Закон про природні та наркотичні нагороди на загальних механізмах нейропластичності з ΔFosB як ключовим посередником (2013)

У цьому дослідженні вивчались ефекти сексуальної винагороди на DeltaFosB та ефекти DeltaFosB на сексуальну поведінку та винагороду. Стандартні молекулярні зміни, які, як відомо, трапляються при наркоманії, виявилися такими ж, як і при статі. Іншими словами, DeltaFosB еволюціонував для сексуальних подразників, проте ліки викрадають цей самий механізм. На цьому дискусія про те, чим наркоманія відрізняється від поведінкової залежності, і як поведінкова залежність - це просто примус (що б це не означало). Однакові схеми, однакові механізми, однакові клітинні зміни, однакова поведінка - з незначними відмінностями.

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

ПОВНА ВИВЧЕННЯ

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

Source

Кафедра анатомії та клітинної біології, Медична та стоматологічна школа Шуліча, Університет Західного Онтаріо, Лондон, Онтаріо N6A 3K7, Канада, Департамент молекулярної та інтегративної фізіології, Університет Мічигану, Ен-Арбор, Мічиган 48109, Фішбергський відділ нейронауки та Фрідмана Інститут мозку, Медична школа Маунт-Сінай, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10029, та відділи нейробіології та анатомічних наук та фізіології та біофізики, Медичний центр Університету Міссісіпі, Джексон, Міссісіпі 39216.

абстрактний

Препарати зловживання викликають нейропластичність у природному шляху винагороди, зокрема, nucleus accumbens (NAc), тим самим викликаючи розвиток і вираження поведінки, що викликає звикання. Недавні дані свідчать про те, що природні винагороди можуть спричинити подібні зміни в NAc, що свідчить про те, що ліки можуть активувати механізми пластичності, спільні з природними винагородами, а також враховуючи унікальну взаємодію між природними і лікарськими нагородами..

У цьому дослідженні ми демонструємо, що сексуальний досвід у щурів-самців, що супроводжувалися короткими або тривалими періодами втрати сексуальної винагороди, спричиняє підвищену нагороду амфетаміну, що визначається сенсибілізованим кондиційним місцем для амфетаміну з низькою дозою (0.5 мг / кг). Більш того, початок, але не довготривалий вираз підвищеної винагороди амфетаміну корелював з тимчасовим збільшенням дендритних шипів у NAc. Далі, критичну роль для фактора транскрипції ΔFosB в індукованому статевим досвідом підвищеному винагороді амфетаміну та пов'язаних з ним збільшеннях дендритних шипів на нейронах NAc було встановлено за допомогою переносу генів вірусного вектора домінантно-негативного партнера зв'язування ΔJunD. Більш того, було продемонстровано, що індукований сексуальним досвідом підвищений винагороду лікарського засобу, ΔFosB, і спиногенез залежать від активації рецептора дофамінового рецептора D1 в NAc. Фармакологічна блокада рецептора D1, але не рецептора D2, в NAc під час сексуальної поведінки послаблювала індукцію ΔFosB і запобігала підвищенню спіногенезу і сенсибілізованої винагороди амфетаміну.

TЦі дані показують, що наркотичні засоби та природні винагороди діють на спільні молекулярні та клітинні механізми пластичності, що контролюють вразливість до наркоманії, і що ця підвищена вразливість опосередкована ΔFosB та її транскрипційними цілями.

Вступ

Природна поведінка винагороди та винагорода за лікарські засоби сходяться на загальному нервовому шляху - мезолімбічної дофаміновій системі (DA), в якій nucleus accumbens (NAc) відіграє центральну роль (Келлі, 2004). Препарати зловживання викликають нейропластичність в мезолімбічної системі, що відіграє певну роль у переході від вживання наркотиків до наркоманії (Hyman et al., 2006; Kauer і Malenka, 2007; Kalivas, 2009; Chen et al., 2010; Koob і Volkow, 2010; Вовк, 2010a; Mameli і Luscher, 2011). Було висунуто гіпотезу, що ліки та природні винагороди не активують однакові нейрони мезолімбічної системи, і тому препарати однозначно активують та змінюють цю схему. (Cameron і Carelli, 2012). Проте, стає все більш очевидним, що природні і лікарські нагороди впливають на мезолімбічну систему як у подібних, так і в різних способах, які дозволяють взаємодіяти між природним винагородою, конкретно винагорода за статтю, і наслідки наркоманії (Frohmader et al., 2010a; Pitchers et al., 2010a; Olsen, 2011).

Сексуальна поведінка дуже корисна (Tenk et al., 2009),

  • а сексуальний досвід викликає сенсибілізовану поведінку, пов'язану з наркотиками, включаючи перехресну сенсибілізацію до амфетаминовой (Amph) індукованої рухової активності (Бредлі і Мейсел, 2001; Pitchers et al., 2010a)
  • і підвищеної нагороди Amph (Pitchers et al., 2010a).
  • Більш того, статевий досвід індукує нейральну пластичність у NAc, подібну до індукованої психостимулятором, включаючи підвищену дендритну щільність хребта (Мейсел і Маллінс, 2006; Pitchers et al., 2010a),
  • змінений глютаматний рецептор і знижена синаптична сила в префронтальних нейронах оболонки, що відповідає NAc (Pitchers et al., 2012).
  • Нарешті, періоди утримання від сексуального досвіду виявилися критичними для поліпшення нагородження Amph, NAc спиногенез (Pitchers et al., 2010a), і глютаматний рецептор (Pitchers et al., 2012).

Ці дані свідчать про те, що природні та медичні нагороди поділяють спільні механізми нейронної пластичності, що в свою чергу впливає на вразливість до зловживання психоактивними речовинами.

Мета даного дослідження полягала у визначенні клітинних механізмів, що опосередковують індуковану статевим досвідом пластичність, що, у свою чергу, викликає підвищену винагороду за наркотиками. Зокрема, була досліджена роль транскрипційного фактора ΔFosB, оскільки вона залучена до впливу як природних, так і препаратів. (Nestler et al., 2001; Werme et al., 2002; Olausson et al., 2006; Wallace et al., 2008; Hedges et al., 2009; Pitchers et al., 2010b). Крім того, була досліджена роль рецепторів D1 дофаміну (D1R) для індукованої сексуальним досвідом нейропластичності, оскільки індукція NAc ΔFosB і підвищена щільність хребта після введення психостимулятора виражені в D1R-вмісних нейронах (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) і залежать від активації D1R (Zhang et al., 2002).

Тут ми використовували вірусний векторно-опосередкована експресія домінантно-негативного зв'язуючого партнера для ΔFosB, диолістичне маркування і фармакологічні маніпуляції для перевірки гіпотези про те, що перехресне сенсибілізуюче вплив сексуального досвіду, що слідує за винагородою за посилену нагороду Amph, опосередковується D1R-залежну індукцію ΔFosB в NAc і подальше підвищення щільності хребта NAc. Разом, отримані дані свідчать, що природні та лікарські винагороди мають спільні механізми нейропластики, причому ΔFosB як критичний медіатор.

Матеріали та методи

Тварини.

Дорослі чоловіки (225 – 250 g після прибуття) та жіночі (210 – 220 g) щури Sprague Dawley (Charles River Laboratories) розміщувалися в клітинах з плексигласу в парах однієї статі протягом експериментів, при регулюванні температури та вологості, а також на 12 / 12 h світло-темний цикл з вільним харчуванням і водою. Жіночі партнери для спарювання були овариэктомированы і отримували підшкірні імплантати, що містять 5% естрадіол бензоат (Sigma-Aldrich) і ін'єкції 500 мкг прогестерону (в 0.1 мл кунжутного масла; Sigma-Aldrich) 4 h перед тестуванням. Всі процедури були схвалені Комітетами з догляду за тваринами та Університетом Західного Онтаріо та Університету Мічигану та відповідали Канадській Раді з догляду за тваринами та Національними Інститутами Здоров'я.

Сексуальна поведінка.

Парогенні сеанси відбувалися на ранній темній фазі (між 2 і 6 год після початку темного періоду) під затемненим червоним освітленням, в чистих тест-клітинах (60 × 45 × 50 см). Самців щурів спаровують до еякуляції під час щоденних спарювань 4 або 5. Вибрано п'ять сеансів, тому що ми раніше показали, що ця парадигма викликає довготривале полегшення сексуальної поведінки (Pitchers et al., 2010b), перехресна сенсибілізація до рухової активності Amph (Pitchers et al., 2010a), та винагорода (Pitchers et al., 2010a). Еякуляція була обрана як кінцева точка кожного сеансу спарювання, тому що ми раніше показали, що вона має істотне значення для впливу статевого досвіду на локомоторну сенсибілізацію Amph (Pitchers et al., 2010a), які не відбувалися, коли тваринам дозволялося спарюватися з самками без прояву еякуляції. Параметри сексуальної поведінки (наприклад, затримка до першого монтування, втручання та еякуляція, кількість монтувань і інтромісій) були записані, як описано раніше (Pitchers et al., 2010b). Для всіх експериментів сексуально досвідчені групи були підібрані для статевої поведінки (загальна кількість еякуляцій і латентності до еякуляції під час кожного сеансу спарювання). Після п'ятого сеансу шлюбного чоловіка чоловіки залишилися з партнерами одного і того ж статі, і їм не дозволяли спарюватися під час періодів стримування сексу 1, 7 або 28 d. Тварини, які залишилися сексуально наївними, оброблялися і розміщувалися в тих самих кімнатах, що й чоловіки, що мають досвід сексу. Крім того, наївні контролі поміщали в чисті тест-клітини протягом години протягом 5 послідовних днів, без доступу до сприйнятливої ​​жінки.

Експресія ΔFosB.

Тварини були глибоко анестезовані (пентобарбітал натрію; 390 мг / кг; ip) і внутрішньосердечно перфузіровані 50 мл 0.9% фізіологічного розчину, потім 500 мл 4% параформальдегіду (Sigma-Aldrich) у фосфатному буфері 0.1 (PB) протягом часу точкових і DR антагоністичних експериментів. Мозок видаляли і постфіксували для 1 h при кімнатній температурі в тому ж фіксаторі, потім зберігали при 4 ° C в 20% сахарозі і 0.01% азиду натрію в 0.1 m PB. Для експериментів з антагоністами DR мізки були видалені і скорочені вдвічі по сагітальній осі. Одна половина була збережена в PB і використана для DiOlistics, а інша була оброблена для ΔFosB. Корональні зрізи (35 мкм) розрізали заморожуючим мікротомом (Microm H400R), зібраним у чотири паралельні ряди в розчині кріопротектора (30% сахарози і 30% етиленгліколю в 0.1 м PB) і зберігали при -20 ° C. Вільно плаваючі ділянки промивалися широко 0.1 m PBS, рН 7.35, між інкубаціями, і всі етапи перебували при кімнатній температурі. Секції піддавалися впливу 1% H2O2 (10 min) та інкубаційний розчин (1 h; PBS, що містить 0.1% BSA, Fisher; 0.4% Triton X-100, Sigma-Aldrich). Потім секції інкубували протягом ночі в пан-FosB кролячих поліклональних антитілах (1: 5K; sc-48 Santa Cruz Biotechnology), попередньо перевірених (Perrotti et al., 2004, 2008; Pitchers et al., 2010b). Антитіло до пан-FosB було піднято проти внутрішньої області, спільної для FosB та ΔFosB, і раніше було охарактеризовано для спеціальної візуалізації клітин ΔFosB у моменти часу, використані в цьому дослідженні (> 1 д після стимулу) (Perrotti et al., 2004, 2008; Pitchers et al., 2010b). Далі, зрізи інкубували в кон'югованому біотином козячому IgG кролика (1 h; 1: 500 в PBS +; Vector Laboratories), пероксидазі авідін-біотин-хрін (1 h; ABC еліта; 1: 1000 в PBS; Vector Laboratories) і 0.02% 3,3′-диаминобензидин тетрагидрохлорид (10 min; Sigma-Aldrich) з 0.02% сульфату нікелю в 0.1 m PB з перекисом водню (0.015%). Зрізи встановлювали на Superfrost плюс скляні слайди (Fisher) і охоплювали дибутилфталат ксилолом.

Кількість клітин ΔFosB-IR підраховували в оболонці і ядрі NAc в стандартних зонах аналізу (400 × 600 мкм), як описано раніше (Pitchers et al., 2010b). Були підраховані дві секції в кожній субрегіоні NAc, усереднені на одну тварину. У експерименті з тимчасовою точкою кількість клітин ΔFosB-IR виражалася у вигляді кратної зміни наївної контрольної групи у відповідний момент часу і порівнювалася між досвідченими та наївними групами для кожної субрегіону в кожному окремому моменті часу з використанням непарних груп t тести з рівнем значущості p <0.05. В експериментах з антагоністами ΔJunD-AAV та DR використовувались двосторонній або односторонній ANOVA, відповідно, та метод Холма – Сідака. Крім того, клітини ΔFosB-IR підраховували у дорсальному смугастому тілі (площа аналізу: 200 × 600 мкм), безпосередньо дорсально до NAc та поруч з бічним шлуночком, у всіх тварин в експерименті з антагоністом DR. Одностороння ANOVA і t Для порівняння між групами використовувалися тести.

Діологістика.

Для експерименту з часовою точкою і вірусним вектором ΔJunD щурів внутрішньосердечно перфузировали сольовим розчином 50 мл (0.9%), а потім 500 мл 2% параформальдегіду в 0.1 м PB. Мозок розсікали (100 мкм коронал) з використанням вибратома (Microm) і ділянок, що зберігалися в 0.1 м PB з 0.01% азиду натрію при 4 ° C. Покриття частинок вольфраму (діаметр 1.3 мкм, Bio-Rad) ліпофільним карбоціаніновим барвником DiI (1,1′-диоктадецил-3,3,3′3′-тетраметилиндокарбоцианинперхлорат; Invitrogen) виконували, як описано вище (Форлано і Вуллі, 2010). Частинки вольфраму з покриттям з діі були введені в тканину за допомогою 160 – 180 psi, використовуючи систему геніового гармати Helios (Bio-Rad) через фільтр з розміром пор 3.0 мкм (BD Biosciences) і дозволяли дифундувати через нейрональні мембрани в 0.1 м PB для 24 h при світлозахищеному 4 ° C. Далі зрізи постфіксували в 4% параформальдегиде в PB для 3 h при кімнатній температурі, промивали PB, і встановлювали в каркасно-герметичних камерах (Bio-Rad) з гельватолом, що містить антифадинговий агент 1,4-диазабицикло (2,2) октан ( 50 мг / мл, Sigma-Aldrich) (Lennette, 1978).

Зображені з використанням DiI-мічені нейрони Zeiss Конфокальний мікроскоп LSM 510 m (Carl Zeiss) і гелій / неоновий лазер 543 nm. Для кожної тварини, нейрони 2 – 5 в кожній субрегіоні NAc або в оболонці (за місцем розташування по відношенню до орієнтирів, включаючи бічні шлуночки і передню комісуру) в експериментах ΔJunD-AAV і DR антагоністів, були використані для визначення області інтерес до дендриту другого порядку для кількісного визначення хребта. Для кожного нейрона було проаналізовано дендрити 2 – 4 для кількісного визначення дендритної довжини 40 – 100 мкм. Дендритні сегменти були взяті з використанням 40 × водно-імерсійної мети в інтервалах 0.25 мкм уздовж z-xis, а зображення 3D було реконструйовано (Zeiss) і пройшли деконволюцію (Autoquant X, Media Cybernetics) з використанням адаптивної (сліпої) і теоретичної установки PSF, як це рекомендовано програмним забезпеченням. Щільність хребта визначали кількісно за допомогою модуля Filament з пакету програм Imaris (версія 7.0, Bitplane). Кількість дендритних шипи були виражені на 10 мкм, усереднені для кожного нейрона, а потім для кожної тварини. Статистичні відмінності були визначені з використанням двосторонніх ANOVAs в експерименті з часовими рядами між сексуально наївними і досвідченими тваринами в кожній часовій точці (фактори: сексуальний досвід і субрегіон NAc) і в ΔJunD експеримент (фактори: сексуальний досвід і вірусний вектор), і один ANOVA в експерименті DR-антагоніста. Групові порівняння проводилися за методом Холма – Сідака з рівнем значущості p < 0.05.

Умовні переваги місця.

Дизайн експерименту CPP був ідентичним, як описано раніше (Pitchers et al., 2010a), використовуючи незміщений апарат з трьома компартментами (Med Associates), і неупереджену конструкцію з одноразовим кондиціонуванням d-Amph sulfate (Amph; Sigma-Aldrich; 0.5 mg / ml / kg sc, розрахований на основі вільного підстави) в парній камері і фізіологічному розчині в непарній камері протягом двох днів і виконували протягом першої половини світлової фази. Контрольні тварини отримували фізіологічний розчин в обох камерах.

Оцінки CPP були розраховані для кожної тварини як час, витрачений (у секундах) у спареній камері під час після тесту за мінусом попереднього тестування. Одностороння ANOVA і метод Холма – Сідака використовувалися для порівняння груп в експериментах з точки зору часу. Непарні t тест зі значенням, встановленим на p <0.05 було використано для порівняння Naive-Sal та Naive Amph протягом кожної часової точки в експерименті з часовою точкою та в межах кожної обробки вірусних векторів в експерименті ΔJunD. В експерименті з часом односторонні ANOVA та метод Холма – Сідака використовувались для порівняння сексуально досвідчених груп (Exp-Sal, 7 d Exp Amph та 28 d Exp Amph) та непарні t тест використовували для порівняння наївних груп 2. Для порівняння всіх груп в експерименті DR-антагоніста використовували двосторонній ANOVA і метод Холма – Сідака. Два непарні t тест використовували для порівняння груп Naive-Sal і Naive Amph з кожним станом лікування вірусного вектора (GFP або ΔJunD), так як дані були занадто різноманітними в групах ΔJunD для аналізу ANOVA. Всі рівні значимості були встановлені на p < 0.05.

Експерименти з вірусними векторами.

Самців щурів анестезировали кетаміном (87 мг / мл / кг; ip) і ксилазином (13 мг / мл / кг ip), поміщали в стереотаксичний апарат (Kopf Instruments) і отримували двосторонні мікроін'єкції рекомбінантного адено-асоційованого вірусного вектора, що кодує Тільки GFP (зелений флуоресцентний білок), або ΔJunD (домінантно-негативний зв'язуючий партнер ΔFosB) і GFP, в NAc (координати: AP + 1.5, ML ± 1.2 з брегми; DV − 7.6 з черепа), в обсязі 1.5 мкл / півсферу протягом 7 хв за допомогою шприца Гамільтона (Harvard Apparatus). ΔJunD зменшує ΔFosB-опосередковану транскрипцію шляхом конкурентного гетеродимеризации з ΔFosB і, отже, запобігаючи зв'язуванню ΔFosB з областю AP-1 в промоторних областях генів-мішеней (Winstanley et al., 2007; Pitchers et al., 2010b). Незважаючи на те, що ΔJunD зв'язується з високою аффинностью до ΔFosB, можливо, що деякі з спостережуваних ефектів ΔJunD можуть бути опосередковані антагонізмом інших білків AP-1. Однак, виявляється, що ΔFosB є переважним білком AP-1, экспрессированним у випробуваних умовах (Pitchers et al., 2010b). Між 3 і 4 тижнів пізніше, тварини отримували сексуальний досвід під час сеансів послідовного спарювання 4 або залишалися наївними для створення груп 4: сексуально наївною GFP, сексуально досвідченою GFP, сексуально наївною ΔJunD і сексуально досвідченою ΔJunD. Сексуальний досвід складався з послідовних сесій 4 щоденного спарювання. Тварин тестували на СРР і диолістику. Верифікацію місць ін'єкції проводили, як описано раніше (Pitchers et al., 2010b). NAc-секції (коронал; 100 мкм) були імунообробні для GFP (1: 20,000; кроляче анти-GFP антитіло; Invitrogen). Поширення вірусу було обмежено в основному частиною оболонки NAc, з додатковим поширенням на ядро.

D1R / D2R антагоністи.

Самців щурів анестезировали внутрішньочеревно ін'єкцією (0.1 мл / кг) кетаміну (87 мг / мл) і ксилазином (13 мг / мл) і поміщали в стереотаксичний апарат (Kopf Instruments). Двосторонні канюли для керівництва 21-калібру (Plastics One) опускалися в бік NAc на АР + 1.7, ML ± 1.2 з брегми; -6.4 DV з черепа і закріплений зубним акрилом, приклеєний до трьох гвинтів, встановлених в череп. Тварин обробляли щодня для звикання до інфузійних процедур протягом періоду відновлення 2 тижня. Через п'ятнадцять хвилин до початку кожної з сеансів спарювання 4, вводячи сприйнятливу самку, самці щурів отримували двосторонні мікроін'єкції антагоніста D1R R (+) SCH-23390 гідрохлориду (Sigma-Aldrich), антагоніста S- (D2 рецептора (D2R)) -) этиклоприд гідрохлорид (Sigma-Aldrich) розчиняли в стерильному фізіологічному розчині (0.9%; кожен при 10 мкг в 1 мкл на півсферу; розчинений у 0.9% фізіологічному розчині), або фізіологічний розчин (1.0 мкл на півсферу), при швидкості потоку 1.0 мкл / хв протягом інтервалу 1 min, за яким йде 1 хв з ін'єкційною канюлею, залишеною на місці для дифузії лікарського засобу. Обсяг цієї ін'єкції буде наповнювати як серцевину, так і оболонку, оскільки інфузії 0.5 μl обмежені оболонкою або основним підрозділом (Laviolette et al., 2008). Дози були засновані на попередніх дослідженнях, які показують, що ці або менші дози впливають на лікарський засіб або природну винагороду (Laviolette et al., 2008; Roberts et al., 2012). Контрольні самці залишалися сексуально наївними, але отримували внутрішньо-NAc сольовий розчин до розміщення в порожній тест-клітці під час щоденних сеансів обробки 4. Через тиждень після завершення спарювання або сеансу обстеження чоловіки були протестовані на аналіз АМФ, а також на хребет і ΔFosB. Використання чотирьох сеансів, а не п'яти сеансів, як у інших експериментах, було обрано для усунення надмірного пошкодження NAc, викликаного повторними інфузіями, і таким чином дозволяло проводити аналіз хребта і ΔFosB. Дійсно, пошкодження не було очевидним, а аналізи хребта і ΔFosB в NAc тварин, що вводяться фізіологічним розчином, показали подібні дані, як і неінфузовані групи в попередніх експериментах. Двостороння ANOVA і метод Холма – Сідака зі значущістю, встановленою на p <0.05 використовували для визначення сприяння сексуальній поведінці, спричиненого статевим досвідом.

результати

Секс-індукований ΔFosB upregulation є тривалим

По-перше, встановлено тимчасові кореляції між статево-індукованими змінами в експресії ΔFosB, дендритними шипами в NAc і Amph-CPP, зокрема після коротких і тривалих періодів утримання від сексуальної винагороди (7 або 28 d). Раніше було продемонстровано, що сексуальний досвід щоденних спарювань 5 викликав накопичення ΔFosB по всій мезолімбічної системі, особливо в NAc (Wallace et al., 2008; Pitchers et al., 2010b). У цих минулих дослідженнях рівні ΔFosB вимірювалися протягом 1 d після сексуальної поведінки, і не було відомо, чи накопичення ΔFosB зберігалося після тривалих періодів абстиненції винагороди. Статево досвідчені чоловіки перфузировали 1, 7 або 28 d після фіналу щоденних спарювань 5, під час яких чоловіки пов'язувалися з однією еякуляцією. Сексуальні наївні контролі були перфузовані в один і той же момент часу після фіналу щоденних сеансів обробки 5. Кількість клітин ΔFosB-IR в оболонці і ядрі NAc були значно вищими, ніж сексуально наївні контролі у всіх точках часу (Рис. 1A, оболонка; 1 d, p = 0.022; 7 d, p = 0.015; Рис. 1B: ядро; 1 d, p = 0.024; 7 d, p <0.001; 28 днів, p <0.001), за винятком оболонки NAc після 28 днів утримання (p = 0.280). Таким чином, регулювання ΔFosB зберігається під час абстиненції після статевого досвіду протягом періоду принаймні 28 d.

Малюнок 1.     

Статевий досвід викликав негайне та стійке збільшення кількості клітин ΔFosB-IR. Зміна кількості клітин ΔFosB-IR в оболонці NAcA) і ядро ​​(B) у статево досвідчених (чорних) тварин порівняно з сексуально наївними (білими) контрольнимиn = 4 кожної групи). Дані є груповими середніми ± SEM. *p <0.05, суттєва різниця порівняно з наївним контролем. Представник зображень Naive 1 d (C), Exp 1 d (D), Exp 7 d (E), і Exp 28 d (F). ac, передня коміссура. Масштаб бар, 100 мкм.

Статево-індуковане збільшення дендритних шипів є тимчасовим

Pitchers et al. (2010a) раніше повідомлялося про застосування методів просочення Гольджі, що сексуальний досвід, за яким слідував 7 d, але не 1 d, стриманого стримання викликав значне збільшення дендритних розгалужень і кількості дендритних шипів на оболонці і нейронах NAc (Pitchers et al., 2010a). Тут спиногенез у сексуально наївних і досвідчених чоловіків досліджували або 7, або 28d після завершення сеансу спарювання. Нинішні результати з використанням методу етикету дилогістики підтвердили, що статевий досвід, який слідував період 7 d статевого утримання, збільшив кількість дендритних шипів (F(1,8) = 9.616, p = 0.015; Рис. 2A – C). Зокрема, кількість дендритних шипів значно зросла в оболонці і ядрі NAc (Рис. 2A: shell, p = 0.011; ядро, p = 0.044). Однак ця підвищена щільність хребта була тимчасовою і більше не виявлялася після тривалого періоду стримування статі 28 d в будь-якій субрегіоні NAc (Рис. 2B).

Малюнок 2.    

Статевий досвід викликав збільшення кількості дендритних шипиків в NAc і сенсибілізував нагороду Amph. A, B, Кількість дендритних шипів в оболонці NAc і ядрі 7 d (A) або 28 d (БД сексуально наївних [білих] і досвідчених [чорних] тварин; n = 4 або 5). Дані є груповими середніми ± SEM. #p <0.05, суттєва різниця порівняно з наївним контролем. CРепрезентативні дендритні сегменти з наївних груп 7 d і Exp 7 d використовувалися для кількісної оцінки щільності хребта. Масштаб бар, 3 мкм. DКількість часу, проведеного у спарованій камері (Amph або фізіологічний розчин) під час після тесту за мінусом попереднього тестування (оцінка CPP) для сексуальних наївних (білих) або досвідчених (чорних) тварин, випробуваних або 7, або 28 d після остаточного спарювання або сеанс обробки: Naive-Sal (7 d після обробки; n = 8), Наївний Amph (7 d після обробки; n = 9), Exp-Sal (комбіновані групи тварин тестували або 7 d, або 28 d після спарювання; n = 7), 7 d Exp Amph (7 d після спарювання; n = 9) і 28 d Exp Amph (28 d після спарювання; n = 11). Сільні групи отримували Сал в парі з обома камерами. *p <0.05, суттєва різниця у порівнянні з контролем сольового розчину, що досвідчений сексуально

Секс-досвід, індукований сенсибілізованою нагородою Amph, є тривалим

Раніше ми продемонстрували, що сексуальний досвід, за яким слідує 7 – 10 d утримання, призвело до підвищення нагороди Amph (Pitchers et al., 2010a). Зокрема, досвідчені статеві тварини сформували значне кондиційне місце (CPP) для більш низьких доз Amph (0.5 або 1.0 мг / кг), які не викликали CPP у сексуально наївних контролів. Нинішнє дослідження підтвердило і розширило ці попередні результати, продемонструвавши підвищену винагороду Amph для статево досвідчених тварин як після 7, так і після 28 d періоду стримування (Рис. 2D; F(2,24) = 4.971, p = 0.016). Зокрема, досвідчені статеві тварини з періодом абстиненції 7 або 28 d проводили значно більше часу в Amph-парній камері під час пост-тесту порівняно з сексуально негативними контролями, які отримували фізіологічний розчин в обох камерах (Рис. 2D: Exp-Sal проти 7 d Досвід AMPH, p = 0.032; проти 28 d Досвід AMPH, p = 0.021). Підтверджуючи попередні висновки, статеві наївні тварини не проводили більше часу в Amph-спареній камері під час посттесту і не відрізнялися перевагою від сексуально наївної контрольної групи (\ tРис. 2D) (Pitchers et al., 2010a).

Активність ΔFosB є критичною для індукованої статевим досвідом сенсибілізованої нагороди Amph

Отримані результати показують, що сексуальний досвід викликав тривале накопичення ΔFosB в нейронах NAc, корельованих з підвищеною нагородою Amph. Щоб визначити, чи є підвищена активність ΔFosB критичною для підвищеної нагороди Amph, ΔJunD, домінантно-негативного партнера зв'язування ΔFosB, що пригнічує транскрипцію ΔFosB (Winstanley et al., 2007), була перевиражана через вірусний векторно-опосередкований перенос генів у NAc (Рис. 3A,B). Результати тестів АМФ СРР показали, що послаблення активності ΔFosB шляхом вираження ΔJunD в NAc запобігало впливу сексуального досвіду, а 7 d утримання від сексу на підвищеній нагороді Amph. Статево досвідчені тварини ΔJunD не утворювали значного CPP для Amph і не відрізнялися від сексуальних наїв ΔJunD тварин (Рис. 3B). Навпаки, статево досвідчені контрольні тварини GFP сформували CPP для Amph, що вказує на значно більший показник CPP порівняно з сексуально наївними контрольними GFP (Рис. 3B, p = 0.018).

Малюнок 3.    

Послаблення активності ΔFosB в NAc блокувало винагороду сенсибілізованого AMPH і збільшення кількості NAc шипів у тварин, що мають досвід сексуально. AРепрезентативні зображення експресії GFP у трьох тварин, які отримують ін'єкцію рекомбінантного адено-асоційованого вірусу-ΔJunD, спрямованого на nucleus accumbens, що ілюструє невеликі (ліві), проміжні (середні) і великі (праві) місця ін'єкції. ac, передня коміссура; ЛШ, бічний шлуночок. Масштаб бар, 250 мкм. B, Схематична ілюстрація найбільш помітних місць і закономірностей поширення вірусу. У всіх тварин GFP виявляли в оболонці, але поширювалися на ядро ​​змінні. CКількість часу, проведеного в Amph-спареній камері під час пост-тесту за мінусом попереднього тестування (оцінка CPP) для сексуально наївних (білих) і досвідчених (чорних) тварин, які або отримали ін'єкцію GFP контрольного вектора (Naive, n = 9; Екс. n = 10) або ΔJunD вектор (Naive, n = 9; Екс. n = 9). DРепрезентативні зображення дендритних сегментів з сексуально досвідчених GFP і ΔJunD використовувалися для кількісної оцінки щільності хребта. Масштаб бар, 3 мкм. EКількість дендритних шипів в NAc статевих наївних (білих) і досвідчених (чорних) тварин, які або отримували ін'єкцію GFP контрольного вектора або ΔJunD вектора. Дані є груповими середніми ± SEM. *p <0.05, суттєва різниця порівняно з наївним контролем. #p <0.05, суттєва різниця у порівнянні з контролем GFP.

Послаблюючі ефекти надмірної експресії DJunD не були наслідком порушення сексуальної поведінки під час придбання сексуального досвіду. Вираження DJunD в NAc раніше було показано, щоб запобігти полегшенню сексуальної поведінки після сексуального досвіду (Pitchers et al., 2010b). Дійсно, це було підтверджено в поточному експерименті. Контрольні тварини GFP демонстрували менші затримки для монтування, вторгнення та еякуляцію, а також меншу кількість монтувань і вторгнення протягом четвертого послідовного дня тестування спарювання порівняно з першим днем ​​спарювання (Таблиця 1). На відміну від цього, тварини, введені ΔJunD, не показали істотно більш коротких затримок для монтування або інтромісії або меншого числа монтувань протягом четвертого дня спарювання порівняно з першим. Таким чином, вливання ΔJunD в NAc послаблюють вплив сексуального досвіду. Проте, жодних значень параметрів спарювання між контролем GFP і групами ΔJunD, що вводяться в ході будь-яких тестів спарювання, не було виявлено, що свідчить про те, що ефекти інфузій ΔJunD на індуковану статевим досвідом сенсибілізацію СРР Amph не є наслідком відмінностей досвід поєднанняТаблиця 1).

Переглянути цю таблицю:     

Таблиця 1.    

Параметри сексуальної поведінки під час придбання сексуального досвіду в групах, які отримували інфузії NAc GFP- або ΔJunD-експресуючих вірусних векторівa

ΔFosB має критичне значення для індукованого статевим досвідом збільшення NAc дендритних шипів

Активність ΔFosB також була необхідною для збільшення щільності хребта нейронів NAc після статевого досвіду та 7 d статевої нагороди стриманості (Рис. 3C,D). Для аналізу хребта в NAc тварин, описаних вище для CPP, двосторонній ANOVA показав значні ефекти обох статевих відчуттів (F(1,34) = 31.768, p <0.001) та лікування вірусного вектора (F(1,34) = 14.969, p = 0.001), а також взаємодія (F(1,34) = 10.651, p = 0.005). Зокрема, досвідчені у статевих органах контрольні тварини GFP мали більшу кількість корінців NAc порівняно з сексуально наївними GFP контрольнимиРис. 3D: p <0.001), що підтверджує нашу попередню знахідку (Pitchers et al., 2010a). Навпаки, статево досвідчені тварини ΔJunD істотно не відрізнялися від сексуально наївних ΔJunD груп і були значно нижчими порівняно з сексуальними дослідними тваринами GFP (Рис. 3D: p <0.001). Таким чином, експресія ΔJunD у NAc блокувала вплив сексуального досвіду та винагороди за винагороду на спиногенез NAc.

Антагоніст D1R блокує індуковане сексуальним досвідом регулювання ΔFosB

Щоб визначити, чи потрібна активація D1R або D2R в NAc під час спарювання для індукованої статевим досвідом регуляції ΔFosB і сенсибілізованої АМФ CPP, тварини отримували місцеві інфузії або D1R, або D2R антагоніста (або фізіологічного розчину) в NAc 15 хв перед кожним 4 щоденні послідовні спарювання. Важливо відзначити, що ні D1R, ні D2R антагоністичні інфузії в NAc не впливали на ініціювання або вираження сексуальної поведінки під час будь-яких сеансів спарювання (Рис. 4D – F). Так само, Антагонізм D1R або D2R не перешкоджав полегшенню впливу сексуального досвіду на спарювання, оскільки всі групи демонстрували полегшення сексуальної поведінки, про що свідчать коротші затримки еякуляції на день 4 порівняно з днем ​​1 (Рис. 4F) (F(1,40) = 37.113, p <0.001; Саль, p = 0.004; D1R Ant, p = 0.007; D2R Ant, p <0.001).

Малюнок 4.    

Антагоністи дофамінових рецепторів, що вводяться в NAc, не впливали на сексуальну поведінку. Розрізи корональних NAc (A, + 2.2; B, + 1.7; C, + 1.2 з брегми), що вказують на ін'єкційні сайти NAc для всіх тварин. Канюлі були двосторонніми, але представлені в односторонньому порядку для зручності подання всіх тварин (Naive-Sal, білий, n = 7; Exp-фізіологічний розчин; темно-сірий, n = 9; Досвід D1R Ant, світло-сірий, n = 9; Досвід D2R Ant, чорний, n = 8). ac, передня коміссура; ЛШ, бічний шлуночок; CPu, хвостатий-putamen. Затримка монтування (D), затримка входу (E), і латентність еякуляції (F) для всіх сексуально досвідчених груп (фізіологічний, білий; D1R Ant, сірий; D2R Ant, чорний). Дані являють собою середнє ± SEM. *p <0.05, суттєва різниця між 1-м та 4-м днями в межах лікування.

Аналіз кількості клітин ΔFosB-IR у NAc 7 d після останнього сеансу інфузії та спарювання NAc або обробки показав значні відмінності між групами обох оболонок NAc (F(3,29) = 18.070, p <0.001) та ядро ​​(F(3,29) = 10.017, p <0.001). По-перше, сексуальний досвід у контролях, введених фізіологічним розчином, спричинив значне підвищення регуляції ΔFosB порівняно із сексуально наївним контролемРис. 5A, оболонка p <0.001; Рис. 5B: core, p <0.001), що підтверджує результати вище. Антагонізм D1R, але не D2R, запобіг або послабив це підвищення регуляції ΔFosB. У оболонці NAc антагоністи D1R, які отримували статево досвідчених чоловіків, не виявили збільшення ΔFosB-IR клітин порівняно з сексуально наївними контролями (Рис. 5A: p = 0.110), а експресія ΔFosB була значно нижчою в порівнянні з чоловіками, які пережили статевий складРис. 5A: p = 0.002). У ядрі NAc антагонізм D1R мав частковий ефект: ΔFosB був значно підвищений у чоловіків, які отримували антагоністи D1R, у порівнянні з наївними засобами контролю сольового розчину (Рис. 5B: p = 0.031), але ця підвищена регуляція була значно нижчою у порівнянні з чоловіками, які отримували статевий контакт, з сольовим розчином (Рис. 5B: p = 0.012). Лікування антагоністом D2R не впливало на індукцію ΔFosB як чоловіків статевого життя, які отримували антагоніст D2R, мали значно більшу кількість клітин ΔFosB-IR порівняно з наївними засобами контролю (Рис. 5A: shell, p <0.001; Рис. 5B: core, p <0.001) та чоловіки, які отримували антагоніст D1R (Рис. 5A: shell, p <0.001; Рис. 5B: core, p = 0.013), і не відрізнялися від досвідчених статево солоних самців.

Малюнок 5.     

Блокування D1R в NAc послаблює збільшення кількості ΔFosB-IR клітин в NAc статево досвідчених тварин. Зміна кількості клітин ΔFosB-IR в оболонці NAcA) і ядро ​​(B) у статево досвідчених (чорних) тварин порівняно з сексуально наївними (білими) контролями (Naive-Sal, n = 6; Exp-Saline, n = 7; Досвід D1R Ant, n = 9; Досвід D2R Ant, n = 8). Дані є груповими середніми ± SEM. *p <0.05, суттєва різниця порівняно з наївним контролем. #p <0.05, суттєва різниця у порівнянні з сольовим розчином та D2R Мураха досвідчених тварин. Представник образів Наївного Сала (C(), Exp Sal ​​()D), Exp D1R Ant ()E), і Exp D2R Ant (F). ac, передня коміссура. Масштаб бар, 100 мкм.

Для контролю за потенційним поширенням антагоністів D1R або D2R в дорзальний стриатум, експресію ΔFosB аналізували в області, безпосередньо дорсальній до NAc і прилеглим до латерального шлуночка, оскільки індукція ΔFosB в дорсальному стриатуме психостимуляторами і опіатами залежить від D1R діяльність (Zhang et al., 2002; Мюллер і Унтервальд, 2005). Статевий досвід збільшив кількість клітин ΔFosB-ir в спинному стриатумі у чоловіків, які отримували фізіологічний розчин (Naive-Sal: 35.6 ± 4.8 проти Exp-Sal: 82.9 ± 5.1; p <0.001), що підтверджує наш попередній звіт (Pitchers et al., 2010b). Більш того, ні D1R, ні D2R-антагоністичні інфузії в NAc не вплинули на ΔFosB, індукований досвідом сексу в дорсальному стриатуме (Exp-D1R: 82.75 ± 2.64 ir клітин; Exp-D2R: 83.9 ± 4.4 ir клітини; p <0.001 порівняно з контролем Naive-Sal). Ці результати свідчать про те, що поширення інфузій антагоністів було в основному обмежене NAc.

Антагоніст D1R в NAc блоках сенсибілізував винагороду Amph

Блокада D1R в NAc під час спарювання також заблокувала індуковане статевим досвідом підвищене нагородження Amph, протестоване 7 d після останньої інфузії NAc і тест на спарювання (F(3,29) = 2.956, p = 0.049). Статево досвідчені тварини, які отримували фізіологічний розчин в NAc під час сеансів спарювання, провели значно більшу кількість часу в Amph-парній камері порівняно з сексуально наївними чоловіками (Рис. 6A, p = 0.025), підтверджуючи результати вище. Навпаки, статево досвідчені тварини, які отримували внутрішньо-NAc D1R антагоніст під час спарювання, не утворювали CPP для Amph. Вони не відрізнялися від сексуальних наївних контролів і витрачали значно менше часу в Amph-парній камері порівняно з сольовим розчином (Рис. 6A: p = 0.049) або D2R антагоніст (Рис. 6A: p = 0.038) вводяться сексуально досвідчені чоловіки. Інфузії антагоністів D2R не впливали на підвищену винагороду Amph, оскільки сексуально досвідчені тварини з NAc D2R-антагоністичною інфузією утворили значний Amph-CPP порівняно з наївними засобами контролю (Рис. 6A: p = 0.040) і досвідчених тварин антагоніста D1R (Рис. 6A: p = 0.038), і не відрізнялися від досвідчених статево солоних самців.

Малюнок 6.     

Блокування рецепторів D1 в NAc скасовує сенсибілізовану нагороду Amph і збільшує дендритні шипи у досвідчених тварин. AКількість часу, проведеного в камері Amph-paired під час пост-тесту за мінусом попереднього тесту (оцінка CPP, секунди) для сексуально наївного (білий, n = 6) і досвідчені (чорні) тварини, які отримали фізіологічний розчин (n = 7), D1R антагоніст (n = 9), або D2R антагоніст (n = 8). Дані є груповими середніми ± SEM. *p <0.05, суттєва різниця порівняно з наївними засобами контролю сольового розчину. #p <0.05, значна відмінність від досвідчених тварин D1R Ant. B, Кількість дендритних колючок (на 10 мкм) для сексуально наївних (білий, n = 7) і досвідчені (чорні) тварини, які отримали фізіологічний розчин (n = 8), D1R антагоніст (n = 8), або D2R антагоніст (n = 8). Дані є груповими середніми ± SEM. *p <0.05, суттєва різниця порівняно з наївними засобами контролю сольового розчину. #p <0.05, суттєва відмінність від дослідженого сольового контролю.

Лікування антагоністом D1R блокує індукований статевим досвідом NAc спиногенез

Аналіз щільності хребта в NAc цих самих тварин показав, що активація D1R під час спарювання була необхідною для збільшення щільності хребта NAc після статевого досвіду і 7 d утримання від сексуальної допомоги (Рис. 6B; F(3,26) = 41.558, p <0.001). Зокрема, у сольових контролів із сольовим розчином та у тварин-антагоністів D2R була значно більша кількість хребтів у порівнянні із сексуально наївними засобами для контролю сольового розчинуРис. 6B: p <0.001), що підтверджує наші попередні висновки (Pitchers et al., 2010a) і результати з GFP контрольних вірусних векторів, описаних вище. Навпаки, досвідчені тваринами D1R антагоністи, сексуально інфіковані, не відрізнялися від контрольних з використанням сексуальних наївних сольових розчинів (Рис. 6B). Існував частковий ефект вливання антагоніста D2R, оскільки тварини, що вводяться D2R, показали значно нижчу щільність хребта, ніж контрольовані статевим шляхом сольові засоби (Рис. 6B: p = 0.02), але значно більша кількість шипів порівняно з сексуально-наївними засобами контролю і D1R-досвідченими чоловіками (p <0.001; Рис. 6B). Таким чином, D1R блокада в NAc під час спарювання заблокувала вплив сексуального досвіду і винагороди стриманості на NAc спиногенез.

Обговорення

У поточному дослідженні ми продемонстрували перехресну сенсибілізацію між природним і наркотичним винагородою, коли за природним винагородою йде період утримання. Зокрема, ми показали, що досвід сексуальної поведінки, за яким слідують 7 або 28 d утримання, викликає підвищену нагороду Amph. Ці результати мають схожість з встановленою критичною роллю періоду абстиненції від наркотичних зловживань при інкубації прагнення наркотиків (Lu et al., 2005; Thomas et al., 2008; Вовк, 2010b, 2012; Xue et al., 2012). Крім того, природний ΔFosB, викликаний винагородою, в NAc є критично важливим для перехресного сенсибілізуючого впливу природного утримання від винагороди на психостимулятор, потенційно через спиногенез в NAc протягом періоду утримання від винагороди. Ми продемонстрували, що накопичення ΔFosB в NAc після сексуального досвіду є тривалим і залежить від активності NAc D1R під час спарювання. У свою чергу, це D1R-опосередкований регулятор ΔFosB в NAc виявився критичним для підвищеної винагороди за Amph і підвищену щільність хребта в NAc, навіть якщо ці результати сексуального досвіду залежать від періоду утримання від сексуальної винагороди. (Pitchers et al., 2010a). Нарешті, ми показали, що спиногенез NAc може сприяти початковому розвитку короткочасної експресії сенсибілізованої винагороди Amph, але не є критичним для продовження експресії підвищеної винагороди лікарського засобу, оскільки збільшена щільність хребта в NAc була тимчасовою і спостерігалася після 7 d не 28 d, період утримання.

Давно відомо, що дофамін вивільняється в NAc під час природної поведінки, включаючи сексуальну поведінку. При введенні сприйнятливої ​​жінки підвищений вміст позаклітинного дофаміну в NAc і залишається підвищеним під час спарювання (Fiorino et al., 1997). Нинішнє дослідження показало, що вливання антагоністів дофамінових рецепторів в NAc під час спарювання не впливає на ініціювання або виконання сексуальної поведінки, що узгоджується з уявленням про те, що допамін не бере участь у вираженні поведінки винагороди як такої, а скоріше за присвоєння стимулюючого відзначення статевих ознак (Berridge і Robinson, 1998). Дійсно, сигнали, що передбачають сексуальну винагороду, викликають активацію нейронів в мезолімбічної системі дофамінової винагороди, включаючи дофамінергічні клітини в вентральній області і їх мішені, NAc (Balfour et al., 2004). Повторна сексуальна поведінка індукує ΔFosB в NAc, що, в свою чергу, опосередковує індуковане досвідом посилення сексуальної поведінки (Pitchers et al., 2010b). Поточні результати показують, що індукований спарюванням регулятор ΔFosB, дійсно, залежить від активації D1R в NAc під час спарювання. Цей висновок узгоджується з попередніми дослідженнями, які показують, що повторне введення психостимулятора постійно підвищувало ΔFosB в NAc середніх колючих нейронах, що експресують D1R (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) і що таке регулювання ΔFosB залежить від активації D1R (Zhang et al., 2002). Крім того, сенсибілізовані відповіді лікарського засобу, які зазвичай спостерігаються у досліджуваної тварини, можуть бути вироблені за відсутності попереднього впливу лікарським засобом шляхом надекспресії ΔFosB в D1R, экспрессирующих нейрони в смугастому тілі (Kelz et al., 1999). TТак, як природні, так і лікарські винагороди збільшують ΔFosB в NAc за допомогою D1R-залежного механізму для підвищення чутливості поведінки винагороди.

Більш того, поточні дані показують, що ΔFosB є критичним посередником перехресної сенсибілізації між природним досвідом винагород і психостимулятором. Як зазначалося, активність ΔFosB в NAc раніше була залучена в сенсибілізовані відповіді лікарського засобу, оскільки гіперекспресія ΔFosB в NAc сенсибілізує активацію рухового апарату до кокаїну після попереднього гострого або повторного введення (Kelz et al., 1999), підвищує чутливість до кокаїну та морфінуKelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006), і викликає самостійне введення більш низьких доз кокаїну (Colby et al., 2003). Нинішнє дослідження показує, що блокада D1R або ΔFosB активності в NAc під час спарювання скасувала індуковану статевим досвідом сенсибілізацію нагороди Amph.

Нинішнє дослідження показало, що період утримання від сексуальної винагороди необхідний для сенсибілізації нагороди Amph і NAc спиногенеза. Ми припускаємо, що ΔFosB під час цього періоду абстиненції впливає на функцію нейронів, змінюючи експресію генів вниз за течією, щоб ініціювати спіногенез і змінювати синаптичну силу. Дійсно, блокування індукції ΔFosB в NAc під час спарювання заважало збільшенню щільності хребта в NAc, виявленому після абстиненції винагороди. Більш того, вливання антагоніста D1R в NAc перед кожним сеансом спарювання перешкоджало індукованому статевим посиленням ΔFosB і подальшої підвищеної щільності хребта.

ΔFosB є фактором транскрипції, який може виступати в якості транскрипційного активатора або репрессора для впливу на експресію безлічі генів-мішеней, які, в свою чергу, можуть впливати на щільність хребта і синаптичну силу в NAc (Nestler, 2008). Більш конкретно, ΔFosB активує циклічно-залежну кіназу-5 (Bibb et al., 2001; Kumar et al., 2005), ядерний фактор κ B (NF-κB) (Russo et al., 2009b), і субодиницю GluA2 рецептора глутаматного АМРА (Vialou et al., 2010) і rпригнічує транскрипцію безпосереднього раннього гена c-fos (Pitchers et al., 2010b) і гистон метилтрансферази G9 (Maze et al., 2010). Cyclic-залежна кіназа-5 регулює цитоскелетние білки і нарости нейритов (Taylor et al., 2007). Більш того, активація NF-κB збільшує кількість дендритних шипів в NAc, тоді як інгібування NF-κB знижує базальні дендритні шипи і блокує індуковане кокаїном збільшення шипів (Russo et al., 2009b). Отже, сексуальна винагорода збільшує ΔFosB в NAc, що може змінювати щільність хребта NAc за допомогою декількох мішеней (тобто циклічно-залежної кінази-5, NF-κB) і що загальним наслідком є ​​винахід від наркотиків, як було передбачено Russo et al. (2009a) за дії повторного кокаїну.

Несподіваним спостереженням у поточному дослідженні було те, що збільшена щільність хребта в NAc була тимчасовою і більше не виявлялася на 28 d після сексуального досвіду. Таким чином, підвищена щільність хребта корелювала з настанням підвищеної нагороди Amph і може сприяти початковій розробці або короткочасній експресії сенсибілізованих відповідей Amph. Проте підвищена щільність хребта не була необхідна для збереження сенсибілізованої нагороди Amph після тривалих періодів абстиненції. Раніше ми показали, що сексуальний досвід викликає короткочасне (7, але не 28, дні після останнього спарювання) збільшення субодиниці NR-1 рецептора NMDA в NAc, який повертається до вихідних рівнів після тривалих періодів утримання нагороди (Pitchers et al., 2012). Ця підвищена експресія NMDA-рецептора передбачала, що вона свідчить про типові синапси, індуковані статевим шляхом (Huang et al., 2009; Brown et al., 2011; Pitchers et al., 2012), і наводить на думку про можливість того, що індукований статевим досвідом ріст хребта залежить від посиленої активності рецептора NMDA (Hamilton et al., 2012).

На закінчення, нинішнє дослідження підкреслює перехресну сенсибілізацію винагороди від наркотиків природним винагородою (статтю) та її залежністю від періоду утримання від винагороди. Більш того, ця поведінкова пластичність була опосередкована ΔFosB через активацію D1R в NAc. Таким чином, дані показують, що втрата природного винагороди після досвіду винагороди може зробити людей вразливими до розвитку наркоманії і що одним посередником цієї підвищеної вразливості є ΔFosB і його транскрипційні цілі.

Виноски

  • Отримано жовтень 16, 2012.
  • Редакція отримала грудень 12, 2012.
  • Прийнято грудень 23, 2012.

  • Ця робота була підтримана Канадськими інститутами досліджень в галузі охорони здоров'я (LMC), Національним інститутом психічного здоров'я (EJN) та Радою природничих наук і інженерних досліджень Канади (KKP і LMC). Ми дякуємо доктору Катрін Вуллі (Північно-західний університет) за допомогу з дилогічною технікою маркування.

  • Автори заявляють про відсутність конкуруючих фінансових інтересів.

  • Кореспонденція повинна бути адресована доктору Ліке М. Кулену, кафедрі фізіології та біофізики, медичному центру університету Міссісіпі, 2500 North State Street, Джексону, MS 39216. [захищено електронною поштою]

посилання

  1. ↵
    1. Balfour ME,
    2. Ю Л,
    3. Coolen LM

    (2004) Сексуальна поведінка та пов'язані з статтю екологічні сигнали активізують мезолімбічну систему у самців щурів. Нейропсіхофармакологіі 29: 718-730.

  2. ↵
    1. Berridge KC,
    2. Робінсон Т.Е.

    (1998) Яка роль допаміну в нагороді: гедонічний вплив, нагорода навчання або стимулююче відзначення? Brain Res Brain Res Rev 28: 309-369.

  3. ↵
    1. Bibb JA,
    2. Chen J,
    3. Тейлор Дж.
    4. Svenningsson P,
    5. Ніші А,
    6. Snyder GL,
    7. Ян Z,
    8. Sagawa ZK,
    9. Ouimet CC,
    10. Nairn AC,
    11. Nestler EJ,
    12. Greengard P

    (2001) Ефекти хронічного впливу на кокаїн регулюються нейрональним білком Cdk5. природа 410: 376-380.

  4. ↵
    1. Bradley KC,
    2. Meisel RL

    (2001) Індукція сексуальної поведінки c-Fos в ядрі accumbens і стимульованої амфетаміном рухова активність сенсибілізується попереднім статевим досвідом у жіночих сирійських хом'ячків. J Neurosci 21: 2123-2130.

  5. ↵
    1. Браун ТЕ,
    2. Lee BR,
    3. Mu P,
    4. Ferguson D,
    5. Dietz D,
    6. Ohnishi YN,
    7. Lin Y,
    8. Suska A,
    9. Ishikawa M,
    10. Хуан Й.Х.
    11. Shen H,
    12. Kalivas PW,
    13. Sorg BA,
    14. Зукін Р.С.,
    15. Nestler EJ,
    16. Dong Y,
    17. Schlüter OM

    (2011) Беззвучний механізм синапса для кокаїн-індукованої рухової сенсибілізації. J Neurosci 31: 8163-8174.

  6. ↵
    1. Cameron CM,
    2. Carelli RM

    (2012) Кокаїнова абстиненція змінює динаміку випалу ядра під час цілеспрямованої поведінки кокаїну та сахарози. Eur J Neurosci 35: 940-951.

  7. ↵
    1. Chen BT,
    2. Hopf FW,
    3. Bonci A

    (2010) Синаптична пластичність в мезолімбічної системі: терапевтичні наслідки для зловживання психоактивними речовинами. Енн Нью-Йорк Acad Sci 1187: 129-139.

  8. ↵
    1. Colby CR,
    2. Whisler K,
    3. Штеффен С,
    4. Nestler EJ,
    5. Self DW

    (2003) Стреатальна, специфічна для сверхэкспрессия ΔFosB тип клітин підвищує стимул для кокаїну. J Neurosci 23: 2488-2493.

  9. ↵
    1. Fiorino DF,
    2. Coury A,
    3. Phillips AG

    (1997) Динамічні зміни витікання дофаміну nucleus accumbens під час ефекту Кулідж у самців щурів. J Neurosci 17: 4849-4855.

  10. ↵
    1. Forlano PM,
    2. Woolley CS

    (2010) Кількісний аналіз до- і постсинаптичних статевих відмінностей у nucleus accumbens. J Comp Neurol 518: 1330-1348.

  11. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Глечики KK,
    3. Balfour ME,
    4. Coolen LM

    (2010a) Змішування задоволень: огляд впливу препаратів на статеву поведінку людей і тварин. Horm Behav 58: 149-162.

  12. ↵
    1. Frohmader KS,
    2. Wiskerke J,
    3. Мудрий РА,
    4. Lehman MN,
    5. Coolen LM

    (2010b) Метамфетамін діє на субпопуляції нейронів, що регулюють сексуальну поведінку у щурів-самців. Неврологія 166: 771-784.

  13. ↵
    1. Hamilton AM,
    2. О туалет,
    3. Vega-Ramirez H,
    4. Stein IS,
    5. Пекло JW,
    6. Patrick GN,
    7. Zito K

    (2012) Залежний від активності ріст нових дендритних шипів регулюється протеасомою. Нейрон 74: 1023-1030.

  14. ↵
    1. Hedges VL,
    2. Chakravarty S,
    3. Nestler EJ,
    4. Meisel RL

    (2009) Перена експресію Δ FosB в ядрі accumbens посилює сексуальну винагороду у жіночих сирійських хом'ячків. Гени Brain Behav 8: 442-449.

  15. ↵
    1. Хуан Й.Х.
    2. Lin Y,
    3. Mu P,
    4. Lee BR,
    5. Браун ТЕ,
    6. Wayman G,
    7. Марі Х,
    8. Лю W,
    9. Ян Z,
    10. Sorg BA,
    11. Schlüter OM,
    12. Зукін Р.С.,
    13. Dong Y

    (2009) In vivo досвід кокаїну генерує тихі синапси. Нейрон 63: 40-47.

  16. ↵
    1. Hyman SE,
    2. Malenka RC,
    3. Nestler EJ

    (2006) Нейронні механізми наркоманії: роль, пов'язана з винагородою, навчання і пам'ять. Annu Rev Neurosci 29: 565-598.

  17. ↵
    1. Kalivas PW

    Глутаматна гіпотеза гомеостазу залежності. Nat Rev Neurosci 10: 561-572.

  18. ↵
    1. Kauer JA,
    2. Маленка РК

    (2007) Синаптична пластичність і залежність. Nat Rev Neurosci 8: 844-858.

  19. ↵
    1. Kelley AE

    (2004) Пам'ять і залежність: спільні нейронні схеми і молекулярні механізми. Нейрон 44: 161-179.

  20. ↵
    1. Kelz MB,
    2. Chen J,
    3. Carlezon WA Jr.,
    4. Whisler K,
    5. Gilden L,
    6. Beckmann AM,
    7. Штеффен С,
    8. Zhang YJ,
    9. Marotti L,
    10. Self DW,
    11. Tkatch T,
    12. Baranauskas G,
    13. Surmeier DJ,
    14. Neve RL,
    15. Duman RS,
    16. Picciotto MR,
    17. Nestler EJ

    (1999) Експресія транскрипційного фактора ΔFosB в мозку контролює чутливість до кокаїну. природа 401: 272-276.

  21. ↵
    1. Kim Y,
    2. Тейлан М.А.,
    3. Барон М,
    4. Піски A,
    5. Nairn AC,
    6. Greengard P

    (2009) Індукована метилфенидатом дендритная формація хребта і експресія ΔFosB в nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci США 106: 2915-2920.

  22. ↵
    1. Koob GF,
    2. Volkow ND

    (2010) Нейроциркулярна залежність. Нейропсіхофармакологіі 35: 217-238.

  23. ↵
    1. Кумар А,
    2. Чой КХ,
    3. Renthal W,
    4. Tsankova NM,
    5. Theobald DE,
    6. Truong HT,
    7. Russo SJ,
    8. Лаплант Q,
    9. Sasaki TS,
    10. Вістлер КН,
    11. Neve RL,
    12. Self DW,
    13. Nestler EJ

    (2005) Хроматин ремоделювання є ключовим механізмом, що лежить в основі кокаїн-індукованої пластичності в striatum. Нейрон 48: 303-314.

  24. ↵
    1. Laviolette SR,
    2. Lauzon NM,
    3. Єпископ СФ,
    4. Нд N,
    5. Tan H

    (2008) Сигналізація дофаміну через D1-подібні проти D2-подібні рецептори в ядрі nucleus accumbens проти оболонки диференційно модулює чутливість до нікотинової винагороди. J Neurosci 28: 8025-8033.

  25. ↵
    1. Lee KW,
    2. Kim Y,
    3. Кім AM,
    4. Helmin K,
    5. Nairn AC,
    6. Greengard P

    (2006) Освіта кокцина, індукованого дендритним хребтом, в D1 і D2 дофамінових рецепторах, що містять середні колючі нейрони в nucleus accumbens. Proc Natl Acad Sci США 103: 3399-3404.

  26. ↵
    1. Леннет Д.А.

    (1978) Покращена установка для імунофлуоресцентної мікроскопії. Am J Clin Pathol 69: 647-648.

  27. ↵
    1. Lu L,
    2. Надія BT,
    3. Демпсі Дж,
    4. Лю Сюй,
    5. Bossert JM,
    6. Shaham Y

    (2005) Центральний шлях передачі сигналів ERK центральної мигдалини є критичним для інкубації тяги кокаїну. Nat Neurosci 8: 212-219.

  28. ↵
    1. Mameli M,
    2. Lüscher C

    (2011) Синаптична пластичність і залежність: механізми навчання пішли не так. Нейрофармакологія 61: 1052-1059.

  29. ↵
    1. Лабіринт I,
    2. Covington HE 3rd.,
    3. Dietz DM,
    4. LaPlant Q,
    5. Renthal W,
    6. Russo SJ,
    7. Механік М,
    8. Музон Е,
    9. Neve RL,
    10. Haggarty SJ,
    11. Ren Y,
    12. Sampath SC,
    13. Hurd YL,
    14. Greengard P,
    15. Тарахівський А,
    16. Schaefer A,
    17. Nestler EJ

    (2010) Суттєва роль гистона метилтрансферази G9a в пластиці, індукованій кокаїном. наука 327: 213-216.

    1. McCutcheon JE,
    2. Ван Х,
    3. Tseng KY,
    4. Wolf ME,
    5. Марінеллі М

    (2011) Рецептори, проникні до кальцію, знаходяться в синапсах nucleus accumbens після тривалого виведення з кокаїну, але не кокаїну. J Neurosci 31: 5737-5743.

  31. ↵
    1. Meisel RL,
    2. Mullins AJ

    (2006) Статевий досвід у жінок-гризунів: клітинні механізми та функціональні наслідки. Brain Res 1126: 56-65.

  32. ↵
    1. Muller DL,
    2. Unterwald EM

    (2005) Дофамінові рецептори D1 модулюють індукцію ΔFosB в стриатуме щура після періодичного введення морфіну. J Pharmacol Exp Ther 314: 148-154.

  33. ↵
    1. Nestler EJ

    (2008) Транскрипційні механізми залежності: роль ΔFosB. Філос Транс Р Сок Лонд Б Біол Наук 363: 3245-3255.

  34. ↵
    1. Nestler EJ,
    2. Barrot M,
    3. Self DW

    (2001) ΔFosB: стійкий молекулярний перемикач для наркоманії. Proc Natl Acad Sci США 98: 11042-11046.

  35. ↵
    1. Olausson P,
    2. Jentsch JD,
    3. Tronson N,
    4. Neve RL,
    5. Nestler EJ,
    6. Тейлор Дж

    (2006) ΔFosB в nucleus accumbens регулює посилену їжею інструментальну поведінку і мотивацію. J Neurosci 26: 9196-9204.

  36. ↵
    1. Olsen CM

    (2011) Природні винагороди, нейропластичність і нелікарські залежності. Нейрофармакологія 61: 1109-1122.

  37. ↵
    1. Perrotti LI,
    2. Hadeishi Y,
    3. Ulery PG,
    4. Barrot M,
    5. Monteggia L,
    6. Duman RS,
    7. Nestler EJ

    (2004) Індукція ΔFosB в структурах мозку, пов'язаних з винагородою, після хронічного стресу. J Neurosci 24: 10594-10602.

  38. ↵
    1. Perrotti LI,
    2. Weaver RR,
    3. Робісон Б,
    4. Renthal W,
    5. Лабіринт I,
    6. Yazdani S,
    7. Elmore RG,
    8. Knapp DJ,
    9. Selley DE,
    10. Martin BR,
    11. Sim-Selley L,
    12. Bachtell RK,
    13. Self DW,
    14. Nestler EJ

    (2008) Відмінні закономірності індукції ΔFosB в головному мозку наркотичними засобами. Синапс 62: 358-369.

  39. ↵
    1. Глечики KK,
    2. Balfour ME,
    3. Lehman MN,
    4. Richtand NM,
    5. Ю Л,
    6. Coolen LM

    (2010a) Нейропластичність в мезолімбічної системі, індукована природним винагородою і наступною винагородою за стриманість. Біол Психіатрія 67: 872-879.

  40. ↵
    1. Глечики KK,
    2. Frohmader KS,
    3. Vialou V,
    4. Музон Е,
    5. Nestler EJ,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2010b) ΔFosB в nucleus accumbens є критичним для посилення ефекту сексуальної винагороди. Гени Brain Behav 9: 831-840.

  41. ↵
    1. Глечики KK,
    2. Schmid S,
    3. Ді Себастіано АР,
    4. Ван Х,
    5. Laviolette SR,
    6. Lehman MN,
    7. Coolen LM

    (2012) Досвід природного винагороди змінює розподіл і функцію AMPA і NMDA рецепторів в nucleus accumbens. PLoS One 7: e34700.

  42. ↵
    1. Робертс М.Д.
    2. Gilpin L,
    3. Parker KE,
    4. Childs TE,
    5. Will MJ,
    6. Стенд FW

    (2012) Модуляція дофамінових рецепторів D1 в ядрі accumbens знижує добровільне рух колеса у щурів, що розводяться для виконання великих відстаней. Фізіол Беав 105: 661-668.

  43. ↵
    1. Russo SJ,
    2. Mazei-Robison MS,
    3. Ables JL,
    4. Nestler EJ

    (2009a) Нейротрофічні фактори та структурна пластичність в залежності. Нейрофармакологія 56 (Suppl 1): 73 – 82.

  44. ↵
    1. Russo SJ,
    2. Wilkinson MB,
    3. Mazei-Robison MS,
    4. Dietz DM,
    5. Лабіринт I,
    6. Krishnan V,
    7. Renthal W,
    8. Graham A,
    9. Birnbaum SG,
    10. Зелений ТА,
    11. Робісон Б,
    12. Lesselyong A,
    13. Perrotti LI,
    14. Bolaños CA,
    15. Кумар А,
    16. Кларк М.С.
    17. Neumaier JF,
    18. Neve RL,
    19. Бхакар А.Л.
    20. Barker PA,
    21. та інші

    (2009b) Ядерний фактор κB сигналізації регулює морфологію нейронів і винагороду кокаїну. J Neurosci 29: 3529-3537.

  45. ↵
    1. Тейлор Дж.
    2. Lynch WJ,
    3. Sanchez H,
    4. Olausson P,
    5. Nestler EJ,
    6. Bibb JA

    (2007) Інгібування Cdk5 в ядрі accumbens посилює рухово-активаційні та стимулювально-мотиваційні ефекти кокаїну. Proc Natl Acad Sci США 104: 4147-4152.

  46. ↵
    1. Tenk CM,
    2. Wilson H,
    3. Чжан Q,
    4. Глечики KK,
    5. Coolen LM

    (2009) Статева винагорода у щурів-самців: вплив сексуального досвіду на перевагу, обумовлене еякуляцією та втручанням. Horm Behav 55: 93-97.

  47. ↵
    1. Thomas MJ,
    2. Kalivas PW,
    3. Shaham Y

    (2008) Нейропластичність в мезолімбічної дофамінової системі і кокаїнової залежності. Br J Pharmacol 154: 327-342.

  48. ↵
    1. Vialou V,
    2. Robison AJ,
    3. Laplant QC,
    4. Covington HE 3rd.,
    5. Dietz DM,
    6. Ohnishi YN,
    7. Музон Е,
    8. Rush AJ 3rd.,
    9. Watts EL,
    10. Wallace DL,
    11. Iñiguez SD,
    12. Ohnishi YH,
    13. Steiner MA,
    14. Warren BL,
    15. Krishnan V,
    16. Bolaños CA,
    17. Neve RL,
    18. Ghose S,
    19. Berton O,
    20. Tamminga CA,
    21. та інші

    (2010) ΔFosB в схемах винагороди мозку опосередковує стійкість до стресових і антидепресантних реакцій. Nat Neurosci 13: 745-752.

  49. ↵
    1. Wallace DL,
    2. Vialou V,
    3. Rios L,
    4. Carle-Florence TL,
    5. Chakravarty S,
    6. Кумар А,
    7. Graham DL,
    8. Зелений ТА,
    9. Kirk A,
    10. Iñiguez SD,
    11. Perrotti LI,
    12. Barrot M,
    13. DiLeone RJ,
    14. Nestler EJ,
    15. Bolaños-Guzmán CA

    (2008) Вплив ΔFosB в nucleus accumbens на природну поведінку, пов'язану з винагородою. J Neurosci 28: 10272-10277.

  50. ↵
    1. Werme M,
    2. Messer C,
    3. Olson L,
    4. Gilden L,
    5. Thorén P,
    6. Nestler EJ,
    7. Brené S

    (2002) Δ FosB регулює рух колеса. J Neurosci 22: 8133-8138.

  51. ↵
    1. Winstanley CA,
    2. LaPlant Q,
    3. Theobald DE,
    4. Зелений ТА,
    5. Bachtell RK,
    6. Perrotti LI,
    7. DiLeone RJ,
    8. Russo SJ,
    9. Garth WJ,
    10. Self DW,
    11. Nestler EJ

    (2007) Індукція ΔFosB в орбітофронтальній корі опосередковує толерантність до кокаїн-індукованої когнітивної дисфункції. J Neurosci 27: 10497-10507.

  52. ↵
    1. Wolf ME

    (2010a) Бермудський трикутник, викликаний нейроадаптаціями, викликаними кокаїном. Тенденції Neurosci 33: 391-398.

  53. ↵
    1. Wolf ME

    (2010b) Регулювання торгівлі рецепторами АМРА в ядрі accumbens дофаміном і кокаїном. Neurotox Res 18: 393-409.

  54. ↵
    1. Wolf ME

    (2012) Неврологія: поведінкові ефекти кокаїну звернено назад. природа 481: 36-37.

  55. ↵
    1. Xue YX,
    2. Luo YX,
    3. Wu P,
    4. Shi HS,
    5. Xue LF,
    6. Chen C,
    7. Zhu WL,
    8. Ding ZB,
    9. Bao YP,
    10. Shi J,
    11. Epstein DH,
    12. Shaham Y,
    13. Lu L

    (2012) Процедура вилучення-згасання пам'яті для запобігання потягу та рецидиву наркотиків. наука 336: 241-245.

  56. ↵
    1. Zachariou V,
    2. Bolanos CA,
    3. Selley DE,
    4. Теобальд Д,
    5. Cassidy MP,
    6. Kelz MB,
    7. Shaw-Lutchman T,
    8. Berton O,
    9. Sim-Selley LJ,
    10. Dileone RJ,
    11. Кумар А,
    12. Nestler EJ

    (2006) Суттєва роль ΔFosB в nucleus accumbens в дії морфіну. Nat Neurosci 9: 205-211.

  57. ↵
    1. Чжан Д,
    2. Чжан Л,
    3. Lou DW,
    4. Nakabeppu Y,
    5. Чжан Дж,
    6. Сюй М

    (2002) Рецептор D1 дофаміну є критичним медіатором для експресії генів, індукованих кокаїном. J Neurochem 82: 1453-1464.

Статті з посиланням на цю статтю

  • Можливі внески нової форми синаптичної пластичності в Аплісії до винагороди, пам'яті та їх дисфункцій у мозку ссавців Навчання та пам’ять, 18 вересня 2013 р., 20 (10): 580-591

ПОВНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ - РОЗДІЛ ДИСКУСІЇ:

У поточному дослідженні ми продемонстрували перехресну сенсибілізацію між природним і наркотичним винагородою, коли за природним винагородою йде період утримання. Зокрема, ми показали, що досвід сексуальної поведінки, за яким слідують 7 або 28 d утримання, викликає підвищену нагороду Amph.

Ці результати мають схожість із встановленою критичною роллю періоду абстиненції від наркотичних зловживань при інкубації наркотичної тяги (Lu et al., 2005; Thomas et al., 2008; Wolf, 2010b, 2012; Xue et al., 2012). Крім того, природний індукований винагородою FosB в NAc є критично важливим для перехресного сенсибілізуючого впливу природного утримання нагороди на психостимуляторську винагороду, потенційно через спиногенез у NAc протягом періоду утримання від винагороди.

Ми продемонстрували, що накопичення FosB в NAc після сексуального досвіду є тривалим і залежить від активності NAc D1R під час спарювання. У свою чергу, ця D1R-опосередкована регуляція FosB в NAc виявилася критичною для підвищеної винагороди за Amph і підвищену щільність хребта в NAc, хоча ці результати сексуального досвіду залежать від періоду утримання від сексуальної винагороди (Pitchers et al., 2010a). Нарешті, ми показали, що спиногенез NAc може сприяти початковому розвитку короткочасної експресії сенсибілізованої винагороди Amph, але не є критичним для продовження експресії підвищеної винагороди лікарського засобу, оскільки підвищена щільність хребта в NAc була тимчасовою і спостерігалася після 7 d, але не 28 d, період утримання.

Давно відомо, що дофамін вивільняється в NAc під час природної поведінки, включаючи сексуальну поведінку. При введенні сприйнятливої ​​жінки підвищений вміст позаклітинного дофаміну в NAc і залишається підвищеним під час спарювання (Fiorino et al., 1997). Нинішнє дослідження показало, що вливання антагоністів дофамінових рецепторів в NAc під час спарювання не впливає на ініціювання або виконання сексуальної поведінки, що узгоджується з уявленням про те, що допамін не бере участь у вираженні поведінки винагороди як такої, а скоріше за присвоєння стимулюючого відзначення статевих ознак (Berridge і Robinson, 1998). Дійсно, сигнали, що передбачають сексуальну винагороду, викликають активацію нейронів у мезолімбічної системі дофамінової винагороди, включаючи дофамінергічні клітини у вентральній тегментальной області та їх мішені, NAc (Balfour et al., 2004).

Повторна сексуальна поведінка індукує? FosB в NAc, що, в свою чергу, опосередковує індуковане досвідом посилення сексуальної поведінки (Pitchers et al., 2010b). Поточні результати показують, що індуковане спарюванням? FosB upregulation, дійсно, залежить від активації D1R в NAc під час спарювання. Цей висновок узгоджується з попередніми дослідженнями, які показують, що повторне введення психостимулятора постійно збільшується? FosB в NAc середніх колючих нейронах, що експресують D1R (Lee et al., 2006; Kim et al., 2009) і що таке регулювання FosB залежить від активації D1R (Zhang et al., 2002). Крім того, сенсибілізовані лікарські відповіді, які зазвичай спостерігаються у досліджуваного тварини, можуть бути отримані у відсутності попереднього впливу лікарським засобом шляхом надекспресії? FosB в D1R, экспрессирующих нейрони в смугастому тілі (Kelz et al., 1999). Таким чином, як природні, так і лікарські винагороди збільшуються? FosB в NAc за допомогою D1R-залежного механізму, щоб підвищити чутливість поведінки винагороди.

Більш того, поточні висновки показують, що «FosB» є критичним посередником перехресної сенсибілізації між природним досвідом винагород і психостимулятором. Як зазначалося, «активність FosB в NAc раніше втягувалася в реакцію сенсибілізованого лікарського засобу, оскільки гіперекспресія FosB в NAc сенсибілізує активацію локомотора до кокаїну після попереднього гострого або повторного введення (Kelz et al., 1999), підвищує чутливість до кокаїну і морфіну CPP (Kelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006) і викликає самостійне введення більш низьких доз кокаїну (Colby et al., 2003). Нинішнє дослідження показує, що Блокада D1R або? FosB активності в NAc під час спарювання скасувала статевий досвід, викликана сенсибілізацією нагороди Amph. TЇї, природні і лікарські нагороди не тільки сходяться на одному і тому ж нервовому шляху, вони сходяться на тих же молекулярних посередниках (Nestler et al., 2001; Wallace et al., 2008; Hedges et al., 2009; Pitchers et al., 2010b), і, ймовірно, в тих же нейронах в NAc (Frohmader et al., 2010b), впливати на стимулюючу виразність і «бажання» обох видів винагород (Berridge і Robinson, 1998).

Нинішнє дослідження показало, що період утримання від сексуальної винагороди необхідний для сенсибілізації нагороди Amph і NAc спиногенеза. Ми припускаємо, що? FosB протягом цього періоду абстиненції впливає на функцію нейронів, змінюючи експресію генів нижче за течією, щоб ініціювати спиногенез і змінювати синаптичну силу. Дійсно, блокування індукції? FosB в NAc під час спарювання перешкоджало збільшенню щільності хребта в NAc, виявленому після винагороди за стриманість. Більш того, infusion антагоніста D1R в NAc перед кожним сеансом спарювання перешкоджає індукованому статевим підвищенням? FosB і подальшої підвищеної щільності хребта. FosB - це фактор транскрипції, який може виступати в якості транскрипційного активатора або репресора для впливу на експресію безлічі генів-мішеней, які, в свою чергу, можуть впливати на щільність хребта і синаптичну силу в NAc (Nestler, 2008). Більш конкретно, «FosB активує циклічно-залежну кіназу-5 (Bibb et al., 2001; Kumar et al., 2005), ядерний фактор? B (NF-B) (Russo et al., 2009b) і субодиниця GluA2 глутаматного рецептора AMPA (Vialou et al., 2010) і репресує транскрипцію безпосереднього раннього гена c-fos (Pitchers et al., 2010b) і гистон метилтрансферази G9 (Maze et al., 2010). Циклічнозалежні кінази-5 регулюють цитоскелетние білки і нарости нейритов (Taylor et al., 2007). Більш того, активація NF-α B збільшує кількість дендритних шипів у NAc, тоді як інгібування NF-αB знижує базальні дендритні шипи і блокує індуковане кокаїном збільшення шипів (Russo et al., 2009b). Таким чином, сексуальна винагорода збільшується? FosB в NAc, яка може змінити щільність NAc хребта через кілька цілей (тобто циклічно-залежну кіназу-5, NF-? B) aі, що в цілому наслідком є ​​сенсибілізована премія винагороду, як було висунуто Russo et al. (2009a) для дії повторного кокаїну

Несподіваним спостереженням у поточному дослідженні було те, що збільшена щільність хребта в NAc була тимчасовою і більше не виявлялася на 28 d після сексуального досвіду. Таким чином, підвищена щільність хребта корелювала з настанням підвищеної нагороди Amph і може сприяти початковій розробці або короткочасній експресії сенсибілізованих відповідей Amph. Однак inпідвищена щільність хребта не була необхідна для збереження сенсибілізованої Amph нагороди після тривалих періодів абстиненції. Раніше ми показали, що сексуальний досвід викликає короткочасне (7, але не 28, дні після останнього спарювання) збільшення субодиниці NR-1 рецептора NMDA в NAc, який повертається до вихідних рівнів після тривалих періодів утримання нагороди (Pitchers et al., 2012). Ця підвищена експресія NMDA-рецептора припускала, що вона свідчить про сексуальні синапси, індуковані статевим шляхом (Huang et al., 2009; Brown et al., 2011; Pitchers et al., 2012), і наводять на думку про можливість індукування статевого досвіду зростання хребта залежить від посиленої активності рецептора NMDA (Hamilton et al., 2012).

На закінчення, нинішнє дослідження підкреслює перехресну сенсибілізацію винагороди від наркотиків природним винагородою (статтю) та її залежністю від періоду утримання від винагороди. Більш того, ця поведінкова пластичність опосередковувалася за допомогою активації D1R в NAc. Таким чином, дані показують, що втрата природної винагороди після досвіду винагороди може зробити людей вразливими до розвитку наркоманії, і що одним посередником цієї підвищеної вразливості є «FosB» та її транскрипційні цілі.