方法論記事

ラットにおけるナイーブ砂糖と脂肪の摂取後の中脳辺縁系と中間皮質ドーパミン報酬サイトからのc-Fosの活性化の同時検出

DOI：

10.3791/53897

⸱

2016年8月24日

 ,  , 
1Behavioral and Cognitive Neuroscience Cluster, Psychology Doctoral Program, The Graduate Center, CUNY, New York, NY, 2Department of Psychology, Queens College, CUNY, Flushing, NY, 3Behavioral and Cognitive Neuroscience Cluster, Psychology Doctoral Program, The Graduate Center, CUNY, Flushing, NY

* These authors contributed equally

この記事について

サマリー

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本研究の目的は、ラットの脂肪と砂糖の新規摂取後のドーパミン経路と端末サイトにおける同時変化を測定するために、携帯のc-fosの活性化を使用して、信頼性の高い免疫組織学的手法を描くことで報酬関連の分散型の脳のネットワークを識別することです。

要約

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この研究は、ラットにおける脳内のドーパミン（DA）経路上の脂肪と砂糖の新規摂取の効果を評価するための細胞のc-fosの活性化を使用しています。糖や脂肪の摂取量は、その生来の観光スポットだけでなく、学んだ嗜好によって媒介されます。脳ドーパミン、特にメソ大脳辺縁系と腹側被蓋野（VTA）からメソ - 皮質突起が、これらの未学習と学習した応答の両方に関与しています。いくつかのサイトと送信機/ペプチドシステムが対話前記分散脳ネットワークの概念は、口当たりのよい食物摂取を媒介することが提案されているが、経験的に、そのような行動を示す限られた証拠があります。したがって、砂糖の摂取は、DA放出を誘発し、側坐核を含む個別VTA DA投影ゾーンからのc-fosの様免疫反応性（FLI）（NAC）、扁桃体（AMY）を増加させ、前頭前皮質（のmPFC）だけでなく、背側線条体を内側。これらのサイトへの選択的DA受容体拮抗薬のさらに、集中管理糖または脂肪によって誘発さ条件付け味の好みの取得と発現を低下させる差別的です。これらのサイトは砂糖や脂肪の摂取量に応じて、分散脳のネットワークとして相互作用するかどうかを確認することにより、一つのアプローチは、VTAとその主要mesotelencephalic DA投影ゾーン（NACの縁前方のとinfralimbicのmPFC、コアとシェル、かどうかを評価連立することであろう基底外側および中央皮質内側AMY）だけでなく、背側線条体はコーン油（3.5％）、グルコース（8％）、フルクトース（8％）とサッカリン（0.2の経口、無条件摂取した後に調整され、同時FLIの活性化を表示するであろう％）ソリューション。このアプローチは、げっ歯類で口当たりの良い食物の摂取に報酬関連の学習を研究するために、関連する脳部位で同時に携帯のc-fosの活性化を使用することの実現可能性を同定することに成功した最初のステップです。

概要

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脳ドーパミン（DA）が提案されたヘドニック1,2、努力関連の3と行動の習慣ベース4,5のメカニズムを通じて、口当たりのよい糖の摂取に中央応答に関与しています。これらの効果に関与する主要なDA経路は、腹側被蓋野（VTA）に由来し、側坐核（NAC）コアとシェル、基底外側および中央皮質内側扁桃体（AMY）、および縁前方のとinfralimbic内側へプロジェクト前頭前皮質（のmPFC）（レビュー6,7を参照）。 VTAは、ショ糖摂取8,9に関与している、とDA放出はNAC 10-15、AMY 16,17とのmPFC 18-20で砂糖の摂取後に観察されます。脂肪の摂取量はまた、DA NACは21を解放刺激し、背側線条体（尾状核被殻）への別のDA-豊富な投影ゾーンはまた、DA媒介送り22,23と関連していました。ケリー24-27は 、これらの複数のプロジェクトと提案しこのDA媒介システムのイオンゾーンは広範かつ緊密な相互接続28-34を介して統合された、インタラクティブな分散型の脳のネットワークを形成しました。

糖35-37および脂肪38-40の摂取量を減らすために....

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プロトコル

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これらの実験プロトコルは、すべての被験者と手順は、ナショナルケアのための健康ガイドの研究所や実験動物の使用に適合していることを証明制度動物実験委員会によって承認されています。

1.被験者

  1. 購入および/または血統の雄Sprague-Dawleyラット（260〜300グラム）。
  2. 金網ケージで個別ハウスラット。ラット飼料と水を自由に摂取させて12時12時間の明/暗サイクルでそれらを維持します。
  3. 適切なサンプルサイズを割り当てます（例えば n≈6から8）ランダムにグループに。

2.試験装置とインテーク手順

  1. ゴム栓で較正遠心管を使用して、45°の角度金属シッパーチューブを提示溶液（0.1 mlの±）正確な測定を提供します。キャリブレーションの可視性を可能にするために、ピンと張った金属バネによりホームケージに固定します。
  2. 〜（食糧配給を制限溶液を消費する意欲を高めるために、元の体重の85％までの重量を低減するために、ラットの15 / G /日）。注： - 5日体重減少は3間取る必要があります。
  3. ラットは（1分未満）短い待ち時間で、その後のテストソリューションをサンプリングする確率を最大化するために、1時間のセッションで4日間0.2％サッカリンの事前トレーニングソリューション（1....

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結果

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以下に記載されている全ての代表的な結果は、以前に69を公表されており、および技術の有効性を示すには「コンセプトの証明」をサポートするために、ここに再提示されています。

ソリューション摂取
ベースラインサッカリン摂取量の有意差は、全ての動物（F（3,108）= 57.27、P <0.001）摂取量と（1日目のための最初の4日間にわたって観察された：1.3（0.2±）ミリリットル; 2日目：3.9（0.4±）ミリリットル; 3日目：5.9ミリリットル（0.6±）; 4日目：7.1（0.6±）ミリリットル）大幅に（p <0.05、TukeyのHSD検定）と次第に増加。大幅に5日目に果糖とブドウ糖の摂取量ではなく、コーン油またはサッカリン摂取した（p <0.05、TukeyのHSD検定）は4日目サッカリン摂取量に比べて増加した（p <0.05、TukeyのHSD検定）フル.......

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ディスカッション

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研究の目的は、DAの報酬関連のニューロンのソース（VTA）と前脳投影ターゲット（NAC、AMY、のmPFC）は同時に携帯のc-fosの技術を用いて、ラットの脂肪と砂糖の新規摂取後に活性化されたかどうかを判断することでした。本研究は、これまで69発表された研究のプロトコルの詳細な説明です。これは、VTAは、縁前方のとinfralimbicのmPFC、NACのコアとシェルと基底外側および中央皮質内側AMYだけでなく、背側線条体への主要な投影ゾーンは、分散脳のネットワーク24として作用すると仮定されました-27、および、フルクトース（8％）やコーン油サッカリンに対する相対（3.5％）ソリューション（0.2％）、グルコースの新規摂取（8％）以下の水および他の制御ソリューションをコーディネートし、同時FLIを表示します。コー​​ン油、ブドウ糖と果糖ではなく、サッカリン摂取量は、VTA、縁前方のとinfralimbic mPでの重要かつ差動FLIの活性化をもたらしましたFC、NAC、基底外側および中央皮質内側AMY、および背側線条体のコアとシェル。 C-fosの技術に加えて、糖、脂肪.......

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開示事項

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著者には、競合する金融利害関係を持っていません。

謝辞

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このプロジェクトの彼らのハードワークのためのダイアナIcaza氏-Culaki、クリスタルサンプソンとTheologia Karagiorgisに感謝します。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
Equipment
Sprague-DawleyラットチャールズリバーラボラトリーズCD-1
ワイヤーメッシュケージラボ製品、シーフォード、DE30ケージラック
ラットChowPMIニュートリションインターナショナル5001
張り詰めた金属スプリングラボ製品、シーフォード、デラウェア州N / A
ラット体重計フィッシャーサイエンティフィックカンパニーn/a
Nalgene 遠心分離チューブラボ製品、シーフォード、DE10-0501
ラバーストッパーラボ製品、シーフォード、デラウェアn/a
メタルシッパーラボ製品、シーフォード、デラウェアn/a
サッカリンシグマケミカル株式会社82385-42-0
クールエイド、チェリークールエイドコマーシャル
クールエイド、グレープクールエイドコマーシャル
フルクトースシグマケミカル株式会社F0127
コースシグマケミカル株式会社G8270
コーンオイルマッツォーラコマーシャルキ
サンタンガムシグマケミカル株式会社11138-66-2
スライディングミクロトームMicrom Internationaln/a
Neurolucida カメラMBF バイオサイエンスソフトウェア アプリケーション
ゼラチンコーティング スライドフィッシャー・サイエンティフィック・カンパニー12-550-343
カバーガラスフィッシャー・サイエンティフィック・カンパニー12-545-M
ゴールデン ナイロン ブラシロウ・コーネル 2037
ナチュラルヘアサブレ ロウ・コーネル 2022
24ウェルプレートフィッシャーサイエンティフィック3527
6ウェルプレートフィッシャーサイエンティフィック3506
1 L パイレックスボトルフィッシャーサイエンティフィック1395-1L
ティッシュインサート(ティッシュストレーナー)フィッシャーサイエンティフィ7200214
イーグルピペット ワールド精密機器E10 for 1-10μl
イーグルピペット ワールド精密機器E100 for 20-100μl
イーグルピペット ワールド精密機器E200 for 50-200μl
イーグルピペット 100-1000μのためのワールド精密機器E1000;l
イーグルピペット 1000-5000μのための世界の精密機器E5000;l 
ユニバーサルヒント.1-10μlワールド精密機器
lユニバーサル
lワールド精密機器500198
ブレード バイブロスライス 100ワールド精密機器BLADE
DPX 実装媒体 電子顕微鏡 13510
15 ml遠心分離管Biologix Research Co.10-0501
スライドボックスBiologix Research Co.41-6100
オービタルシェーカー マデルコーポレーション  ZD-9556
ボートの重量を量る フィッシャーサイエンティフィック02-202-100
5 ml 使い捨てピペットフィッシャーサイエンティフィック13-711-5AM
ステレオ調査ソフトウェアマイクロ明視野ソフトウェア アプリケーション
名前会社strongカタログ番号コメント
Reagents
パラホルムアルデヒド粒状フィッシャーサイエンティフィック19210
NaClッシャーサイエンティフィックS271-1
リン酸ナトリウムモノベーシックフィッシャーサイエンティフィックS468-500
ナトリウム二相フィッシャーサイエンティフィBP332-500
水素過酸化物 フィッシャーサイエンティフィックH324-500
セーフクリアII フィッシャーサイエンティフィック23-044-192
メタノール フィッシャーサイエンティフィックA412-1
正常ヤギ血清ベクターS-1000
ビオチン化抗ウサギ IgG (H+L)ベクターBA-1000
ABC キット ペルオキシダーゼ 標準ベクターPK-4000
抗 cFos (Ab-5) ウサギEMD 化学/Cal BiochemPC38
Triton X 100SigmaAldrichX-100
3,3' ジアミノベンジジンテトラ塩酸塩 SigmaAldrichD5905
水酸化ナトリウムSigmaAldrich5881
一次 TH 抗体EMD ミリポアAB152
ユートソルビルバック AH
グルック ユニバーサルチップ5-200μ 500192。チップ500-5,000μ 500194ワールド精密機器フィリン酸ック

参考文献

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Koob, G. F. Neural mechanisms of drug reinforcement. Ann. N.Y. Acad. Sci. 654, 171-191 (1992).
  2. Wise, R. A. Role of brain dopamine in food reward. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 361, 1149-1158 (2006).
  3. Salamone, J. D., Correa, M.

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