Zákon o prírodných a drogových odmenách o mechanizmoch spoločnej neurálnej plasticity s DFosB ako kľúčovým mediátorom (2013)

Táto štúdia skúmala účinky sexuálnej odmeny na DeltaFosB a účinky DeltaFosB na sexuálne správanie a odmenu. Zistilo sa, že štandardné molekulárne zmeny, ktoré sa vyskytujú pri drogovej závislosti, sú rovnaké ako pri sexe. Inými slovami, DeltaFosB sa vyvinul pre sexuálne podnety, ale drogy tento istý mechanizmus unesú. Týmto sa končí debata o tom, ako sa drogové závislosti líšia od závislostí od správania, a ako sú závislosti od správania jednoducho nutkaním (nech už to znamená čokoľvek). Rovnaké obvody, rovnaké mechanizmy, rovnaké bunkové zmeny, rovnaké súvisiace správanie - s malými rozdielmi.


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

FULL STUDY

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

zdroj

Katedra anatómie a bunkovej biológie, Schulichova lekárska a zubná klinika, University of Western Ontario, Londýn, Ontario N6A 3K7, Kanada, Katedra molekulárnej a integrovanej fyziológie, 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, and Neurobiology and Anatomical Sciences and Physiology and Biophysics, University of Mississippi Medical Center, Jackson, Mississippi 39216.

abstraktné

Lieky zneužívania indukujú neuroplasticitu v prirodzenej dráhe odmeňovania, konkrétne v nucleus accumbens (NAc), čím spôsobujú vývoj a prejav návykového správania. Nedávne dôkazy naznačujú, že prírodné odmeny môžu spôsobiť podobné zmeny v NAc, čo naznačuje, že drogy môžu aktivovať mechanizmy plasticity zdieľané s prirodzenými odmenami a umožňujúc unikátnu súhru medzi prírodnými a drogovými odmenami.

V tejto štúdii preukazujeme, že sexuálne skúsenosti s mužskými potkanmi, po ktorých nasleduje krátka alebo dlhodobá strata sexuálnej odmeny, spôsobujú zvýšenú amfetamínovú odmenu, čo je indikované citlivým podmieneným preferenčným miestom pre nízku dávku (0.5 mg / kg) amfetamínu. Navyše nástup, ale nie dlhodobejší výraz zvýšenej amfetamínovej odmeny koreloval s prechodným nárastom dendritických tŕňov v NAc. Ďalej bola stanovená rozhodujúca úloha transkripčného faktora ΔFosB v indukovanej sexuálnej skúsenosti zvýšenej amfetamínovej odmeny a pridruženého zvýšenia dendritických tŕňov na neurónoch NAc s použitím génového prenosu vírusového vektora dominantného negatívneho väzobného partnera ΔJunD. Navyše bolo preukázané, že zvýšená odmena liečiva, ΔFosB a spinogenéza indukovaná sexuálnymi skúsenosťami závisí od aktivácie dopamínového D1 receptora vyvolaného párovaním v NAc. Farmakologická blokáda receptora D1, ale nie receptoru D2, v NAc počas sexuálneho správania atenuovala indukciu ΔFosB a zabránila zvýšenej spinogenéze a zvýšeniu citlivosti amfetamínu.

TTieto nálezy ukazujú, že lieky na zneužívanie a správanie prirodzeného odmeňovania pôsobia na bežné molekulárne a bunkové mechanizmy plasticity, ktoré kontrolujú zraniteľnosť voči drogovej závislosti a že táto zvýšená zraniteľnosť je sprostredkovaná ΔFosB a jej nadväznými transkripčnými cieľmi.


úvod

Prirodzené odmeňovacie správanie a odmeňovanie ľudí sa zbiehajú na bežnej nervovej dráhe, mezolimbickom dopamínovom (DA) systéme, v ktorom hrajú hlavnú úlohu nucleus accumbens (NAc)Kelley, 2004). Lieky zneužívania indukujú neuroplasticitu v mezolimbickom systéme, ktorý zohráva predpokladanú úlohu pri prechode od užívania drog k drogovej závislosti (Hyman a kol., 2006; Kauer a Malenka, 2007; Kalivas, 2009; Chen a kol., 2010; Koob a Volkow, 2010; Wolf, 2010a; Mameli a Luscher, 2011). Predpokladá sa, že lieky a prírodné odmeny neaktivujú rovnaké neuróny v mezolimbickom systéme, a preto lieky jednoznačne aktivujú a menia tento okruh (Cameron a Carelli, 2012). Je však čoraz viac jasné, že prírodné odmeny a odmeny liekov ovplyvňujú mezolimbický systém podobnými a rôznymi spôsobmi, ktoré umožňujú interakciu medzi prirodzenou odmenou, konkrétne odmenu za sex, a účinky drog zneužívania (Frohmader a spol., 2010a; Pitchers a kol., 2010a; Olsen, 2011).

Sexuálne správanie je veľmi obohacujúce (Tenk a kol., 2009),

  • a sexuálne skúsenosti spôsobujú senzibilizované správanie súvisiace s drogami, vrátane krížovej senzibilizácie na amfetamín (Amph) indukovanú lokomotorickú aktivitu (Bradley a Meisel, 2001; Pitchers a kol., 2010a)
  • a vylepšená odmena Amph (Pitchers a kol., 2010a).
  • Navyše, sexuálne skúsenosti indukujú neurálnu plasticitu v NAc podobne ako pri indukcii expozície psychostimulantu, vrátane zvýšenej hustoty dendritického chrbtice (Meisel a Mullins, 2006; Pitchers a kol., 2010a),
  • zmenené prenosy glutamátového receptora a znížená synaptická sila v neurónoch NAc shell neurónov reagujúcich na kortex (Pitchers a kol., 2012).
  • Nakoniec sa zistilo, že obdobia abstinencie od sexuálnej skúsenosti sú kritické pre zvýšenú Amph odmenu, NAc spinogenézu (Pitchers a kol., 2010a), a obchodovanie s glutamátovým receptorom (Pitchers a kol., 2012).

Tieto zistenia naznačujú, že prirodzené a odmeňovacie skúsenosti zdieľajú spoločné mechanizmy neurálnej plasticity, ktoré zasa ovplyvňujú zraniteľnosť voči zneužívaniu návykových látok.

Cieľom súčasnej štúdie bolo určiť bunkové mechanizmy sprostredkujúce plasticitu vyvolanú sexuálnymi skúsenosťami, čo následne spôsobuje zvýšenú odmenu lieku. Konkrétne bola skúmaná úloha transkripčného faktora ΔFosB, pretože sa podieľa na účinkoch prírodných aj drogových odmien (Nestler a kol., 2001; Werme a spol., 2002; Olausson a kol., 2006; Wallace a kol., 2008; Hedges a kol., 2009; Pitchers a kol., 2010b). Navyše sa skúmala úloha dopamínových D1 receptorov (D1R) na neurálnu plasticitu indukovanú sexuálnymi skúsenosťami, pretože indukcia NAc ΔFosB a zvýšená hustota chrbtice po podaní psychostimulantu sú vyjadrené v neurónoch obsahujúcich D1R (Lee et al., 2006; Kim a kol., 2009) a závisí od aktivácie D1R (Zhang a kol., 2002).

V tomto prípade sme použili expresiu dominantne negatívneho väzobného partnera pre DFosB, diologický štítok a farmakologické manipulácie s cieľom testovať hypotézu, že krížom-senzibilizačné účinky sexuálnej skúsenosti, po ktorých nasleduje abstinencia odmeny za zvýšenú Amph odmenu, sú sprostredkované D1R-dependentná indukcia ΔFosB v NAc a následné zvýšenie hustoty chrbtice NAc. Zistenia spolu dokazujú, že prírodné a drogové odmeny majú spoločné mechanizmy neurálnej plasticity, pričom ΔFosB je kritickým mediátorom.

Materiály a metódy

Zvieratá.

Dospelé samce (225-250 g po príchode) a samice (210-220 g) potkanov Sprague Dawley (Charles River Laboratories) boli umiestnené v plexisklových klietkach v pároch rovnakého pohlavia v priebehu pokusov pod reguláciou teploty a vlhkosti a na 12 / 12 h cyklus svetlo / tma s voľne dostupným jedlom a vodou. Ženské partnerky pre párenie sa ovariektomizovali a pred testovaním dostali subkutánne implantáty obsahujúce 5% estradiolbenzoát (Sigma-Aldrich) a injekcie 500 μg progesterónu (v 0.1 ml sezamového oleja, Sigma-Aldrich) 4 h. Všetky postupy boli schválené Výbormi pre starostlivosť o zvieratá a pre použitie na Univerzite v Západnom Ontáriu a Michiganskou univerzitou a boli v súlade s usmerneniami kanadskej Rady pre starostlivosť o zvieratá a usmerneniami národných inštitútov o zdraví, ktoré zahŕňajú výskumy na stavovcoch.

Sexuálne správanie.

Párkovanie sa uskutočnilo počas rannej tmavej fázy (medzi 2 a 6 h po začiatku tmavej periódy) za jasného červeného osvetlenia, v čistých testovacích klietkach (60 × 45 × 50 cm). Samce potkanov sa spájali s ejakuláciou počas denných relácií 4 alebo 5. Päť sedení bolo vybraných, pretože sme predtým ukázali, že táto paradigma spôsobuje dlhodobé uľahčenie sexuálneho správania (Pitchers a kol., 2010b), krížová senzibilizácia na Amph pohybovú aktivitu (Pitchers a kol., 2010a) a odmenu (Pitchers a kol., 2010a). Ejakulácia bola zvolená ako koncový bod každej relácie párenia, pretože sme predtým ukázali, že je nevyhnutná pre účinky sexuálnej skúsenosti na Amph pohybovej senzibilizácii (Pitchers a kol., 2010a), ku ktorému nedošlo, keď sa zvieratá nechali spájať s ženami bez zobrazenia ejakulácie. Parametre sexuálneho správania (tj latencia k prvej mount, intromission a ejakulácia a počet mountov a intromisií) boli zaznamenané tak, ako bolo opísané skôr (Pitchers a kol., 2010b). Pri všetkých pokusoch boli sexuálne skúsené skupiny zodpovedané za sexuálne správanie (celkový počet ejakulácií a latencia ejakulácie počas každej relácie párenia). Po piatej rečníckej relácii zostali muži ubytovaní s partnermi rovnakého pohlavia a počas sexuálnej abstinencie 1, 7 alebo 28 d. Zvieratá, ktoré zostali sexuálne naivné, boli manipulované a umiestnené v rovnakých miestnostiach ako sexuálne skúsení muži. Navyše, naivné kontroly sa umiestnili do čistých testovacích klietok počas jednej hodiny počas 5 po sebe idúcich dní bez prístupu k receptívnej samici.

Expres ΔFosB.

Zvieratá boli hlboko anestetizované (pentobarbital sodný, 390 mg / kg, ip) a perfúziou intrakardiálne s 50 ml fyziologického roztoku 0.9% a potom 500 ml 4% paraformaldehydu (Sigma-Aldrich) v fosfátovom pufri 0.1 m bodových a DR antagonistov. Mozgy boli odstránené a postfixované na 1 h pri izbovej teplote v rovnakom fixačnom prostriedku, potom uložené pri 4 ° C v 20% sacharóze a 0.01% azidu sodného v 0.1 m PB. Pre experimenty s antagonistami DR boli mozgy odstránené a polovice sagitálnej osi. Jedna polovica bola uložená v PB a použitá pre DiOlistics a druhá bola spracovaná pre ΔFosB. Koronálne rezy (35 μm) boli rezané zmrazením mikrotom (Microm H400R), zhromaždené v štyroch paralelných sériách v kryoprotektantnom roztoku (30% sacharózy a 30% etylénglykolu v 0.1 m PB) a uložené pri -20 ° C. Voľne plávajúce rezy boli intenzívne premyté 0.1m PBS, pH 7.35, medzi inkubáciami a všetky kroky boli pri izbovej teplote. Časti boli vystavené pôsobeniu 1% H2O2 (10 min) a inkubačný roztok (1 h, PBS obsahujúci 0.1% BSA, Fisher a 0.4% Triton X-100, Sigma-Aldrich). Sekcie sa potom inkubovali cez noc v pan-FosB králičej polyklonálnej protilátke (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology), predtým potvrdenejPerrotti a kol., 2004, 2008; Pitchers a kol., 2010b). Protilátka pan-FosB bola vyvolaná proti vnútornej oblasti zdieľanej FosB a ΔFosB a bola predtým charakterizovaná na špecifickú vizualizáciu ΔFosB buniek v časových bodoch použitých v tejto štúdii (> 1 deň po stimule) (Perrotti a kol., 2004, 2008; Pitchers a kol., 2010b). Ďalej sa sekcie inkubovali v biotínom konjugovanom kozím anti-králičom IgG (1 h, 1: 500 v PBS +, Vector Laboratories), avidín-biotín-chrenová peroxidáza (1 h, ABC elita, 1: 1000 v PBS, Vector Laboratories) a 0.02% 3,3'-diaminobenzidín-tetrahydrochlorid (10 min, Sigma-Aldrich) s 0.02% síranu nikelnatého v 0.1 m PB s peroxidom vodíka (0.015%). Sekcie sa namontujú na sklenené sklíčka Superfrost plus (Fisher) a kryjú sa dibutylftalátovým xylénom.

Počty buniek ΔFosB-IR boli spočítané v NAc škrupine a jadre v rámci štandardných oblastí analýzy (400 x 600 pm), ako bolo opísané skôr (Pitchers a kol., 2010b). Dve úseky boli spočítané na subregión NAc, spriemerovaný na zviera. V časovom pokuse boli počty buniek ΔFosB-IR vyjadrené ako násobná zmena naivnej kontrolnej skupiny v príslušnom časovom bode a porovnali sa medzi skúsenými a naivnými skupinami pre každý subregión v každom jednotlivom časovom bode s použitím nepárového t testy s významnou úrovňou p <0.05. V experimentoch s ΔJunD-AAV a DR antagonistami sa použila obojsmerná alebo jednosmerná ANOVA a Holm-Sidakova metóda. Okrem toho sa bunky AFOSB-IR počítali v dorzálnom striate (oblasť analýzy: 200 x 600 μm), bezprostredne dorzálne k NAc a susediace s laterálnou komorou, u všetkých zvierat v experimente s antagonistom DR. Jednosmerná ANOVA a t testy boli použité na porovnanie medzi skupinami.

DiOlistics.

Pre časový bod a experiment s vírusovým vektorom DJunD sa potkany intrardiálne perfundovali s 50 ml fyziologického roztoku (0.9%) a potom s 500 ml 2% paraformaldehydu v 0.1 m PB. Mozky boli rozrezané (100 μm koronálna) pomocou vibratómu (Microm) a rezu uloženého v 0.1 m PB s 0.01% azidu sodného pri 4 ° C. Povlak volfrámových častíc (priemer 1.3 μm, Bio-Rad) s lipofilným karbocyanínovým farbivom DiI (1,1'-dioktadecyl-3,3,3'3'-tetrametylindokarbokyanín-chloristan, Invitrogen)Forlano a Woolley, 2010). Častice volfrámu potiahnuté DiI sa dodali do tkaniva pri 160-180 psi pomocou systému Helios Gene Gun (Bio-Rad) cez filter s veľkosťou pórov 3.0 μm (BD Biosciences) a nechali sa difundovať cez neurónové membrány v 0.1 m PB pre 24 h pri ochrane proti svetlu pri teplote 4 ° C. Potom boli plátky postfixované v 4% paraformaldehyde v PB pre 3 h pri izbovej teplote, premyté v PB a namontované v komorách s uzavretým rámom (Bio-Rad) s gelvatolom obsahujúcim protizávažný prostriedok 1,4-diazabicyklo (2,2) oktán 50 mg / ml, Sigma-Aldrich) (Lennette, 1978).

Neuróny značené DiI sa použili pomocou Zeiss LSM 510 m konfokálny mikroskop (carl Zeiss) a laserom hélia / neónu 543 nm. Pre každé zviera sa neuróny 2-5 v každej subregióne NAc alebo v plášti (na základe umiestnenia vo vzťahu k orientačným bodom, vrátane bočnej komory a prednej komisie) v experimentoch ΔJunD-AAV a DR antagonistov použili na lokalizáciu oblasti záujem o dendrit druhého rádu pre kvantifikáciu chrbtice. Pre každý neurón sa dendrity 2-4 analyzovali na kvantifikáciu celkovej dendritickej dĺžky 40-100 μm. Dendritické segmenty boli zachytené pomocou objektívu 40 × ponorením do vody v intervaloch 0.25 μm pozdĺž z-axis a obrázok 3D bol zrekonštruovaný (Zeiss) a podstúpila dekonvoluciu (Autoquant X, Media Cybernetics) pomocou adaptívneho (slepého) a teoretického nastavenia PSF podľa odporúčania softvéru. Hustota chrbtice bola kvantifikovaná použitím modulu Filament softvérového balíka Imaris (verzia 7.0, Bitplane). Počty dendritických tŕňov boli vyjadrené na 10 μm, spriemerované pre každý neurón a potom pre každé zviera. Štatistické rozdiely sa stanovili pomocou dvojcestných ANOVA v experimentu časových radov medzi sexuálne naivnými a skúsenými zvieratami v každom časovom okamihu (faktory: sexuálna skúsenosť a subregión NAc) av experimentu ΔJunD (faktory: sexuálne skúsenosti a vírusový vektor) a jeden v analýze DR antagonistov. Skupinové porovnania sa robili pomocou metódy Holm-Sidak s významnou úrovňou p <0.05.

Uprednostňované miesto preferencie.

Experimentálna konštrukcia CPP bola rovnaká ako predtým opísaná (Pitchers a kol., 2010a) za použitia nezaujatého trojdielneho prístroja (Med Associates) a nezaujatého návrhu, s jednorazovou skúškou kondicionovania d-amf sulfátu (Amph, Sigma-Aldrich, 0.5 mg / ml / kg sc vypočítaného na základe voľnej bázy) v spárovanej komore a soľnom roztoku v nepárovej komore počas striedajúcich sa dní a uskutočňované počas prvej polovice svetlej fázy. Kontrolné zvieratá dostali fyziologický roztok v obidvoch komorách.

Skóre CPP sa vypočítalo pre každé zviera ako čas strávený (v sekundách) v párovom priestore počas testu po vykonaní testu mínus predbežný test. Na porovnanie skupín v experimentoch s časovým bodom sa použili jednosmerné ANOVA a metóda Holm-Sidak. nepárová t test s významom nastaveným na p <0.05 sa použilo na porovnanie Naive-Sal a Naive Amph v rámci každého časového bodu v experimente s časovým bodom a v rámci každého ošetrenia vírusovým vektorom v experimente AJunD. V časovom experimente boli na porovnanie sexuálne skúsených skupín (Exp-Sal, 7 d Exp Amph a 28 d Exp Amph) použité jednosmerné ANOVA a Holm – Sidakova metóda a nepárové t test bol použitý na porovnanie skupín na prvom mieste 2. Dvojsmerná metóda ANOVA a metóda Holm-Sidak sa použili na porovnanie všetkých skupín v experimentu s antagonistami DR. Dve nepárové t test boli použité na porovnanie skupín Naive-Sal a Naive Amph s každým liečebným stavom vírusového vektora (GFP alebo ΔJunD), pretože údaje boli príliš premenlivé v skupinách ΔJunD, aby umožnili analýzu ANOVA. Všetky úrovne významnosti boli nastavené na p <0.05.

Experimenty vírusových vektorov.

Samce potkanov sa anestetizovali ketamínom (87 mg / ml / kg; ip) a xylazínom (13 mg / ml / kg ip), vložili do stereotaxického aparátu (Kopf Instruments) a dostali bilaterálne mikroinjekcie rekombinantných adeno- Len GFP (zelený fluorescenčný proteín) alebo ΔJunD (dominantne negatívny väzbový partner ΔFosB) a GFP do NAc (súradnice: AP + 1.5, ML ± 1.2 z bregma, DV -7.6 z lebky) μl / hemisféru v priebehu 1.5 min použitím striekačky Hamilton (Harvard Apparatus). DJunD znižuje transkripciu sprostredkovanú pomocou DFosB kompetitívnym heterodimerizovaním s AFosB a tým zabraňuje väzbe ΔFosB na oblasť AP-7 v oblasti promótora cieľových génovWinstanley a kol., 2007; Pitchers a kol., 2010b). Aj keď sa ΔJunD viaže s vysokou afinitou k ΔFosB, je možné, že niektoré z pozorovaných účinkov DJunD môžu byť sprostredkované antagonizáciou iných proteínov AP-1. Zdá sa však, že ΔFosB je prevažujúci proteín AP-1 vyjadrený za testovaných podmienok (Pitchers a kol., 2010b). Medzi 3 a 4 týždňami neskôr zvieratá dostali sexuálne zážitky počas 4 po sebe idúcich párovacích relácií alebo zostali naivní na vytvorenie skupín 4: sexuálne naivný GFP, sexuálne skúsený GFP, sexuálne naivný ΔJunD a sexuálne skúsený ΔJunD. Sexuálne skúsenosti pozostávali z 4 po sebe idúcej dennej relácie párenia. Zvieratá boli testované na CPP a diOlistics. Overenie miest vpichu sa uskutočnilo tak, ako bolo opísané skôr (Pitchers a kol., 2010b). Na GCF (100: 1, králičie anti-GFP protilátka, Invitrogen) sa imunitne spracovali sekcie NAc (koronálna, 20,000 μm). Rozširovanie vírusu bolo primárne obmedzené na shellovú časť NAc s ďalším rozšírením na jadro.

Antagonistov D1R / D2R.

Samce potkanov sa anestetizovali intraperitoneálnou injekciou (0.1 ml / kg) ketamínu (87 mg / ml) a xylazínom (13 mg / ml) a umiestnili sa do stereotaxického zariadenia (Kopf Instruments). Bilaterálne kanáliky 21-gauge guide (Plastics One) boli znížené smerom k NAc v AP + 1.7, ML ± 1.2 z bregma; -6.4 DV z lebky a zabezpečené zubným akrylátom, prilepené na tri skrutky zasunuté do lebky. Zvieratám sa zaobchádzalo denne s návykmi na infúzne postupy počas obdobia regenerácie týždňa 2. Pätnásť minút pred začiatkom každej dennej relácie 4 zavedením vnímavého samice dostali samce potkanov bilaterálne mikroinjekcie antagonistu D1R antagonistu R (+) SCH-23390 hydrochloridu (Sigma-Aldrich), antagonistu D2 receptora (D2R) S- ( - hydrochlorid etiklopridu (Sigma-Aldrich) sa rozpustil v sterilnom fyziologickom roztoku (0.9%, každý 10 μg v 1 μl na hemisfére, rozpustený v fyziologickom roztoku 0.9%) alebo soľný roztok (1.0 μl na hemisféru) pri prietokovej rýchlosti 1.0 μl / min v priebehu min. intervalu 1, po ktorom nasleduje 1 min, pričom injekčná kanyla zostala na mieste pre difúziu lieku. Objem tejto injekcie bude infúziou jadra aj škrupiny, pretože infúzie 0.5 μl sú obmedzené na delenie na jadrá alebo jadro (Laviolette a kol., 2008). Dávky boli založené na predchádzajúcich štúdiách, ktoré preukázali, že tieto alebo nižšie dávky ovplyvňujú správanie sa lieku alebo prirodzeného odmeňovania (Laviolette a kol., 2008; Roberts a kol., 2012). Riadiace muži zostali sexuálne naivné, ale dostali intra-NAc soľný roztok pred umiestnením do prázdnej testovacej klietky počas denných manipulácií s 4. Jeden týždeň po konečnom párení alebo manipulácii sa testovali samci na Amph CPP a na analýzu chrbtice a ΔFosB. Použitie štyroch sedení ako piatich sedení ako v ostatných pokusoch bolo zvolené tak, aby eliminovalo nadmerné poškodenie NAc spôsobené opakovanými infúziami a umožnilo tak analýzu chrbtice a ΔFosB. Skutočne, poškodenie nebolo zrejmé a analýza chrbtice a ΔFosB v NAc so zvieratami infúziami soľanky ukázala podobné údaje ako neinfúzované skupiny v predchádzajúcich experimentoch. Dvojcestná metóda ANOVA a Holm-Sidak s významom nastaveným na p Na určenie uľahčenia sexuálneho správania vyvolaného sexuálnymi skúsenosťami sa použilo <0.05.

výsledky

Pokročilá regulácia ΔFosB indukovaná sexom je dlhotrvajúca

Najskôr sa určili časové korelácie medzi zmenami v expresii ΔFosB indukovaných sexu, dendritickými trpinkami v NAc a Amph-CPP, konkrétne po krátkych a dlhších obdobiach abstinencie od sexuálnej odmeny (7 alebo 28 d). Predtým sa preukázalo, že sexuálne skúsenosti denných párovacích porád 5 spôsobili akumuláciu ΔFosB v celom mezolimbickom systéme, najmä v NAc (Wallace a kol., 2008; Pitchers a kol., 2010b). V týchto štúdiách v minulosti boli hladiny ΔFosB merané v rámci 1 d po sexuálnom správaní a nebolo známe, či akumulácia ΔFosB pretrvávala po dlhších obdobiach abstinencie odmeny. Sexuálne skúsení muži boli perfúziami 1, 7 alebo 28 d po konečnom dennom sedení 5, počas ktorého sa muži spojili s jednou ejakuláciou. Sexuálne naivné kontroly sa perfundovali v rovnakom čase po konečnom dennom ošetrení 5. Počet buniek ΔFosB-IR v NAc škrupine a jadre bol významne vyšší ako sexuálne naivné kontroly vo všetkých časových bodoch (Obr. 1A, škrupina; 1 d, p = 0.022; 7 d, p = 0.015; Obr. 1B: jadro; 1 d, p = 0.024; 7 d, p <0.001; 28 d, p <0.001), s výnimkou plášťa NAc po abstinencii po 28 dňoch (p = 0.280). Preto upregulácia ΔFosB pretrváva počas abstinencie po sexuálnej skúsenosti počas obdobia najmenej 28 d.

Obrázok 1.     

Obrázok 1.     

Sexuálne skúsenosti spôsobili okamžité a pretrvávajúce zvýšenie počtu buniek ΔFosB-IR. Zloženie zmeny počtu buniek ΔFosB-IR v plášti NAc (A) a jadro (B) u sexuálne skúsených (čiernych) zvierat v porovnaní s sexuálne naivnými (bielymi) kontrolami (n = 4 každá skupina). Údaje sú stredné hodnoty ± SEM. *p <0.05, významný rozdiel v porovnaní s naivnými kontrolami. Reprezentant obrazov Naive 1 d (C), Exp 1 d (D), Exp 7 d (E) a Exp 28 d (F). ac, Predošlá komisia. Stupnica mierky, 100 μm.

Zvýšená dendritická chrbtica vyvolaná pohlavným stykom je prechodná

Pitchers a kol. (2010) že sexuálne skúsenosti nasledované 7 d, ale nie 1 d, odmietnutia odmeny spôsobili významne zvýšené dendritické vetvenie a počet dendritických trhlín na NAc škrupinových a jadrových neurónoch (Pitchers a kol., 2010a). V tomto prípade sa spinogenéza u sexuálne naivných a skúsených mužov skúmala buď 7 d, alebo 28 d po konečnom párení. Súčasné zistenia s použitím metódy označovania etiketou potvrdili, že sexuálne skúsenosti, po ktorých nasledovalo 7 d abstinenčné obdobie, zvýšili počet dendritických tŕňov (F(1,8) = 9.616, p = 0.015; Obr. 2A-C). Konkrétne bol počet dendritických tŕňov výrazne zvýšený v NAc škrupine a jadre (Obr. 2A: shell, p = 0.011; jadro, p = 0.044). Avšak táto zvýšená hustota chrbtice bola prechodná a už nezistená po predĺženej perióde abstinencie 28 d v subregióne NAc (Obr. 2B).

Obrázok 2.     

Obrázok 2.    

Sexuálna skúsenosť spôsobila nárast počtu dendritických nosníc v NAc a zvýšenie citlivosti Amph. A, B, Počet dendritických chvostov v NAc škrupine a jadre 7 d (A) alebo 28 d (DB prebiehajúceho naživo [bielych] a skúsených [čiernych] zvierat; n = 4 alebo 5). Údaje sú stredné hodnoty ± SEM. #p <0.05, významný rozdiel v porovnaní s naivnými kontrolami. C, Reprezentatívne dendritické segmenty z Naive 7 d a Exp 7 d skupiny použité na kvantifikáciu hustoty chrbtice. Stupnica mierky, 3 μm. D, Čas strávený v spárovanej komore (Amph alebo soľný roztok) počas testu po vykonaní testu mínus predbežné vyšetrenie (skóre CPP) pre sexuálne naivné (bielych) alebo skúsených (čierne) zvierat testoval buď 7 d alebo 28 d po konečnom párení alebo Manipulácia: Naive-Sal (7 d po manipulácii; n = 8), Naive Amph (7 d po manipulácii; n = 9), Exp-Sal (kombinované skupiny zvierat testované buď 7 d alebo 28 d po párení; n = 7), 7 d Exp Amph (7 d po párení; n = 9) a 28 d Exp Amph (28 d po párení; n = 11). Sal skupiny dostali Sal spárované s oboma komorami. *p <0.05, významný rozdiel v porovnaní so sexuálne kontrolovanými soľnými kontrolami.

Vzrušená amf odmena vyvolaná sexom je dlhotrvajúca

Predtým sme preukázali, že sexuálna skúsenosť s následnou abstinenciou 7-10 d mala za následok zvýšenú odmenu Amph (Pitchers a kol., 2010a). Konkrétne sexuálne skúsené zvieratá vytvorili pre nižšie dávky Amphu (0.5 alebo 1.0 mg / kg) významnú preferenčnú preferenciu (CPP), ktorá neindukovala CPP pri sexuálne naivných kontrolách. Súčasná štúdia potvrdila a rozšírila tieto predchádzajúce výsledky tým, že preukázala zvýšenú Amph odmenu u sexuálne skúsených zvierat, a to ako po 7 d, tak aj pri 28 d abstinenčnom období (Obr. 2D; F(2,24) = 4.971, p = 0.016). Konkrétne sexuálne skúsené zvieratá s abstinenciou 7 alebo 28 d strávili výrazne dlhší čas v amph párovanej komore počas post-testu v porovnaní s sexuálne skúsenými negatívnymi kontrolami, ktoré dostali fyziologický roztok v obidvoch komorách (Obr. 2D: Exp-Sal vs 7 d Exp AMPH, p = 0.032; vs 28 d Exp AMPH, p = 0.021). S potvrdením predchádzajúcich zistení nereagovali sexuálne naivné zvieratá v priebehu post-testu do amf párovanej komory a nelíšili sa prednostne od sexuálne naivnej kontrolnej skupiny (Obr. 2D) (Pitchers a kol., 2010a).

Aktivita ΔFosB je rozhodujúca pre sexuálne skúsenosti vyvolané senzibilizované Amph odmeny

Doterajšie výsledky ukazujú, že sexuálna skúsenosť spôsobila dlhodobú akumuláciu ΔFosB v neurónoch NAc v korelácii so zvýšenou odmenou Amph, Na určenie, či je zvýšená aktivita ΔFosB rozhodujúca pre zvýšenú Amph odmenu, ΔJunD, dominantný negatívny väzbový partner ΔFosB, ktorý potláča transkripciu sprostredkovanú pomocou DFosB (Winstanley a kol., 2007), bol nadmerne exprimovaný génovým prenosom sprostredkovaným vírusovým vektorom v NAc (Obr. 3A,B). Výsledky testov Amph CPP ukázali, že zoslabenie aktivity ΔFosB prostredníctvom expresie ΔJunD v NAc zabránilo účinku sexuálnej skúsenosti a abstinencii 7 d odmenu za sex za zvýšenú odmenu Amph. Sexuálne skúsené zvieratá DJunD netvorili významnú CPP pre Amph a nelíšili sa od sexuálne naivných zvierat DJunD (Obr. 3B). Na rozdiel od toho, sexuálne skúsené GFP kontrolné zvieratá vytvorili CPP pre Amph, ako bolo naznačené výrazne vyšším CPP skóre v porovnaní s sexuálne naivnými GFP kontrolami (Obr. 3B, p = 0.018).

Obrázok 3.    

Obrázok 3.    

Zmierňujúca aktivita ΔFosB v NAc zablokovala senzibilizovanú AMPH odmenu a zvýšila počet stípikov NAc u sexuálne skúsených zvierat. A, Reprezentatívne obrazy expresie GFP u troch zvierat, ktoré dostali injekciu rekombinantného adeno-asociovaného vírusového -DJunD namiereného na nucleus accumbens, ilustrujúci malé (ľavé), stredné (stredné) a veľké (pravé) miesta injekcie. ac, anterior commissure; LV, bočná komora. Stupnica mierky, 250 μm. B, Schematické zobrazenie najvýznamnejších miest a modelov šírenia vírusu. Vo všetkých zvieratách bol GFP detegovaný v plášti, ale šírenie do jadra bolo premenlivé. C, Čas strávený v Amph párovanej komore počas post-testu mínus predbežný test (skóre CPP) pre sexuálne naivné (bielych) a skúsených (čierne) zvieratá, ktoré buď dostali injekciu kontrolného vektora GFP (Naive, n = 9; exp, n = 10) alebo vektor ΔJunD (Naive, n = 9; exp, n = 9). DReprezentatívne obrazy dendritických segmentov z sexuálne skúšaných GFP a ΔJunD, ktoré sa použili na kvantifikáciu hustoty chrbtice. Stupnica mierky, 3 μm. E, Počet dendritických trhlín v NAc na sexuálne naivných (bielych) a skúsených (čiernych) zvieratách, ktoré buď dostali injekciu kontrolného vektora GFP alebo vektora ΔJunD. Údaje sú stredné hodnoty ± SEM. *p <0.05, významný rozdiel v porovnaní s naivnými kontrolami. #p <0.05, signifikantný rozdiel oproti kontrolám skúseným s GFP.

Tlmiace účinky nadmernej expresie ΔJunD neboli výsledkom narušenia sexuálneho správania počas akvizície sexuálnej skúsenosti. Expresia ΔJunD v NAc predtým ukázala, že bráni uľahčeniu sexuálneho správania po sexuálnej skúsenosti (Pitchers a kol., 2010b). V skutočnosti to bolo potvrdené v súčasnom experimente. Kontrolné zvieratá GFP vykazovali kratšiu latenciu pri monoterapii, intromízii a ejakulácii a menej štartov a intromissionu počas štvrtého po sebe nasledujúceho dňa testov párenia v porovnaní s prvým dňom párenia (Tabuľka 1). Na rozdiel od toho, zvieratá injikované DJunD nezaznamenali výrazne kratšie latencie na pripojenie alebo intromission alebo nižšie počty úchytov počas štvrtého dňa párenia v porovnaní s prvým. Infúzie ΔJunD do NAc tak oslabili účinky sexuálnej skúsenosti. Neexistujú však žiadne významné rozdiely v žiadnych parametroch párovania medzi kontrolnou skupinou GFP a skupinou infúziami DJunD počas akýchkoľvek párových testov, čo naznačuje, že účinky infúzií DJunD na senzibilizáciu Amph CPP indukovanej sexuálnymi skúsenosťami nie sú výsledkom rozdielov v samotnej skúsenosti s párením (Tabuľka 1).

Zobraziť túto tabuľku:     

Tabuľka 1.    

Parametre sexuálneho správania počas získania sexuálnej skúsenosti v skupinách, ktoré dostali NAc infúzie vírusových vektorov exprimujúcich GFP alebo DJunDa

ΔFosB je kritický pre nárast dendritických nosníc NAc indukovaný sexuálnymi skúsenosťami

Aktivita ΔFosB bola tiež potrebná pre zvýšenú hustotu chrbtice neurónov NAc po sexuálnej skúsenosti a abstinencii 7 d sex odmenou (Obr. 3C,D). Pre analýzu chrbtice v NAc zvierat opísaných vyššie pre CPP, obojsmerná ANOVA preukázala významné účinky sexuálnej skúsenosti (F(1,34) = 31.768, p <0.001) a liečba vírusovými vektormi (F(1,34) = 14.969, p = 0.001), ako aj interakcie (F(1,34) = 10.651, p = 0.005). Konkrétne, sexuálne skúsené GFP kontrolné zvieratá mali väčší počet nosníc NAc v porovnaní s sexuálne naivnými GFP kontrolami (Obr. 3D: p <0.001), čo potvrdzuje naše predchádzajúce zistenie (Pitchers a kol., 2010a). Na rozdiel od toho, sexuálne skúsené zvieratá DJunD sa významne nelíšili od sexuálne naivných skupín ΔJunD a boli významne nižšie v porovnaní s sexuálne skúsenými GFP kontrolnými zvieratami (Obr. 3D: p <0.001). Expresia ΔJunD v NAc teda blokovala účinky sexuálnych skúseností a odmeňovala abstinenciu na NAc spinogenézu.

Antagonista D1R blokuje upreguláciu vyvolanú sexuálnymi skúsenosťami vyvolanou DFosB

Ak chcete zistiť, či aktivácia D1R alebo D2R v NAc počas párovania je potrebná pre upreguláciu indukovanú sexuálnymi skúsenosťami a senzibilizovanú Amph CPP, zvieratá dostali lokálne infúzie buď antagonistu D1R alebo D2R (alebo soľného roztoku) do NAc 15 min pred každým z 4 denné po sebe idúce párenie. Dôležité je, že ani infúzie antagonistov D1R ani D2R do NAc neovplyvnili iniciáciu alebo prejav sexuálneho správania počas akýchkoľvek párovacích sedení (Obr. 4D-F). podobne Antagonizmus D1R alebo D2R nebránil sprostredkovateľným účinkom sexuálnej skúsenosti na párenie, pretože všetky skupiny preukázali uľahčenie sexuálneho správania, čo je dôkazom kratších latencií ejakulácie v deň 4 v porovnaní s dňom 1 (Obr. 4F) (F(1,40) = 37.113, p <0.001; Sal, p = 0.004; D1R Ant, p = 0.007; D2R Ant, p <0.001).

Obrázok 4.    

Obrázok 4.    

Antagonisti dopamínového receptora infundovaní do NAc neovplyvnili sexuálne správanie. Koronálne sekcie NAc (A, + 2.2; B, + 1.7; C, + 1.2 z bregmy), čo indikuje intra-NAc miesta injekcie pre všetky zvieratá. Kanyly boli bilaterálne, ale boli reprezentované jednostranne na uľahčenie prezentácie všetkých zvierat (Naive-Sal, biela, n = 7; Exp-fyziologický roztok; tmavo-sivá, n = 9; Exp D1R Ant, svetlošedá, n = 9; Exp D2R Ant, čierna, n = 8). ac, anterior commissure; LV, bočná komora; CPu, caudate-putamen. Latencia montáže (D), latentnosť intromisie (E) a oneskorenie ejakulácie (F) pre všetky sexuálne skúsené skupiny (salin, biela, D1R Ant, šedá, D2R Ant, čierna). Údaje predstavujú priemer ± SEM. *p <0.05, významný rozdiel medzi 1. a 4. dňom liečby.

Analýza počtu buniek ΔFosB-IR v NAc 7 d po poslednej infúzii a párení alebo manipulácii s NAc odhalila významné rozdiely medzi skupinami v obidvoch obaloch NAc (F(3,29) = 18.070, p <0.001) a jadro (F(3,29) = 10.017, p <0.001). Po prvé, sexuálne skúsenosti u kontrolných osôb infikovaných fyziologickým roztokom spôsobili významnú zvýšenú reguláciu ΔFosB v porovnaní s pohlavne naivnými kontrolami (Obr. 5A, shell p <0.001; Obr. 5B: jadro, p <0.001), čo potvrdzuje vyššie uvedené výsledky. Antagonizmus D1R, ale nie D2R, zabránil alebo zoslabil túto upreguláciu ΔFosB. V plášti NAc pohlavne skúsení muži liečení antagonistom D1R nevykázali žiadny nárast ΔFosB-IR buniek v porovnaní s pohlavne naivnými kontrolami (Obr. 5A: p = 0.110) a expresia ΔFosB bola signifikantne nižšia v porovnaní s sexuálne skúsenými slanými samčekmi (Obr. 5A: p = 0.002). V jadre NAc mal antagonizmus D1R čiastočný účinok: ΔFosB bol významne zvýšený u mužov liečených antagonistami D1R v porovnaní s naivnými fyziologickými roztokmi (Obr. 5B: p = 0.031), ale táto zvýšená regulácia bola významne nižšia v porovnaní s pohlavne skúsenými mužmi liečenými soľným roztokom (Obr. 5B: p = 0.012). Antagonistická liečba D2R neovplyvnila indukciu ΔFosB, pretože sexuálne skúsení muži, ktorí dostávali antagonistu D2R, mali významne väčší počet buniek ΔFosB-IR v porovnaní s naivnými fyziologickými roztokmi (Obr. 5A: shell, p <0.001; Obr. 5B: jadro, p <0.001) a muži liečení antagonistami D1R (Obr. 5A: shell, p <0.001; Obr. 5B: jadro, p = 0.013) a neodlišovali sa od sexuálne skúsených slaných samcov.

Obrázok 5.     

Obrázok 5.     

Blokovanie D1R v NAc zmierňuje nárast počtu buniek ΔFosB-IR v NAc sexuálne skúsených zvierat. Zloženie zmeny počtu buniek ΔFosB-IR v plášti NAc (A) a jadro (B) u sexuálne skúsených (čiernych) zvierat v porovnaní s sexuálne naivnými (bielymi) kontrolami (Naive-Sal, n = 6; Exp-fyziologický roztok, n = 7; Exp D1R Ant, n = 9; Exp D2R Ant, n = 8). Údaje sú stredné hodnoty ± SEM. *p <0.05, významný rozdiel v porovnaní s naivnými kontrolami. #p <0.05, signifikantný rozdiel v porovnaní so zvieratami, ktoré mali skúsenosť s fyziologickým roztokom a D2R Ant. Zástupca obrázkov Naive Sal (C), Exp Sal ​​(D), Exp D1R Ant (E) a Exp D2R Ant (F). ac, Predošlá komisia. Stupnica mierky, 100 μm.

Na kontrolu možného šírenia antagonistov D1R alebo D2R do dorzálneho striatum sa expresia ΔFosB analyzovala v oblasti bezprostredne dorzálnej k NAc a priľahlej k bočnej komore, pretože indukcia ΔFosB v hrudnom striári psychostimulantmi a opiátmi závisí od D1R činnosti (Zhang a kol., 2002; Muller a Unterwald, 2005). Sexuálna skúsenosť zvýšila počet buniek ΔFosB-ir v chrbticovom striatum u mužov liečených fyziologickým roztokom (Naive-Sal: 35.6 ± 4.8 vs Exp-Sal: 82.9 ± 5.1; p <0.001), čo potvrdzuje našu predchádzajúcu správu (Pitchers a kol., 2010b). Okrem toho ani infúzie antagonistov D1R ani D2R do NAc ovplyvneného sexuálne skúsenosti indukovaného ΔFosB v dorzálnej striatum (Exp-D1R: 82.75 ± 2.64 ir bunky; Exp-D2R: 83.9 ± 4.4 ir bunky; p <0.001 v porovnaní s kontrolami Naive-Sal). Tieto objavy naznačujú, že šírenie antagonistických infúzií bolo primárne obmedzené na NAc.

Antagonista D1R v NAc blokuje senzibilizovanú Amph odmenu

Blokáda D1R v NAc počas párenia tiež zablokovala zvýšenú Amph odmenu vyvolanú sexuálnymi skúsenosťami, testovala 7 d po poslednej infúzii NAc a testu párenia (F(3,29) = 2.956, p = 0.049). Sexuálne skúsené zvieratá, ktoré dostali fyziologický roztok v NAc počas párových sedení, strávili v Amph párovom priestore výrazne dlhšiu dobu v porovnaní s pohlavne naivnými samcami (Obr. 6A, p = 0.025), čo potvrdzuje vyššie uvedené výsledky. Na rozdiel od toho, sexuálne skúsené zvieratá, ktoré dostávali antagonistu intra-NAc D1R počas párenia, netvorili CPP pre Amph. Nerobili sa od sexuálne naivných kontrol a strávili podstatne menej času v amph párovanej komore v porovnaní so soľným roztokom (Obr. 6A: p = 0.049) alebo antagonistu D2R (Obr. 6A: p = 0.038) infúzie sexuálne skúsených mužov. Infúzie antagonistov D2R neovplyvnili zvýšenú odmenu Amph ako sexuálne skúsené zvieratá s infúziami antagonistov NAc D2R tvorili významný Amph-CPP v porovnaní s naivnými fyziologickými roztokmi (Obr. 6A: p = 0.040) a zvieratami s experimentálnymi antagonistami D1R (Obr. 6A: p = 0.038) a neodlišovali sa od sexuálne skúsených slaných samcov.

Obrázok 6.     

Obrázok 6.     

Blokovanie receptorov D1 v NAc zrušuje senzibilizovanú Amph odmenu a zvýšené dendritické chrbtice u sexuálne skúsených zvierat. A, Čas strávený v amph párovanej komore počas post-testu mínus predtest (CPP skóre, sekundy) pre sexuálne naivné (biele, n = 6) a skúsenými (čiernymi) zvieratami, ktoré dostali fyziologický roztok (n = 7), antagonistu D1R (n = 9) alebo antagonistu D2R (n = 8). Údaje sú stredné hodnoty ± SEM. *p <0.05, významný rozdiel v porovnaní s naivnými soľnými kontrolami. #p <0.05, významný rozdiel oproti zvieratám skúseným s D1R Ant. B, Počet dendritických hrotov (na 10 μm) pre sexuálne naivné (biele, n = 7) a skúsenými (čiernymi) zvieratami, ktoré dostali fyziologický roztok (n = 8), antagonistu D1R (n = 8) alebo antagonistu D2R (n = 8). Údaje sú stredné hodnoty ± SEM. *p <0.05, významný rozdiel v porovnaní s naivnými soľnými kontrolami. #p <0.05, významný rozdiel oproti skúseným soľným kontrolám.

Antagonistická liečba D1R blokuje spinogenézu NAc indukovanú sexuálnymi skúsenosťami

Analýza hustoty chrbtice v NAc týchto zvierat ukázala, že aktivácia D1R počas párenia bola potrebná pre zvýšenú hustotu chrbtice NAc po sexuálnej skúsenosti a 7 d abstinencie odmeny za sexObr. 6B; F(3,26) = 41.558, p <0.001). Konkrétne sexuálne kontrolované soľné kontroly a zvieratá antagonizujúce D2R mali signifikantne vyšší počet tŕňov v porovnaní s kontrolnými soľami, ktoré boli sexuálne naivné (Obr. 6B: p <0.001), čo potvrdzuje naše predchádzajúce zistenia (Pitchers a kol., 2010a) a nálezy s kontrolnými vírusovými vektormi GFP popísanými vyššie. Na rozdiel od toho sa sexuálne skúsené zvieratá s infúziou D1R antagonistov nelíšili od sexuálne naivných fyziologických infúzií (Obr. 6B). Vyskytol sa čiastočný účinok infúzie antagonistu D2R, pretože D2R infúzne zvieratá vykazovali signifikantne nižšiu hustotu chrbtice ako sexuálne skúsené fyziologické kontroly (Obr. 6B: p = 0.02), ale významne vyššie počty tŕňov v porovnaní s sexuálne naivnými kontrolnými soľnými roztokmi a skúsenými mužmi liečenými s D1R (p <0.001; Obr. 6B). Preto blokáda D1R v NAc počas párenia zablokovala účinky sexuálnej skúsenosti a abstinencie odmeny na spinogenézu NAc.

Diskusia

V súčasnej štúdii sme preukázali krížovú senzibilizáciu medzi prírodnou a drogovou odmenou, keď prirodzenú odmenu nasleduje obdobie abstinencie. Konkrétne sme ukázali, že skúsenosti so sexuálnym správaním, nasledované 7 alebo 28 d abstinencie spôsobujú zvýšenú odmenu Amph, Tieto zistenia majú podobnosť so stanovenou rozhodujúcou úlohou obdobia abstinencie od liekov zneužívania pri inkubácii túžby po liekoch (Lu a kol., 2005; Thomas a kol., 2008; Wolf, 2010b, 2012; Xue a kol., 2012). Navyše prirodzená odmena indukovaná ΔFosB v NAc je rozhodujúca pre krížovo-senzibilizačné účinky prirodzenej abstinencie odmien na psychostimulantnú odmenu, potenciálne prostredníctvom spinogenézy v NAc počas obdobia abstinencie odmeny. Ukázali sme, že akumulácia ΔFosB v NAc po sexuálnej skúsenosti je dlhodobá a závisí od aktivity NAc D1R počas párenia. Na druhej strane sa ukázalo, že táto DFosB upregulácia sprostredkovaná D1R v NAc bola rozhodujúca pre zvýšenú odmenu pre Amph a zvýšenú hustotu chrbtice v NAc, hoci tieto výsledky sexuálnej skúsenosti závisia od obdobia abstinencie od sexuálnej odmeny (Pitchers a kol., 2010a). Nakoniec sme ukázali, že spinogenéza NAc môže prispieť k počiatočnému vývoju krátkodobej expresie senzitizovanej Amph odmeny, ale nie je rozhodujúca pre pokračovanie expresie zvýšenej odmeny liečiva, pretože zvýšená hustota chrbtice v NAc bola prechodná a pozorovaná po 7 d, ale nie 28 d, obdobie abstinencie.

Dlho je známe, že dopamín sa uvoľňuje v NAC počas prirodzeného odmeňovania, vrátane sexuálneho správania. Po zavedení receptujúcej samice sa extracelulárny dopamín v NAc zvyšuje a zostáva zvýšený počas párenia (Fiorino a kol., 1997). Súčasná štúdia ukázala, že infúzia antagonistov dopamínového receptora do NAc počas párenia nemala účinok na iniciáciu alebo výkon sexuálneho správania, čo je v súlade s predstavou, že dopamín nie je zahrnutý vo vyjadrení odmeňovacieho správania per se, ale skôr na priznanie stimulačných poznatkov súvisiacich s pohlavím (Berridge a Robinson, 1998). Skutočnosti, ktoré predpovedajú sexuálnu odmenu, spôsobujú aktiváciu neurónov v systéme mesolimbického dopamínového odmeňovania, vrátane dopamínergných buniek v oblasti ventrálneho tegmentu a ich cieľa, NAc (Balfour a spol., 2004). Opakované sexuálne správanie indukuje ΔFosB v NAc, čo sprostredkováva skúsenosti vyvolané posilnenie sexuálneho správania (Pitchers a kol., 2010b). Súčasné výsledky ukazujú, že spriahnutá indukovaná upregulácia ΔFosB je skutočne závislá od aktivácie D1R v NAc počas párenia. Toto zistenie je v súlade s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré preukazujú, že opakované podávanie psychostimulantu trvalo zvýšilo ΔFosB v neurónoch NAc stredných trhlín, ktoré exprimovali D1R (Lee et al., 2006; Kim a kol., 2009) a že takáto upregulácia ΔFosB je závislá na aktivácii D1R (Zhang a kol., 2002). Navyše senzibilizované odozvy na lieky, ktoré sa bežne pozorujú u zvieraťa so skúsenosťami s liekmi, sa môžu produkovať bez predchádzajúcej expozície liečiva nadmernou expresiou ΔFosB v D1R exprimujúcich neuróny v striatom (Kelz a kol., 1999). Thus, prírodné aj drogové odmeny zvyšujú ΔFosB v NAc prostredníctvom mechanizmu závislého od D1R na zvýšenie citlivosti odmeňovania.

Okrem toho súčasné zistenia ukazujú, že ΔFosB je kritickým mediátorom krížovej senzibilizácie medzi prirodzenou odmenou a psychostimulantnou odmenou. Ako bolo poznamenané, aktivita ΔFosB v NAc bola predtým zapojená do senzibilizovaných reakcií liečiva, pretože nadmerná expresia ΔFosB v NAc senzibilizuje lokomotorickú aktiváciu kokaínu po predchádzajúcom akútnom alebo opakovanom podaní (Kelz a kol., 1999) zvyšuje citlivosť na kokaín a morfín CPP (Kelz a kol., 1999; Zachariou a kol., 2006) a spôsobuje samo-podávanie nižších dávok kokaínu (Colby a kol., 2003). Súčasná štúdia ukazuje, že blokáda aktivity D1R alebo ΔFosB v NAc počas párenia zrušila sexuálne skúsenosti vyvolané senzibilizáciou Amph odmeny.

Súčasná štúdia preukázala, že abstinenčné obdobie od sexuálnej odmeny je potrebné na senzibilizáciu Amph odmena a NAc spinogenézy. Predpokladáme, že ΔFosB počas tejto doby abstinencie ovplyvňuje funkciu neurónov zmenou expresie génu v nadväznosti na iniciáciu spinogenézy a zmenu synaptickej sily. Blokovanie indukcie ΔFosB v NAc počas párovania skutočne zabránilo zvýšeniu hustoty chrbtice v NAc zistenej po abstinencii odmeny. Navyše infúzia antagonistu D1R do NAc pred každou reláciou zabránila zvýšeniu ΔFosB indukovanému sexuálnym zážitkom a následnej zvýšenej hustote chrbtice.

ΔFosB je transkripčný faktor, ktorý môže pôsobiť ako transkripčný aktivátor alebo represor na ovplyvnenie expresie nespočetných cieľových génov, ktoré môžu ovplyvniť hustotu chrbtice a synaptickú silu v NAc (Nestler, 2008). Konkrétnejšie, ΔFosB aktivuje cyklicky závislú kinázu-5 (Bibb a kol., 2001; Kumar a kol., 2005), jadrový faktor κ B (NF-κB) (Russo a kol., 2009b), a podjednotku GluA2 receptora glutamátu AMPA (Vialou a kol., 2010) a repress transkripciu bezprostredne skorého génu c-fos (Pitchers a kol., 2010b) a histón metyltransferázy G9 (Maze a kol., 2010). Cyclic-dependentná kináza-5 reguluje cytoskeletálne proteíny a rast neuritov (Taylor a kol., 2007). Okrem toho aktivácia NF-kB zvyšuje počet dendritických nosníkov v NAc, zatiaľ čo inhibícia NF-κB znižuje bazálnu dendritickú trhlinu a blokuje nárast chrbtice indukovaný kokaínom (Russo a kol., 2009b). Preto sexuálna odmena zvyšuje ΔFosB v NAc, čo môže zmeniť hustotu chrbtice NAc prostredníctvom viacerých cieľov (tj cyklicky závislej kinázy-5, NF-κB) a že celkovým dôsledkom je senzibilizovaná odmena lieku, ako to predpokladalo Russo a kol. (2009) na akcie opakovaného kokaínu.

Neočakávané pozorovanie v súčasnej štúdii bolo, že zvýšená hustota chrbtice v NAc bola prechodná a už po 28 d po sexuálnej skúsenosti už nebola detekovaná. Zvýšená hustota chrbtice teda korelovala so začiatkom zvýšenej odmeny Amphu a môže prispieť k počiatočnému vývoju alebo krátkodobej expresii senzibilizovaných Amph odpovedí. Zvýšená hustota chrbtice však nebola potrebná pre pretrvávanie citlivej odmeny Amph po predĺženej dobe abstinencie. Predtým sme ukázali, že sexuálna skúsenosť spôsobuje krátkodobý nárast NMDA receptorovej podjednotky NR-7 v NAC krátkodobej (28, nie však 1, dní po poslednom páre), ktorý sa vrátil na východiskovú úroveň po dlhších obdobiach abstinencie odmeny (Pitchers a kol., 2012). Táto zvýšená expresia NMDA receptora bola hypotézou, že je indikátorom tichých synapsí indukovaných pohlavím (Huang a kol., 2009; Brown et al., 2011; Pitchers a kol., 2012), a naznačuje možnosť, že rast pŕs vyvolaný sexuálnym zážitkom závisí od zvýšenej aktivity NMDA receptora (Hamilton a kol., 2012).

Na záver, súčasná štúdia poukazuje na krížovú senzibilizáciu odmeny za lieky prirodzenou odmenou (pohlavím) a jej závislosťou na dobe abstinencie odmeny. Navyše, táto behaviorálna plasticita bola sprostredkovaná aktiváciou DFosB prostredníctvom aktivácie D1R v NAc. Preto údaje naznačujú, že strata prirodzenej odmeny po skúsenosti s odmenou môže spôsobiť, že jednotlivci sú náchylní na vývoj závislosti od drog a že jedným zo sprostredkovateľov tejto zvýšenej zraniteľnosti je ΔFosB a jeho následné transkripčné ciele.

poznámky pod čiarou

  • Prijaté október 16, 2012.
  • Revízia bola prijatá v decembri 12, 2012.
  • Prijaté December 23, 2012.
  • Túto prácu podporili Kanadské inštitúty zdravotného výskumu (LMC), Národný inštitút duševného zdravia (EJN) a Rada pre prírodné a inžinierske výskumy Kanady (KKP a LMC). Ďakujeme ďakujúcej Dr. Catherine Woolleyovej (Severozápadnej univerzity) za pomoc s technikou diologického označovania.

  • Autori neuvádzajú žiadne konkurenčné finančné záujmy.

  • Korešpondencia by sa mala adresovať Dr. Lique M. Coolenovi, katedre fyziológie a biofyziky, University of Mississippi Medical Center, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216. [chránené e-mailom]

Referencie

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

    (2004) Sexuálne správanie a environmentálne príznaky spojené s pohlavím aktivujú mesolimbický systém u samcov potkanov. neuropsychofarmakologie 29: 718-730.

    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Aká je úloha dopamínu v odmeňovaní: hedonický dopad, odmeňovanie alebo motivácia? 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) Účinky chronickej expozície kokaínu sú regulované neurónovým proteínom Cdk5. príroda 410: 376-380.

    1. Bradley KC,
    2. Meisel RL

    (2001) Indukcia sexuálneho správania c-Fos v nucleus accumbens a amfetamínom stimulovaná pohybová aktivita sú senzibilizované predchádzajúcimi sexuálnymi skúsenosťami u samirových škrečkov. 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) Tichý synaptický mechanizmus pre lokomotorickú senzibilizáciu vyvolanú kokaínom. J Neurosci 31: 8163-8174.

    1. Cameron CM,
    2. Carelli RM

    (2012) Abstinencia kokaínu mení dynamiku streľby nucleus accumbens počas cieleného správania sa kokaínu a sacharózy. Eur J Neurosci 35: 940-951.

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

    (2010) Synaptická plasticita v mezolimbickom systéme: terapeutické dôsledky na zneužívanie návykových látok. Ann NY Acad Sci 1187: 129-139.

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

    (2003) Nadmerná expresia ΔFosB špecifickej pre typ striatálnej bunky zvyšuje motiváciu kokaínu. J Neurosci 23: 2488-2493.

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

    (1997) Dynamické zmeny v jadre accumbens dopamínový eflux počas účinku Coolidge u samcov potkanov. J Neurosci 17: 4849-4855.

    1. Forlano PM,
    2. Woolley CS

    (2010) Kvantitatívna analýza pre- a postsynaptických pohlavných rozdielov v nucleus accumbens. J Comp Neurol 518: 1330-1348.

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

    (2010a) Potešenie z miešania: prehľad účinkov liekov na sexuálne správanie u ľudí a modely zvierat. Horm Behav 58: 149-162.

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

    (2010b) Metamfetamín pôsobí na subpopulácie neurónov regulujúcich sexuálne správanie u samcov potkanov. Neurovedy 166: 771-784.

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

    (2012) Aktivita-závislý rast nových dendritických nosníkov je regulovaný proteazómom. Neurón 74: 1023-1030.

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

    (2009) Δ Nadmerná expresia FosB v nucleus accumbens zvyšuje sexuálnu odmenu u syrských škrečkov. Gény 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) Skúsenosť in kivo s kokaínom vytvára tiché synapsie. Neurón 63: 40-47.

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

    (2006) Neurálne mechanizmy závislosti: úloha odmeňovania súvisiaceho učenia a pamäte. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

    1. Kalivas PW

    (2009) Glutamátová homeostatická hypotéza závislosti. Nat Rev Neurosci 10: 561-572.

    1. Kauer JA,
    2. Malenka RC

    (2007) Synaptická plasticita a závislosť. Nat Rev Neurosci 8: 844-858.

    1. Kelley AE

    (2004) Pamäť a závislosť: zdieľané neurónové obvody a molekulárne mechanizmy. Neurón 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. Vlastné DW,
    11. Tkatch T,
    12. Baranauskas G,
    13. Surmeier DJ,
    14. Neve RL,
    15. Duman RS,
    16. Picciotto MR,
    17. Nestler EJ

    (1999) Expresia transkripčného faktora ΔFosB v mozgu riadi citlivosť na kokaín. príroda 401: 272-276.

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

    (2009) Tvorba dendritickej chrbtice indukovaná metyfenidátom a expresia ΔFosB v nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 106: 2915-2920.

    1. Koob GF,
    2. Volkow ND

    (2010) Neurocircuitry závislostí. neuropsychofarmakologie 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. Vlastné DW,
    13. Nestler EJ

    (2005) Chromatínová remodelácia je kľúčovým mechanizmom, ktorý je základom plasticity indukovanej kokaínom v striate. Neurón 48: 303-314.

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

    (2008) Signál dopamínu prostredníctvom D1-podobných receptorov podobných D2 v nucleus accumbens jadre versus shell diferenciálne moduluje citlivosť na nikotínovú odmenu. J Neurosci 28: 8025-8033.

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

    (2006) Kokaínom indukovaná tvorba dendritickej chrbtice v D1 a D2 dopamínovom receptore obsahujúcom stredné špinavé neuróny v nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci USA 103: 3399-3404.

    1. Lennette DA

    (1978) Zlepšené médium na upevnenie na imunofluorescenčnú mikroskopiu. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

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

    (2005) Centrálna amygdala ERK signalizačná dráha je rozhodujúca pre inkubáciu chute kokaínu. Nat Neurosci 8: 212-219.

    1. Mameli M,
    2. Lüscher C

    (2011) Synaptická plasticita a závislosť: mechanizmy učenia stratili. Neuropharmacology 61: 1052-1059.

    1. Bludisko I,
    2. Covington HE 3rd.,
    3. Dietz DM,
    4. LaPlant Q,
    5. Renthal W,
    6. Russo SJ,
    7. Mechanic 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) Základná úloha histónmetyltransferázy G9a v kokaínom indukovanej plasticite. veda 327: 213-216.

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

    (2011) AMPA receptory priepustné pre vápnik sú prítomné v synapsách nucleus accumbens po predĺženom odstupe od samého podávania kokaínu, ale nie kokaínu podávaného experimentom. J Neurosci 31: 5737-5743.

    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Sexuálne skúsenosti s hlodavcami: bunkové mechanizmy a funkčné dôsledky. Brain Res 1126: 56-65.

    1. Muller DL,
    2. Unterwald EM

    (2005) D1 dopamínové receptory modulujú indukciu ΔFosB v kryse striatum po prerušovanom podávaní morfínu. J Pharmacol Exp Ther 314: 148-154.

    1. Nestler EJ

    (2008) Transkripčné mechanizmy závislosti: úloha ΔFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245-3255.

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

    (2001) ΔFosB: trvalý molekulárny prepínač závislosti. 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 v nucleus accumbens reguluje inštrumentálne správanie a motiváciu posilňovanú potravinami. J Neurosci 26: 9196-9204.

    1. Olsen CM

    (2011) Prírodné odmeny, neuroplasticita a non-drog závislosť. 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) Indukcia ΔFosB v mozgových štruktúrach súvisiacich s odmenou po chronickom strese. J Neurosci 24: 10594-10602.

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

    (2008) Rozlišujúce vzory indukcie ΔFosB v mozgu drogami zneužívania. Synapse 62: 358-369.

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

    (2010a) Neuroplasticita v mezolimbickom systéme indukovaná prirodzenou odmenou a následnou abstinenciou odmeny. Biol Psychiatry 67: 872-879.

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

    (2010b) ΔFosB v nucleus accumbens je rozhodujúca pre posilnenie účinkov sexuálnej odmeny. Gény Brain Behav 9: 831-840.

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

    (2012) Skúsenosť s prirodzenou odmenou mení rozdelenie a funkciu AMPA a NMDA receptorov v nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

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

    (2012) Modifikácia dopamínového D1 receptora v nucleus accumbens znižuje dobrovoľný priebeh kolies u potkanov vyšľachtených na vysokú vzdialenosť. Physiol Behav 105: 661-668.

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

    (2009a) Neurotrofické faktory a štrukturálna plasticita pri závislosti. Neuropharmacology 56 (Suppl 1): 73-82.

    1. Russo SJ,
    2. Wilkinson MB,
    3. Mazei-Robison MS,
    4. Dietz DM,
    5. Bludisko I,
    6. Krishnan V,
    7. Renthal W,
    8. Graham A,
    9. Birnbaum SG,
    10. Zelená TA,
    11. Robison B,
    12. Menej často,
    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. et al.

    (2009b) Signál jadrového faktora κB reguluje neuronálnu morfológiu a odmeňovanie kokaínu. J Neurosci 29: 3529-3537.

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

    (2007) Inhibícia Cdk5 v nucleus accumbens zvyšuje pohybovo-aktivujúce a stimulačne-motivačné účinky kokaínu. Proc Natl Acad Sci USA 104: 4147-4152.

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

    (2009) Pohlavné odmeny u samcov potkanov: účinky sexuálnej skúsenosti na podmienených podmienkach miesta spojených s ejakuláciou a intromismi. Horm Behav 55: 93-97.

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

    (2008) Neuroplasticita v mezolimbickom dopamínovom systéme a závislosti od kokaínu. 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. et al.

    (2010) ΔFosB v obvodoch odmeňovania mozgu sprostredkováva odolnosť voči stresu a antidepresívnym reakciám. 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. Zelená TA,
    9. Kirk A,
    10. Iñiguez SD,
    11. Perrotti LI,
    12. Barrot M,
    13. DiLeone RJ,
    14. Nestler EJ,
    15. Bolaños-Guzmán CA

    (2008) Vplyv ΔFosB v nucleus accumbens na prirodzené správanie súvisiace s odmenou. 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 chod kolesa. J Neurosci 22: 8133-8138.

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

    (2007) indukcia ΔFosB v orbitofronálnej kôre sprostredkováva toleranciu k kokaínom indukovanej kognitívnej dysfunkcii. J Neurosci 27: 10497-10507.

    1. Wolf ME

    (2010a) Bermudský trojuholník kokaínom indukovaných neuroadaptácií. Trendy Neurosci 33: 391-398.

    1. Wolf ME

    (2010b) Regulácia prenosu AMPA receptorov v nucleus accumbens dopamínom a kokaínom. Neurotox Res 18: 393-409.

    1. Wolf ME

    (2012) Neuroscience: behaviorálne účinky kokaínu zvrátené. príroda 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) Postup vyhladzovania a zániku pamäte na zabránenie túžbe po liečení a relapsu. veda 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) Základná úloha pre ΔFosB v nucleus accumbens v morfínovej akcii. 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 dopamínu D1 je kritickým mediátorom expresie génov indukovaných kokaínom. J Neurochem 82: 1453-1464.

Články citujúce tento článok

  • Možné prínosy novej formy synaptickej plasticity v Aplysii na odmenu, pamäť a ich dysfunkcie v mozgu cicavcov Učenie a pamäť, 18. septembra 2013, 20 (10): 580-591

CELÁ ŠTÚDIA - SEKCIA DISKUSIE:

V súčasnej štúdii sme preukázali krížovú senzibilizáciu medzi prírodnou a drogovou odmenou, keď prirodzenú odmenu nasleduje obdobie abstinencie. Konkrétne sme ukázali, že skúsenosti so sexuálnym správaním, nasledované 7 alebo 28 d abstinencie spôsobujú zvýšenú odmenu Amph.

Tieto zistenia majú podobnosť so stanovenou kritickou úlohou obdobia abstinencie od drog zneužívajúcich pri inkubácii nutkania s drogami (Lu et al., 2005, Thomas a kol., 2008, Wolf, 2010b, 2012, Xue a kol., 2012). Navyše prirodzená odmena indukovaná? FosB v NAc je rozhodujúca pre krížovo senzibilizačné účinky prirodzenej abstinencie odmeny na psychostimulantnú odmenu, potenciálne prostredníctvom spinogenézy v NAc počas obdobia abstinencie odmeny.

Ukázali sme, že akumulácia FosB v NAc po sexuálnej skúsenosti je dlhodobá a závisí od aktivity NAc D1R počas párenia, Na druhej strane sa ukázalo, že táto regulácia D1R-sprostredkovaná? FosB v NAc bola kritická pre zvýšenú odmenu pre Amph a zvýšenú hustotu chrbtice v NAc, aj keď tieto výsledky sexuálnej skúsenosti závisia od obdobia abstinencie od sexuálnej odmeny (Pitchers a kol., 2010a). Nakoniec sme ukázali, že spinogenéza NAc môže prispieť k počiatočnému vývoju krátkodobej expresie senzitizovanej Amph odmeny, ale nie je rozhodujúca pre pokračovanie expresie zvýšenej odmeny liečiva, pretože zvýšená hustota chrbtice v NAc bola prechodná a pozorovaná po 7 d, ale nie 28 d, obdobie abstinencie.

Dlho je známe, že dopamín sa uvoľňuje v NAC počas prirodzeného odmeňovania, vrátane sexuálneho správania, Po zavedení receptujúcej samice sa extracelulárny dopamín v NAc zvyšuje a zostáva zvýšený počas párenia (Fiorino et al., 1997). Súčasná štúdia ukázala, že infúzia antagonistov dopamínového receptora do NAc počas párenia nemala účinok na iniciáciu alebo výkon sexuálneho správania, čo je v súlade s predstavou, že dopamín nie je zahrnutý vo vyjadrení odmeňovacieho správania per se, ale skôr na priznanie stimulačných poznatkov súvisiacich s pohlavím (Berridge a Robinson, 1998). Skutočnosti, ktoré predpovedajú sexuálnu odmenu, spôsobujú aktiváciu neurónov v systéme mesolimbického dopamínového odmeňovania, vrátane dopamínergných buniek vo ventrálnej tegmentálnej oblasti a ich cieľa, NAc (Balfour et al., 2004).

Opakované sexuálne správanie indukuje? FosB v NAc, čo sprostredkováva skúsenosti vyvolané posilnenie sexuálneho správania (Pitchers a kol., 2010b). Súčasné výsledky ukazujú, že nadmerná regulácia indukovanej FosB je skutočne závislá od aktivácie D1R v NAc počas párenia. Toto zistenie je v súlade s predchádzajúcimi štúdiami, ktoré preukazujú, že opakované podávanie psychostimulantov sa trvalo zvýšilo? FosB v NAc stredných nepríjemných neurónoch exprimujúcich D1R (Lee et al., 2006, Kim et al., 2009) a že takáto regulácia ß FosB je závislá na aktivácii D1R (Zhang et al., 2002). Navyše citlivé reakcie na liek, ktoré sa bežne pozorujú u zvieraťa so skúsenosťami s liekmi, môžu byť produkované bez predchádzajúcej expozície liečiva nadmernou expresiou ß FosB v D1R exprimujúcom neuróny v striate (Kelz et al., 1999). Preto sa prírodné aj liečebné odmeny zvyšujú? FosB v NAc pomocou mechanizmu závislého od D1R na zvýšenie citlivosti odmeňovania.

Okrem toho súčasné zistenia ukazujú, že? FosB je kritickým mediátorom krížovej senzibilizácie medzi prirodzenou odmenou a psychostimulantnou odmenou. Ako bolo uvedené, aktivita ß-FosB v NAc bola predtým zahrnutá do senzibilizovaných reakcií liečiva, pretože nadmerná expresia FosB v NAc senzibilizuje lokomotorickú aktiváciu kokaínu po predchádzajúcom akútnom alebo opakovanom podaní (Kelz et al., 1999) zvyšuje citlivosť na kokaín a morfín CPP (Kelz a spol., 1999, Zachariou a kol., 2006) a spôsobuje samo-podávanie nižších dávok kokaínu (Colby et al., 2003). Súčasná štúdia ukazuje, že blokáda aktivity D1R alebo ßFosB v NAc počas párovania zrušených sexuálnych skúseností spôsobených senzibilizáciou Amph odmeny. Thus, prírodné a drogové odmeny nielen zbiehajú na rovnakej nervovej dráhe, zbiehajú sa na rovnakých molekulárnych mediátoroch (Nestler a kol., 2001, Wallace a kol., 2008, Hedges a kol., 2009, Pitchers a kol., 2010b), a pravdepodobne v tých istých neurónoch v NAc (Frohmader a kol., 2010b), ovplyvniť motiváciu a "chuť" oboch typov odmien (Berridge a Robinson, 1998).

Súčasná štúdia preukázala, že abstinenčné obdobie od sexuálnej odmeny je potrebné na senzibilizáciu Amph odmena a NAc spinogenézy. Predpokladáme, že FosB počas tejto doby abstinencie ovplyvňuje funkciu neurónov zmenou expresie génu v nadväznosti na iniciáciu spinogenézy a zmenu synaptickej sily. Naozaj, blokovanie indukcie ßFosB v NAc počas párovania zabránilo zvýšeniu hustoty chrbtice v NAc zistenej po abstinencii odmeny. Navyše, infúzia antagonistu D1R do NAc pred každým párovaným sedením zabránila zvýšeniu ß FosB indukovanému sexuálnym zážitkom a následná zvýšená hustota chrbtice, FosB je transkripčný faktor, ktorý môže pôsobiť ako transkripčný aktivátor alebo represor na ovplyvnenie expresie nespočetných cieľových génov, ktoré môžu ovplyvniť hustotu chrbtice a synaptickú silu v NAc (Nestler, 2008). Konkrétnejšie, a FosB aktivuje cyklickú kinázu-5 (Bibb a kol., 2001, Kumar a spol., 2005) B (NF-kB) (Russo a kol., 2009b) a podjednotku GluA2 receptora glutamátu AMPA (Vialou a kol., 2010) a potláča transkripciu bezprostredne skorého génu c-fos (Pitchers a kol. 2010b) a histón metyltransferázy G9 (Maze a kol., 2010). Cyklicky závislá kináza-5 reguluje cytoskeletálne proteíny a výskyt neuritov (Taylor a kol., 2007). Navyše aktivácia NF-kB zvyšuje počet dendritických nosníc v NAc, zatiaľ čo inhibícia NF-kB znižuje bazálne dendritické trhliny a blokuje kokaínom indukované zvýšenie chrbtice (Russo et al., 2009b). Preto sa sexuálna odmena zvyšuje? FosB v NAc, čo môže zmeniť hustotu chrbtice NAc prostredníctvom viacerých cieľov (tj cyklicky závislá kináza-5, NF-kB) aže celkovým dôsledkom je citlivá odmena za lieky, ako sa predpokladalo v Russo a spol. (2009a) pre účinky opakovaného kokaínu

Neočakávané pozorovanie v súčasnej štúdii bolo, že zvýšená hustota chrbtice v NAc bola prechodná a už po 28 d po sexuálnej skúsenosti už nebola detekovaná. Zvýšená hustota chrbtice teda korelovala so začiatkom zvýšenej odmeny Amphu a môže prispieť k počiatočnému vývoju alebo krátkodobej expresii senzibilizovaných Amph odpovedí. Avšak iZvýšená hustota chrbtice nebola potrebná na pretrvávanie senzitizovanej odmeny Amph po predĺženej dobe abstinencie. Predtým sme ukázali, že sexuálna skúsenosť spôsobuje krátkodobý nárast NMDA receptorovej podjednotky NR-7 v NAC krátkodobej (28, nie však 1, dní po poslednom páre), ktorý sa vrátil na východiskovú úroveň po dlhších obdobiach abstinencie odmeny (Pitchers a kol., 2012). Táto zvýšená expresia receptora NMDA sa predpokladá ako indikatívna pre tiché synapsí indukované sexuálnymi skúsenosťami (Huang et al., 2009, Brown et al., 2011, Pitchers a kol., 2012) a naznačuje možnosť, že sexuálne skúsenosti rast chrbtice závisí od zvýšenej aktivity NMDA receptora (Hamilton et al., 2012).

Na záver, súčasná štúdia poukazuje na krížovú citlivosť odmeňovania drogou prirodzenou odmenou (pohlavím) a jej závislosťou na dobe abstinencie odmeny. Okrem toho bola táto behaviorálna plasticita sprostredkovaná ß FosB prostredníctvom aktivácie D1R v NAc. Preto údaje naznačujú, že strata prirodzenej odmeny po skúsenosti s odmenou môže spôsobiť, že jednotlivci sú náchylní k vývoju drogovej závislosti a že jeden z mediátorov tejto zvýšenej zraniteľnosti je FosB a jej nadväzujúce transkripčné ciele.