Mga Gene Brain Behav. (Buong pag-aaral)
2009 Hunyo; 8(4): 442–449. doi: 10.1111/j.1601-183X.2009.00491.x.
VL Hedges, 1 S. Chakravarty, 2 EJ Nestler, 2 at RL Meisel1
abstract
Ang paulit-ulit na pag-activate ng mesolimbic dopamine system ay nagreresulta sa mga persistent alterations ng pag-uugali na sinamahan ng isang pattern ng neural plasticity sa nucleus accumbens (NAc). Bilang ang akumulasyon ng factor sa transaksyon ΔFosB ay maaaring isang mahalagang bahagi ng plasticity na ito, ang tanong na natutugunan sa aming pananaliksik ay kung ΔFosB ay kinokontrol ng sekswal na karanasan sa mga babae. Ipinakita namin na ang babaeng Syrian hamsters na binibigyan ng sekswal na karanasan ay nagpapakita ng ilang mga pag-uugali ng pag-uugali kabilang ang nadagdagan na kahusayan sa sekswal na may mga malalaking hamsters lalaki, sekswal na gantimpala, at pinahusay na pagtugon sa psychomotor stimulants (hal., Amphetamine).
Kamakailan-lamang ay nagpakita na ang sekswal na karanasan ay nadagdagan ang mga antas ng ΔFosB sa NAc ng babaeng hamon ng Syria. Ang pokus ng pag-aaral na ito ay upang tuklasin ang pagganap na mga kahihinatnan ng induksiyon na ito sa pamamagitan ng pagtukoy kung ang constitutive overexpression ng ΔFosB ng vectors na nauugnay sa viral (AAV) sa NAc ay maaaring gayahin ang mga epekto sa asal ng sekswal na karanasan.
Ang mga hayop na may AAV-mediated na overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nagpakita ng katibayan ng seksuwal na gantimpala sa paradigm ng nakakondisyon na lugar ng kondisyon sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang mga kontrol ng mga hayop na tumatanggap ng iniksiyon ng AAV-green fluorescent protein (GFP) sa NAc ay hindi. Ang mga eksperimentong sekswal na pag-uugali ay nagpakita na ang mga lalaki na nakipagsosyo sa mga babae ng AAV-ΔFosB ay tumataas ang kahusayan ng copulatory na nasusukat sa proporsiyon ng mga mount na kasama ang intromisyon kumpara sa mga lalaki na nakipag-asawa sa mga babae ng AAV-GFP. Sinusuportahan ng mga resulta na ito ang papel na ginagampanan ng ΔFosB sa pamamagitan ng pag-mediating ng mga likas na motivated na pag-uugali, sa kasong ito sa seksuwal na pag-uugali ng babae, at nagbibigay ng bagong pananaw sa mga posibleng endogenous na aksyon ng ΔFosB.
pagpapakilala
Makaranas ng mga droga ng pang-aabuso, motivated na pag-uugali, pag-uugali ng pagpapatakbo ng gulong o mga resulta ng pag-aaral ng pag-aaral sa pag-activate ng sistema ng mesoprak dopamine at mga persistent alterations sa nucleus accumbens (NAc)Becker et al., 2001, Di Chiara et al., 1998, Harris et al., 2007, Kumar et al., 2005, Meisel & Mullins, 2006, Nestler, 2008, Olausson et al., 2006, Perrotti et al., 2008, Pierce & Kumaresan, 2006, Lobo et al., 2004). Ang mga pagbabago sa istruktura, lalo na ang pagbuo ng mga spin dendritic, ay isang mahalagang bahagi ng karanasang ito batay sa plasticity (Allen et al., 2006, Taguan mula sa hangin et al., 2006, Li et al., 2003, Meisel & Mullins, 2006, Norrholm et al., 2003, Robinson & Kolb, 2004), na kung saan ay nananatili pa matapos ang alinman sa karanasan sa pag-uugali o pangangasiwa ng gamot ay tumigil (McClung & Nestler, 2008, Meisel & Mullins, 2006, Lobo et al., 2004).
Ang transaksyon na kadahilanan ΔFosB ay may mga molekular na katangian na ginagawa itong isang mahusay na kandidato upang mamagitan sa mga pangmatagalang estruktural at mga pagbabago sa pag-uugaling bunga ng mga karanasan sa asal o gamot (Chen et al., 1997, Chen et al., 1995, Colby et al., 2003, Doucet et al., 1996, Inaasahan et al., 1994, Kelz et al., 1999, McClung & Nestler, 2003, McClung et al., 2004, McDaid et al., 2006, Nakabeppu & Nathans, 1991, Nestler, 2008, Nye et al., 1995, Olausson et al., 2006, Perrotti et al., 2008, Wallace et al., 2008, Werme et al., 2002, Zachariou et al., 2006). ΔFosB ay isang alternatibong produkto ng splice ng agarang maagang gene fosB (Mumberg et al., 1991, Nakabeppu & Nathans, 1991) At, hindi tulad ng buong haba ng protina ng FosB, ang pinutol na ΔFosB ay may hindi pangkaraniwang katatagan na nagreresulta sa akumulasyon ng protina sumusunod na paulit-ulit na pagbibigay-sigla (Chen et al., 1997, Chen et al., 1995, Inaasahan et al., 1994, Kelz et al., 1999, Perrotti et al., 2008, Zachariou et al., 2006). Kahit na ang mekanismo kung saan ang fosAng B gene ay kahalili na nananatiling hindi napagtanto, ang pagputol ng protina kasama ang phosphorylation ay pinoprotektahan ang protina mula sa mabilis na pagsasamantalang proteasomal na gumagawa ng isang mas mataas na antas ng transcriptional activity kumpara sa higit pang mga nabubuhay na buhay na mga miyembro ng FosB (Carle et al., 2007, Ulery & Nestler, 2007, Ulery et al., 2006). Ang postulate ay ang pagkakaroon ng ΔFosB protein na gumagawa ng mga pattern ng ekspresyon ng gene na maaaring mapailalim ang mga epekto ng karanasan sa pang-matagalang pag-uugali at cellular plasticity (McClung & Nestler, 2008).
Ginamit namin ang sekswal na pag-uugali ng babae sa Hamon ng Syria bilang isang modelo ng karanasang batay sa plasticity sa utak (Bradley et al., 2005a, Bradley et al., 2005b, Bradley & Meisel, 2001, Bradley et al., 2004, Kohlert & Meisel, 1999, Kohlert et al., 1997, Meisel et al., 1993, Meisel & Joppa, 1994, Meisel et al., 1996, Meisel & Mullins, 2006). Ang isang kalamangan sa pagtatrabaho sa sekswal na pag-uugali ay ang kakayahang kontrolin ang antas ng karanasan ng isang hayop sa pagkakaroon ng alinman sa ganap na walang seks na mga hayop, o sa pamamagitan ng iba't ibang paglalantad ng mga hayop sa iba't ibang antas ng sekswal na karanasan. Nakita na namin dati na ang paulit-ulit na karanasang sekswal ay nagreresulta sa sensitization ng sistema ng dopamine na mesolimbiko, katulad ng mga droga ng pang-aabuso (Bradley et al., 2005b, Bradley & Meisel, 2001, Brenhouse & Stellar, 2006, Cadoni & Di Chiara, 1999, Inaasahan et al., 1992, Kelz et al., 1999, Kohlert & Meisel, 1999, Pierce & Kalivas, 1995, Pierce & Kalivas, 1997a, Pierce & Kalivas, 1997b, Robinson & Kolb, 1999a). Halimbawa, tulad ng mga epekto ng droga, ang paulit-ulit na karanasan sa sekswal ay nagdaragdag ng dendritic spines sa medium spiny neurons ng NAc (Taguan mula sa hangin et al., 2006, Li et al., 2003, Meisel & Mullins, 2006, Norrholm et al., 2003, Robinson et al., 2001, Robinson & Kolb, 1997, Robinson & Kolb, 1999a, Robinson & Kolb, 1999b, Robinson & Kolb, 2004). Dagdag pa, natuklasan namin na patuloy ang pag-iipon ng ΔFosB / FosB sa NAc kasunod ng paulit-ulit na karanasan sa sekswal (Meisel & Mullins, 2006).
Dahil ang sekswal na karanasan ay maaaring makapagdulot ng pangmatagalang pagpapahayag ng mga miyembro ng pamilya ng FosB, ang layunin ng pag-aaral na ito ay upang mamanipula ang ekspresyong ΔFosB upang gayahin ang mga epekto ng pag-uugali ng paulit-ulit na karanasan sa sekswal. Sumusunod ang viral-mediated overexpression ng ΔFosB sa NAc, ang babaeng Syrian hamsters ay sinubukan para sa pinahusay na kagustuhan sa lugar ng kinalalagyan at din nadagdagan ang kahusayan ng copulatory sa mga walang malay na hamsters ng lalaki, dalawang endpoint na naunang naipakita na apektado ng paulit-ulit na karanasan sa sekswal (Bradley et al., 2005b, Meisel & Joppa, 1994, Meisel et al., 1996, Meisel & Mullins, 2006). We ulat dito na sa pamamagitan ng patuloy na overexpressing ΔFosB sa NAc ng mga hamsters babae na nakakatanggap ng minimal sekswal na karanasan, kami ay magagawang gumawa ng mga pagbabago sa pag-uugali na katulad ng mga babae na may mas malawak na sekswal na karanasan.
Mga Materyal at Mga Paraan
Mga Eksperimental na Paksa
Lalaki at babae Syrian hamsters ay inihatid sa humigit-kumulang 60 araw ng edad mula sa Charles River dumarami Laboratories, Inc. (Wilmington, MA). Ang mga babae ay tinatayang isa-isa sa mga plastic cage (50.8 cm ang haba × 40.6 cm ang lapad × 20.3 cm mataas), habang ang mga lalaki na pampasigla hayop ay grupo na nakalagay sa magkatulad na mga cage sa mga bilang ng tatlo o apat. Ang silid ng hayop ay pinananatili sa isang kinokontrol na temperatura ng 22 ° C na may isang 14: 10 hr light-dark iskedyul (ilaw off sa pagitan ng 1: 30 at 11: 30 pm). Available ang pagkain at tubig sa mga hayop ad libitum.
Ang lahat ng mga pamamaraan na ginagamit sa eksperimentong ito ay ayon sa National Institutes of Health Mga Alituntunin para sa Pag-aalaga at Paggamit ng Mga Hayop sa Laboratoryoat naaprubahan ng Purdue Animal Care and Use Committee.
pagtitistis
Babae hamsters ay bilateral na ovariectomized sa ilalim ng sodium pentobarbital kawalan ng pakiramdam (Nembutal; 8.5 mg bawat 100 gm katawan timbang, ip), na ibinigay ng karagdagan pampamanhid at pagkatapos ay underwent bilateral stereotypic surgery para sa paghahatid ng viral vectors. Sa panahon ng stereotropic surgery, ang ulo ay kinupkop at ang balat at kalamnan ay nabawi. Ang isang maliit na butas ay drilled sa bungo at isang 5 μL Hamilton syringe ay ibinaba sa antas ng NAc mula sa isang 2 ° lateral angle upang matiyak ang clearance ng lateral cerebral ventricles. Ang syringe ay pinanatili sa lugar para sa 5 min bago ang mga iniksyon at pagkatapos ay alinman sa adeno-kaugnay na virus (AAV) -GFP o AAV- ΔFosB (0.7 μL) ay inihatid sa NAc sa paglipas ng 7 min, sa pamamagitan ng syringe pagkatapos ay pinananatili sa lugar para sa isang karagdagang 5 min. Ang pamamaraan na ito ay paulit-ulit para sa contralateral side ng utak.
Viral Vectors
Ang AAV ay nailalarawan sa pamamagitan ng kakayahang mag-transfektibong neurons nito pati na rin upang mapanatili ang tiyak na ekspresyong transgene para sa matagal na panahon (Chamberlin et al., 1998). Ang AAV vectors ay umiiral sa iba't ibang mga serotypes batay sa paglalarawan ng kanilang capid protina amerikana. Ginamit ng eksperimentong ito ang isang AAV2 (serotype 2) mula sa Stratagene na may titer ng higit sa 108/ μl pagpapahayag ng berdeng fluorescent protein (AAV-GFP) pati na rin ang isang AAV vector na nagtayo para sa parehong ΔFosB at GFP (AAV-ΔFosB-GFP). Ang viral vectors ay injected sa NAc ng hindi bababa sa 3 linggo bago ang pag-uugali ng pag-uugali upang payagan para sa ΔFosB overexpression upang bumuo. Ang mga AAV vectors ay nagpapamagitan sa ekspresyon ng transgene sa mga daga at mice na nagiging pinakamalaki sa loob ng 10 araw ng iniksyon at pagkatapos ay nagpapatuloy sa antas na ito para sa hindi bababa sa 6 na buwan (Winstanley et al., 2007, Zachariou et al., 2006). Mahalaga, ang mga vectors ay makakaapekto lamang sa mga neuron at gumawa ng walang toxicity na mas malaki kaysa sa mga infusions ng sasakyan na nag-iisa. Ang mga detalye ng produksyon at paggamit ng mga vectors ay ibinibigay sa mga naunang pahayagan (Winstanley et al., 2007, Zachariou et al., 2006).
Karaniwang Karanasan
Ang lahat ng mga ovariectomized babaeng hamsters ay sinimulan para sa sekswal na karanasan isang beses sa isang linggo sa pamamagitan ng pagbibigay ng dalawang pang-araw-araw na pang-ilalim ng balat iniksyon ng estradiol benzoate (10 μg sa 0.1 ML ng cottonseed oil) humigit-kumulang 48 oras at 24 oras bago ang sekswal na pag-uugali na sinusundan ng subcutaneous injection ng progesterone (500 μg sa 0.1 ml ng cottonseed oil) 4-6 oras bago ang pagsubok sa sekswal na pag-uugali. Ang mga babaeng nakuha ng seksuwal na karanasan ay ipinakita sa isang hamster na nakaranas ng sekswal na lalaki para sa 10 min session 4-6 oras pagkatapos ng progesterone injection. Ang bawat lalaki at babae ay ipinares lamang isang beses sa panahon ng tagal ng mga pagsubok sa sekswal na karanasan.
Kagustuhan sa Lugar na Kinaroroonan
Ang isang napiling biased conditioned place preference paradigm ay ginagamit sa eksperimentong ito (Tzschentke, 1998). Ang aming nakakondisyon na aparatong kagustuhang lugar (Meisel & Joppa, 1994, Meisel et al., 1996ay binubuo ng isang puting at isang grey kompartimento (60 × 45 × 38 cm) na konektado sa pamamagitan ng isang malinaw na sentral na kompartimento (37 × 22 × 38). Ang mga pangunahing compartments ay karagdagang differentiated sa pamamagitan ng aspen bedding (Harlan Laboratories, IN) sa grey kompartimento at corncob kumot (Harlan Laboratories, IN) sa puting kompartimento. Ang ovariectomized female hamsters ay hormonally primed bago ang pre-test, sekswal conditioning session, at ang post-test. Sa panahon ng pretest ang hayop ay inilagay sa malinaw na gitnang kamara at libre upang maglibot sa iba't ibang mga compartments para sa 10 min upang magtatag ng isang unang kagustuhan para sa bawat kompartimento. Tulad ng lahat ng mga hayop ay nagpakita ng isang paunang kagustuhan para sa puting kamara, conditioning ay ginanap sa kulay-abo na silid. Ang hormone priming ay paulit-ulit sa panahon ng 2 (Groups 2-5) o 5 linggo (Group 1) ng conditioning. Sa panahon ng conditioning, ang mga babae ay binigyan ng sekswal na karanasan sa isang lalaki sa grey na kompartimento para sa 10 min, na may pantay na parameter na pantay na sinusukat (lordosis latency at kabuuang duration ng lordosis). Isang oras pagkatapos ng pagsubok sa sekswal na karanasan, ang babae ay inilagay na nag-iisa sa puting kamara para sa 10 min. Ang isang grupo ng kontrol ng mga babae na hindi nakakatanggap ng sekswal na karanasan ay hormonal na pangunahin ngunit inilagay nang nag-iisa sa bawat kamara para sa 10 min. Kasunod ng 2 o 5 na linggo ng conditioning, ang mga hayop ay binigyan ng post-test kung saan muli silang libre upang maggala ang kamara para sa 10 min. Anuman ang grupo, ang lahat ng post-test ay tapos na pitong linggo post-stereotropic surgery, at sa gayon ang lahat ng mga hayop ay isinakripisyo na may parehong antas ng viral expression. May mga 5 na grupo ng mga hayop sa eksperimentong ito: Ang isang positibong grupong kontrol ng mga hayop na natanggap na bilateral na AAV-GFP at binigyan ng 5 lingguhang pag-uugali ng sekswal na pag-uugali sa isang lalaki (Grupo 1, n = 8). Ang dalawang negatibong grupo ng kontrol ay hindi binibigyan ng anumang sekswal na conditioning para sa 2 na linggo, at natanggap ang alinman sa AAV-ΔFosB (Group 2, n = 5) o AAV-GFP (Grupo 3, n = 4). Sa wakas, may mga hayop na nakatanggap ng 2 na linggo ng mga pairings ng sekswal na pag-uugali sa isang lalaki na may bilateral na iniksyon ng alinman sa AAV-ΔFosB (Group 4, n = 7) o AAV-GFP (Grupo 5, n = 7).
Naïve Male Experiment
Ipinakita ng nakaraang pananaliksik na maaaring mapabuti ng mga nakaranas na babaeng hamsters ng sekswal na kahusayan ang pakikipag-ugnayan sa kanilang mga kasosyo sa sekswal na lalaki (Bradley et al., 2005b). Ang pagsusulit na ito ay binigyan ng humigit-kumulang isang linggo kasunod ng post-test na kinalalagyan ng kinalalagyan na lugar sa dalawang grupo ng mga hayop na nakatanggap ng 2 na linggo ng sekswal na conditioning (Mga Grupo 4 at 5). Ang mga babae ay hormonally primed para sa sekswal na karanasan tulad ng inilarawan. Sa panahon ng 10 min test, isang sexually naif male hamster ay ipinakilala sa cage ng babaeng babae at ang test session ay videotaped para sa pagsusuri sa ibang pagkakataon. Ang bilang ng mga mounts at intromissions (kabilang ang ejaculations) ng lalaki pati na rin ang proporsyon ng kabuuang mounts na kasama intromission (hit rate) ay tinutukoy mula sa videotape.
Immunohistochemistry
Ang immunostaining ay isinagawa sa lahat ng mga hayop upang i-verify ang parehong lokasyon ng iniksyon ng virus at anatomiko na lawak ng pagpapahayag ng protina. Ang mga babae ay binigyan ng overdose ng Sleepaway (0.2 ml ip, Fort Dodge Laboratories, Fort Dodge, IA) at intracardially perfused na may 25 mM phosphate buffered saline (PBS) para sa 2 min (humigit-kumulang 50 ml) na sinusundan ng 4% paraformaldehyde sa 25 mM PBS para sa 20 min (humigit-kumulang 500 ml). Ang talino ay inalis at post-fixed para sa 2 oras sa 4% paraformaldehyde pagkatapos inilagay sa isang 10% sucrose solusyon sa PBS magdamag sa 4 ° C. Ang mga hayop na natanggap lamang ng bilateral na AAV-GFP ay may mga serial coronal section (40 μm) na pinutol mula sa frozen tissue papunta sa 25 mM PBS plus 0.1% na serum albumin (BSA) (wash buffer) pagkatapos ay direktang naka-mount sa mga slide at coverlipped habang basa na rin sa 5% n-propyl galate sa gliserin. Ang mga hayop na nakatanggap ng bilateral na AAV-ΔFosB ay may mga serial coronal section (40 μm) na pinutol mula sa frozen tissue, at pagkatapos ay nalinis ang 3 na beses para sa 10 min sa wash buffer. Ang mga hayop ng AAV-ΔFosB ay sinuri lamang para sa ΔFosB na expression at samakatuwid ay inkubado sa ΔFosB / FosB pangunahing antibody (1: 10000, sc-48 Santa Cruz Biotechnology Inc., Santa Cruz, CA) sa wash buffer plus 0.3% Triton-X 100 sa temperatura ng kuwarto para sa 24 oras at pagkatapos ay inilipat sa 4 ° C para sa 24 oras. Ang konsentrasyon ng pangunahing antibody ay napili habang gumagawa lamang ito ng minimal na endogenous ΔFosB / FosB staining. Pagkatapos ng pagpapaputok sa pangunahing antibody, ang mga seksyon ay hugasan ng 3 beses para sa 10 min sa wash buffer, at pagkatapos ay inkubated sa biotinylated-secondary antibody para sa 45 min sa temperatura ng kuwarto (1: 200, Vector, Burlingame, CA). Ang mga seksyon ay pagkatapos ay hugasan 3 beses para sa 10 min sa wash buffer bago inkubated sa streptavidin Alexa Fluor 594 kondyugeyt (1: 500, Molecular Probes, Eugene, OR). Pagkatapos ng pagpapapisa ng itlog, ang mga seksyon ay hugasan 3 beses para sa 10 min sa maghugas buffer pagkatapos ay naka-mount sa mga slide at coverlipped habang basa na may 5% n-propyl galate sa gliserin.
Mikroskopiko Pagsusuri
Ang mga slide ay sinusuri ng isang Leica DM4000B light microscope na may fluorescent capability na kaisa sa isang digital camera ng Leica DFC500. Ang mga digital na imahe ng parehong kanan at kaliwang mga site ng iniksyon ng bawat seksyon ay sinuri ng sinuri ng pag-iilaw mikroskopya upang mahanap ang pag-iniksiyon na placement sa NAc. Ang mga seksyon mula sa bawat hayop ay pinag-aralan upang mahanap ang rostral sa caudal spread ng viral expression at din ang anatomical na lokasyon ng pinakamalaking diameter ng expression. Dagdag dito, sa loob ng mga seksyon na ito ang mga bilang ng FosB stained cells ay binibilang sa ImageJ mula sa mga naka-save na digital na imahe. Tulad ng aming layunin ay lamang upang makakuha ng humigit-kumulang na mga bilang ng cell, ang mga pamamaraan ng stereological ay hindi ginamit.
resulta
Oras ng kurso ng viral mediated overexpression ng ΔFosB sa NAc ng babaeng hamon ng Syrian
Ang isang hiwalay na pangkat ng mga hayop ay ginamit sa una upang makahanap ng isang oras na kurso ng nauukol sa viral na ΔFosB overexpression sa babaeng hamster. Ang pagsusuri sa ΔFosB na expression sa 3 (n = 5), 6 (n = 6), at 9 (n = 2) ay nagpahayag na ang 3 weeks post stereotypic surgery ay gumawa ng antas ng ΔFosB overexpression na pinapanatili sa pamamagitan ng 6 at 9 linggo post stereotaxic surgery. Ang karamihan ng nukleyar na expression ay nuklear, ngunit natagpuan din sa cytoplasm at kahit na ang dendrites ng ilang mga overexpressing cells. Sa labintatlong hayop na binubuo ng eksperimento sa oras ng kurso, ang apat na hayop ay may rostral NAc core viral injection, na ang isa ay kumalat sa bed nucleus ng stria terminalis (BNST). Ang natitirang siyam na hayop ay may mga planta ng inyudyunang iniksyon, pitong sa caudal core, at dalawa sa caudal shell ng NAc. Tanging isa sa mga iniksyon ang mga caudal shell na nakatabla sa BNST, habang anim sa mga injection sa caudal core ang tumawid sa BNST. Ang average na pinakamalaking diameters ng viral expression para sa bawat punto ng oras ay natagpuan na ang 0.9 mm, 1.2 mm, at 1.0 mm para sa 3, 6, at 9 na linggo, ayon sa pagkakabanggit. Ang mga average na diameters ay napapailalim sa isang pagtatasa ng pagkakaiba at hindi natagpuan na makabuluhang naiiba. Samakatuwid, sa mga sumusunod na mga eksperimento sa pag-uugali, nagsimula ang pag-uugali sa pag-uugali sa paligid ng 3 na linggo ng stereotaxic surgery, at ang mga hayop ay isinakripisyo sa paligid ng 9 na linggo na nagsumite ng stereotropic surgery upang matiyak na ang viral expression ay pinanatili sa isang pare-parehong antas.
Immunohistological analysis ng AAV-ΔFosB at AAV-GFP viral injections
Ang mga seksyon ng utak mula sa bawat hayop na ginamit sa mga eksperimento sa pag-uugali ay sinuri nang seryoso sa isang coronal plane para sa anatomical na lokasyon ng viral injection. Ang isang kabuuang 12 na mga hayop ay sinuri para sa kanilang bilateral ΔFosB na expression sa pamamagitan ng cell count, at placement ng iniksyon, na tinutukoy sa pamamagitan ng pagsunod sa mga natitirang mga karayom na track. Kahit na ang pag-iinit na placement ay nasuri sa isang korona seksyon (Figure 1), ang pagpapahayag ng protina ay pinalawak sa isang rostral-caudal ellipse mula sa lugar ng pag-iiniksyon, at kumakalat din sa isang dorsal-ventral ellipse mula sa site na iniksyon. Sa limang hayop na nasuri mula sa Group 2, ang 70.5% ng mga overexperssion cells ay nasa NAc (median = 16,864 cells, mas mababang quartile = 7,551 cells, upper quartile = 20,002 cells, interquartile range = 12,451). Ang pitong hayop na sinuri mula sa Group 4 ay nagpakita ng 65.6% viral overexpression sa NAc (median = 9,972 cells, lower quartile = 5,683 cells, upper quartile = 11,213 cells, interquartile range = 5530.). Ang mga bilang na ito ng cell ay kumakatawan sa viral overexpression sa halip na endogenous na paglamlam dahil sa ang mapakay na pagbabanto ng pangunahing antibody.
Sa 24 bilateral injection sites, labindalawa ay nasa rostral core ng NAc, anim na ang may viral expression na halos kumalat sa BNST. Ang natitirang labindalawang lugar ng pag-iniksyon ay nasa caveral NAc. Ang isa sa labindalawang mga iniksiyon ay nasa bunganga ng shell at kumakalat sa BNST. Ang huling labing-isang mga site ng pag-iinikip ay nasa lahat ng mga bahagi ng NAc, na walong nito ay kumakalat sa BNST. Ang lahat ng mga injection ay nakasentro sa palibot ng commissure sa simula maliban sa isang iniksyon sa caudal shell ng NAc na bahagyang mas medial kaysa sa anterior commissure (Figure 2). Ang lahat ng mga hayop ay nagpakita ng naaangkop na overexpression ng alinman sa GFP o ΔFosB at samakatuwid ay ginagamit sa susunod na pag-uugali ng asal. Walang mga hayop ang ibinukod mula sa pag-aaral dahil sa mahinang anatomical na iniksiyon na pagkakalagay. Dagdag dito, dahil ang lahat ng mga injection ay naglalayong sa accumbal core at tanging isang iniksyon kasama ang shell walang statistical analysis ay tapos na sa mga site na iniksyon.
Ang AAV vector overexpression ng ΔFosB sa NAc ng babaeng Syrian hamsters ay nagreresulta sa pinahusay na gantimpala sekswal
Upang masuri kung ang overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nagkaroon ng epekto sa seksuwal na gantimpala na ginamit namin ang paradigm sa pag-iintindi ng lugar ng kundisyon. Sa pagsusulit na ito, ang mga hayop ay nakaranas ng 0, 2, o 5 na linggo ng sekswal na conditioning. Sa panahon ng sekswal na conditioning, naitala ang latency at tagal ng lordosis para sa bawat babaeng hamster. Walang alinman sa lordosis latency (Group 1: 553 sec ± 7 sec, Group 4: 552 sec ± 7 sec, Grupo 5: 561 sec ± 7 sec,) o lordosis tagal (Grupo 1: 485 sec ± 15 sec, Grupo 4: 522 seg ± 10 segundo, Group 5: 522 sec ± 12 sec) sa panahon ng sekswal na kondisyon ay nagkakaiba sa mga grupo sa buong pagsubok anuman ang viral injection. Samakatuwid hindi rin ang overexpression ng GFP o ΔFosB ay may anumang epekto sa receptive behavior ng mga babae.
Ang bawat pangkat mula sa pamamaraan ng kagustuhan ng nakakondisyon na lugar ay pinag-aralan nang paisa-isa sa paulit-ulit na panukalang t-test sa pagitan ng dami ng oras na ginugol sa kompartimento ng conditioning (grey kompartimento) sa panahon ng pre-test at post-test. Ang statistical analysis ay hindi pinalawak sa pagitan ng mga grupo. Ipinapakita ng nakaraang pananaliksik na ang limang conditioning sekswal na mga karanasan ay sapat upang makita ang mga makabuluhang pagbabago sa kagustuhan sa lugar (Meisel & Joppa, 1994, Meisel et al., 1996). Sa katunayan, ang positibong control group na binubuo ng mga babaeng hayop na overexpressing GFP sa NAc na binigyan ng limang conditioning sekswal na mga karanasan na ginugol ng mas maraming oras sa panahon ng post test sa kulay abong silid na ipinares sa mga sekswal na karanasan kumpara sa pre-conditioning pagganap, t (8 ) = -3.13, P<0.05. Tulad ng inaasahan, ang mga hayop na hindi binigyan ng anumang nakakondisyon na sekswal na karanasan ay hindi nagbago nang malaki sa dami ng oras sa alinman sa silid anuman ang pag-iniksyon sa viral. Ang mga babaeng labis na nagpapahayag ng GFP na binigyan ng 2 nakakaranas ng karanasan sa sekswal ay hindi nagpakita ng kondisyon sa lugar, samantalang ang mga babae na binigyan ng dalawang nakakaranas ng sekswal na karanasan sa sobrang pagpapahayag ng ΔFosB ay gumugol ng mas maraming oras sa silid na ipinares sa karanasan sa sekswal sa post test na ito, t (7) = −2.48, P <0.05 (Figure 3).
Ang AAV vector overexpression ng ΔFosB sa NAc ng babaeng Syrian hamsters ay nagpapabuti ng kanilang kahusayan sa pakikipag-ugnayan sa mga walang malay na lalaki
Isang linggo matapos ang post-test na ginugugol sa lugar ng kinalalagyan, ang mga babae na may mga 2 na linggo ng mga pagsubok sa sekswal na conditioning (Groups 4 at 5) ay napailalim sa isang walang malay na lalaki na sekswal na pag-uugali. Sa pagsusulit na ito, ang AAV-ΔFosB babae na may 2 bago ang mga eksperimento sa sekswal na karanasan ay makabuluhang pinabuting ang kanilang kahusayan ng copulatory kaysa sa mga babae ng AAV-GFP na may 2 bago ang mga sekswal na karanasan (Figure 4). Ang hit rate (ang proporsyon ng kabuuang mga pag-mount na may kasamang intromission) ng mga lalaki na walang sekswal na walang asawa na ipinares sa mga babaeng AAV-ΔFosB ay mas mataas kaysa sa hit rate ng mga walang muwang na lalaki na ipinares sa mga babaeng AAV-GFP, t (14) = 4.089 p <0.005.
Pagtalakay
Ang mga nakaraang eksperimento na ginagamit ng mga vector ng AAV para sa overexpression ng ΔFosB ay isinasagawa sa alinman sa mga sistema ng modelo ng daga o mouse (Wallace et al., 2008, Winstanley et al., 2007, Zachariou et al., 2006). Napatunayan namin ang mga pattern ng viral expression sa hamster brain sa pamamagitan ng immunohistochemical staining. Ang pagsusuri na ito ay nagpakita ng epektibong pagpapahayag ng ΔFosB na lumitaw sa lalong madaling 3 na linggo pagkatapos ng intracranial injection at nanatiling nakataas para sa 9 na linggo sa aming pagtatasa ng kurso sa oras at hanggang sa 12 na linggo sa mga eksperimentong asal.
Sa aming modelo ng sekswal na karanasan, ang mga paulit-ulit na pakikipag-ugnayan ng lalaki sa lalaki ay humantong sa isang sensitization ng dopamine release sa NAc (Kohlert & Meisel, 1999, Kohlert et al., 1997) na kung saan ay may reinforcing kahihinatnan sa isang nakaaantig na lugar paradahan kagustuhanm (Meisel & Joppa, 1994, Meisel et al., 1996). Ang dopamine sensitization na ito, pati na rin ang kakayahan ng babaeng hamster upang mangasiwa ng matagumpay na intromission ng kabitan ng lalaki bilang isang resulta ng mga paulit-ulit na sekswal na engkwentro, ay nagpapakita ng isang nakakaugnay na tugon (Bradley et al., 2005b). Kami ay nagpakita na ang reinforced na sekswal na pag-uugali ay maaaring pinahusay ng overexpression ng ΔFosB sa NAc sa konteksto ng subthreshold na sekswal na karanasan, kahalintulad sa pagpapahusay sa mga instrumental na sagot sa kokaina, morpina, o pagkonsumo ng pagkain kasunod ng katulad na overexpression ng ΔFosB (Colby et al., 2003, Olausson et al., 2006, Zachariou et al., 2006). Ang pagpapahusay na ito sa mga sekswal na pakikipag-ugnayan sa lalaki na sumusunod sa sekswal na karanasan ay nakalarawan sa pamamagitan ng pagkuha ng isang kinalabasan na kagustuhan sa lugar. Akomakatwirang upang isaalang-alang ang ΔFosB bilang kumikilos bilang transcriptional koneksyon na nagpapamagitan sa parehong mga pang-matagalang pagbabago sa pag-uugali at ang batayan ng neuronal plasticity na bunga ng pag-activate ng mga target sa ibaba ng ibaba ng ΔFosB.
Dahil sa pagtataas ng ΔFosB ay gumagawa ng mga epekto na ito, dapat na isaalang-alang ang napapailalim na mekanismo. Maraming natukoy na mga epekto ng molekular na nagreresulta mula sa akumulasyon ng ΔFosB. MAng icroarray studies ng mice overexpressing ΔFosB ay nagpapahiwatig ng pagtaas sa serine / threonine cyclin dependent kinase-5 (Cdk5), nuclear factor kappa B (NF-κB), GluR2 subunit ng glutamate receptor, at dynorphin (Ang et al., 2001, Bibb, 2003). Ito ay hindi malinaw kung paano maaaring maapektuhan ng mga pangyayaring molekular ang plasticity at dendritic spine formation, bagaman kilala ang papel ng Cdk5 sa pagtaas ng dendritic spine density (Bibb, 2003, Cheung et al., 2006, Kumar et al., 2005, Norrholm et al., 2003), at GluR2 subunits o NF-κB ay na-implicated sa synaptic (Ang et al., 2001, Nestler, 2001, Peakman et al., 2003). Sa pag-aaral sa hinaharap plano naming pag-isipin ang mga ito at iba pang mga potensyal na downstream transcriptional target ng ΔFosB upang matukoy kung paano ang kanilang aktibidad ay nagbabago sa akumulasyon ng ΔFosB sumusunod na paulit-ulit na pag-uugali ng sekswal.
May isang malawak na panitikan na nagpapakita ng mga natatanging tungkulin na ang shell at core ng NAc ay naglalaro sa mga motivated behaviors (Brenhouse & Stellar, 2006, Cadoni & Di Chiara, 1999, Perrotti et al., 2008, Pierce & Kalivas, 1995). Nakaraang pananaliksik sa aming laboratoryo ay patuloy na nakilala ang mga cellular effect ng sekswal na karanasan sa core ng accumbens (Bradley et al., 2005a, Bradley et al., 2005b, Bradley & Meisel, 2001, Bradley et al., 2004, Kohlert & Meisel, 1999, Kohlert et al., 1997, Meisel et al., 1993), na bumubuo ng batayan para sa aming pag-target ng NAc core sa pag-aaral na ito. Ang aming pag-aaral ng anatomical na lawak ng ΔFosB overexpression ay nagpapahiwatig na kahit na ang mga injection ay talagang naka-target sa caudal core ng NAc, ang ΔFosB na expression ay madalas na kumakalat nang husto sa rostral BNST. Kahit na ang caudal na NAc at rostral BNST ay tiyak na anatomically natatanging nuclei, hindi sila ay nagkakaroon ng function na magkakaibang ang parehong mga rehiyon ay nagpapaikut-ikot sa maraming mekanistikong elemento ng susi sa mga proseso ng pagganyak (hal. Koob et al., 2004). Sa aming mga pag-aaral sa microdialysis ng babaeng hamsters (Kohlert et al., 1997), nabanggit namin ang kawalan ng kakayahan na makilala ang mga rostral BNST probe placement mula sa mga nasa caudal na NAc sa mga tuntunin ng mga antas ng basal dopamine, mga dopamine na sagot sa sekswal na pakikipag-ugnayan sa mga lalaki, o mga pattern ng dopaminergic afferent innervation. Sa halip na tingnan ang pagkalat ng impeksiyon sa BNST bilang metodolohikal na problema, sinusuportahan ng mga resulta na ito ang ideya ng isang functional continuum sa pagitan ng NAc at BNST.
Kahit na ipinakita namin na ang overexpression ng ΔFosB sa babaeng hamster ay sapat upang makabuo ng isang kinalabasan ng lugar ng kagustuhan sa sekswal na pagtugon at upang mapahusay ang pakikipag-ugnayan ng mga pakikipag-ugnayan sa mga lalaki, nananatiling hindi alam kung ang ΔFosB na expression ay din kinakailangan para sa mga saloobin ng asal na ito ng sekswal na karanasan. Ang mga kamakailang pag-aaral ay gumagamit ng isang virus na AAV-ΔJunD, na bumababa sa transmitasyon ng ΔFosB sa pamamagitan ng competitively heterodimerizing sa ΔFosB bago ang umiiral na rehiyon ng AP-1 sa mga genes (Winstanley et al., 2007). Sa pamamagitan ng paggamit ng AAV-ΔJunD sa knockdown ΔFosB mediated transcription, inaasahan namin na matukoy kung ang ΔFosB ay kinakailangan para sa pag-uugali ng plasticity na aming nakita pagkatapos ng sekswal na karanasan sa pag-uugali, na makadagdag sa mga resulta ng pag-aaral na ipinakita dito. Kung ang akumulasyon ng ΔFosB at ang kasunod na pag-activate ng mga target sa ibaba ng agos ay nagiging sanhi ng parehong asal at cellular plasticity, pagkatapos ang knockdown ng ΔFosB ay dapat na pawalang bisa ang mga epekto.
Pagkilala
Nais naming pasalamatan sina Amanda Mullins, Melissa McCurley, at Chelsea Baker para sa kanilang tulong sa pag-uugali sa pag-uugali, conditioning, at pagproseso ng tisyu. Ang gawaing ito ay sinusuportahan ng mga gawad ng NIH na DA13680 (RLM) at MH51399 (EJN).