J Neurosci. Manuscrito do autor; disponível no PMC Oct 27, 2009.
Publicado na forma final editada como:
PMCID: PMC2768419
NIHMSID: NIHMS93410
Heather E. Ross,1 Sara M. Freeman,1 Lauren L. Spiegel,1 Xianghui Ren,2 Ernest F. Terwilliger,2 e Larry J. Young1,3
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Sumário
Os receptores de ocitocina no nucleus accumbens têm sido implicados na regulação do comportamento aloparental e na formação de vínculos emparelhados na ratazana de pradaria socialmente monogâmica. A densidade de receptores de ocitocina no nucleus accumbens está positivamente correlacionada com a aloparentalização em fêmeas de pradaria juvenis e adultas, e o antagonista do receptor de ocitocina infundido no nucleus accumbens bloqueia esse comportamento. Além disso, as pradarias do campo apresentam maiores densidades de receptores de ocitocina no acumbens do que as espécies não-monogâmicas de roedores, e o bloqueio dos receptores de oxitocina no organismo previne a formação de preferências de parceiros induzidas pelo acasalamento. Aqui utilizamos a transferência de genes do vetor viral adeno-associado para examinar a relação funcional entre a densidade de receptores de oxitocina e o comportamento social em prados e prados. Ratazanas de pradarias fêmeas adultas que superexpressam o receptor de ocitocina no núcleo accumbens exibiram formação de preferência de parceiro acelerada após coabitação com um macho, mas não exibiram um comportamento aloparental melhorado. No entanto, a preferência do parceiro não foi facilitada em ratos não monogâmicos introduzindo o receptor de ocitocina no núcleo accumbens. Esses dados confirmam o papel do receptor de ocitocina no acumbente na regulação das preferências dos parceiros em fêmeas de pradaria e sugerem que a expressão do receptor de ocitocina no acumbente não é suficiente para promover preferências de parceiros em espécies não monogâmicas. Esses dados são os primeiros a demonstrar uma relação direta entre a densidade de receptores de ocitocina no nucleus accumbens e a variação nos comportamentos de apego social. Assim, a variação individual na expressão do receptor de ocitocina no estriado pode contribuir para a diversidade natural nos comportamentos sociais.
INTRODUÇÃO
Os roedores em microtina apresentam uma notável diversidade de comportamentos sociais, desde estratégias de afiliação altamente social e monogâmica até estratégias de associação relativamente asociais e promíscuas (Gruderadams e Getz, 1985). Ratazana da pradaria socialmente monogâmica (Microtus ochrogasterformas duradouras de ligações sociais, ou par de ligações, a um parceiro do sexo oposto após coabitação e acasalamento, enquanto não-monogâmicos ratazanas (Microtus pennsylvanicus) normalmente não. As ratazanas fêmeas adultas ingénuas e ingénuas apresentam uma diversidade considerável no seu comportamento nutricional espontâneo, ou comportamento aloparental, com aproximadamente metade mostrando comportamento semelhante ao das mães em relação aos filhotes, enquanto o restante ignora ou ataca os filhotes (Lonstein e De Vries, 1999; Fardos e Carter, 2003; Olazabal e Young, 2005). Assim, as ratazanas fornecem uma excelente oportunidade para examinar os mecanismos neurobiológicos subjacentes ao apego social e ao cuidado aloparental, bem como os mecanismos que levam à diversidade desses comportamentos, tanto entre espécies quanto entre indivíduos.
A ocitocina nonapeptide (OT) tem sido implicada na regulação da formação de preferências de parceiros e comportamento aloparental em ratos da pradaria. A infusão de um antagonista do receptor de ocitocina (OTR) no núcleo accumbens (NAcc), mas não no putraen caudado adjacente bloqueia a formação de preferência de parceiro induzida pelo acasalamento, um substituto laboratorial da formação da ligação de pares (Young et al., 2001). Infusões similares de antagonistas de OTR no NAcc também bloqueiam o comportamento aloparental em fêmeas virgens (Olazabal e Young, 2006b). Assim, a ativação de OTRs no NAcc facilita tanto a formação de preferências de parceiros quanto o comportamento aloparental em fêmeas de pradaria.
Acredita-se que a variação na densidade de OTR no NAcc contribua para as diferenças entre as espécies na organização social e no comportamento aloparental. Os ratos da pradaria têm altas densidades de OTR no NAcc, enquanto os ratos, ratos e ratazanas não-monogâmicos não (Insel e Shapiro, 1992; Olazabal e Young, 2006a). As ratazanas da pradaria também exibem níveis mais altos de comportamento aloparental do que as ratazanas, ratinhos ou ratazanas (Olazabal e Young, 2006a). Paralelamente a esta relação inter-espécies entre a densidade OTR no NAcc e o comportamento parental, a densidade de OTR no NAcc está positivamente correlacionada com o comportamento aloparental em ambas as fêmeas juvenis e adultas de pradaria (Olazabal e Young, 2006b, a). Neste estudo, utilizamos a transferência gênica de vetor viral adeno-associado (AAV) para testar diretamente a hipótese de que a variação na densidade NATR OTR pode contribuir para a variação na fixação social e no comportamento aloparental. As ratazanas fêmeas adultas da pradaria foram infundidas bilateralmente no NAcc com um AAV que codifica o gene OTR da ratazana da pradaria, resultando numa elevação significativa na ligação de OTR. Os animais foram então testados quanto ao comportamento aloparental e à formação de preferências dos parceiros. Em seguida, testamos a hipótese de que a expressão de OTR no NAcc era suficiente para facilitar a formação de preferências de parceiros, infundindo fêmeas de vespas com o mesmo vetor. Nós previmos que, em comparação com os controles, a OTR que expressa exageradamente as fêmeas da pradaria mostraria um aumento no comportamento aloparental e uma acelerada formação de preferência dos parceiros. Além disso, previmos que as fêmeas de arganazas exprimindo o OTR no NAcc desenvolveriam preferências dos parceiros em relação aos parceiros masculinos.
MATERIAIS E MÉTODOS
Animais
As ratazanas da pradaria e do prado foram alojadas em grupos do mesmo sexo com ratazanas 2-3 / gaiola desde o momento do desmame aos 21-23 dias de idade. A carcaça consistia de uma gaiola de 36 × 18 × 19cm preenchida com Bed-ocobbs Laboratory Animal Bedding sob um ciclo 14: 10 hr luz / escuridão a 22 ° C com acesso a alimentos (coelho LabDiet, Richmond, IN) e água ad libitum . Os ratos da pradaria foram obtidos de nossa colônia de reprodução de laboratório que originalmente derivou de ratos capturados no campo em Illinois. Os ratos-do-campo foram derivados do estoque obtido de uma colônia de reprodução na Universidade Estadual da Flórida. Os sujeitos foram 2-5, machos sexualmente ingênuos, sexualmente ingênuos e íntegros. Os animais de estímulo eram ratos machos adultos com experiência sexual. Cada macho serviu como “parceiro” e “estranho” durante o teste de preferência do parceiro (veja abaixo). As ninhadas foram designadas para diferentes grupos de tratamento para controlar a variabilidade dentro de ninhadas e dentro de gaiolas. Todos os procedimentos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso Animal da Emory University.
Vetores Virais Adeno-Associados
A sequência codificadora de OTR foi criada por splicing do primeiro exon de um clone genômico OTR de ratazana da pradaria codificando os primeiros cinco domínios transmembranares (número de acesso do Genbank AF079980) e o extremo 3 do OTR amplificado a partir do cDNA do véu do vau da pradaria. A sequcia de codificao foi reclassificada utilizando PCR para eliminar as UTRs e proporcionar novos locais de restrio flanqueadores para facilitar a clonagem no plasmeo vector AAV. O gene modificado foi ent clonado num plasmeo vector AAV2 entre um promotor de citomegalovus 0.6 kb (CMV) e um fragmento de ADN SV40 contendo o pequeno intr de SV40 e o sinal poliA. O AAV2-OTR foi empacotado em cruz em AAV9 por uma transfeco tripla de plasmeo em culas AAV-293 (Stratagene, La Jolla, CA) utilizando um modo padr de precipitao com fosfato de ccio. Nenhum vírus auxiliar foi empregado. Um plasmídeo AAV2-eGFP foi empacotado em paralelo em AAV9 como um vetor de controle negativo. Resumidamente, cada plasmídeo vector AAV, um plasmídeo AAV2 / 9 rep / cap que fornece as funções da cápside AVA2 e AAV9, e um 3rd o plasmídeo que codifica as funções auxiliares de adenovírus, pHelper (Stratagene), foi co-transfectado em células 293 numa razão molar de 1: 1: 1. As células foram colhidas 48 horas após a transfecção. Os sedimentos de células foram então ressuspensos em DMEM, e as partículas de vírus intracelulares libertadas por três ciclos consecutivos de congelação-descongelação, seguido por centrifugação a 13,000 rpm para 10 min numa centrífuga de mesa para remover partículas. Os estoques vetoriais foram armazenados em –80 C e titulados por PCR em tempo real usando um Sistema de Detecção de Sequência ABI Prism 7700 da Perkin-Elmer Applied Biosystems (Foster City, CA). Os títulos estavam na ordem de 1012 DRP / ml. (DRP = Partículas Resistentes a Dnase).
Infusão de vetores virais
Infusões estereotáxicas foram realizadas sob anestesia com isoflurano em um estereotax Kopf equipado com um Ultra Micro Pump II (World Precision Instruments, Sarasota, FL) e uma seringa Hamilton de calibre 26. As fêmeas foram injetadas bilateralmente na concha do NAcc (pradaria ratazana: AP + 1.7mm, ML .9mm, DV-4.5mm, camundongos: AP + 1.6mm, ML .9mm, DV-4.3mm) com 750nl de um AAV contendo a ratazana receptor de oxitocina (CMV-OTR, N = 12), ou um vector de express eGFP de controlo (CMV-GFP, N = 16). O vírus foi infundido a uma taxa de 93.8nl / min. A seringa foi deixada no lugar por 5 min após a infusão para minimizar a difusão do vetor na trilha da agulha. Os animais operados de forma simulada (N = 9) foram anestesiados e tiveram seus escalpos incisados e suturados. Após a cirurgia, os animais foram alojados em grupo até o momento do teste de comportamento de preferência do parceiro. Estudos preliminares indicaram que a expressão de OTR no local da injeção foi estável após 10 dias.
Teste de comportamento aloparental
Um mês após a injeção, os ratos-da-pradaria foram testados para comportamento aloparental. O teste ocorreu entre as 0800h1800 e as 45.5h24. Os animais de teste foram colocados em uma grande gaiola limpa (20 × 15 × 2 cm) e deixados em aclimatação por 5 minutos. Dois filhotes (900-15 dias de idade) foram colocados em uma das extremidades da gaiola. A latência para se aproximar dos filhotes, o número de animais que atacaram os filhotes e a quantidade de tempo gasto cuidando, pairando e recuperando os filhotes foram registrados. Uma latência de 30 segundos foi atribuída aos animais que não se aproximaram dos filhotes durante o teste de XNUMX minutos para fins de análise estatística. O teste era imediatamente interrompido se a fêmea atacasse os filhotes. Os animais foram classificados como aloparentais se eles passaram> XNUMX segundos lambendo os filhotes sem atacar. Com base nos resultados da experiência com ratos-do-campo, ratos-do-campo não foram testados quanto ao comportamento aloparental.
Teste de preferência de parceiros (ratazana da pradaria)
Um mês após o teste de comportamento aloparental, e dois meses após a infusão de AAV, as fêmeas receberam 4 μg de benzoato de estradiol (EB; Fisher, Pittsburgh, PA) dissolvido em 0.1ml de óleo de gergelim IP diariamente por 3 dias antes do acasalamento para induzir receptividade sexual . 16 horas após a última injeção de EB os animais foram colocados em uma gaiola limpa (28 × 17 × 12cm) com um macho adulto sexualmente experiente por 6 horas e depois retornaram ao alojamento do grupo. O comportamento de acasalamento foi registrado durante a coabitação inicial da hora 6. A latência para a primeira intromissão e o número de ataques de acasalamento na primeira hora foram pontuados. Uma latência de 3600 segundos foi atribuída a animais que não se acasalaram durante o período de 1 para fins de análise estatística. Na manhã seguinte (14 horas após a coabitação), os animais foram testados para preferência do parceiro. Em um teste de preferência de parceiro, a fêmea experimental é colocada em uma câmara central neutra de um aparato de três câmaras, no qual o parceiro é amarrado em uma câmara lateral e um novo macho “estranho” é amarrado na outra (Williams et al., 1992). O animal experimental está livre para se movimentar pelas câmaras e o tempo gasto nas proximidades de cada macho é registrado usando um sistema automatizado de quebra de vigas (Curtis e Wang, 2005b, a; Lim et al., 2007).
Um dia depois, as fêmeas foram re-pareadas com o mesmo parceiro por mais 12 horas de coabitação. As fêmeas foram então testadas novamente por uma preferência de parceiro (tempo total de contato de 18 hora). Esse paradigma de dois estágios foi usado para maximizar nossa detecção de uma facilitação do teste de preferência de parceiros, uma vez que há variabilidade no tempo limite necessário para formar uma preferência de parceiro. Os animais foram considerados como tendo uma preferência de parceiro, se eles gastaram o dobro do tempo em estreita proximidade com o parceiro em comparação com o estranho.
Teste de preferência de parceiros (ratazana de prado)
Normalmente, ratazanas da nossa colônia não formarão uma ligação de par após 24hrs de exposição de mate. Portanto, para este experimento, testes de preferência de parceiros foram realizados após uma coabitação de 24 e um adicional de 48 horas (72 horas no total). Todos os outros métodos de tratamento e teste são os mesmos acima.
Coleta e processamento de tecidos
Após os experimentos comportamentais, os animais foram decapitados após anestesia profunda com isofluorano. Cérebros foram então recolhidos e congelados em gelo seco em pó. Os cérebros foram seccionados através do NAcc na série 6 em 20μm, em um criostato, em lâminas Fisher Frost-plus. As lâminas foram armazenadas em −80C até serem utilizadas em autorradiografia.
Autoradiografia de OTR
A autorradiografia do receptor OTR foi utilizada para avaliar a ligação de OTR em animais injectados com AAV. A autorradiografia foi realizada como descrito anteriormente com ligeiras modificações (Insel et al., 1991; Wang e Young, 1997). As secções foram removidas do armazenamento de -80C, deixadas arejar, mergulhadas em 0.1% paraformaldeído em solução salina tamponada com fosfato (pH 7.4) e enxaguadas duas vezes em tampão 50 mM Tris (pH 7.4) para remover OT endógeno. Em seguida, o tecido foi incubado em 50 pM 125I-OVTA (NEX 254050UC PerkinElmer, Waltham, MA) por uma hora. O radioligando não ligado foi removido por quatro lavagens em 50mM Tris mais 2% MgCl2 (pH 7.4) e depois mergulhado em dH20 e ar seco sob uma corrente de ar frio. Depois de secas, as lâminas foram expostas ao filme BioMax MR (Kodak, Rochester, NY) por 72 horas. Dois animais CMV-OTR e um CMV-GFP foram excluídos da análise comportamental devido a falta de injeção.
Imuno-histoquímica GFP
Um subgrupo de animais (N = 5) injectados com CMV-GFP foi perfundido transcardiamente com 50 ml de PBS, seguido por 50 ml de 4% paraformaldeído em tampão de fosfato 0.1 M contendo 2.5% acroleína (Polysciences, Warrington, PA). Imediatamente após a perfusão, os cérebros foram removidos e armazenados a 4 ° C em solução de 30% de sacarose até ao seccionamento. Os cérebros foram cortados em seções corais 25μm com micrótomo de congelamento e armazenados em solução crioprotetora a -20 ° C até o processamento imuno-histoquímico.
Uma série 1: 6 através do eixo rostrocaudal de cada cérebro foi processada para GFP. Resumidamente, as sec�es foram removidas da solu�o crioprotectora, lavadas extensivamente em solu�o salina tamponada com fosfato de pot�sio (pH 7.4) e depois feitas reagir durante 15 minutos em BN H de 1% de boro-hidreto de s�io para remover o excesso de alde�os. As secções foram então incubadas numa solução de anticorpo primário dirigida contra GFP em solução salina tamponada com fosfato de potássio (KPBS) contendo 0.1% Triton-X durante 1 hora à temperatura ambiente seguida de 48 horas a 4 ° C. As células contendo GFP foram identificadas utilizando um anticorpo policlonal de coelho anti-GFP (Cat. No. A6455, Invitrogen, Carlsbad, CA) a uma concentração de 1: 100,000. Após incubação do anticorpo primário, o tecido foi enxaguado em KPBS, incubado por 1 hora em IgG de cabra anti-coelho biotinilado (Jackson Immunoresearch, West Grove, PA) a uma concentração de 1: 600 e enxaguado em KPBS, seguido por um 1- incubação de uma hora em complexo de peroxidase de avidina-biotina (ABC Elite Kit Vector PK-6100, Burlingame, CA) a uma concentração de 1: 200. Depois de enxaguar em KPBS e tamp Tris (pH 7.2), a GFP foi visualizada como um produto de reaco castanho usando 3,3? -Diaminobenzidina contendo 0.08% de perido de hidrogio em tamp Tris. O produto da reacção foi terminado após aproximadamente 20 minutos por lavagem em tampão Tris. As secções foram montadas a partir de solução salina em lâminas sub-gelatinosas, secas ao ar, desidratadas numa série de álcoois graduados, limpadas em Histoclear (National Diagnostics, Atlanta, GA) e recobertas com Krystalon (EMD Chemicals, Gibbstown, NJ).
Análise Estatística
Os dados são apresentados como média ± erro padrão da média (SEM). Uma ANOVA de RM de duas vias foi executada usando o tempo gasto com cada animal de estímulo como a variável dependente, o fator dentro dos sujeitos sendo parceiro ou estranho, e o grupo de tratamento como o fator entre sujeitos. O teste Holm-Sidak foi usado para comparações de pares post hoc quando um efeito de interação significativo foi detectado. ANOVAs de uma via foram executadas em comportamentos aloparentais e de acasalamento para ratos-do-campo Os comportamentos que não atendiam aos critérios de normalidade foram analisados por meio da Análise de Variância em Classificação Unilateral de Kruskal-Wallis. O Teste Exato de Fisher foi usado para determinar as diferenças de grupo na proporção de animais que exibem comportamento aloparental. O comportamento de acasalamento da ratazana Meadow foi analisado usando um teste t e Mann-Whitney Rank Sum Test quando o teste de normalidade falhou.
RESULTADOS
Comportamento aloparental em pradaria ratazanas
A proporção de ratazanas fêmeas injetadas com CMV-OTR exibindo comportamento aloparental (3/9) não diferiu do controle (4/15) ou ratazanas falsas (3/10) (p> 0.5; Figura 1A). Dois CMV-OTR, quatro controle CMV-GFP e duas fêmeas sham, que foram categorizadas como não-aloparentais, atacaram os filhotes. A latência para aproximar filhotes (Figura 1B) e o tempo gasto lambendo / escovando também não diferiram significativamente entre os grupos (H = 0.31, P> 0.8 para latência, H = 0.40, P> 0.8 para escovando). Quando apenas os animais que atingiram o critério de ser aloparental foram comparados, a latência para abordagem dos filhotes para fêmeas CMV-OTR (140.2 ± 65.2 segundos) não foi diferente do CMV-GFP (62.5 ± 39.3 segundos) ou sham (169.4 ± 51.7 segundos) ) mulheres (F (2,7) = 1.27, p> 0.3). Também não houve diferença na quantidade de tempo que as fêmeas aloparentais CMV-OTR passaram lambendo filhotes em comparação com as fêmeas aloparentais CMV-GFP ou simuladas (F (2,7) = 1.94, p> 0.2; Figura 1C) A quantidade total de tempo que cada grupo passou lambendo / limpando, pairando e carregando os filhotes também não foi diferente entre o CMV-OTR aloparental (695.2 ± 77.1 segundos) CMV-GFP (387.5 ± 132.7 segundos) ou sham (503.8 ± 82.8 segundos) ) animais (F (2,7) = 1.98, p> 0.2).
Comportamento de acasalamento em pradaria ratazanas
O comportamento de acasalamento não foi significativamente afetado pelo tratamento cirúrgico prévio das fêmeas. A latência para a primeira intromissão não foi significativamente diferente em machos pareados com fêmeas CMV-OTR em comparação com machos acasalados com CMV-GFP ou fêmeas simuladas (H = 5.043, p = 08; Figura 2A) Embora o grupo CMV-OTR tendesse a acasalar mais cedo do que os outros grupos, eles não acasalavam com mais frequência. O número de episódios de acasalamento na primeira hora não diferiu em pares contendo fêmeas CMV-OTR de pares contendo CMV-GFP ou fêmeas simuladas (F (2,31) = 0.46, p> 0.6; Figura 2B).
Comportamento de Preferência de Parceiro em Prairie Voles
Após o período de coabitação 6 hr, nenhum dos grupos apresentou uma preferência significativa por parceiro (Figura 2C) Não houve efeito principal do tratamento (F (2,31) = 0.56, p> 0.5) ou do tempo gasto com o parceiro versus o estranho (F (1,31) = 0.46, p> 0.5). Após 12 horas adicionais de coabitação, não houve efeito principal do tratamento (F (2,29) = 78, p = 0.5) ou a quantidade de tempo gasto com o parceiro versus estranho (F (1,29) = 3.71 , p = 0.06). No entanto, houve um efeito de interação significativo (F (2,29) = 5.56, p = 0.009). O teste post-hoc revelou que as mulheres CMV-OTR passaram significativamente mais tempo em estreita proximidade com o parceiro do que com o estranho (p <0.001; Figura 2D) No entanto, o CMV-GFP e as mulheres sham não demonstraram preferência por parceiro após esse período de tempo (p> 0.05; Figura 2D). Além disso, 80% das ratazanas injectadas com CMV-OTR atingiu os critérios de preferência por um parceiro, ou seja, gastou o dobro do tempo com o parceiro do que o estranho, em comparação com apenas 31% de CMV-GFP injectado e 44% de animais falsificados (Figura 2E, F).
Expressão OTR e GFP no NAcc dos Prairie Voles
A autorradiografia foi feita para determinar a colocação da injeção de AAV e para verificar que o vetor CMV-OTR resultou no aumento da ligação de OTR em comparação com os controles. Como relatado anteriormente, houve variação individual significativa na ligação de OTR no NAcc do controle de ratos-pradaria CMV-GFP (Figura 3A, B). Elevações distintas na ligação de OTR foram detectadas no NAcc de ratazanas de pradaria injectadas com CMV-OTR (Figura 3C). Além disso, imunohistoquímica GFP foi realizada em seções do cérebro de animais CMV-GFP para determinar a extensão da expressão em neurônios do NAcc. Marcação clara de células com características neuronais foi detectada, confirmando que os vetores AAV do CMV dirigiam a expressão em neurônios (Figura 3E, F).
Comportamento de acasalamento em campinos
Não foram observadas diferenças significativas no comportamento de acasalamento entre os grupos de tratamento em ratos do campo. A latência para a primeira intromissão não foi diferente em machos pareados com CMV-OTR (1245.1 ± 1465.9 segundos) fêmeas em comparação com machos acasalados para controle CMV-GFP (566.6 ± 989.8 segundos) fêmeas (T = 128.0, p> 0.2). O número de acasalamentos na primeira hora também não diferiu em pares contendo fêmeas CMV-OTR (6.8 ± 5.1) de pares contendo fêmeas CMV-GFP (9.5 ± 4.4) (t = 1.42, p> 0.1).
Preferência do Parceiro em Meadow Voles
Após um período de coabitação 24hr, nenhum dos grupos apresentou uma preferência significativa por parceiro (Figura 4A) Não houve efeito principal do tratamento (F (1,20) = 0.19, p> 0.6) ou tempo gasto com o parceiro versus estranho (F (1,20) = 0.09, p> 0.7). Após 48 horas adicionais de coabitação, não houve novamente nenhum efeito principal significativo do tratamento (F (1,19) =. 65, p> 0.4) ou do tempo gasto com qualquer mulher (F (1,19) = 0.62, p> .4; Figura 4B).
Expressão OTR no NAcc de Meadow Ves
As ratazanas injectadas com CMV-GFP tinham pouca ou nenhuma ligação à OTR na NAcc (Figura 5A). Em contraste, as ratazanas de prado injectadas com CMV-OTR tinham uma ligação significativa de OTR na NAcc, comparável à das fêmeas da pradaria (Figura 5B).
DISCUSSÃO
Diferenças de espécies na densidade de OTR no NAcc foram associadas a diferenças de espécies na estratégia de acasalamento (monogamia social versus poligamia) e comportamento aloparental, sugerindo que a variação na expressão do receptor OTR pode estar relacionada às diferenças de organização e comportamento social (Insel et al., 1991; Jovem e Wang, 2004; Olazabal e Young, 2006b). As pradarias pradarias socialmente monogâmicas têm densidades mais altas de OTR na NAcc do que os não-monogâmicos e as ratazanas montanas, e o bloqueio farmacológico desses receptores impede a formação de preferência de parceiro induzida pelo acasalamento (Young et al., 2001; Olazabal e Young, 2006b). Há também uma variação individual significativa na densidade de OTR no NAcc dentro de campos de pradaria (Figura 3A, B). A densidade de OTR nesta região está positivamente correlacionada com a variação individual no comportamento aloparental de fêmeas adultas virgens de pradaria sexualmente ingênuas (Jovem, 1999; Olazabal 2006) e administração de antagonistas OTR no NAcc elimina este comportamento (Olazabal e Young, 2006a). Portanto, neste estudo, procuramos testar diretamente a relação entre a densidade de receptores no NAcc e o comportamento afiliativo em ratos, usando a transferência do gene AAV.
Nossos resultados mostram que, como previsto, fêmeas de pradaria com níveis elevados de OTR na exibição de NAcc aceleraram a formação de preferência de parceiros em comparação com fêmeas com menor densidade de OTR (CMV-GFP ou shams). CAo contrário de nossa predição, não houve diferença no comportamento aloparental entre os grupos, sugerindo mecanismos diferenciais pelos quais a OTR regulada regula a formação de preferências dos parceiros e o comportamento aloparental. Nossos resultados apóiam a hipótese de que as diferenças individuais na expressão de OTR contribuem para a variação intra-espécies em alguns aspectos do comportamento afiliativo. No entanto, o aumento da expressão de OTR no NAcc não foi suficiente para induzir a formação de preferência de parceiros em vespas, mesmo após 72 horas de coabitação, sugerindo que as diferenças de espécies no OTR não são suficientes para explicar as diferenças entre as espécies. preferências. É importante notar que não houve diferenças entre os grupos no comportamento de acasalamento em nenhum dos parâmetros examinados. Portanto, a preferência aumentada do parceiro nos ratos da pradaria experimental não pode ser atribuída ao aumento da atividade sexual durante o período inicial de coabitação.
As ratazanas adultas da pradaria mostram uma notável variação individual na sua exibição de cuidados aloparentais. Cerca de 50% de mulheres sexualmente ingênuas recuperam espontaneamente, lambem / riem e pairam sobre os filhotes que lhes são apresentados (Lonstein e De Vries, 1999; Fardos e Carter, 2003; Olazabal e Young, 2005). Há também uma variação individual significativa na densidade de OTR na NAcc entre as pradarias (Jovem, 1999). Fêmeas com maiores densidades de OTR no NAcc são mais propensas a exibir responsividade aloparental do que animais com menor OTR nessa área. Assim, foi surpreendente que a elevação da densidade de OTR no NAcc de capoeira-do-campo não melhorasse o comportamento aloparental. O facto de estes animais apresentarem uma formação acelerada de preferências de parceiros sugere que o OTR derivado do vector transgene viral foi funcionalmente acoplado para sinalizar as vias de transdução no NAcc.
Nossa hipótese é que a variação individual na ativação de OTR no NAcc durante o desenvolvimento pode desempenhar um papel mais importante na produção de variação intra-espécies no comportamento aloparental. A correlação positiva na densidade de OTR no NAcc e no comportamento aloparental foi demonstrada tanto em juvenis de pradaria juvenis como em adultos (Olazabal e Young, 2006b, a). O comportamento aloparental em ratos da pradaria parece ser particularmente sensível a perturbações durante o desenvolvimento. Por exemplo, a exposição perinatal a TO altera o comportamento aloparental em fêmeas de pradaria (Bales e outros, 2007). Portanto, indivíduos com maiores densidades de OTR durante o desenvolvimento podem experimentar aumento da sinalização OTR no NAcc, resultando em mudanças neuroquímicas de longa duração que aumentam a probabilidade de exibir comportamento aloparental à medida que se tornam adultos. Se esta hipótese estiver correta, poderíamos prever que o aumento da expressão de OTR no NAcc neonatal aumentaria a frequência do comportamento aloparental.
Outra explicação para o fracasso de aumentar a expressão de OTR no NAcc para aumentar o comportamento aloparental é que a variação na expressão de OTR em múltiplas regiões cerebrais pode ser necessária para produzir a diversidade esperada no comportamento. Por exemplo, a expressão de OTR no septo lateral é negativamente correlacionada com o comportamento aloparental (Olazabal e Young, 2006a). Finalmente, também é possível que a variação na exposição hormonal ou experiência social influencie a densidade OTR no NAcc, além de alterar o comportamento aloparental. Por exemplo, a presença ou ausência do pai durante o desenvolvimento ou a manipulação perinatal de hormônios esteróides pode influenciar a demonstração da responsividade aloparental em fêmeas de pradaria (Roberts e outros, 1996; Roberts e outros, 1998; Lonstein e De Vries, 2000).
Em machos da pradaria, a vasopressina desempenha um papel crítico na exibição do comportamento paterno, bem como na formação de preferência de parceiros, em paralelo com o papel da ocitocina nas fêmeas (Winslow e outros, 1993; Wang et al., 1994). Estudos farmacológicos específicos do local demonstram que o V1aR no pallidum ventral, um dos principais resultados do NAcc, é crítico para a formação de ligações em pares (Lim e Young, 2004). O aumento de V1aR no pallidum ventral usando transferência de genes mediada por vetores virais acelera a formação de preferência de parceiros de ratos machos da pradaria (Pitkow et al., 2001), um achado que se assemelha ao presente estudo. Embora a superexpressão do V1aR no pallidum ventral de ratos machos não fosse suficiente para induzir o comportamento paterno, ele promoveu a preferência do parceiro (Lim et al., 2004); em contraste, no presente estudo, a superexpressão de OTR no NaCC não estimulou a formação de preferência de parceiros em fêmeas de campo.
Há várias explicações potenciais para o fracasso de fêmeas de vespas com OTR elevado no NAcc para formar preferências de parceiros. Em primeiro lugar, as diferenças entre as espécies na liberação do OT dentro do NAcc durante o acasalamento podem diferir entre fêmeas de pradaria e vespas. Embora a localização OTR difira entre as espécies, tanto as pragas quanto as ratazanas possuem fibras imunorreativas à OT no NAcc (Ross e Young, dados não publicados). Na Vivo experimentos de microdiálise mostraram que o acasalamento estimula a liberação de OT no NAcc de fêmeas de pradaria, mas estudos paralelos não foram realizados em ratos-do-campo (CD Cole e Young, dados não publicados). É possível que a infusão de OT em animais tratados com CMV-OTR facilitasse a formação de preferências de parceiros em ratos-campestres. No entanto, deve-se notar que, em ratos e ovelhas, a estimulação vaginocervical aumenta a liberação do TO central (Kendrick et al., 1986; Sansone et al., 2002). Portanto, é provável que os ratos do campo já estejam experimentando um aumento no OT com o acasalamento. Outra explicação para o fracasso da expressão da OTR de NAcc em estimular a formação de preferência de parceiros em fêmeas de vespas é que as diferenças de espécies na expressão de OTR em outras regiões do cérebro também são necessárias para a união de pares. Por exemplo, a densidade de OTR também é maior no córtex pré-frontal e na amígdala lateral em pragas de pradaria em comparação com espécies de ratazanas não monogâmicas (Insel et al., 1991; Young et al., 1996; Smeltzer et al., 2006). Portanto, a elevação da expressão de OTR em múltiplos locais pode ser necessária para estimular as preferências dos parceiros induzidos pelo acasalamento em vespas. Finalmente, é possível que várias diferenças neuroquímicas entre as espécies sejam responsáveis pelas diferenças de comportamento das espécies (por exemplo, dopamina, fator de liberação da corticotropina) (Gingrich et al., 2000; Liu e Wang, 2003; Smeltzer et al., 2006; Lim et al., 2007).
Existem várias ressalvas importantes de nossa abordagem experimental que justificam a discussão. Primeiro, o CMV-OTR provavelmente aumenta a expressão de OTR em todos os tipos de células na área injetada, incluindo populações neuronais que normalmente não respondem ao OT. No entanto, é possível que o OTR transgênico tenha resultado em maior sinalização em neurônios que normalmente expressam OTR endógeno devido à sensibilização aumentada para OT liberada nesses neurônios, ou a presença das moléculas sinalizadoras apropriadas a jusante. Em segundo lugar, a área de expressão de transgene produzida por infusão de vector viral não foi uniformemente expressa ao longo de toda a extensão rostral-caudal ou medio-lateral do NAcc. Nas fêmeas CMV-OTR, a expressão de OTR foi consistentemente elevada nas regiões centrais do invólucro e adjacentes do NAcc. No entanto, deve-se notar que a concha do NAcc tem sido mais implicada na regulação da formação de preferências de parceiros e a densidade de OTR nessa mesma região está mais correlacionada com o comportamento aloparental do que a região central.
Este é o primeiro estudo a demonstrar conclusivamente que a variação na expressão de OTR no cérebro pode contribuir para a variação no comportamento social. OT tem sido amplamente implicado na regulação de vários comportamentos, incluindo processamento e memória de informação social, escolha de parceiros, nutrição e apego materno (Dantzer et al., 1987; Kendrick, 2000; Ferguson e outros, 2001; Kavaliers et al., 2003). Existe agora uma clara evidência de que o VT modula a cognição social humana também, incluindo a confiança interpessoal, o olhar fixo, a memória facial e a percepção emocional (Kosfeld et al., 2005; Domes et al., 2007; Guastella e outros, 2008; Savaskan e outros, 2008). A administração do TO aumenta a retenção da cognição social em uma tarefa de entonação da voz em sujeitos autistas (Hollander et al., 2007), e vários estudos genéticos relataram associações modestas entre os polimorfismos não-codificantes do gene OTR e o transtorno do espectro do autismo (Wu et al., 2005; Jacob et al., 2007; Lerer et al., 2007; Yrigollen et al., 2008). Há informações limitadas sobre a distribuição do OTR, e nada se sabe sobre a variação individual na densidade de OTR no cérebro humano. Nossos resultados sugerem que a variação na densidade de OTR em regiões específicas do cérebro pode contribuir para diferenças individuais na função cognitiva social em humanos.
Agradecimentos
Os autores gostariam de agradecer a Lorra Mathews por seu excelente trabalho na gestão de nossa colônia de ratazanas. Este estudo foi apoiado pelo NIH concede MH064692 a LJY, RR00165 ao Centro Nacional de Pesquisa de Primatas de Yerkes e NSF STC IBN-9876754.
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