DeltaFosB w The Nucleus Accumbens ma kluczowe znaczenie dla wzmocnienia skuteczności nagrody seksualnej. (2010)

METODY

Eksperyment 1: Wyrażenie ΔFosB

Samce szczurów płciowo naiwnych mogły kojarzyć się w czystych klatkach testowych (60 × 45 × 50 cm) dla 5 kolejnych, codziennych sesji godowych lub pozostaje seksualnie naiwny. Dodatkowa tabela 1 określa paradygmat behawioralny dla grup eksperymentalnych: naiwny brak seksu (NNS; n = 5), naiwny płeć (NS; n = 5), nie doświadczał seksu (ENS; n = 5) i doświadczonej płci (ES; n = 4). Zwierzęta NS i ES uśmiercono 1 godzinę po wytrysku w ostatnim dniu kojarzenia w celu zbadania wywoływanej przez krycie ekspresji c-Fos. Zwierzęta NNS uśmiercono jednocześnie ze zwierzętami ENS 24 godziny po końcowej sesji godowej, w celu zbadania indukowanego płcią ΔFosB. Grupy doświadczone seksualnie zostały dopasowane pod względem zachowań seksualnych przed kolejnymi testami. Nie stwierdzono istotnych różnic między grupami pod względem jakichkolwiek środków behawioralnych w ramach odpowiedniej sesji godowej, a wywołane doświadczeniem seksualnym ułatwianie zachowań seksualnych było demonstrowane przez obie doświadczone grupy (Dodatkowa tabela 2). Kontrole obejmowały płciowo naiwne samce obsługiwane jednocześnie ze zwierzętami godowymi zapewniającymi narażenie na kobiece zapachy i wokalizacje bez bezpośredniego kontaktu z kobietą.

W celu uśmiercenia zwierzęta były głęboko znieczulane przy użyciu pentobarbitalu sodu (270mg / kg; ip) i perfundowane dosercowo za pomocą 50 mL 0.9% soli fizjologicznej, a następnie 500 mL 4% paraformaldehydu w buforze fosforanowym 0.1 M (PB). Mózgi usunięto i utrwalono po 1h w temperaturze pokojowej w tym samym środku utrwalającym, a następnie zanurzono w 20% sacharozie i 0.01% azydku sodu w 0.1 M PB i przechowywano w 4 ° C. Sekcje wieńcowe (35 μm) pocięto za pomocą mikrotomu zamrażającego (H400R, Micron, Niemcy), zebrano w czterech równoległych seriach w roztworze krioprotektanta (30% sacharoza i 30% glikol etylenowy w 0.1 M PB) i przechowywano w -20 ° C. Wolne pływające skrawki intensywnie przemywano roztworem soli buforowanym fosforanem 0.1 M (PBS, pH 7.3-7.4) pomiędzy inkubacjami. Skrawki wystawiono na działanie 1% H₂O₂ w przypadku 10 min w temperaturze pokojowej w celu zniszczenia endogennych peroksydaz, następnie zablokowano w PBS + roztwór do inkubacji, którym jest PBS zawierający 0.1% albuminy z surowicy bydlęcej (pozycja katalogowa 005-000-121; Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) i 0.4% Triton X -100 (pozycja katalogu BP151-500; Sigma-Aldrich) dla 1 h. Skrawki następnie inkubowano przez noc w 4 ° C w króliczym poliklonalnym przeciwciele królika FosB (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA). Przeciwciało pan-FosB zostało podniesione przeciwko regionowi wewnętrznemu dzielonemu przez FosB i ΔFosB. Komórki ΔFosB-IR były specyficznie ΔFosB-dodatnie, ponieważ w czasie po pobudzeniu (24 godzin) cały wykrywany FosB stymulowany przez bodziec jest zdegradowany (Perrotti i wsp. 2004; Perrotti i wsp. 2008). Ponadto, w tym doświadczeniu zwierzęta krzyżujące się w ostatnim dniu (NS, ES) uśmiercano 1 h po kryciu, a zatem przed ekspresją FosB. Analiza Western blot potwierdziła wykrycie ΔFosB w przybliżeniu 37 kD. Po inkubacji pierwotnego przeciwciała skrawki inkubowano dla 1 h w kozie anty-króliczej IgG skoniugowanej z biotyną (1: 500 w PBS +, Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA), a następnie 1 h w peroksydazie awidyno-biotyno-horzędzącej (elita ABC 1: 1K w PBS, Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA). Po tej inkubacji sekcje zostały przetworzone na jeden z następujących sposobów:

1. Oznaczanie pojedynczej peroksydazy

Sekcje zwierząt NNS i ENS wykorzystano do analizy mózgu wywołanej doświadczeniem seksualnym ΔFosB. Po inkubacji ABC wizualizowano kompleks peroksydazy po obróbce przez 10 minuty do roztworu chromogenu zawierającego tetrahydrat 0.02% 3,3'-diaminobenzydyny (DAB, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) wzbogaconego o 0.02% siarczanu niklu w 0.1 M PB z nadtlenek wodoru (0.015%). Skrawki dokładnie przemyto w 0.1 M PB, aby zakończyć reakcję i osadzono na kodowanych Superfrost plus szklane szkiełka (Fisher, Pittsburgh, PA, USA) z 0.3% żelatyny w ddH₂0. Po odwodnieniu wszystkie szkiełka nakrywano przykrywką DPX (ftalan dibutylowy ksylen).

2. Podwójna immunofluorescencja

Sekcje ze wszystkich czterech grup eksperymentalnych zawierających NAc i mPFC wykorzystano do analizy ΔFosB i c-Fos. Po inkubacji ABC sekcje inkubowano dla min 10 min z biotynylowanym tyramidem (BT; 1: 250 w PBS + 0.003% H₂O₂ Tyramid Signal Amplification Kit, NEN Life Sciences, Boston, MA) i dla 30 min ze skoniugowaną z Alexa 488 streptawidyną (1: 100; Jackson Immunoresearch Laboratories, West Grove, PA). Skrawki następnie inkubowano przez noc z króliczym poliklonalnym przeciwciałem specyficznie rozpoznającym c-Fos (1: 150, sc-52, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), a następnie inkubowano 30 min z kozim przeciwciałem wtórnym skoniugowanym z przeciwciałem króliczym Cy3. (1: 200; Jackson Immunoresearch Laboratories, West Grove, PA, USA). Po barwieniu skrawki dokładnie przemyto w 0.1 M PB, umieszczono na kodowanych szkiełkach z 0.3% żelatyny w ddH₂0 i przykrywka-poślizg z wodnym środowiskiem do mocowania (Gelvatol) zawierającym środek przeciw płowieniu 1,4-diazabicyklo (2,2) oktan (DABCO; 50 mg / ml, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO). Kontrole immunohistochemiczne obejmowały pominięcie jednego lub obu przeciwciał pierwotnych, co skutkowało brakiem znakowania w odpowiedniej długości fali.

Analiza danych

Analiza mózgu ΔFosB

Dwóch eksperymentatorów ślepych na leczenie przeprowadziło szeroki skan mózgu na zakodowanych slajdach. ΔFosB-immunoreaktywne komórki (-IR) w całym mózgu poddano półilościowej analizie przy użyciu skali, aby przedstawić liczbę komórek ΔFosB-pozytywnych, zgodnie z opisem w Tabela 1. Ponadto, w oparciu o półilościowe odkrycia, liczbę komórek ΔFosB-IR zliczono przy użyciu standardowych obszarów analizy w obszarach mózgu związanych z nagrodą i zachowaniami seksualnymi za pomocą rurki do rysowania kamery lucida przymocowanej do mikroskopu z mikroskopem Leica DMRD (Leica Microsystems GmbH, Wetzlar). , Niemcy): Nac (rdzeń (C) i otoczka (S); 400 × 600μm) analizowane na trzech poziomach ogonowo-ogonowych (Balfour i wsp. 2004); brzuszny obszar nakrywowy (VTA; 1000 × 800μm) analizowany na trzech poziomach ogonowo-ogonowych (Balfour i wsp. 2004) i ogon VTA (Perrotti i wsp. 2005); kora przedczołowa (obszar przedniej obręczy (ACA), kora przedmikłowa (PL), kora infralimbiczna (IL), 600 x 800μm każdy); skorupa ogoniasta (CP; 800 × 800μm); i przyśrodkowe jądro przedwzrokowe (MPN; 400 × 600 μm) (Dodatkowe rysunki 1-3). Zliczono dwie sekcje na jeden podregion i uśredniono na zwierzę w celu obliczenia średniej grupy. Średnie naiwne i doświadczone średnie grupy komórek ΔFosB-IR zostały porównane dla każdego subregionu przy użyciu niesparowanych testów t.

    

Tabela 1

Podsumowanie ekspresji ΔFosB u zwierząt płciowo naiwnych i doświadczonych

Analiza ΔFosB i c-Fos

Obrazy zostały przechwycone przy użyciu chłodzonej kamery CCD (Microfire, Optronics) podłączonej do mikroskopu Leica (DM5000B, Leica Microsystems, Wetzlar, Niemcy) i oprogramowania Neurolucida (MicroBrightfield Inc) ze stałymi ustawieniami kamery dla wszystkich przedmiotów (z wykorzystaniem celów 10x). Liczba komórek wykazujących ekspresję c-Fos-IR lub ΔFosB-IR w standardowych obszarach analizy rdzenia i powłoki NAc (400 x 600μm każdy; Dodatkowa figura 1) i ACA w mPFC (600 x 800μm; Dodatkowa figura 3) zostały ręcznie policzone przez obserwatora ślepego na grupy eksperymentalne, w sekcjach 2 na zwierzę przy użyciu oprogramowania Neurolucida (MBF Bioscience, Williston, VT) i uśrednione na zwierzę. Grupowe średnie komórek c-Fos lub ΔFosB porównano przy użyciu dwuczynnikowej ANOVA (czynniki: doświadczenie seksualne i aktywność seksualna) i Fisher LSD dla porównań post hoc na poziomie istotności 0.05.

WYNIKI

Doświadczenie seksualne powoduje akumulację ΔFosB

Początkowo przeprowadzono półilościowe badanie akumulacji ΔFosB w mózgu u samców doświadczonych seksualnie w porównaniu z nie naiwnymi płciowo kontrolami. Podsumowanie ogólnych ustaleń przedstawiono w Tabela 1. Analiza ΔFosB-IR została uzupełniona przez określenie liczby komórek ΔFosB-IR w kilku regionach mózgu związanych z limbicznym przy użyciu standardowych obszarów analizy. Rysunek 1 przedstawia reprezentatywne obrazy barwienia DAB-Ni NAc zwierząt naiwnych i doświadczonych seksualnie. Znaczące zwiększenie regulacji ΔFosB stwierdzono w podregionach mPFC (Rysunek 2A), Rdzeń NAc i otoczkę (2B), skorupę ogoniastą (2B) i VTA (2C). W NAc występowały znaczące różnice na wszystkich poziomach końsko-ogonowych w rdzeniu i powłoce NAc, a dane pokazane w Rysunek 2 jest średnią dla wszystkich poziomów rostro-ogonowych. Przeciwnie, nie było znaczącego wzrostu ΔFosB-IR w podwzgórzu przyśrodkowym jądrze przedwzrokowym (NNS: Avg 1.8 +/- 0.26; ENS: Avg 6.0 +/- 1.86).

    

 

Rysunek 1

Reprezentatywne obrazy pokazujące komórki ΔFosB-IR (czarne) w NAc naiwnej bez płci (A) i nie doświadczające żadnych grup płci (B). aco: prowadnica przednia Pasek skali wskazuje 100 μm.

     

Rysunek 2

Liczba komórek ΔFosB-IR w podregionach: A. infralimbowej (IL), przedlimakowej (PL) i przedniej obręczy obręczy (ACA) w przyśrodkowej korze przedczołowej; B. Nucleus accumbens rdzeń i skorupa oraz skorupa ogoniasta (CP); C. rostowy, środkowy, ogonowy i ogon ...

Doświadczenia seksualne osłabiają wywołane kryciem c-Fos

Wpływ doświadczenia seksualnego na poziomy ΔFosB w NAc potwierdzono technikami barwienia fluorescencyjnego. Ponadto analizowano wpływ doświadczeń seksualnych na ekspresję c-Fos. Rysunek 3 przedstawia reprezentatywne obrazy komórek F? B- (zielony) i c-Fos (czerwony) -IR we wszystkich grupach eksperymentalnych (A, NNS, B, NS, C, ENS, D, ES). Doświadczenie seksualne znacząco zwiększyło ekspresję ΔFosB w rdzeniu NAc (Rysunek 4A: F_1,15 = 12.0; p = 0.003) i powłoki (Rysunek 4C: F_1,15 = 9.3; p = 0.008). Natomiast dopasowanie 1 godziny przed perfuzją nie miało wpływu na ekspresję ΔFosB (Rysunek 4A, C) i nie wykryto interakcji pomiędzy doświadczeniem seksualnym a kryciem tuż przed perfuzją. Występował ogólny efekt krycia przed perfuzją na ekspresję c-Fos w rdzeniu NAc (Rysunek 4B: F_1,15 = 27.4; p <0.001) i otoczka (Rysunek 4D: F_1,15 = 39.4; p <0.001). Co więcej, w rdzeniu NAc (Rysunek 4B: F_1,15 = 6.1; p = 0.026) i powłoki (Rysunek 4D: F_1,15 = 1.7; p = 0.211) i w rdzeniu NAc wykryto interakcję między doznaniami seksualnymi a kryciem przed perfuzją (F._1,15 = 6.5; p = 0.022), z tendencją w powłoce (F._1,15 = 1.7; p = 0.211; fa_1,15 = 3.4; p = 0.084). Analizy post hoc wykazały ekspresję c-Fos indukowaną kojarzeniem w rdzeniu i skorupie samców płciowo naiwnej (Rysunek 4B, D). Jednak u samców doświadczonych seksualnie, c-Fos nie był znacząco zwiększony w rdzeniu NAc (Rysunek 4B) i znacznie osłabione w powłoce (Rysunek 4D). Tak więc doświadczenie seksualne spowodowało zmniejszenie ekspresji c-Fos wywoływanej przez krycie. Wartości P dla konkretnych porównań parami znajdują się w legendach figur.

     

Rysunek 3

Reprezentatywne obrazy przedstawiające ΔFosB (zielony) i c-Fos (czerwony) w NAc dla każdej grupy eksperymentalnej. Pasek skali wskazuje 100 μm.

     

Rysunek 4

Indukowane doświadczeniem seksualnym ΔFosB i c-Fos indukowane przez kojarzenie. Liczba komórek immunoreaktywnych ΔFosB (Core, A, Shell, C, ACA, E) lub c-Fos (Core, B, Shell, D, ACA, F) dla każdej grupy: NNS (n = 5), NS (n = 5), ENS (n = 5) lub ES (n = 4). Dane są wyrażone ...

Wpływ doświadczenia seksualnego na wywołane przez krycie poziomy c-Fos nie był ograniczony do NAc. Podobną atenuację ekspresji c-Fos obserwowano w ACA u zwierząt doświadczonych seksualnie w porównaniu do kontroli naiwnych płciowo. Doświadczenie seksualne miało znaczący wpływ na ekspresję ΔFosB w ACA (Rysunek 4E: F_1,15 = 154.2; p <0.001). Krycie przed perfuzją nie miało wpływu na ekspresję ΔFosB (Rysunek 4C), ale znacznie wzrosła c-Fos (Rysunek 4F: F_1,15 = 203.4; p <0.001) w ACA. Co więcej, ekspresja c-Fos wywołana kojarzeniem w ACA była istotnie zmniejszona przez doznania seksualne (Rysunek 4F: F_1,15 = 15.8; p = 0.001). Dwukierunkowa interakcja między doświadczeniem seksualnym a kryciem przed perfuzją została wykryta dla ekspresji c-Fos (Rysunek 4F: F_1,15 = 15.1; p <0.001). Wartości p dla konkretnych porównań parami znajdują się w legendzie rysunków. Wreszcie, nie było znaczącego zmniejszenia ekspresji c-Fos wywołanej kojarzeniem w przyśrodkowym jądrze przedoptycznym (NS: średnio 63.5 +/- 4.0; ES: średnio 41.4 +/- 10.09), obszarze, w którym doświadczenie krycia nie wzrost ekspresji ΔFosB, co wskazuje, że ekspresja c-Fos indukowana kojarzeniem nie została zmieniona we wszystkich obszarach mózgu.

ΔFosB w NAc pośredniczy w wzmacnianiu zachowań seksualnych

Aby zbadać potencjalny mechanizm molekularny dla wzmocnienia zachowań seksualnych, jak wykazano przez wywołane doświadczeniem ułatwienie zachowań seksualnych, określono wpływ lokalnej manipulacji na poziomy ΔFosB i jego aktywność transkrypcyjną. Doświadczenia seksualne podczas czterech kolejnych sesji doświadczalnych miały znaczący wpływ na opóźnienie montowania (Rysunek 5A: F_1,23 = 13.8; p = 0.001), opóźnienie intromission (Rysunek 5B: F_1,23 = 18.1; p <0.001) i opóźnienie wytrysku (Rysunek 5C: GFP, F_11,45 = 3.8; p = 0.006). Zwierzęta kontrolne GFP wykazały spodziewane doświadczenie ułatwiania zachowań seksualnych i wykazywały znacznie mniejsze opóźnienia w pierwszym montażu, pierwsze zgłoszenie i wytrysk podczas sesji doświadczenia 4 w porównaniu do sesji doświadczenia 1 (Rysunek 5A-C; patrz legenda rysunku dla wartości p). To wywoływane doświadczeniem ułatwienie zachowań seksualnych zaobserwowano również w grupie ΔFosB dla latencji montowania i intromisji, ale nie wykryto znaczącej różnicy w opóźnieniu wytrysku (Rysunek 5A-C). Natomiast zwierzęta ΔJunD wykazywały zahamowanie rozwoju; nawet jeśli opóźnienia dla wierzchowców, intronów i wytrysków zmniejszyły się z powtarzającymi się sesjami krycia, żaden z tych parametrów nie osiągnął istotności statystycznej w porównaniu między sesjami doświadczenia 1 i 4 (Rysunek 5A-C). Porównania między grupami dla każdej sesji doświadczenia pokazują, że ΔJunD miał znacznie dłuższe opóźnienia do montowania, intromitu i wytrysku podczas sesji doświadczenia w porównaniu z ΔFosB i GFP (Rysunek 5A-C). Ponadto zarówno doświadczenie seksualne, jak i leczenie miały znaczący wpływ na skuteczność kopulacji (Rysunek 5F: doświadczenie seksualne, F_1,12 = 22.5; p <0.001; leczenie, F._1,12 = 3.3; p = 0.049). Samce ΔFosB zwiększyły efektywność kopulacji podczas sesji doświadczenia 4 w porównaniu do sesji doświadczenia 1 (Rysunek 5F). Ponadto, zwierzęta ΔFosB miały znacznie mniej wierzchów przed wytryskiem w dniu sesji doświadczenia 4, w porównaniu do sesji doświadczenia 1 (Rysunek 5D: F_10,43 = 4.1; p = 0.004) i że samce ΔJdd posiadały znacznie więcej wierzchów przed wytryskiem, co znacznie zmniejszyło efektywność kopulacji, niż w przypadku każdej z dwóch pozostałych grup (Rysunek 5D i F). Zatem zwierzęta GFP i ΔFosB wykazywały wywołane doświadczeniem ułatwianie inicjacji zachowań seksualnych i sprawności seksualnej, podczas gdy zwierzęta ΔJdd nie.

     

Rysunek 5

Zachowanie seksualne zwierząt GFP (n = 12), ΔFosB (n = 11) i ΔJunD (n = 9): opóźnienie w montażu (A), opóźnienie w odbiorze (B), opóźnienie wytrysku (C), liczba zamocowań (D), liczba zgłoszeń (E) i efektywność kopulacji (F). Dane są wyrażone ...

Aby przetestować hipotezę, że ekspresja ΔFosB ma kluczowe znaczenie dla długoterminowej ekspresji wywołanego doświadczeniem ułatwiania zachowań seksualnych, zwierzęta zostały przetestowane tydzień 1 (sesja testowa 1) i 2 tygodnie (sesja testowa 2) po ostatniej sesji doświadczenia. Rzeczywiście, zachowane zachowania seksualne utrzymywały się zarówno w grupach GFP, jak i ΔFosB, ponieważ żaden z parametrów behawioralnych nie różnił się między sesjami testowymi 1 lub 2, a sesją 4 z końcowym doświadczeniem, w ramach grup GFP i ΔFosB (Rysunek 5A-C; z wyjątkiem opóźnienia wytrysku i skuteczności kopulacji w sesji testowej 1 dla zwierząt ΔFosB). Istotne różnice między zwierzętami ΔJunD a grupami GFP lub ΔFosB wykryto w obu sesjach testowych dla wszystkich parametrów zachowania seksualnego (Rysunek 5A-F). Nie stwierdzono żadnych różnic między grupami lub między grupami, gdy porównano liczbę intromisji, PEI lub odsetka zwierząt, które wytryskują (100% mężczyzn we wszystkich grupach wytryskujących podczas ostatnich sesji godowych).

DYSKUSJA

Obecne badanie wykazało, że doznanie seksualne powoduje nagromadzenie ΔFosB w kilku regionach mózgu związanych z limbicznym, w tym w rdzeniu i powłoce NAc, mPFC, VTA i skorupie ogoniastej. Ponadto, doświadczenia seksualne osłabiły wywołaną przez krycie ekspresję c-Fos w NAc i ACA. Wreszcie, ΔFosB w NAc okazał się krytyczny w pośredniczeniu w ułatwianiu kojarzenia się w trakcie nabywania doświadczenia seksualnego i długotrwałej ekspresji doświadczanego przez doświadczenie ułatwiania zachowań seksualnych. Konkretnie, zmniejszanie zależnej od ΔFosB transkrypcji powodowało osłabienie wywołanego doświadczeniem ułatwiania motywacji seksualnej i wydajności, podczas gdy nadmierna ekspresja ΔFosB w NAc spowodowało zwiększone ułatwienie zachowań seksualnych pod względem zwiększonej sprawności seksualnej przy mniejszym doświadczeniu. Obecne wyniki razem potwierdzają hipotezę, że ΔFosB jest krytycznym mediatorem molekularnym dla długoterminowej plastyczności neuronalnej i behawioralnej wywołanej doświadczeniem seksualnym.

Obecne wyniki rozszerzają wcześniejsze badania pokazujące indukowane płcią ΔFosB w NAc u samców szczurów (Wallace i wsp. 2008) i samice chomików (Hedges i wsp. 2009). Wallace i wsp. (2008) pokazał, że rAAV-ΔFosB nadekspresja w NAc zwiększonego zachowania seksualnego u zwierząt niedożywionych seksualnie podczas pierwszej sesji godowej, o czym świadczy mniejsza liczba zgłoszeń do ejakulacji i krótszych przerw po wytryśnięciu, ale nie miały one wpływu na samce doświadczane seksualnie (Wallace i wsp. 2008).

W przeciwieństwie do tego, obecne badanie nie wykazało skutków nadmiernej ekspresji ΔFosB u samców płciowo naiwnych podczas pierwszego testu, ale raczej podczas i po nabyciu doświadczenia seksualnego. ΔFosB nadekspresorowe wykazały zwiększoną sprawność seksualną (zwiększoną efektywność kopulacji) w porównaniu ze zwierzętami GFP.

Ponadto, obecne badanie testowało rolę ΔFosB poprzez blokowanie transkrypcji z udziałem ΔFosB przy użyciu wektora wirusowego wyrażającego ΔJunD. Zapobieganie indukowanemu doświadczeniem wzrostowi ekspresji ΔFosB hamowało wywołane doświadczeniem ułatwianie motywacji seksualnej (zwiększone latencje inicjacji i inicjacji), jak również sprawność seksualną (zwiększone opóźnienie wytrysku i liczba wierzchowia), a następnie długotrwałą ekspresję ułatwionego zachowania seksualnego.

W związku z tym dane te jako pierwsze wskazują na obowiązkową rolę ΔFosB w nabywaniu doświadczeń związanych z zachowaniami seksualnymi. Co więcej, dane te pokazują, że ΔFosB jest również krytycznie zaangażowany w długotrwałą ekspresję upragnionego zachowania wywołanego przez doświadczenie. Proponujemy, aby ta długofalowa ekspresja zachowań ułatwiających stanowiła formę pamięci dla naturalnej nagrody, stąd ΔFosB w NAc jest pośrednikiem pamięci nagrody. Doświadczenie seksualne również zwiększyło poziomy ΔFosB w VTA i mPFC, obszarach związanych z nagrodą i pamięcią (Balfour i wsp. 2004; Phillips i wsp. 2008). Konieczne są przyszłe badania, aby wyjaśnić potencjalne znaczenie regulacji regulacji ΔFosB w tych obszarach dla pamięci nagrody.

Ekspresja ΔFosB jest wysoce stabilna, a zatem ma wielki potencjał jako molekularny mediator ciągłych adaptacji mózgu po przewlekłych zaburzeniach (Nestler i wsp. 2001). ΔFosB stopniowo wzrastał w NAc w przypadku wielokrotnych wstrzyknięć kokainy i utrzymuje się przez kilka tygodni (Nadzieja i wsp. 1992; Nadzieja i wsp. 1994). Te zmiany w ekspresji NAc ΔFosB są związane z uczuleniem i uzależnieniem od narkotyków (Chao & Nestler 2004; McClung & Nestler 2003; McClung i wsp. 2004; Nestler 2004, 2005, 2008; Nestler i wsp. 2001; Zachariou i wsp. 2006). Natomiast rola ΔFosB w pośredniczeniu w naturalnej nagrodzie została zaniżona. Ostatnio pojawiły się dowody sugerujące, że indukcja ΔFosB w NAc jest zaangażowana w naturalną nagrodę. Poziomy ΔFosB są podobnie zwiększane w NAC po spożyciu sacharozy i działaniu kół. Nadekspresja ΔFosB w prążkowiu przy użyciu myszek bitransgenicznych lub wektorów wirusowych u szczurów powoduje wzrost spożycia sacharozy, zwiększona motywacja do jedzenia i zwiększona spontaniczna praca kół (Olausson i wsp. 2006; Wallace i wsp. 2008; Werme i wsp. 2002). Aktualne dane znacznie dodają do tych raportów i dodatkowo potwierdzają pogląd, że ΔFosB jest krytycznym mediatorem dla wzmocnienia nagród i naturalnej pamięci nagrody.

ΔFosB może pośredniczyć w indukowanym przez doświadczenie wzmocnieniu zachowań seksualnych poprzez indukcję plastyczności w układzie mezolimbicznym. W rzeczywistości doświadczenie seksualne powoduje szereg długotrwałych zmian w systemie mezolimbicznym (Bradley i Meisel 2001; Frohmader i wsp. 2009; Dzbany i wsp. 2010). Poziom behawioralny, uczulona reakcja lokomotoryczna na amfetaminę i zwiększona nagroda amfetaminy zostały wykazane u doświadczonych seksualnie samców szczurów (Dzbany i wsp. 2010); zmieniono odpowiedź lokomotoryczną na amfetaminę u samic chomików (Bradley i Meisel 2001). Ponadto stwierdzono wzrost liczby kolców dendrytycznych i złożoność dendrytów po okresie abstynencji spowodowanym doświadczeniem seksualnym u samców szczurów (Dzbany i wsp. 2010). Obecne badanie sugeruje, że ΔFosB może być swoistym mediatorem molekularnym długofalowych wyników doświadczeń seksualnych. Zgadzając się, ostatnio wykazano, że ΔFosB ma istotne znaczenie w indukowaniu zmian dendrytycznych kręgosłupa w odpowiedzi na chroniczne podawanie kokainy (Dietz i wsp. 2009; Labirynt i wsp. 2010).

Nie jest jasne, który z neuroprzekaźników w surowcu jest odpowiedzialny za indukcję ΔFosB w NAc, ale DA został zaproponowany jako kandydat (Nye i wsp. 1995). Praktycznie wszystkie narkotyki, w tym kokaina, amfetamina, opiaty, kannabinoidy i etanol, a także nagrody naturalne, zwiększają ΔFosB w NAc (Perrotti i wsp. 2005; Wallace i wsp. 2008; Werme i wsp. 2002). Zarówno leki nadużywania, jak i nagrody naturalne zwiększają stężenie synaptycznego DA w NAc (Damsma i wsp. 1992; Hernandez & Hoebel 1988a, b; Jenkins & Becker 2003). Wykazano indukcję ΔFosB przez leki nadużywające w komórkach zawierających receptor DA i indukowaną kokainą ΔFosB blokuje antagonista receptora D1 DAt (Nye i wsp. 1995). W związku z tym zakłada się, że uwalnianie DA stymuluje ekspresję ΔFosB i tym samym pośredniczy w neuroplastyczności związanej z nagrodzeniem.. Dalsze wspieranie idei, że poziomy ΔFosB zależą od DA, to stwierdzenie, że obszary mózgu, w których doznania seksualne uległy zmianie Δ Poziomy FosB otrzymują silny dopaminergiczny wkład z VTA, w tym przyśrodkowa kora przedczołowa i jądro podstawno-boczne.

Jednakże, w przeciwieństwie do tego, ΔFosB nie wzrasta w przyśrodkowej strefie przedwzrokowej, chociaż obszar ten otrzymuje dopaminergiczne dane wejściowe, aczkolwiek ze źródeł podwzgórzowych (Miller & Lonstein 2009). Potrzebne są przyszłe badania, aby sprawdzić, czy wywoływane przez krycie wyrażanie ΔFosB i skutki doświadczenia seksualnego na motywację seksualną i wydajność zależą od działania DA. Rola DA w seksualnym wynagradzaniu samców szczurów nie jest obecnie całkowicie jasna (Agmo i Berenfeld 1990; Pfaus 2009). Istnieje wiele dowodów na to, że DA uwalnia się w NAc podczas ekspozycji na samicę lub krycie (Damsma i wsp. 1992) i neurony DA są aktywowane podczas zachowań seksualnych (Balfour i wsp. 2004). Jednakże układowe wstrzyknięcia antagonisty receptora DA nie zapobiegają preferencyjnym preferencjom seksualnym wywołanym nagrodą seksualną (Agmo i Berenfeld 1990) i hipoteza, że ​​DA jest krytyczna dla wywołanego przez doświadczenie wzmocnienia krycia, jest niesprawdzona.

Nie jest również jasne, jakie są dalsze mediatory wpływu ΔFosB na zachowania seksualne. ΔFosB okazał się działać zarówno jako aktywator transkrypcyjny, jak i represor przez mechanizm zależny od AP-1 (McClung & Nestler 2003; Peakman i wsp. 2003). Zidentyfikowano liczne docelowe geny, w tym bezpośredni wczesny gen c-fos (Nadzieja i wsp. 1992; Nadzieja i wsp. 1994; Morgan i Curran 1989; Renthal i wsp. 2008; Zhang i wsp. 2006), cdk5 (Bibb i wsp. 2001), dynorfin (Zachariou i wsp. 2006), sirtuin-1 (Renthal i wsp. 2009), Podjednostki NFκB (Ang i wsp. 2001) Zi podjednostka GluR2 receptora glutaminianu AMPA (Kelz i wsp. 1999). Aktualne wyniki pokazują, że wywołane przez krycie poziomy c-Fos były zmniejszone przez doświadczenie seksualne w obszarach mózgu ze zwiększonym poziomem ΔFosB (NAc i ACA). Tłumienie c-Fos wydaje się zależne od okresu od ostatniego krycia i powtarzających się sesji krycia, tak jak w poprzednich badaniach, takiego spadku c-Fos nie wykryto u samców szczurów testowanych tydzień 1 po ostatniej sesji krycia (Balfour i wsp. 2004) lub po doznaniach seksualnych składających się tylko z jednej sesji godowej (Lopez i Ettenberg 2002). Co więcej, obecne odkrycie jest zgodne z dowodem, że ΔFosB represjonuje gen c-fos po przewlekłej ekspozycji na amfetaminę (Renthal i wsp. 2008). Zgodnie z tymi ustaleniami indukcja kilku natychmiastowych mRNA genu wczesnego (c-fos, fosB, c-jun, junB i zif268) została zmniejszona po wielokrotnych wstrzyknięciach kokainy w porównaniu z ostrymi wstrzyknięciami leków (Nadzieja i wsp. 1992; Nadzieja i wsp. 1994), a c-fos indukowany amfetaminą został stłumiony po wycofaniu się z przewlekłego podawania amfetaminy (Jaber i wsp. 1995; Renthal i wsp. 2008). Funkcjonalne znaczenie obniżenia ekspresji c-Fos po przewlekłym leczeniu farmakologicznym lub doświadczeniach seksualnych pozostaje niejasne i zasugerowano, że jest on ważnym mechanizmem homeostatycznym regulującym wrażliwość zwierzęcia na wielokrotne narażenie na nagrodę (Renthal i wsp. 2008).

Podsumowując, obecne badanie pokazuje, że ΔFosB w NAc odgrywa ważną rolę w pamięci nagród seksualnych, wspierając możliwość, że ΔFosB jest ważny dla ogólnego wzmocnienia i pamięci nagród. Odkrycia z bieżącego badania dodatkowo wyjaśniają nasze rozumienie mechanizmów komórkowych i molekularnych, które pośredniczą w wynagradzaniu i motywowaniu seksualnym oraz dodają do literatury, że ΔFosB jest ważnym graczem w rozwoju uzależnienia, demonstrując rolę ΔFosB w naturalnej nagrodzie wzmocnienie.

Materiał uzupełniający

Podziękowania

LITERATURA