Disruption of ultradian dopaminergic release patterns alters appetitive Pavlovian and operant conditioning behaviors in REV-ERB α knockout mice
- 주제(키워드) Nuclear receptor , REV-ERB α , Sleep , Circadian Rhythm , Ultradian rhythm , Fiber Photometry , Dopamine , Nucleus Accumbens , NAcc , Motivation , Appetitive learning , Pavlovian conditioning , Operant conditioning.
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 조용상
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 대학원 심리학과
- 세부전공 행동인지신경과학
- 원문페이지 47 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000292027
- UCI I804:11009-000000292027
- DOI 10.23186/korea.000000292027.11009.0001884
- 본문언어 영어
초록/요약
Nuclear receptor REV-ERB α has risen as a critical factor for circadian dopamine (DA) regulation and its according behavioral changes. By using REV-ERB α knockout (RKO) mice, which lack REV-ERB α and remain in a hyperdopaminergic state, the current study compared DA dynamics across different timescales from few seconds to hours and motivational and appetitive behaviors with those in wildtype (WT) and heterozygous (Het) mice. Using fiber photometry with a GRABDA2m dopamine sensor to record DA-specific releases, DA activity was recorded in the nucleus accumbens (NAcc) during a sucrose lick test and a 6-hour light-on period from 13:00 to 19:00 to measure phasic and tonic responses and ultradian DA patterns, respectively. RKO mice showed significantly increased DA release in (1-10 seconds) and exhibited longer ultradian DA rhythms than WT and Het mice. Furthermore, to confirm whether dopamine level differences between genotypes could influence appetitive behaviors, all groups completed both Pavlovian and operant reward conditioning experiments in fixed ratio 1 (FR1) and progressive ratio (PR) schedules, using a sugary food pellet as a reward. Interestingly, RKO mice, despite higher DA levels, have shown reduced motivation in sucrose consumption compared to Het and WT mice, suggesting that excessive DA activity might impair rather than enhance reward-seeking behaviors. These findings indicate nuclear receptor REV-ERB α’s role in modulating DA release across both short and long timescales within a day, influencing the length of ultradian rhythms and reward-seeking motivation, with the implications that problems in motivation and disruption in ultradian rhythmicity could involve DA dysregulations by REV-ERB α.
more초록/요약
핵 수용체인 REV-ERB α는 일주기 도파민 (DA) 조절과 그에 관련된 행동 변화의 중요한 요인으로 부상하고 있다. 본 연구는 REV-ERB α가 결핍되어 고활성 도파민 (hyperdopaminergic) 상태에 있는 REV-ERB α 녹아웃 (RKO) 쥐를 사용하여, 도파민 분비량을 몇 초 또는 몇 시간에 걸쳐 측정하고 야생형 (WT)와 REV-ERB α 헤테로 (Het) 쥐들과 비교하였다. 섬유 광도법 (Fiber photometry) 기술을 이용하여 GRABDA2m 도파민 센서를 바이러스의 형태로NAcc (측좌핵)에 주입하여 도파민 세포-특이적 분비량을 측정하였으며, 설탕물 실험을 통해서 Phasic및 Tonic 도파민 반응을, 오후 1시부터 7시까지 빛이 켜져 있는 6시간 동안에 아일 주기 도파민 패턴을 각각 측정하였다. RKO 집단은 WT와 Het 집단에 비해 Phasic (0.2초) 와 Tonic (1초에서 5 초 사이) 둘 다 도파민 분비가 유의하게 증가했으며, 잠자는 시간인 6시간 동안에는 더 긴 DA 아일 주기를 보였다. 또한, 도파민 분비량에 의한 집단 별 행동적 차이가 존재하는지 확인하기 위해서, 쥐들에게 달콤한 음식 펠렛 (food pellet) 을 보상으로 제시하여 고전적 조건화와 고정 비율 1 (FR1) 과 점진적 비율 (PR) 스케줄로 구성된 조작적 보상 조건화 실험을 실시했다. 흥미롭게도, 전반적으로 높은 도파민 수준을 가지고 있음에도 불구하고, RKO 쥐는 보상 섭취에서 WT와 Het쥐보다 유의미하게 낮은 동기 수준을 보였다. 이는 과도한 도파민 양이 보상 추구 행동을 증가시키기보다는 오히려 저해할 수 있음을 보여준다. 결과적으로, 핵 수용체 REV-ERB α는 하루 미만의 수초 또는 수 시간 동안의 시간대에서 도파민 분비를 조절하는 데 중요한 역할을 하고 아일 주기의 길이와 보상 동기에 영향을 미치며, 이는 REV-ERB α가 동기 부여의 문제와 아일 주기 장애에 관여할 수 있음을 시사한다.
more목차
ABSTRACT i
국문 초록 iii
ACKNOWLEDGEMENTS vi
TABLE OF CONTENTS vi
LIST OF FIGURES vii
CHAPTER 1. GENERAL INTRODUCTION 1
CHAPTER 2. RESULTS 5
2.1 Methods 5
2.2 RKO exhibits higher phasic and tonic DA release 14
2.3 RKO shows disruption in sleep during the light period 17
2.4 Ultradian dopaminergic rhythm is lengthened in RKO 19
2.5 Reduced appetitive Pavlovian learning is observed in RKO 20
2.6 RKO reduces food pellet intake in instrumental learning 24
CHAPTER 3. DISCUSSION 27
REFERENCES 33
