Ang DeltaFosB sa Ang Nucleus Accumbens ay Kritikal Para sa Pagpapatibay ng mga Epekto ng Seksuwal na Gantimpala. (2010)

Mga KOMENTARYO: Ang Delta FosB ay isang marker para sa lahat ng mga pagkagumon, parehong pag-uugali at kemikal. Tulad ng pagtaas ng Molekyul na ito sa circuit ng gantimpala gayundin ang mga nakaka-adik na pag-uugali. Ito ay isa sa mga molekulang kasangkot sa mga pagbabago sa neuroplastic. Ipinapakita ng eksperimentong ito na tumataas ito sa karanasan sa sekswal, katulad sa kung paano ito ginagawa sa mga pagkagumon sa droga. Sa eksperimentong ginamit nila ang genetic engineering upang madagdagan ang mga antas nito na lampas sa "normal". Nagresulta ito sa pinahusay na pagpapadali ng sekswal na aktibidad. Sa palagay namin nangyayari ito sa pagkagumon sa pornograpiya.

BUONG PAG-AARAL

Pitchers KK, Frohmader KS, Vialou V, Mouzon E, Nestler EJ, Lehman MN, Coolen LM.

Genes Brain Behav. 2010 Oct; 9 (7): 831-40 doi: 10.1111 / j.1601-183X.2010.00621.x. Epub 2010 Aug 16.

Kagawaran ng Anatomiya at Cell Biology, Schulich School of Medicine at Dentistry, University of Western Ontario, London, Ontario, Canada.

Abstract

Ang pag-uugali ng seksuwal na lalaki sa mga daga ay kapakipakinabang at nagpapatibay. Gayunpaman, kaunti ang nalalaman tungkol sa partikular na mekanismo ng cellular at molekular na mediating sekswal na gantimpala o ang reinforcing effect ng gantimpala sa kasunod na pagpapahayag ng sekswal na pag-uugali. Sinusuri ng pag-aaral na ito ang teorya na ang ΔFosB, ang nagpapahayag na pinutol na anyo ng FosB, ay gumaganap ng isang kritikal na papel sa pagpapalakas ng sekswal na pag-uugali at pasulong na sapilitan sa pagganyak ng sekswal na pagganyak at pagganap.

Ang karanasang pangkalusugan ay ipinapakita upang maging sanhi ng akumulasyon ng FosB sa maraming mga bahagi ng utak ng utak kabilang ang nucleus accumbens (NAc), medial prefrontal cortex, ventral tegmental area at caudate putamen ngunit hindi ang medial preoptic nucleus.

Susunod, ang induksiyon ng c-Fos, isang downstream (repressed) na target ng ΔFosB, ay sinukat sa mga nakaranas na sekswal at walang malay na hayop. Ang bilang ng mga isinagawang c-Fos-immunoreactive cells ay lubhang nabawasan sa mga nakaranas ng sekswal na mga hayop kumpara sa mga pang-sekswal na kontrol.

Sa wakas, ang mga antas ng ΔFosB at ang aktibidad nito sa NAc ay ginagamit sa paggamit ng transisyon ng gene-mediated gene upang pag-aralan ang potensyal na papel nito sa pamamagitan ng mediating na sekswal na karanasan at pagpapaunlad ng karanasan sa sekswal na pagganap. Ang mga hayop na may ΔFosB overexpression ay nagpakita ng pinahusay na pagpapaandar ng sekswal na pagganap sa sekswal na karanasan na may kaugnayan sa mga kontrol. Sa kaibahan, ang pagpapahayag ng ΔJunD, isang dominanteng negatibong umiiral na kasosyo ng ΔFosB, pinalampas na pang-seksuwal na karanasan na nakatuon sa pagpapakilos ng sekswal na pagganap at nag-aalalang pangmatagalang pagpapanatili ng pagpapaandar kumpara sa berdeng fluorescence protein at ΔFosB overexpressing na mga grupo.

Sama-sama, sinusuportahan ng mga natuklasan ang isang kritikal na papel para sa ekspresyon ng ΔFosB sa NA para sa reinforcing effect ng sekswal na pag-uugali at pagpapaalala ng sekswal na karanasan sa pagpapalabas ng sekswal na pagganap.

PANIMULA

Ang pag-uugali ng sekswal ay lubhang kapaki-pakinabang at nagpapatibay para sa mga male rodents (Coolen et al. 2004; Pfaus et al. 2001). Dagdag pa, ang sekswal na karanasan ay nagbabago sa kasunod na sekswal na pag-uugali at gantimpalaTenk et al. 2009). Sa pamamagitan ng paulit-ulit na karanasan sa pag-uugnay, ang pag-uugali ng kasarian ay ginagampanan o "pinatibay", na pinatutunayan ng mga nabababang latency upang simulan ang pagsasama at pagpapakilos ng sekswal na pagganap (Balfour et al. 2004; Pfaus et al. 2001). Gayunpaman, ang batayang selyular at molekular na mekanismo ng sekswal na gantimpala at reinforcement ay hindi gaanong nauunawaan. Ang seksuwal na pag-uugali at nakakondisyon na mga pahiwatig na hinulaan ang isinangkot ay ipinakita sa pansamantalang paghikayat ng pagpapahayag ng agarang-maagang gene c-fos sa mesolimbikong sistema ng mga male rats (Balfour et al. 2004; Pfaus et al. 2001). Bukod dito, kamakailan lamang ay nagpakita na ang sekswal na karanasan ay nagpapahiwatig ng pangmatagalang neuroplasticidad sa lalaki na sistema ng mesolimbiko ng palo (Frohmader et al. 2009; Pitchers et al. 2010). Bilang karagdagan, sa mga male rats, ang seksuwal na karanasan ay ipinakita upang ibuyo ΔFosB, a Fos miyembro ng pamilya, sa nucleus accumbens (NAc) (Wallace et al. 2008). Ang ΔFosB, isang pinutol na variant ng FosB, ay isang natatanging miyembro ng pamilya Fos dahil sa mas higit na katatagan (Carle et al. 2007; Ulery-Reynolds et al. 2008; Ulery et al. 2006) at gumaganap ng isang papel sa pinahusay na pagganyak at gantimpala para sa mga droga ng pang-aabuso at ang pang-matagalang neural plasticity mediating addiction (Nestler et al. 2001). ΔFosB ay bumubuo ng isang heteromeric transcription factor complex (activator protein-1 (AP-1)) na may mga protina ni Jun, mas mabuti na JunD (Chen et al. 1995; Hiroi et al. 1998). Sa pamamagitan ng di-napapahintulutang pagpapahayag ng ΔFosB, higit sa lahat na pinaghihigpitan sa striatum gamit ang bi-transgenic na mga daga, ang isang gamot na gumagaling na tulad ng pag-uugaling phenotype ay ginawa sa kabila ng kawalan ng dating pagkalantad sa gamot (McClung et al. 2004). Kabilang sa pag-uugaling phenotype na ito ang sensitibong lokomotor na tugon sa kokaina (Kelz et al. 1999), mas mataas na kagustuhan para sa kokaina (Kelz et al. 1999) at morphine (Zachariou et al. 2006), at nadagdagan ang cocaine self-administration (Colby et al. 2003).

Katulad ng gantimpala sa droga, ΔFosB ay napapanatili ng mga likas na rewarding behaviors at namamagitan sa pagpapahayag ng mga pag-uugali. Ang sobrang pagpapahayag ng ΔFosB sa NAc gamit ang mga daga ay nagpapataas ng boluntaryong gulong na tumatakbo (Werme et al. 2002), nakatulong ang pagtugon sa pagkain (Olausson et al. 2006), paggamit ng sucrose (Wallace et al. 2008), at pinapadali ang lalaki (Wallace et al. 2008) at babae (Bradley et al. 2005) sekswal na asal. Kaya, ang ΔFosB ay maaaring kasangkot sa pamamagitan ng paghawak sa mga epekto ng mga likas na kasiya-siyang karanasan. Tlumalawak siya sa kasalukuyang pag-aaral sa mga nakaraang pag-aaral sa pamamagitan ng partikular na pagsisiyasat sa papel na ginagampanan ng ΔFosB sa NAc sa pangmatagalang kinalabasan ng sekswal na karanasan sa kasunod na pag-uugali ng pag-uugali at neural activation sa mesolimbic system.

  • Una, itinatag na kung saan ang mga lugar ng utak na isinangkot sa circuitry na gantimpala at sekswal na pag-uugali ay nagpapakita ng kasarian na karanasan-sapilitan ΔFosB.
  • Susunod, ang epekto ng karanasan sa kasarian-sapilitan ΔFosB sa pag-mating-sapilitan pagpapahayag ng c-Fos, isang downstream na target na pinilit ng ΔFosB (Renthal et al. 2008), ay sinisiyasat.
  • Sa wakas, ang epekto ng pagmamanipula ng aktibidad ng ΔFosB sa NAc (gene over-expression at pagpapahayag ng isang dominanteng negatibo na nagbubuklod na kasosyo) sa seksuwal na pag-uugali at pagpapaunlad ng karanasan na pang-sekswal na pagganyak at pagganap ay tinutukoy gamit ang teknolohiya ng paghahatid ng viral vector.
Pumunta sa:

PARAAN

hayop

Ang matatandang lalaki na Sprague Dawley rats (200-225 gramo) ay nakuha mula sa Charles River Laboratories (Senneville, QC, Canada). Ang mga hayop ay nakalagay sa Plexiglas cages na may tube tunel sa parehong mga pares ng sex sa buong mga eksperimento. Ang kolonya kuwarto ay temperatura-kinokontrol at pinapanatili sa isang 12 / 12 oras liwanag madilim na cycle na may pagkain at tubig na magagamit ad libitum maliban sa panahon ng pagsubok sa pag-uugali. Ang stimulus females (210-220 gramo) para sa mga sesyon ng pagtanggap ay nakatanggap ng pang-ilalim na implant na naglalaman ng 5% estradiol benzoate at 95% kolesterol sumusunod na bilateral ovariectomy sa ilalim ng malalim na kawalan ng pakiramdam (0.35g ketamine / 0.052g Xylazine). Ang seksuwal na pagtanggap ay sapilitan sa pamamagitan ng pangangasiwa ng 500μg progesterone sa 0.1 mL sesame oil humigit-kumulang na 4 oras bago ang pagsubok. Ang lahat ng mga pamamaraan ay naaprubahan ng Animal Care and Use Committees ng Unibersidad ng Western Ontario at sumusunod sa mga alituntunin ng CCAC na kinasasangkutan ng mga vertebrate na hayop sa pananaliksik.

Sekswal na Pag-uugali

Ang mga sesyon ng pag-uusap ay naganap sa maagang bahagi ng madilim (sa pagitan ng 2-6 na oras pagkatapos ng pagsisimula ng madilim na panahon) sa ilalim ng madilim na pag-iilaw. Bago mag-eksperimento, ang mga hayop ay random na nahahati sa mga grupo. Sa panahon ng mga mating session, ang mga male na daga ay pinahihintulutang mag-kopya sa bulalas o 1 na oras, at ang mga parameter para sa sekswal na pag-uugali ay naitala kabilang ang: ang latency (ML; oras mula sa pagpapakilala ng babae hanggang sa unang bundok), intromission latency (oras; ang babae hanggang sa unang bundok na may vaginal penetration), ang ejaculation latency (EL; oras mula sa unang intromission hanggang bulalas), post interval ng ejaculation (PEI; oras mula sa bulalas hanggang sa unang kasunod na intromission), bilang ng mga mounts (M; pelvic thrusting na walang vaginal pagtagos), bilang ng mga intromisyon (IM; mount kabilang ang vaginal penetration) at copation efficiency (CE = IM / (M + IM)) (Agmo 1997). Ang mga numero ng mount at intromissions ay hindi kasama sa pagtatasa para sa mga hayop na hindi nagpakita ng bulalas. Ang mga bundok at intromission latencies ay mga parameter na nagpapahiwatig ng sekswal na pagganyak, habang ang latency ng bulalas, ang bilang ng mga mount at kahusayan ng pagkikristal ay nagpapakita ng sekswal na pagganap (Hull 2002).

Eksperimento 1: Pagpapahayag ng ΔFosB

Ang mga walang seks na lalaki na daga ay pinahintulutang mag-asawa sa malinis na mga test cage (60 × 45 × 50 cm) para sa 5 na sunud-sunod, pang-araw-araw na mga sesyon ng pag-iisa o nanatiling walang seks. Supplementary Table 1 binabalangkas ang pag-uugali ng pag-uugali para sa mga pang-eksperimentong grupo: walang malay na sex (NNS; n = 5), walang malay na sex (NS; n = 5), nakaranas ng walang sex (EN; n = 5) at nakaranas ng sex (ES; n = 4). Ang mga hayop ng NS at ES ay isinakripisyo ang 1 na oras ng pagsunod ng bulalas sa huling araw ng isinangkot upang siyasatin ang pagpapahayag ng mating-induced c-Fos. Ang mga hayop ng NNS ay isinakripisyo din sa mga hayop ng ENS 24 na oras pagkatapos ng sesyon ng pagsasalubong ng huling upang suriin ang karanasan sa kasarian-sapilitan ΔFosB. Ang mga nakaranas ng seksuwal na grupo ay naitugma para sa sekswal na pag-uugali bago sumunod na pagsubok. Walang napakahalagang pagkakaiba ang nakita sa pagitan ng mga grupo para sa anumang mga panukala sa pag-uugali sa loob ng angkop na sesyon ng pag-isinikat at karanasan sa kasarian na nakatuon sa pagpapakilos ng sekswal na pag-uugali ay ipinakita ng parehong mga nakaranasang grupo (Supplementary Table 2). Kasama sa mga kontrol ang mga lalaki na walang kapareha ng sekswal na pagdederekta sa mga mating na hayop na tinitiyak ang pagkakalantad sa mga amoy ng babae at mga vocalization na walang direktang kontak sa babae.

Para sa pagsasakripisyo, ang mga hayop ay lubhang nakakainis gamit ang sodium pentobarbital (270mg / kg; ip) at perfused sa 50 mL ng 0.9% saline, na sinundan ng 500 mL ng 4% paraformaldehyde sa 0.1 M phosphate buffer (PB). Ang mga talino ay inalis at post-fixed para sa 1 h sa temperatura ng kuwarto sa parehong fixative, pagkatapos ay sa ilalim ng tubig sa 20% sucrose at 0.01% sosa azide sa 0.1 M PB at naka-imbak sa 4 ° C. Ang mga coronal section (35 μm) ay pinutol na may lamig mikrotom (H400R, Micron, Germany), na nakolekta sa apat na parallel series sa cryoprotectant solution (30% sucrose at 30% ethylene glycol sa 0.1 M PB) at naka-imbak sa -20 ° C. Ang mga libreng lumulutang na seksyon ay hugasan nang husto sa 0.1 M phosphate-buffered saline (PBS; pH 7.3-7.4) sa pagitan ng mga incubation. Ang mga seksyon ay napakita sa 1% H2O2 para sa 10 min sa temperatura ng kuwarto upang sirain ang mga endogenous peroxidases, pagkatapos ay i-block sa PBS + pagpapapisa ng itlog solusyon, na kung saan ay PBS na naglalaman 0.1% bovine serum albumin (catalog item 005-000-121, Jackson ImmunoResearch Laboratories, West Grove, PA) at 0.4% Triton X -100 (item ng katalogo BP151-500; Sigma-Aldrich) para sa 1 h. Ang mga seksyon ay pagkatapos ay incubated magdamag sa 4 ° C sa isang pan-FosB kuneho polyclonal antibody (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA). Ang pan-FosB antibody ay itinaas laban sa isang panloob na rehiyon na ibinahagi ng FosB at ΔFosB. Ang ΔFosB-IR cells ay partikular na ΔFosB-positibo dahil sa post-pampasigla oras (24 oras) lahat ng detectable stimulus-sapilitan FosB ay nagpapasama (Perrotti et al. 2004; Perrotti et al. 2008). Bilang karagdagan, sa eksperimento na ito, ang mga hayop na isinangkot sa huling araw (NS, ES) ay isinakripisyo 1 h pagkatapos isinangkot, kaya bago ang FosB na expression. Kinumpirma ng Western blot analysis ang pagtuklas ng ΔFosB sa tinatayang 37 kD. Pagkatapos ng pangunahing pag-iipon ng antibody, ang mga seksyon ay incubated para sa 1 h sa biotin-conjugated kambing anti-kuneho IgG (1: 500 sa PBS +; Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA) at pagkatapos 1 h sa avidin-biotin-hoseradish peroxidase ; 1: 1K sa PBS; Vector Laboratories, Burlingame, CA, USA). Kasunod ng mga seksyon ng inkubasyon ay naproseso sa isa sa mga sumusunod na paraan:

1. Single label ng peroxidase

Ang mga seksyon ng mga hayop ng NNS at ENS ay ginamit para sa pagtatasa ng utak ng sekswal na karanasan-sapilitan ΔFosB na akumulasyon. Sumusunod ang ABC incubation, ang visualization ng peroxidase ay sumusunod sa paggamot para sa 10 minuto sa isang chromogen solution na naglalaman ng 0.02% 3,3'-diaminobenzidine tetrahydrochloride (DAB; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) na pinahusay na may 0.02% nickel sulfate sa 0.1 M PB hydrogen peroxide (0.015%). Ang mga seksyon ay hugasan nang husto sa 0.1 M PB upang wakasan ang reaksyon at inangkat sa naka-code na Superfrost plus glass slide (Fisher, Pittsburgh, PA, USA) na may 0.3% gelatin sa ddH20. Kasunod ng pag-aalis ng tubig, ang lahat ng mga slide ay sakop-slipped sa DPX (dibutyl phthalate xylene).

2. Dual immunofluorescence

Ang mga seksyon mula sa lahat ng apat na pang-eksperimentong grupo na naglalaman ng NAc at mPFC ay ginamit para sa pag-aaral ng ΔFosB at c-Fos. Kasunod ng pagpapapisa ng itlog ng ABC, ang mga seksyon ay incubated para sa 10 min sa biotinylated tyramide (BT; 1: 250 sa PBS + 0.003% H2O2 Tyramid Signal Amplification Kit, NEN Life Sciences, Boston, MA) at para sa 30 min sa Alexa 488-conjugated strepavidin (1: 100; Jackson Immunoresearch Laboratories, West Grove, PA). Ang mga seksyon ay pagkatapos ay inkubado sa isang gabi ng isang kuneho polyclonal antibody na partikular na kinikilala ang c-Fos (1: 150; sc-52; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), na sinusundan ng 30 min incubation na may kambing anti-rabbit Cy3-conjugated secondary antibody (1: 200; Jackson Immunoresearch Laboratories, West Grove, PA, USA). Kasunod ng pag-staining, ang mga seksyon ay hugasan nang husto sa 0.1 M PB, inimuntar sa mga naka-code na mga slide ng salamin na may 0.3% gelatin sa ddH20 at cover-slipped na may isang may tubig na medium ng pag-mount (Gelvatol) na naglalaman ng anti-dading ahente 1,4-diazabicyclo (2,2) oktano (DABCO; 50 mg / ml, Sigma-Aldrich, St Louis, MO). Kasama sa mga kontrol ng immunohistochemical ang pagkukulang ng alinman o parehong pangunahing antibodies, na nagreresulta sa kawalan ng pag-label sa angkop na haba ng daluyong.

Data ng Pagsusuri

Pagsusuri ng utak ng ΔFosB

Dalawang bulag na eksperimento sa paggamot ang ginawang malawak na pag-scan ng utak sa mga naka-code na slide. Ang mga selulang ΔFosB-immunoreactive (-IR) sa buong utak ay semi-quantitatively na sinusuri gamit ang isang sukat upang kumatawan sa bilang ng mga ΔFosB-positive cells na nakabalangkas sa Table 1. Bilang karagdagan, batay sa mga semi-quantitative findings, ang mga bilang ng ΔFosB-IR cells ay binibilang gamit ang karaniwang mga lugar ng pagtatasa sa mga lugar ng utak na implicated sa gantimpala at sekswal na pag-uugali gamit ang camera lucida drawing tube na naka-attach sa isang Leica DMRD microscope (Leica Microsystems GmbH, Wetzlar , Alemanya): NAc (core (C) at shell (S); 400 × 600μm) na nasuri sa tatlong antas ng rostral-caudal (Balfour et al. 2004); Ang ventral tegmental area (VTA; 1000 × 800μm) ay sinuri sa tatlong antas ng rostral-caudal (Balfour et al. 2004) at VTA tail (Perrotti et al. 2005); prefrontal cortex (anterior cinglulate area (ACA); prelimbic cortex (PL); infralimbic cortex (IL); 600 × 800μm bawat isa); caudate putamen (CP; 800 × 800μm); at medial preoptic nucleus (MPN; 400 × 600 μm) (Mga Supplementary Figures 1-3). Dalawang seksyon ang binibilang sa bawat subregion, at ang average na bawat hayop para sa pagkalkula ng grupo ay nangangahulugan. Ang mga average na walang kapareha at nakaranasang mga sekswal na grupo ng mga ΔFosB-IR na mga cell ay inihambing sa bawat subregion gamit ang mga hindi pa nakapagpapatunay na pagsusulit.

Table 1    

Buod ng ekspresyon ng ΔFosB sa mga nakakaramdam na sekswal at nakaranas ng mga hayop
Pagtatasa ng ΔFosB at c-Fos

Ang mga imahe ay nakuha gamit ang isang cooled camera CCD (Microfire, Optronics) na naka-attach sa isang Leica mikroskopyo (DM5000B, Leica Microsystems; Wetzlar, Germany) at Neurolucida software (MicroBrightfield Inc) na may nakapirming mga setting ng camera para sa lahat ng mga paksa (gamit ang mga layunin 10x). Bilang ng mga cell na nagpapahayag ng c-Fos-IR o ΔFosB-IR sa karaniwang mga lugar ng pagsusuri sa NAc core at shell (400 × 600μm bawat; Supplementary Figure 1) at ACA ng mPFC (600 × 800μm; Supplementary Figure 3) ay binilang nang mano-mano ng isang tagamasid sa mga eksperimentong grupo, sa 2 na mga seksyon sa bawat hayop na gumagamit ng Neurolucida software (MBF Bioscience, Williston, VT) at na-average na bawat hayop. Ang mga katamtamang pangkat ng c-Fos o ΔFosB na mga cell ay inihambing gamit ang two-way na ANOVA (Kadahilanan: sekswal na karanasan at aktibidad ng kasarian) at Fisher LSD para sa mga paghahambing sa post hoc sa antas ng kahalagahan ng 0.05.

Eksperimento 2: manipulasyon ng ΔFosB na expression

Viral-Mediated Gene Transfer

Ang mga lalaki na walang seks na lalaki na Sprague Dawley ay random na nahahati sa mga grupo bago ang stereotaxic surgery. Ang lahat ng mga hayop ay nakatanggap ng mga bilateral microinjections ng vectors ng recombinant adeno na nauugnay sa viral (rAAV) na encoding GFP (control; n = 12), ligaw na uri ΔFosB (n = 11) o isang dominanteng negatibong umiiral na kasosyo ng ΔFosB na tinatawag na ΔJunD (n = 9) sa NAc. ΔJunD bumababa ΔFosB mediated transcription sa pamamagitan ng competitively heterodimerizing sa ΔFosB bago umiiral ang AP-1 rehiyon sa loob ng gene promoters (Winstanley et al. 2007). Ang titer ng virus ay tinutukoy ng qPCR at sinusuri sa Vivo bago mag-aral. Ang titer ay 1-2 × 1011 nakakahawa particle bawat mL. Ang mga vectors ng rAAV ay injected sa isang dami ng 1.5 μL / gilid sa 7 minuto (coordinate: AP + 1.5, ML +/- 1.2 mula sa Bregma; DV -7.6 mula sa bungo ibabaw ayon sa Paxinos at Watson, 1998) gamit ang isang Hamilton syringe (5μL ; Harvard Apparatus, Holliston, MA, USA). Ang mga vectors ay hindi gumagawa ng toxicity na higit sa control infusions nag-iisa (Winstanley et al, 2007; para sa mga detalye ng paghahanda ng AAV, tingnan Hommel et al., 2003). Nagsimula ang mga eksperimentong asal sa 3 linggo pagkatapos ng mga iniksiyon ng vector na nagbibigay-daan para sa pinakamainam at matatag na impeksiyong viral (Wallace et al. 2008). Transgene expression sa murine species peak sa 10 days at nananatiling nakataas para sa hindi bababa sa 6 buwan (Winstanley et al. 2007). Sa dulo ng eksperimento, ang mga hayop ay transkiyunal na perfused at NAc mga seksyon ay immuno-naproseso para sa GFP (1: 20K; kuneho anti-GFP antibody; Molecular Probes) gamit ang isang ABC-peroxidase-DAB reaksyon (tulad ng inilarawan sa itaas) sa histologically i-verify ang mga site ng iniksyon gamit ang GFP bilang isang marker (Supplementary Figure 4). Ang ΔFosB at ΔJunD vectors ay naglalaman din ng isang segment na nagpapahayag ng GFP na pinaghihiwalay ng isang panloob na site sa pagpasok ng ribosomal, na nagpapahintulot sa pag-verify ng site na iniksyon ng visualization ng GFP sa lahat ng mga hayop. Ang mga hayop na may mga lugar ng pag-iniksyon at ang pagkalat ng virus na pinaghihigpitan sa NAc ay kasama sa mga statistical analysis. Ang pagkalat ng virus ay karaniwang limitado sa isang bahagi ng NAc at hindi kumalat ang rostral-caudally sa buong nucleus. Dagdag pa rito, ang pagkalat ng virus ay lumilitaw na halos limitado sa alinman sa shell o core. Gayunpaman, ang pagkakaiba-iba ng mga site ng iniksyon at kumalat sa loob ng NAc ay hindi nakakaimpluwensya sa mga epekto sa pag-uugali. Sa wakas, ang mga iniksiyong GFP ay hindi nakakaapekto sa sekswal na pag-uugali o pasimula sa pagpapagana ng sekswal na pag-uugali kumpara sa mga di-operasyon na hayop mula sa mga nakaraang pag-aaral (Balfour et al. 2004).

Sekswal na Pag-uugali

Tatlong linggo kasunod ng paghahatid ng viral vector, mga hayop na isinama sa isang bulalas (o para sa 1 na oras) para sa 4 na sunud-sunod, pang-araw-araw na mga sesyon ng pakikipagtalik upang makakuha ng sekswal na karanasan (mga sesyon ng karanasan) at pagkatapos ay sinubukan para sa pangmatagalang pagpapahayag ng karanasan sapilitan pagpapakilos ng sekswal na pag-uugali 1 at 2 na linggo (mga session ng pagsubok 1 at 2) pagkatapos ng huling sesyon ng karanasan. Ang mga parameter ng sekswal na pag-uugali ay naitala sa lahat ng mga mating session tulad ng inilarawan sa itaas. Ang mga pagkakaiba sa istatistika para sa lahat ng mga parameter sa bawat sesyon ng pagsasama ay inihambing sa loob at sa pagitan ng mga pangkat na gumagamit ng dalawang paraan na paulit-ulit na mga panukala ANOVAs (Kadahilanan: paggamot at isinangkot session) o one-way ANOVAs (bulalas latency, bilang ng mounts at intromissions; session) na sinusundan ng Fisher LSD o Newman-Keuls na pagsusulit para sa mga paghahambing ng post hoc sa antas ng kahalagahan ng 0.05. Sa partikular, ang pang-facilitating mga epekto ng sekswal na karanasan sa mga parameter ng isinangkot ay inihambing sa pagitan ng sesyon ng karanasan 1 (walang muwang) at mga sesyon ng karanasan 2, 3, o 4 bawat isa, pati na rin sa pagitan ng mga pang-eksperimentong grupo sa loob ng bawat sesyon ng karanasan. Bukod dito, upang pag-aralan ang mga epekto ng paggamot (vector) sa pangmatagalang pagpapaandar ng sekswal na pag-uugali, isinama ang mga parameter na isinama sa pagitan ng sesyon ng karanasan 4 at test session 1 at 2 sa loob ng bawat grupo ng paggamot, at inihambing sa pagitan ng mga eksperimentong grupo sa loob ng bawat session ng pagsubok.

Pumunta sa:

MGA RESULTA

Ang karanasang pangkaraniwang nagiging sanhi ng akumulasyon ng ΔFs

Sa una, isang semi-dami na pagsisiyasat sa ΔFosB na akumulasyon sa buong utak sa mga lalaki na nakaranas ng sekswal na kumpara sa mga pang-sekswal na kontrol ay isinagawa. Isang buod ng pangkalahatang mga natuklasan ay ipinagkakaloob sa Table 1. Ang pagsusuri ng ΔFosB-IR ay pinalalakas sa pamamagitan ng pagtukoy sa mga bilang ng mga selulang ΔFosB-IR sa ilang mga rehiyon ng utak na nauugnay sa limbic gamit ang karaniwang mga lugar ng pagtatasa. Figure 1 nagpapakita ng kinatawan ng mga larawan ng DAB-Ni na nagpaparumi sa NAc ng mga walang seks na nakakaramdam at nakaranas ng mga hayop. Ang makabuluhang ΔFosB up-regulasyon ay natagpuan sa mPFC subregions (Figure 2A), NAc core at shell (2B), caudate putamen (2B) at VTA (2C). Sa NAc, ang mga makabuluhang pagkakaiba ay umiiral sa lahat ng mga antas ng rostral- caudal sa NAc core at shell, at ang data na ipinapakita sa Figure 2 ay ang average sa lahat ng antas ng rostro-caudal. Sa kaibahan, walang makabuluhang pagtaas sa ΔFosB-IR sa hypothalamic medial preoptic nucleus (NNS: Avg 1.8 +/- 0.26; ENS: Avg 6.0 +/- 1.86).

Figure 1    

 

Mga larawan ng kinatawan na nagpapakita ng mga ΔFosB-IR na mga cell (itim) sa NAc ng walang malay na walang sex (A) at hindi nakakaranas ng mga sekswal na grupo (B). aco: anterior commissure Scale bar ay nagpapahiwatig ng 100 μm.
Figure 2     

Bilang ng mga ΔFosB-IR cells sa: A. infralimbic (IL), prelimbic (PL) at nauuna na cingulate cortex (ACA) na mga subregion ng medial prefrontal cortex; B. Nucleus accumbens core at shell, at caudate putamen (CP); C. Rostral, gitna, caudal at buntot ...

Ang karanasan sa sekswal na attenuates mating-sapilitan c-Fos

Ang epekto ng sekswal na karanasan sa mga antas ng ΔFosB sa NAc ay nakumpirma gamit ang mga diskarte sa pag-ilaw ng pag-ilaw. Bilang karagdagan, ang mga epekto ng sekswal na karanasan sa pagpapahayag ng c-Fos ay pinag-aralan. Figure 3 nagpapakita ng kinatawan ng mga imahe ng ΔFosB- (green) at c-Fos (pula) -IR na mga cell sa lahat ng mga pang-eksperimentong grupo (A, NNS, B, NS, C, ENS; D, ES). Ang karanasang pang-seksuwal ay makabuluhang nadagdagan ang ekspresyong ΔFosB sa NAc core (Figure 4A: F1,15 = 12.0; p = 0.003) at shell (Figure 4C: F1,15 = 9.3; p = 0.008). Sa kabaligtaran, umaga 1 oras bago ang perfusion, ay walang epekto sa ΔFosB expression (Figure 4A, C) at walang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sekswal na karanasan at mating kaagad bago ang perpyusyon ay napansin. Nagkaroon ng isang pangkalahatang epekto ng isinangkot bago ang perfusion sa c-Fos expression sa parehong core NAc (Figure 4B: F1,15 = 27.4; p <0.001) at shell (Figure 4D: F1,15 = 39.4; p <0.001). Bukod dito, isang pangkalahatang epekto ng karanasan sa sekswal ang napansin sa NAc core (Figure 4B: F1,15 = 6.1; p = 0.026) at shell (Figure 4D: F1,15 = 1.7; p = 0.211) at isang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sekswal na karanasan at isinangkot bago ang perfusion ay nakita sa NAc core (F1,15 = 6.5; p = 0.022), na may trend sa shell (F1,15 = 1.7; p = 0.211; F1,15 = 3.4; p = 0.084). Ang post hoc analyzes ay nagpakita ng mating-sapilitan c-Fos na expression sa core at shell ng mga walang seks na lalakiFigure 4B, D). Gayunpaman, sa mga lalaki na nakaranas ng sekso, ang c-Fos ay hindi gaanong nadagdag sa NAc core (Figure 4B) at makabuluhang pinaliit sa shell (Figure 4D). Kaya, ang sekswal na karanasan ay nagbigay ng pagbabawas ng pagpapahayag ng mating-induced c-Fos. Ang mga halaga para sa mga tiyak na pagtutugma ng pares ay nasa mga legends ng pigura.

Figure 3     

Mga larawan ng kinatawan na nagpapakita ng ΔFosB (berde) at c-Fos (pula) sa NAc para sa bawat pang-eksperimentong grupo. Ipinapakita ng Scale bar ang 100 μm.
Figure 4     

Ang karanasan sa kasarian-sapilitan ΔFosB at mating-sapilitan c-Fos. Ang mga numero ng ΔFosB (Core, A, Shell, C, ACA, E) o c-Fos (Core, B; Shell, D; ACA, F) mga immunoreactive cell para sa bawat pangkat: NNS (n = 5) 5), ENS (n = 5) o ES (n = 4). Ang data ay ipinahayag ...

Ang epekto ng sekswal na karanasan sa mga antas ng pag-uugnay ng c-Fos ay hindi limitado sa NAc. Ang isang katulad na pagpapalambing ng pagpapahayag ng c-Fos ay naobserbahan sa ACA sa mga nakaranas ng sekswal na mga hayop kumpara sa mga sekswal na pagkontrol ng sekswal. Ang karanasan sa seksuwal ay nagkaroon ng isang makabuluhang epekto sa ΔFosB expression sa ACA (Figure 4E: F1,15 = 154.2; p <0.001). Ang pag-aasawa bago ang perfusion ay walang epekto sa expressionFosB expression (Figure 4C) ngunit makabuluhang nadagdagan ang c-Fos (Figure 4F: F1,15 = 203.4; p <0.001) sa ACA. Bukod dito, ang ekspresyon ng c-Fos na sapilitan ng isinangkot sa ACA ay makabuluhang nabawasan ng karanasan sa sekswal (Figure 4F: F1,15 = 15.8; p = 0.001). Ang isang dalawang-daan na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng sekswal na karanasan at isinangkot bago ang perfusion ay nakita para sa c-Fos expression (Figure 4F: F1,15 = 15.1; p <0.001). Ang mga halagang P para sa tukoy na mga paghahambing na marunong sa pares ay nasa mga alamat ng figure. Sa wakas, walang makabuluhang pagbawas sa ekspresyon ng c-Fos na ipinahiwatig ng isinangkot sa medial preoptic nucleus (NS: Avg 63.5 +/− 4.0; ES: Avg 41.4 +/− 10.09), isang lugar kung saan ang karanasan sa pagsasama ay hindi naging sanhi ng isang makabuluhang pagtaas sa expressionFosB expression, na nagpapahiwatig na ang pagpapahiwatig ng c-Fos na ipinahiwatig ng isinangkot na mating ay hindi apektado sa lahat ng mga lugar ng utak.

ΔFosB sa NAc mediates reinforcement ng sekswal na pag-uugali

Upang tuklasin ang isang potensyal na mekanismo ng molekular para sa reinforcement ng sekswal na pag-uugali tulad ng ipinakita sa pamamagitan ng karanasan na sapilitan pagpapakilos ng sekswal na pag-uugali, ang mga epekto ng lokal na pagmamanipula ng mga antas ng ΔFosB at ang transcriptional activity nito ay natukoy. Ang karanasang pang-seksuwal sa apat na magkakasunod na sesyon ng karanasan ay may malaking epekto sa latencyFigure 5A: F1,23 = 13.8; p = 0.001), intromission latency (Figure 5B: F1,23 = 18.1; p <0.001), at latency ng bulalas (Figure 5C: GFP, F11,45 = 3.8; p = 0.006). Ang mga hayop na kontrol ng GFP ay nagpakita ng inaasahang karanasan sa pagpapagana ng sekswal na pag-uugali at ipinapakita ang mga makabuluhang mas mababang latency sa unang bundok, unang intromission at bulalas sa panahon ng sesyon ng karanasan 4 kumpara sa karanasan ng session 1 (Figure 5A-C; tingnan ang figure legend para sa p-values). Ang karanasang ito ay nakatuon sa pag-uugali ng sekswal na pag-uugali ay sinusunod din sa ΔFosB group para sa mga bundok at intromission latencies, ngunit walang isang makabuluhang pagkakaiba nakita sa bulalas ng bulalas (Figure 5A-C). Sa kabaligtaran, ang mga hayop ng ΔJunD ay nagpakita ng isang pasadyang pagpapaandar; kahit na ang latencies para sa mounts, intromissions, at ejaculations ay bumaba sa paulit-ulit na mga session ng isinangkot, wala sa mga parameter na ito naabot statistical kabuluhan kapag inihambing sa pagitan ng mga session ng karanasan 1 at 4 (Figure 5A-C). Sa pagitan ng mga paghahambing ng grupo para sa bawat sesyon ng karanasan ay nagpapakita na ang ΔJunD ay may mas matagal na latencies upang i-mount, intromit at magbulalas sa panahon ng mga sesyon ng karanasan kumpara sa ΔFosB at GFP (Figure 5A-C). Bilang karagdagan, ang parehong sekswal na karanasan at paggamot ay nagkaroon ng makabuluhang epekto sa pagiging epektibo ng pagsasama (Figure 5F: sekswal na karanasan, F1,12 = 22.5; p <0.001; paggamot, F1,12 = 3.3; p = 0.049). ΔFosB male ay nadagdagan ang kahusayan sa pakikipag-ugnayan sa panahon ng sesyon ng karanasan 4 kumpara sa karanasan ng session 1 (Figure 5F). Bilang karagdagan, ang mga ΔFosB na hayop ay may mas kaunting mga mounts na sinusundan ng bulalas sa panahon ng session ng 4 na karanasan, kumpara sa karanasan ng session 1 (Figure 5D: F10,43 = 4.1; p = 0.004), at na ang mga lalaking ΔJunD ay nagkaroon ng mas mataas na mga mounts na nauna sa bulalas, kaya nabawasan ang kahusayan ng pagkakasalungatan, kaysa sa isa pang dalawang grupo (Figure 5D at F). Kaya, ang mga hayop ng GFP at ΔFosB ay nagpakita ng pasimula ng pagpasok ng sekswal na pag-uugali at sekswal na pagganap, samantalang ang mga hayop ng ΔJunD ay hindi.

Figure 5     

Ang pag-uugali ng sekswal na pag-uugali ng GFP (n = 12), ΔFosB (n = 11) at ΔJunD (n = 9) na mga hayop: koneksyon latency (A), intromission latency (B) bilang ng mga intromissions (E) at copation efficiency (F). Ang data ay ipinahayag ...

Upang subukan ang teorya na ang ekspresyon ng ΔFosB ay kritikal para sa pang-matagalang pagpapahayag ng paggagamot na nakatuon sa karanasan ng sekswal na pag-uugali, ang mga hayop ay sinubukan ng 1 na linggo (session ng pagsubok 1) at 2 na linggo (test session 2) pagkatapos ng huling sesyon ng karanasan. Sa katunayan, pinasisimulan ang sekswal na pag-uugali ay pinanatili sa parehong mga grupong GFP at ΔFosB dahil walang isa sa mga parameter ng pag-uugali ang naiiba sa pagitan ng mga session ng pagsubok 1 o 2 at ang huling sesyon ng karanasan 4, sa loob ng mga grupo ng GFP at ΔFosB (Figure 5A-C; maliban para sa bulalas ng latay at kahusayan sa pagsasama sa session ng 1 para sa mga hayop na ΔFosB). Ang mga makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng mga hayop ng ΔJunD at GFP o mga grupong ΔFosB ay nakita sa parehong mga session ng pagsubok para sa lahat ng mga parameter ng sekswal na pag-uugali (Figure 5A-F). Walang mga pagkakaiba na nakita sa pagitan o sa loob ng mga grupo kapag inihambing ang mga bilang ng mga intromisyon, PEI, o mga porsyento ng mga hayop na ejaculated (100% ng mga lalaki sa lahat ng mga grupo na ejaculated sa huling apat na mga sesyon ng pag-isahin).

Pumunta sa:

Pagtalakay

Ipinakita ng kasalukuyang pag-aaral na ang sekswal na karanasan ay nagdudulot ng isang akumulasyon ng ΔFosB sa maraming mga rehiyon ng utak na nauugnay sa limbic, kabilang ang NAc core at shell, mPFC, VTA at caudate putamen. Sa karagdagan, ang sekswal na karanasan ay pinalampas ng pagsasama-sapilang pagpapahayag ng c-Fos sa NAc at ACA. Sa wakas, ang ΔFosB sa NAc ay ipinapakitang kritikal sa pamamagitan ng pagpapamagitan sa pakikipag-ugnay sa panahon ng pagkuha ng sekswal na karanasan at ang pangmatagalang pagpapahayag ng karanasan na nakatuon sa pagpapaandar ng sekswal na pag-uugali. Sa partikular, ang pagbabawas ng ΔFosB-mediated transcription ay pinaliit na karanasan-sapilitan pagpapakilos ng sekswal na pagganyak at pagganap, habang over-expression ng ΔFosB sa ang NAc ay nagdulot ng isang pinahusay na pagpapaandar ng sekswal na pag-uugali, sa mga tuntunin ng mas mataas na pagganap ng sekswal na may mas kaunting karanasan. Sama-sama, sinusuportahan ng kasalukuyang mga natuklasan ang teorya na ang ΔFosB ay isang kritikal na mediator sa molekular para sa pangmatagalang neural at pang-asal na plasticity na sapilitan ng sekswal na karanasan.

Ang kasalukuyang mga natuklasan ay nagpalawak ng mga nakaraang pag-aaral na nagpapakita ng karanasan sa kasarian-sapilitan ΔFosB sa NAc sa mga male rats (Wallace et al. 2008) at babaeng hamster (Hedges et al. 2009). Wallace et al. (2008) nagpakita na ang rAAV-ΔFosB over-expression sa NAc pinahusay na sekswal na pag-uugali sa mga sekswal na masamang hayop sa panahon ng unang session ng isinangkot, bilang ebedensya sa pamamagitan ng mas kaunting mga intromisyon sa bulalas at mas maikli na mga agwat sa pagitan ng ejaculatory, ngunit walang epekto sa nakaranas ng sekswal na mga lalaki (Wallace et al. 2008).

Sa kaibahan, ang kasalukuyang pag-aaral ay hindi nagpakita ng mga epekto ng ΔFosB over-expression sa mga lalaki na walang seks na sekswal sa unang pagsubok, ngunit sa halip at sa pagsunod sa pagkuha ng sekswal na karanasan. Nagpakita ang mga sobrang ekspresyon ng ΔFosB na nadagdagan ang pagganap ng sekswalidad (mas mataas na kahusayan sa pakikipagsosyo) kumpara sa mga hayop ng GFP.

Bilang karagdagan, sinuri ng kasalukuyang pag-aaral ang papel na ginagampanan ng ΔFosB sa pamamagitan ng pag-block ng transfaced na ΔFosB gamit ang isang ΔJunD-expressing viral vector. Ang pag-iwas sa karanasan sa pagdami ng karanasan sa ΔFosB na expression ay pumipigil sa karanasan na nakatuon sa pagpapakilos ng sekswal na pagganyak (nadagdagan na bundok at mga latency na intromisyon) pati na rin ang sekswal na pagganap (nadagdagan ang latency ng ejaculation at bilang ng mga mount) at kasunod na pangmatagalang pagpapahayag ng pantulong na pag-uugali ng sekswal.

Samakatuwid, ang mga datos na ito ang unang nagpapahiwatig ng isang obligadong papel na ginagampanan para sa ΔFosB sa pagkuha ng karanasan na nakatuon sa pagpapakilos ng sekswal na pag-uugali. Bukod dito, ang mga datos na ito ay nagpapakita na ang ΔFosB ay kritikal na nasasangkot sa pang-matagalang pagpapahayag ng karanasan na nakatuon sa pag-uugali. Ipinapanukala namin na ang pangmatagalang pagpapahayag na ito ay nag-uugali na nagpapakita ng isang uri ng memorya para sa likas na gantimpala, kaya ang ΔFosB sa NAc ay isang tagapamagitan ng memorya ng gantimpala. Ang karanasan sa seksuwal ay din na nadagdagan ang mga antas ng ΔFosB sa VTA at mPFC, mga lugar na isinangkot sa gantimpala at memorya (Balfour et al. 2004; Phillips et al. 2008). Ang hinaharap na mga pag-aaral ay kinakailangan upang ituro ang isang potensyal na kabuluhan ng ΔFosB up-regulasyon sa mga lugar na ito para sa gantimpala memorya.

ΔFosB expression ay lubos na matatag, kaya ito ay may malaking potensyal bilang isang molekular tagapamagitan ng persistent adaptations ng utak sumusunod talamak perturbations (Nestler et al. 2001). ΔFosB ay ipinapakita sa dahan-dahan na pagtaas sa NAc sa paglipas ng maraming cocaine injections at magpatuloy hanggang sa ilang linggo (Inaasahan et al. 1992; Inaasahan et al. 1994). Ang mga pagbabagong ito sa NAc ΔFosB na expression ay nauugnay sa pagiging sensitibo ng gantimpala ng gamot at pagkagumon (Chao & Nestler 2004; McClung & Nestler 2003; McClung et al. 2004; Nestler 2004, 2005, 2008; Nestler et al. 2001; Zachariou et al. 2006). Sa kaibahan, ang papel na ginagampanan ng ΔFosB sa pamamagitan ng pagbibigay ng likas na gantimpala ay naiintindihan. Ang kamakailang katibayan ay lumabas na nagmumungkahi na ang ΔFosB induction sa NAc ay kasangkot sa likas na gantimpala. Ang mga antas ng ΔFosB ay parehas na nadagdagan sa NAc sumusunod na sucrose paggamit at gulong na tumatakbo. Ang over-expression ng ΔFosB sa striatum na gumagamit ng bitransgenic na mga mice o viral na vectors sa mga daga ay nagdudulot ng pagtaas sa paggamit ng sucrose, pinahusay na pagganyak para sa pagkain at nadagdagan ang kusang ginto na tumatakbo (Olausson et al. 2006; Wallace et al. 2008; Werme et al. 2002). Ang kasalukuyang data ay higit na nadaragdag sa mga ulat na ito at karagdagang sinusuportahan ang paniwala na ang ΔFosB ay isang kritikal na tagapamagitan para sa dagdag na gantimpala at likas na gantimpala.

ΔFosB ay maaaring mamagitan sa sapilitang karanasan ng pampalakas ng sekswal na pag-uugali sa pamamagitan ng induction of plasticity sa mesolimbic system. Sa katunayan, ang sekswal na karanasan ay nagiging sanhi ng maraming mahahabang pagbabago sa sistema ng mesolimbiko (Bradley at Meisel 2001; Frohmader et al. 2009; Pitchers et al. 2010). AngAng antas ng pag-uugali, ang isang sensitibong lokomotor na tugon sa amphetamine at isang pinahusay na gantimpala sa amphetamine ay ipinapakita sa mga seksuwal na karanasan na mga male rats (Pitchers et al. 2010); isang binagong tugon ng locomotor sa amphetamine ay naobserbahan rin sa mga hamsters ng babae (Bradley at Meisel 2001). Higit pa rito, ang pagtaas sa bilang ng mga dendritic spines at kumplikado ng dendritic arbors ay natagpuan kasunod ng isang panahon ng pag-iwas mula sa sekswal na karanasan sa mga male rats (Pitchers et al. 2010). Ang kasalukuyang pag-aaral ay nagmumungkahi ΔFosB ay maaaring isang tiyak na molekular tagapamagitan ng pangmatagalang resulta ng sekswal na karanasan. Sa kasunduan, kamakailan ang ΔFosB ay ipinakita na mahalaga para sa pagpapasok ng mga pagbabago sa dendritic spine bilang tugon sa talamak na cocaine administration (Dietz et al. 2009; Pagkataranta et al. 2010).

Hindi malinaw kung aling mga (mga) upstream na neurotransmitter ang responsable sa pagpasok sa ΔFosB sa NAc, ngunit ang DA ay iminungkahi bilang isang kandidato (Nye et al. 1995). Halos lahat ng droga ng pang-aabuso, kabilang ang cocaine, amphetamine, opiates, cannabinoids, at ethanol, pati na rin ang mga natural na gantimpala, dagdagan ΔFosB sa NAc (Perrotti et al. 2005; Wallace et al. 2008; Werme et al. 2002). Ang parehong mga gamot ng pang-aabuso at mga likas na gantimpala ay nagdaragdag ng synaptic DA concentration sa NAc (Damsma et al. 1992; Hernandez at Hoebel 1988a, b; Jenkins & Becker 2003). ΔFosB induction sa pamamagitan ng mga droga ng pang-aabuso ay ipinapakita sa receptor ng DA na naglalaman ng mga cell at cocaine-sapilitan ΔFosB ay hinarangan ng isang D1 DA receptor antagonist (Nye et al. 1995). Samakatuwid, ang DA release ay hypothesized upang pasiglahin ang ekspresyon ng ΔFosB at sa gayon ay mamamagitan ang kaayusan na may kaugnayan sa neuroplasticity. Karagdagang pagsuporta sa ideya na ang mga antas ng ΔFosB ay depende sa DA ay ang paghahanap na ang mga lugar ng utak kung saan binago ang mga karanasan sa seksuwal na antas ng ΔFosB ay tumatanggap ng malakas na dopaminergic input mula sa VTA, kabilang ang medial prefrontal cortex at basolateral amygdala.

Gayunpaman, sa kaibahan, ang ΔFosB ay hindi nadagdagan sa medial preoptic area kahit na ang lugar na ito ay tumatanggap ng dopaminergic input, kahit na sa hypothalamic sources (Miller & Lonstein 2009). Ang mga pag-aaral sa hinaharap ay kailangan upang masubukan kung ang pag-uudyok ng pagpapahayag ng ΔFosB at ang mga epekto ng sekswal na karanasan sa sekswal na pagganyak at pagganap ay nakasalalay sa DA action. Ang papel para sa DA sa sekswal na gantimpala sa male rats ay kasalukuyang hindi ganap na malinaw (Agmo & Berenfeld 1990; Pfaus 2009). May sapat na katibayan na ang DA ay inilabas sa NAc sa pagkakalantad sa isang babae o isinangkot (Damsma et al. 1992) at DA neurons ay aktibo sa panahon ng sekswal na pag-uugali (Balfour et al. 2004). Gayunpaman, ang mga systemic na iniksiyon ng DA receptor na antagonist ay hindi pumipigil sa seksuwal na gantimpala na sapilitan na kagustuhan ng lugar na pinag-uusapan (Agmo & Berenfeld 1990) at ang teorya na ang DA ay kritikal para sa karanasan na sapilitan reinforcement ng isinangkot ay untested.

Ito rin ay hindi malinaw kung ano ang mga downstream mediators ng ΔFosB epekto sa sekswal na pag-uugali. ΔFosB ay ipinapakita upang kumilos bilang parehong isang transcriptional activator at repressor sa pamamagitan ng isang AP-1 umaasa mekanismo (McClung & Nestler 2003; Peakman et al. 2003). Maraming target genes ang natukoy, kabilang ang agarang maagang gene c-fos (Inaasahan et al. 1992; Inaasahan et al. 1994; Morgan & Curran 1989; Renthal et al. 2008; Zhang et al. 2006), cdk5 (Bibb et al. 2001), dynorphin (Zachariou et al. 2006), sirtuin-1 (Renthal et al. 2009), NFbitB subunits (Ang et al. 2001), Isangnd ang AMPA glutamate receptor GluR2 subunit (Kelz et al. 1999). Ipinakikita ng kasalukuyang mga resulta na ang mga antas ng c-Fos na isinagawa sa pakikipagtalik ay nabawasan sa pamamagitan ng sekswal na karanasan sa mga lugar ng utak na may nadagdagang ΔFosB (NAc at ACA). Ang pagpigil sa c-Fos ay nakasalalay sa panahon mula sa huling mating at paulit-ulit na mga sesyon ng pag-uusap, tulad ng sa nakaraang mga pag-aaral, tulad ng pagbaba sa c-Fos ay hindi nakita sa mga male rats na sinubukang 1 na linggo kasunod ng huling mating session (Balfour et al. 2004) o pagkatapos ng sekswal na karanasan na binubuo lamang ng iisang mating session (Lopez & Ettenberg 2002). Bukod pa rito, ang kasalukuyang paghahanap ay pare-pareho sa katibayan na ΔFosB pinipigilan ang c-fos gene pagkatapos ng malalang pagkahantad na amphetamine (Renthal et al. 2008). Alinsunod sa mga natuklasan na ito, ang induksiyon ng ilang mga kaagad na maagang gene mRNAs (c-fos, fosB, c-jun, junB, at zif268) ay nabawasan pagkatapos ng paulit-ulit na cocaine injections kumpara sa mga matinding iniksiyon ng gamot (Inaasahan et al. 1992; Inaasahan et al. 1994), at amphetamine-induced c-fos ay pinigilan matapos ang withdrawal mula sa talamak na amphetamine administration (Jaber et al. 1995; Renthal et al. 2008). Ang functional na kaugnayan ng down-regulasyon ng c-Fos expression pagkatapos ng talamak na paggamot ng gamot o sekswal na karanasan ay nananatiling hindi maliwanag, at iminungkahing na maging isang mahalagang homeostatic mekanismo upang kontrolin ang isang sensitivity ng hayop sa paulit-ulit na pagkalantad ng gantimpala (Renthal et al. 2008).

Sa pagtatapos, ang kasalukuyang pag-aaral ay nagpapakita na ang ΔFosB sa NAc ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa sekswal na memorya ng pahinga, na sumusuporta sa posibilidad na ang ΔFosB ay mahalaga para sa pangkalahatang gantimpala at memorya ng gantimpala. Ang mga napag-alaman mula sa kasalukuyang pag-aaral ay nagpapahiwatig ng aming pag-unawa sa mga mekanismo ng cellular at molekular na nagpapasiya ng gantimpala at pagganyak sa sekswal, at idagdag sa isang katawan ng panitikan na nagpapakita na ang ΔFosB ay isang mahalagang manlalaro sa pagpapaunlad ng pagkagumon, sa pamamagitan ng pagpapakita ng papel para sa ΔFosB sa likas na gantimpala pampalakas.

Pumunta sa:

Karagdagang materyal

Ipinapalagay ang Fig S1-S4 at Talahanayan S1-S2

Pumunta sa:

Pagkilala

Ang pananaliksik na ito ay sinusuportahan ng mga gawad mula sa Canadian Institutes of Health Research sa LMC, National Institute of Mental Health sa EJN, at Natural Sciences at Engineering Research Council ng Canada sa KKP at LMC.

Pumunta sa:

Mga sanggunian

  • Agmo A. Lalaki sekswal na pag-uugali ng daga. Brain Res Brain Res Protoc. 1997;1: 203-209. [PubMed]
  • Agmo A, Berenfeld R. Nagpapalakas ng mga katangian ng bulalas sa lalaking daga: papel na ginagampanan ng opioids at dopamine. Behav Neurosci. 1990;104: 177-182. [PubMed]
  • Ang E, Chen J, Zagouras P, Magna H, Holland J, Schaeffer E, Nestler EJ. Pagtatalaga ng nuclear factor-kappaB sa nucleus accumbens ng talamak na cocaine administration. J Neurochem. 2001;79: 221-224. [PubMed]
  • Balfour ME, Yu L, Coolen LM. Ang pag-uugali ng sekswal na pag-uugali at sekswal na mga kaugnay na sekswal na pag-activate ng mesolimbic system sa mga male rats. Neuropsychopharmacology. 2004;29: 718-730. [PubMed]
  • Bibb JA, Chen J, Taylor JR, Svenningsson P, Nishi A, Snyder GL, Yan Z, Sagawa ZK, Ouimet CC, Nairn AC, Nestler EJ, Greengard P. Ang mga epekto ng malalang pagkahantad sa kokaina ay kinokontrol ng neuronal na protina Cdk5. Kalikasan. 2001;410: 376-380. [PubMed]
  • Bradley KC, Haas AR, Meisel RL. Ang 6-Hydroxydopamine lesyon sa babaeng hamsters (Mesocricetus auratus) ay pinawalang-bisa ang mga sensitibong epekto ng sekswal na karanasan sa pakikipag-ugnayan sa mga lalaki sa lalaki. Behav Neurosci. 2005;119: 224-232. [PubMed]
  • Bradley KC, Meisel RL. Ang pag-uugali ng sekswal na pag-uugali ng c-Fos sa nucleus accumbens at amphetamine-stimulated locomotor activity ay sensitized sa nakaraang sekswal na karanasan sa babaeng hamon ng Syria. J Neurosci. 2001;21: 2123-2130. [PubMed]
  • Carle TL, Ohnishi YN, Ohnishi YH, Alibhai IN, Wilkinson MB, Kumar A, Nestler EJ. Protina na nakabatay sa protina at hindi-dependable na mekanismo para sa destabilization ng FosB: pagkakakilanlan ng mga domain at mga implikasyon ng FosB para sa katatagan ng DeltaFosB. Eur J Neurosci. 2007;25: 3009-3019. [PubMed]
  • Chao J, Nestler EJ. Molecular neurobiology of drug addiction. Annu Rev Med. 2004;55: 113-132. [PubMed]
  • Chen J, Nye HE, Kelz MB, Hiroi N, Nakabeppu Y, Hope BT, Nestler EJ. Regulasyon ng delta FosB at FosB-tulad ng mga protina sa pamamagitan ng electroconvulsive seizure at cocaine treatments. Molecular pharmacology. 1995;48: 880-889. [PubMed]
  • Colby CR, Whisler K, Steffen C, Nestler EJ, Self DW. Ang sobrang pagpapakita ng uri ng Striatal cell ng DeltaFosB ay nakakakuha ng insentibo para sa kokaina. J Neurosci. 2003;23: 2488-2493. [PubMed]
  • Palamigin LM, Allard J, Truitt WA, Mckenna KE. Central regulasyon ng bulalas. Physiol Behav. 2004;83: 203-215. [PubMed]
  • Damsma G, Pfaus JG, Wenkstern D, Phillips AG, Fibiger HC. Ang pag-uugali ng seksuwal ay nagdaragdag ng dopamine transmission sa nucleus accumbens at striatum ng mga male rats: paghahambing sa bagong bagay at pag-locomotion. Behav Neurosci. 1992;106: 181-191. [PubMed]
  • Dietz DM, Maze I, Mechanic M, Vialou V, Dietz KC, Iniguez SD, Laplant Q, Russo SJ, Ferguson D, Nestler EJ. Mahalagang papel para sa ΔFosB sa cocaine regulation ng dendritic spines ng nucleus accumbens neurons. Society for Neuroscience Abstract. 2009
  • Frohmader KS, Pitchers KK, Balfour ME, Coolen LM. Paghahalo ng mga kasiyahan: Pag-aralan ang mga epekto ng mga gamot sa pag-uugali ng kasarian sa mga tao at mga hayop na mga modelo. Horm Behav. 2009 Sa pindutin.
  • Hedges VL, Chakravarty S, Nestler EJ, Meisel RL. Ang overexpression ng Delta FosB sa accumbens ng nucleus ay nakakakuha ng gantimpala sekswal sa babaeng hamon ng Syria. Genes Brain Behav. 2009;8: 442-449. [PMC free article] [PubMed]
  • Hernandez L, Hoebel BG. Ang pagpapakain at pagpapasigla ng hypothalamic ay nagdaragdag ng dopamine turnover sa accumbens. Physiol Behav. 1988a;44: 599-606. [PubMed]
  • Hernandez L, Hoebel BG. Ang gantimpala ng pagkain at cocaine ay nagdaragdag ng extracellular dopamine sa mga accumbens ng nucleus na sinusukat ng microdialysis. Buhay Sci. 1988b;42: 1705-1712. [PubMed]
  • Hiroi N, Marek GJ, Brown JR, Ye H, Saudou F, Vaidya VA, Duman RS, Greenberg ME, Nestler EJ. Mahalagang papel na ginagampanan ng fosB gene sa molecular, cellular, at behavioral actions ng talamak na electroconvulsive seizures. J Neurosci. 1998;18: 6952-6962. [PubMed]
  • Hommel JD, Sears RM, Georgescu D, Simmons DL, DiLeone RJ. Ang lokal na gene knockdown sa utak na gumagamit ng panghihimasok ng Viral-mediated RNA. Nat Med. 2003;9: 1539-1544. [PubMed]
  • Hope B, Kosofsky B, Hyman SE, Nestler EJ. Ang regulasyon ng agarang pag-uulat ng unang bahagi ng gene at AP-1 na umiiral sa rat nucleus accumbens ng chronic cocaine. Proc Natl Acad Sci US A. 1992;89: 5764-5768. [PMC free article] [PubMed]
  • Hope BT, Nye HE, Kelz MB, Self DW, Iadarola MJ, Nakabeppu Y, Duman RS, Nestler EJ. Pagtuturo ng isang mahabang-buhay AP-1 complex na binubuo ng mga binagong Fos-tulad ng mga protina sa utak sa pamamagitan ng chronic cocaine at iba pang mga talamak na paggamot. Neuron. 1994;13: 1235-1244. [PubMed]
  • Hull EM, Meisel RL, Sachs BD. Lalake Sekswal na Pag-uugali. Horm Behav. 2002;1: 1-139.
  • Jaber M, Cador M, Dumartin B, Normand E, Stinus L, Bloch B. Ang paggamot sa malubhang at talamak na amphetamine ay naiiba sa pag-aayos ng mga antas ng neuropeptide messenger RNA at Fos immunoreactivity sa mga neuron na striatal ng daga. Neuroscience. 1995;65: 1041-1050. [PubMed]
  • Jenkins WJ, Becker JB. Dynamic na pagtaas sa dopamine sa panahon ng bilis ng pagkakasal sa babaeng daga. Eur J Neurosci. 2003;18: 1997-2001. [PubMed]
  • Kelz MB, Chen J, Carlezon WA, Jr, Whisler K, Gilden L, Beckmann AM, Steffen C, Zhang YJ, Marotti L, Self DW, Tkatch T, Baranauskas G, Surmeier DJ, Neve RL, Duman RS, Picciotto MR, Nestler EJ. Ang expression ng transcription factor na deltaFosB sa utak ay kumokontrol ng pagiging sensitibo sa kokaina. Kalikasan. 1999;401: 272-276. [PubMed]
  • Lopez HH, Ettenberg A. Ang pagkakalantad sa mga daga ng babae ay gumagawa ng mga pagkakaiba sa c-fos induction sa pagitan ng mga sexually naive na karanasan at mga daga na daga. Brain Res. 2002;947: 57-66. [PubMed]
  • Maze I, Covington HE, 3rd, Dietz DM, LaPlant Q, Renthal W, Russo SJ, Mechanic M, Mouzon E, Neve RL, Haggarty SJ, Ren Y, Sampath SC, Hurd YL, Greengard P, Tarakhovsky A, Schaefer A, Nestler EJ. Mahalagang papel ng histone methyltransferase G9a sa cocaine-induced plasticity. Science. 2010;327: 213-216. [PMC free article] [PubMed]
  • McClung CA, Nestler EJ. Regulasyon ng pagpapahayag ng gene at gantimpala ng cocaine ng CREB at DeltaFosB. Nat Neurosci. 2003;6: 1208-1215. [PubMed]
  • McClung CA, Ulery PG, Perrotti LI, Zachariou V, Berton O, Nestler EJ. DeltaFosB: isang molecular switch para sa pang-matagalang pagbagay sa utak. Brain Res Mol Brain Res. 2004;132: 146-154. [PubMed]
  • Miller SM, Lonstein JS. Dopaminergic projections sa medial preoptic area ng postpartum rats. Neuroscience. 2009;159: 1384-1396. [PMC free article] [PubMed]
  • Morgan JI, Curran T. Pagkakasimple-transcription sa mga neuron: papel na ginagampanan ng mga cellular immediate-early genes. Trends Neurosci. 1989;12: 459-462. [PubMed]
  • Nestler EJ. Molecular mekanismo ng pagkagumon sa droga. Neuropharmacology. 2004;47 Suppl 1: 24-32. [PubMed]
  • Nestler EJ. Ang neurobiology ng cocaine addiction. Sci Pract Perspect. 2005;3: 4-10. [PMC free article] [PubMed]
  • Nestler EJ. Pagsusuri. Transcriptional mekanismo ng pagkagumon: papel na ginagampanan ng DeltaFosB. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2008;363: 3245-3255. [PMC free article] [PubMed]
  • Nestler EJ, Barrot M, Self DW. DeltaFosB: isang matagal na molecular switch para sa addiction. Proc Natl Acad Sci US A. 2001;98: 11042-11046. [PMC free article] [PubMed]
  • Nye HE, Hope BT, Kelz MB, Iadarola M, Nestler EJ. Mga parmakolohiyang pag-aaral ng regulasyon ng talamak na may kaugnayan sa FOS na may kaugnayan sa antigen sa cocaine sa striatum at nucleus accumbens. J Pharmacol Exp Ther. 1995;275: 1671-1680. [PubMed]
  • Olausson P, Jentsch JD, Tronson N, Neve RL, Nestler EJ, Taylor JR. Ang DeltaFosB sa mga accumbens ng nucleus ay nag-uugnay sa pag-uugali at pag-uudyok ng pagkain-reinforced instrumental. J Neurosci. 2006;26: 9196-9204. [PubMed]
  • Peakman MC, Colby C, Perrotti LI, Tekumalla P, Carle T, Ulery P, Chao J, Duman C, Steffen C, Monteggia L, Allen MR, Stock JL, Duman RS, McNeish JD, Barrot M, Self DW, Nestler EJ , Schaeffer E. Inducible, utak rehiyon-tiyak na expression ng isang nangingibabaw na negatibong mutant ng c-Hunyo sa transgenic mice bumababa sensitivity sa cocaine. Brain Res. 2003;970: 73-86. [PubMed]
  • Perrotti LI, Bolanos CA, Choi KH, Russo SJ, Edwards S, Ulery PG, Wallace DL, Sariling DW, Nestler EJ, Barrot M. DeltaFosB ay nagtitipon sa isang populasyon ng GABAergic cell sa posterior buntot ng ventral tegmental area pagkatapos ng psychostimulant treatment. Eur J Neurosci. 2005;21: 2817-2824. [PubMed]
  • Perrotti LI, Hadeishi Y, Ulery PG, Barrot M, Monteggia L, Duman RS, Nestler EJ. Pagtatalaga ng deltaFosB sa mga kaayusan ng utak na kaugnay ng gantimpala pagkatapos ng matagal na stress. J Neurosci. 2004;24: 10594-10602. [PubMed]
  • Perrotti LI, Weaver RR, Robison B, Renthal W, Maze I, Yazdani S, Elmore RG, Knapp DJ, Selley DE, Martin BR, Sim-Selley L, Bachtell RK, Self DW, Nestler EJ. Mga natatanging pattern ng DeltaFosB induction sa utak sa pamamagitan ng mga droga ng pang-aabuso. Synapse. 2008;62: 358-369. [PMC free article] [PubMed]
  • Pfaus JG. Mga landas ng sekswal na pagnanais. J Sex Med. 2009;6: 1506-1533. [PubMed]
  • Pfaus JG, Kippin TE, Centeno S. Pagkukumpuni at sekswal na pag-uugali: isang pagsusuri. Horm Behav. 2001;40: 291-321. [PubMed]
  • Phillips AG, Vacca G, Ahn S. Isang top-down na pananaw sa dopamine, pagganyak at memorya. Pharmacol Biochem Behav. 2008;90: 236-249. [PubMed]
  • Pitchers KK, Balfour ME, Lehman MN, Richtand NM, Yu L, Coolen LM. Ang neuroplasticity sa mesolimbic system na sapilitan ng natural na gantimpala at kasunod na gantimpala na pangilin. Biol Psychiatry. 2010;67: 872-879. [PMC free article] [PubMed]
  • Renthal W, Carle TL, Maze I, Covington HE, 3rd, Truong HT, Alibhai I, Kumar A, Montgomery RL, Olson EN, Nestler EJ. Pinapamahalaan ni Delta FosB ang epigenetic desensitization ng c-fos gene pagkatapos ng malalang pagkahantad na amphetamine. J Neurosci. 2008;28: 7344-7349. [PMC free article] [PubMed]
  • Mga Kaganapan, Renthal W, Kumar A, Xiao G, Wilkinson M, Covington HE, 3rd, Maze I, Sikder D, Robison AJ, LaPlant Q, Dietz DM, Russo SJ, Vialou V, Chakravarty S, Kodadek TJ, Nestler EJ. Ang pagsusuri ng chromatin sa pamamagitan ng cocaine na malawakang pagsusuri ng genome ay nagpapakita ng isang papel para sa sirtuins. Neuron. 2009;62: 335-348. [PMC free article] [PubMed]
  • Tenk CM, Wilson H, Zhang Q, Pitchers KK, Coolen LM. Sekswal na gantimpala sa mga male rats: mga epekto ng sekswal na karanasan sa mga kagustuhan sa lugar na may kaugnayan sa bulalas at intromisyon. Horm Behav. 2009;55: 93-97. [PMC free article] [PubMed]
  • Ulery-Reynolds PG, Castillo MA, Vialou V, Russo SJ, Nestler EJ. Ang Phosphorylation ng DeltaFosB ay namamagitan sa katatagan nito sa vivo. Neuroscience. 2008
  • Ulery PG, Rudenko G, Nestler EJ. Regulasyon ng DeltaFosB katatagan sa pamamagitan ng phosphorylation. J Neurosci. 2006;26: 5131-5142. [PubMed]
  • Wallace DL, Vialou V, Rios L, Carle-Florence TL, Chakravarty S, Kumar A, Graham DL, Green TA, Kirk A, Iniguez SD, Perrotti LI, Barrot M, DiLeone RJ, Nestler EJ, Bolanos-Guzman CA. Ang impluwensiya ng DeltaFosB sa nucleus ay tumutugma sa likas na pag-uugaling may kinalaman sa gantimpala. J Neurosci. 2008;28: 10272-10277. [PMC free article] [PubMed]
  • Werme M, Messer C, Olson L, Gilden L, Thoren P, Nestler EJ, Brene S. Delta FosB ay nag-oorganisa ng wheel running. J Neurosci. 2002;22: 8133-8138. [PubMed]
  • Winstanley CA, LaPlant Q, Theobald DE, Green TA, Bachtell RK, Perrotti LI, DiLeone RJ, Russo SJ, Garth WJ, Self DW, Nestler EJ. DeltaFosB induction sa orbitofrontal cortex mediates tolerance sa kokaina-sapilang cognitive dysfunction. J Neurosci. 2007;27: 10497-10507. [PubMed]
  • Zachariou V, Bolanos CA, Selley DE, Theobald D, Cassidy MP, Kelz MB, Shaw-Lutchman T, Berton O, Sim-Selley LJ, Dileone RJ, Kumar A, Nestler EJ. Isang mahalagang papel para sa DeltaFosB sa nucleus accumbens sa pagkilos ng morphine. Nat Neurosci. 2006;9: 205-211. [PubMed]
  • Zhang J, Zhang L, Jiao H, Zhang Q, Zhang D, Lou D, Katz JL, Xu M. c-Fos pinapadali ang pagkuha at pagkawala ng cocaine-sapilitan persistent pagbabago. J Neurosci. 2006;26: 13287-13296. [PubMed]