Nucleus accumbens dopamine mediază deteriorarea indusă de amfetamină a legăturilor sociale într-o specie de rozătoare monogame (2010)

Dependența, cum ar fi dependența de porno, deturnează programul de legare a perechilor prin excesul de dopaminăDopamina Nucleus accumbens mediază afectarea legăturii sociale induse de amfetamine la o specie de rozătoare monogame

Proc Natl Acad Sci US A. 19 ian 2010; 107(3): 1217–1222.

Publicat online Dec 29, 2009. doi:  10.1073 / pnas.0911998107

PMCID: PMC2824263

Neuroştiinţe

Acest articol a fost citat de alte articole din PMC.

Du-te la:

Abstract

Prairie vole (Microtus ochrogaster) este o specie de rozătoare monogamă socială care formează legături perechi după împerechere, un comportament în care a fost implicat dopamina centrală (DA). Aici, am folosit prele de sex masculin pentru a examina efectele expunerii la medicament asupra legării perechilor și a circuitelor neuronale asociate. În primul experiment, amfetamina (AMPH), comportamentul motivat a fost examinat utilizând o paradigmă preferată a locului preferat (CPP) și sa dovedit a fi mediată de activarea receptorilor D1-like DA. Apoi, am examinat efectele expunerii repetate AMPH asupra legării perechilor. Bărbații de control intacte și cu control salin au prezentat preferințele partenerului indus de împerechere, în timp ce bărbații pretrenați cu AMPH la dozele eficiente pentru a induce CPP nu au reușit să arate preferințele partenerului indus de împerechere. Un astfel de tratament AMPH a îmbunătățit de asemenea expresia D1, dar nu D2, receptorul DA în nucleul accumbens (NAcc). În plus, blocarea farmacologică a receptorilor DA de tip D1 în NAcc a salvat preferințele partenerului indus de împerechere la bărbații tratați cu AMPH. Împreună, datele noastre indică faptul că expunerea repetată la AMPH poate restrânge repertoriul comportamental al prelelor de sex masculin voles prin intermediul unui mecanism specific receptorului DA în NAcc, având ca rezultat deteriorarea formării legăturilor de perechi.

Cuvinte cheie: vole, CPP, receptor D1

Este larg acceptat faptul că comportamentele motivaționale și emoționale care promovează fitness sunt reglementate de circuitele de recompensare a creierului incluzând sistemul de dopamină mezolimbică (DA) (1, 2). Deși acest sistem este adesea implicat în aportul alimentar și comportamentul sexual (3, 4), a fost, de asemenea, implicată în alte comportamente motivate în mod natural, cum ar fi jocul social între minori și legătura socială dintre părinte și descendenți (5-9). Adesea subreprezentate în cercetare sunt legăturile sociale formate între colegii adulți, și anume, obligațiunile pereche. Investigațiile recente care utilizează o specie de rozătoare monogamă socială, prairie vole (Microtus ochrogaster) (10-12), indică faptul că o mare parte a reglementării neuronale care stau la baza formării și întreținerii legăturilor perechi are loc în nucleul accumbens (NAcc) (13-15) - o regiune creierului mesolimbic critică pentru medierea comportamentelor motivate (1, 2, 16).

Deși circuitele motivaționale au evoluat pentru a promova comportamentul de sporire a nivelului de fitness, cum ar fi hrănirea, împerecherea și îmbinarea socială (1, 17), este vulnerabil la uzurparea artificială a drogurilor de abuz (8). De exemplu, administrarea medicamentelor psihostimulante de abuz, cum ar fi cocaina și amfetamina (AMPH), are ca rezultat modificări persistente ale activității DA mezolimbice (18, 19). Impactul intens asupra acestui circuit de către aceștia și alte medicamente dependente a fost sugerat să scadă valoarea percepută a stimulentelor naturale (20), inclusiv cele de natură socială (8). Deși se știe că dependenții de droguri prezintă un comportament social afectat (21), reglementarea neuronală a interacțiunilor dintre experiența de droguri și atașamentul social este puțin înțeleasă. Acest lucru se datorează faptului că, în parte, astfel de interacțiuni sunt dificil de modelat în rozătoarele tradiționale de laborator care nu prezintă legătura socială între speciile adulte.

Neurobiologia unui astfel de atașament social, în special legăturile perechilor între adulți, a fost extensiv studiată în prerie (10-12) și, recent, această specie a fost stabilită ca un model viabil pentru a examina valoarea motivațională a AMPH (22). Mai mult, atât formarea legăturilor de perechi cât și armarea AMPH sunt mediate, cel puțin parțial, prin transmisia DA în cadrul NAcc (14, 15, 23). Prin urmare, studiul de față a utilizat modelul de preiuri pentru a stabili un test comportamental pentru a studia efectele expunerii la medicament asupra legăturilor sociale și sa axat pe sistemul de semnalizare NAcc DA pentru a descoperi un mecanism neural care stă la baza acestor efecte comportamentale.

REZULTATE

Starea preferată a locului condiționată indusă de AMPH (CPP) este mediată de DA într-un mod specific receptorului.

Formarea unui CPP a fost definită printr-o creștere semnificativă a timpului petrecut în cusca pereche AMPH în timpul posttestului, după ce 3 zile de condiționare a AMPH, comparativ cu pretestul. Nici injecțiile saline, nici serul care conține cele două doze cele mai scăzute de AMPH testate (0.1 și 0.5 mg / kg) nu au modificat preferințele din cuștiFig. 1A). Cu toate acestea, bărbații tratați cu doze mai mari de AMPH, inclusiv 1.0 (t = 2.87, P <0.01), 3.0 (t = 3.63, P <0.01) sau 5.0 mg / kg (t = 3.03, P <0.01), CPP afișat (Fig. 1A).

Fig. 1.

(A) Bărbații care au primit injecții ip cu soluție salină sau doze mici de AMPH (0.1 sau 0.5 mg/kg) pe parcursul a 3 zile de condiționare nu au prezentat CPP. Cu toate acestea, bărbații condiționati cu AMPH la doze mai mari (1.0, 3.0 și 5.0 mg/kg) au petrecut mult mai mult timp ...

Deoarece AMPH creste semnificativ neurotransmisia DA in prairie voles (24), iar DA mediază armarea AMPH la alte specii (23), am examinat în continuare reglementarea receptorului DA (DAR) a CPP indusă de AMPH la preleuri de sex masculin. Subiecții au fost pretestați în paradigma CPP, tratați fie cu soluție salină, fie cu soluție salină conținând doze diferite de antagonist DAR neselectiv (haloperidol) înainte de injectarea AMPH (1.0 mg / kg) în timpul zilelor de condiționare 3 și apoi testate pentru CPP într-un posttest. Subiecții tratați cu soluție salină (t = 2.69, P <0.01) sau soluție salină care conține cele mai mici două doze de haloperidol (0.1 mg / kg; t = 3.62, P <0.01; 1.0 mg / kg; t = 3.89, P <0.01) înainte de condiționarea AMPH afișat CPP indus de AMPH, în timp ce haloperidolul la 5.0 mg / kg a blocat CPP indus de AMPH, arătând implicarea DAR în efectele comportamentale ale AMPH (Fig. 1B). Pentru a determina care subtip DAR mediază CPP indus de AMPH, am administrat mai apoi un antagonist specific D1 (SCH23390) sau un antagonist specific D2 (eticloprid) înainte de injectarea AMPH în timpul condiționării. Antagonismul asemănător cu D2 nu a blocat CPP indus de AMPH (t = 3.15, P <0.01 pentru 0.5 mg / kg și t = 2.60, P <0.05 pentru 5.0 mg / kg eticlopridă), dar blocarea receptorilor de tip D1 a eliminat CPP indus de AMPH (Fig. 1B), care demonstrează că CPP indusă de AMPH este mediată de activarea receptorilor de tip D1, dar nu și de D2, la preleuri de sex masculin.

Experiența AMPH alternează formarea preferințelor partenerilor implicați în împerechere.

Cu toate că CPP indusă de AMPH necesită activarea receptorilor de tip D1 (Fig. 1B), am arătat anterior că activarea receptorilor de tip D1 previne formarea legăturilor induse de împerechere (14). Prin urmare, am presupus că tratamentul prealabil cu AMPH ar interfera cu legarea perechilor induse de împerechere la preleiul de sex masculin. Bărbații au fost împărțiți în patru grupe care nu au primit injecții (intacte), injecții saline sau injecții cu 1.0 sau 5.0 mg / kg AMPH pentru zilele 3 (o paradigmă de injectare suficientă pentru a induce CPP). În a patra zi, toți bărbații au fost împerecheați cu o femeie receptivă sexuală pentru 24 h și apoi testate pentru preferințele partenerilor. În conformitate cu studiile anterioare (14, 25-27), masculii și masculii intacți care au primit injecții saline timp de 3 zile înainte de împerechere au prezentat preferințe partener induse de împerechere (bărbați intacți; t = 3.05, P <0.01, masculi injectați cu soluție salină; t = 3.21, P <0.01; Fig. 2A). Cu toate acestea, bărbații care au fost tratați cu o doză de AMPH timp de 3 înainte de împerechere nu au prezentat preferințele partenerilor (Fig. 2A). Foarte important, pre-tratamentul AMPH nu a afectat frecvența de împerechere în timpul perioadei de coabitare (F(3, 26) = 0.26, P = 0.85; Fig. 2B) sau activitatea locomotorie în timpul testului de preferință al partenerului (F(3, 26)= 2.34, P = 0.10; Fig. 2C), indicând faptul că AMPH interferează direct cu preferințele partenerului indus de împerechere.

Fig. 2.

(A) După 24 de ore de împerechere, masculii intacți au afișat preferințele pentru partener, petrecând mult mai mult timp în contact unul lângă altul cu un partener familiar față de o femelă ciudată. Această preferință de partener indusă de împerechere a fost afișată și de masculii care au primit ...

Experiența AMPHE ridică receptorii D1 în NAcc.

Având în vedere faptul că preferințele partenerului afectat de preexpunerea AMPH și CPP induse de AMPH (vezi mai sus) și legarea perechilor (14) sunt reglementate de NAcc DA, am emis ipoteza că AMPH ar modifica în mod semnificativ circuitele DA mesolimbice la preleuri de sex masculin. Creierele subiecților din experimentul comportamental menționat mai sus au fost procesate pentru marcarea in situ a mARN-urilor marker DA. Bărbații tratați cu AMPH (1.0 mg / kg) au prezentat o creștere semnificativă a receptorului D1 (D1R; t = 3.06, P <0.01), dar nu și receptorul D2 (D2R), marcarea mARN-ului în cadrul NAcc, comparativ cu bărbații care primesc pretratare salină (Fig. 3 A-C). Cu toate acestea, nu s-au găsit diferențe de grup în densitatea marcării ARNm pentru tirozin hidroxilază (TH), transportor DA (DAT) sau D2R din zona tegmentală ventrală (VTA) - regiunea creierului care furnizează intrarea dopaminergică primară în NAcc (Fig. 3 D-G). Creșterea expresiei D1Rs în NAcc a fost confirmată suplimentar prin Western blotting (t = 1.90, P <0.05; Fig. 3 H și I). Împreună, aceste date indică faptul că expunerea la AMPH are efecte specifice receptorilor și site-urilor asupra sistemului DA mezolimbic al preleurilor de sex masculin - crescând nivelul de D1Rs în NAcc.

Fig. 3.

Imagini de fotografie care arată etichetarea in situ a D1R (A) și D2R (B) ARNm în NAcc și putamenul caudat (CP) al voleilor masculi de prerie care au primit injecții ip de soluție salină sau AMPH (1.0 mg/kg) timp de 3 zile. Tratamentul cu AMPH a crescut semnificativ densitatea ...

Receptorii D1 din NAcc Mediate AMPH Deteriorarea Preferințelor Partenerului.

Am arătat anterior că, la prerile de sex masculin, activarea D1R în cadrul formării preferențiale a partenerului prevenit de NAcc (14), iar studiul actual demonstrează că expunerea AMPH up-regulate D1Rs în NAcc (Fig. 3). Prin urmare, am testat ipoteza că afectarea indusă de AMPH a preferințelor partenerului este mediată de D1R în cadrul NAcc. Bărbații au primit canulări stereotaxice vizate bilateral la cochilia NAcc (Fig. 4A). Lichidul cerebrospinal lichid (CSF) singur sau CSF care conține doze diferite de antagonist al receptorilor de tip D1 SCH23390 a fost injectat în injecțiile cu NAcc înainte de AMPH (1.0 mg / kg) în timpul zilelor de condiționare 3. Ulterior, subiecții au fost împerecheați cu o femeie pentru 24 h și apoi au fost testați pentru preferințele partenerului. Ca și în cazul experimentului de mai sus (Fig. 2), Expunerea la AMPH a împiedicat preferințele partenerului indus de împerechere la bărbații care au primit injectări intra-NAcc de CSF sau o doză mică de SCH23390 (Fig. 4B). Cu toate acestea, bărbații care au fost injectați cu o doză mare de SCH23390 (100 ng / kg) au prezentat preferințele partenerilor (t = 2.55, P <0.05), indicând faptul că blocarea D1R în NAcc a eliminat afectarea indusă de AMPH a formării preferințelor partenerului (Fig. 4B). Nu au fost identificate diferențe de grup în frecvența de împerechere în timpul activității de coabitare sau locomotorie în timpul testului de preferință pentru partener.

Fig. 4.

(A) O imagine de fotografie și un desen schematic care ilustrează locul de injectare în NAcc al creierului pre de sex masculin. Ne-am concentrat asupra carcasei NAcc, deoarece această subregiune specifică media preferințelor partenerului indus de împerechere. (B) Bărbații care au primit intra-NAcc ...

Discuție

În acest studiu, replicăm concluzia noastră anterioară că expunerea la AMPH induce CPP la prerile de sex masculin voles (22) și demonstrează că activarea D1R în NAcc este necesară pentru acest comportament, un rezultat compatibil cu studiile la alte specii de rozătoare (28). Această concluzie, împreună cu studii anterioare, sugerează că mecanismele DAergice distincte în NAcc reglementează comportamentele AMPH și partenerul motivațional: comportamentul motivat AMPH (CPP) este mediat de D1R, în timp ce comportamentul motivat de partener (preferințele partenerilor) este facilitat de D2R activare și inhibată prin activarea D1R în cadrul NAcc (13-15). [Este important de reținut că, în NAcc, activarea D2R mediază CPP indus de medicamente în anumite condiții (29) și activarea D1R este implicată în alte comportamente motivate social, cum ar fi cele orientate spre descendenți (7, 30)].

Reglarea diferențială DAergică a CPP și a formării preferințelor partenerului este cel mai probabil realizată prin diferențe în gradul de concentrație DA declanșată de stimulare, care activează diferite subtipuri DAR. Datorită diferențelor de afinități de legare, sunt necesare creșterea robustă a concentrației de DA pentru a activa D1R-urile cu afinitate scăzută, în timp ce creșterile modeste ale concentrațiilor DA activează în mod preferențial D2R-urile cu afinitate ridicată31). În prairie voles, AMPH evocă creșteri mult mai mari ale concentrației DA (24) comparativ cu cea evocată prin împerechere (15, 25). Aceste date sugerează că creșteri relativ modeste ale concentrației DA în timpul interacțiunilor sociale (15, 25) permit activarea specifică a D2Rs cu afinitate ridicată și astfel facilitează formarea legăturilor de perechi. În schimb, creșterea robustă a concentrației DA după administrarea AMPH este probabil suficientă pentru a activa D1R-urile cu afinitate scăzută, facilitând astfel CPP indus de AMPH.

Reglarea comportamentală specifică receptorului prin DA este compatibilă cu studiile electrofiziologice extracelulare la șobolanii care se mișcă liber, arătând că medicamentele și stimulii naturali sunt tratați de către populații distincte neuronale în cadrul NAcc (32). Deși astfel de studii electrofiziologice nu reușesc să identifice subtipul receptorilor DA exprimați pe neuroni individuali, studiile anatomice demonstrează că NAcc este alcătuit din neuroni de proiecție care exprimă fie D1R, fie D2R cu foarte puțină coexpresie (33). Psihostimulantele activează în mod preferențial căile de semnalizare intracelulare în aval de D1Rs (determinate de fosforilarea crescută a moleculelor de semnalizare) (34) și am arătat anterior că activarea crescută a acestor căi de semnalizare împiedică formarea preferințelor partenerului (35). Astfel, deși transmiterea DA în cadrul NAcc joacă un rol important în răspunsul la AMPH și formarea preferințelor partenerului, aceste comportamente sunt probabil mediate prin microcircuituri distincte care cuprind sisteme de proiecție striatală (33, 36). Acest lucru prezintă un interes deosebit, deoarece formarea legăturilor de perechi este mediată de activarea neuronilor care exprimă D2R care se proiectează preferențial în pallidum ventral (33), o altă regiune a creierului importantă pentru legarea perechilor (26).

În acest studiu, furnizăm dovezi că experiența AMPH împiedică legarea perechilor indusă de împerechere. Dat fiind că testele de preferință ale partenerilor în aceste experimente au fost efectuate 48 h după ultima expunere AMPH (adică, după ce medicamentul a fost complet metabolizat), aceste date sugerează un efect persistent al AMPH asupra legării sociale. Un mecanism potențial, compatibil cu efectele AMPH la alte specii (37, 38), prin care AMPH poate afecta legarea perechilor este prin creșterea expresiei D1R în cadrul NAcc. Această noțiune este susținută de rolul antagonist al NAcc D1Rs în formarea partenerului preferat (14, 24) și de datele actuale care demonstrează salvarea preferințelor partenerului indus de împerechere prin blocarea intra-NAcc D1R la animalele tratate cu AMPH (Fig. 4). Interesant, am arătat anterior că, în prerile de sex masculin, reglarea supraviețuirii NAcc D1R după săptămâna 2 de legare a perechilor facilitează agresiunea selectivă față de străinii conspecifici, inclusiv femeile receptive sexual, sugerând că această plasticitate neuronală este un mecanism evoluat prin care voele de sex masculin să mențină deja obligațiunile pereche (14). Studiul actual sugerează că AMPH declanșează în mod artificial această neuroplasticitate, ducând la afectarea AMPH a lipirii perechilor. Este, de asemenea, posibil ca bărbații tratați cu AMPH să poată asocia femelele cu o stare aversivă de retragere a AMPH și, prin urmare, această asociere negativă ar putea să stea la baza diminuării AMPH a legării perechilor. Un studiu anterior a demonstrat că retragerea dintr-un program de creștere a dozelor de comportament sexual afectat d-amfetaminic la șobolani masculi (39). În studiul nostru, cu toate acestea, voles de la diferite grupuri de tratament a prezentat bout similare de împerechere (Fig. 2B), indicând faptul că probabil că nu se aflau într-o stare de retragere din amfetamină. Cu toate acestea, această posibilitate justifică investigații suplimentare.

Este bine stabilit că plasticitatea neurală indusă de droguri este fundamentală pentru dependența de droguri (40). Psiostimulantele modifică dramatic plasticitatea structurală în sistemul DA mezolimbic (41) și există dovezi care sugerează că astfel de modificări sunt mai durabile în exprimarea neuronilor D1 (37). Mai mult, studiile electrofiziologice au arătat că experiența de cocaină poate reduce neuroplasticitatea ulterioară în cadrul NAcc (42). Intr-adevar, reorganizarea neurala indusa de medicamente a NAcc atenueaza reorganizarea neuronala in mod natural in urma expunerii noi la medii complexe (43). Prin urmare, deși dependența de droguri este larg recunoscută ca o tulburare a învățării și memoriei (1, 40, 44), este adesea subapreciat faptul că o pierdere indusă de consumul de droguri a potențialului de alterare a circuitelor mezolimbice poate fi, de asemenea, esențială pentru dependență. O astfel de reducere a plasticității poate limita un repertoriu comportamental la căutarea de droguri. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că volesii tratați cu AMPH au demonstrat un comportament redus de legare a perechilor. Efectele actuale ale expunerii AMPH asupra legării perechilor sunt în concordanță cu studiile anterioare care ilustrează efectele nocive ale psiștimulanților asupra altor comportamente sociale, inclusiv a comportamentului matern (45-47) și jocul social (48-50). Împreună, o astfel de activitate prevede promisiunea că examinarea modului în care drogurile și stimulii sociali interacționează în creier poate extinde în mod semnificativ înțelegerea noastră a interacțiunilor puternice dintre comportamentul social și consumul de droguri la om (21).

Materiale și metode

Subiect.

Subiecții au fost prelectori de sex masculin de la o colonie de reproducere de laborator. Subiecții au fost înțărcați la vârsta de 21 și au fost adăpați în perechi de femele de același sex în cuști de plastic (12 × 28 × 16 cm), unde apa și mâncarea au fost furnizate ad libitum. Toate cuștile au fost menținute sub un ciclu 14: 10 lumină-întuneric și temperatura a fost de aproximativ 20 ° C. Toți subiecții aveau aproximativ 90 de vârstă când au fost testați. Canularea stereotaxică și perfuzia specifică a site-ului cu medicamente DA au fost descrise în detaliu în altă parte (14).

Testarea comportamentală.

Testarea CPP a fost efectuată așa cum a fost descris anterior (22) cu următoarele excepții. Preferința inițială a coliviei pentru fiecare subiect a fost determinată într-un pretest 30-min în ziua 1. Subiecții au fost apoi condiționați, în cursul sesiunilor min. 40, cu AMPH în colivie și salină, fără a fi preferată, în colivia preferată (ambele AMPH și injecții saline au fost administrate în aceeași zi, 6 h) pentru zile consecutive 3 (zile 2-4). Ulterior, subiecții au fost testați (posttest) pentru prezența unui CPP în ziua 5.

Testarea preferințelor partenerilor a fost efectuată așa cum a fost descris anterior (14). Pe scurt, aparatul de testare a constat dintr-o colivie centrală (12 × 28 × 16 cm) îmbinată cu tuburi goale (7.5 × 16 cm) cu două cuști paralele identice, fiecare având un animal stimulant. Animalele de stimulare erau "partenerul" familiar (partenerul feminin al subiectului) și un "străin" necunoscut (o femeie care nu sa întâlnit anterior cu acest subiect) care erau în mod liber legați în cuștile lor separate, fără contact direct între ele. La inițierea testului 3-h, subiecții au fost plasați în cușca centrală și lăsați să se miște liber pe tot aparatul. Comportamentul a fost înregistrat utilizând un sistem de înregistrare video cu timp îndelungat. Experimentatorii orbi față de manipulare au revizuit banda și comportamentul subiectului înregistrat. O preferință a partenerului a fost definită ca subiectul cheltuind mult mai mult timp în contactul paralel cu partenerul decât cel străin, așa cum este indicat de un eșantion pereche t Test (27).

In situ hibridizare și imunoblotting occidental.

Anticorpi specifici antisens (Tabelul 1) au fost utilizate pentru marcarea in situ a ARNm D1R, D2R, TH și DAT. Etichetarea a fost efectuată cu 35S-marcate și mRNA de control pentru fiecare marker DA așa cum a fost descris anterior (51). Pentru analiza Western Blotting, proteina DAR a fost extrasă din supernatantul panglicilor de țesut NAcc și testată așa cum s-a descris anterior (52).

Tabelul 1.

sondele cADN pentru marcarea marcajului de ARN mRNA în creierul prairie vole

Cuantificarea și analiza datelor.

CPP și preferințele partenerului au fost determinate de eșantioane pereche t teste. Diferențele de grup în perioadele de împerechere în timpul primului 6 h de împerechere cu intrări pentru femei și cuști în timpul testului de preferință pentru parteneri au fost analizate de ANOVA. Densitățile optice ale marcajului ARNm de la D1R și D2R în marcarea NAcc, precum și în marcarea ARNm ale TH, DAT și D2R în VTA au fost cuantificate din autoradiograme utilizând un program de imagine computerizat (NIH IMAGE 1.64). Datele au fost prezentate ca schimbări procentuale ale mediei grupului de control salin și diferențele de grup au fost analizate prin t teste. În final, densitățile optice ale marcării D1R și D2R pe filmul cu raze X din experimentele Western blotting au fost analizate prin t teste.

Experimental Design.

Experimentul 1a a stabilit o curbă doză-răspuns pentru CPP indusă de AMPH. Subiecții au fost pretestați în aparatul CPP în ziua 1, repartizați aleatoriu într-una din cele șase grupuri experimentale care au primit ip (ip) injecții de soluție salină conținând concentrații diferite de AMPH [0n = 12), 0.1 (n = 8), 0.5 (n = 9), 1.0 (n = 12), 3.0 (n = 12) sau 5.0 mg / kg (n = 13)] în timpul zilei 3 (ziua 2-4) de condiționare și apoi testat pentru CPP într-un test posttest în ziua 5.

Experimentul 1b a dezvăluit rolurile receptorilor DA în CPP indusă de AMPH. Subiecții au fost pretestați în aparatul CPP și repartizați aleatoriu într-una din cele opt grupuri experimentale care au primit o injecție sc (sc) de soluție salină (n = 10) sau cu soluție salină conținând concentrații diferite ale unui antagonist neselectiv al receptorului DA [haloperidol; 0.1 (n = 8), 1.0 (n = 8) sau 5.0mg / kg (n = 8)] sau un tip specific D1 (SCH23390; 0.5 (n = 7) sau 5.0 mg / kg (n = 7)] sau cu antagoniști ai receptorilor DA specifici D2 [eticloprid; 0.5 (n = 8) sau 5.0 mg / kg (n = 8)]. Treizeci de minute mai târziu, o doză prag de AMPH (1.0mg / kg), care a indus CPP în experimentul 1a, a fost utilizată pentru condiționarea AMPH. După ce 3 zile de condiționare AMPH, toți subiecții au primit un posttest CPP.

Experimentul 2 a examinat dacă experiența AMPH a interferat cu legarea perechilor. Subiecții au fost repartizați aleatoriu într-una din cele trei grupuri experimentale care au primit ip injecții de soluție salină (n = 8) sau cu soluție salină conținând 1.0 mg / kg (n = 8) sau 5.0 mg / kg (n = 7) AMPH o dată pe zi pentru 3 zile consecutive - o paradigmă care a indus CPP la prele bărbați voles. În cea de-a patra zi, subiecții au fost împerecheați cu o femeie primită cu estrogen pentru 24 h (14) și au fost apoi testați într-un test de preferință pentru partener 3-h. Pentru a controla efectele potențiale ale injecțiilor asupra legării perechilor, un al patrulea grup experimental de bărbați intacți care nu au primit nici o injecție (n = 6) a fost asociat cu femele primate cu estrogen pentru 24 h și apoi testat pentru preferințele partenerului. Toate testele comportamentale au fost înregistrate video pentru verificarea împerecherii. A fost cuantificată durata subiecților de contact alături de partener și străin. În plus, s-au cuantificat frecvențele perioadelor de împerechere în timpul primului 6 h de asociere și activitate locomotorie (indicată prin intersecția cu colivii) în timpul testului de preferință al partenerului 3-h. După testul de preferință pentru parteneri, subiecții au fost uciși imediat. Toate creierele au fost recoltate, înghețate pe gheață uscată și depozitate la -80 ° C pentru etichetarea hibridizării in situ a mARN-urilor marker DA.

Experimentul 3 a examinat dacă legarea perechilor cu deficiență de AMPH a fost asociată cu modificări ale activității DA mezolimbice. Creierul de la subiecții care au primit soluție salină (n = 8) sau 1.0 mg / kg AMPH (n = 8) din experimentul 2 au fost tăiate pe un criostat în secțiuni coronale (14 μm grosime) care au fost dezghețate pe tobogane Superfrost / plus (Fisher Scientific). Secțiunile de creier la intervale 98-μm au fost procesate pentru etichetarea hibridizării in situ a mRNA D1R, D2R, TH și DAT. Deoarece volii experimentați cu 1.0 mg / kg AMPH au prezentat o creștere a etichetei D1R, dar nu D2R, marcarea ARNm în NAcc, comparativ cu martorii injectați cu salin, au fost generate două grupuri suplimentare de subiecți care au primit injecții cu soluție salinăn = 6) sau 1.0 mg / kg AMPH (n = 6), 24 h de împerechere și apoi testarea preferințelor partenerului, așa cum este descris mai sus. Subiecții au fost decapitați și creierele au fost tăiate pe un criostat la grosimea 300 μm. Tampoanele de țesuturi luate bilateral de la NAcc au fost prelucrate pentru D1R și D2R Western blotting.

Experimentul 4 a examinat dacă activarea receptorilor de tip D1 din NAcc a fost responsabilă de deteriorarea AMPH a legării perechilor. Subiecții au fost implantați cu canule de ghidare direcționate bilateral la cochilia NAcc. După 3 zile de recuperare, au fost repartizate aleatoriu într-una din cele trei grupuri experimentale în care au primit injecții intra-NAcc de CSF (200 nL / n = 11) sau CSF care conține 0.4 (n = 6) sau 100 ng / lateral (n = 7) SCH23390. Treizeci de minute mai târziu, au primit injecții ip de 1.0 mg / kg AMPH. Această procedură a fost repetată pentru zile consecutive 3. În cea de-a patra zi, subiecții au fost împerecheați cu o femeie primită de estrogen pentru 24 h și apoi au fost testați pentru preferințele partenerului.

recunoasteri

Autorii le mulțumesc lui Kyle Gobrogge, Claudia Lieberwirth, Kelly Lei și Melissa Martin pentru citirea critică a acestui manuscris. Această lucrare a fost susținută de National Institutes of Health Grants MHR01-58616, DAR01-19627 și DAK02-23048 către ZW

Note de subsol

Autorii nu declară nici un conflict de interese.

Acest articol este o transmitere directă PNAS.

Referinte

1. Kelley AE. Memorie și dependență: circuite neuronale partajate și mecanisme moleculare. Neuron. 2004;44:161–179. [PubMed]
2. Nestler EJ. Există o cale moleculară comună pentru dependență? Nat Neurosci. 2005; 8: 1445-1449. [PubMed]
3. Roitman MF, Stuber GD, Phillips PE, Wightman RM, Carelli RM. Dopamina funcționează ca un modulator subsecunde al căutării de alimente. J Neurosci. 2004;24:1265–1271. [PubMed]
4. Becker JB, Rudick CN, Jenkins WJ. Rolul dopaminei în nucleul accumbens și striatum în timpul comportamentului sexual la șobolanul feminin. J Neurosci. 2001; 21: 3236-3241. [PubMed]
5. Champagne FA, et al. Variații ale dopaminei nucleului accumbens asociate cu diferențe individuale în comportamentul matern la șobolan. J Neurosci. 2004;24:4113–4123. [PubMed]
6. Niesink RJ, Van Ree JM. Implicarea sistemelor opioide și dopaminergice în fixarea indusă de izolare și îngrijirea socială a șobolanilor tineri. Neurofarmacologie. 1989;28:411–418. [PubMed]
7. Numan M, şi colab. Efectele antagonismului receptorilor de dopamină D1 sau D2 în zona preoptică medială, pallidum ventral sau nucleus accumbens asupra răspunsului matern de recuperare și a altor aspecte ale comportamentului matern la șobolani. Behav Neurosci. 2005;119:1588–1604. [PubMed]
8. Panksepp J, Knutson B, Burgdorf J. Rolul sistemelor emoționale ale creierului în dependențe: o perspectivă neuro-evolutivă și un nou model animal de „auto-raportare”. Dependenta. 2002;97:459–469. [PubMed]
9. Vanderschuren LJ, Niesink RJ, Van Ree JM. Neurobiologia comportamentului de joc social la șobolani. Neurosci Biobehav Rev. 1997;21:309–326. [PubMed]
10. Getz LL, Carter SC, Gavish L. The mating system of the prairie vole, Microtus ochrogaster: Dovezi de teren și de laborator pentru legarea perechilor. Behav Ecol Sociobiol. 1981;8:189–194.
11. Carter CS, DeVries AC, Getz LL. Substratele fiziologice ale monogamiei mamiferelor: modelul volei de prerie. Neurosci Biobehav Rev. 1995;19:303–314. [PubMed]
12. Young LJ, Wang Z. Neurobiologia lipirii perechilor. Nat Neurosci. 2004; 7: 1048-1054. [PubMed]
13. Liu Y Wang ZX. Nucleus accumbens oxitocina și dopamina interacționează pentru a regla formarea legăturilor de pereche la femelele volei de prerie. Neuroștiință. 2003;121:537–544. [PubMed]
14. Aragona BJ, și colab. Nucleus accumbens dopamine mediază diferențiat formarea și menținerea legăturilor de perechi monogame. Nat Neurosci. 2006; 9: 133-139. [PubMed]
15. Gingrich B, Liu Y, Cascio C, Wang Z, Insel TR. Receptorii dopaminici D2 din nucleul accumbens sunt importanți pentru atașamentul social în preleiul feminin (Microtus ochrogaster) Behav Neurosci. 2000; 114: 173-183. [PubMed]
16. Berridge KC, Robinson TE. Parsarea recompensării. Tendințe Neurosci. 2003; 26: 507-513. [PubMed]
17. Insel TR. Este atașamentul social o tulburare de dependență? Physiol Behav. 2003; 79: 351-357. [PubMed]
18. Aragona BJ, et al. Îmbunătățirea preferențială a transmiterii dopaminei în interiorul învelișului nucleului accumbens de către cocaină este atribuită unei creșteri directe a evenimentelor de eliberare fazică de dopamină. J Neurosci. 2008;28:8821–8831. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
19. Nesse RM, Berridge KC. Utilizarea drogurilor psihoactive în perspectivă evolutivă. Ştiinţă. 1997; 278: 63-66. [PubMed]
20. Grigson PS, Twining RC. Suprimarea aportului de zaharină indusă de cocaină: un model de devalorizare indusă de droguri a recompenselor naturale. Behav Neurosci. 2002;116:321–333. [PubMed]
21. Knight DK, Wallace GL, Joe GW, Logan SM. Modificarea funcționării psihosociale și a relațiilor sociale în rândul femeilor în tratarea abuzului de substanțe rezidențiale. J Subst Abuz. 2001; 13: 533-547. [PubMed]
22. Aragona BJ, Detwiler JM, Wang Z. Amphetamine Reward in the monogamous prairie vole. Neurosci Lett. 2007;418:190–194. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
23. Ventura R, Cabib S, Alcaro A, Orsini C, Puglisi-Allegra S. Noradrenalina din cortexul prefrontal este esențială pentru recompensa indusă de amfetamine și eliberarea de dopamină mezoacumbens. J Neurosci. 2003;23:1879–1885. [PubMed]
24. Curtis JT, Wang Z. Efectele amfetaminei la rozătoarele microtine: un studiu comparativ folosind specii de vole monogame și promiscue. Neuroștiință. 2007;148:857–866. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
25. Aragona BJ, Liu Y, Curtis JT, Stephan FK, Wang Z. Un rol esențial pentru nucleul accumbens dopamină în formarea partener-preferință în preleiul de sex masculin voles. J Neurosci. 2003; 23: 3483-3490. [PubMed]
26. Lim MM, şi colab. Preferința de partener îmbunătățită la o specie promiscuă prin manipularea expresiei unei singure gene. Natură. 2004;429:754–757. [PubMed]
27. Winslow JT, Hastings N, Carter CS, Harbaugh CR, Insel TR. Un rol pentru vasopresina centrală în legarea perechilor în preleuri monogame prele. Natură. 1993; 365: 545-548. [PubMed]
28. Liao RM. Dezvoltarea preferinței locului condiționat indusă de perfuzia intra-accumbens de amfetamină este atenuată de co-infuzia de antagoniști ai receptorilor D1 și D2 de dopamină. Pharmacol Biochem Behav. 2008;89:367–373. [PubMed]
29. Fenu S, Spina L, Rivas E, Longoni R, Di Chiara G. Preferința locului pentru un singur proces condiționat de morfină: Rolul receptorilor de dopamină din nucleu accumbens în achiziție, dar nu în exprimare. Psychopharmacology (Berl) 2006;187:143–153. [PubMed]
30. Stolzenberg DS, et al. Stimularea receptorului de dopamină D1 a nucleului accumbens sau a zonei preoptice mediale promovează apariția comportamentului matern la șobolanele terminate de sarcină. Behav Neurosci. 2007;121:907–919. [PubMed]
31. Richfield EK, Penney JB, Young AB. Comparații anatomice și de afinitate între receptorii de dopamină D1 și D2 din sistemul nervos central de șobolan. Neuroștiință. 1989;30:767–777. [PubMed]
32. Carelli RM. Nucleus accumbens arderea celulelor în timpul comportamentelor direcționate către obiective pentru cocaină versus întărirea „naturală”. Physiol Behav. 2002;76:379–387. [PubMed]
33. Lu XY, Ghasemzadeh MB, Kalivas PW. Exprimarea receptorului D1, receptorului D2, substanței P și ARN-ului mesager al encefalinei în neuronii care se proiectează din nucleul accumbens. Neuroștiință. 1998;82:767–780. [PubMed]
34. Bateup HS, et al. Reglarea specifică tipului celular a fosforilării DARPP-32 de către medicamentele psihostimulante și antipsihotice. Nat Neurosci. 2008;11:932–939. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
35. Aragona BJ, Wang Z. Reglarea opusă a formării legăturilor de pereche prin semnalizarea cAMP în învelișul nucleului accumbens. J Neurosci. 2007;27:13352–13356. [PubMed]
36. Gerfen CR, et al. Expresia genică reglată de receptorii dopaminergici D1 și D2 a neuronilor striatonigrali și striatopalidali. Ştiinţă. 1990;250:1429–1432. [PubMed]
37. Lee KW, et al. Formarea coloanei vertebrale dendritice indusă de cocaină în neuronii spinoși medii care conțin receptori de dopamină D1 și D2 din nucleul accumbens. Proc Natl Acad Sci USA. 2006;103:3399–3404. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
38. Nestler EJ. Revizuire. Mecanisme transcripționale ale dependenței: Rolul DeltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008;363:3245–3255. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
39. Barr AM, Fiorino DF, Phillips AG. Efectele retragerii dintr-un program de doze crescânde de d-amfetamina asupra comportamentului sexual la șobolanul mascul. Pharmacol Biochem Behav. 1999;64:597–604. [PubMed]
40. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Mecanisme neuronale ale dependenței: rolul învățării și memoriei legate de recompensă. Annu Rev Neurosci. 2006;29:565–598. [PubMed]
41. Robinson TE, Kolb B. Modificări structurale persistente în nucleul accumbens și neuronii cortexului prefrontal produse de experiența anterioară cu amfetamina. J Neurosci. 1997;17:8491–8497. [PubMed]
42. Martin M, Chen BT, Hopf FW, Bowers MS, Bonci A. Auto-administrarea cocainei desființează selectiv LTD în nucleul nucleului accumbens. Nat Neurosci. 2006;9:868–869. [PubMed]
43. Kolb B, Gorny G, Li Y, Samaha AN, Robinson TE. Amfetamina sau cocaina limitează capacitatea experienței ulterioare de a promova plasticitatea structurală în neocortex și nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA. 2003;100:10523–10528. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
44. Berke JD. Mecanisme de învățare și memorie implicate în consumul compulsiv de droguri și recidivă. Metode Mol Med. 2003;79:75–101. [PubMed]
45. Johns JM, Noonan LR, Zimmerman LI, Li L, Pedersen CA. Efectele tratamentului cronic și acut cu cocaină asupra debutului comportamentului matern și al agresiunii la șobolani Sprague-Dawley. Behav Neurosci. 1994;108:107–112. [PubMed]
46. ​​Johns JM, Noonan LR, Zimmerman LI, Li L, Pedersen CA. Efectele retragerii pe termen scurt și lung de la tratamentul gestațional cu cocaină asupra comportamentului și agresiunii materne la șobolani Sprague-Dawley. Dev Neurosci. 1997;19:368–374. [PubMed]
47. Slamberova R, Charousova P, Pometlova M. Administrarea de metamfetamină în timpul gestației afectează comportamentul matern. Dev Psychobiol. 2005;46:57–65. [PubMed]
48. Beatty WW, Costello KB, Berry SL. Suprimarea luptei prin joc de către amfetamine: Efectele antagoniștilor, agoniștilor și inhibitorilor de sinteza catecolaminei. Pharmacol Biochem Behav. 1984;20:747–755. [PubMed]
49. Sutton ME, Raskin LA. O analiză comportamentală a efectelor amfetaminei asupra jocului și activității locomotorii la șobolanul post-înțărcare. Pharmacol Biochem Behav. 1986;24:455–461. [PubMed]
50. Vanderschuren LJ, et al. Metilfenidatul perturbă comportamentul de joc social la șobolanii adolescenți. Neuropsihofarmacologie. 2008;33:2946–2956. [Articol gratuit PMC] [PubMed]
51. Dietz DM, Tapocik J, Gaval-Cruz M, Kabbaj M. Transportorul de dopamină, dar nu și tirozin-hidroxilaza, pot fi implicați în determinarea diferențelor individuale în sensibilizarea comportamentală la amfetamină. Physiol Behav. 2005;86:347–355. [PubMed]
52. Krishnan V, şi colab. Adaptări moleculare care stau la baza susceptibilității și rezistenței la înfrângerea socială în regiunile de recompensă ale creierului. Celulă. 2007;131:391–404. [PubMed]