Ustawa o przyznawaniu nagród w zakresie ochrony środowiska naturalnego i lekarstw w sprawie wspólnych mechanizmów plastyczności nerwowej z ΔFosB jako kluczowym mediatorem (2013)

W tym badaniu zbadano wpływ nagrody seksualnej na DeltaFosB oraz wpływ DeltaFosB na zachowania seksualne i nagrodę. Stwierdzono, że standardowe zmiany molekularne występujące w przypadku uzależnienia od narkotyków są takie same, jak w przypadku seksu. Innymi słowy, DeltaFosB ewoluował pod kątem bodźców seksualnych, ale leki przejmują ten sam mechanizm. To kończy debatę na temat tego, jak uzależnienia od narkotyków różnią się od uzależnień behawioralnych i jak uzależnienia behawioralne są po prostu kompulsjami (cokolwiek to oznacza). Te same obwody, te same mechanizmy, te same zmiany komórkowe, te same związane zachowania - z niewielkimi różnicami.


J Neurosci. 2013 Feb 20;33(8):3434-3442.

PEŁNE BADANIE

Dzbanki KK, Vialou V, Nestler EJ, Laviolette SR, Lehman MN, Coolen LM.

Źródło

Department of Anatomy & Cell Biology, Schulich School of Medicine and Dentistry, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 3K7, Canada, Department of Molecular & Integrative Physiology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, Fishberg Department of Neuroscience and Friedman Brain Institute, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029 oraz Departments of Neurobiology and Anatomical Sciences and Physiology and Biophysics, University of Mississippi Medical Center, Jackson, Mississippi 39216.

Abstrakcyjny

Leki nadużywania indukują neuroplastyczność w naturalnej ścieżce nagrody, w szczególności w jądrze półleżącym (NAc), powodując w ten sposób rozwój i ekspresję uzależniających zachowań. Najnowsze dowody sugerują, że naturalne nagrody mogą powodować podobne zmiany w NAC, co sugeruje, że leki mogą aktywować mechanizmy plastyczności dzielone z naturalnymi nagrodami i pozwalać na wyjątkową grę między nagrodami za naturalne i narkotyki.

W tym badaniu wykazaliśmy, że doświadczenie seksualne u samców szczurów, po którym następuje krótki lub długotrwały okres utraty nagrody seksualnej, powoduje zwiększone wynagrodzenie za amfetaminę, wskazane w przypadku uczulonej preferencyjnej preferencji miejscowej amfetaminy o niskiej dawce (0.5 mg / kg). Ponadto, początkowa, ale nie długotrwała ekspresja, zwiększonej nagrody amfetaminowej była skorelowana z przejściowym wzrostem kolców dendrytycznych w NAc. Następnie, krytyczną rolę dla czynnika transkrypcyjnego ΔFosB w wywołanym doświadczeniem seksualnym zwiększonym nagromadzeniu amfetaminy i związanym z tym wzrostem kolców dendrytycznych na neuronach NAc ustalono przy użyciu transferu wektorowego genu wirusa dominującego negatywnego partnera ΔJunD. Co więcej, wykazano, że wywołane doświadczeniem seksualnym wzmocnione nagradzanie lekiem, ΔFosB i spinogeneza są zależne od aktywacji dopaminowej receptora D1 dopaminy w NAc. Farmakologiczna blokada receptora D1, ale nie receptora D2, w NAc podczas zachowań seksualnych osłabiała indukcję ΔFosB i zapobiegała zwiększonej spinogenezie i uwrażliwionej nagromadzeniu amfetaminy.

TOgólnie rzecz biorąc, odkrycia te pokazują, że narkotyki o charakterze nadużywania i naturalnych zachowań nagród działają na wspólne molekularne i komórkowe mechanizmy plastyczności, które kontrolują podatność na uzależnienie od narkotyków, oraz że ta zwiększona podatność jest zależna od ΔFosB i jego dalszych docelowych transkrypcyjnych.


Wprowadzenie

Naturalne zachowania nagród i nagroda narkotykowa zbiegają się na wspólnej ścieżce neuronalnej, mezolimbicznym układzie dopaminowym (DA), w którym jądro półleżące (NAc) odgrywa główną rolę (Kelley, 2004). Leki nadużywania indukują neuroplastyczność w systemie mezolimbicznym, który odgrywa domniemaną rolę w przejściu od używania narkotyków do narkomanii (Hyman i wsp., 2006; Kauer i Malenka, 2007; Kalivas, 2009; Chen i wsp., 2010; Koob i Volkow, 2010; Wolf, 2010a; Mameli i Luscher, 2011). Postawiono hipotezę, że narkotyki i nagrody naturalne nie aktywują tych samych neuronów w systemie mezolimbicznym, a zatem leki te aktywują i zmieniają ten obwód w wyjątkowy sposób. (Cameron i Carelli, 2012). Jednakże staje się coraz bardziej oczywiste, że nagrody naturalne i narkotyki wpływają na system mezolimbiczny zarówno w podobny, jak i odmienny sposób, pozwalający na grę pomiędzy naturalną nagrodą, konkretnie nagroda płeć, i skutki narkotyków (Frohmader i wsp., 2010a; Pitchers i wsp., 2010a; Olsen, 2011).

Zachowanie seksualne jest wysoce satysfakcjonujące (Tenk i wsp., 2009),

  • a doświadczenie seksualne powoduje uczulone zachowania związane z narkotykami, w tym uczulanie krzyżowe na aktywność lokomotoryczną wywołaną przez amfetaminę (Amph) (Bradley i Meisel, 2001; Pitchers i wsp., 2010a)
  • i ulepszoną nagrodę Amph (Pitchers i wsp., 2010a).
  • Ponadto doświadczenie seksualne indukuje plastyczność neuronów w NAc, podobnie jak w przypadku ekspozycji na psychostymulant, w tym zwiększoną gęstość dendrytyczną kręgosłupa (Meisel i Mullins, 2006; Pitchers i wsp., 2010a),
  • zmieniony ruch receptora glutaminianu i zmniejszona siła synaptyczna w neuronach skorupowych NAc przedczołowych (Pitchers i wsp., 2012).
  • Wreszcie, stwierdzono, że okresy abstynencji w doświadczeniach seksualnych są kluczowe dla zwiększenia nagrody Ampha, spinogenezą NAc (Pitchers i wsp., 2010a), i przemyt receptora glutaminianu (Pitchers i wsp., 2012).

Te odkrycia sugerują, że doświadczenia związane z nagrodami naturalnymi i narkotykowymi mają wspólne mechanizmy plastyczności nerwowej, które z kolei wpływają na podatność na nadużywanie substancji.

Celem obecnego badania było określenie mechanizmów komórkowych, które pośredniczą w indukowanej seksualnością plastyczności, co z kolei powoduje zwiększoną nagrodę za lek. W szczególności badano rolę czynnika transkrypcyjnego ΔFosB, ponieważ bierze on udział w skutkach zarówno nagród naturalnych, jak i narkotykowych (Nestler i wsp., 2001; Werme i wsp., 2002; Olausson i wsp., 2006; Wallace i wsp., 2008; Hedges i wsp., 2009; Pitchers i wsp., 2010b). Ponadto zbadano rolę receptorów dopaminowych D1 (D1R) w indukowanej seksualnie plastyczności nerwowej, ponieważ indukcja NAc ΔFosB i zwiększona gęstość kręgosłupa po podaniu środka psychostymulującego są wyrażane w neuronach zawierających D1R (Lee i wsp., 2006; Kim i wsp., 2009) i zależne od aktywacji D1R (Zhang i in., 2002).

W tym przypadku użyliśmy ekspresji dominującego negatywnego partnera wiążącego dla wektora wirusowego do ΔFosB, znakowania diOlistic i manipulacji farmakologicznych, aby przetestować hipotezę, że uczuleniowe efekty doświadczenia seksualnego, a następnie abstynencja nagroda w zwiększonej nagrodzie Amph są mediowane przez Zależna od D1R indukcja ΔFosB w NAc, a następnie wzrost gęstości NAc. Razem odkrycia dostarczają dowodów, że nagrody za naturalne i narkotyki dzielą wspólne mechanizmy plastyczności nerwowej, z ΔFosB jako krytycznym mediatorem.

Materiały i Metody

Zwierząt.

Dorosłe samce (225-250 g po przyjeździe) i samice (210-220 g) Sprague Dawley szczury (Charles River Laboratories) były trzymane w klatkach z pleksiglasu w tych samych parach płci podczas eksperymentów, w warunkach regulacji temperatury i wilgotności oraz na 12 / 12 h cykl światło / ciemność z wolnym dostępem do żywności i wody. Kobiety uczestniczące w sesjach godowych zostały poddane owariektomii i otrzymały podskórne implanty zawierające 5% benzoesanu estradiolu (Sigma-Aldrich) i wstrzyknięcia 500 μg progesteronu (w 0.1 ml oleju sezamowego, Sigma-Aldrich) 4 h przed testowaniem. Wszystkie procedury zostały zatwierdzone przez Komisje ds. Opieki nad zwierzętami i ich wykorzystania na University of Western Ontario oraz University of Michigan i dostosowały się do kanadyjskiej Rady na temat opieki nad zwierzętami i wytycznych National Institutes of Health dotyczących kręgowców w badaniach.

Zachowania seksualne.

Sesje krycia wystąpiły podczas wczesnej fazy ciemności (między 2 a 6 h po rozpoczęciu okresu ciemności) przy słabym czerwonym oświetleniu, w czystych klatkach testowych (60 × 45 × 50 cm). Samce szczurów przystawały do ​​wytrysku podczas codziennych sesji godowych 4 lub 5. Wybrano pięć sesji, ponieważ wcześniej wykazaliśmy, że ten paradygmat powoduje długotrwałe ułatwianie zachowań seksualnych (Pitchers i wsp., 2010b), uczulenie krzyżowe na aktywność lokomotoryczną Amph (Pitchers i wsp., 2010a) i nagrodę (Pitchers i wsp., 2010a). Ejakulacja została wybrana jako punkt końcowy każdej sesji godowej, ponieważ wcześniej pokazaliśmy, że jest ona istotna dla wpływu doświadczenia seksualnego na uczulenie lokomotoryczne Amph (Pitchers i wsp., 2010a), które nie wystąpiły, gdy zwierzętom pozwolono parzyć się z samicami bez oznak wytrysku. Parametry zachowania seksualnego (tj. Opóźnienie pierwszego montażu, intromisję i wytrysk oraz liczbę uchwytów i impulsów) zarejestrowano jak opisano wcześniej (Pitchers i wsp., 2010b). W przypadku wszystkich eksperymentów grupy doświadczone seksualnie dopasowywały się do zachowania seksualnego (całkowita liczba wytrysków i opóźnienie wytrysku podczas każdej sesji godowej). Po piątej sesji godowej samce pozostawały w mieszkaniu z partnerkami tej samej płci i nie mogły się kojarzyć podczas okresów abstynencji seksualnej 1, 7 lub 28 d. Zwierzęta, które pozostały naiwne pod względem seksualnym, były traktowane i trzymane w tych samych pomieszczeniach co doświadczeni seksualnie mężczyźni. Ponadto, naiwne kontrole umieszczono w czystych klatkach testowych na godzinę podczas 5 kolejnych dni, bez dostępu do receptywnej samicy.

Δ Wyrażenie FosB.

Zwierzęta były głęboko znieczulane (pentobarbital sodu, 390 mg / kg; ip) i perfundowane dosercowo 50 ml 0.9% soli fizjologicznej, a następnie 500 ml 4% paraformaldehydu (Sigma-Aldrich) w 0.1 m buforze fosforanowym (PB) przez pewien czas. eksperymenty z punktem i antagonistą DR. Mózgi usunięto i dodano ponownie do 1h w temperaturze pokojowej w tym samym środku utrwalającym, a następnie przechowywano w 4 ° C w 20% sacharozy i 0.01% azydku sodu w 0.1 m PB. W przypadku eksperymentów z antagonistą DR mózgi zostały usunięte i zmniejszone o połowę wzdłuż osi strzałkowej. Jedna połowa była przechowywana w PB i używana dla DiOlistics, a druga była przetwarzana dla ΔFosB. Sekcje wieńcowe (35 μm) pocięto za pomocą mikrotomu zamrażającego (Microm H400R), zebrano w czterech równoległych seriach w roztworze krioprotektanta (30% sacharoza i 30% glikol etylenowy w 0.1 m PB) i przechowywano w -20 ° C. Swobodnie pływające skrawki intensywnie przemywano 0.1 m PBS, pH 7.35, pomiędzy inkubacjami, a wszystkie etapy były w temperaturze pokojowej. Skrawki wystawiono na działanie 1% H2O2 (10 min) i roztwór do inkubacji (1 h; PBS zawierający 0.1% BSA, Fisher i 0.4% Triton X-100, Sigma-Aldrich). Skrawki następnie inkubowano przez noc w poliklonalnym przeciwciele królika-FosB (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology), uprzednio zatwierdzonym (Perrotti i wsp., 2004, 2008; Pitchers i wsp., 2010b). Przeciwciało pan-FosB zostało wywołane przeciwko wewnętrznemu regionowi wspólnego dla FosB i ΔFosB i zostało wcześniej scharakteryzowane w celu specyficznej wizualizacji komórek ΔFosB w punktach czasowych stosowanych w tym badaniu (> 1 dzień po bodźcu) (Perrotti i wsp., 2004, 2008; Pitchers i wsp., 2010b). Następnie skrawki inkubowano w skoniugowanym z biotyną kozim anty-króliczym IgG (1 h; 1: 500 w PBS +, Vector Laboratories), peroksydazie awidyno-biotyno-chrzanowej (1 h, elicie ABC, 1: 1000 w PBS, Vector Laboratories) i tetrahydrat 0.02% 3,3'-diaminobenzydyny (10 min; Sigma-Aldrich) z 0.02% siarczanem niklu w 0.1 m PB z nadtlenkiem wodoru (0.015%). Skrawki umieszczono na Superfrost plus szklane szkiełka (Fisher) i przykryto szkiełkiem dibutylo-ftalanu ksylenu.

Liczby komórek ΔFosB-IR zliczano w powłoce i rdzeniu NAc w standardowych obszarach analizy (400 × 600 μm), jak opisano wcześniej (Pitchers i wsp., 2010b). Zliczono dwie sekcje na podregion NAc, uśrednione dla jednego zwierzęcia. W eksperymencie w punkcie czasowym liczby komórek ΔFosB-IR wyrażono jako krotność zmiany naiwnej grupy kontrolnej w odpowiednim punkcie czasowym i porównano między grupami doświadczonymi i naiwnymi dla każdego subregionu w każdym indywidualnym punkcie czasowym, stosując niesparowane t testy z poziomem istotności p <0.05. W eksperymentach z antagonistami ΔJunD-AAV i DR zastosowano odpowiednio dwukierunkową lub jednokierunkową ANOVA oraz metodę Holma-Sidaka. Dodatkowo, komórki ΔFosB-IR zliczono w prążkowiu grzbietowym (obszar analizy: 200 x 600 μm), bezpośrednio grzbietowo do NAc i przylegające do komory bocznej u wszystkich zwierząt w eksperymencie z antagonistą DR. Jednokierunkowa ANOVA i t Testy zostały użyte do porównania między grupami.

DiOlistics.

Dla punktu czasowego i eksperymentu z wirusem ΔJDD wektor, szczury perfundowano dosercowo za pomocą 50 ml soli fizjologicznej (0.9%), a następnie 500 ml 2% paraformaldehydu w 0.1 m PB. Mózgi podzielono na części (100 μm koronalny) za pomocą wibratomu (Microm) i skrawków przechowywanych w 0.1 m PB z 0.01% azydkiem sodu w 4 ° C. Powlekanie cząstek wolframu (średnica 1.3 μm, Bio-Rad) z lipofilowym barwnikiem diizocyjanokarboksylowym DiI (nadchloran 1,1'-dioktadecyl-3,3,3'3'-tetrametyloindokarbocyjaniny, Invitrogen) przeprowadzono w sposób opisany uprzednio (Forlano i Woolley, 2010). Powlekane cząstki wolframu zostały dostarczone do tkanki w 160-180 psi przy użyciu systemu Helios Gene Gun (Bio-Rad) przez filtr o wielkości porów 3.0 μm (BD Biosciences) i pozostawione do dyfuzji przez błony neuronalne w 0.1 m PB for 24 h przy ochronie przed światłem w 4 ° C. Następnie, plastry utrwaliano w 4% paraformaldehydzie w PB dla 3h w temperaturze pokojowej, przemyto w PB i zamontowano w zamkniętych w ramie komorach (Bio-Rad) z żelatyną zawierającą środek przeciw płowieniu 1,4-diazabicyklo (2,2) oktan ( 50 mg / ml, Sigma-Aldrich) (Lennette, 1978).

Neuronograficzne neurony zostały zobrazowane za pomocą Zeiss LSM 510 m mikroskop konfokalny (Carl Zeiss) i laserem helowym / neonowym 543 nm. Dla każdego zwierzęcia zastosowano neurony 2-5 w każdym podregionie NAc lub w skorupie (w oparciu o lokalizację w odniesieniu do punktów orientacyjnych, w tym komory bocznej i przedniej spoidła) w doświadczeniach z ΔJunD-AAV i antagonistą DR, w celu zlokalizowania regionu zainteresowanie dendrytem drugiego rzędu do kwantyfikacji kręgosłupa. Dla każdego neuronu analizowano dendryt 2-4 w celu ilościowego określenia całkowitej długości dendrytycznej 40-100 μm. Segmenty dendrytyczne przechwytywano przy użyciu 40 × obiektyw z zanurzeniem w wodzie w odstępach 0.25 μm wzdłuż z-axis i obraz 3D został zrekonstruowany (Zeiss) i poddano dekonwolucji (Autoquant X, Media Cybernetics), stosując adaptywne (ślepe) i teoretyczne ustawienie PSF zgodnie z zaleceniami oprogramowania. Gęstość grzbietu została określona ilościowo za pomocą modułu oprogramowania Filament z pakietu Imaris (wersja 7.0, Bitplane). Liczbę dendrytycznych kolców wyrażono na 10 μm, uśredniono dla każdego neuronu, a następnie dla każdego zwierzęcia. Różnice statystyczne określono przy użyciu dwukierunkowej ANOVA w eksperymencie z serii czasowej pomiędzy naiwnymi seksualnie i doświadczonymi zwierzętami w każdym punkcie czasowym (czynniki: doświadczenie seksualne i podregion NAc) oraz w eksperymencie ΔJunD (czynniki: doświadczenie seksualne i wektor wirusowy) i jeden ANOVA w eksperymencie z antagonistą DR. Porównania grup przeprowadzono metodą Holma-Sidaka z poziomem istotności p <0.05.

Warunkowa preferencja miejsca.

Projekt eksperymentalny CPP był identyczny jak wcześniej opisano (Pitchers i wsp., 2010a), przy użyciu nieobciążonego aparatu trójkomorowego (Med Associates) i bezstronnego projektu, z pojedynczą parującą próbą kondycjonującą siarczanu d-Amph (Amph, Sigma-Aldrich, 0.5 mg / ml / kg sc obliczoną na podstawie wolnej zasady) w sparowanej komorze i soli fizjologicznej w niesparowanej komorze podczas naprzemiennych dni i przeprowadzonej podczas pierwszej połowy fazy lekkiej. Zwierzęta kontrolne otrzymywały roztwór soli w obu komorach.

Wyniki CPP obliczono dla każdego zwierzęcia jako czas spędzony (w sekundach) w sparowanej komorze podczas post-testu minus wstępny test. Do porównania grup w eksperymentach z punktami czasowymi zastosowano jednokierunkowe ANOVA i metodę Holma-Sidaka. Nieparzysty t test z istotnością ustawioną na p <0.05 zastosowano do porównania Naive-Sal i Naive Amph w każdym punkcie czasowym w eksperymencie punktu czasowego i w ramach każdego traktowania wektora wirusowego w eksperymencie ΔJunD. W eksperymencie czasowym zastosowano jednokierunkowe ANOVA i metodę Holma – Sidaka do porównania grup doświadczonych seksualnie (Exp-Sal, 7 d Exp Amph i 28 d Exp Amph) i niesparowanych t test został użyty do porównania grup naiwnych 2. Do porównania wszystkich grup w eksperymencie z antagonistą DR użyto dwuczynnikowej ANOVA i metody Holma-Sidaka. Dwie niesparowane t test zastosowano do porównania Naive-Sal i Naive Amph z każdym warunkiem leczenia wektorowego wirusa (GFP lub ΔJunD), ponieważ dane były zbyt zmienne w grupach? JunD, aby umożliwić analizę ANOVA. Wszystkie poziomy istotności zostały ustawione na p <0.05.

Wirusowe eksperymenty wektorowe.

Samce szczurów znieczulano ketaminą (87 mg / ml / kg; ip) i ksylazyną (13 mg / ml / kg ip), umieszczano w aparacie stereotaktycznym (Kopf Instruments) i otrzymywano obustronne mikroiniekcje rekombinowanych wirusowych wektorów adenowirusowych kodujących Tylko GFP (zielone białko fluorescencyjne) lub ΔJunD (dominujący negatywny partner wiążący ΔFosB) i GFP, do NAc (współrzędne: AP + 1.5, ML ± 1.2 z bregma, DV-7.6 z czaszki), w objętości 1.5 μl / hemisphere przez 7 min za pomocą strzykawki Hamilton (Harvard Apparatus). ΔJunD zmniejsza ΔFosB-transkrypcję przez konkurencyjną heterodimeryzację z ΔFosB, a zatem zapobiega wiązaniu ΔFosB z regionem AP-1 w obrębie regionów promotorowych docelowych genów (Winstanley i wsp., 2007; Pitchers i wsp., 2010b). Chociaż ΔJunD wiąże się z wysokim powinowactwem do ΔFosB, możliwe jest, że w niektórych obserwowanych efektach ΔJunD pośredniczy antagonizowanie innych białek AP-1. Wydaje się jednak, że ΔFosB jest dominującym białkiem AP-1 eksprymowanym w badanych warunkach (Pitchers i wsp., 2010b). Pomiędzy 3 i 4 tydzień później, zwierzęta otrzymały doświadczenie seksualne podczas kolejnych sesji godowych 4 lub pozostały naiwne, aby utworzyć grupy 4: naiwne seksualnie GFP, doświadczone seksualnie GFP, naiwne seksualnie ΔJunD i doświadczane seksualnie ΔJunD. Doświadczenie seksualne składało się z kolejnej codziennej sesji godowej 4. Zwierzęta badano na CPP i diorektyki. Weryfikację miejsc wstrzyknięć przeprowadzono zgodnie z wcześniejszym opisem (Pitchers i wsp., 2010b). Skrawki NAc (koronalne; 100 μm) były przetwarzane immunologicznie dla GFP (1: 20,000, królicze przeciwciało anty-GFP, Invitrogen). Rozprzestrzenianie wirusa było głównie ograniczone do części skorupowej NAc, z dodatkowym rozprzestrzenianiem do rdzenia.

Antagoniści D1R / D2R.

Samce szczurów znieczulono iniekcją dootrzewnową (0.1 ml / kg) ketaminy (87 mg / ml) i ksylazyny (13 mg / ml) i umieszczono w aparacie stereotaktycznym (Kopf Instruments). Obustronne kaniule prowadzące wskaźnika 21 (Plastics One) zostały obniżone w kierunku NAc przy AP + 1.7, ML ± 1.2 z bregma; -6.4 DV z czaszki i zabezpieczony akrylem dentystycznym, przykleja się do trzech wkrętów osadzonych w czaszce. Zwierzęta były codziennie poddawane zabiegom przyzwyczajania się do procedur infuzji podczas okresu regeneracji 2 w tygodniu. Piętnaście minut przed rozpoczęciem każdej codziennej sesji godowej 4 przez wprowadzenie samicy receptywnej, samce szczurów otrzymały obustronne mikroiniekcje antagonisty D1R, chlorowodorku R (+) SCH-23390 (Sigma-Aldrich), antagonisty receptora D2 (D2R) S- ( -) Chlorowodorek etyklopridu (Sigma-Aldrich) rozpuszczono w jałowym roztworze soli fizjologicznej (0.9%, każdy w 10 μg w 1 μl na półkulę, rozpuszczono w roztworze soli 0.9%) lub soli fizjologicznej (1.0 μl na półkulę), przy szybkości przepływu 1.0 μl / min w odstępie 1 min, a następnie 1 min z kaniulą iniekcyjną pozostawioną na miejscu dla dyfuzji leku. Objętość tego wstrzyknięcia będzie napełniać zarówno rdzeń, jak i otoczkę, ponieważ napary 0.5 μl są ograniczone do podpodziałów rdzenia lub rdzenia (Laviolette i wsp., 2008). Dawki zostały oparte na wcześniejszych badaniach wykazujących, że te lub niższe dawki wpływają na zachowanie leku lub naturalne nagrody (Laviolette i wsp., 2008; Roberts i wsp., 2012). Kontrolne samce pozostawały płciowo naiwne, ale otrzymywały roztwór soli fizjologicznej wewnątrz NAC przed umieszczeniem w pustej klatce podczas codziennych sesji manipulacyjnych 4. Tydzień po ostatniej kryciu lub sesji obsługi, mężczyźni byli testowani pod kątem Amph CPP i analizy kręgosłupa i ΔFosB. Zastosowano cztery sesje, zamiast pięciu sesji, jak w innych eksperymentach, w celu wyeliminowania nadmiernych uszkodzeń NAC spowodowanych powtarzającymi się infuzjami, a tym samym umożliwienia analizy kręgosłupa i ΔFosB. Rzeczywiście, uszkodzenie nie było oczywiste, a analizy kręgosłupa i ΔFosB w NAc zwierząt z podawaniem soli podawały podobne dane, jak w grupach niezapełnionych w poprzednich doświadczeniach. Dwukierunkowa metoda ANOVA i Holm-Sidak ze znaczeniem ustawionym na p <0.05 zastosowano do określenia indukowanego doznaniem seksualnym ułatwiania zachowań seksualnych.

wyniki

Wywoływana przez populację podwyższona regulacja ΔFosB jest długotrwała

Po pierwsze, określono czasowe korelacje między wywołanymi przez doświadczenie zmianami w ekspresji ΔFosB, kolcami dendrytycznymi w NAc i Amph-CPP, szczególnie po krótkich i długich okresach abstynencji od nagród seksualnych (7 lub 28 d). Wcześniej wykazano, że doświadczenie seksualne codziennych sesji godowych 5 spowodowało nagromadzenie ΔFosB w całym układzie mezolimbicznym, w szczególności w NAc (Wallace i wsp., 2008; Pitchers i wsp., 2010b). W poprzednich badaniach, poziomy ΔFosB mierzono w 1 d po zachowaniach seksualnych i nie było wiadomo, czy akumulacja ΔFosB utrzymywała się po dłuższych okresach abstynencji nagród. Doświadczeni seksualnie mężczyźni byli perfundowani 1, 7 lub 28 d po zakończeniu codziennych sesji godowych 5, podczas których samce łączyły się z jednym wytryskiem. Naiwne kontrole na poziomie seksualnym były perfundowane w tym samym momencie po zakończeniu codziennych sesji obsługi 5. Liczby komórek ΔFosB-IR w powłoce i rdzeniu NAc były znacznie wyższe niż naiwne kontrole na wszystkich punktach czasowych (Rys. 1A, muszla; 1 d, p = 0.022; 7 d, p = 0.015; Rys. 1B: rdzeń; 1 d, p = 0.024; 7 d, p <0.001; 28 dni p <0.001), z wyjątkiem powłoki NAc po 28 dniach abstynencji (p = 0.280). Tak więc, podwyższenie poziomu ΔFosB utrzymuje się podczas abstynencji po doznaniu seksualnym przez okres co najmniej 28 d.

Rysunek 1.     

Rysunek 1.     

Doświadczenia seksualne spowodowały natychmiastowy i stały wzrost liczby komórek ΔFosB-IR. Zwiń zmiany liczby komórek ΔFosB-IR w powłoce NAc (A) i rdzeń (B) u zwierząt doświadczonych seksualnie (czarne) w porównaniu z naiwnymi narządami płciowymi (białymi) (n = 4 dla każdej grupy). Dane są średnią grupy ± SEM. *p <0.05, istotna różnica w porównaniu z naiwnymi kontrolami. Przedstawiciel obrazów Naive 1 d (C), Exp 1 d (D), Exp 7 d (E) i Exp 28 d (F). ac, Przedłużenie commissure. Pasek skali, 100 μm.

Wywołany doświadczeniem seksualnym wzrost dendrytycznych kolców jest przejściowy

Pitchers i in. (2010a) wcześniej doniesiono o stosowaniu technik impregnacji Golgiego, że doświadczenie seksualne, po którym następuje 7 d, ale nie 1 d, abstynencji nagród powodowało znacznie zwiększone rozgałęzienie dendrytyczne i liczbę dendrytycznych kolców na neuronach powłoki i jądra NAc (Pitchers i wsp., 2010a). Tutaj spinogenezę u płciowo naiwnych i doświadczonych samców badano 7 d lub 28 d po końcowej sesji godowej. Aktualne odkrycia z zastosowaniem metody znakowania diOlistics potwierdziły, że doświadczenie seksualne po którym nastąpił okres abstynencji 7 d zwiększała liczbę kolców dendrytycznych (F(1,8) = 9.616, p = 0.015; Rys. 2A-C). W szczególności, liczba kolców dendrytycznych była znacznie zwiększona w powłoce i rdzeniu NAc (Rys. 2A: muszla, p = 0.011; rdzeń, p = 0.044). Jednak ta zwiększona gęstość kręgosłupa była przemijająca i nie była już wykrywana po przedłużonym okresie abstynencji seksualnej 28d w podregionie NAc (Rys. 2B).

Rysunek 2.     

Rysunek 2.    

Doświadczenie seksualne spowodowało wzrost liczby kolców dendrytycznych w NAc i uczulonej nagrody Amph. A, B, Liczba kolców dendrytycznych w powłoce NAc i rdzeniu 7 d (A) lub 28 d (DB naiwnych seksualnie [białych] i doświadczonych [czarnych] zwierząt; n = 4 lub 5). Dane są średnią grupy ± SEM. #p <0.05, istotna różnica w porównaniu z naiwnymi kontrolami. CReprezentatywne segmenty dendrytyczne z Naive 7 d i Exp 7 d grupy stosowane do ilościowego określania gęstości kręgosłupa. Pasek skali, 3 μm. D, Ilość czasu spędzonego w sparowanej komorze (Amph lub soli fizjologicznej) podczas post-testu minus próba wstępna (punktacja CPP) dla nieświadomych płciowo (białych) lub doświadczonych (czarnych) zwierząt poddanych testowi 7 d lub 28 d po końcowym kryciu lub obsługa sesji: Naive-Sal (7 d po obsłudze; n = 8), Naive Amph (7 d po obsłudze; n = 9), Exp-Sal (połączone grupy zwierząt badały 7 d lub 28 d po kryciu; n = 7), 7 d Exp Amph (7 d po kryciu; n = 9) i 28 d Exp Amph (28 d po kryciu; n = 11). Grupy Sal otrzymały Sal w połączeniu z obiema komorami. *p <0.05, istotna różnica w porównaniu z doświadczonymi seksualnie kontrolnymi solanką.

Seks wywoływana uczuleniem na nagrodę Ampha jest długotrwały

Wcześniej wykazaliśmy, że doświadczenie seksualne, po którym następuje 7-10 d abstynencji, zwiększyło nagrodę Amph (Pitchers i wsp., 2010a). Konkretnie, doświadczone seksualnie zwierzęta tworzyły znaczącą preferencyjną preferencję miejsca (CPP) dla niższych dawek Amph (0.5 lub 1.0 mg / kg), które nie indukowały CPP w naiwnych kontrolach płciowych. Obecne badania potwierdziły i rozszerzyły te poprzednie wyniki, demonstrując zwiększoną nagrodę Ampha u doświadczonych seksualnie zwierząt zarówno po 7 d, jak i okresie abstynencji 28 d sex abstinence (Rys. 2D; F(2,24) = 4.971, p = 0.016). W szczególności, doświadczone seksualnie zwierzęta z 7 lub 28 d okresu abstynencji spędzały znacznie dłuższy czas w komorze sparowanej z Amph podczas testu po teście w porównaniu z doświadczonymi seksualnie negatywnymi kontrolami, które otrzymywały roztwór soli w obu komorach (Rys. 2D: Exp-Sal vs 7 d Exp AMPH, p = 0.032; vs 28 d Exp AMPH, p = 0.021). Potwierdzając wcześniejsze odkrycia, zwierzęta naiwne narządów płciowych nie spędzały więcej czasu w komorze sparowanej z Amphem w trakcie post-testu i nie różniły się preferencjami od naiwnej płciowo grupy kontrolnej soli fizjologicznej (Rys. 2D) (Pitchers i wsp., 2010a).

Aktywność ΔFosB ma krytyczne znaczenie dla wywołanej doświadczeniem seksualnym uczulonej nagrody Ampha

Dotychczasowe wyniki wskazują, że doświadczenie seksualne powodowało długotrwałą akumulację ΔFosB w neuronach NAc skorelowaną z poprawioną nagrodą Ampha. Aby określić, czy zwiększona aktywność ΔFosB ma kluczowe znaczenie dla zwiększenia nagrody Amph, ΔJunD, dominujący-ujemny partner wiązania ΔFosB, który tłumi transkrypcję z udziałem ΔFosB (Winstanley i wsp., 2007), była nadeksprymowana poprzez transfer genów za pośrednictwem wirusowego wektora w NAc (Rys. 3A,B). Wyniki testów CPP Ampha pokazały, że osłabienie aktywności ΔFosB poprzez ekspresję ΔJunD w NAc zapobiegało skutkom doznania seksualnego i abstynencji nagród 7 d sex przy zwiększonej nagrodzie Ampha. Doświadczone seksualnie zwierzęta AJunD nie wytworzyły znaczącej CPP dla Amph i nie różniły się od zwierząt pierwotnie seksualnie ΔJunD (Rys. 3B). Przeciwnie, doświadczane seksualnie zwierzęta kontrolujące GFP tworzyły CPP dla Amph, jak wskazano przez znacząco wyższy wynik CPP w porównaniu z płciowymi naiwnymi kontrolami GFP (Rys. 3B, p =

Rysunek 3.    

Rysunek 3.    

Tłumienie aktywności ΔFosB w NAc blokuje uczulone nagranie AMPH i zwiększa liczbę kolców NAc u zwierząt doświadczonych seksualnie. AReprezentatywne obrazy ekspresji GFP u trzech zwierząt otrzymujących iniekcje rekombinowanego wirusa związanego z adeno-AJunD skierowane do jądra półleżącego, ilustrujące małe (lewe), pośrednie (środkowe) i duże (prawe) miejsca iniekcji. ac, Przedłużenie commissure; LV, komora boczna. Pasek skali, 250 μm. BSchematyczna prezentacja najbardziej widocznych lokalizacji i wzorców rozprzestrzeniania się wirusa. U wszystkich zwierząt wykryto GFP w skorupie, ale rozprzestrzenienie się do rdzenia było zmienne. C, Ilość czasu spędzonego w sparowanej z Amphem komorze podczas post-testu minus wstępny (wynik CPP) dla naiwnych płciowo (białych) i doświadczonych (czarnych) zwierząt, które albo otrzymały iniekcję wektora kontrolnego GFP (Naive, n = 9; Exp, n = 10) lub ΔJunD wektor (Naive, n = 9; Exp, n = DReprezentatywne obrazy segmentów dendrytycznych z doświadczonych seksualnie GFP i ΔJunD stosowanych do ilościowego oznaczania gęstości kręgosłupa. Pasek skali, 3 μm. E, Liczba kolców dendrytycznych w NAc naiwnych płciowo (białych) i doświadczonych (czarnych) zwierząt, które albo otrzymały iniekcje wektora kontrolnego GFP albo wektora? JunD. Dane są średnią grupy ± SEM. *p <0.05, istotna różnica w porównaniu z naiwnymi kontrolami. #p <0.05, istotna różnica w porównaniu z doświadczonymi kontrolami GFP.

Efekt tłumienia nadekspresji ΔJunD nie był wynikiem zakłócenia zachowania seksualnego podczas nabywania doświadczenia seksualnego. Wyrażanie ΔJunD w NAc zostało wcześniej wykazane, aby zapobiec ułatwianiu zachowań seksualnych po doświadczeniach seksualnych (Pitchers i wsp., 2010b). Rzeczywiście, zostało to potwierdzone w obecnym eksperymencie. Zwierzęta kontrolne GFP wykazywały krótsze opóźnienia w czasie montowania, wprowadzania i wytrysku, a także mniej przywiązań i wtrętów podczas czwartego kolejnego dnia testów krycia, w porównaniu z pierwszym dniem krycia (Tabela 1). W przeciwieństwie do tego, zwierzęta, którym wstrzyknięto JJD nie wykazywały znacząco krótszych latencji w celu zmontowania lub wprowadzenia lub mniejszej liczby wierzchowców podczas czwartego dnia krycia w porównaniu z pierwszym. Zatem napary ΔJunD do NAc łagodziły efekty doświadczenia seksualnego. Jednakże nie zaobserwowano znaczących różnic w żadnym z parametrów parowania między kontrolą GFP a grupami z podawaniem ΔJD podczas żadnego z testów krycia, co wskazuje, że wpływ infuzji ΔJunD na wywołane doświadczeniem seksualnym uczulenie Amph CPP nie jest wynikiem różnic w doświadczenie godowe per se (Tabela 1).

Wyświetl tę tabelę:     

Tabela 1.    

Parametry zachowań seksualnych podczas nabywania doświadczenia seksualnego w grupach, które otrzymały infuzję NAc wektorów wirusowych eksprymujących GFP lub ΔJunDa

ΔFosB jest krytyczny dla indukowanego przez doświadczenie seksualne wzrostu kolców dendrytycznych NAc

Aktywność ΔFosB była również wymagana dla zwiększonej gęstości neuronów NAc po doświadczeniu seksu i abstynencji nagród 7 d sex (Rys. 3C,D). W analizie kręgosłupa w NAc zwierząt opisanych powyżej dla CPP, dwukierunkowa ANOVA wykazała znaczące efekty obu doświadczeń seksualnych (F(1,34) = 31.768, p <0.001) i leczenie wektorem wirusowym (F(1,34) = 14.969, p = 0.001), a także interakcja (F(1,34) = 10.651, p = 0.005). W szczególności, doświadczone seksualnie zwierzęta kontrolujące GFP miały większą liczbę kolców NAc w porównaniu z naiwnymi narządami płciowymi GFP (Rys. 3D: p <0.001), potwierdzając nasze poprzednie wyniki (Pitchers i wsp., 2010a). W przeciwieństwie do tego doświadczane seksualnie zwierzęta AJduD nie różniły się znacząco od płciowych naiwnych grup AJunD i były znacząco niższe w porównaniu z doświadczonymi seksualnie zwierzętami kontrolnymi GFP (Rys. 3D: p <0.001). Zatem ekspresja ΔJunD w NAc blokowała wpływ doświadczenia seksualnego i abstynencji nagrody na spinogenezę NAc.

Antagonista D1R blokuje indukowaną wrażeń seksualnych Δpodatność FosB

Aby określić, czy aktywacja D1R lub D2R w NAc podczas kojarzenia jest wymagana dla indukowanego przez doświadczenie seksualne podwyższenia poziomu ΔFosB i uwrażliwionego CPP Amph, zwierzęta otrzymywały lokalne infuzje antagonisty D1R lub D2R (lub soli fizjologicznej) do NAc 15 min przed każdym z 4 codziennie kolejne sesje godowe. Co ważne, infuzje D1R i D2R do NAC nie wpłynęły na inicjację lub ekspresję zachowań seksualnych podczas żadnej z sesji godowych (Rys. 4D-F). Również, Antagonizm D1R lub D2R nie zapobiegał łatwym efektom seksualnego doświadczenia w kryciu, ponieważ wszystkie grupy wykazały ułatwienie zachowań seksualnych, o czym świadczą krótsze opóźnienia wytrysku w dniu 4 w porównaniu do dnia 1 (Rys. 4F) (F(1,40) = 37.113, p <0.001; Sal, p = 0.004; D1R Ant, p = 0.007; D2R Ant, p < 0.001).

Rysunek 4.    

Rysunek 4.    

Antagoniści receptora dopaminy wprowadzonego do NAc nie wpłynęli na zachowanie seksualne. Części koronalne NAc (A, + 2.2; B, + 1.7; C, + 1.2 od bregma) wskazujące miejsce wstrzyknięcia do miejsca wstrzyknięcia NA-NA dla wszystkich zwierząt. Kaniule były dwustronne, ale reprezentowane jednostronnie dla ułatwienia prezentacji wszystkich zwierząt (Naive-Sal, biały, n = 7; Exp-Saline; ciemny szary, n = 9; Exp D1R Ant, jasnoszary, n = 9; Exp D2R Ant, czarny, n = 8). ac, Przedłużenie commissure; LV, komora boczna; CPu, skorupa ogoniasta. Zamontuj opóźnienie (D), opóźnienie intromisji (E) i opóźnienie wytrysku (F) dla wszystkich grup doświadczonych seksualnie (Saline, biały, D1R Ant, szary, D2R Ant, czarny). Dane reprezentują średnią ± SEM. *p <0.05, istotna różnica między dniem 1 a dniem 4 w trakcie leczenia.

Analiza liczby komórek ΔFosB-IR w NAc 7 d po ostatniej infuzji NAc i sesji krycia lub obsługi wykazała istotne różnice między grupami w obu powłokach NAc (F(3,29) = 18.070, p <0.001) i rdzeń (F(3,29) = 10.017, p <0.001). Po pierwsze, doświadczenie seksualne w grupie kontrolnej, której podawano sól fizjologiczną, spowodowało znaczną regulację w górę ΔFosB w porównaniu z grupą kontrolną, która nie miała wcześniej kontaktu seksualnego (Rys. 5A, powłoka p <0.001; Rys. 5B: rdzeń, p <0.001), potwierdzając powyższe wyniki. Antagonizm D1R, ale nie D2R, zapobiegał lub osłabiał tę regulację w górę ΔFosB. W powłoce NAc u doświadczonych seksualnie mężczyzn leczonych antagonistą D1R nie wykazano wzrostu liczby komórek ΔFosB-IR w porównaniu z grupą kontrolną, która nie miała wcześniej kontaktu seksualnego (Rys. 5A: p = 0.110), a ekspresja ΔFosB była znacznie niższa w porównaniu z samcami doświadczonymi seksualnie (Rys. 5A: p = 0.002). W rdzeniu NAc antagonizm D1R miał częściowy efekt: ΔFosB był istotnie zwiększony u mężczyzn leczonych antagonistą D1R w porównaniu z nieskutecznymi kontrolami soli fizjologicznej (Rys. 5B: p = 0.031), ale ta zwiększona ekspresja była znacznie niższa w porównaniu z mężczyznami doświadczonymi seksualnie solą fizjologiczną (Rys. 5B: p = 0.012). Leczenie antagonistą D2R nie wpłynęło na indukcję ΔFosB, ponieważ doświadczeni seksualnie mężczyźni, którzy otrzymali antagonistę D2R, mieli znacznie większą liczbę komórek ΔFosB-IR w porównaniu z nieskutecznymi kontrolami soli fizjologicznej (Rys. 5A: muszla, p <0.001; Rys. 5B: rdzeń, p <0.001) i mężczyzn leczonych antagonistą D1R (Rys. 5A: muszla, p <0.001; Rys. 5B: rdzeń, p = 0.013) i nie różniły się od doświadczonych seksualnie mężczyzn.

Rysunek 5.     

Rysunek 5.     

Blokowanie D1R w NAc tłumi wzrost liczby komórek ΔFosB-IR w NAc zwierząt doświadczonych seksualnie. Zwiń zmiany liczby komórek ΔFosB-IR w powłoce NAc (A) i rdzeń (B) u zwierząt doświadczonych seksualnie (czarne) w porównaniu z naiwnością seksualną (białe) (Naive-Sal, n = 6; Exp-Saline, n = 7; Exp D1R Ant, n = 9; Exp D2R Ant, n = 8). Dane są średnią grupy ± SEM. *p <0.05, istotna różnica w porównaniu z naiwnymi kontrolami. #p <0.05, istotna różnica w porównaniu ze zwierzętami doświadczonymi z solą fizjologiczną i mrówkami D2R. Przedstawiciel obrazów Naive Sal (C), Exp Sal ​​(D), Exp D1R Ant (E) i Exp D2R Ant (F). ac, Przedłużenie commissure. Pasek skali, 100 μm.

Aby kontrolować potencjalne rozprzestrzenianie się antagonistów D1R lub D2R w prążkowiu grzbietowym, ekspresję ΔFosB analizowano w obszarze bezpośrednio grzbietowym do NAc i sąsiadującym z komorą boczną, ponieważ indukcja ΔFosB w prążku grzbietowym przez psychostymulanty i opiaty zależy od D1R czynność (Zhang i in., 2002; Muller i Unterwald, 2005). Doświadczenie seksualne zwiększyło liczbę komórek ΔFosB-ir w prążkowiu grzbietowym u mężczyzn leczonych solą fizjologiczną (Naive-Sal: 35.6 ± 4.8 vs Exp-Sal: 82.9 ± 5.1; p <0.001), potwierdzając nasz poprzedni raport (Pitchers i wsp., 2010b). Ponadto, ani wlewy antagonistyczne D1R ani D2R do NAC nie wpływały na doświadczenie seksualne ΔFosB w prążkowiu grzbietowym (komórki Exp-D1R: 82.75 ± 2.64 ir; komórki Exp-D2R: 83.9 ± 4.4; p <0.001 w porównaniu z kontrolami Naive-Sal). Odkrycia te sugerują, że rozprzestrzenianie się infuzji antagonistów było głównie ograniczone do NAc.

Antagonista D1R w NAc blokuje uczuloną nagrodę Amph

Blokada D1R w NAc podczas krycia również zablokowała wzmocnioną doświadczeniem seksualnym wzmocnioną nagrodę Amph, przetestowała 7 d po ostatniej infuzji NAc i test krycia (F(3,29) = 2.956, p = 0.049). Doświadczone seksualnie zwierzęta, które otrzymywały sól fizjologiczną w NAc podczas sesji godowych, spędzały znacznie więcej czasu w komorze sparowanej przez Amph w porównaniu z samcami naiwnych płciowo (Rys. 6A, p = 0.025), potwierdzając powyższe wyniki. W przeciwieństwie do tego, doświadczone seksualnie zwierzęta, które otrzymywały antagonistę D1R wewnątrz NAc podczas krycia nie tworzyły CPP dla Amph. Nie różniły się one od kontroli naiwnych na tle płciowym i spędzały znacznie mniej czasu w komorze sparowanej z Amph w porównaniu z solą fizjologiczną (Rys. 6A: p = 0.049) lub antagonistę D2R (Rys. 6A: p = 0.038) infuzji samców doświadczonych seksualnie. Infuzje antagonistów D2R nie wpłynęły na zwiększenie nagrody Ampha, ponieważ doświadczane seksualnie zwierzęta z infuzjami antagonisty NAX D2R tworzyły znaczący Amph-CPP w porównaniu z nieskutecznymi kontrolami soli fizjologicznej (Rys. 6A: p = 0.040) i doświadczonych zwierząt z antagonistą D1R (Rys. 6A: p = 0.038) i nie różniły się od doświadczonych seksualnie mężczyzn.

Rysunek 6.     

Rysunek 6.     

Blokowanie receptorów D1 w NAc powoduje zmniejszenie uczulonej nagrody Amph i zwiększenie dendrytycznych kolców u zwierząt doświadczonych seksualnie. A, Ilość czasu spędzonego w sparowanej z Amphem komorze podczas post-testu minus wstępny wynik (punktacja CPP, sekundy) dla płciowej naiwności (biała, n = 6) i doświadczonych (czarne) zwierzęta, które otrzymały sól fizjologiczną (n = 7), antagonista D1R (n = 9) lub antagonistę D2R (n = 8). Dane są średnią grupy ± SEM. *p <0.05, istotna różnica w porównaniu z naiwnymi kontrolami z solą fizjologiczną. #p <0.05, istotna różnica w porównaniu ze zwierzętami doświadczonymi mrówkami D1R. B, Liczba kolców dendrytycznych (na 10 μm) dla płciowo naiwnej (biała, n = 7) i doświadczonych (czarne) zwierzęta, które otrzymały sól fizjologiczną (n = 8), antagonista D1R (n = 8) lub antagonistę D2R (n = 8). Dane są średnią grupy ± SEM. *p <0.05, istotna różnica w porównaniu z naiwnymi kontrolami z solą fizjologiczną. #p <0.05, istotna różnica w porównaniu do doświadczonych kontroli z solą fizjologiczną.

Leczenie antagonistą D1R blokuje spinogenezę NAc wywołaną doświadczeniem seksualnym

Analiza gęstości kręgosłupa w NAc tych samych zwierząt wykazała, że ​​aktywacja D1R podczas krycia była wymagana do zwiększenia gęstości grzbietu NAc po doznaniu seksualnym i 7 d abstynencji nagości seksualnej (Rys. 6B; F(3,26) = 41.558, p <0.001). W szczególności, doświadczone seksualnie kontrole z solą fizjologiczną i zwierzęta będące antagonistami D2R miały znacznie większą liczbę kolców w porównaniu z kontrolami z solą fizjologiczną naiwną seksualnie (Rys. 6B: p <0.001) potwierdzające nasze poprzednie ustalenia (Pitchers i wsp., 2010a) i wyniki z wektorami wirusów kontrolnych GFP opisanymi powyżej. W przeciwieństwie do tego, doświadczone seksualnie zwierzęta, którym podawano antagonistę D1R nie różniły się od zwierząt z naiwną drogą płciową (Rys. 6B). Występował częściowy efekt wlewu antagonistycznego D2R, ponieważ zwierzęta, którym podawano D2R, wykazywały istotnie mniejsze gęstości kręgosłupa niż doświadczalnie kontrolowane sole fizjologiczne w soli (Rys. 6B: p = 0.02), ale znacznie wyższa liczba kolców w porównaniu do płciowo nieskutecznych kontroli soli i doświadczonych mężczyzn leczonych D1R (p <0.001; Rys. 6B). Tak więc blokada D1R w NAc podczas krycia zablokowała efekty doświadczenia seksualnego i nagrodziła abstynencję w spinogenezie NAc.

Dyskusja

W obecnym badaniu wykazaliśmy nadwrażliwość między nagrodą naturalną a nagrodą za narkotyki, kiedy po naturalnej nagrodzie następuje okres abstynencji. W szczególności pokazaliśmy, że doświadczenie z zachowaniem seksualnym, po którym następuje 7 lub 28 d abstynencji, powoduje zwiększenie nagrody Ampha. Odkrycia te mają podobieństwa z ustaloną krytyczną rolą okresu abstynencji od nadużywania leków w inkubacji głodu narkotykowego (Lu i wsp., 2005; Thomas i wsp., 2008; Wolf, 2010b, 2012; Xue i wsp., 2012). Co więcej, naturalnie wywołany nagrodą ΔFosB w NAc ma kluczowe znaczenie dla uczulających skutków naturalnej abstynencji nagród na nagrodę psychostymulacyjną, potencjalnie poprzez spinogenezę w NAc w okresie abstynencji nagród. Wykazaliśmy, że akumulacja ΔFosB w NAc po doświadczeniach seksualnych jest długotrwała i zależy od aktywności NAX D1R podczas krycia. Z kolei ta zależność od D1R ΔFosB w NAc okazała się krytyczna dla zwiększonej nagrody dla Amph i zwiększonej gęstości kręgosłupa w NAc, nawet jeśli te wyniki doświadczenia seksualnego zależą od okresu abstynencji od seksualnej nagrody (Pitchers i wsp., 2010a). Na koniec pokazaliśmy, że spinogeneza NAc może przyczynić się do początkowego rozwoju krótkoterminowej ekspresji uczulonej nagrody Amph, ale nie jest krytyczna dla dalszej ekspresji zwiększonego nagromadzenia leku, ponieważ zwiększona gęstość kręgosłupa w NAc była przejściowa i obserwowana po 7 d, ale nie 28 d, okres abstynencji.

Od dawna wiadomo, że dopamina jest uwalniana w NAc podczas naturalnych zachowań nagród, w tym zachowań seksualnych. Po wprowadzeniu receptywnej samicy pozakomórkowa dopamina w NAc jest zwiększona i pozostaje podwyższona podczas krycia (Fiorino i wsp., 1997). Obecne badania wykazały, że podawanie pacjentom antagonistom receptora dopaminy do NAc podczas krycia nie miało wpływu na inicjację lub zachowanie seksualne, co jest zgodne z poglądem, że dopamina nie jest zaangażowana w ekspresję zachowania nagrody per se, ale raczej o przypisanie bodźców związanych z seksem (Berridge i Robinson, 1998). W rzeczywistości, sygnały przewidujące nagość seksualną powodują aktywację neuronów w mezolimbicznym układzie nagrody dopaminy, w tym w komórkach dopaminergicznych w brzusznym obszarze nakrywkowym i ich celu, NAc (Balfour i wsp., 2004). Powtarzające się zachowania seksualne indukują ΔFosB w NAc, który z kolei pośredniczy w wywołanym doświadczeniem wzmocnieniu zachowań seksualnych (Pitchers i wsp., 2010b). Aktualne wyniki pokazują, że wzbudzana przez krycie podwyższenie poziomu ΔFosB jest rzeczywiście zależne od aktywacji D1R w NAc podczas krycia. To odkrycie jest zgodne z wcześniejszymi badaniami wykazującymi, że powtarzane podawanie środków psychostymulujących trwale zwiększa ΔFosB w średnich neuronach spiny NAc wyrażających D1R (Lee i wsp., 2006; Kim i wsp., 2009) i że taka regulacja w górę ΔFosB jest zależna od aktywacji D1R (Zhang i in., 2002). Ponadto, uczulone odpowiedzi na lek, normalnie obserwowane u zwierząt doświadczających leku, można wytwarzać pod nieobecność wcześniejszej ekspozycji na lek przez nadekspresję? FosB w neuronach wyrażających D1R w prążkowiu. (Kelz i wsp., 1999). THus, zarówno nagrody naturalne, jak i nagrody lekowe, zwiększają ΔFosB w NAc poprzez mechanizm zależny od D1R, aby uwrażliwić zachowania nagród.

Co więcej, obecne odkrycia pokazują, że ΔFosB jest krytycznym pośrednikiem między uczuleniem krzyżowym między naturalnym doświadczeniem nagrody a nagrodą psychostymulacyjną. Jak zauważono, aktywność ΔFosB w NAc była wcześniej powiązana z reakcjami uczulonych leków, ponieważ nadekspresja ΔFosB w NAc uwrażliwia na aktywację lokomotoryczną na kokainę po wcześniejszym ostrym lub powtarzanym podawaniu (Kelz i wsp., 1999), zwiększa wrażliwość na kokainę i morfinę CPP (Kelz i wsp., 1999; Zachariou i wsp., 2006) i powoduje samodzielne podawanie niższych dawek kokainy (Colby i wsp., 2003). Obecne badania pokazują, że blokada aktywności D1R lub ΔFosB w NAc podczas krycia zniosła uczucie uczulenia na nagrodę Amph wywołaną doświadczeniem seksualnym.

Obecne badanie wykazało, że okres abstynencji od nagrody seksualnej jest wymagany do uwrażliwienia nagrody Amph i spinogenezą NAc. Postawiliśmy hipotezę, że ΔFosB w tym okresie abstynencji wpływa na funkcję neuronalną, zmieniając ekspresję genu w dół w celu zainicjowania spinogenezy i zmiany siły synaptycznej. Rzeczywiście, blokowanie indukcji ΔFosB w NAc podczas krycia zapobiegło zwiększeniu gęstości kręgosłupa w NAc wykrytej po abstynencji nagród. Ponadto infuzja antagonisty D1R do NAc przed każdą sesją godową zapobiegała wywołanemu doświadczeniem płci wzrostowi ΔFosB, a następnie zwiększeniu gęstości grzbietu.

ΔFosB jest czynnikiem transkrypcyjnym, który może działać jako aktywator transkrypcji lub represor, aby wpływać na ekspresję niezliczonej liczby docelowych genów, co z kolei może wpływać na gęstość kręgosłupa i siłę synaptyczną w NAC (Nestler, 2008). Dokładniej, ΔFosB aktywuje cykliczną zależną kinazę-5 (Bibb i wsp., 2001; Kumar i wsp., 2005), czynnik jądrowy κ B (NF-κB) (Russo i wsp., 2009b), oraz podjednostkę GluA2 receptora AMPA glutaminianu (Vialou i wsp., 2010) i rtranskrypcja epresów natychmiastowego genu wczesnego c-fos (Pitchers i wsp., 2010b) i metylotransferaza histonowa G9 (Maze i wsp., 2010). doKinaza zależna od jodu-5 reguluje białka cytoszkieletu i wzrost neurytów (Taylor i wsp., 2007). Co więcej, aktywacja NF-κB zwiększa liczbę kolców dendrytycznych w NAc, podczas gdy hamowanie NF-κB zmniejsza podstawowe kolce dendrytyczne i blokuje wzrost kolców wywołany kokainą (Russo i wsp., 2009b). Dlatego też, nagroda seksualna zwiększa ΔFosB w NAc, co może zmieniać gęstość grzbietu NAc poprzez wiele celów (tj. Cykliczna zależna kinaza-5, NF-κB) i że ogólną konsekwencją jest uwrażliwienie na lek, jak to zostało postawione hipotezą Russo i in. (2009a) za działania związane z powtarzającą się kokainą.

Nieoczekiwana obserwacja w obecnym badaniu była taka, że ​​zwiększona gęstość kręgosłupa w NAc była przejściowa i nie była już wykrywana w 28 d po doświadczeniach seksualnych. Zatem zwiększona gęstość kręgosłupa była skorelowana z początkiem zwiększonej nagrody Amph i może przyczyniać się do początkowego rozwoju lub krótkotrwałej ekspresji uczulonych odpowiedzi Amph. Jednakże zwiększona gęstość kręgosłupa nie była wymagana dla utrzymywania uczulonej nagrody Amph po dłuższych okresach abstynencji. Wcześniej wykazaliśmy, że doświadczenie seksualne powoduje krótkotrwałe (7, ale nie 28, dni po ostatnim kryciu) wzrost podjednostki receptora NMDA NR-1 w NAc, która powróciła do poziomu podstawowego po długich okresach abstynencji nagród (Pitchers i wsp., 2012). Ta zwiększona ekspresja receptora NMDA była hipotetyczna jako wskazująca na wywoływane doświadczeniem seksualnym milczenie synaps (Huang i wsp., 2009; Brown i wsp., 2011; Pitchers i wsp., 2012), i sugestywne, że wzrost kręgosłupa wywołany doświadczeniem seksualnym zależy od zwiększonej aktywności receptora NMDA (Hamilton i wsp., 2012).

Podsumowując, obecne badania podkreślają sensybilizację nagrody narkotykowej poprzez naturalną nagrodę (płeć) i jej zależność od okresu abstynencji. Co więcej, w tej behawioralnej plastyczności pośredniczył ΔFosB poprzez aktywację D1R w NAc. Dlatego dane sugerują, że utrata naturalnej nagrody po doświadczeniu nagrody może sprawić, że osoby są podatne na rozwój uzależnienia od narkotyków i że jednym z pośredników tej zwiększonej podatności jest ΔFosB i jego docelowe transkrypcje w dół.

Przypisy

  • Otrzymano w październiku 16, 2012.
  • Wersja otrzymana grudzień 12, 2012.
  • Zaakceptowano grudzień 23, 2012.
  • Prace te uzyskały wsparcie kanadyjskich instytutów badań nad zdrowiem (LMC), Narodowego Instytutu Zdrowia Psychicznego (EJN) oraz Kanady Nauk Przyrodniczych i Badań Naukowych Kanady (KKP i LMC). Dziękujemy dr Catherine Woolley (Northwestern University) za pomoc w technice znakowania diOlistic.

  • Autorzy deklarują brak konkurencyjnych interesów finansowych.

  • Korespondencja powinna być kierowana do Dr Lique M. Coolen, Departament Fizjologii i Biofizyki, University of Mississippi Medical Center, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216. [email chroniony]

Referencje

    1. Balfour ME,
    2. Yu L,
    3. Coolen LM

    (2004) Zachowania seksualne i związane z płcią wskaźniki środowiskowe aktywują system mezolimbiczny u samców szczurów. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Jaka jest rola dopaminy w nagrodzie: wpływ hedoniczny, uczenie się nagrody lub motywacja? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

    1. Bibb JA,
    2. Chen J,
    3. Taylor JR,
    4. Svenningsson P,
    5. Nishi A,
    6. Snyder GL,
    7. Yan Z,
    8. Sagawa ZK,
    9. Ouimet CC,
    10. Nairn AC,
    11. Nestler EJ,
    12. Greengard P

    (2001) Wpływ przewlekłej ekspozycji na kokainę regulowany jest przez białko neuronowe Cdk5. Natura 410: 376-380.

    1. Bradley KC,
    2. Meisel RL

    (2001) Indukowanie zachowań seksualnych c-Fos w jądrze półleżącym i stymulowana amfetaminą aktywność lokomotoryczna są uwrażliwione na doświadczenia seksualne u samic chomików syryjskich. J Neurosci 21: 2123-2130.

    1. Brown TE,
    2. Lee BR,
    3. Mu P,
    4. Ferguson D,
    5. Dietz D,
    6. Ohnishi YN,
    7. Lin Y,
    8. Suska A,
    9. Ishikawa M,
    10. Huang YH,
    11. Shen H,
    12. Kalivas PW,
    13. Sorg BA,
    14. Zukin RS,
    15. Nestler EJ,
    16. Dong Y,
    17. Schlüter OM

    (2011) Milczący mechanizm oparty na synapsie, wywoływany przez kokainę uczuleniem lokomotorycznym. J Neurosci 31: 8163-8174.

    1. Cameron CM,
    2. Carelli RM

    (2012) Abstynencja kokainy zmienia dynamikę spalania jądra półleżącego podczas celowanych zachowań kokainy i sacharozy. Eur J Neurosci 35: 940-951.

    1. Chen BT,
    2. Hopf FW,
    3. Bonci A

    (2010) Plastyczność synaptyczna w układzie mezolimbicznym: implikacje terapeutyczne dla nadużywania substancji. Ann NY Acad Sci 1187: 129-139.

    1. Colby CR,
    2. Whisler K,
    3. Steffen C,
    4. Nestler EJ,
    5. Self DW

    (2003) Nadprodukcja ΔFosB specyficzna dla komórek macierzystych sprzyja zwiększeniu zachęt do kokainy. J Neurosci 23: 2488-2493.

    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Dynamiczne zmiany w jądrze półleżącym dopływie dopaminy podczas efektu Coolidge u samców szczura. J Neurosci 17: 4849-4855.

    1. Forlano PM,
    2. Woolley CS

    (2010) Ilościowa analiza przed- i postsynaptycznych różnic płciowych w jądrze półleżącym. J Comp Neurol 518: 1330-1348.

    1. Frohmader KS,
    2. Dzbany KK,
    3. Balfour ME,
    4. Coolen LM

    (2010a) Mieszanie przyjemności: przegląd wpływu leków na zachowania seksualne u ludzi i modeli zwierzęcych. Horm Behav 58: 149-162.

    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Mądry RA,
    4. Lehman MN,
    5. Coolen LM

    (2010b) Metamfetamina działa na subpopulacje neuronów regulujących zachowania seksualne u samców szczurów. Neuroscience 166: 771-784.

    1. Hamilton AM,
    2. Och WC,
    3. Vega-Ramirez H,
    4. Stein IS,
    5. Piekło JW,
    6. Patrick GN,
    7. Zito K

    (2012) Aktywny rozwój nowych kolców dendrytycznych jest regulowany przez proteasom. Neuron 74: 1023-1030.

    1. Hedges VL,
    2. Chakravarty S,
    3. Nestler EJ,
    4. Meisel RL

    (2009) Δ Nadekspresja FosB w jądrze półleżącym poprawia seksualną nagrodę u samic chomików syryjskich. Genes Brain Behav 8: 442-449.

    1. Huang YH,
    2. Lin Y,
    3. Mu P,
    4. Lee BR,
    5. Brown TE,
    6. Wayman G,
    7. Marie H,
    8. Liu W,
    9. Yan Z,
    10. Sorg BA,
    11. Schlüter OM,
    12. Zukin RS,
    13. Dong Y

    (2009) Doświadczenie kokainy in vivo generuje ciche synapsy. Neuron 63: 40-47.

    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Neuronowe mechanizmy uzależnienia: rola uczenia i pamięci związanej z nagrodzeniem. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

    1. Kalivas PW

    (2009) Hipoteza homeostazy glutaminianu o uzależnieniu. Nat Rev Neurosci 10: 561-572.

    1. Kauer JA,
    2. Malenka RC

    (2007) Synaptyczna plastyczność i uzależnienie. Nat Rev Neurosci 8: 844-858.

    1. Kelley AE

    (2004) Pamięć i uzależnienie: wspólny układ nerwowy i mechanizmy molekularne. Neuron 44: 161-179.

    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) Ekspresja czynnika transkrypcyjnego ΔFosB w mózgu kontroluje wrażliwość na kokainę. Natura 401: 272-276.

    1. Kim Y,
    2. Teylan MA,
    3. Baron M,
    4. Sands A,
    5. Nairn AC,
    6. Greengard P

    (2009) Tworzenie dendrytycznych kręgosłupa indukowane metylofenidatem i ekspresja ΔFosB w jądrze półleżącym. Proc Natl Acad Sci USA 106: 2915-2920.

    1. Koob GF,
    2. Volkow ND

    (2010) Neurocircuitry of addiction. Neuropsychopharmacology 35: 217-238.

    1. Kumar A,
    2. Choi KH,
    3. Renthal W,
    4. Tsankova NM,
    5. Theobald DE,
    6. Truong HT,
    7. Russo SJ,
    8. Laplant Q,
    9. Sasaki TS,
    10. Whistler KN,
    11. Neve RL,
    12. Self DW,
    13. Nestler EJ

    (2005) Modernizacja chromatyny jest kluczowym mechanizmem leżącym u podstaw indukowanej kokainą plastyczności w prążkowiu. Neuron 48: 303-314.

    1. Laviolette SR,
    2. Lauzon NM,
    3. Bishop SF,
    4. Sun N,
    5. Tan H

    (2008) Sygnalizacja dopaminowa poprzez receptory podobne do D1 w porównaniu do receptorów D2 w rdzeniu jądra półleżącego w stosunku do powłoki różnicuje modulację wrażliwości na nikotynę. J Neurosci 28: 8025-8033.

    1. Lee KW,
    2. Kim Y,
    3. Kim AM,
    4. Helmin K,
    5. Nairn AC,
    6. Greengard P

    (2006) Indukowany kokainowy dendrytyczny kręgosłup w D1 i D2 średnich neuronach kolczystych zawierających receptor w jądrze półleżącym. Proc Natl Acad Sci USA 103: 3399-3404.

    1. Lennette DA

    (1978) Ulepszone medium montażowe do mikroskopii immunofluorescencyjnej. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

    1. Lu L,
    2. Hope BT,
    3. Dempsey J,
    4. Liu SY,
    5. Bossert JM,
    6. Shaham Y

    (2005) Centralny szlak sygnałowy ERK w jądrze migdałowatym ma kluczowe znaczenie dla inkubacji pragnienia kokainy. Nat Neurosci 8: 212-219.

    1. Mameli M,
    2. Lüscher C

    (2011) Synaptyczna plastyczność i uzależnienie: mechanizmy uczenia się poszły nie tak. Neuropharmacology 61: 1052-1059.

    1. Labirynt I,
    2. Covington HE 3rd.,
    3. Dietz DM,
    4. LaPlant Q,
    5. Renthal W,
    6. Russo SJ,
    7. Mechanik M,
    8. Mouzon E,
    9. Neve RL,
    10. Haggarty SJ,
    11. Ren Y,
    12. Sampath SC,
    13. Hurd YL,
    14. Greengard P,
    15. Tarakhovsky A,
    16. Schaefer A,
    17. Nestler EJ

    (2010) Niezbędna rola metylotransferazy histonowej G9a w plastyczności indukowanej kokainą. nauka 327: 213-216.

    1. McCutcheon JE,
    2. Wang X,
    3. Tseng KY,
    4. Wolf ME,
    5. Marinelli M

    (2011) Receptory AMPA przepuszczalne w wapń są obecne w synapsach jądra półleżącego po przedłużonym odstawianiu z samodzielnego podawania kokainy, ale bez kokainy podawanej eksperymentalnie. J Neurosci 31: 5737-5743.

    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Doświadczenia seksualne u samic gryzoni: mechanizmy komórkowe i konsekwencje funkcjonalne. brain Res 1126: 56-65.

    1. Muller DL,
    2. Unterwald EM

    (2005) Receptory dopaminy D1 modulują indukcję ΔFosB w prążkowiu szczura po przerywanym podawaniu morfiny. J Pharmacol Exp Ther 314: 148-154.

    1. Nestler EJ

    (2008) Transkrypcyjne mechanizmy uzależnienia: rola ΔFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245-3255.

    1. Nestler EJ,
    2. Barrot M,
    3. Self DW

    (2001) ΔFosB: trwały przełącznik molekularny dla uzależnienia. Proc Natl Acad Sci USA 98: 11042-11046.

    1. Olausson P,
    2. Jentsch JD,
    3. Tronson N,
    4. Neve RL,
    5. Nestler EJ,
    6. Taylor JR

    (2006) ΔFosB w jądrze półleżącym reguluje instrumentalne zachowanie i motywację wzmacnianą przez żywność. J Neurosci 26: 9196-9204.

    1. Olsen CM

    (2011) Naturalne nagrody, neuroplastyczność i nielekowe uzależnienia. Neuropharmacology 61: 1109-1122.

    1. Perrotti LI,
    2. Hadeishi Y,
    3. Ulery PG,
    4. Barrot M,
    5. Monteggia L,
    6. Duman RS,
    7. Nestler EJ

    (2004) Indukcja ΔFosB w strukturach mózgu związanych z nagrodą po przewlekłym stresie. J Neurosci 24: 10594-10602.

    1. Perrotti LI,
    2. Weaver RR,
    3. Robison B,
    4. Renthal W,
    5. Labirynt I,
    6. Yazdani S,
    7. Elmore RG,
    8. Knapp DJ,
    9. Selley DE,
    10. Martin BR,
    11. Sim-Selley L,
    12. Bachtell RK,
    13. Self DW,
    14. Nestler EJ

    (2008) Wyraźne wzorce indukcji ΔFosB w mózgu przez leki uzależniające. Synapse 62: 358-369.

    1. Dzbany KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Yu L,
    6. Coolen LM

    (2010a) Neuroplastyczność w układzie mezolimbicznym wywołana naturalną nagrodą i późniejszą abstynencją nagród. Biol Psychiatry 67: 872-879.

    1. Dzbany KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Mouzon E,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2010b) ΔFosB w jądrze półleżącym ma kluczowe znaczenie dla wzmocnienia efektów seksualnego wynagrodzenia. Genes Brain Behav 9: 831-840.

    1. Dzbany KK,
    2. Schmid S,
    3. Di Sebastiano AR,
    4. Wang X,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2012) Naturalne doświadczenie w nagradzaniu zmienia rozkład i funkcjonowanie receptorów AMPA i NMDA w jądrze półleżącym. PLoS ONE 7: e34700.

    1. Roberts MD,
    2. Gilpin L,
    3. Parker KE,
    4. Childs TE,
    5. Czy MJ,
    6. Stoisko FW

    (2012) Modulacja receptora dopaminy D1 w jądrze półleżącym obniża dobrowolne działanie kół u szczurów hodowanych w celu pokonywania dużych odległości. Physiol Behav 105: 661-668.

    1. Russo SJ,
    2. Mazei-Robison MS,
    3. Ables JL,
    4. Nestler EJ

    (2009a) Czynniki neurotroficzne i plastyczność strukturalna w uzależnieniu. Neuropharmacology 56 (Suppl 1): 73-82.

    1. Russo SJ,
    2. Wilkinson MB,
    3. Mazei-Robison MS,
    4. Dietz DM,
    5. Labirynt I,
    6. Krishnan V,
    7. Renthal W,
    8. Graham A,
    9. Birnbaum SG,
    10. Zielona TA,
    11. Robison B,
    12. Lesselyong A,
    13. Perrotti LI,
    14. Bolaños CA,
    15. Kumar A,
    16. Clark MS,
    17. Neumaier JF,
    18. Neve RL,
    19. Bhakar AL,
    20. Barker PA,
    21. i in.

    (2009b) Czynnik jądrowy Sygnalizacja κB reguluje morfologię neuronów i nagrodę kokainy. J Neurosci 29: 3529-3537.

    1. Taylor JR,
    2. Lynch WJ,
    3. Sanchez H,
    4. Olausson P,
    5. Nestler EJ,
    6. Bibb JA

    (2007) Hamowanie Cdk5 w jądrze półleżącym zwiększa działanie aktywujące narząd i motywujące i motywujące kokainę. Proc Natl Acad Sci USA 104: 4147-4152.

    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Dzbany KK,
    5. Coolen LM

    (2009) Nagroda seksualna u samców szczurów: wpływ doświadczenia seksualnego na uwarunkowane preferencje miejsca związane z ejakulacją i intrygami. Horm Behav 55: 93-97.

    1. Thomas MJ,
    2. Kalivas PW,
    3. Shaham Y

    (2008) Neuroplastyczność w mezolimbicznym układzie dopaminowym i uzależnieniu od kokainy. Br J Pharmacol 154: 327-342.

    1. Vialou V,
    2. Robison AJ,
    3. Laplant QC,
    4. Covington HE 3rd.,
    5. Dietz DM,
    6. Ohnishi YN,
    7. Mouzon E,
    8. Rush AJ 3rd.,
    9. Watts EL,
    10. Wallace DL,
    11. Iñiguez SD,
    12. Ohnishi YH,
    13. Steiner MA,
    14. Warren BL,
    15. Krishnan V,
    16. Bolaños CA,
    17. Neve RL,
    18. Ghose S,
    19. Berton O,
    20. Tamminga CA,
    21. i in.

    (2010) ΔFosB w obwodach nagradzania mózgu pośredniczy w odporności na stres i odpowiedzi antydepresyjne. Nat Neurosci 13: 745-752.

    1. Wallace DL,
    2. Vialou V,
    3. Rios L,
    4. Carle-Florence TL,
    5. Chakravarty S,
    6. Kumar A,
    7. Graham DL,
    8. Zielona TA,
    9. Kirk A,
    10. Iñiguez SD,
    11. Perrotti LI,
    12. Barrot M,
    13. DiLeone RJ,
    14. Nestler EJ,
    15. Bolaños-Guzmán CA

    (2008) Wpływ ΔFosB w jądrze półleżącym na naturalne zachowanie związane z nagrodą. J Neurosci 28: 10272-10277.

    1. Werme M,
    2. Messer C,
    3. Olson L,
    4. Gilden L,
    5. Thorén P,
    6. Nestler EJ,
    7. Brené S

    (2002) Δ FosB reguluje pracę koła. J Neurosci 22: 8133-8138.

    1. Winstanley CA,
    2. LaPlant Q,
    3. Theobald DE,
    4. Zielona TA,
    5. Bachtell RK,
    6. Perrotti LI,
    7. DiLeone RJ,
    8. Russo SJ,
    9. Garth WJ,
    10. Self DW,
    11. Nestler EJ

    (2007) Indukcja ΔFosB w korze oczodołowo-żylnej pośredniczy w tolerancji na zaburzenia poznawcze wywołane kokainą. J Neurosci 27: 10497-10507.

    1. Wolf ME

    (2010a) Trójkąt Bermudzki neuroadaptacji wywołanych kokainą. Trendy Neurosci 33: 391-398.

    1. Wolf ME

    (2010b) Regulacja handlu receptorami AMPA w jądrze półleżącym przez dopaminę i kokainę. Neurotox Res 18: 393-409.

    1. Wolf ME

    (2012) Neuroscience: odwrócone działanie behawioralne kokainy. Natura 481: 36-37.

    1. Xue YX,
    2. Luo YX,
    3. Wu P,
    4. Shi HS,
    5. Xue LF,
    6. Chen C,
    7. Zhu WL,
    8. Ding ZB,
    9. Bao YP,
    10. Shi J,
    11. Epstein DH,
    12. Shaham Y,
    13. Lu L

    (2012) Procedura pobierania i wymazywania pamięci w celu zapobiegania głodu narkotyków i nawrotów. nauka 336: 241-245.

    1. Zachariou V,
    2. Bolanos CA,
    3. Selley DE,
    4. Theobald D,
    5. Cassidy MP,
    6. Kelz MB,
    7. Shaw-Lutchman T,
    8. Berton O,
    9. Sim-Selley LJ,
    10. Dileone RJ,
    11. Kumar A,
    12. Nestler EJ

    (2006) Istotna rola ΔFosB w jądrze półleżącym w działaniu morfiny. Nat Neurosci 9: 205-211.

    1. Zhang D,
    2. Zhang L,
    3. Lou DW,
    4. Nakabeppu Y,
    5. Zhang J,
    6. Xu M

    (2002) Receptor dopaminy D1 jest krytycznym mediatorem dla indukowanej kokainą ekspresji genu. J. Neurochem 82: 1453-1464.

artykuły cytujące ten artykuł

  • Możliwe wkłady nowej formy plastyczności synaptycznej w Aplysii w nagradzanie, pamięć i ich dysfunkcje w mózgu ssaka Uczenie się i pamięć, 18 września 2013, 20 (10): 580-591

PEŁNE BADANIE - SEKCJA DYSKUSYJNA:

W obecnym badaniu wykazaliśmy nadwrażliwość między nagrodą naturalną a nagrodą za narkotyki, kiedy po naturalnej nagrodzie następuje okres abstynencji. W szczególności pokazaliśmy, że doświadczenie z zachowaniami seksualnymi, po których następuje 7 lub 28 d abstynencji, powoduje zwiększenie nagrody Ampha.

Odkrycia te mają podobieństwa z ustaloną krytyczną rolą okresu abstynencji od nadużywania leków w inkubacji głodu narkotykowego (Lu i wsp., 2005, Thomas i wsp., 2008, Wolf, 2010b, 2012, Xue i wsp., 2012). Ponadto indukowany przez nagrodę? FosB w NAc ma krytyczne znaczenie dla uczulających efektów naturalnej abstynencji nagród na nagrodę psychostymulacyjną, potencjalnie poprzez spinogenezę w NAc w okresie abstynencji nagród.

Wykazaliśmy, że: akumulacja FosB w NAc po doświadczeniach seksualnych jest długotrwała i zależy od aktywności NAX D1R podczas krycia. Z kolei ta zależna od D1R zależność? FosB w NAc okazała się krytyczna dla zwiększonej nagrody dla Amph i zwiększonej gęstości kręgosłupa w NAc, nawet jeśli te wyniki doświadczenia seksualnego zależą od okresu abstynencji od seksualnej nagrody (Pitchers i wsp., 2010a). Na koniec pokazaliśmy, że spinogeneza NAc może przyczynić się do początkowego rozwoju krótkoterminowej ekspresji uczulonej nagrody Amph, ale nie jest krytyczna dla dalszej ekspresji zwiększonego nagromadzenia leku, ponieważ zwiększona gęstość kręgosłupa w NAc była przejściowa i obserwowana po 7 d, ale nie 28 d, okres abstynencji.

Od dawna wiadomo, że dopamina jest uwalniana w NAc podczas naturalnych zachowań nagród, w tym zachowań seksualnych. Po wprowadzeniu receptywnej samicy pozakomórkowa dopamina w NAc jest zwiększona i pozostaje podwyższona podczas krycia (Fiorino i wsp., 1997). Obecne badania wykazały, że podawanie pacjentom antagonistom receptora dopaminy do NAc podczas krycia nie miało wpływu na inicjację lub zachowanie seksualne, co jest zgodne z poglądem, że dopamina nie jest zaangażowana w ekspresję zachowania nagrody per se, ale raczej o przypisanie bodźców związanych z seksem (Berridge i Robinson, 1998). Rzeczywiście, sygnały przewidujące nagość seksualną powodują aktywację neuronów w systemie mezolimbicznego dopaminy, w tym w komórkach dopaminergicznych w brzusznym obszarze nakrywowym i ich celu, NAc (Balfour et al., 2004).

Powtarzające się zachowania seksualne indukują FosB w NAc, który z kolei pośredniczy w wywołanym doświadczeniem wzmocnieniu zachowań seksualnych (Pitchers i wsp., 2010b). Aktualne wyniki pokazują, że wzbudzana przez krycie regulacja w górę FosB jest rzeczywiście zależna od aktywacji D1R w NAc podczas krycia. To odkrycie jest zgodne z wcześniejszymi badaniami wykazującymi, że wielokrotne podawanie środków psychostymulujących stale wzrastało? FosB w średnich neuronach spiny NAc wyrażających D1R (Lee i wsp., 2006, Kim i wsp., 2009) i że taka regulacja w górę? FosB zależy od aktywacji D1R (Zhang i wsp., 2002). Ponadto uczulone odpowiedzi na lek, normalnie obserwowane u zwierzęcia doświadczającego leku, można wytwarzać pod nieobecność wcześniejszej ekspozycji na lek przez nadekspresję a-FosB w neuronach wyrażających D1R w prążkowiu (Kelz i wsp., 1999). Zatem zarówno nagrody naturalne, jak i nagrody lekowe zwiększają FosB w NAc poprzez mechanizm zależny od D1R w celu uwrażliwienia zachowań nagród.

Co więcej, obecne odkrycia pokazują, że? FosB jest krytycznym pośrednikiem między uczuleniem krzyżowym pomiędzy doświadczeniem naturalnej nagrody a nagrodą psychostymulacyjną. Jak zauważono, aktywność β FosB w NAc była wcześniej związana z reakcjami uczulanych leków, ponieważ: • Nadekspresja FosB w NAc uwrażliwia na lokalną czynność aktywację kokainy po wcześniejszym ostrym lub powtarzanym podawaniu (Kelz i wsp., 1999), zwiększa wrażliwość na kokainę i CPP morfiny (Kelz i wsp., 1999, Zachariou i wsp., 2006), i powoduje samo-podawanie niższych dawek kokainy (Colby i wsp., 2003). Obecne badanie pokazuje, że blokada D1R lub aktywność β FosB w NAc podczas krycia zniesione doświadczenie seksualne wywołane uczulenie nagrody Ampha. THusek, nagrody naturalne i narkotykowe nie tylko zbiegają się na tej samej ścieżce neuronalnej, zbiegają się na tych samych cząsteczkowych mediatorach (Nestler i wsp., 2001, Wallace i wsp., 2008, Hedges i wsp., 2009, Pitchers i wsp., 2010b), i prawdopodobnie w tych samych neuronach w NAc (Frohmader i wsp., 2010b), wpływać na motywację i "pragnienie" obu rodzajów nagród (Berridge i Robinson, 1998).

Obecne badanie wykazało, że okres abstynencji od nagrody seksualnej jest wymagany do uwrażliwienia nagrody Amph i spinogenezą NAc. Stawiamy hipotezę, że FosB podczas tego okresu abstynencji wpływa na funkcję neuronalną, zmieniając ekspresję genu w dół, aby zainicjować spinogenezę i zmienić siłę synaptyczną. W rzeczy samej, blokowanie indukcji (3 FosB w NAc podczas krycia zapobiegało zwiększeniu gęstości kręgosłupa w NAc wykrytej po abstynencji nagród. Ponadto, infusion antagonisty D1R do NAc przed każdą sesją godową zapobiegającą wywołanemu doświadczeniem płci wzrostowi? FosB i następującemu zwiększeniu gęstości grzbietu. FosB jest czynnikiem transkrypcyjnym, który może działać jako aktywator transkrypcji lub represor, aby wpływać na ekspresję niezliczonej liczby docelowych genów, co z kolei może wpływać na gęstość kręgosłupa i siłę synaptyczną w NAc (Nestler, 2008). Bardziej szczegółowo,? FosB aktywuje zależną od cyklów kinazę-5 (Bibb i wsp., 2001, Kumar i wsp., 2005), czynnik jądrowy? B (NF-kB) (Russo i wsp., 2009b) i podjednostkę GluA2 receptora AMPA glutaminianu (Vialou i wsp., 2010) i represjonuje transkrypcję natychmiastowego wczesnego genu c-fos (Pitchers i in., 2010b) i metylotransferazy histonowej G9 (Maze i wsp., 2010). Cyklicznie zależna kinaza-5 reguluje białka cytoszkieletu i wzrost neurytów (Taylor i wsp., 2007). Co więcej, aktywacja NF-kB zwiększa liczbę kolców dendrytycznych w NAc, podczas gdy hamowanie NF-kB zmniejszyło podstawowe dendrytyczne kolce i blokuje indukowany kokainą wzrost kolców (Russo i wsp., 2009b). W związku z tym nagroda seksualna zwiększa FosB w NAc, co może zmienić gęstość kręgosłupa NAc poprzez wiele celów (tj. cykliczna zależna kinaza-5, NF-kB)Poza tym ogólną konsekwencją jest uwrażliwienie na narkotyki, jak postawił hipotezę Russo et al. (2009a) za działania związane z powtarzającą się kokainą

Nieoczekiwana obserwacja w obecnym badaniu była taka, że ​​zwiększona gęstość kręgosłupa w NAc była przejściowa i nie była już wykrywana w 28 d po doświadczeniach seksualnych. Zatem zwiększona gęstość kręgosłupa była skorelowana z początkiem zwiększonej nagrody Amph i może przyczyniać się do początkowego rozwoju lub krótkotrwałej ekspresji uczulonych odpowiedzi Amph. Jednakże, jaZwiększona gęstość grzbietu nie była wymagana do utrzymywania uczulonej nagrody Amph po dłuższych okresach abstynencji. Wcześniej wykazaliśmy, że doświadczenie seksualne powoduje krótkotrwałe (7, ale nie 28, dni po ostatnim kryciu) wzrost podjednostki receptora NMDA NR-1 w NAc, która powróciła do poziomu podstawowego po długich okresach abstynencji nagród (Pitchers i wsp., 2012). Ta zwiększona ekspresja receptora NMDA była hipotetyczna jako wskazująca na wywoływane doświadczeniem seksualnym milczące synapsy (Huang i wsp., 2009, Brown i wsp., 2011, Pitchers i wsp., 2012), i sugerująca możliwość wywoływania doświadczenia seksualnego wzrost kręgosłupa jest zależny od zwiększonej aktywności receptora NMDA (Hamilton i wsp., 2012).

Podsumowując, obecne badania podkreślają krzyżową reakcję nagród narkotykowych poprzez naturalną nagrodę (płeć) i jej zależność od okresu abstynencji nagród. Co więcej, w tej behawioralnej plastyczności pośredniczył pFB poprzez aktywację D1R w NAc. Dlatego dane sugerują, że utrata naturalnej nagrody po doświadczeniu nagrody może sprawić, że osoby są podatne na rozwój uzależnienia od narkotyków i że jednym z pośredników tej zwiększonej podatności jest FosB i jego docelowe transkrypcje w dół.