Detecção simultânea de c-Fos Ativação de mesolímbico e mesocortical dopamina Sites Recompensa Após Naive açúcar e gordura ingestão em ratos
Summary
O objetivo deste estudo é identificar redes cerebrais distribuídos relacionadas com a recompensa por delinear uma técnica de imuno confiável usando a ativação de c-fos celular para medir as mudanças simultâneas nos caminhos da dopamina e locais de terminal após a novela ingestão de gordura e açúcar em ratos.
Abstract
Este estudo usa a ativação c-fos celular para avaliar os efeitos do romance ingestão de gordura e açúcar em dopamina no cérebro (DA) vias em ratos. Ingestão de açúcares e gorduras são mediadas por suas atrações inatas, bem como as preferências aprendidas. dopamina do cérebro, especialmente meso-límbico e projecções a partir de meso-cortical a área tegmental ventral (VTA), tem sido implicada em ambas estas respostas ignorantes e aprendidas. O conceito de redes cerebrais distribuídos, em que vários sites e sistemas emissor / peptídeos interagem, foi proposta para mediar a ingestão de alimentos saborosos, mas não há evidência limitada demonstrando empiricamente tais ações. Assim, a ingestão de açúcar provoca imunorreatividade DA libertação e aumenta c-fos-like (FLI) a partir de zonas de projeção VTA DA individuais, incluindo o núcleo accumbens (NAC), amígdala (AMY) e medial córtex pré-frontal (mPFC), bem como o striatum dorsal. Além disso, administração central dos antagonistas selectivos do receptor de DA para estes locals diferencialmente reduzir aquisição e expressão de preferências de sabor condicionado desencadeados pela açúcares ou gorduras. Uma abordagem que permitam determinar se esses locais interagiram como uma rede do cérebro distribuídos em resposta ao açúcar ou gordura ingerida seria simultânea avaliar se o VTA e seus principais zonas de projeção mesotelencephalic DA (prelimbic e infralimbic mPFC, núcleo e concha do NAC basolateral e-centro-córtico medial AMY), bem como o corpo estriado dorsal exibiria coordenado e activação FLI simultânea após a ingestão oral, não condicionado de óleo de milho (3,5%), glucose (8%), frutose (8%) e a sacarina (0,2 soluções%). Esta abordagem é um primeiro passo bem sucedido em identificar a viabilidade do uso de ativação c-fos celular simultaneamente em todos os locais do cérebro relevantes para estudar a aprendizagem relacionadas com a recompensa na ingesta de alimentos em roedores.
Introduction
Cérebro de dopamina (DA) tem sido implicado em respostas centrais para ingestão de açúcares palatáveis através proposta hedônica 1,2, 3 e hábito à base de 4,5 mecanismos de ação relacionados com o esforço. A via DA primária implicados nesses efeitos origina na área tegmental ventral (VTA) e projetos ao accumbens (NAC) de núcleo e concha, a amígdala basolateral e centro-córtico-medial (AMY), núcleo eo prelimbic e medial infralimbic córtex pré-frontal (mPFC) (ver comentários 6,7). O VTA tem sido implicado na ingestão de sacarose 8,9, e liberação DA é observada após a ingestão de açúcar no NAC 10-15, AMY 16,17 e mPFC 18-20. Ingestão de gordura também estimula DA NAC liberar 21, e outra zona de projeção DA-rico para o striatum dorsal (caudado-putâmen) foi também associada a DA-mediada alimentar 22,23. Kelley 24-27 propôs que estes múltiplos projetoszonas de íon deste sistema DA-mediada formaram uma rede cerebral distribuída integrada e interativa através de extensas e íntimas interconexões 28-34.
Para além da capacidade dos antagonistas dos receptores DA D1 e D2 para reduzir a ingestão de açúcares e gorduras 35-37 38-40, sinalização DA também tem sido implicado na mediação da capacidade dos açúcares e gorduras para produzir as preferências de sabor condicionado (PCP) 41- 46. Microinjeções de um antagonista dos receptores DA D1 para o NAC, AMY ou mPFC 47-49 eliminar aquisição da PCP suscitou por intragástrico glicose. Considerando microinjeções de antagonistas do receptor quer DA D1 ou D2 na mPFC elimina aquisição de frutose-PCP 50, a aquisição e expressão de frutose-PCP são diferencialmente bloqueado por antagonistas de DA no NAC e AMY 51,52.
A técnica 53,54 c-fos foi empregue para investigar activatio neuralN induzida pela ingestão de paladar agradável e de activação neuronal. O termo "activação de c-fos" será usada em todo o manuscrito, e é operacionalmente definido por um aumento da transcrição de c-fos durante a despolarização neuronal. Ingestão de sacarose aumentou Expressão de Fos (ILF) no núcleo AMY central, o VTA, bem como a casca, mas não do núcleo, do NAC 55-57. Enquanto a ingestão de sacarose em ratos que se alimentam de sham aumentou significativamente FLI na AMY eo NAC, mas não o VTA 58, intragástrica de sacarose ou glicose infusões aumentou significativamente FLI no NAC e núcleos centrais e basolateral da AMY 59,60. Adição repetida de sacarose para acesso Chow programada aumentada FLI na CPFm, bem como a casca de NAC e o núcleo 61. Um paradigma de redução de marcha concentração de sacarose revelou que os maiores aumentos FLI ocorreu no AMY basolateral e NAC, mas não o VTA 62. Seguindo condicionado, extinção de rewa naturais relacionados com o açúcarcomportamentos rd aumentou FLI na AMY basolateral eo NAC 63. Além disso, o emparelhamento disponibilidade de açúcar a um tom resultou no aumento dos níveis de tom subsequentemente FLI na AMY basolateral 64. Ingestão de alto teor de gordura também aumentou FLI no NAC e mPFC locais 65-67.
A maioria dos estudos citados anteriormente açúcar e gordura efeitos examinada na ativação c-fos em locais únicos que não fornecem informações sobre a identificação de redes cerebrais distribuídos relacionadas com a recompensa 24-27. Além disso, muitos dos estudos também não delinear as contribuições relativas de sub-áreas do NAC (núcleo e casca), AMY (basolateral e-córtico-medial central) e mPFC (prelimbic e infralimbic) que poderiam ser examinados pelo vantagem de excelente resolução espacial, de uma única célula no mapeamento c-Fos 68. 69 O nosso laboratório usado recentemente activação de c-fos e alterações ao mesmo tempo medidos na via VTA DA e a sua prózonas de injeção (NAC, Amy e mPFC) após novela ingestão de gorduras e açúcares em ratos. O presente estudo descreve as etapas processuais e metodológicas para analisar simultaneamente se a exposição aguda a seis soluções diferentes (óleo de milho, glicose, frutose, sacarina, água e um controle de emulsão de gordura) seria diferencialmente ativar FLI em sub-áreas do NAC, AMY, CPFm, bem como o corpo estriado dorsal. Esta detecção simultânea de diferenças permitida a confirmação de efeitos significativos sobre FLI em cada local e determinação sobre se as mudanças em um determinado site correlacionadas com alterações de sites relacionados, proporcionando assim um apoio para uma rede do cérebro distribuídos 24-27. Estes procedimentos testados se o VTA, o prelimbic e infralimbic CPFm, o núcleo e a casca da NAC, e o AMY basolateral e centro-cortico-medial), bem como o corpo estriado dorsal exibiria coordenado e activação FLI simultânea depois, a ingestão não condicionada por via oral de glucose (8%), frutose (8%), óleo de milho (3,5%) e soluções de sacarina (0,2%).
Protocol
Representative Results
Discussion
O objetivo do estudo foi determinar se a fonte (VTA) e as metas de projeção do cérebro anterior (NAC, Amy, mPFC) de Da neurônios relacionados com a recompensa foram ativados simultaneamente após a novela ingestão de gordura e açúcar em ratos utilizando a técnica de c-fos celular . O presente estudo é uma descrição detalhada dos protocolos de um estudo publicado anteriormente 69. Postula-se que o VTA, suas principais zonas de projeção para o prelimbic e infralimbic mPFC, o núcleo ea casca do NAC…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Graças a Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson e Theologia Karagiorgis pelo seu trabalho árduo neste projeto.
Materials
| 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 | ||
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