Komentář: Změny v mozcích párových samců přispívají k neuroprotektivnímu účinku párové vazby proti odměně za drogu.

e Vědy o životě

Shanna L Resendez, Piper C Keyes  Jeremy J Day  Caely Hambro  Curtis J. Austin Francis K Maina  Lori N Eidsonová  Kirsten A Porter-Stranský  Natalie Nevárezová, J William McLeanMorgan A KuhnmuenchAnne Z MurphyovéTiffany A MathewsBrandon J Aragona, Je odpovídajícím autorem

  1. University of Michigan, Spojené státy 
  2. University of North Carolina, Spojené státy americké 
  3. University of Michigan-Ann Arbor, Spojené státy americké 
  4. University of Alabama v Birminghamu, Spojené státy americké 
  5. Wayne State University, Spojené státy americké 
  6. Georgia State University, Spojené státy americké 
  7. Emory University, Spojené státy americké

Abstraktní

Chovatelské páry hraboše prérijního tvoří monogamní párové vazby, které jsou udržovány prostřednictvím exprese selektivní agrese vůči novým shodným druhům. Zde využíváme behaviorální a anatomické techniky k rozšíření současného chápání nervových mechanismů, které zprostředkovávají udržování párových vazeb. U obou pohlaví jsme ukázali, že párová vazba up-reguluje expresi mRNA pro geny kódující dopaminové (DA) receptory typu D1 a dynorfin a také zvyšuje stimulované uvolňování DA v nucleus accumbens (NAc). Dále ukazujeme, že regulace selektivní agrese receptorem podobným D1 je zprostředkována downstream aktivací kappa-opioidních receptorů (KOR) a že aktivace těchto receptorů zprostředkovává sociální vyhýbání se. Nakonec jsme také identifikovali pohlavně specifické změny v hustotě vazby KOR v NAc skořápce párových samců a prokázali jsme, že tato změna přispívá k neuroprotektivnímu účinku párové vazby proti odměně za drogu. Společně tato zjištění naznačují, že motivační systémy a systémy zpracování valence interagují, aby zprostředkovávaly udržování sociálních vazeb.

https://doi.org/10.7554/eLife.15325.001

přehled eLife

Pouto mezi rodiči je jedním z nejdůležitějších sociálních vztahů, které lidé mají. Hraboši prérijní jsou jedním z mála dalších savců, jejichž jedinci si po společném potomstvu také vytvářejí dlouhodobé sociální vazby, takže byli často používáni ke studiu mozkových mechanismů, které jsou základem takového spojení. Většina předchozích studií se však soustředila pouze na to, jak se vytváří pouto mezi párem partnerů: málo se ví o tom, jak se toto pouto udržuje po měsíce a roky.

Když si hraboš prérijní vytvoří pouto s partnerem, pak agresivně odmítne ostatní hraboše prérijní. K této „selektivní agresi“ dochází pouze tehdy, když se vytvoří sociální pouto mezi dvěma pářícími se hraboši prérijními, takže toto chování lze použít jako zástupce k potvrzení, že sociální pouto existuje.

Aby Resendez et al. sledoval, co se děje v mozku hraboše prérijního během selektivní agrese. Experimenty ukázaly, že toto agresivní chování se shoduje se změnami v genové expresi a chemii mozku, které znepříjemňují hrabošovi prérijnímu vystavení hrabošům, kteří nejsou jeho partnerem. U samců hraboše prériového – nikoli však u samic – k těmto změnám došlo pouze v případě, že partnerka při páření otěhotněla během období soužití.

Změny, ke kterým dochází v mozku v důsledku vazby s partnerem, také znamenají, že drogy, které jsou běžně návykové, už nejsou pro hraboše prérijního příjemné a prospěšné. Vytvoření sociální vazby mezi pářícími se zvířaty totiž mění mozek podobným způsobem jako účinky návykových drog. V jistém smyslu se tak každý člen pářícího páru stává na svém partnerovi ‚závislým‘.

Výsledky prezentované Resendez et al. mají důsledky i pro lidi. Naznačují, že silná sociální síť podpory je účinným způsobem, jak zabránit tomu, aby se příležitostné užívání drog rozvinulo v nutkavou drogovou závislost. To může také znamenat, že pozitivní sociální vztahy by mohly pomoci při léčbě lidí s problémy drogové závislosti.

https://doi.org/10.7554/eLife.15325.002

Úvod

Schopnost udržovat smysluplné sociální vazby je kritickou složkou lidského zdraví a duševní pohody, ale neurální schopnost udržovat takové vztahy není dobře pochopena. Společensky monogamní hraboš prérijní (Michrotus ochrogaster) představuje ideální zvířecí model pro studium nervových korelátů udržování sociálních vazeb, protože na rozdíl od většiny savců (Kleiman, 1977), hraboši prérijní tvoří selektivní a trvalé vazby ke svému pářícímu partnerovi (Aragona a kol., 2009). Jak v terénu, tak v laboratoři je udržování těchto vazeb spojeno s projevem selektivní agrese vůči novým shodným druhům a také se selektivní příslušností k pářícímu partnerovi (tj. hlídání partnera) (Carter a Getz, 1993). Důležité je, že exprese selektivní agrese poskytuje robustní a spolehlivý test, který lze využít v laboratorním prostředí k dekonstrukci nervových signálních drah zapojených do regulace udržování sociálních vazeb.

Laboratorní studie dosud zjistily, že exprese selektivní agrese, a tedy udržování párové vazby, vyžaduje aktivaci jak D1-like dopaminu (DA) tak kappa-opioidních receptorů (KOR) v nucleus (NAc) skořápce jako blokádu jeden z receptorů zmírňuje agresivní odmítání nových konspecifických látek (Aragona a kol., 2006Resendez a kol., 2012). Regulace udržování párové vazby tedy vyžaduje nervové systémy, které kódují vyhodnocování významných environmentálních podnětů i těch, které jsou důležité pro generování motivačních stavů (Resendez a Aragona, 2013). Je zajímavé, že na jiných zvířecích modelech se ukázalo, že tyto receptorové systémy přímo interagují na molekulární úrovni (Gerfen a kol., 1990Carlezon a kol., 1998) i při přechodu mezi motivačními stavy (Chartoff a kol., 2016). Není však známo, zda k podobným interakcím dochází při regulaci udržování párových vazeb. Tato studie se proto snažila prozkoumat neurální plasticitu vyvolanou párovou vazbou v systémech DA a dynorphin/KOR a také to, jak tyto systémy interagují při zprostředkování exprese selektivní agrese, což je dobře zavedený indikátor plně vytvořené párové vazby.

Vzhledem k tomu, že aktivace KOR je spojena s averzivními stavy (Mucha a Herz, 1985Pfeiffer a kol., 1986Shippenberg a Herz, 1986Bals-Kubik a kol., 1989), nejprve jsme určili, zda aktivace NAc KOR před spárováním s novým sociálním stimulem je dostatečná k označení nedávno nalezeného sociálního stimulu jako averzivního. Dále, abychom vyhodnotili, jak vytvoření párové vazby mění jak motivační (DA) tak averzivní (dynorfin/KOR) systémy zpracování, provedli jsme rozsáhlá anatomická, neurochemická a funkční srovnání ve striatu samců a samic hraboše prériového. Celkem jsme provedli analýzu exprese mRNA (RT-qPCR), měření vazby proteinů (autoradiografie receptorů) a měření koncentrace DA (cyklická voltametrie rychlého skenování), abychom identifikovali pohlavně specifické změny v systémech DA a dynorfin/KOR. pár vázaných hrabošů. Dále jsme použili místně specifickou behaviorální farmakologii ke zkoumání interakcí mezi NAc shell D1-like a KOR při expresi selektivní agrese. Nakonec u samců hraboše prérijního ukazujeme, že párová vazba, ale ne jiné sociální manipulace, snižuje odměňující vlastnosti psychostimulačního amfetaminu a že toto zeslabení vyžaduje aktivaci KORů NAc shellu. Celkově tato studie ukazuje, že vývoj párové vazby je podpořen pohlavně specifickými modifikacemi v motivačních (DA/D1) a valenčních (dynorfin/KOR) systémech zpracování, že tyto systémy interagují a zprostředkovávají selektivní agresi u obou pohlaví, a že mužské specifické změny v systému dynorfin/KOR tlumí odměňující vlastnosti amfetaminu.