Détection simultanée de c-Fos Activation de Sites de récompense dopaminergique mésolimbique et mésocortical Après Naive sucre et de graisse Ingestion chez le rat
Summary
Le but de cette étude est d'identifier les réseaux cérébraux distribués liés à la récompense en délimitant une technique immunohistochimique fiable en utilisant l'activation de c-fos cellulaire pour mesurer les changements simultanés dans les voies de la dopamine et sites terminaux après nouvelle ingestion de gras et de sucre chez les rats.
Abstract
Cette étude utilise l'activation de c-fos cellulaire pour évaluer les effets de l'ingestion de nouvelles graisses et de sucre sur le cerveau de la dopamine (DA) voies chez les rats. Apports de sucres et de graisses sont médiés par leurs attractions innées ainsi que les préférences apprises. dopamine du cerveau, en particulier méso-limbique et projections méso-corticale de l'aire tegmentale ventrale (VTA), a été impliqué dans ces deux réponses désappris et apprises. Le concept de réseaux cérébraux distribués, dans lequel plusieurs sites et systèmes émetteurs / peptides interagissent, a été proposé à la médiation apport alimentaire acceptable, mais il y a peu de preuves démontrant empiriquement ces actions. Ainsi, la consommation de sucre provoque immunoréactivité DA libération et augmente c-fos-like (FLI) à partir de chaque zones de projection VTA DA, y compris le noyau accumbens (NAC), amygdale (AMY) et médiale cortex préfrontal (CPFm), ainsi que le striatum dorsal. En outre, l'administration centrale des antagonistes sélectifs des récepteurs de DA dans ces sitess différentiellement réduire l'acquisition et l'expression des préférences gustatives conditionnées provoquées par des sucres ou de graisses. Une approche permettant de déterminer si ces sites ont interagi en tant que réseau de cerveau distribué en réponse à sucre ou la consommation de graisses serait simultanée évaluer si le VTA et ses principales zones de projection mesotelencephalic de DA (prélimbique et infralimbic CPFm, noyau et l'enveloppe du NAc, basolatéral et le centre-cortico-médial AMY), ainsi que le striatum dorsal afficherait coordonné et activation FLI simultanée après orale, l'apport inconditionnée d'huile de maïs (3,5%), le glucose (8%), le fructose (8%) et la saccharine (0,2 %) solutions. Cette approche est une première étape réussie dans l'identification de la possibilité d'utiliser l'activation de c-fos cellulaire simultanément sur les sites du cerveau pertinents pour étudier l'apprentissage récompense liée à l'ingestion d'aliments agréables au goût chez les rongeurs.
Introduction
Cerveau dopamine (DA) a été impliquée dans les réponses centrales à la consommation de sucres par un goût agréable proposé hédonique 1,2, 3 et l' habitude à base de 4,5 mécanismes d'action liée à l' effort. La voie DA primaire impliquée dans ces effets provient de l'aire tegmentale ventrale (VTA), et les projets vers le noyau accumbens de noyau (NAC) et la coquille, l'amygdale basolatérale et du centre-cortico-médial (AMY), et le prélimbique et médial infralimbic cortex préfrontal (CPFm) (voir les commentaires 6,7). Le VTA a été impliquée dans la prise de saccharose 8,9, et la libération de DA est observé la consommation de sucre suivant dans le NAC 10-15, AMY 16,17 et CPFm 18-20. La grosse prise stimule également DA NAC release 21, et un autre DA riche zone de projection du striatum dorsal (caudé-putamen) a également été associée à DA médiée alimentation 22,23. Kelley 24-27 a proposé que ces projets multipleszones d'ions de ce système DA médiée formé un réseau intégré et interactif cerveau distribués par le biais d' interconnexions étendues et intimes 28-34.
En plus de la capacité de DA D1 et D2 antagonistes des récepteurs pour réduire la consommation de sucres et de matières grasses 35-37 38-40, la signalisation DA a également été impliquée dans la médiation de la capacité des sucres et des graisses pour produire des préférences gustatives conditionnées (PCP) 41- 46. Microinjections d'un antagoniste des récepteurs de DA D1 dans le NAC, AMY ou CPFm 47-49 éliminent l' acquisition de la PCP induite par le glucose intragastrique. Considérant que microinjections de DA soit D1 ou D2 antagonistes des récepteurs dans le CPFm élimine l' acquisition de fructose-PCP 50, l'acquisition et l' expression de fructose-PCP sont différentiellement bloqués par les antagonistes de DA dans le CNA et AMY 51,52.
La technique 53,54 c-fos a été employée pour étudier activatio neuronaln induite par une consommation acceptable et de l'activation neuronale. Le terme «activation de c-fos" sera utilisé tout au long du manuscrit, et est défini sur le plan opérationnel par une augmentation de la transcription de c-Fos pendant la dépolarisation neuronale. L' apport de sucrose a augmenté fos-like immunoréactivité (FLI) dans le noyau de AMY central, le VTA ainsi que la coque, mais pas de base, du CNA 55-57. Alors que la consommation de saccharose chez les rats sham-alimentation a augmenté de manière significative FLI dans le AMY et le CNA, mais pas le VTA 58, saccharose ou glucose infusions intragastrique ont augmenté de manière significative FLI dans le CNA et les noyaux centraux et basolatéral de la AMY 59,60. Addition répétée de saccharose à l' accès chow prévu a augmenté FLI dans le CPFm ainsi que la coque du CNA et le noyau 61. Un paradigme concentration de rétrogradage sucrose a révélé que les plus grands FLI augmentations se sont produites dans la AMY basolatérale et NAC, mais pas le VTA 62. Après conditionnement, extinction de rewa naturelle liée au sucrerd comportements ont augmenté FLI dans le AMY basolatéral et le CNA 63. En outre, l' appariement la disponibilité du sucre à un ton abouti à la tonalité augmentant ensuite les niveaux FLI dans le AMY basolatérale 64. Un apport élevé en matières grasses a également augmenté FLI dans les sites du CNA et MPFC 65-67.
La plupart des études citées précédemment examiné le sucre et les effets de graisse sur l' activation de c-fos dans des sites uniques qui ne fournissent pas d' informations sur l' identification des réseaux cérébraux distribués liés récompense-24-27. En outre, la plupart des études ont également ne pas délimiter les contributions relatives des sous-régions du CNA (noyau et l'enveloppe), AMY (basolatérale et central-cortico-médial) et CPFm (prélimbique et infralimbic) qui pourraient être examinées par le avantage d'excellent, seule cellule de résolution spatiale dans c-Fos cartographie 68. Notre laboratoire 69 a récemment utilisé l' activation de c-fos et les modifications mesurées simultanément dans la voie VTA DA et son proprojec- zones (NAC, AMY et MPFC) après nouvelle ingestion de graisses et de sucres chez le rat. La présente étude décrit les étapes procédurales et méthodologiques pour analyser simultanément si l'exposition aiguë à six solutions différentes (huile de maïs, le glucose, le fructose, la saccharine, l'eau et un contrôle d'émulsion de graisse) serait différentiellement activer FLI dans les sous-régions du CNA, AMY, CPFm ainsi que le striatum dorsal. Cette détection simultanée des différences a permis la confirmation des effets significatifs sur FLI dans chaque site et déterminer si les changements dans un site particulier en corrélation avec les changements dans les sites connexes, fournissant ainsi un soutien pour un réseau de cerveau distribué 24-27. Ces procédures testées si le VTA, le prélimbique et infralimbic CPFm, le noyau et l'enveloppe du CNA, et AMY basolatéral et le centre-cortico-médial), ainsi que le striatum dorsal afficherait coordonné et activation FLI simultanée après orale, l'apport inconditionnée de glucose (8%), le fructose (8%), huile de maïs (3,5%) et de la saccharine (0,2%), des solutions.
Protocol
Representative Results
Discussion
Le but de l'étude était de déterminer si la source (VTA) et des objectifs de projection de prosencéphale (NAC, AMY, CPFm) des neurones liés à la récompense-DA ont été simultanément activées après nouvelle ingestion de gras et de sucre chez les rats en utilisant la technique de c-fos cellulaire . La présente étude est une description détaillée des protocoles d'une étude publiée précédemment 69. Il a émis l' hypothèse que l'ADV, ses principales zones de projection à l'…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Merci à Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson et Theologia Karagiorgis pour leur travail acharné sur ce projet.
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 | ||
Referências
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