Rilevazione simultanea di c-Fos attivazione da mesolimbico e mesocorticali Siti Reward dopamina seguito Ingenuo zuccheri e grassi ingestione in Rats
Summary
L'obiettivo di questo studio è quello di individuare le reti del cervello distribuite ricompensa legati delineando una tecnica immunoistologiche affidabile utilizzando attivazione cellulare c-fos per misurare le variazioni simultanee nei percorsi della dopamina e siti terminale dopo romanzo ingestione di grassi e zuccheri nei ratti.
Abstract
Questo studio utilizza l'attivazione cellulare c-fos per valutare gli effetti del romanzo ingestione di grassi e zucchero sul cervello della dopamina (DA) percorsi nei ratti. L'assunzione di zuccheri e grassi sono mediati dai loro attrazioni innate nonché le preferenze imparato. Cervello dopamina, soprattutto meso-limbico e proiezioni meso-corticale dalla zona ventrale tegmentale (VTA), è stato implicato in entrambe queste risposte ignoranti e apprese. Il concetto di reti del cervello distribuite, in cui diversi siti e sistemi di trasmettitore / peptidi interagiscono, è stato proposto di mediare l'assunzione di cibo appetibile, ma non vi sono prove limitate empiricamente che dimostrano tali azioni. Così, l'assunzione di zucchero suscita immunoreattività DA rilascio e aumenta c-fos-like (FLI) da singole zone di proiezione VTA DA tra cui nucleo accumbens (NAC), amigdala (Amy) e corteccia prefrontale mediale (mPFC), così come lo striato dorsale. Inoltre, l'amministrazione centrale di selettivi antagonisti dei recettori DA in questi sitos differenziale ridurre l'acquisizione e l'espressione delle preferenze sapore condizionati indotte da zuccheri o grassi. Un approccio con il quale per determinare se questi siti hanno interagito come una rete cerebrale distribuita in risposta allo zucchero o di assunzione di grassi sarebbe quello di simultanea valutare se il VTA e le sue principali zone di proiezione mesotelencephalic DA (prelimbic e infralimbica mPFC, core e shell del NAc, basolaterale e centro-cortico-mediale AMY) nonché striato dorsale visualizzerebbe coordinato ed attivazione FLI simultanea dopo orale, assunzione incondizionata di olio di mais (3,5%), glucosio (8%), fruttosio (8%) e la saccarina (0,2 %) soluzioni. Questo approccio è un primo passo di successo per identificare la possibilità di utilizzare attivazione cellulare c-fos simultaneamente attraverso importanti siti del cervello per studiare l'apprendimento ricompensa legati a ingestione di cibo appetibile nei roditori.
Introduction
Cervello dopamina (DA) è stato implicato nelle risposte centrali per l'assunzione di zuccheri appetibili attraverso proposto edonistico 1,2, sforzo legate 3 e l'abitudine a base di 4,5 meccanismi di azione. Il percorso principale DA implicati in questi effetti ha origine nella zona ventrale tegmentale (VTA), e progetti al accumbens (NAC) core e shell, l'amigdala basolaterale e centrale-cortico-mediale (AMY), nucleo e la prelimbic e mediale infralimbica corteccia prefrontale (mPFC) (vedi recensioni 6,7). Il VTA è stato implicato in assunzione di saccarosio 8,9, e il rilascio di DA è osservato dopo l'assunzione di zucchero nel NAC 10-15, AMY 16,17 e mPFC 18-20. L'assunzione di grassi stimola anche DA NAC rilasciare 21, e un altro DA-ricca zona di proiezione di striato dorsale (caudato-putamen) è stato anche associato con l'alimentazione DA-mediata 22,23. Kelley 24-27 proposto che questi progetti multiplazone di ioni di questo sistema DA-mediata formano una rete distribuita del cervello integrato e interattivo attraverso ampie e intime interconnessioni 28-34.
Oltre alla capacità di DA D1 e D2 antagonisti dei recettori per ridurre l'assunzione di zuccheri e grassi 35-37 38-40, DA segnalazione è stata anche coinvolta nel mediare la capacità di zuccheri e grassi per produrre preferenze di gusto condizionata (PCP) 41- 46. Microiniezioni di un antagonista del recettore DA D1 nel NAC, AMY o mPFC 47-49 eliminare acquisizione di CFP suscitato dal glucosio intragastrico. Mentre microiniezioni di entrambi DA D1 o D2 antagonisti dei recettori nel mPFC elimina acquisizione di fruttosio-CFP 50, l'acquisizione e l'espressione di fruttosio-PCP sono differenziale bloccati da antagonisti Da nel NAC e AMY 51,52.
Il c-fos tecnica 53,54 è stata impiegata per indagare activatio neuralen indotta da assunzione gradevole al palato e l'attivazione neurale. Il termine "attivazione di c-fos" verrà utilizzato in tutto il manoscritto, ed è operativamente definita da un aumento della trascrizione di c-Fos durante la depolarizzazione neuronale. Assunzione di saccarosio aumentato fos-come immunoreattività (Fli) nel nucleo AMY centrale, nucleo VTA, nonche la shell, ma non, della NAC 55-57. Mentre l'assunzione di saccarosio in ratti sham-alimentazione significativamente aumentato FLI nel AMY e NAC, ma non il VTA 58, intragastrici saccarosio o glucosio infusioni aumentato significativamente FLI nel NAC e nuclei centrali e basolaterale del AMY 59,60. Ripetuta aggiunta di saccarosio all'accesso chow di linea aumentata FLI nel mPFC nonché il guscio NAC e nucleo 61. Un saccarosio concentrazione scalata paradigma ha rivelato che i maggiori incrementi si sono verificati nel FLI AMY basolaterale e NAC, ma non il VTA 62. A seguito di condizionamento, l'estinzione di zucchero legate rewa naturalecomportamenti rd aumentato FLI nel AMY basolaterale e il NAC 63. Inoltre, l'associazione disponibilità di zucchero a un tono provocato il tono successivamente aumentando i livelli di FLI nel AMY basolaterale 64. L'assunzione di alto contenuto di grassi è aumentato anche FLI in NAC e mPFC siti 65-67.
Zucchero e grassi effetti la maggior parte degli studi precedentemente citati esaminato sull'attivazione c-fos in singoli siti che non forniscono le informazioni relative all'identificazione delle reti cerebrali distribuite ricompensa legati 24-27. Inoltre, molti degli studi, inoltre, non ha delineare i contributi relativi sub-aree del NAC (core e shell), AMY (basolaterale e centro-cortico-mediale) e mPFC (prelimbic e infralimbica) che potrebbero potenzialmente essere esaminata dal vantaggio di eccellenti, risoluzione di una singola cellula spaziale c-Fos mappatura 68. Il nostro laboratorio ha recentemente usato 69 attivazione di c-fos e alterazioni misurate simultaneamente nella via VTA DA e la sua prozone di iniezione (NAC, Amy e mPFC) dopo romanzo ingestione di grassi e zuccheri nei ratti. Il presente studio descrive le fasi procedurali e metodologici per analizzare simultaneamente se l'esposizione acuta a sei diverse soluzioni (olio di mais, glucosio, fruttosio, saccarina, acqua e un controllo emulsione di grasso) sarebbe differenziale attivare FLI in sotto-aree del NAC, AMY, mPFC nonché striato dorsale. Questa rilevazione simultanea di differenze ha permesso la conferma degli effetti significativi sulla FLI in ciascun sito e decidere se sia i cambiamenti in un determinato sito correlato con cambiamenti di siti correlati, fornendo in tal modo il supporto per una rete cerebrale distribuita 24-27. Queste procedure collaudate se il VTA, il prelimbic e infralimbica mPFC, il nucleo e guscio della NAC, e la AMY basolaterale e centrale-cortico-mediale), così come striato dorsale visualizzerebbe coordinato e l'attivazione FLI simultanea dopo orale, l'assunzione incondizionato di glucosio (8%), fruttosio (8%), olio di mais (3,5%) e le soluzioni saccarina (0,2%).
Protocol
Representative Results
Discussion
L'obiettivo dello studio era quello di determinare se la fonte (VTA) e gli obiettivi di proiezione prosencefalo (NAC, Amy, mPFC) di DA neuroni ricompensa legati sono stati attivati contemporaneamente dopo romanzo ingestione di grassi e zuccheri nei ratti con la tecnica del cellulare, c-fos . Il presente studio è una descrizione dettagliata dei protocolli di uno studio pubblicato in precedenza 69. E 'stato ipotizzato che il VTA, i suoi principali zone di proiezione al prelimbic e infralimbica mP…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Grazie a Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson e Theologia Karagiorgis per il loro duro lavoro su questo progetto.
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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