The CB1R system within the nucleus accumbens of vervet monkeys

Abstract

La libération de dopamine (DA) dans le noyau accumbens (NAc) est centrale dans le circuit de récompense, et un déséquilibre de la concentration de la DA joue un rôle majeur dans la dépendance. Anatomiquement, le NAc peut être divisé en 2 parties, le cœur (« core ») et la capsule (« shell »), ces 2 régions reçoivent des projections dopaminergiques de l’aire tegmentale ventrale (ATV). La libération de DA dans la capsule est impliquée dans les sensations de récompenses associées à la dépendance, alors que le cœur fait partie du circuit moteur avec la substance noire et encode les patrons moteurs des mouvements des yeux et la locomotion. Chez les rongeurs, le système endocannabinoïde (eCB) est présent dans le NAc, est impliqué dans la neuromodulation, et semble jouer un rôle dans la libération de la DA. La plante de cannabis, contient entre autre le delta-9-tetrahydrocannabinol qui produit ses effets psychotropes en activant le récepteur cannabinoïde 1 (CB1R), en partie en altérant la libération de DA. En tant que tel, il est supposé que le système CB1R joue un rôle crucial dans la médiation des propriétés gratifiantes de la cannabis et d'autres drogues d'abus, et peut-être la valeur des récompenses naturelles. Cette étude vise à caractériser l’expression et la localisation de CB1R, et des enzymes métaboliques des eCBs, la NAPE-PLD et la FAAH dans le NAc du singe vervet (Chlorocebus sabaeus) à l’aide des méthodes d’immunobuvardage et d’immunohistochimie. Nous avons trouvé que CB1R, NAPE-PLD et FAAH sont exprimés dans le cœur et la capsule du NAc. Ces 3 protéines sont présentes dans les cellules medium spiny neurons et les fast-spiking interneurons GABAergiques. Ces protéines n’ont pas été toutefois retrouvées dans les projections dopaminergiques ou les astrocytes. Ces données démontrent que le système CB1R est présent dans le NAc du singe et est donc parfaitement positionné pour jouer un rôle dans le circuit de récompense en désinhibant la libération de DA. De façon beaucoup plus large, le système eCB du singe pourrait également jouer un rôle dans la perception, la motivation et la sélection d’action.

Dopamine (DA) release onto the nucleus accumbens (NAc) is central to the reward circuit, the dysregulation of which plays a role in addiction. The NAc can be anatomically divided into a core and shell. Both regions receive DA projections from the ventral tegmental area (VTA). VTA DA release onto the shell mediates feelings of reward associated with addiction, while the core is part of a motor circuit with the substantia nigra (SN) that encodes relevant motor patterns for eye movements and locomotion. In rodents, the endocannabinoid (eCB) system, which modulates neurotransmission, is present in the NAc, and plays a role in the modulation of DA release. Marijuana, which contains among others the active phytocannabinoid delta-9-tetrahydrocannabinol, produces its psychoactive effects by activating the cannabinoid receptor type 1 (CB1R), which may cause these effects by altering DA release. As such, it is hypothesized that the CB1R system plays a crucial role in mediating the rewarding properties of marijuana and other drugs of abuse, and possibly the value of natural rewards. Expression patterns of CB1R, the eCB synthesizing enzyme N-acyl phosphatidylethanolamine phospholipase D (NAPE-PLD), and the eCB degradation enzyme fatty acid amide hydrolase (FAAH) in the NAc have not been described in monkeys and humans. It is therefore the goal of the present study to characterize the expression and localization of these components of the eCB system within the NAc of vervet monkeys (Chlorocebus sabaeus) using Western Blots and immunohistochemistry. We found that CB1R, NAPE-PLD, and FAAH are expressed across the NAc, both in the core and shell. CB1R, NAPE-PLD, and FAAH are localized in GABAergic medium spiny projection neurons (MSNs), and in fast-spiking GABAergic interneurons (FSIs). CB1R, NAPE-PLD, and FAAH did not co-localize with dopaminergic projections, or astrocytes. These data indicate that the CB1R system is also present in the monkey NAc and suggests that it may play an important role in the brain reward circuit through a disinhibitory action on DA release. Thus, the primate eCB system may play a considerable role in reward perception, motivation, and action selection.