Nukleär accumbensdopamin medierar amfetamininducerad försämring av social bindning i en monogamisk gnagareart (2010)

Addictions, såsom pornoberoende, kapar par-bindningsprogrammet via överskott av dopaminNukleär accumbensdopamin medierar amfetamininducerad försämring av social bindning i en monogamisk gnagare

Proc Natl Acad Sci USA A. Jan 19, 2010; 107 (3): 1217-1222.

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

PMCID: PMC2824263

Neuroscience

Denna artikel har varit citerad av Andra artiklar i PMC.

Gå till:

Abstrakt

Prairie vole (Microtus ochrogaster) är en socialt monogamisk gnagare som bildar parbindningar efter parning, ett beteende där central dopamin (DA) har blivit implicerad. Här använde vi manliga prärievolymer för att undersöka effekterna av läkemedelsexponering på parbindning och relaterade neurala kretsar. I vårt första experiment undersöktes motiverat beteende för amfetamin (AMPH) med användning av ett KPP-paradigm (CPP) och visade sig vara medierad genom aktivering av D1-liknande DA-receptorer. Därefter undersökte vi effekterna av upprepad AMPH-exponering vid parbindning. Inaktiva och saltlösande förbehandlade kontrollmänniskor uppvisade parningsinducerade partnerpreferenser, medan manliga förbehandlade med AMPH vid de doser som var effektiva för att inducera CPP misslyckades med att visa parningsinducerade partnerpreferenser. Sådan AMPH-behandling förbättrade också D1, men inte D2, DA-receptoruttryck i nukleäraccumbens (NAcc). Vidare räddade farmakologisk blockad av D1-liknande DA-receptorer i NAcc-parningen parade inducerade partnerpreferenser hos AMPH-behandlade män. Tillsammans indikerar våra data att upprepad AMPH-exponering kan begränsa beteenderepertoaren hos manliga prärievolymer via en DA-receptorspecifik mekanism i NAcc, vilket resulterar i försämring av parbindningsbildning.

Nyckelord: vole, CPP, D1 Receptor

Det är allmänt accepterat att motiverade och känslomässiga beteenden som främjar fitness regleras av hjärnbelöningskretsar inklusive det mesolimbiska dopamin-systemet (DA) (1, 2). Även om detta system ofta är inblandat i matintag och sexuellt beteende (3, 4), har det också blivit implicerat i andra naturligt förekommande motiverade beteenden, såsom social lek mellan ungdomar och social bindning mellan föräldrar och avkommor (5-9). Ofta underrepresenterade i forskning är de sociala bindningarna som bildas mellan vuxna kompisar, dvs parbindningar. Nyligen undersökning med användning av en socialt monogamisk gnagare, prairie vole (Microtus ochrogaster) (10-12) indikerar att en stor del av den neurala reglering som ligger till grund för bildning och underhåll av parbindningar uppträder inom kärnans accumbens (NAcc) (13-15) - en mesolimbisk hjärnregion som är kritisk för att mediera motiverade beteenden (1, 2, 16).

Även om motivationskretsar utvecklats för att främja fitnessförhöjande beteende som utfodring, parning och social bindning (1, 17), det är sårbart för artificiell usurpation med droger av missbruk (8). Till exempel resulterar administrering av psykostimulerande läkemedel av missbruk, såsom kokain och amfetamin (AMPH), i ständiga förändringar av mesolimbisk DA-aktivitet (18, 19). Den intensiva inverkan på denna krets av dessa och andra beroendeframkallande läkemedel har föreslagits för att minska det upplevda värdet av naturliga incitament (20), inklusive sådana av social karaktär (8). Även om det är känt att drogmissbrukare uppvisar försämrat socialt beteende (21), är den neurala regleringen av interaktioner mellan läkemedelserfarenhet och social anknytning dåligt förstådd. Det beror delvis på att sådana interaktioner är svåra att modellera i traditionella laboratoriegnagare som inte uppvisar social bindning mellan vuxna konspecifikationer.

Neurobiologin hos sådan social anknytning, specifikt parbindning mellan vuxna, har studerats i stor utsträckning i prairie vole (10-12), och nyligen har denna art etablerats som en livskraftig modell för att undersöka motiveringsvärdet för AMPH (22). Dessutom är både parbindningsbildning och AMPH-förstärkning medierad, åtminstone delvis, genom DA-överföring inom NAcc (14, 15, 23). Därför använde den föreliggande studien prairie vole modellen för att upprätta en beteendestudie för att studera effekterna av läkemedelsexponering på social bindning och fokuserade på NAcc DA signaleringssystemet för att avslöja en neuromekanism som ligger till grund för dessa beteendeeffekter.

Resultat

AMPH-Induced Conditioned Place Preference (CPP) är medierad av DA i en receptorspecifik metod.

Bildandet av en CPP definierades av en signifikant ökning av tiden som spenderades i den AMPH-parade buret under posttestet, efter 3-dagar med AMPH-konditionering, i förhållande till pretestet. Varken saltlösningsinjektioner eller saltlösning innehållande de två lägsta doserna av AMPH-testade (0.1 och 0.5 mg / kg) förändrade burpreferenser (Fig 1A). Men män som är konditionerade med högre doser av AMPH, inklusive 1.0 (t = 2.87, P <0.01), 3.0 (t = 3.63, P <0.01) eller 5.0 mg / kg (t = 3.03, P <0.01), visad CPP (Fig 1A).

Fig. 1.

(A) Män som fick ip-injektioner av saltlösning eller de låga doserna AMPH (0.1 eller 0.5 mg / kg) under 3-dagar med konditionering visade inte CPP. Men män som konditionerades med AMPH i högre doser (1.0, 3.0 och 5.0 mg / kg) tillbringade betydligt mer tid .

Eftersom AMPH ökar signifikant DA-neurotransmission i prärievolymer (24) och DA förmedlar AMPH-förstärkning hos andra arter (23), undersökte vi därefter DA-receptor (DAR) -reglering av AMPH-inducerad CPP hos manliga prärievolymer. Ämnen prövades i CPP-paradigmet behandlades med antingen saltlösning eller saltlösning innehållande olika doser av den icke-selektiva DAR-antagonisten (haloperidol) före AMPH (1.0 mg / kg) injektioner under 3-dagar med konditionering och testades därefter för CPP i en posttest. Ämnen behandlade med saltlösning (t = 2.69, P <0.01) eller saltlösning innehållande de två lägsta doserna av haloperidol (0.1 mg / kg; t = 3.62, P <0.01; 1.0 mg / kg; t = 3.89, P <0.01) före AMPH-konditionering visade AMPH-inducerad CPP, medan haloperidol vid 5.0 mg / kg blockerade AMPH-inducerad CPP, vilket visade DARs inblandning i beteendeeffekterna av AMPH (Fig 1B). För att bestämma vilken DAR-subtyp som medierar AMPH-inducerad CPP, administrerade vi antingen en D1-liknande specifik antagonist (SCH23390) eller en D2-liknande specifik antagonist (etikloprid) före AMPH-injektioner under konditionering. D2-liknande antagonism blockerade inte AMPH-inducerad CPP (t = 3.15, P <0.01 för 0.5 mg / kg och t = 2.60, P <0.05 för 5.0 mg / kg etikloprid) men blockering av D1-liknande receptorer eliminerade AMPH-inducerad CPP (Fig 1B), vilket visar att AMPH-inducerad CPP medieras genom aktivering av D1-liknande, men inte D2-liknande receptorer hos manliga prärievolymer.

AMPH Experience Alters Mating-Induced Partner Preference Formation.

Fastän AMPH-inducerad CPP krävde aktivering av D1-liknande receptorer (Fig 1B) har vi tidigare visat att aktivering av D1-liknande receptorer förhindrar parning-inducerad parbindningsbildning (14). Därför föreställde vi att AMPH-förbehandling skulle störa parningsledande parbindning i manliga prärievolymer. Män var uppdelade i fyra grupper som inte fick några injektioner (intakta), saltlösningsinjektioner eller injektioner av 1.0 eller 5.0 mg / kg AMPH för 3-dagar (ett injektionsparadigm som var tillräcklig för att inducera CPP). På den fjärde dagen parades alla män med en sexuellt mottaglig kvinna för 24 h och testades sedan för partnerpreferenser. I överensstämmelse med tidigare studier (14, 25-27), intakta män och män som fick saltinjektioner för 3 dagar före parning visade parningsprocent partnerpreferenser (intakta män; t = 3.05, P <0.01, saltlösning injicerade män; t = 3.21, P <0.01; Fig 2A). Men män som förbehandlades med antingen en dos AMPH för 3 dagar före parning visade sig inte visa partnerpreferenser (Fig 2A). Det är viktigt att AMPH-förbehandling inte påverka parningstid under samlevnadsperioden (F(3, 26) = 0.26, P = 0.85; Fig 2B) eller lokomotorisk aktivitet under partnerpreferensprovet (F(3, 26)= 2.34, P = 0.10; Fig 2C), vilket indikerar att AMPH direkt störde parning-framkallade partnerpreferenser.

Fig. 2.

(A) Efter 24 h av parning visade intakta män en partnerpreferens genom att spendera betydligt mer tid i sida vid sida kontakt med en känd kompis jämfört med en konstig kvinna. Denna parningsinducerad partnerpreferens uppvisades också av män som mottog .

AMPH Experience höjer D1-receptorer i NAcc.

Med tanke på att AMPH-exponering försvagade partnerpreferenser och både AMPH-inducerad CPP (se ovan) och parbindning (14) regleras av NAcc DA, vi antog att AMPH skulle väsentligt förändra mesolimbic DA kretsar i manliga prärie voles. Hjärnor hos personer från ovan nämnda beteendexperiment behandlades för in situ-märkning av DA-markör-mRNA. Manspersoner behandlade med AMPH (1.0 mg / kg) visade en signifikant ökning av D1-receptor (D1R; t = 3.06, P <0.01), men inte D2-receptor (D2R), mRNA-märkning inom NAcc, jämfört med män som fick saltlösning förbehandling (Fig 3 A-C). Inga gruppskillnader hittades dock i densiteten för mRNA-märkning för tyrosinhydroxylas (TH), DA-transportör (DAT) eller D2R inom det ventrala tegmentala området (VTA) - hjärnregionen som ger den primära dopaminerga insatsen till NAcc (Fig 3 D-G). Ökat uttryck av D1R i NAcc bekräftades ytterligare genom Western blotting (t = 1.90, P <0.05; Fig 3 H och I). Tillsammans indikerar dessa data att AMPH-exponering har receptor- och platsspecifika effekter på det mesolimbiska DA-systemet av manliga prärievolymer, vilket ökar nivån av D1R i NAcc.

Fig. 3.

Fotobilder som visar in situ-märkning av D1R (A) och D2R (B) mRNA i NAcc och caudate putamen (CP) av manliga prärievolymer som fick ip-injektioner av saltlösning eller AMPH (1.0 mg / kg) för 3-dagar. AMPH-behandling ökade avsevärt tätheten av .

D1-receptorer i NAcc-mediat-AMPH-försämringen av partnerpreferenser.

Vi har tidigare visat att, vid manliga prärievolymer, aktivering av D1R inom NAcc-förebyggd partnerpreferensbildning (14), och den aktuella undersökningen visar att AMPH-exponeringen uppreglerar D1R i NAcc (Fig 3). Därför testade vi hypotesen att AMPH-inducerad försämring av partnerpreferenser medieras av D1R inom NAcc. Manspersoner fick stereotaxisk kanylering inriktad bilateralt vid NAcc-skalet (Fig 4A). Artificiell cerebrospinalvätska (CSF) ensam eller CSF innehållande olika doser av D1-liknande receptorantagonisten SCH23390 injicerades i NAcc före AMPH-injektioner (1.0 mg / kg) under 3-dagar med konditionering. Därefter parades personer med en kvinna för 24 h och testades sedan för partnerpreferenser. Som med experimentet ovan (Fig 2) Hindrade AMPH-exponering parningsprocent partnerpreferenser hos män som fick intra-NAcc-injektioner av CSF eller en låg dos av SCH23390 (Fig 4B). Men män som injicerades med en hög dos av SCH23390 (100 ng / kg) visade partnerpreferenser (t = 2.55, P <0.05), vilket indikerar att D1R-blockad i NAcc eliminerade den AMPH-inducerade försämringen av partnerns preferensbildning (Fig 4B). Inga gruppskillnader hittades i parningsfrekvensen under kohabitation eller lokomotorisk aktivitet under partnerpreferensprovet.

Fig. 4.

(A) En fotobild och en schematisk ritning som illustrerar injektionsstället i NAcc av den manliga präriefulla hjärnan. Vi fokuserade på NAcc-skalet eftersom detta specifika delregion medierar parningsprocesserade partnerpreferenser. (B) Män som fick intra-NAcc .

Diskussion

I denna studie replikerar vi vårt tidigare konstaterande att AMPH-exponering inducerar CPP hos manliga prärievolymer (22) och visa att D1R-aktivering i NAcc är nödvändig för detta beteende, ett resultat som överensstämmer med studier i andra gnagarearter (28). Detta resultat, tillsammans med tidigare studier, föreslår att tydliga DAerg-mekanismer i NAcc reglerar AMPH- och partnermotiverade beteenden: AMPH-motiverat beteende (CPP) medieras av D1R, medan partnermotiverat beteende (partnerpreferenser) underlättas av D2R aktivering och inhiberad genom D1R-aktivering inom NAcc (13-15). [Det är viktigt att notera att, i NAcc, medierar D2R-aktivering läkemedelsinducerad CPP under vissa betingelser (29) och D1R aktivering är inblandad i andra socialt motiverade beteenden, som de som riktas mot avkomma (7, 30)].

Differentiell DAergisk reglering av CPP och partnerpreferensbildningen uppnås sannolikt av skillnader i graden av stimulansframkallad DA-koncentration som aktiverar olika DAR-subtyper. På grund av skillnader i bindningsaffiniteter krävs robusta förhöjningar i DA-koncentration för att aktivera D1R med låg affinitet, medan blygsamma ökningar av DA-koncentrationer företrädesvis aktiverar D2Rs med hög affinitet (31). I prairievolymer framkallar AMPH mycket större ökningar i DA-koncentrationen (24) jämfört med det som framkallas genom parning (15, 25). Dessa data tyder på att relativt blygsamma ökningar av DA-koncentrationen under sociala interaktioner (15, 25) tillåter specifik aktivering av D2R med hög affinitet och därmed underlättar bildning av parbindningar. Omvänt är robusta ökningar av DA-koncentration efter AMPH-administrering sannolikt tillräckliga för att aktivera D1R med låg affinitet, vilket underlättar AMPH-inducerad CPP.

Receptorspecifik beteendereglering av DA överensstämmer med extracellulära elektrofysiologiska studier i fritt rörliga råttor som visar att läkemedel och naturliga stimuli bearbetas av distinkta neuronpopulationer inom NAcc (32). Även om sådana elektrofysiologiska studier inte kan identifiera subtypen av DA-receptorer uttryckta på enskilda neuroner visar anatomiska studier att NAcc består av projiceringsneuroner som uttrycker antingen D1R eller D2R med mycket liten koexression (33). Psykostimulanter aktiverar företrädesvis intracellulära signaleringsvägar nedströms från D1R (som bestäms genom ökad fosforylering av signalmolekyler) (34) och vi har tidigare visat att ökad aktivering av dessa signalvägar förhindrar partnerpreferensbildning (35). Således, även om DA-överföring inom NAcc spelar en viktig roll i svaret på AMPH och bildandet av partnerpreferenser, är dessa beteenden förmodligen medierade genom distinkta mikrokretsar som innefattar striatala projektionssystem (33, 36). Detta är av speciellt intresse eftersom parbindningsbildning bildas genom aktivering av D2R-uttryckande neuroner som företrädesvis projicerar till ventral pallidum (33), en annan hjärnregion som är viktig för parbindning (26).

I denna studie ger vi bevis för att AMPH-erfarenhet förhindrar parning-inducerad parbindning. Eftersom partnerpreferensprov i dessa experiment utfördes 48 h efter den senaste AMPH-exponeringen (dvs. efter att läkemedlet helt metaboliserats), föreslår dessa data en beständig effekt av AMPH på social bindning. En potentiell mekanism som överensstämmer med effekterna av AMPH hos andra arter (37, 38), genom vilken AMPH kan försämra parbindning är genom ökningen av D1R-uttryck inom NAcc. Denna uppfattning stöds av den antagonistiska rollen av NAcc D1R i partnerpreferensbildning (14, 24) och av de aktuella data som demonstrerar räddning av parning-inducerad partnerpreferens genom intra-NAcc D1R-blockad i AMPH-behandlade djur (Fig 4). Intressant har vi tidigare visat att upprepningen av NAcc D1Rs efter reglering av NAcc D2R efter XNUMX-veckor av parbindning underlättar selektiv aggression mot specifika främlingar, inklusive sexuellt mottagliga honor, vilket tyder på att denna neurala plasticitet är en utvecklad mekanism genom vilken manliga volymer upprätthålla redan etablerade parobligationer (14). Den aktuella studien antyder att AMPH artificiellt utlöser denna neuroplasticitet, vilket leder till AMPH-försämring av parbindning. Det är också möjligt att AMPH-behandlade män kan associera kvinnan med ett aversivt tillstånd av AMPH-uttag, och sålunda kan denna negativa association ligga till grund för AMPH-försämringen av parbindning. En tidigare studie visade att tillbakadragande från ett eskalerande dosschema av d-amfetamin försämrat sexuellt beteende hos hanrotter (39). I vår studie uppvisade emellertid volymer från olika behandlingsgrupper liknande parningstopp (Fig 2B), vilket indikerar att de förmodligen inte var i ett tillstånd av uttag från amfetamin. Ändå garanterar denna möjlighet ytterligare undersökning.

Det är väl etablerat att läkemedelsinducerad neural plasticitet är grundläggande för narkotikamissbruk (40). Psykostimulanter förändrar dramatiskt strukturell plasticitet i mesolimbic DA-systemet (41) och det finns bevis för att sådana förändringar är mer varaktiga i D1-uttryckande neuroner (37). Vidare har elektrofysiologiska studier visat att kokainupplevelse kan minska efterföljande neuroplasticitet inom NAcc (42). Faktum är att läkemedelsinducerad neuralreorganisation av NAcc dämpar den naturligt förekommande neurala omorganiseringen efter nya exponering för komplexa miljöer (43). Därför, även om narkotikamissbruk är allmänt erkänd som en störning av lärande och minne (1, 40, 44), är det ofta underappreciated att en läkemedelsinducerad förlust av potentialen för ytterligare förändring i mesolimbiska kretsar också kan vara avgörande för missbruk. En sådan minskning av plasticitet kan begränsa en beteendemässig repertoar till läkemedelssökande. Det är därför inte förvånande att AMPH-behandlade volymer visade reducerat parbindningsbeteende. De nuvarande effekterna av AMPH-exponering vid parbindning är förenliga med tidigare studier som illustrerar psykostimulants skadliga effekter på andra sociala beteenden, inklusive moderns beteende (45-47) och socialt spel (48-50). Tillsammans ger sådant arbete ett löfte om att undersökning av hur droger och sociala stimuli interagerar i hjärnan kan avsevärt öka vår förståelse för de starka interaktionerna mellan socialt beteende och narkotikamissbruk hos människor (21).

Material och metoder

Ämne.

Ämnen var sexuellt naiva hane prairie voles från en laboratorieuppfödningskoloni. Ämnen avvänjdes vid 21-ålders alder och inrymdes i samma kön syskonpar i plastburar (12 × 28 × 16 cm) där vatten och mat tillhandahölls ad libitum. Alla burar bibehölls under en 14: 10 ljusmonk cykel och temperaturen var approximativt 20 ° C. Alla ämnen var omkring 90-åldersdagar när de testades. Stereotaxisk kanylering och platsspecifik infusion av DA-läkemedel har beskrivits i detalj på annat håll (14).

Beteendeförsök.

CPP-testning utfördes som tidigare beskrivits (22) med följande undantag. Den ursprungliga burpreferensen för varje individ bestämdes i en 30-min-föreställning på dag 1. Ämnen konditionerades sedan under 40 min-sessioner med AMPH till den icke-föredragna buret och saltlösningen till den föredragna burken (både AMPH och salininjektioner gavs samma dag, 6 h från varandra) under 3-konsekutiva dagar (dagar 2-4). Därefter testades ämnen (posttest) för närvaron av en CPP på dag 5.

Partnerpreferensprovning utfördes som tidigare beskrivits (14). Kortfattat bestod testapparaten av en central bur (12 × 28 × 16 cm) förenad med ihåliga rör (7.5 × 16 cm) till två parallella identiska burar som var och en rymde ett stimulusdjur. Stimulansdjuren var den välbekanta "partner" (kvinnlig kompis av ämnet) och en obekant "främling" (en kvinna som inte tidigare hade stött på ämnet) som var löst bundna i sina separata burar utan direkt kontakt med varandra. Vid initieringen av 3-h-testet placerades proverna i centrala buret och fick röra sig fritt genom apparaten. Uppförandet registrerades med hjälp av ett videobildspel för tidsförlopp. Experimentärer som blinda för manipulationen granskade tejpen och inspelade subjektets beteende. En partnerpreferens definierades som ämnet spenderar betydligt mer tid i sida vid sida-kontakt med partnern än främlingen, vilket indikeras av ett parat sampel t test (27).

In situ Hybridisering och Western Immunoblotting.

Specifika antisense riboprober (Tabell 1) användes för D1R, D2R, TH och DAT in situ mRNA-märkning. Märkning genomfördes med 35S-märkta sonder och sense-mRNA-kontroller för varje DA-markör som tidigare beskrivits (51). För Western blotting-analys extraherades DAR-protein från supernatanten av NAcc-vävnadslag och analyserades som beskrivits tidigare (52).

Tabell 1.

cDNA-prober för DA-markör-mRNA-märkning i prairie vole hjärnan

Datakvantifiering och analys.

CPP och partnerpreferenser bestämdes av parade prover t tester. Gruppskillnader i parningstest under den första 6 h-paringen med en kvinnlig och burpning under partnerpreferensprovet analyserades av ANOVA. De optiska densiteterna för D1R- och D2R-mRNA-märkning i NAcc samt TH, DAT och D2R mRNA-märkning i VTA kvantifierades från autoradiogram med ett datoriserat bildprogram (NIH IMAGE 1.64). Data presenterades som procentuell förändring av medelvärdet av saltlösningskontrollgruppen och gruppskillnader analyserades med t tester. Slutligen analyserades optiska densiteter av D1R- och D2R-märkning på röntgenfilmen från Western-blottningsexperimenten genom t tester.

Experimentell design.

Experiment 1a fastställde en dos-svarskurva för AMPH-inducerad CPP. Ämnen prövades i CPP-apparaten på dag 1, slumpmässigt tilldelad i en av sex experimentella grupper som fick ip (ip) injektioner av saltlösning innehållande olika koncentrationer av AMPH [0 (n = 12), 0.1 (n = 8), 0.5 (n = 9), 1.0 (n = 12), 3.0 (n = 12) eller 5.0 mg / kg (n = 13)] under 3-dagar (dag 2-4) för konditionering och testades sedan för CPP i en eftertest på dag 5.

Experiment 1b avslöjade rollerna av DA-receptorer i AMPH-inducerad CPP. Ämnen föreställdes i CPP-apparaten och slumpmässigt tilldelades i en av åtta experimentella grupper som mottog en sc (sc) -injektion av saltlösning (n = 10) eller saltlösning innehållande olika koncentrationer av en icke-selektiv DA-receptorantagonist [haloperidol; 0.1 (n = 8), 1.0 (n = 8) eller 5.0mg / kg (n = 8)] eller en D1-liknande specifik (SCH23390; 0.5 (n = 7) eller 5.0 mg / kg (n = 7)] eller D2-liknande specifik DA-receptorantagonist [etikloprid; 0.5 (n = 8) eller 5.0 mg / kg (n = 8)]. Trettio minuter senare användes en tröskeldos av AMPH (1.0mg / kg), vilket inducerade CPP i Experiment 1a, för AMPH-konditionering. Efter 3-dagar med AMPH-konditionering fick alla patienter en CPP-posttest.

Experiment 2 undersökte huruvida AMPH-erfarenhet störde parbindning. Ämnen fördelades slumpmässigt i en av tre experimentella grupper som fick ip-injektioner av saltlösning (n = 8) eller saltlösning innehållande 1.0 mg / kg (n = 8) eller 5.0 mg / kg (n = 7) AMPH en gång per dag för 3 på varandra följande dagar-ett paradigm som inducerade CPP i manliga prärievolymer. På den fjärde dagen parades parningar med en östrogenprimerad kvinna för 24 h (14) och testades sedan i ett 3-h-partnerpreferensprov. För att kontrollera de potentiella effekterna av injektioner på parbindning, en fjärde experimentgrupp av intakta män som inte fick några injektioner (n = 6) parades med östrogenprimerade honor för 24 h och testades sedan för partnerpreferenser. Alla beteendestest var videobandade för verifiering av parning. Varaktigheten av ämnets sida vid sida-kontakt med partnern och främlingen kvantifierades. Dessutom kvantifierades frekvenser av parningstopp under den första 6 h av parning och lokomotorisk aktivitet (indikerad genom korsning) under 3-h-partnerpreferenstestet. Efter partnerpreferensstestet dödades individer omedelbart. Alla hjärnor skördades, frystes på torris och lagrades vid -80 ° C för in situ hybridiseringsmärkning av DA-markör-mRNA.

Experiment 3 undersökte huruvida AMPH-försämrad parbindning associerades med förändringar i mesolimbisk DA-aktivitet. Hjärnor från de ämnen som fick saltlösning (n = 8) eller 1.0 mg / kg AMPH (n = 8) i Experiment 2 skars på en kryostat i koronalsektioner (14 μm tjocklek) som tinas monterade på Superfrost / plus-glidbanor (Fisher Scientific). Hjärnsektioner vid 98-im-intervall behandlades för in situ hybridiseringsmärkning av D1R-, D2R-, TH- och DAT-mRNA. Eftersom volymer som upplevde 1.0 mg / kg visade AMPH en ökning av D1R, men inte D2R, mRNA-märkning i NAcc, jämfört med saltinjicerade kontroller, genererades ytterligare två grupper av patienter som fick injektioner av saltlösning (n = 6) eller 1.0 mg / kg AMPH (n = 6), 24 h av parning, och därefter partnerpreferenstestning, som beskrivits ovan. Ämnen var halshuggade och hjärnorna skivades på en kryostat vid 300 μm tjocklek. Vävnadsstansar bilateralt taget från NAcc behandlades för D1R och D2R Western blotting.

Experiment 4 undersökt huruvida aktivering av D1-typ receptorer i NAcc var ansvarig för AMPH-försämring av parbindning. Ämnen implanterades med ledningskanyler som bilateralt riktade sig mot NAcc-skalet. Efter 3-dagar av återhämtning fördelades de slumpmässigt i en av tre experimentella grupper, i vilka de fick intra-NAcc-injektioner av CSF (200 nL / sida, n = 11) eller CSF som innehåller 0.4 (n = 6) eller 100 ng / sida (n = 7) SCH23390. Trettio minuter senare fick de ip-injektioner av 1.0 mg / kg AMPH. Denna procedur upprepades under 3 på varandra följande dagar. På den fjärde dagen parades parningar med en östrogenprimerad kvinna för 24 h och testades sedan för partnerpreferenser.

Erkännanden

Författarna tackar Kyle Gobrogge, Claudia Lieberwirth, Kelly Lei och Melissa Martin för att kritiskt läsa detta manuskript. Detta arbete stöddes av National Institutes of Health Grants MHR01-58616, DAR01-19627 och DAK02-23048 till ZW

fotnoter

Författarna förklarar ingen intressekonflikt.

Denna artikel är en PNAS Direct Submission.

Referensprojekt

1. Kelley AE. Minne och missbruk: Delad neuralkrets och molekylära mekanismer. Nervcell. 2004; 44: 161-179. [PubMed]
2. Nestler EJ. Finns det en vanlig molekylväg för missbruk? Nat Neurosci. 2005; 8: 1445-1449. [PubMed]
3. Roitman MF, Stuber GD, Phillips PE, Wightman RM, Carelli RM. Dopamin fungerar som en sekundärmodulator av matssökande. J Neurosci. 2004; 24: 1265-1271. [PubMed]
4. Becker JB, Rudick CN, Jenkins WJ. Dopaminens roll i kärnan accumbens och striatum under sexuellt beteende hos honrotan. J Neurosci. 2001; 21: 3236-3241. [PubMed]
5. Champagne FA, et al. Variationer i kärnan accumbens dopamin i samband med individuella skillnader i maternal beteende hos råtta. J Neurosci. 2004; 24: 4113-4123. [PubMed]
6. Niesink RJ, Van Ree JM. Involvering av opioid- och dopaminerga system i isoleringsinducerad klämning och social grooming av unga råttor. Neuro. 1989; 28: 411-418. [PubMed]
7. Numan M et al. Effekterna av D1- eller D2-dopaminreceptorantagonism i det mediala preoptiska området, ventral pallidum eller kärnan accumbens på svaret mot mödret och andra aspekter av moderns beteende hos råttor. Behav Neurosci. 2005; 119: 1588-1604. [PubMed]
8. Panksepp J, Knutson B, Burgdorf J. Rollen av hjärnans emotionella system i missbruk: Ett neuro-evolutionärt perspektiv och en ny "självrapportering" djurmodell. Missbruk. 2002; 97: 459-469. [PubMed]
9. Vanderschuren LJ, Niesink RJ, Van Ree JM. Neurobiologin av socialt spelbeteende hos råttor. Neurosci Biobehav Rev. 1997; 21: 309-326. [PubMed]
10. Getz LL, Carter SC, Gavish L. Prärieproppens parningssystem, Microtus ochrogaster: Fält- och laboratoriebevis för parbindning. Behav Ecol Sociobiol. 1981; 8: 189-194.
11. Carter CS, DeVries AC, Getz LL. Fysiologiska substrat av däggdjursmonogami: Präriemodellmodellen. Neurosci Biobehav Rev. 1995; 19: 303-314. [PubMed]
12. Young LJ, Wang Z. Den neurobiologi av parbindning. Nat Neurosci. 2004; 7: 1048-1054. [PubMed]
13. Liu Y Wang ZX. Nucleus accumbens oxytocin och dopamin interagerar för att reglera parbindningsbildning i kvinnliga prairievolymer. Neuroscience. 2003; 121: 537-544. [PubMed]
14. Aragona BJ, et al. Nukleusaccumbensdopamin medierar differentiellt bildandet och upprätthållandet av monogamiska parbindningar. Nat Neurosci. 2006; 9: 133-139. [PubMed]
15. Gingrich B, Liu Y, Cascio C, Wang Z, Insel TR. Dopamin D2-receptorer i kärnan accumbens är viktiga för social bindning i kvinnliga prärievoles (Microtus ochrogaster) Behav Neurosci. 2000; 114: 173-183. [PubMed]
16. Berridge KC, Robinson TE. Parsing belöning. Trender Neurosci. 2003; 26: 507-513. [PubMed]
17. Insel TR. Är social anknytning en beroendeframkallande sjukdom? Physiol Behav. 2003; 79: 351-357. [PubMed]
18. Aragona BJ, et al. Förhöjande förstärkning av dopaminöverföring inom kärnan accumbens skalet av kokain kan hänföras till en direkt ökning av fasisk dopaminfrisättningshändelser. J Neurosci. 2008; 28: 8821-8831. [PMC gratis artikel] [PubMed]
19. Nesse RM, Berridge KC. Psykoaktiv droganvändning i ett evolutionärt perspektiv. Vetenskap. 1997; 278: 63-66. [PubMed]
20. Grigson PS, Twining RC. Kokaininducerad undertryckning av sackarinintag: En modell av läkemedelsinducerad devalvering av naturliga belöningar. Behav Neurosci. 2002; 116: 321-333. [PubMed]
21. Knight DK, Wallace GL, Joe GW, Logan SM. Förändring av psykosocial funktion och sociala relationer bland kvinnor i bostadsmissbruk. J Subst Abuse. 2001; 13: 533-547. [PubMed]
22. Aragona BJ, Detwiler JM, Wang Z. Amfetaminbelöning i den monogamiska prairie vole. Neurosci Lett. 2007; 418: 190-194. [PMC gratis artikel] [PubMed]
23. Ventura R, Cabib S, Alcaro A, Orsini C, Puglisi-Allegra S. Norepinefrin i prefrontal cortex är kritisk för amfetamininducerad belöning och mesoaccumbens dopaminfrisättning. J Neurosci. 2003; 23: 1879-1885. [PubMed]
24. Curtis JT, Wang Z. Amphetamineffekter i mikrotina gnagare: En jämförande studie med monogamiska och promiskuösa vilda arter. Neuroscience. 2007; 148: 857-866. [PMC gratis artikel] [PubMed]
25. Aragona BJ, Liu Y, Curtis JT, Stephan FK, Wang Z. En kritisk roll för kärnan accumbens dopamin i partnerpreferensbildning i manliga prärievolymer. J Neurosci. 2003; 23: 3483-3490. [PubMed]
26. Lim MM, et al. Förbättrad partnerpreferens i en promiskuös art genom att manipulera uttrycket av en enda gen. Natur. 2004; 429: 754-757. [PubMed]
27. Winslow JT, Hastings N, Carter CS, Harbaugh CR, Insel TR. En roll för central vasopressin i parbindning i monogamiska prärievolymer. Natur. 1993; 365: 545-548. [PubMed]
28. Liao RM. Utveckling av konditionerad platspreferens inducerad genom intra-accumbens-infusion av amfetamin dämpas genom samtidig infusion av dopamin D1- och D2-receptorantagonister. Pharmacol Biochem Behav. 2008; 89: 367-373. [PubMed]
29. Fenu S, Spina L, Rivas E, Longoni R, Di Chiara G. Morfinkonditionerad enprövningsplatspreferens: Rolle av kärnan accumbens skaldopaminreceptorer vid förvärv, men inte uttryck. Psykofarmakologi (Berl) 2006; 187: 143-153. [PubMed]
30. Stolzenberg DS, et al. Dopamin D1-receptorstimulering av kärnans accumbens eller det mediala preoptiska området främjar uppkomsten av moderns beteende hos graviditetsminerade råttor. Behav Neurosci. 2007; 121: 907-919. [PubMed]
31. Richfield EK, Penney JB, Young AB. Anatomiska och affinitetsstat jämförelser mellan dopamin D1 och D2 receptorer i råtta centrala nervsystemet. Neuroscience. 1989; 30: 767-777. [PubMed]
32. Carelli RM. Nucleus accumbens cellbränning under målriktad beteende för kokain vs "naturlig" förstärkning. Physiol Behav. 2002; 76: 379-387. [PubMed]
33. Lu XY, Ghasemzadeh MB, Kalivas PW. Uttryck av D1-receptor, D2-receptor, substans P och enkefalin-messenger-RNA i neuronerna som projicerar från kärnan accumbens. Neuroscience. 1998; 82: 767-780. [PubMed]
34. Bateup HS, et al. Celltypspecifik reglering av DARPP-32-fosforylering av psykostimulerande och antipsykotiska läkemedel. Nat Neurosci. 2008; 11: 932-939. [PMC gratis artikel] [PubMed]
35. Aragona BJ, Wang Z. Motståndande reglering av parbindningsbildning genom cAMP-signalering i kärnans accumbens-skal. J Neurosci. 2007; 27: 13352-13356. [PubMed]
36. Gerfen CR, et al. D1 och D2 dopaminreceptorreglerade genuttryck av striatonigral och striatopallidala neuroner. Vetenskap. 1990; 250: 1429-1432. [PubMed]
37. Lee KW, et al. Kokaininducerad dendritisk ryggradbildning i D1- och D2-dopaminreceptorinnehållande mediumspina neuroner i nukleinsymboler. Proc Natl Acad Sci USA. 2006; 103: 3399-3404. [PMC gratis artikel] [PubMed]
38. Nestler EJ. Recension. Transkriptionsmekanismer för missbruk: DeltaFosBs roll. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008; 363: 3245-3255. [PMC gratis artikel] [PubMed]
39. Barr AM, Fiorino DF, Phillips AG. Effekter av tillbakadragande från en eskalerande dosschema av d-amfetamin om sexuellt beteende hos hanroten. Pharmacol Biochem Behav. 1999; 64: 597-604. [PubMed]
40. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ. Neurala mekanismer för missbruk: Rollen av belöningsrelaterat lärande och minne. Annu Rev Neurosci. 2006; 29: 565-598. [PubMed]
41. Robinson TE, Kolb B. Ständiga strukturella modifieringar i nukleär accumbens och prefrontal cortex-neuroner producerad av tidigare erfarenhet av amfetamin. J Neurosci. 1997; 17: 8491-8497. [PubMed]
42. Martin M, Chen BT, Hopf FW, Bowers MS, Bonci A. Kokain självadministration avskaffar selektivt LTD i kärnan av kärnan accumbens. Nat Neurosci. 2006; 9: 868-869. [PubMed]
43. Kolb B, Gorny G, Li Y, Samaha AN, Robinson TE. Amfetamin eller kokain begränsar förmågan hos senare erfarenhet att främja strukturell plasticitet i neocortex och kärnan accumbens. Proc Natl Acad Sci USA. 2003; 100: 10523-10528. [PMC gratis artikel] [PubMed]
44. Berke JD. Lärande och minnesmekanismer involverade i tvångsmedicin och återfall. Metoder Mol Med. 2003; 79: 75-101. [PubMed]
45. Johns JM, Noonan LR, Zimmerman LI, Li L, Pedersen CA. Effekter av kronisk och akut kokainbehandling vid uppkomsten av moderns beteende och aggression hos Sprague-Dawley-råttor. Behav Neurosci. 1994; 108: 107-112. [PubMed]
46. Johns JM, Noonan LR, Zimmerman LI, Li L, Pedersen CA. Effekter av kort- och långsiktigt återkallande från gestationell kokainbehandling vid moders beteende och aggression hos Sprague-Dawley-råttor. Dev Neurosci. 1997; 19: 368-374. [PubMed]
47. Slamberova R, Charousova P, Pometlova M. Metamfetaminadministration under graviditet påverkar moderns beteende. Dev Psychobiol. 2005; 46: 57-65. [PubMed]
48. Beatty WW, Costello KB, Berry SL. Suppression av lekbekämpning av amfetamin: Effekter av katekolaminantagonister, agonister och synteshämmare. Pharmacol Biochem Behav. 1984; 20: 747-755. [PubMed]
49. Sutton ME, Raskin LA. En beteendeanalys av effekterna av amfetamin på lek och lokomotorisk aktivitet i den efter-spönade råttan. Pharmacol Biochem Behav. 1986; 24: 455-461. [PubMed]
50. Vanderschuren LJ, et al. Metylfenidat stör socialt uppträdande hos adolescenta råttor. Neuropsychopharmacology. 2008; 33: 2946-2956. [PMC gratis artikel] [PubMed]
51. Dietz DM, Tapocik J, Gaval-Cruz M, Kabbaj M. Dopamintransportör, men inte tyrosinhydroxylas, kan impliceras vid bestämning av individuella skillnader i beteendessensibilisering för amfetamin. Physiol Behav. 2005; 86: 347-355. [PubMed]
52. Krishnan V, et al. Molekylära anpassningar som ligger bakom känslighet och motstånd mot socialt nederlag i hjärnbelöningsregioner. Cell. 2007; 131: 391-404. [PubMed]