J Neurosci. (buong pag-aaral)
2008 Oktubre 8; 28 (41): 10272–10277. doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1531-08.2008.
Deanna L Wallace1,2, Vincent Vialou1,2, Loretta Rios1,2, Tiffany L. Carle-Florence1,2, Sumana Chakravarty1,2, Arvind Kumar1,2, Danielle L. Graham1,2, Thomas A. Green1,2, Anne Kirk1,2, Sergio D. Iñiguez3, Linda I. Perrotti1,2,4, Michel Barrot1,2,5, Ralph J. DiLeone1,2,6, Eric J. Nestler1,2, at Carlos A. Bolaños-Guzmán1,2,3 +
abstract
Ang transcription factor deltaFosB (ΔFosB), na sapilitan sa nucleus accumbens (NAc) sa pamamagitan ng malubhang pagkakalantad sa mga droga ng pang-aabuso, ay ipinapakita upang mamagitan ang sensitized na mga sagot sa mga gamot na ito. Gayunpaman, hindi gaanong kilala ang tungkol sa isang papel para sa ΔFosB sa pag-uugnay ng mga tugon sa mga likas na gantimpala. Dito, ipinakita namin na dalawang makapangyarihang likas na gantimpala sa pag-uugali, pag-inom ng sucrose at sekswal na pag-uugali, dagdagan ang mga antas ng ΔFosB sa NAc. Pagkatapos ay gagamitin namin ang transisyon ng gene-mediated gene upang pag-aralan kung paano ang impluwensya ng ΔFosB induction ng mga tugon sa pag-uugali sa mga natural na premyo. Ipinakikita namin na ang overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nagdaragdag ng paggamit ng sucrose at nagtataguyod ng mga aspeto ng sekswal na pag-uugali. Bukod pa rito, ipinakikita namin na ang mga hayop na may nakaraang karanasan sa sekswal, na nagpakita ng mga antas ng ΔFosB, ay nagpapakita din ng pagtaas sa paggamit ng sucrose. Ang gawaing ito ay nagpapahiwatig na ang ΔFosB ay hindi lamang sapilitan sa NAc ng mga droga ng pang-aabuso, kundi pati na rin ng likas na kapaki-pakinabang na stimuli. Bukod pa rito, ipinakita ng aming mga napag-alaman na ang patuloy na pagkalantad sa stimuli na magbuod ΔFosB sa NAc ay maaaring mapataas ang pagkonsumo ng iba pang mga natural na premyo.
pagpapakilala
ΔFosB, isang Fos family transcription factor, ay isang pinutol na produkto ng fosB gene (Nakabeppu at Nathans, 1991). Ito ay ipinahayag sa relatibong mababang antas kung ikukumpara sa iba pang mga Fos family proteins bilang tugon sa talamak na stimuli, ngunit kumakalat sa mataas na antas sa utak pagkatapos ng talamak na pagpapasigla dahil sa kanyang natatanging katatagan (tingnan Nestler, 2008). Ang akumulasyon na ito ay nangyayari sa isang partikular na paraan ng rehiyon bilang tugon sa maraming uri ng talamak na pagbibigay-sigla, kabilang ang malubhang pangangasiwa ng mga droga ng pang-aabuso, seizures, antidepressant drugs, antipsychotic drugs, neuronal lesions, at maraming uri ng stress (para sa pagsusuri, tingnan Cenci, 2002; Nestler, 2008).
Ang pagganap na mga kahihinatnan ng ΔFosB induction ay mas mahusay na nauunawaan para sa mga droga ng pang-aabuso, na magbuod ng protina na pinaka-kitang-kita sa nucleus accumbens (NAc), isang tugon na iniulat para sa halos lahat ng uri ng droga ng pang-aabuso (tingnan McDaid et al., 2006; Muller at Unterwald, 2005; Nestler, 2008; Perrotti et al., 2008). Ang NAc ay bahagi ng ventral striatum at isang mahalagang neural substrate para sa mga gantimpala sa pagkilos ng mga inabuso na gamot. Gayunpaman, ang pagtaas ng ebidensiya ay nagpapahiwatig na ang ΔFuB induction sa rehiyong ito ay nagdaragdag ng sensitivity ng hayop sa mga magagandang epekto ng mga droga ng pang-aabuso at maaari ring madagdagan ang pagganyak upang makuha ang mga ito. Sa gayon, ang overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nagiging sanhi ng mga hayop na bumuo ng mga kagustuhan sa lugar sa cocaine o sa morphine, o sa self-administer cocaine, sa mas mababang dosis ng gamot, at pinahuhusay ang pingga ng pagpindot sa kokaina sa progresibong ratio paradigm (Colby et al., 2003; Kelz et al., 1999; Zachariou et al., 2006).
Bilang karagdagan sa papel nito sa pamamagitan ng paggamot sa gantimpala ng droga, ang NAc ay isinangkot sa pag-uugnay ng mga tugon sa mga natural na gantimpala, at ang kamakailang trabaho ay nagmungkahi ng isang relasyon sa pagitan ng mga likas na gantimpala at ΔFosB rin. Ang boluntaryong pagpapatakbo ng gulong ay ipinapakita upang madagdagan ang mga antas ng ΔFosB sa NAc, at ang overexpression ng ΔFosB sa loob ng rehiyon ng utak na ito ay nagiging sanhi ng isang matatag na pagtaas sa pagtakbo na tumatagal ng ilang linggo kumpara sa pagkontrol ng mga hayop na tumatakbo sa talampas sa loob ng dalawang linggo (Werme et al., 2002). Katulad nito, ang isang mataas na taba na pagkain ay nagpapahiwatig ng ΔFosB sa NAc (Teegarden and Bale, 2007), habang ang overexpression ΔFosB sa rehiyong ito ay nagtataas ng nakatutulong na pagtugon para sa gantimpalang pagkain (Olausson et al., 2006). Bukod pa rito, ang fosB Ang gene ay nasasangkot sa pag-uugali ng ina (Brown et al., 1996). Gayunpaman, ang maliit na impormasyon ay magagamit sa relasyon sa pagitan ng ΔFosB at sekswal na pag-uugali, isa sa pinakamalakas na natural na gantimpala. Bukod pa rito, hindi gaanong malinaw ang posibleng paglahok ng ΔFosB sa mas mapilit, kahit na "nakakahumaling," mga modelo ng pag-uugali ng likas na gantimpala. Halimbawa, maraming mga ulat ang nagpakita ng isang aspeto na tulad ng addiction sa mga paradayms ng paggamit ng sucrose (Avena et al., 2008).
Upang mapalawak ang aming kaalaman sa pagkilos ng ΔFosB sa mga likas na gantimpala sa pag-uugali, sinaliksik namin ang induksiyon ng ΔFosB sa NAc sa sucrose na pag-inom at mga modelo ng pag-uugali ng sekswal. Tinutukoy din namin kung gaano overexpression ng ΔFosB sa NAc ang nagpapabago sa mga sagot sa asal sa mga natural na gantimpala, at kung ang naunang pagkakalantad sa isang likas na gantimpala ay maaaring mapahusay ang iba pang likas na magagandang pag-uugali.
Mga Materyal at Mga Paraan
Ang lahat ng mga pamamaraan ng hayop ay inaprobahan ng Institutional Animal Care and Use Committee ng UT Southwestern Medical Center.
Sekswal na asal
Ang nakaranas ng lalaki na Sprague-Dawley na mga daga (Charles River, Houston, TX) ay nalikha sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa kanila na mag-asawa sa mga receptive females hanggang sa bulalas, humigit-kumulang na 1-2 beses bawat linggo para sa 8-10 na linggo para sa kabuuang 14 session. Ang pag-uugali ng sekswal ay tinasa bilang inilarawan (Barrot et al., 2005). Ang mga lalaki na kontrol ay binuo sa pamamagitan ng pagkakalantad sa parehong arena at kumot, para sa parehong dami ng oras, tulad ng nakaranas ng mga lalaki. Ang mga babae ay hindi kailanman ipinakilala sa arena na may mga kalalakihang kontrol na ito. Sa isang hiwalay na eksperimento, isang karagdagang pang-eksperimentong grupo ang nalikha: ang mga lalaki ay ipinakilala sa isang babae na ginagamot ng hormone na hindi pa nakapasok sa estrous. Tinangka ng mga lalaking ito ang mga bundok at mga intromisyon, gayunpaman dahil ang mga babae ay hindi nakaka-receptive, hindi nakamit ang sekswal na pag-uugali sa grupong ito. Labing-walo na oras pagkatapos ng huling sesyon, ang mga hayop ay pinatingkad o pinutol at ang mga talino ay kinuha para sa pagproseso ng tisyu. Para sa isa pang grupo ng mga hayop, humigit-kumulang na 5 araw pagkatapos ng 14th session, ang sukdulang kagustuhan ay nasubok gaya ng inilarawan sa ibaba. Tingnan Mga Suplementong Paraan para sa karagdagang detalye.
Paggamit ng Sucrose
Sa unang eksperimento (Figure 1a), ang mga daga ay binigyan ng walang limitasyong access sa dalawang bote ng tubig para sa 2 na araw, na sinusundan ng isang bote na bawat tubig at sucrose para sa 2 na araw sa bawat pagtaas ng concentrations ng sucrose (0.125 hanggang 50%). Ang isang 6-araw na panahon ng dalawang bote ng tubig lamang sinundan, pagkatapos ay dalawang araw ng isang bote ng tubig at isang bote ng 0.125% sucrose. Sa pangalawang eksperimento (Figure 1b-c, Figure 2), daga ay binigyan ng walang limitasyong access sa isang bote bawat tubig at 10% sucrose para sa 10 na araw. Kinokontrol ng mga hayop ang dalawang bote ng tubig lamang. Ang mga hayop ay ginintuan o mabilis na pinutol at ang mga talino ay nakolekta para sa pagproseso ng tisyu.
Pagsubok ng pagpili ng dalawang bote
Ang isang paradahan ng dalawang bote na pagpipilian ay isinasagawa tulad ng naunang inilarawan (Barrot et al., 2002). Bago ang pag-opera, upang makontrol ang posibleng indibidwal na mga pagkakaiba, ang mga hayop ay sinuri bago ang unang 30 min ng madilim na bahagi para sa isang pamamaraan ng pagpili ng dalawang bote sa pagitan ng tubig at 1% sucrose. Tatlong linggo pagkatapos ng paglilipat ng gene-mediated gene (tingnan sa ibaba) at bago ang anumang karagdagang pag-uugali sa pag-uugali, ang mga hayop na ibinigay lamang na tubig ay sinubukan para sa isang pamamaraan ng pagpili ng dalawang bote na 30-min sa pagitan ng tubig at ang solusyon sa 1% sucrose.
Ang mga nakaranas ng sexually controlled na mga hayop ay walang pre-test procedure bago ang sekswal na pag-uugali. Limang araw pagkatapos ng 14th session ng sekswal (o kontrol) na pag-uugali, ang mga hayop ay binigyan ng isang dalawang-bote na pagsubok na pagsubok sa pagitan ng tubig at isang 1% sucrose solusyon sa panahon ng unang 30 min ng kanilang dark-light cycle. Ang mga hiwalay na grupo ng mga nakaranas ng sekswal na pangangasiwa at kontrol sa mga hayop ay ginamit para sa pagsukat ng mga antas ng ΔFosB pagkatapos ng sekswal na pag-uugali at para sa pag-aaral ng epekto ng sekswal na pag-uugali sa sukdulang kagustuhan.
Bahid ng mga kanluranin
Ang NAc dissections na nakuha ng punch dissection ay sinuri ng Western blotting tulad ng naunang inilarawan (Perrotti et al., 2004), gamit ang isang kuneho polyclonal anti-FosB antibody (tingnan ang Perrotti et al., 2004 para sa antibody characterization) at isang monoclonal antibody sa glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) (RDI-TRK5G4-6C5; Research Diagnostics, Concord, MA, USA), na nagsisilbing isang protinang kontrol. Ang mga antas ng protina ng ΔFosB ay normalized sa GAPDH, at kumpara sa mga sampol ng pang-eksperimentong at kontrol. Tingnan Mga Suplementong Paraan para sa karagdagang detalye.
Immunohistochemistry
Ang mga hayop ay ginagamitan at ang mga tisyu sa utak ay ginagamot gamit ang mga nai-publish na mga pamamaraan ng immunohistochemistry (Perrotti et al., 2005). Dahil ang huling exposure sa rewarding stimuli ay naganap noong 18-24 na oras bago pag-aralan, isinasaalang-alang namin ang lahat ng FosB-tulad ng immunoreactivity, na nakita sa pan-FosB antibody (SC-48; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) (Perrotti et al., 2004, 2005). Tingnan Mga Suplementong Paraan para sa karagdagang detalye.
Viral-Mediated Gene Transfer
Ang operasyon ay isinagawa sa mga daga ng Sprague-Dawley. Ang mga vectors na nauugnay sa adeno na nauugnay na virus (AAV) ay iniksyon bilateral, 1.5 μl sa bawat panig, sa NAc tulad ng naunang inilarawan (Barrot et al., 2005). Na-verify ang tamang placement pagkatapos ng mga eksperimento sa mga seksyon ng 40 μm cresyl-violet na marumi. Kasama sa mga vector ang kontrol na nagpapahiwatig lamang ng berdeng fluorescent protein (GFP) (AAV-GFP) o isang AAV na nagpapahayag ng ligaw na uri ΔFosB at GFP (AAV-ΔFosB) (Zachariou et al., 2006). Batay sa oras ng kurso ng transgene expression sa loob ng NAc, ang mga hayop ay sinubukan para sa pag-uugali 3-4 linggo pagkatapos ng iniksyon ng AAV vectors, kapag ang transgene expression ay pinakamalaki (Zachariou et al., 2006). Tingnan Mga Suplementong Paraan para sa karagdagang detalye.
Statistical analysis
Ang kahalagahan ay sinusukat gamit ang dalawang-kadahilanan na paulit-ulit na panukalang ANOVA pati na rin ang mga pagsusulit ng Mag-aaral, na naitama kung saan nabanggit para sa maraming paghahambing. Ang data ay ipinahayag bilang paraan ± SEM. Ang kahalagahan ng istatistika ay tinukoy bilang * p <0.05.
resulta
Ang talamak na pagkakalantad sa sucrose ay nagdudulot ng mas mataas na pag-inom ng sucrose at pag-uugaling tulad ng sensitization
Ipinatupad namin ang dalawang paradahan ng pagpili ng bote na kung saan ang konsentrasyon ng sucrose ay tinatayang doble tuwing dalawang araw pagkatapos ng 2 na mga araw ng dalawang bote ng tubig. Nagsimula ang sucrose concentration sa 0.125% at nadagdagan sa 50%. Ang mga hayop ay hindi nagpapakita ng isang sukdulang kagustuhan hanggang 0.25% sucrose, at pagkatapos ay uminom ng higit na sucrose kaysa sa tubig sa lahat ng mas mataas na konsentrasyon. Simula sa konsentrasyon ng 0.25%, ang mga hayop ay uminom ng pagtaas ng volume ng sucrose hanggang sa pinakamataas na dami ng sucrose ay naabot sa 5 at 10%. Sa 20% at mas mataas, sinimulan nilang bawasan ang kanilang dami ng sucrose upang mapanatili ang matatag na antas ng kabuuang paggamit ng sucrose (Figure 1a at inset). Pagkatapos ng paradaym na ito, ang mga hayop ay gumugol ng 6 na araw na may dalawang bote ng tubig lamang, at pagkatapos ay iniharap ng isang pagpipilian ng isang 0.125% sucrose na bote o tubig para sa dalawang araw. Ang mga hayop ay uminom ng higit na sucrose kaysa sa tubig sa konsentrasyon na ito, at nagpakita ng isang makabuluhang sukdulang kagustuhan kumpara sa kakulangan ng kagustuhan na sinusunod sa unang pagkakalantad sa ganitong konsentrasyon ng sucrose sa araw na 1.
Dahil ang pinakamataas na pag-inom ng lakas ng tunog ay naabot sa isang konsentrasyon ng 10%, ang mga masayang hayop ay binigyan ng pagpipilian sa pagitan ng isang bote ng tubig at isang bote ng 10% sucrose para sa 10 na araw at kumpara sa isang control group na binigyan ng dalawang bote ng tubig lamang. Mga hayop ng Sucrose na binuo sa mas mataas na antas ng paggamit ng sucrose sa pamamagitan ng araw 10 (Figure 1b). Nagkamit din sila ng mas maraming timbang pagkatapos ng patuloy na paglantad ng sucrose kumpara sa mga hayop na kontrol, na may pagkakaiba sa bigat na pagtaas sa paglipas ng panahon (Figure 1c).
Ang pag-inom ng Sucrose ay nagdaragdag ng mga antas ng FosB sa NAc
Sinuri namin ang mga hayop na ito sa 10% sucrose paradigm para sa mga antas ng ΔFosB sa NAc sa pamamagitan ng paggamit ng Western blotting (Figure 2a) at immunohistochemistry (Figure 2b). Ang parehong mga pamamaraan ay nagsiwalat ng induksiyon ng ΔFosB protein sa rehiyon ng utak na ito sa sucrose nakaranas kumpara sa kontrol ng mga hayop. Dahil ang buong ΔFosB na pagkakasunod-sunod ng protina ay nasa loob ng full-length FosB, ang antibodies na ginagamit upang makita ang FosB-tulad ng immunoreactivity ay kinikilala ang parehong mga protina (Perrotti et al., 2004, 2005). Gayunman, ang Western blotting ay nagsiwalat na lamang ΔFosB ay makabuluhang sapilitan ng sucrose-drinking. Ipinapahiwatig nito na ang pagkakaiba sa signal na sinusunod ng immunohistochemistry ay kumakatawan sa ΔFosB. Ang pagtaas ay sinusunod sa Figure 2b ay natagpuan sa NAc core at shell, ngunit hindi dorsal striatum (hindi ipinapakita).
Ang pag-uugali ng sekswal ay nagdaragdag ng mga antas ng FosB sa NAc
Susunod na sinisiyasat namin ang mga epekto ng hindi gumagaling na sekswal na pag-uugali sa induksiyon ng ΔFosB sa NAc. Ang mga droga na nakaranas ng seksuwal na lalaki ay pinapayagan ng walang limitasyong pag-access sa isang receptive na babae hanggang sa bulalas para sa 14 session sa isang 8-10 na linggong tagal ng panahon. Mahalaga, ang mga kontrol ng mga hayop ay hindi mga kontrol sa bahay-hawla, ngunit sa halip ay binuo sa pamamagitan ng katulad na paghawak sa mga araw ng pagsubok at pagkakalantad sa open field arena at kumot kung saan ang pagkakasal ay naganap para sa parehong dami ng oras ngunit walang pagkakalantad sa isang receptive female, pagkontrol para sa olfaction at handling effects. Sa paggamit ng Western blotting, natagpuan namin na ang karanasan sa sekswal ay lubhang nadagdagan ang mga antas ng ΔFosB kumpara sa control group (Figure 2a), na walang detectable na mga antas ng full-length na FosB na sinusunod. Pare-pareho sa mga datos na ito, ang immunohistochemistry ay nagsiwalat ng isang pagtaas sa ΔFosB paglamlam sa parehong core at shell ng NAc (Figure 2c), ngunit hindi dorsal striatum (hindi ipinapakita).
Upang matiyak na ang pagtaas sa ΔFosB ay nakikita sa mga sekswal na nakaranas ng mga hayop ay hindi dahil sa pakikipag-ugnayan sa lipunan o ilang iba pang mga non-mating na kaugnay na pampasigla, nakagawa kami ng mga di-mating na lalaki na nakalantad sa mga hormone-treated na mga babae, ngunit hindi pinahihintulutan na mag-asawa. Ang mga lalaking ito ay walang pagkakaiba sa mga antas ng ΔFosB kumpara sa isang hiwalay na hanay ng mga hayop ng olfaction-arena control (Larawan 2a), na nagpapahiwatig na ang ΔFuB induction ay nangyayari bilang tugon sa sekswal na pag-uugali at hindi panlipunan o di-mating cues.
Ang overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nagdaragdag ng paggamit ng sucrose
Paggamit ng isang viral-mediated overexpression system, na nagbibigay ng matatag na pagpapahayag ng ΔFosB sa loob ng ilang linggo (Zachariou et al., 2006) (Figure 3a), sinisiyasat namin ang impluwensya ng mas mataas na antas ng ΔFosB, na partikular na tina-target ang NAc, sa pag-inom ng sucrose sa pag-inom (Figure 3b). Una naming siniguro na walang pagkakaiba sa pag-uugali ng baseline sucrose bago ang operasyon na may pre-test ng paggamit ng sucrose (AAV-GFP: 6.49 ± 0.879 ml; AAV-ΔFosB: 6.22 ± 0.621 ml, n = 15 / group, p> 0.80 ). Tatlong linggo pagkatapos ng operasyon, kung ang ekspresyon ng ΔFosB ay naging matatag sa ~ 10 araw, ang mga hayop ay binigyan ng post-surgery sucrose test. Ang pangkat ng AAV-ΔFosB ay uminom ng makabuluhang higit na sukrosa kaysa sa AAV-GFP control group (Figure 3b). Walang pagkakaiba sa dami ng paggamit ng tubig sa pagitan ng dalawang pangkat (AAV-GFP: 0.92 ± 0.019 ml; AAV-ΔFosB: 0.95 ± 0.007 ml, n = 15 / group, p> 0.15), na nagmumungkahi na ang epekto ng ΔFosB ay tiyak sa sucrose.
Ang overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nakakaimpluwensya sa sekswal na pag-uugali
Susunod, napagmasdan namin kung ang overexpression ng ΔFosB sa NAc ay nag-uugnay sa sekswal na pag-uugali ng mga walang-tigil at nakaranas ng mga hayop. Bagaman hindi namin nakita ang anumang mga pagkakaiba sa mga parameter ng sekswal na pag-uugali sa pagitan ng AAV-ΔFosB at -GFP na nakaranas ng mga nakaranas na hayop (Tingnan ang Supplemental Table S1), Ang overexpression ng ΔFosB sa mga hayop na walang gaanong makabuluhang nabawasan ang bilang ng mga intromisyon na kinakailangan upang maabot ang bulalas para sa unang sekswal na karanasan sa pag-uugali (Figure 3c). Nagkaroon din ng isang trend para sa isang pagbawas sa post-ejaculatory interval para sa ΔFosB grupo ng pagsunod sa unang sekswal na karanasan (Figure 3c). Sa kaibahan, walang mga pagkakaiba ang naobserbahan sa latencies para sa mounts, intromissions, o bulalas sa alinman sa mga naïve o nakaranas hayop (Tingnan ang Supplemental Table S1). Gayundin, walang pagkakaiba ang naobserbahan para sa ratio ng intromisyon (bilang ng mga intromisyon / [bilang ng mga intromisyon + bilang ng mga mount)], bagaman maaaring ito ay dahil sa mataas na pagkakaiba-iba sa bilang ng mga mount sa bawat grupo.
Ang karanasan sa seksuwal ay nagdaragdag ng paggamit ng sucrose
Dahil nakita namin ang isang pagtaas sa mga antas ng ΔFosB sa NAc matapos ang parehong pag-inom ng sucrose at sekswal na karanasan, at ang impluwensya ng ΔFosB ay nakakaimpluwensya sa mga sagot sa pag-uugali sa parehong mga gantimpala, interesado na tuklasin kung ang dating pagkakalantad sa isa sa mga gantimpala ay may malaking epekto sa mga tugon ng asal sa kabilang. Bago ang sekswal na karanasan, ang mga masayang hayop ay random na nakatalaga sa pagkontrol o mga kondisyon sa sex. Pagkatapos ay nailantad ang mga hayop sa mga sekswal na karanasan o mga kondisyon sa pagkontrol, tulad ng inilarawan nang mas maaga, sa paglipas ng 8-10 na linggo. Limang araw pagkatapos ng huling session ng sex, ang mga hayop ay napapailalim sa isang paradahan ng 30-min na dalawang bote na pagpipilian sa pagitan ng isang bote ng tubig at isa sa sucrose. Nalaman namin na ang mga nakaranas na sekswal na mga hayop ay drank ng mas maraming sucrose kaysa sa kontrols (Figure 3b). Walang anumang pagkakaiba sa pagitan ng sekswal na karanasan at pagkontrol ng mga hayop na sinusunod sa paggamit ng tubig (Control: 1.21 ± 0.142 ml; Nakaranas ng Kasarian: 1.16 ± 0.159 ML, n = 7-9, p = 0.79), na nagpapahiwatig na ang epekto ay tiyak sa sucrose.
Pagtalakay
Ang pag-aaral na ito ay nagpapahiwatig ng isang nakaraang puwang sa panitikan sa elucidating ang papel na ginagampanan ng ΔFosB sa likas na gantimpala sa pag-uugali na may kaugnayan sa sex at sucrose. Una naming itinakda upang malaman kung ang ΔFosB ay nakakatipon sa NAc, isang mahalagang rehiyon ng gantimpala ng utak, pagkatapos ng malubhang pagkalantad sa mga likas na gantimpala. Ang isang mahalagang katangian ng gawaing ito ay ang pagbibigay sa mga hayop ng isang pagpipilian sa kanilang pag-uugali, sa pamamagitan ng pagkakatulad sa mga paradigm sa sariling pamamahala ng droga. Ito ay upang matiyak na ang anumang epekto sa mga antas ng ΔFosB ay may kaugnayan sa boluntaryong pagkonsumo ng gantimpala. Ang modelo ng sucrose (Figure 1) ay nagpapakita ng mga aspeto ng pagkagumon-tulad ng pag-uugali kumpara sa iba pang mga modelo ng paggamit ng sucrose: isang pagpipilian sa pagitan ng gantimpala at kontrol, isang inverted U-hugis dosis tugon curve, isang sensitized tugon pagkatapos withdrawal, at labis na paggamit. Tang kanyang modelo ay nagdudulot din ng mas mataas na timbang na nakuha, hindi nakikita sa iba pang mga modelo tulad ng pang-araw-araw na intermittent na modelo ng asukal (Avena et al., 2008).
Ang aming data ay nagtatatag, sa kauna-unahang pagkakataon, na ang dalawang pangunahing uri ng mga natural na gantimpala, sucrose at sex, parehong nagdaragdag ng mga antas ng ΔFosB sa NAc. Ang mga pagtaas na ito ay sinusunod ng Western blotting at immunohistochemistry; gamit ang parehong mga pamamaraan insures na ang napagmasdan protina produkto ay sa katunayan ΔFosB at hindi buong-haba FosB, isa pang produkto ng fosB gene. Ang pumipili induksiyon ng ΔFosB sa pamamagitan ng sucrose at sex ay katulad ng pumipili induksiyon ng ΔFosB sa NAc pagkatapos ng talamak na pangangasiwa ng halos lahat ng uri ng droga ng pang-aabuso (tingnan pagpapakilala). Gayunpaman, sa antas ng ΔFosB induction sa NAc na sinusunod dito bilang tugon sa mga natural na gantimpala ay mas maliit kumpara sa nakita para sa mga gantimpalang droga: ang pag-inom ng sucrose at sekswal na pag-uugali ay gumawa ng 40-60 na pagtaas sa ΔFosB levels sa kaibahan sa ilang beses na induksiyon na makikita sa maraming droga ng pang-aabuso (Perrotti et al., 2008).
Ang ikalawang layunin ng pag-aaral na ito ay upang siyasatin ang pagganap na resulta ng ΔFosB induction sa NAc sa likas na gantimpala na may kaugnayan sa pag-uugali. Karamihan sa aming mga naunang gawain sa impluwensiya ΔFosB sa gantimpala sa gamot ay gumagamit ng mga sapilitang bitransgenic na daga, kung saan ang ekspresyong FΔB ay naka-target sa NAc at dorsal striatum. Ang mga ΔFosB overexpressing na mga mice ay nagpapakita ng pinahusay na mga tugon sa pag-uugali sa kokaina at opiates, pati na rin ang nadagdagang gulong na tumatakbo at nakatutulong sa pagtugon sa pagkain (tingnan pagpapakilala). Sa pag-aaral na ito, ginamit namin ang isang mas kamakailan-lamang na binuo ng virus-mediated gene transfer system upang stably overexpress ΔFosB sa target na utak na rehiyon ng male rats (Zachariou et al., 2006). Natagpuan namin dito na nadagdagan ng ΔFosB overexpression ang paggamit ng sucrose kung ihahambing sa mga hayop na kontrol, na walang mga pagkakaiba sa paggamit ng tubig sa pagitan ng dalawang grupo.
Inimbestigahan din namin kung paano nakakaimpluwensya ang ΔFosB ng sekswal na pag-uugali. Nagpakita kami na ang ΔFosB overexpression sa NAc ay bumababa sa bilang ng mga intromisyon na kinakailangan para sa bulalas sa mga sekswal na mga hayop na may pang-aabuso. Hindi ito tumutugma sa iba pang mga pagkakaiba sa walang malay na pag-uugali ng sekswal, kabilang ang mga pagbabago sa bundok, intromisyon, o mga latency ng bulalas. Bilang karagdagan, ang overexpression ng ΔFosB ay hindi nakakaapekto sa anumang aspeto ng sekswal na pag-uugali sa mga nakaranas ng sekswal na hayop. Ang kakayahan ng isang pagmamanipula sa NAc upang maimpluwensyahan ang sekswal na pag-uugali ay hindi nakakagulat dahil sa lumalaking katibayan na ang utak na gantimpala sa rehiyon ay nag-uugnay sa sekswal na pag-uugalir (Balfour et al., 2004; Hull at Dominguez, 2007). Ang pagbabawas ng ΔFosB na sapilitan sa bilang ng mga intromisyon ay maaaring sumalamin sa isang pagpapahusay ng sekswal na pag-uugali, sa mga murang hayop na may ΔFosB overexpression sa NAc kumilos nang higit na katulad ng nakaranas ng mga hayop. Halimbawa, sa mga pagsubok ng paulit-ulit na karanasan sa sekswal, ang mga hayop ay nangangailangan ng mas kaunting mga intromisyon upang maabot ang bulalas (Lumley and Hull, 1999). Bilang karagdagan, ang trend para sa isang pagbaba sa post-ejaculatory interval (PEI) na may ΔFosB overexpression ay sumasalamin din sa mga pag-uugali na sinusunod sa higit pang mga sekswal na motivated, nakaranas ng mga lalaki (Kippin at van der Kooy, 2003). To mga ito, iminumungkahi ng mga natuklasang ito na ang sobrang pag-atake ng pressFosB sa mga hayop naïve ay maaaring mapadali ang sekswal na pag-uugali sa pamamagitan ng paggawa ng mga hayop naïve na kahawig ng mas may karanasan o mga sekswal na hayop. Sa kabilang banda, hindi namin nakita ang isang makabuluhang epekto ng overexpression ΔFosB sa nakaranas ng sekswal na pag-uugali. Ang mas masalimuot na pag-uugali ng pag-uugali ng sekswal na pag-uugali (hal., Ang kagustuhang lugar ng kundisyon) ay maaaring mas mahusay na makita ang mga posibleng epekto ng ΔFosB.
Sa wakas, sinisiyasat namin kung paano nakakaapekto ang mga bago na pagkakalantad sa isang likas na gantimpala sa mga pag-uugali ng asal sa iba. Sa partikular, natukoy namin ang epekto ng naunang sekswal na karanasan sa paggamit ng sucrose. Kahit na ang parehong kontrol at sekswal na nakaranas ng mga hayop ay nagpakita ng isang malakas na kagustuhan para sa sucrose, ang mga babaeng nakaranas ng sekso ay uminom ng mas maraming sucrose, nang walang pagbabago sa pagkonsumo ng tubig. Ito ay isang kagiliw-giliw na paghahanap, sa na nagpapahiwatig na ang naunang pagkakalantad sa isang gantimpala ay maaaring mapalalaki ang kapaki-pakinabang na halaga ng isa pang nakagagaling na pampasigla, gaya ng inaasahan kung may bahagyang ibinahaging molekular na batayan (hal., ΔFosB) ng pagiging sensitibo ng gantimpala. Katulad ng pag-aaral na ito, ang mga babaeng hamsters na dating nailantad sa sekswal na pag-uugali ay nagpakita ng pinahusay na sensitivity sa mga epekto sa pag-uugali ng kokaina (Bradley at Meisel, 2001). Sinusuportahan ng mga natuklasan ang paniwala ng pagkalubog sa loob ng circuitry ng gantimpala sa utak, sa na ang itinuturing na halaga ng mga kasalukuyang gantimpala ay itinayo sa mga nakaraang pagpapakita ng gantimpala.
Sa buod, ang gawaing ipinakita dito ay nagbibigay ng katibayan na, bilang karagdagan sa mga droga ng pang-aabuso, ang mga likas na gantimpala ay nagbunga ng mga antas ng ΔFosB sa NAc. Gayundin, ang overexpression ng ΔFosB sa rehiyon ng utak ay nag-uugnay sa mga tugon ng pag-uugali ng hayop sa mga likas na gantimpala gaya ng naobserbahan nang dati para sa mga gantimpala sa gamot. Ang mga natuklasan na ito ay nagpapahiwatig na ang ΔFosB ay gumaganap ng isang mas pangkalahatang papel sa regulasyon ng mga mekanismo ng gantimpala, at maaaring makatulong sa pagpamagitan sa cross-sensitization na napagmasdan sa maraming uri ng gamot at natural na gantimpala. Pati na rin, ang aming mga resulta ay nagtataas ng posibilidad na ang induksiyon ng FosB sa NAc ay maaaring mamagitan hindi lamang ang mga pangunahing aspeto ng pagkagumon sa droga, kundi pati na rin ang mga aspeto ng tinatawag na natural na mga addiction na kinasasangkutan ng kompulsibong paggamit ng mga natural na gantimpala.