brain Res 618: 41-46.

  65. ↵
    1. Verstandige RA

    (2004) Dopamine, leren en motivatie. Nat Rev Neurosci 5: 483-494.

  66. ↵
    1. Yoshida K,
    2. McCormack S,
    3. Espana RA,
    4. Crocker A,
    5. Scammell TE

    (2006) Afferenten voor de orexine neuronen van het brein van de rat. J Comp Neurol 494: 845-861.

  67. ↵
    1. Jij ZB,
    2. Chen YQ,
    3. Verstandige RA

    (2001) Ontstoting van dopamine en glutamaat in de nucleus accumbens en het ventrale tegmentale gebied van de rat na laterale zelfstimulatie van de hypothalamus. Neurowetenschap leerprogramma 107: 629-639.

Artikelen die dit artikel citeren

  • Volledige verlichting van behandeling refractair primair SUNCT-syndroom met clomifeencitraat (een geneeskrachtige deep-brain-hypothalamus-modulator) Cephalalgia, 1 oktober 2014, 34 (12): 1021-1024
  • Hypocretine (orexine) vergemakkelijkt beloning door de antireward-effecten van zijn cotransmitter-dynorfine in het ventrale tegmentale gebied te verzwakken PNAS, 22 April 2014, 111 (16): E1648-E1655
  • Orexin / Hypocretine moduleert de respons van ventrale tegmentale dopamine neuronen op pre-frontale activering: dagelijkse invloeden Journal of Neuroscience, 17 November 2010, 30 (46): 15585-15599
  • Orexin A / Hypocretin-1 bevordert selectief de motivatie voor positieve versterkers Journal of Neuroscience, 9 september 2009, 29 (36): 11215-11225
  • Orexin-gestimuleerde MAP-kinase cascades worden geactiveerd via meerdere G-proteïne signaleringstrajecten in humane H295R adrenocorticale cellen: diverse rollen voor orexins A en B Journal of Endocrinology, 1 August 2009, 202 (2): 249-261