abstract: Greater than 11% of the total population of Americans age 12 and older were illicit drug users with close to 1 million suffering from cocaine use disorder in 2017 alone (SAMHSA, 2017), yet there are no effective pharmacological treatments for this disorder. Previous research from the Neisewander Laboratory in male rats found that administration of a 5-HT1BR agonist facilitates cocaine intake when given prior to a daily self-administration session, while inhibiting cocaine intake and attenuating drug-seeking behavior following 21 days of protracted abstinence, yet it is not known whether such effects are observed in female rats. Women face unique challenges in all phases of the drug addiction cycle. With respect to active drug-taking (i.e., the maintenance phase), women tend to increase their rate of consumption more rapidly than men, and female rats acquire cocaine self-administration faster than males. In part, this is due to ovarian hormone influences on the reinforcing properties of cocaine, where peak levels of endogenous estrogen hormones correspond to an increase in cocaine intake. In this study, we investigated the effects of CP94253, a selective 5HT1BR agonist, on cocaine intake across all phases of the estrous cycle in female rats. The rats were trained to self-administer cocaine (0.75 mg/kg, IV) on a fixed ratio (FR) 5 schedule of reinforcement and daily vaginal smears were taken after each session to monitor the estrous cycle. Rats were pretreated with CP 94,253 (5.6 mg/kg, IP) or vehicle prior to separate tests during each estrous cycle phase and were then either given 1-h access to 0.75 mg/kg cocaine followed by 1-h access to 0.375 mg/kg cocaine or 1-h access to 0.1875 mg/kg cocaine followed by 1-h access to 0.075 mg/kg cocaine. Similar to males, CP 94,253 decreased cocaine intake in females at intermediate doses, however, the estrous cycle phase did not alter this effect. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Biology 2019

A provocação social é um método utilizado em animais de laboratório para a indução de elevados níveis de agressividade, produzindo padrões comportamentais semelhantes ao de indivíduos violentos. Estudos prévios utilizando drogas que atuam seletivamente sobre os receptores 5-HT1A e 5-HT1B demonstraram uma redução pronunciada no comportamento agressivo. Um dos mais importantes sítios de ação para esses agentes serotonérgicos é o córtex pré-frontal, uma região cerebral particularmente relevante no controle inibitório da agressividade e da impulsividade. O objetivo do presente estudo foi verificar os possíveis efeitos anti-agressivos da microinjeção de 8-OH-DPAT e CP-93,129 (agonistas específicos dos receptores 5-HT1A e 5-HT1B, respectivamente) na região ventro orbital do córtex pré-frontal de camundongos machos provocados socialmente. Para confirmar a especificidade do receptor, antagonistas 5-HT1A e 5-HT1B (WAY-100,635 e SB-224,289, respectivamente) também foram microinjetados na mesma região cerebral. 8-OH-DPAT na dose de 1.0 µg reduziu significativamente a freqüência de mordidas. A menor dose de CP- 93,129 (0.1 µg) também diminuiu o número de mordidas e de ataques laterais. Tais efeitos anti-agressivos não foram acompanhados por alterações no restante do repertório comportamental. A participação específica desses receptores foi verificada pela reversão dos efeitos com a utilização de WAY-100,635 (10.0 µg) e SB-224,289 (1.0 µg). Nossos resultados confirmam o envolvimento da região VO CPF e dos receptores 5-HT1A e 5-HT1B na modulação de altos níveis de agressividade, sem conseqüentes alterações em outras rotinas motoras. / Social instigation is used in rodents to induce high levels of aggression, a pattern of behavior similar to that of violent individuals. This procedure consists of a brief exposure to a provocative stimulus male, before direct confrontation with an intruder. Studies using 5- HT1A and 5-HT1B agonist receptors show a reduction in aggressive behavior. An important site of action for these drugs is the ventral orbito frontal cortex (VO PFC), an area of the brain which is particularly relevant in the inhibitory control of aggressiveness and impulsiveness. The objective of the present study was to assess the anti-aggressive effects of 5-HT1A and 5- HT1B agonist receptors (8-OH-DPAT and CP-93,129) on the VO PFC of socially provoked male mice. To confirm the specificity of the receptor, 5-HT1A and 5-HT1B antagonist receptors (WAY-100,635 and SB-224,289) were microinjected into the same area, in order to reverse the agonist effects. 8-OH-DPAT at 1.0 µg dose reduced the frequency of attack bites. The lowest dose of CP-93,129 (0.1 µg) also decreased the number of attack bites and lateral threats. The anti-aggressive effects were not accompanied by impairment of non-aggressive activities. Specific participation of the 1A and 1B receptors was verified by reversal of antiaggressive effects using selective antagonists WAY-100,635 (10.0 µg) and SB-224,289 (1.0 µg). In conclusion, the decrease in aggressiveness observed with microinjections of 5-HT1A and 5-HT1B receptor agonists into the VO PFC of socially provoked mice, supports the hypothesis that activation of these receptors modulates high levels of aggression in a behaviorally specific manner.

A provocação social é um método utilizado em animais de laboratório para a indução de elevados níveis de agressividade, produzindo padrões comportamentais semelhantes ao de indivíduos violentos. Estudos prévios utilizando drogas que atuam seletivamente sobre os receptores 5-HT1A e 5-HT1B demonstraram uma redução pronunciada no comportamento agressivo. Um dos mais importantes sítios de ação para esses agentes serotonérgicos é o córtex pré-frontal, uma região cerebral particularmente relevante no controle inibitório da agressividade e da impulsividade. O objetivo do presente estudo foi verificar os possíveis efeitos anti-agressivos da microinjeção de 8-OH-DPAT e CP-93,129 (agonistas específicos dos receptores 5-HT1A e 5-HT1B, respectivamente) na região ventro orbital do córtex pré-frontal de camundongos machos provocados socialmente. Para confirmar a especificidade do receptor, antagonistas 5-HT1A e 5-HT1B (WAY-100,635 e SB-224,289, respectivamente) também foram microinjetados na mesma região cerebral. 8-OH-DPAT na dose de 1.0 µg reduziu significativamente a freqüência de mordidas. A menor dose de CP- 93,129 (0.1 µg) também diminuiu o número de mordidas e de ataques laterais. Tais efeitos anti-agressivos não foram acompanhados por alterações no restante do repertório comportamental. A participação específica desses receptores foi verificada pela reversão dos efeitos com a utilização de WAY-100,635 (10.0 µg) e SB-224,289 (1.0 µg). Nossos resultados confirmam o envolvimento da região VO CPF e dos receptores 5-HT1A e 5-HT1B na modulação de altos níveis de agressividade, sem conseqüentes alterações em outras rotinas motoras. / Social instigation is used in rodents to induce high levels of aggression, a pattern of behavior similar to that of violent individuals. This procedure consists of a brief exposure to a provocative stimulus male, before direct confrontation with an intruder. Studies using 5- HT1A and 5-HT1B agonist receptors show a reduction in aggressive behavior. An important site of action for these drugs is the ventral orbito frontal cortex (VO PFC), an area of the brain which is particularly relevant in the inhibitory control of aggressiveness and impulsiveness. The objective of the present study was to assess the anti-aggressive effects of 5-HT1A and 5- HT1B agonist receptors (8-OH-DPAT and CP-93,129) on the VO PFC of socially provoked male mice. To confirm the specificity of the receptor, 5-HT1A and 5-HT1B antagonist receptors (WAY-100,635 and SB-224,289) were microinjected into the same area, in order to reverse the agonist effects. 8-OH-DPAT at 1.0 µg dose reduced the frequency of attack bites. The lowest dose of CP-93,129 (0.1 µg) also decreased the number of attack bites and lateral threats. The anti-aggressive effects were not accompanied by impairment of non-aggressive activities. Specific participation of the 1A and 1B receptors was verified by reversal of antiaggressive effects using selective antagonists WAY-100,635 (10.0 µg) and SB-224,289 (1.0 µg). In conclusion, the decrease in aggressiveness observed with microinjections of 5-HT1A and 5-HT1B receptor agonists into the VO PFC of socially provoked mice, supports the hypothesis that activation of these receptors modulates high levels of aggression in a behaviorally specific manner.

A provocação social é um método utilizado em animais de laboratório para a indução de elevados níveis de agressividade, produzindo padrões comportamentais semelhantes ao de indivíduos violentos. Estudos prévios utilizando drogas que atuam seletivamente sobre os receptores 5-HT1A e 5-HT1B demonstraram uma redução pronunciada no comportamento agressivo. Um dos mais importantes sítios de ação para esses agentes serotonérgicos é o córtex pré-frontal, uma região cerebral particularmente relevante no controle inibitório da agressividade e da impulsividade. O objetivo do presente estudo foi verificar os possíveis efeitos anti-agressivos da microinjeção de 8-OH-DPAT e CP-93,129 (agonistas específicos dos receptores 5-HT1A e 5-HT1B, respectivamente) na região ventro orbital do córtex pré-frontal de camundongos machos provocados socialmente. Para confirmar a especificidade do receptor, antagonistas 5-HT1A e 5-HT1B (WAY-100,635 e SB-224,289, respectivamente) também foram microinjetados na mesma região cerebral. 8-OH-DPAT na dose de 1.0 µg reduziu significativamente a freqüência de mordidas. A menor dose de CP- 93,129 (0.1 µg) também diminuiu o número de mordidas e de ataques laterais. Tais efeitos anti-agressivos não foram acompanhados por alterações no restante do repertório comportamental. A participação específica desses receptores foi verificada pela reversão dos efeitos com a utilização de WAY-100,635 (10.0 µg) e SB-224,289 (1.0 µg). Nossos resultados confirmam o envolvimento da região VO CPF e dos receptores 5-HT1A e 5-HT1B na modulação de altos níveis de agressividade, sem conseqüentes alterações em outras rotinas motoras. / Social instigation is used in rodents to induce high levels of aggression, a pattern of behavior similar to that of violent individuals. This procedure consists of a brief exposure to a provocative stimulus male, before direct confrontation with an intruder. Studies using 5- HT1A and 5-HT1B agonist receptors show a reduction in aggressive behavior. An important site of action for these drugs is the ventral orbito frontal cortex (VO PFC), an area of the brain which is particularly relevant in the inhibitory control of aggressiveness and impulsiveness. The objective of the present study was to assess the anti-aggressive effects of 5-HT1A and 5- HT1B agonist receptors (8-OH-DPAT and CP-93,129) on the VO PFC of socially provoked male mice. To confirm the specificity of the receptor, 5-HT1A and 5-HT1B antagonist receptors (WAY-100,635 and SB-224,289) were microinjected into the same area, in order to reverse the agonist effects. 8-OH-DPAT at 1.0 µg dose reduced the frequency of attack bites. The lowest dose of CP-93,129 (0.1 µg) also decreased the number of attack bites and lateral threats. The anti-aggressive effects were not accompanied by impairment of non-aggressive activities. Specific participation of the 1A and 1B receptors was verified by reversal of antiaggressive effects using selective antagonists WAY-100,635 (10.0 µg) and SB-224,289 (1.0 µg). In conclusion, the decrease in aggressiveness observed with microinjections of 5-HT1A and 5-HT1B receptor agonists into the VO PFC of socially provoked mice, supports the hypothesis that activation of these receptors modulates high levels of aggression in a behaviorally specific manner.