Research press release


Nature Communications

Neuroscience: Explaining sex-specific differences in cocaine reward



今回、Ming-Hu Han、Eric Nestlerたちの研究チームは、マウスのコカイン嗜好性を評価する研究を行い、1つの環境からコカインを連想し、もう1つの環境から生理食塩水を連想するようにマウスを訓練した。その後、コカインを使わずに実験を行ったところ、マウスがコカインを連想させる環境で費やした時間が生理食塩水を連想させる環境より長くなった。こうした居場所の選好性は、コカインの報酬効果の間接的な指標と考えられている。また、今回の研究では、上述した訓練を発情期に受けた雌のマウスが、雄のマウスとこの訓練を発情間期に受けた雌のマウスと比べて、コカインを連想させる環境を好む傾向が顕著なことも判明した。次に、この研究チームがマウスの脳を調べたところ、脳の報酬回路の重要な要素であるVTAドーパミンニューロンの活動が、発情期の雌のマウスにおいて高くなっており、これによって報酬回路に分子的な変化が生じ、その結果としてコカインの報酬効果が増加したことが分かった。こうした新知見は、コカインの報酬効果の処理に見られる性差の根底にあるのが、脳の報酬回路の活動と動態であることを示唆している。

Cocaine reward is enhanced in female mice on heat (the estrus stage of the reproductive cycle), compared to females that are diestrus (in a stage of sexual inactivity) or males, reports a study published online in Nature Communications. The work identifies components of the brain reward circuit that seem to be involved in this response, which may help us to understand the neural basis of sex-specific differences in cocaine reward processing.

In humans, both males and females become addicted to drugs of abuse, including cocaine, but there is evidence that sex differences exist. For example, women may be more susceptible to craving and relapse, and there is evidence that in women, the physiological and subjective responses to cocaine fluctuate in different phases of the menstrual cycle. Studies in animal models have implicated ovarian hormone-dependent changes in drug reward; however, the underlying neural basis is unclear.

Ming-Hu Han, Eric Nestler and colleagues assessed cocaine preference in mice by training them to associate a particular environment with cocaine, and another with saline. When tested later in the absence of cocaine, mice preferred to spend more time in the cocaine-paired environment than the saline-paired environment, and the extent of place preference is an indirect measure of cocaine reward. They found that female mice that were trained during estrus cycles formed stronger preference for the cocaine-paired environment than that of males and females that were trained during diestrus. Looking into the brain, they found that the activity of VTA dopamine neurons - a key component of the brain reward circuit - was enhanced in females during estrus, and this drove molecular changes in the reward circuit that ultimately enabled stronger cocaine reward. These findings suggest that the activity and dynamics of the brain reward circuit underlies sex-specific cocaine reward processing.

doi: 10.1038/ncomms13877

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