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Neuroscience

Gleichzeitige Detektion von c-Fos Aktivierung von mesolimbischen und mesocorticalen Dopamine Belohnung Seiten Nach Naive Zucker und Fett Verschlucken in Ratten

Published: August 24, 2016 doi: 10.3791/53897
Automatic Translation
*1, *2, 2,3
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

Summary

Das Ziel dieser Studie ist Belohnung bezogenen verteilten Gehirnnetzwerken zu identifizieren, indem eine zuverlässige immunhistologische Technik zelluläre c-fos-Aktivierung begrenze gleichzeitige Änderungen in Dopaminbahnen und Anschlußstellen nach neuartigen Aufnahme von Fett und Zucker in Ratten zu messen.

Abstract

In dieser Studie wird zelluläre c-fos-Aktivierung Effekte neuartiger Einnahme von Fett und Zucker auf Gehirn Dopamin (DA) Wege bei Ratten zu bewerten. Die Aufnahme von Zucker und Fette sind durch ihre angeborene Attraktionen sowie gelernt Vorlieben vermittelt. Gehirn Dopamin, insbesondere Meso-limbischen und Meso-kortikalen Projektionen aus dem ventralen Tegmentum (VTA), wurde in beiden dieser ungelernten und gelernt Antworten gebracht. Das Konzept der verteilten Netzwerken im Gehirn, wobei mehrere Standorte und Sender / Peptid-Systemen interagieren, wurde schmackhafter Nahrungsaufnahme vermitteln vorgeschlagen, aber es gibt Hinweise empirisch demonstriert solche Aktionen. So entlockt Zuckeraufnahme DA Freisetzung und erhöht c-fos-like Immunreaktivität (FLI) aus einzelnen VTA DA Projektionszonen einschließlich der Nucleus accumbens (NAC), der Amygdala (AMY) und medialen präfrontalen Kortex (mPFC) sowie die dorsale Striatum. Ferner sind diese Website zentrale Verwaltung von selektiven DA-Rezeptor-Antagonisten ins differentiell Erwerb und die Expression von konditionierten Geschmacksvorlieben von Zucker oder Fette hervorgerufen reduzieren. Ein Ansatz, mit dem zu bestimmen, ob diese Seiten als ein verteiltes Netzwerk Gehirn als Reaktion auf Zucker oder Fettaufnahme in Wechselwirkung wäre gleichzeitige beurteilen, ob die VTA und seine wichtigsten mesotelencephalic DA Projektionszonen (prälimbischen und infralimbischen mPFC, Kern und Schale der NAK, basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY) würde sowie die dorsale Striatum koordinierte Display und gleichzeitiger FLI Aktivierung nach oraler, unkonditionierten Aufnahme von Maisöl (3,5%), Glukose (8%), Fructose (8%) und Saccharin (0,2 %) Lösungen. Dieser Ansatz ist ein erfolgreicher erster Schritt bei der Ermittlung der Machbarkeit der zellulären c-fos-Aktivierung gleichzeitig in allen relevanten Gehirn Sites mit Belohnung bezogenes Lernen in der Einnahme von schmackhafte Nahrung bei Nagetieren zu studieren.

Introduction

Gehirn Dopamin (DA) hat in zentralen Antworten auf die Aufnahme von Zucker schmackhaft durch vorgeschlagen hedonischen 1,2, Aufwand im Zusammenhang mit 3 und Gewohnheit-basierte 4,5 Wirkungsmechanismen in Verbindung gebracht. Der primäre DA Weg in diese Effekte verwickelt ihren Ursprung im ventralen Tegmentum (VTA) und Projekte auf den Nucleus accumbens (NAC) Kern und Schale, die basolaterale und zentral-cortico-medialen Amygdala (AMY) und der prälimbischen und infralimbischen medial präfrontalen Kortex (mPFC) (siehe Bewertungen 6,7). Die VTA wurde in Saccharose Aufnahme 8,9 und DA Freisetzung beobachtet folgende Aufnahme von Zucker in der NAC 10-15, AMY 16,17 und mPFC 18-20 gebracht. Fettaufnahme stimuliert auch DA NAC 21 freigeben, und eine andere DA-reiche Projektionszone der dorsalen Striatum (Nucleus caudatus-Putamen) wurde auch im Zusammenhang mit DA-vermittelten 22,23 Fütterung. Kelley 24-27 vorgeschlagen , dass diese mehrere ProjektIonenzonen dieser DA-vermittelten System gebildet , um eine integrierte und interaktive verteilte Netzwerk Gehirn durch umfangreiche und intime Verbindungen 28-34.

Zusätzlich zu der Fähigkeit der DA D1 und D2 - Rezeptor - Antagonisten Aufnahme von Zucker zu reduzieren 35-37 und Fette 38-40 hat DA Signalisierung auch in der Vermittlung der Fähigkeit von Zuckern und Fetten herzustellen konditionierten Geschmackspräferenzen (CFP) in Verbindung gebracht 41- 46. Mikroinjektionen eines DA D1 - Rezeptor - Antagonist in das NAC, AMY oder mPFC 47-49 Erwerb von GFP durch intragastric Glukose ausgelöst beseitigen. Während Mikroinjektionen von entweder DA D1 oder D2 - Rezeptor - Antagonisten in die mPFC Erwerb von Fructose-GFP 50 eliminiert werden der Erwerb und die Expression von Fructose-CFP differentiell von DA - Antagonisten in der NAC und AMY 51,52 blockiert.

Die c-fos - Technik 53,54 wurde verwendet neuronale activatio zu untersuchenn durch schmackhaft Aufnahme und neuronale Aktivierung induziert. Der Begriff "c-fos-Aktivierung" wird im gesamten Manuskript verwendet werden und wird operativ durch eine erhöhte Transkription von c-Fos während der neuronalen Depolarisation definiert. Sucrose Aufnahme erhöht fos-like Immunreaktivität (FLI) in der zentralen AMY Kern, der VTA sowie die Schale, aber nicht Kern, der NAC 55-57. Während Saccharose Aufnahme in der Sham-Fütterung Ratten signifikant erhöht FLI im AMY und der NAC, aber nicht die VTA 58, intragastric Saccharose oder Glukose - Infusionen FLI deutlich in der NAC erhöht und Mittel- und basolateralen Kernen des AMY 59,60. Wiederholte Zugabe von Saccharose zu geplanten Chow Zugang erhöht FLI im mPFC sowie der NAC Schale und Kern 61. Eine Saccharosekonzentration Herunterschalten Paradigma ergab , dass die größten FLI Erhöhungen der basolateralen AMY und NAC aufgetreten ist , aber nicht die VTA 62. Nach Anlage, Aussterben von zuckerbedingten Natur reward Verhalten erhöht FLI in der basolateralen AMY und der NAC 63. Darüber hinaus führte die Paarung Zucker Verfügbarkeit zu einem Ton in Ton anschließend 64 FLI Ebenen in der basolateralen AMY erhöht. Hochfettaufnahme erhöht auch FLI in NAC und mPFC Websites 65-67.

Die meisten der zuvor zitierten Studien untersuchten Zucker und Fett Auswirkungen auf c-fos - Aktivierung in einzelne Websites , die 24-27 Informationen über Identifikation von verteilten Gehirnnetzwerken Belohnungsbezogene nicht bieten. Des Weiteren auch viele der Studien beschreiben nicht die relativen Beiträge von Teilbereichen des NAC (Kern und Schale), AMY (basolateralen und Zentral-cortico-medial) und mPFC (prälimbischen und infralimbischen), die möglicherweise durch die geprüft werden könnten Vorteil der ausgezeichneten räumlichen, 68 Einzelzellen - Auflösung in c-Fos - Mapping. Unser Labor 69 kürzlich verwendete c-fos - Aktivierung und gleichzeitig gemessenen Veränderungen in der VTA DA - Weg und seine ProSpritz- Zonen (NAC, AMY und mPFC) nach neuen Einnahme von Fetten und Zucker in Ratten. Die vorliegende Studie, die Verfahrens und methodischen Schritte beschreibt, ob eine akute Exposition bei sechs verschiedenen Lösungen (Maisöl, Glucose, Fructose, Saccharin, Wasser und eine Fettemulsion Steuerung), differentiell FLI aktivieren in Teilbereichen des NAC, AMY würde gleichzeitig zu analysieren mPFC sowie die dorsale Striatum. Diese gleichzeitige Detektion von Unterschieden Bestätigung signifikante Auswirkungen auf FLI in jeder Site und Bestimmung, ob Änderungen in einem bestimmten Standort korrelierte mit Veränderungen in verwandten Seiten erlaubt, wodurch Unterstützung für ein verteiltes Netzwerk Gehirn 24-27. Diese geprüften Verfahren, ob der VTA, die prälimbischen und infralimbischen mPFC, Kern und Schale des NAC und der basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY) sowie der dorsalen Striatum würde Display koordiniert und gleichzeitige FLI Aktivierung nach oraler, unbedingten Aufnahme von Glucose (8%), Fructose (8%), Maisöl (3,5%) und Saccharin (0,2%) Lösungen.

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Protocol

Diese experimentellen Protokolle wurden von der Institutional Animal Care und Use Committee Zertifizierung bestätigt, dass alle Themen und Verfahren sind in Übereinstimmung mit den National Institutes of Health Guide für Pflege und Verwendung von Labortieren.

1. Themen

  1. Kauf und / oder Rasse männlichen Sprague-Dawley-Ratten (260-300 g).
  2. Haus Ratten einzeln in Drahtgitterkäfigen. Pflegen Sie sie auf einem 0.12 Stunden Licht / Dunkel - Zyklus mit Rattenfutter und Wasser ad libitum zur Verfügung.
  3. Weisen Sie geeignete Probengrößen (zB n ≈ 6 - 8) zufällig in Gruppen.

2. Testvorrichtung und Intake Procedures

  1. Verwenden kalibrierten Zentrifugenröhrchen mit Gummistopfen und einem 45 ° -Winkel Metallzuführungsschlauch genaue Messung zu liefern (± 0,1 ml) der vorgestellten Lösungen. Sichern Sie sie in die Käfige durch eine gespannte Metallfeder Sichtbarkeit der Kalibrierungen zu ermöglichen.
  2. Beschränken Lebensmittelrationen (~15 / g / Tag) der Ratten, Gewicht zu 85% ihres ursprünglichen Körpergewichts zu reduzieren Motivation zu erhöhen, die Lösungen zu verbrauchen. Hinweis: Die Gewichtsreduktion sollte zwischen 3 nehmen - 5 Tage.
  3. Geben Sie Pre-Training-Lösungen (10 ml) von 0,2% Saccharin vier Tage lang über eine 1 Stunde Sitzung, um die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, die Ratten die nachfolgenden Testlösungen mit kurzen (weniger als 1 min) Latenz Probe.
  4. Bestätigen Fluss durch die Zentrifugenröhre durch ein paar Tropfen zu verschütten.
  5. Wiegen Rohre vor und nach jeder Sitzung Aufnahme Messung zu erhalten.
  6. Führen eines Einlass Test am fünften Tag auf Untergruppen eine von sechs Lösungen Empfangen (10 ml, 1 h): a) Wasser, b) neuartige Geschmack (0,05% Kirscharoma) 0,2% Saccharin, c) 8% Fructose, d) 8 % Glucose, e) 3,5% Maisöl 0,3% Xanthangummi suspendiert und f) 0,3% Xanthangummi.
  7. Stellen Sie sicher, dass die Nährlösungen sind isokalorische; Somit ist die 3,5% Maisölkonzentration isokalorische auf die 8% Zuckerlösungen.
  8. Stellen Sie sicher, thbei Ratten Probenlösungen mit kurzen Latenzzeit (weniger als 1 min). Wenn diese Bedingung nicht erfüllt wird, muss das dann das Thema aus der Studie.

3. Gewebepräparation

  1. Anästhesieren jedes Tier durch eine intraperitoneale Injektion von Pentobarbital 90 min nach der ersten Exposition zu jeder Testlösung. Bestätigen Sie, dass die Tiere ordnungsgemäß durch den Nachweis narkotisiert werden, dass das Tier nicht mehr auf solche Reflexe als Rückzug zu Fuß Prise reagiert, blinkt folgende direkte Hornhaut- Druck oder den Kopf zu tief Ohrmuschel Stimulation schütteln.
  2. Perfuse jedes Tier transcardial wie zuvor 69 beschrieben.
    1. Anesthetize Ratten mit einer Überdosis von Natriumpentobarbital (65 mg / kg), entfernen Sie den Brustkorb und setzen die Brust für den freien Zugang zum Herzen 69.
    2. Legen Sie die Nadel in der Spitze des linken Herzklappe, und schneiden Sie die Hohlvene. Administrieren Phosphatpufferlösung (PBS, ~ 180 ml), gefolgt von einer phosphatgepufferten Fixiermittel containing 4% Paraformaldehyd (~ 180 ml).
    3. Stellen Sie sicher, dass das Tier richtig tatsächlich durchblutet wird durch die Prüfung, ob Flüssigkeit andere Hohlräume hinterlässt, wie die Nase, Mund und Genitalbereich. Hinweis: Die richtige Fixierung mit Paraformaldehyd wird durch große Muskelbewegungen begleitet werden. Wenn dies nicht erfolgt, neu zu justieren, die Nadel, bis diese Reaktion auftritt.
  3. Entfernen Sie das Gehirn aus dem Schädel schnell durch Fell schneiden und die Haut vom Schädel. Verwenden Sie rongeurs zu knacken und die Knochen aus dem Gehirn zu entfernen von hinten nach vorne zu bewegen. Arbeiten zunächst in den Bereich unterhalb und hinter dem Cerebellum, sicherzustellen, dass die chirurgische Zange zwischen dem Knochen und meningealen Pia mater ist. Sobald die Oberseite und die Seiten des Schädels entfernt, mit einem kleinen Spatel das Gehirn von der Basis zu heben, und schnippeln Hirnnerven mit einer kleinen Schere. Achten Sie darauf, nicht das Gehirn zu beschädigen beim Versuch, den Knochen zu entfernen.
  4. Befestigen Sie die Gehirne in einer 4% igen Paraformaldehydlösung über Nacht bei 4 ° C.Legen Sie die Gehirne in einer 30% Saccharose / 70% PBS-Lösung bei Raumtemperatur, bis sie am Boden des Behälters absetzen.
  5. Blockieren Sie das Gehirn
    1. Entfernen Sie den rostralen Teil des Gehirns, Querschneiden kaudal der Riechkolben.
    2. Entfernen Sie den Schwanz Teil des Gehirns, die quer auf der Ebene des Kleinhirns und Schneiden der Brücke.
  6. Montieren Sie das Gehirn koronalen mit dem Schwanzteil auf die Bühne eines Schlittenmikrotom fixiert und geschnitten Koronalschnitte (40 & mgr; m) durch die mPFC (2,86-2,20 mm rostral Bregma), NAC Kern und Schale und dorsalen Striatum (+ 1,76 bis 1,60 mm rostral zu Bregma), der AMY (-2,12 - -2,92 mm caudal bis bregma) und der VTA (-5,20 - -5,60 mm kaudal Bregma). Verwenden Sie ein Rattengehirn Atlas 70 zur Führung.
  7. Sammeln frei schwebenden Abschnitte in einzelne Vertiefungen einer Platte mit 24 Vertiefungen mit PBS für eventuelle immunhistochemische Analyse gefüllt 71. Verwenden Sie die Parafilm 24 wir zu versiegelnll Platte, um sicherzustellen, das PBS nicht verdampft in dem Behälter und trocknen Sie das Gehirn auf. Lagern Sie das Hirngewebe in 4 ° C.

4. c-fos Procedures (Angepasst von 71)

  1. Behandeln jeden Abschnitt mit 5 ml von 5% normalem Ziegenserum und 0,2% Triton X-100 in PBS für 1 Stunde.
  2. Inkubieren der behandelten Abschnitte mit primärem Antikörper (Kaninchen-Anti-c-fos, 1: 5000) bei 4 ° C für 36 h in Vertiefungen, die 1 ml PBS.
  3. Rinse Abschnitte 3x mit PBS (5 ml) für 10 min jeweils.
  4. Inkubieren mit sekundärem Antikörper (biotinyliertes Ziegen-anti-Kaninchen, 1: 200) bei RT für 2 h in Vertiefungen, die 1 ml PBS.
  5. Spülen jeden Abschnitt 3x in PBS (5 ml) für 10 min jeweils.
  6. Inkubieren der gespülten Abschnitte für 2 h in einem handelsüblichen Avidin-Meerrettich-Peroxidase-Mischung, die in einem Kit von Avadin DH (100 ul) und biotinylierter Meerrettichperoxidase H (100 ul) in 5 ml PBS zusammengesetzt kommt.
  7. Re-rinse die Abschnitte 3x in PBS (5 ml) für 10 min jeweils.
  8. Reagieren , um die Abschnitte mit 0,05% Diaminobenzidin (DAB) in Gegenwart von 0,0015% H 2 O 2 für 5 - 10 min, je nach der Reaktionsfähigkeit des Gewebes in Vertiefungen , die 5 ml der DAB - Lösung.
  9. Doppel-label die VTA Abschnitte. Inkubieren sie mit einem Tyrosin-Hydroxylase (TH) Antikörper (Kaninchen-anti-Ratten-TH, 1: 2000) in PBS (5 ml) über Nacht bei 4 ° C.
  10. Spülen Abschnitte 3x in PBS (5 ml) für 10 min jeweils.
  11. Inkubieren mit sekundärem Antikörper (biotinyliertes Ziegen-anti-Kaninchen, 1: 200) in PBS (5 ml) bei Raumtemperatur für 2 Std.
  12. Spülen Abschnitte 3x in PBS (5 ml) für 10 min jeweils.
  13. Visualisieren der Antikörper durch einen sekundären Antikörper-Peroxidase-Komplex verwendet wird. Reagieren mit einer Kombination von 0,05% DAB und einer 0,3% igen Nickelsulfatlösung, für 5 - 10 min, abhängig von der Reaktion des Gewebes in Vertiefungen, die 5 ml des DAB / NiCl Lösung.
  14. Stellen Sie sicher, dass die DAB-Lösung in Farbe milchig hellgrün aus ists Reaktion mit dem 0,3% Nickelsulfat. Wenn die Lösung zu grün ist, dann wird die Reaktion zu dunkel sein.
  15. Montieren Sie alle Teile auf mit Gelatine beschichteten Folien. Lassen Sie sie über Nacht trocknen und dann die Abdeckung feste mit einigen Tropfen einer Toluol-basierte Lösung (TBS).
  16. Code gleitet, so daß die experimentellen Bedingungen für die Beobachter unbekannt ist.

5. Bestimmung von c-fos Immunreaktive Counts

  1. Vergeben Paare unparteiische Beobachter Fos-positiven Neuronen in diesen Regionen von Interesse (ROI) zu zählen: prälimbischen mPFC, infralimbischen mPFC, NAC Kern, NAC Schale, basolateralen AMY Kerne, Zentral-cortico-medial AMY, dorsalen Striatum und VTA. Delineate ob c-Fos - Immunreaktivität in TH + vorlag und TH- Zellen in der VTA. 1 , die eine Bildschirm-Capture bietet Bild des NAC vom Mikroskop.

Abbildung 1
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  1. Analysieren mindestens drei repräsentativen Scheiben pro Seite, die für alle Tiere in allen von den Testbedingungen.
  2. Verwenden Sie Software und ein optisches Mikroskop , um die gesamte Region für jeden ROI zu analysieren , indem eine Gliederung (Abbildung 1) zu verfolgen.
    1. Für einen bestimmten Standort, öffnen Sie die Anwendung und klicken Sie auf den Erwerb im Dropdown-Menü und klicken Sie auf "Live-Bild". Bringen Sie den ROI in den Fokus und klicken Sie auf den Bildschirm, um einen Bezugspunkt zu schaffen. Dann trace die gewählte Hirnregion das Raster als Leitfaden. Sobald die Spur abgeschlossen ist, zählen Zellen (Schritte 5.3.1.1 - 5.3.1.3).
      1. Doppelklicken Sie auf das Software-Symbol. Gehen Sie auf die Menüleiste klicken Sie auf "Erwerb" und dann "Live-Bild". Bringen Sie den ROI in den Fokus und klicken Sie auf den Bildschirm, um einen Bezugspunkt zu schaffen.
      2. Gehen Sie auf die Raster-Symbolleiste und klicken Sie auf "Display Grid" und "Use Raster-Etiketten". Skizzieren Sie die ROI mit einer vorgegebenen Spur.
      3. Zählen Sie alle Zellen in jedem ROI-Bereich, wählen Sie ein "+" in der linken Seitenleiste Zahl von c-fos-Zellen zu halten. Klicken Sie auf jede Zelle einzeln zählt zu registrieren. Betrachten wir eine Zelle positiv für c-fos , wenn eine definierte dunkelroten Kreis beobachtet wird (Abbildung 1).
    2. Wiederholen Sie diesen Vorgang für jeden Standort.
    3. Nehmen Sie zählt in einem Labor-Notebook und auf dem Computer für eine spätere Analyse. Gehen Sie auf die Menüleiste klicken Sie auf "Datei", "Save Data File" die Verfolgung und zählt zu speichern.
    4. Stellen Sie sicher, dass Interraterreliabilität (unter Verwendung von Korrelation von Zählungen) der beiden uninformiert Rater für jeden Abschnitt in jedem ROI ist immer größer als 0,8 ist.

    6. Statistik

    1. Bewerten Basis Saccharin Einlässe in den ersten vier Tagen mit einem wiederholten Maßnahmen 1-Wege - Varianzanalyse (ANOVA) Vergleich der Saccharin Aufnahme von den Tagen 1, 2, 3 und 4 69.
    2. Vergleichen Saccharin Aufnahme (Tag 4) mit Testaufnahmen (Tag 5) der sechs Gruppen mit einem randomisierten Block 2-Wege - ANOVA 69.
    3. Verwenden Sie Tukey Vergleiche (p <0,05) 69 einzelne signifikante Effekte zu bestimmen.
    4. Bestimmen Sie Interraterreliabilität, und dann mit einem gemeinsamen Zählungen des Betrachters.
    5. Durchschnittliche c-fos Zählungen für die drei repräsentativen Scheiben für jeden Standort 69.
      1. Durchführen einer 1-Weg-ANOVA von c-fos-Aktivierung durch Aufnahme der sechs Lösungen induziert (3,5% Maisöl, 8% Glucose, 8% Fructose, 0,2% aromatisierte Saccharin, xaNthan Gummi - Steuerung und Wasser) für die perilimbische mPFC 69.
      2. Wiederholen Sie parallel Analysen der sechs Gruppen für infralimbischen mPFC, NAC Kern, NAC-Shell, basolateralen AMY, Zentral-cortico-medial AMY, VTA und dorsalen Striatum. Verwenden Sie Tukey Vergleiche (p <0,05) 69 einzelne signifikante Effekte zu offenbaren.
    6. Vergleichen Maisöl Aufnahme mit den beiden Wasseraufnahme und Aufnahme seines Suspensionsmittel, Xanthan. Vergleichen Fructose und Glucose Einlässe mit sowohl Wasseraufnahme und Aufnahme des nicht-nutritive Süßungsmittel, Saccharin, enthalten.
    7. Festzustellen, ob signifikante Zusammenhänge zwischen Lösung Einlässe und c-fos-Aktivierung in jeder der Seiten wurden mit Bonferroni r Korrelationen beobachtet (p <0,05).
      1. Systematisch vergleichen c-fos zählt in der perilimbische und infralimbischen präfrontalen Kortex für jedes Tier in der 3,5% Maisöl-Gruppe.
      2. Wiederholen Sie systematisch parallel Analysen von jedem Paar der sechs Standorten (VTA, dorsalen Striatum, infralimbic mPFC, perilimbische mPFC, NAC Kern, NAC-Shell, basolateralen AMY, Zentral-cortico-medialen AMY) für die 3,5% Maisöl.
      3. Wiederholen systematisch parallel Analysen dieser sechs Stellen für die anderen fünf experimentellen Aufnahmebedingungen (8% Glucose, 8% Fructose, 0,2% aromatisierte Saccharin, Xanthangummi Kontrolle und Wasser).
    8. Nutzen der Tatsache, dass die gleichen Tiere innerhalb einer Lösungsbedingung über alle Standorte durch Bestimmung signifikante Zusammenhänge zwischen den c-fos-Aktivierung in Lösungen und in jeder Lösung wurden bewertet unter Verwendung von Bonferroni r Korrelationen (p <0,05).

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Representative Results

Alle Vertreter im Folgenden beschriebenen Ergebnisse wurden bisher 69 veröffentlicht worden sind , und werden hier wieder präsentiert "proof of concept" zu unterstützen , die Wirksamkeit der Technik in angibt.

Lösung Intake
Signifikante Unterschiede in Basis Saccharin Einlässe wurden für alle Tiere (F (3,108) = 57,27, p <0.001) in den ersten vier Tagen beobachtet mit Zufuhr (Tag 1: 1,3 (± 0,2) ml; Tag 2: 3,9 (± 0,4) ml ; Tag 3: 5,9 (± 0,6) ml; Tag 4: 7,1 (± 0,6) ml) signifikant (p <0,05, Tukey HSD-Test) und schrittweise erhöht wird. Fruktose und Glukose-Aufnahme, aber nicht Maisöl oder Saccharin Aufnahme am 5. Tag signifikant (p <0,05, Tukey HSD-Test) erhöht relativ zu Tag 4 Saccharin Aufnahme (p <0,05, Tukey HSD-Test) mit Fruktose (9,6 (± 0,4) ml ) und Glucose (9,4 (± 0,6) ml) signifikant höher als SACCharin Aufnahme. Ferner Maisöl Aufnahme (7,4 (± 0,6) ml) war signifikant (p <0,05, Tukey HSD-Test) höher als Xanthangummi Aufnahme.

Diese Ergebnisse wurde die Möglichkeit angesprochen, dass Lösung Aufnahme per se für jede beobachtete c-fos-Aktivierung in eine der Seiten verantwortlich sein könnten. Um zu untersuchen, diese wurden Bonferroni r Korrelationen durchgeführt, bei denen die Aufnahme von den fünf Lösungen wurde c-fos-Aktivierung in jeder der sechs Seiten mit Bezug zu. Signifikante Korrelationen fehlgeschlagen zwischen Lösungsaufnahme und c-fos-Aktivierung in dem Kern (r (29) = 0,186), Shell (r (29) = 0,029) oder insgesamt (r (29) = 0.10) NAc, die prälimbischen beobachtet werden ( r (29) = 0,23), infralimbischen (r (29) = 0,30) oder insgesamt (r (29) = 0,14) mPFC, die VTA (r (29) = 0,10), die dorsale Striatum (r (29) = 0,14 ) oder der basolateralen (r (29) = 0,47), das centro-cortico-medial (r (29) = 0,48) oder insgesamt (r (29) = 0,409) AMY. Aufgrund der höheren Korrelation zwischen der Aufnahme und AMY c-fos-Aktivierung, weitere Korrelationsgen wurden für jede einzelne Lösung durchgeführt. Signifikant (p <0,05, Tukey HSD-Test) Beziehungen gescheitert zwischen Ansaug- und AMY FLI für Fructose (basolaterale (r = 0,15), centro-cortico-medial (r = 0,13), gesamt (r = 0,13)) beobachtet werden, Glucose (basolaterale (r = 0,17), centro-cortico-medial (r = 0,17), Gesamt r = 0,13)), Saccharin (basolaterale (r = 0,42), centro-cortico-medial (r = 0,42), gesamt (r = 0,42)) oder Maisöl (basolaterale (r = 0,54), centro-cortico-medial (r = 0,59), gesamt (r = 0,64)). Eine signifikante (p <0,05, Tukey HSD-Test) negative Korrelation wurde zwischen Xanthangummi Aufnahme und Gesamt AMY FLI (r = 0,94) beobachtet.

mPFC c-Fos - Aktivierung
Maisöl signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöhte Gesamt (2A), infralimbischen (2B) und prälimbischen (2C) mPFC c-Fos zählt in Bezug auf Wasser (*) oder der Xanthangummi Steuer(#). Fruktose signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöht c-Fos zählt in der infralimbischen mPFC bezogen auf Wasser (*) oder Saccharin (+) (2B), aber nicht insgesamt oder prälimbischen mPFC zählt. Im Gegensatz dazu ist fehlgeschlagen Glucose oder Saccharin insgesamt, perilimbische oder infralimbischen mPFC c-Fos zählt zu ändern. Abbildung 3 zeigt repräsentative mPFC Abschnitte der Tiere erhöht Maisöl-induzierten FLI relativ zum Wasser.

Figur 2
Abbildung 2. Fett oder Zucker Aufnahme erhöht Differen c-fos - Aktivierung im medialen präfrontalen Cortex (mPFC). Änderungen in c-fos - Aktivierung (Mittelwert ± SEM) sind im gesamten mPFC (Feld A), der infralimbischen mPFC Bereich (Gremium stellte fest , B) und der prälimbischen mPFC Bereich (Tafel C) nach Verbrauch (1 Std) Wasser, Saccharin (0,2%), Xanthangummi (Kontrolle für Maisöl), Glucose (8%), Fructose (8%) oder Maisöl (3,5%). (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 3
Abbildung 3. Die tatsächlichen mPFC c-fos - Aktivierung Nach Fette und Zucker. C-fos - Aktivierung wurde bei Tieren die Aufnahme von Maisöl (Panels A (4-fache Vergrößerung) und C (10-fache Vergrößerung)) , die deutlich größer war ausgesetzt beobachtet als die von Wasser (Panels B (4-fache Vergrößerung) und D (10-fache Vergrößerung)) der Aufnahme. Darstellung der abgegrenzte Teilbereiche des prälimbischen (PL) und infralimbischen (IL) mPFC sind in den Feldern A (Maisöl) und C (Wasser) diagramed als der Teil von t sindSchlauch Platten (A und C) vergrößert bis 10-facher Vergrößerung in den entsprechenden Platten (B und D). Pfeile in Panels C und D zeigen repräsentative c-fos-positiven Zellen. Alle Maßstabsbalken sind 100 & mgr; m. (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

AMY c-Fos - Aktivierung
Maisöl signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöhte Gesamt AMY (4A), basolateralen (4B) und Zentral-cortico-medial (4C) Teilbereich AMY c-Fos zählt in Bezug auf Wasser (*) oder der Xanthangummi Kontrolle (#). Glucose ebenfalls signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöhte Gesamt (4A), basolateralen (4B) und Zentral-cortico-medial ( (4A) und Zentral-cortico-Mittel - Teilbereich (4C) des AMY c-Fos zählt in Bezug auf Wasser (*) oder Saccharin (+), aber nicht in der basolateralen AMY Subbereich. Saccharin gescheitert Insgesamt basolateralen oder zentral-cortico-medial AMY zu verändern c-Fos zu Wasser relativ zählt. Detaillierte Analysen der einzelnen Kerne innerhalb der AMY ergeben, dass die signifikanten Veränderungen in der basolateralen Bereich des AMY auch festgestellt, in den einzelnen basolateralen und lateralen AMY Kerne festgestellt wurden. Die wesentlichen Veränderungen festgestellt , in der zentral-cortico-medialen Bereich des AMY wurden auch in den einzelnen zentralen, kortikale und medialen AMY Kerne zur Kenntnis genommen. Abbildung 5 zeigt repräsentative AMY Abschnittevon Tieren erhöht Mais Öl zeigt, Glucose- und Fructose-induzierte FLI in Bezug auf Wasser. (Vorher 69 veröffentlicht.)

Abbildung 4
Abbildung 4. Fett oder Zucker Intake Differen Erhöht c-fos - Aktivierung in der Amygdala (AMY). Änderungen in c-fos - Aktivierung (Mittelwert ± SEM) sind im gesamten AMY (Feld A), der basolateralen AMY Bereich (Feld B) stellte fest , und die zentrale-cortico-medialen AMY Bereich (Tafel C) nach Verbrauch (1 Std) Wasser, Saccharin, Xanthan, Glucose, Fructose oder Maisöl. Die signifikanten Veränderungen festgestellt, in der basolateralen Bereich des AMY wurden auch in den einzelnen basolateralen und lateralen AMY Kerne beobachtet. Die wesentlichen Veränderungen festgestellt, in der zentral-cortico-medialen Bereich des AMY wurden auch in den einzelnen zentralen, kortikale und medialen AMY Kerne zur Kenntnis genommen. (Bisher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 5
Abbildung 5. Die tatsächlichen AMY c-fos - Aktivierung Nach Fette und Zucker. C-fos - Aktivierung bei Tieren Aufnahme von Maisöl (Panels A (4-fache Vergrößerung), D (10-fache Vergrößerung) und G ausgesetzt beobachtet (60- fache Vergrößerung)), Glucose (Panels B (4-fache Vergrößerung) und E (10-fache Vergrößerung)) und Fructose (Panels C (4-fache Vergrößerung) und F (10-fach)) , die deutlich größer waren als die der Aufnahme von Wasser (Panels H (4-fache Vergrößerung) und ich (10-fache Vergrößerung)). Vertretungdie abgegrenzte Teilbereiche des Zentral-cortico-medial (CMC) und der basolateralen (BLA) AMY werden in den Feldern A (Maisöl), B (Glucose) diagramed, C (Fructose) und H (Wasser) ebenso wie der Teil jener Platten (A, B, C und H) vergrößert bis 10-facher Vergrößerung in den entsprechenden Platten (D, E, F und I). Die abgegrenzten Teilbereich im Feld D (Maisöl, 10-fache Vergrößerung) in Panels D, E, F, G bis 60-facher Vergrößerung in Feld D. Pfeile vergrößert und ich zeigen repräsentative c-fos-positiven Zellen. Alle Maßstabsbalken sind 100 & mgr; m, mit Ausnahme von Panel-G (50 & mgr; m). (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

NAC c-Fos - Aktivierung
Maisöl signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) insgesamt erhöht (6A) und Kern ( (6C). Glucose signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöht c-Fos Zählungen im NAc Kern (6B), nicht aber in der Gesamt NAc oder NAc Schale relativ zu saccharin (+) oder Wasser (*). Im Gegensatz dazu Fructose und gescheiterte Saccharin von Wasser zu unterscheiden c-Fos - Aktivierung im NAc Kern bei der Auslösung und / oder Shell. Abbildung 7 zeigt repräsentative Abschnitte im NAc Kern der Tiere erhöht Mais Öl- oder Glucose-induzierten FLI in Bezug auf Wasser .

Figur 6
Abbildung 6. Fett oder Zucker Aufnahme erhöht Differen c-fos - Aktivierung in der NAC. Änderungen in c-fos - Aktivierung (Mittelwert ± SEM) im gesamten NAC (Panel A), der NAC Kern (Feld B), und die NAC - Shell (Panel C) nach Verbrauch (1 h) Wasser, Saccharin, Xanthangummi, Glucose, Fructose oder Maisöl. (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

7
Abbildung 7. Die tatsächlichen NAC - Core, aber nicht NAC Shell c-fos - Aktivierung Nach Fette und Zucker. C-fos - Aktivierung bei Tieren Aufnahme von Maisöl (Panels A (4-fache Vergrößerung), D (10-facher Vergrößerung beobachtet wurde ausgesetzt ) und G (60-fache Vergrößerung)) und Glukose (Panels B (4-fache Vergrößerung) und E (10-fache Vergrößerung)) , die als die deutlich größer waren die Aufnahme von Wasser (Panels C (4-fache Vergrößerung) und F (10-fach magnification)). Darstellung der abgegrenzte Teilbereiche des NAc Kern und der Nac Schale werden in den Feldern A (Maisöl) diagramed, B (Glucose) und C (Wasser) ebenso wie der Teil dieser Platten (A, B, C und H) vergrößertes bis 10-facher Vergrößerung in den entsprechenden Platten (D, E und F). Die abgegrenzten Teilbereich im Feld D (Maisöl, 10-fache Vergrößerung) bis 60-facher Vergrößerung Panel G. Pfeile in Panels D, E, F und G zeigen repräsentative c-fos-positiven Zellen vergrößert wird. Alle Maßstabsbalken sind 100 & mgr; m. (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Dorsale Striatum c-Fos - Aktivierung
Maisöl signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöht c-Fos Zählungen im dorsalen Striatum relativ zu Wasser (*) oder die Xanthan - Gummi (#) (Figure 8A). Glucose oder Fructose signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) dorsalen Striatum FLI relativ zu saccharin (+) (8A) erhöht. Im Gegensatz dazu scheiterte Saccharin von Wasser zu unterscheiden dorsalen Striatum c-Fos - Aktivierung bei der Auslösung. Abbildung 9 zeigt repräsentative dorsalen Striatum Abschnitte der Tiere erhöht Mais Öl-, Glucose- oder Fructose-induzierte FLI bezogen auf Wasser.

Abbildung 8
Abbildung 8. Fett oder Zucker Intake Differen Erhöht c-fos - Aktivierung im dorsalen Striatum und ventralen Tegmentum. Dorsal atriatal (Panel A) und ventralen Tegmentum (Feld B) Änderungen für c-fos - Aktivierung festgestellt wurden (Mittelwert ± SEM) im Anschluss an Aufnahme (1 h) Wasser, Saccharin, Xanthangummi, Glucose, Fructose oder Maisöl. (Vorher 69 veröffentlicht.)

9
Abbildung 9. Tatsächliche dorsale Striatum c-fos - Aktivierung Nach Fette und Zucker. C-fos - Aktivierung bei Tieren Aufnahme von Maisöl (Panels A (4-fache Vergrößerung), D (10-fache Vergrößerung) und G ausgesetzt beobachtet wurde (60 fach Vergrößerung)), Glucose (Panels B (4-fache Vergrößerung) und E (10-fache Vergrößerung)), Fructose (Panels C (4-fache Vergrößerung) und F (10-fache Vergrößerung)) , die als die deutlich größer waren die Aufnahme von Wasser (Panels H (4-fache Vergrößerung) und ich (10-fache Vergrößerung)). Formulierte Unter einreas der dorsalen Striatum in Panels A (Maisöl), B (Glucose), C (Fructose) und H (Wasser) zeigte an, daß bis 10-facher Vergrößerung in den entsprechenden Platten (D, E, F und I) vergrößert. Die abgegrenzten Teilbereich im Feld D (Maisöl, 10-fache Vergrößerung) bis 60-facher Vergrößerung Panel G. Pfeile in Panels D, E, F und G zeigen repräsentative c-fos-positiven Zellen vergrößert wird. Alle Maßstabsbalken sind 100 & mgr; m, mit Ausnahme von Panel-G (50 & mgr; m). (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

VTA c-Fos - Aktivierung
Maisöl signifikant (p <0,05, Tukey HSD - Test) erhöht c-Fos Zählwerte in TH + VTA Zellen relativ zu dem Xanthangummi Kontrolle (#) (8B). Im Gegensatz, Glucose, Fructose oder Saccharin fehlgeschlagen c-Fos Zählwerte in den VTA relativ zu ändern, zu Wasser. Abbildung 10 zeigt repräsentative TH + und TH- und c-Fos-aktivierte VTA Zellen von Tieren, die erhöhten Maisöl-induzierten FLI relativ zum Wasser.

10
Abbildung 10. Die tatsächlichen ventrale Tegmentum c-fos - Aktivierung Nach Fette und Zucker. VTA c-fos - Aktivierung wurde bei Tieren beobachtet Maisöl ausgesetzt (Panels A (4-fach) und C (10-fach)) und Wasser (Panels B (4-fach) und D (10-fach)). Schwarze Pfeile zeigen repräsentative doppelt markierten TH / c-fos-positiven Zellen, während graue Pfeile Vertreter c-fos nur Zellen zeigen. Alle Maßstabsbalken sind 100 & mgr; m. (Vorher 69 veröffentlicht.) Bitte hier klicken , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

ove_content "fo: keep-together.within-page =" 1 "> Beziehungen von c-Fos - Aktivierung Unter Seiten und Lösungen
Das Muster der c-Fos Zählungen bei Tieren Maisöl ausgesetzt ergab signifikante (p <0,05) , positive Korrelationen zwischen dem NAc Kern und entweder der NAc Schale (r = 0,971) , oder gesamte mPFC (r = 0,670) zwischen der prälimbischen mPFC und entweder die infralimbischen mPFC (r = 0,940) oder dorsalen Striatum (r = 0,849), zwischen dem infralimbischen mPFC und dorsalen Striatum (r = 0,749), zwischen der basolateralen und zentral-cortico-medial AMY (r = 0,999) und zwischen der dorsalen Striatum und der VTA (r = 0,723). Im Gegensatz dazu exponiert das Muster der c-Fos Zählungen bei Tieren Maisöl ergab signifikante (p <0,05) negative Korrelationen zwischen der basolateralen AMY und entweder dem NAc Kern (r = -0,712) oder Schale (r = -0,708) und zwischen dem Zentral-cortico-medialen AMY und entweder der NAc Kern (r = -0,712) oder Shell (r = -0,710) .Die Muster von c-Fos zählt bei Tieren eXposed ergab signifikante (p <0,05) eine positive Korrelation zwischen dem prälimbischen und infralimbischen mPFC (r = 0,930), zwischen der dorsalen Striatum zu Glucose und entweder der VTA (r = 0,821), basolateralen (r = 0,910) oder zentral-cortico-medial (r = 0,911) AMY, und zwischen der basolateralen und zentral-cortico-medial (r = 0,999) AMY. Das Muster der c-Fos Zählungen bei Tieren fructose ausgesetzt ergab signifikante (p <0,05) , positive Korrelationen zwischen dem NAc Kern und entweder der NAc Schale (r = 0,969) oder prälimbischen mPFC (r = 0,740) zwischen der NAc Schale und die prälimbischen mPFC (r = 0,733) zwischen der prälimbischen und infralimbischen mPFC (r = 0,959) und zwischen der basolateralen und Zentral cortico-medial AMY (r = 0,996) .Die Muster von c-Fos Zählungen bei Tieren ausgesetzt ergab Saccharin signifikant (p <0,05) eine positive Korrelation zwischen dem NAc Kern und Nac Schale (r = 0,792), zwischen dem Nac Schale und dorsalen Striatum (r = 0,715) und zwischen dem prälimbischen mPFC einnd infralimbischen mPFC (r = 0,999).

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Discussion

Das Ziel der Studie war es zu bestimmen, ob die Quelle (VTA) und Vorderhirns Projektionsziele (NAC, AMY, mPFC) von DA Belohnungsbezogenen Neuronen gleichzeitig nach neuen Einnahme von Fett und Zucker in Ratten aktiviert wurden, die zelluläre c-fos-Technik . Die vorliegende Studie ist eine detaillierte Beschreibung der Protokolle einer Studie bisher 69 veröffentlicht. Es wurde vermutet , dass die VTA, seine großen Projektionszonen zum prälimbischen und infralimbischen mPFC, Kern und Schale des NAC und der basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY sowie der dorsalen Striatum als verteiltes Netzwerk Gehirn fungieren würde 24 -27, und zeigen koordiniert und gleichzeitige FLI folgenden neuen Aufnahme von Glucose (8%), Fructose (8%) oder Maisöl (3,5%) Lösungen in Bezug auf saccharin (0,2%), Wasser und andere Steuerungslösungen. Maisöl, Glucose und Fructose, aber nicht Aufnahme führte zu einer signifikanten und Differential FLI Aktivierung des VTA Saccharin, der prälimbischen und infralimbischen mPFC, der Kern und Schale des NAC, der basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY und der dorsalen Striatum. Zusätzlich zu der c-fos-Technik, Verhaltensmaßnahmen von Zucker, Fett und Süßstoff Aufnahme eingesetzt.

Ein kritischer Schritt enthalten rechtzeitige Entnahme von Aufnahme so, dass sie vergleichsweise gleich sein, wodurch sichergestellt wird, daß die Unterschiede in c-fos-Aktivierung über Standorte hinweg waren aufgrund der Lösung und nicht verbraucht wird, um die entweder das Muster oder die Größe der Aufnahme. Die vier Tage Basis Saccharin Aufnahme sichergestellt, dass die Lebensmittel beschränkt Tiere, die Lösung schnell abgetastet und damit unspezifische Effekte minimiert. Ein zweiter wichtiger Schritt war, dass das Verfahren mit minimaler Beanspruchung oder Neuheit bei den Tieren verursacht, wie Veränderungen der emotionalen Valenz unabhängig von Einlass Art auch c-fos-Aktivierung produzieren könnte. Deshalb bieten die Ergebnisse eine überzeugende "proof of concept" für die Wirksamkeit dieses Ansatzes und Protokolle im Zusammenhang mitfestzustellen , ob eine akute Exposition bei Fett (zB Maisöl), Zucker (Glucose und Fructose) und nicht-nahrhaften Süßstoff (Saccharin) Lösungen gleichzeitig DA-vermittelten ROIs auf die Weise suggestiv eines koordinierten verteilten Gehirnsystem 24-27 aktivieren.

Da eine optimale c-Fos Aktivierung vor zeitsensible Reaktionen erfordert 51,52 zu opfern, die zuvor validierten Verfahren 42,44 maximiert Lösung Sampling mit kurzer Latenzzeit in der 1-Stunden - Test. Somit Lebensmittel beschränkt Ratten wurden mit 0,2% Saccharin Lösungen trainiert (10 ml, 1 h) für 4 Tage, und die Testlösung am fünften Tag. Baseline-saccharin Einlässe deutlich und schrittweise erhöht wird, und Fructose und Glucose, aber nicht Maisöl oder Saccharin Einlässe am fünften Tag waren signifikant höher als vierten Tag Saccharin Aufnahme. Daher Lösungen mit erhöhter FLI signifikant erhöht (Glucose, Fructose) verbunden sind oder nicht zu (Maisöl) Aufnahme re beeinflussenlative zur vorherigen Saccharin Ausbildung und schien durch Belohnung bedingten Verhaltensanreiz Mechanismus vermittelt werden. Die sorgfältige Abwägung ergriffen werden müssen Probenahme und Gleichheit des Verhaltens zu gewährleisten. Andere Forscher können effektiv dieses Verfahren verwenden, um andere Arten von neuartigen Lösungen zu studieren oder einzuführen, Variationen in der Paradigmen Mechanismen zu verstehen, auf die Anpassung und Lernen zusammen.

Der Vorteil des vorliegenden Protokolls ist die Fähigkeit, mit als wichtiger Kontrollen (die nicht nahrhaften Süßstoff Saccharin Effekte von gut untersuchten Zucker (Fructose, Glucose) und Fette (Maisöl) und vergleichen Sie die c-fos-Aktivierung Effekte zu vergleichen, ein Steuer Emulgator, Xanthangummi und Wasser), und dann diese Effekte auf sechs verwandten Gehirn Websites untersuchen. Obwohl dieser Ansatz in die gleichzeitige Prüfung über Gehirn Websites der verschiedenen schmackhaften Substanzen offensichtlichen Vorteile hat, hat es den Nachteil, daß eine möglicherweise astronomischen Datensatz produzierenvon Zellen neuronalen Expression anzeigt. Um dies besser handhabbar zu machen, haben wir den Ansatz der Analyse von drei repräsentativen koronalen Scheiben pro Seite, die für alle Tiere in allen von den Testbedingungen. Dies ist natürlich durch die Einschränkung der Auswahl der geeigneten Ebenen jeder ROI in diesen drei Abschnitten begleitet. Angesichts der breiten rostro-Schwanz- Ausmaß der AMY, NAC, mPFC, dorsalen Striatum und VTA, sollte diese Einschränkung nicht leicht genommen werden. Ferner ist es dann obliegt die Ermittler in genau der Auswahl jeder der drei repräsentativen Abschnitte über alle Tiere über alle Standorte hinweg konsistent zu sein. Kleinere Fehler in dieser Wahl kann auf "False Positives" führen und "falsch negative". Effizienz des Zählens ist auch eine relevante Variable. Unsere Lösung für dieses Potential confound war für jeden Abschnitt in jedem ROI zwei uninformiert Rater zuweisen, und dann sicherstellen, dass Interraterreliabilität (unter Verwendung von Korrelation von Zählungen) immer 0,8 überschritten. Dieser Ansatz, während duplunikationsraum, hat uns weit größere Sicherheit über die Genauigkeit als die Interraterreliabilität leicht dieses Mindestkriterium überschritten. Teilgebiete des NAC (Kern vs. Shell), AMY (basolaterale vs. Zentral-cortico-medial) und mPFC (perilimbische vs. infralimbischen) wurden analysiert. Diese Regionen könnten weiter unterteilt werden, vor allem die einzelnen AMY Kerne, die Patch-und Matrix-Kompartimente des dorsalen Striatum und die NAC-Shell (Vertex, Bogen, Kegel, Zwischenzone). Da die NAC-Shell versagten auf Änderungen in FLI angezeigt wurde im Anschluss an Maisöl, Glucose oder Fructose, weitere Unter Analysen dieser Struktur nicht durchgeführt. Definitive Untersuchung der Patch und Matrix Zonen des dorsalen Striatum erforderlich weiteren immunhistochemischen Techniken, die nicht in der vorliegenden Studie verwendet wurden, würde aber eine wichtige Follow-up-Studie sein. Die Analysen der einzelnen AMY Kerne innerhalb eines jeden Teilbereich würde auch eine zusätzliche zukünftige Studie sein.

Frühere Studien haben gezeigt, dass sucstieg Aufnahme erhöht FLI im zentralen AMY Kern sowie die VTA als die Schale, aber nicht Kern, der NAC, noch mündlich oder IG Saccharin Infusionen sind weitgehend wirkungslos 55-57, 60-62. Glucose und Fructose Aufnahme ausgelöst Zucker spezifische Effekte auf FLI mit sowohl wirksam als im zentral-cortico-medialen AMY und dorsalen Striatum, dem ehemaligen wirksam im NAc Kern und der basolateralen AMY und letztere wirksam bei der infralimbischen mPFC. Saccharin Aufnahme konnten keine Veränderungen in der FLI in jedem Ort im Verhältnis zu Wasser zu entlocken. Die Aufnahme von Fett erhöht FLI auch in accumbal und mPFC Standorten in früheren Studien 65-67 und produzierte gleichzeitige signifikante Aktivierung in der VTA, infralimbischen und prälimbischen mPFC, dorsalen Striatum, NAC Kern und der basolateralen und zentral-cortico-medialen AMY.

Obwohl frühere Studien gezeigt, dass Zucker und Fettaufnahme FLI induziert in forebrain Meso-cortico-limbischen und Nigro-Striatum-DA-Systeme, die die vorliegende Studie systematischausgewertet gleichzeitige FLI Aktivierung in der VTA, basolateralen und zentral-cortico-medial AMY, dorsalen Striatum, prälimbischen und infralimbischen mPFC, NAc Kern und Schale nach einer akuten Aufnahme von Maisöl, Fructose, Glucose oder Saccharin. Deutliche Zuwächse wurden FLI zueinander über forebrain Websites hoch im Zusammenhang, die Idee der verteilten Netzwerk Gehirn Aktivierung unterstützen Vermittlung Zucker und Fettaufnahme. Solche Protokolle Änderungen gleichzeitige in mehreren Hirn Loci zu identifizieren können sowie unter Anlage und Vorlieben unter chronischen und binging Bedingungen verwendet werden. Diese Studien zeigen, dass eine starke anatomische Korrelat (c-fos) effektiv in mehreren Gehirn Standorten gleichzeitig verwendet werden, um zu identifizieren Kandidaten für die Vermittlung schmackhaft Aufnahme und Präferenzen bei Tieren, die Einblicke in die menschliche Krankheiten im Zusammenhang mit Fettleibigkeit, Diabetes und andere Essstörungen können vorsehen, .

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Disclosures

Die Autoren haben keine konkurrierenden finanziellen Interessen.

Acknowledgments

Dank Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson und Theologia Karagiorgis für ihre harte Arbeit an diesem Projekt.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
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
1 L Pyrex bottles Fisher Scientific 1395-1L
Tissue insert (tissue strainer) Fisher Scientific 7200214
Eagle pipettes  World Precision Instruments E10 for 1-10μl
Eagle pipettes  World Precision Instruments E100 for 20-100μl
Eagle pipettes  World Precision Instruments E200 for 50-200μl
Eagle pipettes  World Precision Instruments E1000 for 100-1000μl
Eagle pipettes  World Precision Instruments E5000 for 1000-5000μl 
Universal Tips .1-10 μl World Precision Instruments 500192
Universal Tips 5-200 μl World Precision Instruments 500194
Universal Tips 500-5,000 μl World Precision Instruments 500198
Blade Vibroslice 100 World Precision Instruments BLADE
DPX Mounting Medium  Electron Microscopy  13510
15 ml 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
5 ml 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

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References

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Neuroscience Ausgabe 114 Behavioral Neuroscience C-fos-Immunreaktivität Aufnahme von Zucker Fettaufnahme Reward Schmackhaftigkeit Amygdala Rinde Medial präfrontalen Nucleus accumbens Caudate / Putamen ventrale Tegmentum verteilte Netzwerk Gehirn
Gleichzeitige Detektion von c-Fos Aktivierung von mesolimbischen und mesocorticalen Dopamine Belohnung Seiten Nach Naive Zucker und Fett Verschlucken in Ratten
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Dela Cruz, J. A. D., Coke, T.,… More

Dela Cruz, J. A. D., Coke, T., Bodnar, R. J. Simultaneous Detection of c-Fos Activation from Mesolimbic and Mesocortical Dopamine Reward Sites Following Naive Sugar and Fat Ingestion in Rats. J. Vis. Exp. (114), e53897, doi:10.3791/53897 (2016).

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