Natural and Drug Rewards Act om gemensamma neurala plasticitetsmekanismer med ΔFosB som nyckelmedlare (2013)

Denna studie undersökte effekterna av sexuell belöning på DeltaFosB och effekterna av DeltaFosB på sexuellt beteende och belöning. De standardmolekylära förändringar som är kända för att inträffa med narkotikamissbruk befanns vara desamma som förekommer med sex. Med andra ord utvecklades DeltaFosB för sexuella stimuli, men droger kapar just samma mekanism. Detta avslutar debatten om hur narkotikamissbruk skiljer sig från beteendemissbruk och hur beteendemissbruk helt enkelt är tvång (vad det än betyder). Samma kretsar, samma mekanismer, samma cellulära förändringar, samma associerade beteenden - med mindre skillnader.


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

FULLSTUDIE

Platser KK, Vialou V, Nestler EJ, Laviolette SR, Lehman MN, Kyl LM.

källa

Institutionen för anatomi och cellbiologi, Schulich School of Medicine and Dentistry, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 3K7, Kanada, Department of Molecular & Integrative Physiology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, Fishberg Department of Neuroscience and Friedman Brain Institute, Mount Sinai School of Medicine, New York, New York 10029, och avdelningarna för neurobiologi och anatomiska vetenskaper och fysiologi och biofysik, University of Mississippi Medical Center, Jackson, Mississippi 39216.

Abstrakt

Narkotika av missbruk inducerar neuroplasticitet i den naturliga belöningsvägen, specifikt kärnan accumbens (NAc), vilket därigenom orsakar utveckling och uttryck av beroendeframkallande beteende. Nya bevis tyder på att naturliga belöningar kan orsaka liknande förändringar i NAc, vilket tyder på att droger kan aktivera mekanismer av plasticitet som delas med naturliga belöningar och möjliggör ett unikt samspel mellan naturliga och drogbelöningar.

I den här studien demonstrerar vi att sexuell erfarenhet hos hanrotter följt av korta eller långvariga perioder av förlust av könsbelöning orsakar förbättrad amfetaminbelöning, vilket indikeras av sensibiliserad konditionerad platspreferens för amfetamin med låg dos (0.5 mg / kg). Dessutom var uppkomsten, men inte det längre termiska uttrycket, av förbättrad amfetaminbelöning korrelerad med en övergående ökning av dendritiska spines i NAc. Därefter etablerades en kritisk roll för transkriptionsfaktorn ΔFosB i sexupplevelse-inducerad förstärkt amfetaminbelöning och associerade ökningar i dendritiska ryggrad på NAc-neuroner med användning av viral vektorgenöverföring av dominant-negativ bindningspartner ΔJunD. Vidare demonstrerades att sexuell erfarenhetsinducerad förstärkt läkemedelsbelöning, ΔFosB och spinogenes är beroende av parning-inducerad dopamin D1-receptoraktivering i NAc. Farmakologisk blockad av D1-receptor, men inte D2-receptor, i NAc under sexuellt beteende dämpad ΔFosB induktion och förhindrad ökad spinogenes och sensibiliserad amfetaminbelöning.

TSammanfattningsvis visar dessa resultat att droger av missbruk och naturligt belöningsbeteende agerar på vanliga molekylära och cellulära mekanismer av plasticitet som styr sårbarheten mot narkotikamissbruk och att denna ökade sårbarhet förmedlas av ΔFosB och dess nedströms transkriptionella mål.


Beskrivning

Naturliga belöningsbeteenden och läkemedelsbelöning konvergerar på en gemensam nervväg, det mesolimbiska dopamin-systemet (DA), där nukleinspärren (NAc) spelar en central roll (Kelley, 2004). Narkotika av missbruk inducerar neuroplasticitet i mesolimbic systemet, vilket spelar en förmodad roll vid övergången från narkotikamissbruk till narkotikamissbruk (Hyman et al., 2006; Kauer och Malenka, 2007; Kalivas, 2009; Chen et al., 2010; Koob och Volkow, 2010; Wolf, 2010a; Mameli och Luscher, 2011). Det har antagits att droger och naturliga belöningar inte aktiverar samma neuroner i mesolimbic systemet, och sålunda aktiverar dessa läkemedel unikt och förändrar denna krets (Cameron och Carelli, 2012). Det har dock blivit allt tydligare att natur- och drogbelöningar påverkar mesolimbiska systemet på både likartade och olika sätt som möjliggör ett samspel mellan naturlig belöning, specifikt sexbelöning, och effekterna av droger av missbruk (Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a; Olsen, 2011).

Sexuellt beteende är mycket givande (Tenk et al., 2009),

Dessa fynd tyder på att erfarenheter av naturliga och läkemedelsbelöningar delar gemensamma mekanismer för neural plasticitet, vilket i sin tur påverkar sårbarheten mot missbruk.

Målet med den aktuella studien var att bestämma de cellulära mekanismerna som medierar sexupplevelse-inducerad plasticitet, vilket i sin tur leder till ökad läkemedelsbelöning. Specifikt undersöktes transkriptionsfaktorns roll ΔFosB eftersom den är inblandad i effekterna av både naturliga och läkemedelsbelöningar (Nestler et al., 2001; Werme et al., 2002; Olausson et al., 2006; Wallace et al., 2008; Hedges et al., 2009; Pitchers et al., 2010b). Dessutom undersöktes rollen av dopamin D1-receptorer (D1R) för sexuell erfarenhetsinducerad neuralplasticitet, eftersom NAc ΔFosB-induktion och ökad ryggradsdensitet efter psykostimulant administrering uttrycks i D1R-innehållande neuroner (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) och beroende av D1R-aktivering (Zhang et al., 2002).

Här använde vi viralt vektormedierat uttryck av en dominant-negativ bindande partner för ΔFosB, diOlistic-märkning och farmakologiska manipuleringar för att testa hypotesen att de kors-sensibiliserande effekterna av sexuell upplevelse följd av belöningsavstående på förstärkt Amph-belöning medieras av en D1R-beroende induktion av ΔFosB i NAc och efterföljande ökning av NAc-ryggradens densitet. Tillsammans ger fynden bevis för att naturliga och drogbelöningar delar gemensamma mekanismer för neural plasticitet, med ΔFosB som en kritisk mediator.

Material och metoder

Djur.

Vuxna manliga (225-250 g vid ankomst) och kvinnliga (210-220 g) Sprague Dawley-råttor (Charles River Laboratories) hölls i plexiglasburar i samma könspar under hela experimenten, under temperatur- och fuktighetsreglering och på en 12 / 12 h ljus / mörk cykel med mat och vatten fritt tillgängligt. Kvinnliga partners för parningstider var ovariektomerade och fick subkutana implantat innehållande 5% östradiolbensoat (Sigma-Aldrich) och injektioner av 500 μg progesteron (i 0.1 ml sesamolja, Sigma-Aldrich) 4 h före testning. Alla förfaranden godkändes av djurhälso- och användningskommittéerna vid University of Western Ontario och University of Michigan och överensstämde med de kanadensiska rådet om djurvård och nationella institut för hälsoriktlinjer som inbegriper ryggradsdjur i forskning.

Sexuellt beteende.

Parningstider inträffade under den tidiga mörka fasen (mellan 2 och 6 h efter den mörka perioden) under dim röd belysning, i rena provburar (60 × 45 × 50 cm). Manliga råttor parades till utlösning under 4 eller 5 dagliga parningstider. Fem sessioner valdes eftersom vi tidigare visat att detta paradigm orsakar långtidsfacilitet av sexuellt beteende (Pitchers et al., 2010b), kors-sensibilisering till Amph-lokomotorisk aktivitet (Pitchers et al., 2010a) och belöning (Pitchers et al., 2010a). Ejakulering valdes som slutpunkt för varje parningssession eftersom vi tidigare visat att det var nödvändigt för effekter av sexupplevelse på Amph-lokomotorisk sensibilisering (Pitchers et al., 2010a), vilket inte uppstod när djur fick träffa kvinnor med ej utlösning. Sexuella beteendeparametrar (dvs latens till första montering, intromission och ejakulation och antal fästen och intromissioner) registrerades som beskrivits tidigare (Pitchers et al., 2010b). För alla försök matchades sexuellt upplevda grupper för sexbeteende (totalt antal ejakuleringar och latens vid utlösning vid varje parning). Efter femte parningssessionen stannade män med samma könspartner och fick inte köra under sexuppehållsperioder av 1, 7 eller 28 d. Djur som förblev sexuellt naiva hanterades och inrymdes i samma rum som sexuellt erfarna män. Dessutom placerades naiva kontroller i rena provburar under en timme under 5 på varandra följande dagar utan åtkomst till en mottaglig kvinna.

ΔFosB-uttryck.

Djurna bedövades djupt (natriumpentobarbital, 390 mg / kg, ip) och perfusionerades intrakardiellt med 50 ml 0.9% saltlösning följt av 500 ml 4% paraformaldehyd (Sigma-Aldrich) i 0.1 m fosfatbuffert (PB) för tiden punkt- och DR-antagonistförsök. Hjärnor avlägsnades och postfixed för 1 h vid rumstemperatur i samma fixativ, lagrades sedan vid 4 ° C i 20% sackaros och 0.01% natriumazid i 0.1 m PB. För DR-antagonistproverna avlägsnades hjärnorna och halverades längs sagittalaxeln. En halv lagrades i PB och användes för DiOlistics, och den andra behandlades för ΔFosB. Koronala sektioner (35 μm) skars med en frysande mikrotom (Microm H400R) uppsamlades i fyra parallella serier i kryoprotektionslösning (30% sackaros och 30% etylenglykol i 0.1 m PB) och förvarades vid -20 ° C. Frittflytande sektioner tvättades omfattande med 0.1 m PBS, pH 7.35, mellan inkubationer och alla steg var vid rumstemperatur. Sektioner utsattes för 1% H2O2 (10 min) och inkubationslösning (1 h; PBS innehållande 0.1% BSA, Fisher; och 0.4% Triton X-100, Sigma-Aldrich). Sektioner inkuberades därefter över natten i pan-FosB-kaninpolyklonal antikropp (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology), tidigare validerad (Perrotti et al., 2004, 2008; Pitchers et al., 2010b). Pan-FosB-antikroppen höjdes mot en inre region som delades av FosB och ΔFosB och har tidigare karakteriserats för att specifikt visualisera ΔFosB-celler vid de tidpunkter som användes i denna studie (> 1 d efter stimulus) (Perrotti et al., 2004, 2008; Pitchers et al., 2010b). Därefter inkuberades sektioner i biotinkonjugerat get-anti-kanin-IgG (1h; 1: 500 i PBS +; Vector Laboratories), avidin-biotin-pepparrotperoxidas (1h; ABC-elit; 1: 1000 i PBS; Vector Laboratories) , och 0.02% 3,3'-diaminobenzidin-tetrahydroklorid (10 min; Sigma-Aldrich) med 0.02% nickelsulfat i 0.1 m PB med väteperoxid (0.015%). Sektioner monterades på Superfrost plus glasskivor (Fisher) och täckt med dibutylftalatxylen.

Antal ΔFosB-IR-celler räknades i NAc-skalet och kärnan inom standardområdena för analys (400 × 600 μm) som tidigare beskrivits (Pitchers et al., 2010b). Två sektioner räknades per NAc-subregion, medelvärde per djur. I tidpunktsexperimentet uttrycktes antalet ΔFosB-IR-celler som en veckbyte av den naiva kontrollgruppen vid lämplig tidpunkt och jämfördes mellan erfarna och naiva grupper för varje delregion vid varje enskild tidpunkt med användning av icke-parade t tester med en signifikansnivå av p <0.05. I ΔJunD-AAV- och DR-antagonistförsöken användes en tvåvägs- eller enkelriktad ANOVA respektive Holm – Sidak-metoden. Dessutom räknades ΔFosB-IR-celler i dorsal striatum (analysområde: 200 × 600 μm), omedelbart dorsalt mot NAc och intill sidoventrikeln, hos alla djur i DR-antagonistförsöket. Envägs ANOVA och t tester användes för att jämföra mellan grupper.

DiOlistics.

För tidpunkts- och ΔJunD-virusvexperimentet perfekterades råttor intrakardiellt med 50 ml saltlösning (0.9%) följt av 500 ml 2% paraformaldehyd i 0.1 m PB. Hjärnor var snittade (100 μm coronal) med användning av ett vibratom (Microm) och sektioner lagrade i 0.1 m PB med 0.01% natriumazid vid 4 ° C. Beläggning av volframpartiklar (1.3 μm-diameter, Bio-Rad) med det lipofila karbocyaninfärgen DiI (1,1'-dioctadecyl-3,3,3'3'-tetrametylindokarbocyaninperklorat; Invitrogen) utfördes som tidigare beskrivits (Forlano och Woolley, 2010). DiI-belagda volframpartiklar levererades i vävnaden vid 160-180 psi med användning av Helios Gene Gun-systemet (Bio-Rad) genom ett filter med 3.0 μm porstorlek (BD Biosciences) och fick diffunderas genom neuronala membran i 0.1 m PB för 24 h medan ljusskyddad vid 4 ° C. Därefter postades skivor i 4% paraformaldehyd i PB för 3 h vid rumstemperatur, tvättades i PB och monterades i ramförseglade kamrar (Bio-Rad) med gelvatol innehållande anti-blekmedel 1,4-diazabicyklo (2,2) oktan ( 50 mg / ml, Sigma-Aldrich) (Lennette, 1978).

DiI-märkta neuroner avbildades med användning Zeiss LSM 510 m-konfokalt mikroskop (Carl Zeiss) och helium / neon 543 nm laser. För varje djur användes 2-5-neuroner i varje NAc-subregion eller i skalet (baserat på plats i förhållande till landmärken, inklusive lateral ventrikel och främre kommission) i ΔJunD-AAV- och DR-antagonistförsök, för att lokalisera en region av intresse för en andra ordning dendrit för ryggrad kvantifiering. För varje neuron analyserades 2-4-dendriter för att kvantifiera en total dendritisk längd av 40-100 ^ im. Dendritiska segmenten fångades med användning av 40 × vatten-nedsänkningsmål vid 0.25 ^ m-intervall längs z-axis, och en 3D-bild rekonstruerades (Zeiss) och genomgick deconvolution (Autoquant X, Media Cybernetics) med hjälp av adaptiv (blind) och teoretisk PSF-inställning enligt programvaran. Spindeltätheten kvantifierades med hjälp av filamentmodulen i Imaris mjukvarupaket (version 7.0, Bitplane). Antal dendritiska spines uttrycktes per 10 μm, medelvärde för varje neuron och därefter för varje djur. Statistiska skillnader bestämdes med användning av tvåvägs ANOVA i tidsseriens experiment mellan sexuellt naiva och erfarna djur vid varje tidpunkt (faktorer: sexuell erfarenhet och NAc-subregion) och i ΔJunD-experimentet (faktorer: sexuell erfarenhet och viral vektor) och en -väg ANOVA i DR-antagonist-experimentet. Koncernjämförelser gjordes med Holm-Sidak-metoden med en signifikansnivå på p <0.05.

Villkorad platspreferens.

Den experimentella CPP-designen var identisk med vad som tidigare beskrivits (Pitchers et al., 2010a), med användning av en opartisk apparat med tre avdelningar (Med Associates) och opartisk design, med enkla parningskonditioneringsprov av d-Amph-sulfat (Amph; Sigma-Aldrich; 0.5 mg / ml / kg SC beräknat på basis av den fria basen) i den parade kammaren och saltlösningen i den oparmade kammaren under andra dagar och utfördes under den första halvan av ljusfasen. Kontrolldjur fick saltlösning i båda kamrarna.

CPP-poängen beräknades för varje djur som tiden (i sekunder) i den parade kammaren under efterprövningen minus pretestet. Envägs ANOVAs och Holm-Sidak-metoden användes för att jämföra grupper i tidpunktsexperimenten. oparade t test med betydelse satt till p <0.05 användes för att jämföra Naive-Sal och Naive Amph inom varje tidpunkt i tidpunktsexperimentet och inom varje viral vektorbehandling i ΔJunD-experimentet. I tidsexperimentet användes enkelriktade ANOVA och Holm – Sidak-metoden för att jämföra de sexuellt erfarna grupperna (Exp-Sal, 7 d Exp Amph och 28 d Exp Amph) och oparade t testet användes för att jämföra 2-naiva grupperna. Tvåvägs ANOVA och Holm-Sidak-metoden användes för att jämföra alla grupper i DR-antagonist-experimentet. Två unpaired t test användes för att jämföra Naive-Sal och Naive Amph-grupper med varje virusviktbehandlingsförhållande (GFP eller AJunD), eftersom data var för variabel i AJunD-grupperna för att möjliggöra ANOVA-analys. Alla signifikansnivåer fastställdes till p <0.05.

Virala vektor experiment.

Manliga råttor bedövades med ketamin (87 mg / ml / kg, ip) och xylazin (13 mg / ml / kg ip), placerade i en stereotaxisk apparat (Kopf Instruments) och mottog bilaterala mikroinjektioner av rekombinanta adenoassocierade virusvektorer som kodar Endast GFP (grönt fluorescerande protein) eller ΔJunD (dominant-negativ bindningspartner av FosB) och GFP, in i NAc (koordinater: AP + 1.5, ML ± 1.2 från bregma; DV-7.6 från skalle) i en volym 1.5 μl / halvklot över 7 min med en Hamilton-spruta (Harvard Apparatus). ΔJunD minskar ΔFosB-medierad transkription genom kompetitivt heterodimerisering med ΔFosB och därmed förhindrande av bindning av FFosB till AP-1-regionen inom promotorregioner av målgener (Winstanley et al., 2007; Pitchers et al., 2010b). Även om ΔJunD binder med hög affinitet till ΔFosB är det möjligt att vissa av de observerade effekterna av ΔJunD kan medieras genom att antagonisera andra AP-1-proteiner. Det verkar emellertid som att ΔFosB är det övervägande AP-1-proteinet uttryckt under de testade betingelserna (Pitchers et al., 2010b). Mellan 3 och 4 veckor senare mottog djuren sexuell upplevelse under 4 på varandra följande parningssessioner eller förblev naiv för att skapa 4-grupper: sexuellt naiv GFP, sexuellt upplevd GFP, sexuellt naiv ΔJunD och sexuellt erfaren ΔJunD. Sexuell erfarenhet bestod av 4 på varandra följande dagliga parningssession. Djur testades för CPP och diOlistics. Verifiering av injektionsställen utfördes såsom beskrivits tidigare (Pitchers et al., 2010b). NAc-sektioner (coronal; 100 ^ im) immunbehandlades för GFP (1: 20,000; kanin-anti-GFP-antikropp; Invitrogen). Spridning av virus var primärt begränsat till skaldelen av NAc, med ytterligare spridning till kärnan.

D1R / D2R-antagonister.

Manråttor bedövades med en intraperitoneal injektion (0.1 ml / kg) ketamin (87 mg / ml) och xylazin (13 mg / ml) och placerades i en stereotaxisk apparat (Kopf Instruments). Bilaterala 21-gauge-styrkanyler (Plast One) sänktes mot NAc vid AP + 1.7, ML ± 1.2 från bregma; -6.4 DV från skalle och säkrad med dental akryl, fäst vid tre skruvar i skalle. Djur hanterades dagligen för användning vid infusionsförfaranden under en 2 veckors återhämtningsperiod. Femton minuter före starten av varje 4 dagliga parningstider mottog manliga råttorna bilaterala mikroinjektioner av D1R-antagonisten R (+) SCH-23390-hydroklorid (Sigma-Aldrich), D2-receptor (D2R) -antagonisten S- -) etiklopridhydroklorid (Sigma-Aldrich) löstes i steril saltlösning (0.9%, vardera vid 10 / xg i 1 / 1 per halvklot, upplöst i 0.9% saltlösning) eller saltlösning (1.0 / il per halvklot) vid en flödeshastighet av 1.0 μl / min över ett 1-minintervall följt av 1 min med injektionskanylen kvar i stället för läkemedelsdiffusion. Volymen av denna injektion kommer att infilera både kärna och skal, eftersom infusioner av 0.5 μl är begränsade till skal eller kärnavdelningar (Laviolette et al., 2008). Doserna baserades på tidigare studier som visar att dessa eller lägre doser påverkat läkemedlet eller naturligt belöningsbeteende (Laviolette et al., 2008; Roberts et al., 2012). Kontrollmännen förblev sexuellt naiva men mottog intra-NAc-saltlösning innan de placerades i den tomma testburken under 4 dagliga hanterings sessioner. En vecka efter avslutad parning eller hanteringsperiod testades hanar för Amph CPP, och ryggrad och ΔFosB-analys. Användningen av fyra sessioner, i stället för fem sessioner som i de andra experimenten, valdes för att eliminera överdriven skada på NAc som orsakats av de upprepade infusionerna och möjliggör således ryggrads- och ΔFosB-analys. Faktum är att skador inte var uppenbara, och analyser av ryggrad och ΔFosB i NAc av saltlösningsinfunderade djur visade liknande data som icke-infunderade grupper i de tidigare experimenten. Tvåvägs ANOVA- och Holm-Sidak-metod med betydelse satt till p <0.05 användes för att bestämma sexuell upplevelse-inducerad underlättande av sexuellt beteende.

Resultat

Sex erfaren inducerad ΔFosB uppreglering är långvarig

För det första bestämdes de tidsmässiga korrelationerna mellan sex-inducerade förändringar i ΔFosB-uttryck, dendritiska spines i NAc och Amph-CPP, specifikt efter korta och långvariga perioder av abstinens från sexuell belöning (7 eller 28 d). Tidigare visades att sexuell erfarenhet av 5 dagliga parningssessioner orsakade en ackumulering av ΔFosB genom hela mesolimbiska systemet, särskilt i NAc (Wallace et al., 2008; Pitchers et al., 2010b). I dessa tidigare studier uppmättes ΔFosB-nivåer inom 1 d efter sexuellt beteende, och det var inte känt om ΔFosB-ackumulationen kvarstod efter långvariga perioder av belöningsavstående. Sexuellt erfarna män blev perfusionerade 1, 7 eller 28 d efter det sista av 5 dagliga parningstiderna, under vilka männen parades till en utlösning. Sexuella naiva kontroller perfusionerades samtidigt efter slutförandet av 5 dagliga hanteringssessioner. Antal ΔFosB-IR-celler i NAc-skalet och kärnan var signifikant högre än sexuellt naiva kontroller vid alla tidpunkter (Fig 1A, skal; 1 d, p = 0.022; 7 d, p = 0.015; Fig 1B: kärna; 1 d, p = 0.024; 7 d, p <0.001; 28 d, p <0.001), utom i NAc-skalet efter 28 d avhållsamhet (p = 0.280). Således fortsätter ΔFosB-uppreglering under abstinens efter sexuell erfarenhet under en period av minst 28 d.

Figur 1.     

Sexuell erfarenhet orsakade en omedelbar och bestående ökning av antalet ΔFosB-IR-celler. Vik ändring av antalet ΔFosB-IR-celler i NAc-skalet (A) och kärna (B) hos sexuellt erfarna (svarta) djur jämfört med sexuellt naiva (vita) kontroller (n = 4 varje grupp). Data är gruppmedelvärde ± SEM. *p <0.05, signifikant skillnad jämfört med naiva kontroller. Representant för bilder av Naive 1 d (C), Exp 1 d (D), Exp 7 d (E) och Exp 28 d (F). AC, Anterior commissure. Skala bar, 100 μm.

Sex erfaren inducerad ökning av dendritiska spines är övergående

Pitchers et al. (2010a) som tidigare rapporterats med hjälp av Golgi-impregneringstekniker, att sexuell erfarenhet följd av 7 d, men inte 1 d, av belöningsavbrott orsakade signifikant ökad dendritisk förgrening och antal dendritiska spines på NAc-skal och kärnneuroner (Pitchers et al., 2010a). Här undersöktes spinogenes hos sexuellt naiva och erfarna män antingen 7 d eller 28 d efter avslutad parningssession. De nuvarande resultaten med hjälp av en diOlistics-märkningsmetod bekräftade att sexuell upplevelse följd av en 7 d-sexminskningstid ökade antalet dendritiska ryggraden (F(1,8) = 9.616, p = 0.015; Fig 2VÄXELSTRÖM). Specifikt ökade antalet dendritiska spines avsevärt i NAc-skalet och kärnan (Fig 2A: skal, p = 0.011; kärna, p = 0.044). Denna ökade ryggradsdensitet var emellertid övergående och upptäcktes inte längre efter en längre sexuell avstängningsperiod av 28 d i antingen NAc-subregion (Fig 2B).

Figur 2.    

Sexuell erfarenhet orsakade en ökning av antalet dendritiska spines i NAc och sensibiliserad Amph-belöning. A, B, Antalet dendritiska spines i NAc-skalet och kärnan i 7 d (A) eller 28 d (DB av sexuellt naiva [vita] och erfarna [svarta] djur; n = 4 eller 5). Data är gruppmedelvärde ± SEM. #p <0.05, signifikant skillnad jämfört med naiva kontroller. CRepresentativa dendritiska segment från Naive 7 d och Exp 7 d-grupper användes för att kvantifiera ryggradens densitet. Skala bar, 3 μm. D, Mängden tid som spenderas i den parade kammaren (Amph eller saltlösning) under efterprövningen minus pretestet (CPP-poäng) för sexuellt naiva (vita) eller erfarna (svarta) djur testade antingen 7 d eller 28 d efter avslutad parning eller hanterings session: Naiv-Sal (7 d efter hantering; n = 8), Naiv Amph (7 d efter hantering; n = 9), Exp-Sal (kombinerade grupper av djur som testats antingen 7 d eller 28 d efter parning n = 7), 7 d Exp Amph (7 d efter parning; n = 9) och 28 d Exp Amph (28 d efter parning; n = 11). Sal-grupper som mottogs Sal parade med båda kamrarna. *p <0.05, signifikant skillnad jämfört med sexuellt erfarna saltlösningskontroller.

Sex erfaren-inducerad sensibiliserad Amph belöning är långvarig

Vi visade tidigare att sexuell upplevelse följd av 7-10 d av abstinens resulterade i förbättrad Amph belöning (Pitchers et al., 2010a). Specifikt bildade sexuellt erfarna djur en signifikant konditionerad platspreferens (CPP) för lägre doser av Amph (0.5 eller 1.0 mg / kg) som inte inducerar CPP vid sexuellt naiva kontroller. Den aktuella studien bekräftade och förlängde dessa tidigare resultat genom att visa förbättrad Amph-belöning hos sexuellt erfarna djur både efter en 7 d samt en 28 d-sexuppehållstid (Fig 2D; F(2,24) = 4.971, p = 0.016). Speciellt köpte sexuellt erfarna djur med antingen 7 eller 28 d abstinensperiod betydligt större tid i Amph-parade kammaren under efterprövningen jämfört med sexuellt upplevda negativa kontroller som mottog saltlösning i båda kamrarna (Fig 2D: Exp-Sal vs 7 d Exp AMPH, p = 0.032; vs 28 d Exp AMPH, p = 0.021). Bekräftande tidigare fynd spenderade sexuellt naiva djur inte mer tid i Amph-parade kammaren under efterprovet och skilde sig inte i preferens från den sexuellt naiva saltlösningskontrollgruppen (Fig 2D) (Pitchers et al., 2010a).

ΔFosB-aktivitet är kritisk för sexupplevelse-inducerad sensibiliserad Amph-belöning

Resultaten så långt visar att sexuell erfarenhet orsakade långvarig ackumulering av ΔFosB i NAc-neuroner korrelerade med förstärkt Amph-belöning. För att bestämma huruvida ökad ΔFosB-aktivitet är kritisk för förbättrad Amph-belöning, är ΔJunD, en dominant-negativ bindande partner av ΔFosB som undertrycker ΔFosB-medierad transkription (Winstanley et al., 2007), överuttrycktes via viral vektor-medierad genöverföring i NAc (Fig 3A,B). Resultaten av Amph CPP-testen visade att dämpning av FFB-aktivitet genom att uttrycka ΔJunD i NAc hindrade effekterna av sexuell upplevelse och 7 d-sexbelöningsavstående från förstärkt Amph-belöning. Sexuellt erfarna ΔJunD-djur bildade inte en signifikant CPP för Amph och skilde sig inte från sexuellt naiva ΔJunD-djur (Fig 3B). Däremot bildade sexuellt erfarna GFP-kontrolldjur en CPP för Amph som indikeras av ett signifikant högre CPP-poäng jämfört med sexuellt naiva GFP-kontroller (Fig 3B, p =

Figur 3.    

Attenuera ΔFosB-aktivitet i NAc-blockerad sensibiliserad AMPH-belöning och ökning av antalet NAc-spines hos sexuellt upplevda djur. ARepresentativa bilder av GFP-uttryck i tre djur som erhåller en injektion av rekombinant adenoassocierad viral-AJunD riktade mot kärnans accumbens, vilket illustrerar små (vänster), mellanliggande (mitten) och stora (högra) injektionsställen. AC, Anterior commissure; LV, lateral ventrikel. Skala bar, 250 μm. B, Schematisk illustration av mest framträdande platser och mönster för spridning av virus. I alla djur upptäcktes GFP i skalet, men spridningen till kärnan var variabel. C, Mängden tid som spenderades i Amph-parad kammare under efterprövningen minus pretest (CPP-poäng) för sexuellt naiva (vita) och erfarna (svarta) djur som antingen fick en injektion av GFP-kontrollvektor (Naive, n = 9; exp, n = 10) eller AJunD-vektor (Naiv, n = 9; exp, n = DRepresentativa bilder av dendritiska segment från sexuellt erfarna GFP och ΔJunD används för att kvantifiera ryggradens densitet. Skala bar, 3 μm. EAntalet dendritiska spines i NAc av sexuellt naiva (vita) och erfarna (svarta) djur som antingen mottog en injektion av GFP-kontrollvektor eller AJunD-vektor. Data är gruppmedelvärde ± SEM. *p <0.05, signifikant skillnad jämfört med naiva kontroller. #p <0.05, signifikant skillnad från GFP-erfarna kontroller.

De dämpande effekterna av ΔJunD-överuttryck var inte resultatet av en störning av sexuellt beteende vid förvärv av sexuell erfarenhet. Uttryck av ΔJunD i NAc har tidigare visat sig förhindra att sexuellt beteende efterlevs efter sexuella erfarenheter (Pitchers et al., 2010b). Detta bekräftades faktiskt i det aktuella experimentet. GFP-kontrolldjur visade kortare latenser för montering, intromission och ejakulation och färre monteringar och intromission under den fjärde på varandra följande dagen av parningstest jämfört med den första dagen av parning (Tabell 1). Däremot visade ΔJunD-injicerade djur inte signifikant kortare latenser för montering eller intromission eller lägre antal fästen under den fjärde dagen av parning jämfört med den första. Således dämpade ΔJunD-infusioner i NAc effekterna av sexuell upplevelse. Det fanns emellertid inga signifikanta skillnader i någon av parningsparametrarna mellan GFP-kontroll och ΔJunD-infunderade grupper under någon av parningstesterna, vilket indikerar att effekter av ΔJunD-infusioner på sexupplevelsesinducerad sensibilisering av Amph CPP inte är resultatet av skillnader i parning i sig (Tabell 1).

Visa denna tabell:     

Tabell 1.    

Parametrar av sexuellt beteende under förvärv av sexuell erfarenhet i grupper som mottog NAc-infusioner av GFP- eller AJunD-uttryckande virala vektorera

ΔFosB är kritisk för sexupplevelse-inducerad ökning av NAc-dendritiska spines

ΔFosB-aktivitet krävdes även för den ökade ryggradens densitet hos NAc-neuroner efter sexupplevelse och 7 d-sexbelöning avhållande (Fig 3C,D). För ryggradsanalys i NAc av djur som beskrivits ovan för CPP visade tvåvägs ANOVA signifikanta effekter av både sexuell erfarenhet (F(1,34) = 31.768, p <0.001) och viral vektorbehandling (F(1,34) = 14.969, p = 0.001), liksom en interaktion (F(1,34) = 10.651, p = 0.005). Specifikt hade sexuellt erfarna GFP-kontrolldjur ett större antal NAc-spines jämfört med sexuellt naiva GFP-kontroller (Fig 3D: p <0.001), vilket bekräftar vår tidigare upptäckt (Pitchers et al., 2010a). Däremot var sexuellt erfarna ΔJunD-djur inte signifikant olika från sexuellt naiva ΔJunD-grupper och var signifikant lägre jämfört med sexuellt erfarna GFP-kontrolldjur (Fig 3D: p <0.001). Således blockerade ΔJunD-uttryck i NAc effekterna av sexuell upplevelse och belönar avhållsamhet på NAc-spinogenes.

D1R-antagonisten blockerar sexupplevelsesinducerad ΔFosB-uppreglering

För att bestämma huruvida D1R- eller D2R-aktivering i NAc under parning krävs för sexupplevelsesinducerad ΔFosB-uppreglering och sensibiliserad Amph CPP, mottog djuren lokala infusioner av antingen en D1R- eller D2R-antagonist (eller saltlösning) i NAc 15-minen före var och en av 4 dagliga på varandra följande parningstider. Det är viktigt att varken D1R eller D2R-antagonistinfusioner i NAc påverkade initiering eller uttryck av sexuellt beteende under några parningstider (Fig 4D-F). Likaledes, D1R- eller D2R-antagonism hindrade inte tillförande effekter av sexuell erfarenhet vid parning, eftersom alla grupper visade underlättande av sexuellt beteende, framgår av kortare utlösningstidslängder på dag 4 jämfört med dag 1 (Fig 4F) (F(1,40) = 37.113, p <0.001; Sal, p = 0.004; D1R Ant, p = 0.007; D2R Ant, p <0.001).

Figur 4.    

Dopaminreceptorantagonister infuserade i NAc påverkar inte sexuellt beteende. Koronala NAc-sektioner (A, + 2.2; B, + 1.7; C, + 1.2 från bregma) som indikerar intra-NAc-injektionsställen för alla djur. Kanoner var bilaterala men är ensidigt representerade för att enkelt presentera alla djur (Naive-Sal, White, n = 7; Exp-Saline; mörkgrå, n = 9; Exp D1R Ant, ljusgrå, n = 9; Exp D2R Ant, svart, n = 8). AC, Anterior commissure; LV, lateral ventrikel; CPu, caudate-putamen. Mount latens (D), intromission latens (E) och ejaculationslatens (F) för alla sexuellt erfarna grupper (Saline, vit; D1R Ant, grå; D2R Ant, svart). Data representerar medelvärdet ± SEM. *p <0.05, signifikant skillnad mellan dag 1 och dag 4 inom behandlingen.

Analys av antalet ΔFosB-IR-celler i NAc 7 d efter den sista NAc-infusionen och parning eller hanterings-sessionen visade signifikanta skillnader mellan grupper i både NAc-skalet (F(3,29) = 18.070, p <0.001) och kärna (F(3,29) = 10.017, p <0.001). För det första orsakade sexuell upplevelse av saltlösning-infunderade kontroller en signifikant uppreglering av ΔFosB jämfört med sexuellt naiva kontroller (Fig 5A, skal p <0.001; Fig 5B: kärna, p <0.001), vilket bekräftar resultaten ovan. Antagonism av D1R, men inte D2R, förhindrade eller dämpade denna uppreglering av ΔFosB. I NAc-skalet visade D1R-antagonistbehandlade sexuellt erfarna män ingen ökning av ΔFosB-IR-celler jämfört med sexuellt naiva kontroller (Fig 5A: p = 0.110), och ΔFosB-uttrycket var signifikant lägre jämfört med sexuellt erfarna saltlösnings hanar (Fig 5A: p = 0.002). I NAc-kärnan hade D1R-antagonism en partiell effekt: ΔFosB ökade signifikant i D1R-antagonistbehandlade män jämfört med naiv saltlösningskontroll (Fig 5B: p = 0.031), men denna uppreglering var signifikant lägre jämfört med sexuellt erfarna saltlösningsbehandlade män (Fig 5B: p = 0.012). D2R-antagonistbehandling påverkade inte ΔFosB-induktion eftersom sexuellt erfarna män som fick D2R-antagonist hade ett signifikant större antal ΔFosB-IR-celler jämfört med naiv saltlösningskontroll (Fig 5A: skal, p <0.001; Fig 5B: kärna, p <0.001) och D1R antagonistbehandlade män (Fig 5A: skal, p <0.001; Fig 5B: kärna, p = 0.013), och skilde sig inte från sexuellt erfarna saltlösnings hanar.

Figur 5.     

Blockering av D1R i NAc dämpar ökningen av antalet ΔFosB-IR-celler i NAc hos sexuellt erfarna djur. Vik ändring av antalet ΔFosB-IR-celler i NAc-skalet (A) och kärna (B) hos sexuellt erfarna (svarta) djur jämfört med sexuellt naiva (vita) kontroller (Naive-Sal, n = 6; Exp-Saline, n = 7; Exp D1R Ant, n = 9; Exp D2R Ant, n = 8). Data är gruppmedelvärde ± SEM. *p <0.05, signifikant skillnad jämfört med naiva kontroller. #p <0.05, signifikant skillnad jämfört med saltlösning och D2R Ant-erfarna djur. Representant för bilder av Naive Sal (C), Exp Sal ​​(D), Exp D1R Ant (E) och Exp D2R Ant (F). AC, Anterior commissure. Skala bar, 100 μm.

För att kontrollera för potentiell spridning av D1R- eller D2R-antagonister i dorsalstriatum analyserades ΔFosB-uttryck i ett område direkt dorsalt mot NAc och intill sido-ventrikeln, eftersom induktion av ΔFosB i dorsalstriatum av psykostimulanter och opiater är beroende av D1R aktivitet (Zhang et al., 2002; Muller och Unterwald, 2005). Sexuell erfarenhet ökade antalet ΔFosB-ir-celler i dorsalstriatum i saltlösningsbehandlade hanar (Naive-Sal: 35.6 ± 4.8 vs Exp-Sal: 82.9 ± 5.1; p <0.001), vilket bekräftar vår tidigare rapport (Pitchers et al., 2010b). Dessutom påverkade inte D1R- eller D2R-antagonistinfusioner i NAc sexupplevelsesinducerad ΔFosB i dorsalstriatumen (Exp-D1R: 82.75 ± 2.64 ir-celler; Exp-D2R: 83.9 ± 4.4 ir-celler; p <0.001 jämfört med Naive-Sal-kontroller). Dessa resultat tyder på att spridningen av antagonistinfusioner främst var begränsad till NAc.

D1R-antagonisten i NAc-blocken sensibiliserad Amph-belöning

D1R-blockering i NAc under parning också blockerad könseringsinducerad förstärkt Amph-belöning, testad 7 d efter den sista NAc-infusionen och parningstest (F(3,29) = 2.956, p = 0.049). Sexuellt erfarna djur som fick saltlösning i NAc under parningstiderna spenderade en betydligt större mängd tid i Amph-parade kammaren jämfört med sexuellt naiva män (Fig 6A, p = 0.025), bekräftar resultaten ovan. Däremot bildade sexuellt erfarna djur som mottog intra-NAc D1R-antagonist under parning inte en CPP för Amph. De skilde sig inte från sexuellt naiva kontroller och spenderade betydligt mindre tid i Amph-parade kammaren jämfört med saltlösning (Fig 6A: p = 0.049) eller D2R-antagonist (Fig 6A: p = 0.038) infunderas sexuellt erfarna män. D2R-antagonistinfusioner påverkar inte den förbättrade Amph-belöningen som sexuellt erfarna djur med NAc D2R-antagonistinfusioner bildade en signifikant Amph-CPP jämfört med naiv saltlösningskontroll (Fig 6A: p = 0.040) och D1R-antagonist upplevde djur (Fig 6A: p = 0.038), och skilde sig inte från sexuellt erfarna saltlösnings hanar.

Figur 6.     

Blockering av D1-receptorer i NAc avskaffar sensibiliserad Amph-belöning och ökad dendritisk ryggrad hos sexuellt erfarna djur. A, Mängden tid som spenderas i Amph-parad kammare under efterprövningen minus pretest (CPP-poäng, sekunder) för sexuellt naiv (vit, n = 6) och erfarna (svarta) djur som fick saltlösning (n = 7), D1R-antagonist (n = 9) eller D2R-antagonist (n = 8). Data är gruppmedelvärde ± SEM. *p <0.05, signifikant skillnad jämfört med naiva saltlösningskontroller. #p <0.05, signifikant skillnad från D1R Ant-upplevda djur. B, Antal dendritiska spines (per 10 μm) för sexuellt naiv (vit, n = 7) och erfarna (svarta) djur som fick saltlösning (n = 8), D1R-antagonist (n = 8) eller D2R-antagonist (n = 8). Data är gruppmedelvärde ± SEM. *p <0.05, signifikant skillnad jämfört med naiva saltlösningskontroller. #p <0.05, signifikant skillnad från erfarna saltlösningskontroller.

D1R-antagonistbehandling blockerar sex-erfarenhetsinducerad NAc-spinogenes

Analys av ryggradens täthet i NAc hos dessa samma djur visade att D1R-aktivering under parning var nödvändig för ökad NAc-ryggradensitet efter sexuell erfarenhet och 7 d av sexbelöningsavstående (Fig 6B; F(3,26) = 41.558, p <0.001). Specifikt hade sexuellt upplevda saltlösningskontroller och D2R-antagonistdjur ett signifikant större antal ryggar jämfört med sexuellt naiva saltlösningskontroller (Fig 6B: p <0.001) som bekräftar våra tidigare resultat (Pitchers et al., 2010a) och fynd med GFP-kontrollvirusvektorer som beskrivits ovan. Däremot skiljer sig inte sexuellt erfarna D1R-antagonistinfunderade djur från sexuellt naiva saltlösningsinfunderade kontroller (Fig 6B). Det fanns en partiell effekt av infusion av D2R-antagonister, eftersom D2R-infunderade djur visade signifikant lägre ryggradens densiteter än sexuellt erfarna saltlösningskontroller (Fig 6B: p = 0.02), men betydligt högre antal spines jämfört med sexuellt naiva saltlösningskontroller och D1R-behandlade erfarna män (p <0.001; Fig 6B). Således blockerade D1R-blockeringen i NAc under parning effekterna av sexuell upplevelse och belönade avhållande på NAc-spinogenes.

Diskussion

I den aktuella studien visade vi kors-sensibilisering mellan natur- och drogbelöning, när den naturliga belöningen följdes av en period av avhållsamhet. Specifikt visade vi att erfarenheterna av sexuellt beteende följt av 7 eller 28 d av abstinens orsakar förbättrad Amph-belöning. Dessa fynd har likheter med den etablerade kritiska rollen av en avhållningsperiod från missbrukande läkemedel vid inkubation av läkemedelsbehov (Lu et al., 2005; Thomas et al., 2008; Wolf, 2010b, 2012; Xue et al., 2012). Vidare är naturligt belöningsinducerad ΔFosB i NAc kritisk för kors-sensibiliserande effekter av naturlig belöningsavstående på psykostimulant belöning, potentiellt via spinogenes i NAc under en period av belöningsavstående. Vi visade att ΔFosB ackumulering i NAc efter sexuell erfarenhet är långvarig och beroende av NAc D1R aktivitet under parning. I sin tur visade sig denna D1R-medierad ΔFosB-uppreglering i NAc vara avgörande för ökad belöning för Amph och ökad ryggradsdensitet i NAc, även om dessa resultat av sexuell erfarenhet är beroende av en period av avhållande från sexuell belöning (Pitchers et al., 2010a). Slutligen visade vi att NAc-spinogenes kan bidra till den initiala utvecklingen av kortsiktigt uttryck av sensibiliserad Amph-belöning men är inte kritisk för fortsatt uttryck av förbättrad läkemedelsbelöning, eftersom ökad ryggradensitet i NAc var övergående och observerades efter en 7 d, men inte 28 d, abstinensperiod.

Det har länge varit känt att dopamin frisätts i NAc under naturligt belöningsbeteende, inklusive sexuellt beteende. Vid introduktion av en mottaglig kvinna ökas extracellulär dopamin i NAc och förblir förhöjd under parning (Fiorino et al., 1997). Den aktuella studien visade att infusionen av dopaminreceptorantagonister i NAc under parning inte hade någon effekt på initiering eller utförande av sexuellt beteende, vilket stämmer överens med att dopamin inte är involverat i uttrycket av belöningsbeteende i sig, utan snarare för tillskrivning av uppmuntrande salience av könsrelaterade signaler (Berridge och Robinson, 1998). Faktum är att signaler som förutsäger sexuell belöning orsaka aktivering av neuroner inom det mesolimbiska dopaminbelöningssystemet, inklusive de dopaminerga cellerna i det ventrala tegmentala området och deras mål, NAc (Balfour et al., 2004). Upprepat sexuellt beteende inducerar ΔFosB i NAc, vilket i sin tur medger den erfarenhetsinducerade förstärkningen av sexuellt beteende (Pitchers et al., 2010b). Nuvarande resultat visar att parningsinducerad ΔFosB-uppreglering faktiskt är beroende av D1R-aktivering i NAc under parning. Detta resultat är i överensstämmelse med tidigare studier som visar att upprepad psykostimulant administrering fortsatte att öka ΔFosB i NAc-medium snygga neuroner som uttrycker D1R (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) och att sådan AFosB-uppreglering är beroende av D1R-aktivitet (Zhang et al., 2002). Dessutom kan sensibiliserade läkemedelsreaktioner, som normalt observeras i ett läkemedelsupplevt djur, framställas i frånvaro av tidigare läkemedelsexponering genom överuttryck av FFosB i D1R som uttrycker neuroner i striatumet (Kelz et al., 1999). Thus, ökar både natur- och drogbelöningen ΔFosB i NAc via en D1R-beroende mekanism för att sensibilisera belöningsbeteenden.

Vidare visar de aktuella resultaten att ΔFosB är en kritisk medlare av kors-sensibiliseringen mellan naturbelöningsupplevelse och psykostimulerande belöning. Såsom noterats har ΔFosB-aktivitet i NAc tidigare implicerats i sensibiliserade läkemedelsreaktioner, eftersom ΔFosB-överuttryck i NAc sensibiliserar den lokomotoriska aktiveringen till kokain efter föregående akut eller upprepad administrering (Kelz et al., 1999) ökar känsligheten för kokain och morfin-CPP (Kelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006) och orsakar självbehandling av lägre doser kokain (Colby et al., 2003). Den aktuella studien visar att blockad av D1R eller ΔFosB-aktivitet i NAc under parning avskaffade sexupplevelsesinducerad sensibilisering av Amph-belöning.

Den aktuella studien visade att en avstängningsperiod från sexuell belöning krävs för sensibilisering av Amph-belöning och NAc-spinogenes. Vi förutser att ΔFosB under denna abstinensperiod påverkar neuronfunktionen genom att ändra nedströms genuttryck för att initiera spinogenes och förändra synaptisk styrka. Faktum är att blockering av induktionen av ΔFosB i NAc under parning förebyggde ökad ryggradens densitet i NAc detekterad efter belöningsavstående. Vidare förhindrade infusion av en D1R-antagonist i NAc före varje parningssession den sexupplevelse-inducerad ökningen av ΔFosB och den efterföljande ökade ryggradens densitet.

ΔFosB är en transkriptionsfaktor som kan fungera som en transkriptionsaktivator eller repressor för att påverka uttrycket av en myriad av målgener som i sin tur kan påverka spindeltäthet och synaptisk styrka i NAc (Nestler, 2008). Mer specifikt, ΔFosB aktiverar cykliskt beroende kinas-5 (Bibb et al., 2001; Kumar et al., 2005), kärnfaktor κ B (NF-KB) (Russo et al., 2009b), och GluA2-subenheten av glutamat AMPA-receptorn (Vialou et al., 2010) och reprerar transkription av den omedelbara tidiga genen c-fos (Pitchers et al., 2010b) och histon-metyltransferas G9 (Maze et al., 2010). Cyclik-beroende kinas-5 reglerar cytoskeletala proteiner och neuritutväxt (Taylor et al., 2007). Vidare ökar aktiveringen av NF-KB antalet dendritiska ryggraden i NAc, medan inhibering av NF-KB minskade basala dendritiska ryggraden och blockerar den kokaininducerade ökningen i ryggraden (Russo et al., 2009b). Sexuell belöning ökar således ΔFosB i NAc, vilket kan förändra NAc-ryggradens densitet genom flera mål (dvs cykliskt beroende kinas-5, NF-KB) och att den övergripande konsekvensen är sensibiliserad läkemedelsbelöning, vilket antogs av Russo et al. (2009a) för åtgärder av upprepad kokain.

En oväntad observation i den aktuella studien var att ökad ryggradensitet i NAc var övergående och upptäcktes inte längre vid 28 d efter sexuell erfarenhet. Sålunda korrelerades ökad ryggradens täthet med uppkomsten av förbättrad Amph-belöning och kan bidra till den initiala utvecklingen eller kortsiktigt uttryck av sensibiliserade Amph-svar. En ökad ryggradsdensitet var emellertid inte nödvändig för persistensen av sensibiliserad Amph-belöning efter långvariga avbrottstider. Vi har tidigare visat att sexuell erfarenhet orsakar en kortvarig (7, men inte 28, dagar efter sista parningen) ökning av NMDA-receptorunderenheten NR-1 i NAc, som återställdes till baslinjenivåer efter långvariga perioder av belöningsavstående (Pitchers et al., 2012). Detta ökade NMDA-receptoruttryck var hypoteserat för att vara en indikation på sex-erfarna inducerade tysta synapser (Huang et al., 2009; Brown et al., 2011; Pitchers et al., 2012), och föreslår möjligheten att sexupplevelse-inducerad ryggradstillväxt är beroende av förbättrad NMDA-receptoraktivitet (Hamilton et al., 2012).

Sammanfattningsvis belyser den aktuella studien kors-sensibilisering av läkemedelsbelöning med en naturlig belöning (kön) och dess beroende av en belöningsavstående. Dessutom medierades denna beteendeplasticitet av ΔFosB via D1R-aktivering i NAc. Därför tyder data på att förlust av en naturlig belöning efter belöningserfarenhet kan göra individer sårbara för utveckling av narkotikamissbruk och att en medlare av denna ökade sårbarhet är ΔFosB och dess nedströms transkriptionella mål.

fotnoter

  • Mottagit oktober 16, 2012.
  • Revision mottog December 12, 2012.
  • Godkänd December 23, 2012.
  • Detta arbete stöddes av den kanadensiska institutet för hälsoforskning (LMC), National Institute of Mental Health (EJN), och Canadian Science and Engineering Research Council of Canada (KKP och LMC). Vi tackar doktor Catherine Woolley (Northwestern University) för hjälp med diOlistic märkningsteknik.

  • Författarna förklarar inga konkurrerande ekonomiska intressen.

  • Korrespondens bör adresseras till Dr Lique M. Coolen, Institutionen för fysiologi och biofysik, University of Mississippi Medical Center, 2500 North State Street, Jackson, MS 39216. [e-postskyddad]

referenser

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

    (2004) Sexuellt beteende och sexrelaterade miljöanpassningar aktiverar mesolimbic systemet hos hanrotter. Neuropsychopharmacology 29: 718-730.

    1. Berridge KC,
    2. Robinson TE

    (1998) Vad är dopaminens roll i belöning: hedonisk inverkan, belöningsbelöning eller incitamentsalience? 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) Effekter av kronisk exponering för kokain regleras av neuronproteinet Cdk5. Natur 410: 376-380.

    1. Bradley KC,
    2. Meisel RL

    (2001) Sexuellt beteende induktion av c-Fos i kärnans accumbens och amfetaminstimulerad lokomotorisk aktivitet är sensibiliserad av tidigare sexuell erfarenhet hos kvinnliga syriska hamstrar. J Neurosci 21: 2123-2130.

    1. Brun 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) En tyst synapsbaserad mekanism för kokaininducerad lokomotorisk sensibilisering. J Neurosci 31: 8163-8174.

    1. Cameron CM,
    2. Carelli RM

    (2012) Kokainabstinens förändrar kärnan accumbens skjutdynamik under målriktad beteende för kokain och sackaros. Eur J Neurosci 35: 940-951.

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

    (2010) Synaptisk plasticitet i mesolimbic systemet: terapeutiska konsekvenser för missbruk av substanser. Ann NY Acad Sci 1187: 129-139.

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

    (2003) Striatal cellspecifik överuttryck av FosB ökar incitamentet för kokain. J Neurosci 23: 2488-2493.

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

    (1997) Dynamiska förändringar i kärnan bidrar till dopaminutflöde under Coolidge-effekten hos hanrotter. J Neurosci 17: 4849-4855.

    1. Forlano PM,
    2. Woolley CS

    (2010) Kvantitativ analys av pre- och postsynaptiska könsskillnader i kärnans accumbens. J Comp Neurol 518: 1330-1348.

    1. Frohmader KS,
    2. Platser KK,
    3. Balfour ME,
    4. Kyl LM

    (2010a) Blanda nöjen: granskning av läkemedlets effekter på könsbeteende hos människor och djurmodeller. Horm Behav 58: 149-162.

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

    (2010b) Metamfetamin verkar på subpopulationer av neuroner som reglerar sexuellt beteende hos hanrotter. Neuroscience 166: 771-784.

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

    (2012) Aktivitetsberoende tillväxt av nya dendritiska spines regleras av proteasomen. Neuron 74: 1023-1030.

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

    (2009) Δ FosB-överuttryck i kärnan accumbens ökar sexuell belöning hos kvinnliga syriska hamstrar. Genes Brain Behav 8: 442-449.

    1. Huang YH,
    2. Lin Y,
    3. Mu P,
    4. Lee BR,
    5. Brun 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) In vivo kokain erfarenhet genererar tysta synapser. Neuron 63: 40-47.

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

    (2006) Neurala mekanismer för missbruk: rollen som belöningsrelaterad inlärning och minne. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

    1. Kalivas PW

    (2009) Glutamathemostasishypotesen om missbruk. Nat Rev Neurosci 10: 561-572.

    1. Kauer JA,
    2. Malenka RC

    (2007) Synaptisk plasticitet och beroende. Nat Rev Neurosci 8: 844-858.

    1. Kelley AE

    (2004) Minne och beroende: delade neurala kretsar och molekylära mekanismer. Neuron 44: 161-179.

    1. Kelz MB,
    2. Chen J,
    3. Carlezon WA Jr.,
    4. Whisler K,
    5. Gilden L,
    6. Beckmann AM,
    7. Steffen C,
    8. Zhang YJ,
    9. Marotti L,
    10. Själv DW,
    11. Tkatch T,
    12. Baranauskas G,
    13. Surmeier DJ,
    14. Neve RL,
    15. Duman RS,
    16. Picciotto MR,
    17. Nestler EJ

    (1999) Uttryck av transkriptionsfaktorn FosB i hjärnan styr känsligheten för kokain. Natur 401: 272-276.

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

    (2009) Metylfenidatinducerad dendritisk ryggradssbildning och FFOSB-uttryck i kärnbärande celler. Proc Natl Acad Sci USA 106: 2915-2920.

    1. Koob GF,
    2. Volkow ND

    (2010) Neurokretsen av missbruk. Neuropsychopharmacology 35: 217-238.

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

    (2005) Kromatinomvandling är en nyckelmekanism som ligger bakom kokaininducerad plasticitet i striatum. Neuron 48: 303-314.

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

    (2008) Dopamin-signalering via D1-liknande mot D2-liknande receptorer i kärnan accumbens-kärnan mot skalet modulerar differentiellt nikotinbelöningskänsligheten. J Neurosci 28: 8025-8033.

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

    (2006) Kokaininducerad dendritisk ryggradssbildning i D1- och D2-dopaminreceptorinnehållande mellanspinniga neuroner i nukleinsymboler. Proc Natl Acad Sci USA 103: 3399-3404.

    1. Lennette DA

    (1978) Ett förbättrat monteringsmedium för immunofluorescensmikroskopi. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

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

    (2005) Central amygdala ERK signalväg är avgörande för inkubation av kokainbehov. Nat Neurosci 8: 212-219.

    1. Mameli M,
    2. Lüscher C

    (2011) Synaptisk plasticitet och missbruk: inlärningsmekanismerna gick fel. Neuro 61: 1052-1059.

    1. Maze I,
    2. Covington HE 3rd.,
    3. Dietz DM,
    4. LaPlant Q,
    5. Renthal W,
    6. Russo SJ,
    7. Mekanik 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) Väsentlig roll för histon-metyltransferas G9a i kokaininducerad plasticitet. Vetenskap 327: 213-216.

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

    (2011) Calcium-permeabla AMPA-receptorer finns närvarande i nukleinsymboler efter långvarig återtagning från kokain självadministrering men inte kokain som administrerats av experiment. J Neurosci 31: 5737-5743.

    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Sexuell erfarenhet hos kvinnliga gnagare: Cellmekanismer och funktionella konsekvenser. Brain Res 1126: 56-65.

    1. Muller DL,
    2. Unterwald EM

    (2005) D1 dopaminreceptorer modulerar ΔFosB-induktion i råttstriatum efter intermittent morfinadministration. J Pharmacol Exp Ther 314: 148-154.

    1. Nestler EJ

    (2008) Transkriptionsmekanismer för missbruk: ΔFosBs roll. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 363: 3245-3255.

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

    (2001) ΔFosB: en hållbar molekylomkopplare för beroende. 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 i kärnan accumbens reglerar matförstärkt instrumentalt beteende och motivation. J Neurosci 26: 9196-9204.

    1. Olsen CM

    (2011) Naturliga belöningar, neuroplasticitet och narkotikamissbruk. Neuro 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) Induktion av ΔFosB i belöningsrelaterade hjärnstrukturer efter kronisk stress. J Neurosci 24: 10594-10602.

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

    (2008) Distinkta mönster av ΔFosB induktion i hjärnan av missbruksmedel. Synapsen 62: 358-369.

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

    (2010a) Neuroplasticitet i mesolimbic systemet inducerad av naturlig belöning och efterföljande belöningsavstående. Biolpsykiatri 67: 872-879.

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

    (2010b) ΔFosB i kärnan accumbens är kritisk för förstärkande effekter av sexuell belöning. Genes Brain Behav 9: 831-840.

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

    (2012) Erfarenhet av naturliga belöningar förändrar AMPA- och NMDA-receptordistributionen och funktionen i kärnan accumbens. PLoS One 7: e34700.

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

    (2012) Dopamin D1-receptormodulering i kärnan accumbens sänker frivilligt hjul som körs på råttor som är uppfödda för att köra höga avstånd. Physiol Behav 105: 661-668.

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

    (2009a) Neurotrofa faktorer och strukturell plasticitet i beroende. Neuro 56 (Suppl 1): 73-82.

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

    (2009b) Kärnfaktor KB-signalering reglerar neuronal morfologi och kokainbelöning. J Neurosci 29: 3529-3537.

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

    (2007) Inhibering av Cdk5 i kärnan accumbens ökar de lokomotoriska aktiverande och incitament-motiverande effekterna av kokain. Proc Natl Acad Sci USA 104: 4147-4152.

    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Zhang Q,
    4. Platser KK,
    5. Kyl LM

    (2009) Sexuell belöning hos hanrotter: effekter av sexuell erfarenhet på konditionerade platspreferenser i samband med utlösning och intromissioner. Horm Behav 55: 93-97.

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

    (2008) Neuroplasticitet i mesolimbic dopaminsystemet och kokainberoende. 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 i hjärnbelöningskretsar förmedlar motståndskraft mot stress och antidepressiva reaktioner. 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. Grön TA,
    9. Kirk A,
    10. Iñiguez SD,
    11. Perrotti LI,
    12. Barrot M,
    13. DiLeone RJ,
    14. Nestler EJ,
    15. Bolaños-Guzmán CA

    (2008) Påverkan av ΔFosB i kärnan accumbens på naturligt belöningsrelaterat beteende. 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 reglerar hjullöpning. J Neurosci 22: 8133-8138.

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

    (2007) ΔFosB induktion i orbitofrontal cortex medger tolerans mot kokaininducerad kognitiv dysfunktion. J Neurosci 27: 10497-10507.

    1. Wolf ME

    (2010a) Bermuda-triangeln av kokaininducerade neuroadaptationer. Trender Neurosci 33: 391-398.

    1. Wolf ME

    (2010b) Reglering av AMPA-receptorhandel i kärnan accumbens av dopamin och kokain. Neurotox Res 18: 393-409.

    1. Wolf ME

    (2012) Neurovetenskap: Beteendeeffekter av kokain reverserad. Natur 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) Ett minne för återhämtning-utrotning för att förhindra läkemedelsbehov och återfall. Vetenskap 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) En väsentlig roll för ΔFosB i kärnans accumbens i morfinåtgärd. Nat Neurosci 9: 205-211.

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

    (2002) Dopamin D1-receptorn är en kritisk mediator för kokaininducerat genuttryck. J Neurochem 82: 1453-1464.

Artiklar som citerar denna artikel

  • Eventuella bidrag av en ny form av synaptisk plasticitet i Aplysia för att belöna, minne och deras dysfunktioner i däggdjurshjärnan Learning & Memory, 18 september 2013, 20 (10): 580-591

HELA STUDIEN - AVSNITT FÖR DISKUSSION:

I den aktuella studien visade vi kors-sensibilisering mellan natur- och drogbelöning, när den naturliga belöningen följdes av en period av avhållsamhet. Specifikt visade vi att erfarenhet av sexuellt beteende, följt av 7 eller 28 d av abstinens, orsakar förbättrad Amph-belöning.

Dessa fynd har likheter med den etablerade kritiska rollen som en avhållningsperiod från missbruksmedel vid inkubation av läkemedelsbehov (Lu et al., 2005; Thomas et al., 2008; Wolf, 2010b, 2012; Xue et al., 2012). Vidare är naturligt belöningsinducerad? FosB i NAc är kritisk för kors-sensibiliserande effekter av naturlig belöning avhållande på psykostimulant belöning, potentiellt via spinogenes i NAc under en period av belöningsavstående.

Vi visade det? FosB ackumulering i NAc efter sexuell erfarenhet är långvarig och beroende av NAc D1R aktivitet under parning. I sin tur visade sig denna D1R-medierade? FosB-uppreglering i NAc vara avgörande för ökad belöning för Amph och ökad ryggradsdensitet i NAc, även om dessa resultat av sexuell erfarenhet är beroende av en period av avhållande från sexuell belöning (Pitchers et al., 2010a). Slutligen visade vi att NAc-spinogenes kan bidra till den initiala utvecklingen av kortsiktigt uttryck av sensibiliserad Amph-belöning men är inte kritisk för fortsatt uttryck av förbättrad läkemedelsbelöning, eftersom ökad ryggradensitet i NAc var övergående och observerades efter en 7 d, men inte 28 d, abstinensperiod.

Det har länge varit känt att dopamin frisätts i NAc under naturligt belöningsbeteende, inklusive sexuellt beteende. Vid introduktion av en mottaglig kvinna ökas extracellulär dopamin i NAc och förblir förhöjd under parning (Fiorino et al., 1997). Den aktuella studien visade att infusionen av dopaminreceptorantagonister i NAc under parning inte hade någon effekt på initiering eller utförande av sexuellt beteende, vilket stämmer överens med att dopamin inte är involverat i uttrycket av belöningsbeteende i sig, utan snarare för tillskrivning av uppmuntrande salience av könsrelaterade signaler (Berridge och Robinson, 1998). Faktum är att signaler som förutsäger sexuell belöning orsakar aktivering av neuroner inom det mesolimbiska dopaminbelöningssystemet, inklusive de dopaminerga cellerna i det ventrala tegmentala området och deras mål, NAc (Balfour et al., 2004).

Upprepat sexuellt beteende inducerar? FosB i NAc, vilket i sin tur medger den erfarenhetsinducerade förstärkningen av sexuellt beteende (Pitchers et al., 2010b). Nuvarande resultat visar att parning-inducerad FosB-uppreglering är faktiskt beroende av D1R-aktivering i NAc under parning. Detta resultat är i överensstämmelse med tidigare studier som visar att upprepad psykostimulant administrering ständigt ökat? FosB i NAc-medium snygga neuroner som uttrycker D1R (Lee et al., 2006, Kim et al., 2009) och att sådan FosB uppreglering är beroende av D1R-aktivitet (Zhang et al., 2002). Dessutom kan sensibiliserade läkemedelsreaktioner, som normalt observeras i ett läkemedelsupplevt djur, produceras i frånvaro av tidigare läkemedelsexponering genom överuttryck av? FosB i D1R som uttrycker neuroner i striatumen (Kelz et al., 1999). Således ökar både natur- och drogbelöningen? FosB i NAc via en D1R-beroende mekanism för att sensibilisera belöningsbeteenden.

Dessutom visar de aktuella resultaten att? FosB är en kritisk medlare av kors-sensibilisering mellan naturbelöningsupplevelse och psykostimulant belöning. FosB-aktivitet i NAc har tidigare varit implicerad i sensibiliserade läkemedelsreaktioner, eftersom FosB-överuttryck i NAc sensibiliserar den lokomotoriska aktiveringen till kokain efter föregående akut eller upprepad administrering (Kelz et al., 1999), ökar känsligheten för kokain och morfin-CPP (Kelz et al., 1999, Zachariou et al., 2006) och orsakar självadministrering av lägre doser kokain (Colby et al., 2003). Den nuvarande undersökningen visar att blockering av D1R eller FosB-aktivitet i NAc under parning avskaffad sex erfarenhetsinducerad sensibilisering av Amph-belöning. Thus, natur och drogbelöningar sammanfaller inte bara på samma neurala väg, de sammanfaller på samma molekylär mediatorer (Nestler et al., 2001; Wallace et al., 2008; Hedges et al., 2009; Pitchers et al., 2010b), och troligen i samma neuroner i NAc (Frohmader et al., 2010b), att påverka incitamentet salience och "vilja" av båda typerna av belöningar (Berridge och Robinson, 1998).

Den aktuella studien visade att en avstängningsperiod från sexuell belöning krävs för sensibilisering av Amph-belöning och NAc-spinogenes. Vi hypoteser att? FosB under denna avstängningsperiod påverkar neuronfunktionen genom att ändra nedströms genuttryck för att initiera spinogenes och förändra synaptisk styrka. Verkligen, blockering av induktionen av? FosB i NAc under parning förebyggd ökad ryggradensitet i NAc detekterad efter belöningsavstående. Dessutom, jagnfusion av en D1R-antagonist i NAc före varje parningssession hindrade den sexupplevelse-inducerad ökningen i FosB och den efterföljande ökade ryggradens densitet. ? FosB är en transkriptionsfaktor som kan fungera som en transkriptionsaktivator eller repressor för att påverka uttrycket av en myriad av målgener som i sin tur kan påverka spindeltätheten och synaptisk styrka i NAc (Nestler, 2008). Mer specifikt aktiverar FosB cykliskt beroende kinas-5 (Bibb et al., 2001, Kumar et al., 2005), kärnfaktor? B (NF-B) (Russo et al., 2009b) och GluA2-subenheten av glutamat AMPA-receptorn (Vialou et al., 2010) och undertrycker transkription av den omedelbara tidiga genen c-fos (Pitchers et al. 2010b) och histon-metyltransferas G9 (Maze et al., 2010). Cykliskt beroende kinas-5 reglerar cytoskeletala proteiner och neuritutväxt (Taylor et al., 2007). Vidare ökar aktiveringen av NF-B B antalet dendritiska spines i NAc, medan inhibering av NF-B B minskade basala dendritiska ryggraden och blockerar den kokaininducerade ökningen i ryggraden (Russo et al., 2009b). Därför ökar sexuell belöning? FosB i NAc, som kan förändra NAc-ryggradens densitet genom flera mål (dvs cykliskt beroende kinas-5, NF-B) and att den övergripande konsekvensen är sensibiliserad läkemedelsbelöning, som antogs av Russo et al. (2009a) för åtgärderna för upprepad kokain

En oväntad observation i den aktuella studien var att ökad ryggradensitet i NAc var övergående och upptäcktes inte längre vid 28 d efter sexuell erfarenhet. Sålunda korrelerades ökad ryggradens täthet med uppkomsten av förbättrad Amph-belöning och kan bidra till den initiala utvecklingen eller kortsiktigt uttryck av sensibiliserade Amph-svar. Hur som helst, jagNackad ryggradstäthet var inte nödvändig för persistens av sensibiliserad Amph-belöning efter långvariga avbrottstider. Vi har tidigare visat att sexuell erfarenhet orsakar en kortvarig (7, men inte 28, dagar efter sista parningen) ökning av NMDA-receptorunderenheten NR-1 i NAc, som återställdes till baslinjenivåer efter långvariga perioder av belöningsavstående (Pitchers et al., 2012). Detta ökade NMDA-receptoruttryck hypoteserades för att vara en indikation på sex-erfarna inducerade tysta synapser (Huang et al., 2009, Brown et al., 2011, Pitchers et al., 2012) och tyder på möjligheten att sexupplevelsesinducerad ryggradstillväxt är beroende av förbättrad NMDA-receptoraktivitet (Hamilton et al., 2012).

Sammanfattningsvis belyser den aktuella undersökningen crosssensibilisering av läkemedelsbelöning med en naturlig belöning (kön) och dess beroende av en belöningsavståendeperiod. Vidare medierades denna beteendets plasticitet av? FosB via D1R-aktivering i NAc. Därför tyder data på att förlust av en naturlig belöning efter belöningserfarenhet kan göra individer sårbara för utveckling av narkotikamissbruk och att en medlare av denna ökade sårbarhet är FosB och dess nedströms transkriptionsmål.