מטרת מחקר זה היא לזהות רשתות מוח מופצות הקשורות גמול על ידי התוויית טכניקת immunohistological אמינה באמצעות הפעלת C-FOS הסלולר למדוד לשינוים סימולטניים מסלולי דופאמין ואתרי מסוף לאחר בליעת רומן של שומן וסוכר בחולדות.
מחקר זה משתמש הפעלת C-FOS הסלולר להעריך השפעות של בליעת רומן של שומן וסוכר על הדופמין במוח (DA) מסלולים בחולדות. קשר הפוך בין צריכת סוכרים והשומנים מתווכות על ידי האטרקציות המולדות שלהם, כמו גם העדפות לומדים. דופמין במוח, במיוחד-הלימבית טווה ותחזיות-מוחיות טווות מאזור tegmental הגחון (VTA), היה מעורב בשתי תגובות שלא נלמדו ולומדים אלה. הרעיון של רשתות מוח להפיץ, שבו מספר אתרים ומערכות משדר / פפטיד אינטראקציה, הוצע לתווך צריכת מזון טעימה, אבל יש ראיות מוגבלות הוכחת פעולות כאלה באופן אמפירי. לפיכך, צריכת סוכר מעוררת שחרור ועליות DA C-FOS דמוי immunoreactivity (FLI) מאזורי הקרנה פרטיים VTA DA כולל הגרעין הנסמך (NAC), האמיגדלה (איימי) המדיאלי קליפת המוח הקדם חזיתית (mPFC) וכן בסטריאטום הגבי. יתר על כן, הממשל המרכזי של אנטגוניסטים לקולטן DA סלקטיבית לתוך האתר אלהזה להפחית רכישת ביטוי דיפרנציאלי של העדפות טעם מותנות שהושרו על ידי סוכרים או שומנים. גישה אחת שלפיו אפשר לקבוע אם האתרים הללו תקשרו כרשת מוח מופצת בתגובת סוכר או צריכת שומן יהיו בו זמנית להעריך אם VTA ואזורי הקרנת DA mesotelencephalic העיקריים (prelimbic ו mPFC, ליבת פגז infralimbic של NAC, basolateral והמרכזי-cortico-המדיאלי איימי) וכן בסטריאטום הגבה יציג מתואם הפעלת FLI סימולטני לאחר אוראלית, צריכה מותנית של שמן תירס (3.5%), גלוקוז (8%), פרוקטוז (8%) ו סכרין (0.2 %) פתרונות. גישה זו היא צעד ראשון מוצלח בזיהוי הכדאיות של שימוש הפעלת C-FOS הסלולר בו זמנית על פני אתרי מוח רלוונטיים ללמוד למידה הקשורה גמול ב בליעה של מזון טעים במכרסמים.
דופמין במוח (DA) היה מעורב בתגובות מרכזיות צריכת סוכרים טעימים דרך מוצע נהנתן 1,2, מאמץ הקשורות 3 והרגל מבוסס 4,5 מנגנוני פעולה. מסלול DA העיקרי מעורב תופעות אלה מקורו באזור tegmental הגחון (VTA), ופרויקטים אל nucleus accumbens (NAC) הליבה פגז, האמיגדלה basolateral והמרכזי-cortico-המדיאלי (איימי), ואת prelimbic המדיאלי infralimbic קליפת המוח הקדם חזיתית (mPFC) (ראה סקירות 6,7). VTA היה מעורב צריכת סוכרוז 8,9, ושחרור DA הוא ציין צריכת הסוכר הבא NAC 10-15, איימי 16,17 ו mPFC 18-20. צריך שומן גם מגרה DA NAC לשחרר 21, ועוד אזור הקרנת DA-עשיר בסטריאטום הגבי (caudate-putamen) נקשר גם עם בתיווך DA האכלת 22,23. קלי 24-27 הציע פרויקט המרובה אלהאזורי יון של מערכת DA בתיווך זה יצר רשת מוח מופצת משולבת אינטראקטיבית באמצעות חיבורים נרחבים ואינטימיים 28-34.
בנוסף ליכולת של אנטגוניסטים לקולטן DA D1 ו- D2 להפחית את צריכת הסוכרים 35-37 ושומנים 38-40, איתות DA גם היה מעורב בתיווך היכולת של סוכרים ושומנים לייצר העדפות הטעם מותנה (CFP) 41- 46. Microinjections של אנטגוניסט לקולטן D1 DA לתוך NAC, איימי או mPFC 47-49 לחסל רכישת CFP שהושרו על ידי גלוקוז intragastric. בעוד microinjections מאחד DA D1 או D2 אנטגוניסטים לקולטן לתוך mPFC מבטלת רכישת פרוקטוז-CFP 50, ברכישה ביטוי של פרוקטוז-CFP נחסמים באופן דיפרנציאלי על ידי היריבים DA ב NAC ואיימי 51,52.
53,54 הטכניקה-פוס ג הועסק לחקור activatio העצביתn המושרה על ידי צריכה טעימה פעילות עצבית. המונח "הפעלת C-FOS" תשמש ברחבי כתב היד, והוא מוגדר על ידי מבצעי שעתוק מוגבר c-Fos במהלך שלילת קוטביות עצבית. צריכת סוכרוז גדל פוס-כמו immunoreactivity (FLI) בגרעין איימי המרכזי, VTA וכן הקליפה, אבל לא הליבה, של NAC 55-57. בעוד צריכת סוכרוז בחולדות-האכלת דמה גדילה משמעותית FLI ב איים ואת NAC, אך לא את VTA 58, חליטות סוכרוז או גלוקוז intragastric גדילה משמעותית FLI ב NAC והגרעינים מרכזיים basolateral של איימי 59,60. חיבור חוזר של סוכרוז גישת צ'או אמורה גדל FLI ב mPFC וכן קליפת NAC ליבת 61. פרדיגמה downshift ריכוז סוכרוז חשפה כי עליות FLI הגדולות שחלו מאיים basolateral ו NAC, אך לא את VTA 62. מיזוג בעקבות, הכחדה של Rewa הטבעי קשור הסוכרהתנהגויות rd גדל FLI ב איימי basolateral ואת NAC 63. יתר על כן, זמין סוכר זיווג לצליל הביא את הטון בהמשך העלאת רמות FLI ב איימי basolateral 64. צריכה עתיר שומן גם גדילת FLI באתרי NAC ו mPFC 65-67.
רוב המחקרים המצוטטים בעבר בחנו סוכר ואפקטי שומן על הפעלת C-FOS אשר אתרי יחיד, אשר אינו מספקים מידע על זיהוי של רשתות מוח מופצות הקשורות גמול 24-27. יתר על כן, רבים מהמחקרים גם לא להתוות את התרומה היחסית של תת תחומים של NAC (הליבה הקליפה), איימי (basolateral ו-המדיאלי מרכזי-cortico) ו mPFC (prelimbic ו infralimbic) כי ניתן היה לבדוק באופן פוטנציאלי על ידי היתרון של רזולוציה מרחבית, תא בודד מצוין במיפוי c-Fos 68. המעבדה שלנו 69 שהיו בשימוש לאחרונה הפעלה C-FOS ושינויים למדוד בו זמנית במסלול VTA DA ופרו שלהאזורי jection (NAC, איימי mPFC) לאחר בליעת רומן של שומנים וסוכרים בחולדות. המחקר הנוכחי מתאר את הצעדים פרוצדורליות מתודולוגיים לנתח בו זמנית האם חשיפה אקוטית עד שישה פתרונות שונים (שמן תירס, גלוקוז, פרוקטוז, סוכרזית, מים פקד תחליב שומן) יפעיל FLI דיפרנציאלי אזורי משנה של NAC, איימי, mPFC וכן בסטריאטום הגבי. זיהוי סימולטני זה של הבדלים מותר אישור של השפעות משמעותיות על FLI בכל אתר ונחישות באשר לשאלה האם שינויים באתר אחד מסוים בקורלציה עם שינויי אתרים קשורים, ובכך לספק תמיכה עבור רשת מוח מופצת 24-27. נהלים אלה נבדקים אם VTA, את prelimbic ו infralimbic mPFC, ליבת הפגז של NAC, ואת איימי basolateral והמרכזי-cortico-המדיאלי) וכן בסטריאטום הגבה יציג מתואם הפעלת FLI סימולטני לאחר צריכה אוראלית, מותנה של גלוקוז (8%), פרוקטוז (8%), שמן תירס (3.5%) ו סכרין (0.2%) פתרונות.
מטרת המחקר הייתה לקבוע אם המקור (VTA) ומטרות הקרנת המוח קדמיות (NAC, איימי, mPFC) של נוירונים גמול הקשורות DA הופעלו בו זמנית לאחר בליעת רומן של שומן וסוכר בחולדות באמצעות טכניקת הסלולר C-FOS . המחקר הנוכחי הוא תיאור מפורט של הפרוטוקולים של מחקר שפורסם בעבר 69. זה היה שיערו …
The authors have nothing to disclose.
תודה לדיאנה איקזה-Culaki, Cristal סמפסון Theologia Karagiorgis על העבודה הקשה שלהם על הפרויקט הזה.
Equipment | |||
Sprague-Dawley rats | Charles River Laboratories | CD-1 | |
Wire Mesh Cages | Lab Products, Seaford, DE | 30-Cage rack | |
Rat Chow | PMI Nutrition International | 5001 | |
Taut Metal Spring | Lab Products, Seaford, DE | n/a | |
Rat Weighing Scale | Fisher Scientific Company | n/a | |
Nalgene Centrifuge Tubes | Lab Products, Seaford, DE | 10-0501 | |
Rubber Stopper | Lab Products, Seaford, DE | n/a | |
Metal Sippers | Lab Products, Seaford, DE | n/a | |
Saccharin | Sigma Chemical Co | 82385-42-0 | |
Kool-Aid, Cherry | Kool-Aid | Commerical | |
Kool-Aid, Grape | Kool-Aid | Commercial | |
Fructose | Sigma Chemical Co | F0127 | |
Glucose | Sigma Chemical Co | G8270 | |
Corn Oil | Mazzola | Commerical | |
Xanthan Gum | Sigma Chemical Co | 11138-66-2 | |
Sliding Microtome | Microm International | n/a | |
Neurolucida Camera | MBF Bioscience | Software application | |
Gelatin-coated Slides | Fisher Scientific Company | 12-550-343 | |
Cover glass | Fisher Scientific Company | 12-545-M | |
Golden Nylon Brushes | Loew-Cornell | 2037 | |
Natural Hair Sable | Loew-Cornell | 2022 | |
24 Well Plates | Fisher Scientific | 3527 | |
6 Well Plates | Fisher Scientific | 3506 | |
1L Pyrex bottles | Fisher Scientific | 1395-1L | |
Tissue insert (tissue strainer) | Fisher Scientific | 7200214 | |
Eagle pipettes | World Precision Instruments | E10 for 1-10ul | |
Eagle pipettes | World Precision Instruments | E100 for 20-100ul | |
Eagle pipettes | World Precision Instruments | E200 for 50-200ul | |
Eagle pipettes | World Precision Instruments | E1000 for 100-1000ul | |
Eagle pipettes | World Precision Instruments | E5000 for 1000-5000ul | |
Universal Tips .1-10ul | World Precision Instruments | 500192 | |
Universal Tips 5-200ul | World Precision Instruments | 500194 | |
Universal Tips 500-5000ul | World Precision Instruments | 500198 | |
Blade Vibroslice 100 | World Precision Instruments | BLADE | |
DPX Mounting Medium | Electron Microscopy | 13510 | |
15mL centrifuge tubes | Biologix Research Co. | 10-0501 | |
Slide Boxes | Biologix Research Co. | 41-6100 | |
Orbital Shaker | Madell Corporation | ZD-9556 | |
weigh boats | Fisher Scientific | 02-202-100 | |
5mL disposable pipettes | Fisher Scientific | 13-711-5AM | |
Stereo Investigator Software | Micro Bright Field | Software application | |
Name | Company | Catalog number | Comments |
Reagents | |||
Paraformaldehyde Granular | Fisher Scientific | 19210 | |
NaCl | Fisher Scientific | S271-1 | |
Sodium Phophate Monobasic | Fisher Scientific | S468-500 | |
Sodium Phosphate Diphasic | Fisher Scientific | BP332-500 | |
Hydrogen Peroxide | Fisher Scientific | H324-500 | |
SafeClear II | Fisher Scientific | 23-044-192 | |
Methanol | Fisher Scientific | A412-1 | |
Normal Goat Serum | Vector | S-1000 | |
Biotinylated Anti-Rabbit IgG (H+L) | Vector | BA-1000 | |
ABC Kit Peroxidase Standard | Vector | PK-4000 | |
Anti-cFos (Ab-5) Rabbit | EMD chem/Cal Biochem | PC38 | |
Triton X 100 | SigmaAldrich | X-100 | |
3,3' diaminobenzidine tetra hydrochloride | SigmaAldrich | D5905 | |
Sodium Hydroxide | SigmaAldrich | 5881 | |
Primary TH anti body | EMD Millipore | AB152 | |
Euthosol | Virbac AH |