ضعف باسل جانجليا يسهم في عدم النشاط البدني في السمنة (2016)

متاحة على الانترنت 29 2016 ديسمبر

الصفقات المميزة

• ترتبط السمنة بعدم النشاط البدني

• اﻟﻔﺋران اﻟﺑدﻧﯾﺔ ﻟدﯾﮭﺎ ﺟزء أﻗل ﻣن ﻣواد اﻟﺗﺛﺑﯾت D2R ، واﻟﺗﻲ ﻗد ﺗﻔﺳر ﻋدم ﻗدرﺗﮭﺎ

• استعادة G._i الإشارات في iMSNs ينقذ مستويات النشاط البدني من الفئران السمينة

• عدم النشاط البدني هو نتيجة أكثر من سبب زيادة الوزن

نبذة عامة

ترتبط السمنة بعدم النشاط البدني ، مما يؤدي إلى تفاقم العواقب الصحية لزيادة الوزن. ومع ذلك ، فإن الآليات التي تتوسط هذه العلاقة غير معروفة. افترضنا أن العجز في إشارات الدوبامين يساهم في عدم النشاط البدني في السمنة. وللتحقق من ذلك ، قمنا بتحديد جوانب متعددة من إشارات الدوبامين في الفئران النحيلة والسمنة. لقد وجدنا أن مستقبلات D2-type (D2R) ملزمة في المخطط ، ولكن ليس بمستويات مستقبلات D1 أو مستويات الدوبامين ، تم تخفيضها في الفئران السمينة. كانت إزالة D2Rs وراثيا من الخلايا العصبية الشوكية المتوسطة النسيجية كافية للحد من النشاط الحركي في الفئران الخالية من الدهون ، في حين استعادة G_i زيادة الإشارات في هذه الخلايا العصبية النشاط في الفئران السمينة. من المستغرب ، على الرغم من أن الفئران مع D2Rs منخفضة كانت أقل نشاطا ، إلا أنها لم تكن أكثر عرضة لزيادة الوزن الناجم عن النظام الغذائي من الفئران السيطرة. نخلص إلى أن العجز في إشارات D2R مخطط الجسم تسهم في عدم النشاط البدني في السمنة ، ولكن الخمول هو نتيجة أكثر من سبب السمنة.

ملخص رسومي

خيارات الشكل

الكلمات الرئيسية

بدانة؛
الدوبامين.
نشاط بدني
ممارسه الرياضه؛
D2.
المخطط.
السمنة.
فقدان الوزن

المُقدّمة

ترتبط السمنة بعدم النشاط البدني (Brownson et al.، 2005 و Ekkekakis et al.، 2016) ، مما يضاعف الآثار الصحية السلبية لمرض السكري من النوع الثاني وأمراض القلب والأوعية الدموية (de Rezende et al.، 2014 و شارما وآخرون ، 2015). لا تعرف الآليات التي تكمن وراء هذه العلاقة ، وهي حقيقة تنعكس في عدم وجود تدخلات فعالة لتغيير مستويات النشاط البدني لدى الأشخاص المصابين بالبدانة (Ekkekakis et al.، 2016). ومن المثير للاهتمام أن السمنة ارتبطت بالتغييرات في إشارة الدوبامين المخطط لها (DA) ، مما أدى إلى فرضيات خلل في المكافأة في السمنة (Blum et al.، 2011, كيني ، 2011 و Volkow و Wise ، 2005). على الرغم من ارتباط DA الجسدي بقوة بالإنتاج الحركي ، إلا أن القليل من الدراسات قد بحثت في كيفية تأثير التغييرات الدوبامينية التي يسببها النظام الغذائي على عدم النشاط البدني. نحن نفترض أن إشارات DA الجسدية في الجسم تعاني من ضعف في السمنة وأن هذا يساهم في عدم النشاط البدني. قد يؤدي فهم الأسباب البيولوجية لعدم النشاط البدني إلى تدخلات فعالة لزيادة النشاط ، وبالتالي تحسين الصحة ، لدى الأشخاص المصابين بالبدانة.

ينطوي DA Striatal بشكل حاسم في التحكم في المحرك. هذا واضح في الاضطرابات الحركية مثل مرض باركنسون ، والذي يتميز بوفاة الخلايا العصبية الدوبامينية في الدماغ المتوسط وما ينتج عنها من فقدان DA (Hornykiewicz ، 2010). تُعرَف المجموعتان من الخلايا العصبية الإسقاطية المخططة المشكّلة بواسطة DA بأنها الخلايا العصبية الشوكية المتوسطة المباشرة وغير المباشرة (dMSNs و iMSNs) (الكسندر وركوشيه ، 1990, ديلونج ، 1990 و غيرفين وآخرون ، 1990). DMSNs التعبير عن G._sمستقبلات D1 (D1R) ، والمشروع إلى المادة الصمغية والجزء الداخلي من الشعاب المصغرة ، في حين أن iMSNs تعبر عن G_i-مقترنة D2R والمشروع إلى الجزء الخارجي من الكرة الذهبية (GPe) (غيرفين وآخرون ، 1990, Le Moine and Bloch، 1995 و ليفي وآخرون ، 1993). الاستبعاد الوراثي ل D2Rs من iMSNs ، أو التحفيز optogenetic من iMSNs ، كافية للحد من الحركة (كرافيتز وآخرون ، 2010 و Lemos et al. ، 2016). بناء على الروابط بين خلل D2R والسمنة ، افترضنا أن الحيوانات السمينة قد غيرت مخرجات iMSN ، مما أدى إلى عدم النشاط البدني.

هنا ، درسنا جوانب متعددة من إشارات DA في الفئران السمينة الناجم عن الحمية الغذائية والوجبات الخفيفة. تم تخفيض الربط D2R في الفئران السمينة ، في حين ظلت D1R مستويات DA ملزمة وخارج الخلية دون تغيير. كما أظهرت الفئران البدينة اضطرابات في إطلاق النار في المختبر وخفض الحركة. أدى التخلُّص الوراثي من D2Rs من iMSNs إلى انخفاض النشاط في الفئران الخالية من الدهون ، في حين استعاد G_i الإشارات في iMSNs زيادة النشاط في الفئران السمينة. تثبت هذه النتائج أن تشوير D2R في iMSNs يمكنه تعديل النشاط البدني ثنائي الاتجاه. ثم سألنا عما إذا كانت الفئران ذات إشارات D2R منخفضة أكثر عرضة لزيادة الوزن على نظام غذائي عالي الدهون ، بسبب انخفاض نشاطها. للقيام بذلك ، درسنا زيادة الوزن فيما يتعلق بالتغيرات الطبيعية في الربط بين D2R بين الفئران ، وكذلك في الفئران مع القضاء الجيني للمثبطات D2Rs. على الرغم من انخفاض مستويات النشاط البدني لدى الفئران ذات المستويات المنخفضة من D2R ، إلا أنها اكتسبت وزنها بنفس معدل الفئران التي لم تتأثر بها D2R. هذا يجادل ضد علاقة سببية قوية بين النشاط البدني وزيادة الوزن. نخلص إلى أن ضعف في إشارات D2R تسهم في عدم النشاط البدني في السمنة ولكن هذا الخمول لا يؤدي بالضرورة إلى زيادة الوزن.

النتائج

كان السمنة التي يسببها النظام الغذائي مرتبطًا بعدم النشاط البدني

تم تغذية ذكور الفئران C57BL6 / J (3-4 أشهر) إما بالطعام القياسي (العجاف ، n = 8) أو النظام الغذائي عالي الدهون (السمنة ، n = 8) لمدة 18 أسبوعًا (الشكل S1أ). بداية من الأسبوع 2 واستمر حتى الأسبوع 18 ، كان لدى الفئران البدينة وزن وكتلة دهنية أعلى بكثير من الفئران الخالية من الدهون (p <0.0001 ؛ أرقام شنومكسأ و S1ب). لم يتم تغيير كتلة العجاف بشكل ملحوظ (الشكل S1ج). قمنا بقياس مستويات النشاط في حقل مفتوح كل أسبوعين لمدة 2 أسبوعًا (Ethovision ؛ Noldus Information Technologies). كان لدى الفئران البدينة نشاط أقل من الفئران الخالية من الدهون بدءًا من الأسبوع 18 وتستمر حتى الأسبوع 4 (p <18 ؛ أرقام شنومكسب و 1 ج). في الأسبوع 18 ، أمضت الفئران البدينة وقتًا أقل في الحركة (p = 0.005) ، وكانت حركاتها أقل (p = 0.0003) ، وكانت سرعاتها أبطأ أثناء الحركة (p = 0.0002 ؛ شكل 1د) نسبة إلى الفئران العجاف. لم يتم تغيير التزيين والحلاقة بشكل ملحوظ (شكل 1د). ركضت الفئران البدينة أيضًا أقل من الفئران الخالية من الدهون عند السماح لها بالوصول إلى عجلات تشغيل قفص المنزل (p = 0.0005 ؛ شكل 1E). اختبرنا ما إذا كان عجز الحركة يرتبط بزيادة الوزن في المجموعة السامة. على الرغم من أن زيادة الوزن كانت مرتبطة مع السعرات الحرارية من اتباع نظام غذائي غني بالدهون (شكل 1F) ، لم يكن مرتبطًا بمستويات الحركة في حقل مفتوح أو مع الطاقة المنفقة خلال فترة النظام الغذائي عالية الدهون (أرقام شنومكسG و 1H). ومن المثير للاهتمام ، أن هذه الارتباطات نفسها عقدت عندما درسنا تناول الطعام في الأسبوع الأول من التجربة (أرقام شنومكسI-1K ، مما يشير إلى أن المستويات الأولية من تناول الحمية عالية الدهون (ولكن ليس الحركة أو الإنفاق على الطاقة) كانت تنبئ بزيادة الوزن في وقت لاحق.

شكل 1.

النظام الغذائي المزمن عالي الدهون أدى إلى عدم النشاط البدني

(A) الفئران تغذي نظام غذائي غني بالدهون وزنه أكثر من الفئران تغذية القياسية ابتداء من أسبوع 2 والاستمرار في الأسبوع 18 (F_(18,252) = 62.43 ، ف <0.0001).

(B و C) (B) مثال على مسارات نشاط الحقل المفتوح التي تبين أن (C) السمنة قد خفضت النشاط البدني مقارنة مع الفئران الخالية بداية من الأسبوع 4 وتستمر حتى الأسبوع 18 (F)_(10,140) = 4.83 ، ف <0.0001).

(د) بعد 18 أسبوعًا من اتباع نظام غذائي غني بالدهون ، قللت الفئران البدينة من الوقت الذي تقضيه في الحركة (t₍₁₄₎ = 3.32 ، p = 0.005) ، انخفاض وتيرة الحركة (t₍₁₄₎ = 4.74 ، p = 0.0003) ، وانخفاض السرعة أثناء الحركة (t₍₁₄₎ = 4.69، p = 0.0002) نسبة إلى الضوابط العجاف. أظهرت الفئران البدينة أيضًا اتجاهًا نحو تناقص التربية (P = 0.07).

(E) عندما أعطى الوصول إلى عجلة تشغيل في القفص المنزل ، كان الفئران السمينة بدورات أقل مقارنة مع الفئران العجاف (ر₍₁₄₎ = 4.55 ، ص = 0.0005).

(F - H) شكل اكتساب الوزن الإجمالي ارتباطًا معنويًا مع (F) مدخول الطاقة على مدار التجربة (r = 0.74 ، p = 0.04) ، ولكن ليس (G) إنفاق الطاقة (r = 0.52 ، p = 0.19) ولا (H) سرعة المجال المفتوح (r = 0.19 ، p = 0.65).

(I-K) شكل إجمالي اكتساب الوزن ارتباطًا معنويًا مع (I) متوسط استهلاك الطاقة خلال الأسبوع الأول (r = 0.88 ، p = 0.004) ، ولكن ليس (J) إنفاق الطاقة (r = −0.19 ، p = 0.66) ، ولا (K) سرعة المجال المفتوح (r = 0.36 ، p = 0.38).

تحليل احصائي. (A و C) تدابير متكررة في اتجاهين ANOVA تليها اختبار بعد انتهاء مع معدل اكتشاف زائف بينجامينى - Hochberg. (D و E) اختبار الطالب غير المؤهل ؛ (F – H) الانحدار الخطي ؛ ^*ف <0.05 ، ^**ف <0.01 ، ^***p <0.0001 مقابل العجاف. (I-K) الانحدار الخطي ؛ ^***p <0.001 مقابل الفئران الخالية من الدهون.

خيارات الشكل

كانت السمنة مرتبطة بالتخفيضات في Dopamine D2R Binding

لتحديد الآليات الكامنة وراء عدم النشاط البدني ، قمنا بتحديد جوانب متعددة من إشارات DA في الفئران النحيلة والسمنة. بما يتفق مع التقارير السابقة في القوارض ، تشبه مستقبلات D2R مثل (عن طريق autoradiography مع ³كان H-spiperone ، الذي يُطلق عليه من الآن فصاعدًا ارتباط D2R) أقل في الفئران البدينة مقارنة بالفئران الخالية من الدهون (p <0.0001 ؛ أرقام شنومكسA و 2 B) ، وهو اكتشاف كان مهمًا في جميع التقسيمات الفرعية الثلاثة (الظهرية: p = 0.004 ؛ الظهر الوحشي: p <0.0001 ؛ البطني: p <0.001 ؛ أرقام S2A و S2B). ومع ذلك ، لم يكن ارتباط D2R مرتبطًا بدهن الجسم في المجموعة الخالية من الدهون أو السمنة (p> 0.55 لكليهما ؛ شكل 2C) ، مما يشير إلى أنه على الرغم من أن كل من تخزين D2R للتخزين والدهون يتم تعديله من خلال نظام غذائي مزمن عالي الدهون ، فإن هذه المتغيرات قد لا تكون ذات صلة سببية ببعضها البعض.

شكل 2.

الدهون عالية الدايت اختلال الحافز الدوبامين D2R ملزم

(أ) صور من مخطط D2R ملزمة كما تقاس عبر ³H-spiperone autoradiography.

(ب) تم خفض ملزمة D2R ملساء في السمنة بالنسبة إلى الفئران العجاف (ر₍₂₅₎ = 5.02 ، ف <0.0001).

(C) لم يكن ارتباط Striatal D2R مرتبطًا بنسبة الدهون في الجسم في الفئران النحيلة (p = 0.95) أو الفئران البدينة (p = 0.56).

(D – F) (D) ملزمة D1R ملزمة (ر₍₂₄₎ = 1.31 ، p = 0.20) ، (E) إجمالي محتوى الدوبامين (DA ؛ ر₍₁₃₎ = 0.85 ، p = 0.41) ، وكثافة (F) هيدروكسيلاز التيروزين (TH) (t₍₁₄₎ = 0.48، p = 0.64) لم تكن مختلفة بين مجموعات النظام الغذائي.

تحليل احصائي. يعني مع الفئران الفردية. n = 8–19 فأر / مجموعة ؛ اختبار الطالب t (B و D-F) أو الانحدار الخطي (C) ؛ ^*ف <0.01.

خيارات الشكل

حاولنا تحديد الآلية الكامنة وراء الحد من السمنة في تجليد D2R. للقيام بذلك ، بحثنا عن الاختلافات في Drd2 مرنا (عن طريق التهجين في الموقع) ووجد أنه لم يتغير في جميع التقسيمات الفرعية الثلاثة (الظهرية: p = 0.92 ؛ الظهرية: p = 0.90 ؛ البطني: p = 0.34 ؛ الشكل S2ج). أجرينا لطخات غربية لتحديد إجمالي مستويات بروتين D2R ولم نلاحظ أي تغيير في نطاقات 50 أو 70 كيلو دالتون ، التي يُعتقد أنها تمثل حالات ارتباط بالجليكوزيل المختلفة لـ D2R (كلاهما p> 0.95 ، أرقام S2D و S2E) (جونسون وكيني ، 2010). أخيرا ، قمنا بتقييم علامات الخلل الأيضي في الفئران العجاف والسمنة لمعرفة ما إذا كانت قد تتعلق انخفاض في D2Rs كما ذكر سابقا (Dunn et al.، 2012). كان لدى الفئران البدينة نسبة عالية من الكوليسترول أثناء الصيام (p <0.0001) ، واللبتين (p <0.0001) ، والجلوكوز (p = 0.0002) ، والأنسولين (p = 0.001) ، وتقييم نموذج الاستتباب القائم على المقاومة (HOMA-IR) (P <0.001) ، ولكن ليس الدهون الثلاثية أو الأحماض الدهنية الحرة (أرقام S1D-S1J). ومع ذلك ، لا يرتبط أي من هذه العوامل بربط D2R في الفئران السمينة (لا تظهر البيانات).

تشبه D1R مثل (عن طريق autoradiography مع ³H-SCH23390 ، الذي يُطلق عليه من الآن فصاعدًا ارتباط D1R) لم يختلف بين الفئران البدينة والفئران الخالية من الدهون (p = 0.20 ؛ شكل 2د). لم تكن هناك أيضًا اختلافات في محتوى DA المميت ، الذي تم قياسه عن طريق تحليل كروماتوجرافي سائل عالي الأداء (HPLC) لكمات الأنسجة القاتلة (P = 0.41 ؛ شكل 2E) ، أو وسم التيروزين هيدروكسيلاز المناعي (ع = 0.64 ؛ شكل 2F). في ضوء تقارير متعددة من الاختلافات في DA القاعدية في الفئران السمينةCarlin et al.، 2013, Davis et al. ، 2008, Vucetic وآخرون ، 2012 و وانج وآخرون ، 2014) ، استكشفنا هذه النقطة بشكل أكبر باستخدام غسيل مجهري بدون تدفق صافي (الفئران الجديدة ، n = 6 لكل مجموعة). لاحظنا مرة أخرى عدم وجود فروق في DA خارج الخلية (ع = 0.99) أو أي من المستقلبين ، حمض 3,4،0.85-ثنائي هيدروكسي فينيل أسيتيك (DOPAC) (ع = 0.68) وحمض الهوموفانيليك (HVA) (ع = XNUMX ، الشكل S3) ، مع هذه الطريقة ، مشيرا إلى أن السمنة لم ترتبط مع انخفاض في نغمة DA خارج الخلية في هذه التجارب.

تم تعطيل اطلاق النار ذات الصلة الحركة في الفئران البدينة

لقد أجرينا في الفيزيولوجيا الكهربية في الجسم الحي لفحص كيف أن انخفاض ارتباط D2R الخطي قد يغير ناتج الخلايا العصبية القاتلة ، وبالتالي يساهم في تقليل الحركة. سجلنا من المخطط الظهري للفئران النحيلة والسمنة (ن = 3 فئران لكل مجموعة ، علم الأنسجة في شكل 3F). على الرغم من أن الفئران البدينة تحركت بشكل عام أقل ، فإن سرعة الحركات المنفذة لم تختلف بين هذه المجموعات (p = 0.55 ؛ شكل 3أ) ، مما يسمح لنا بمقارنة إطلاق النار المرتبط بالحركة بين الفئران النحيلة والسمنة. لم تختلف معدلات الارتفاع القاعدية متعددة الوحدات بين الفئران الخالية من الدهون والسمنة (النحافة ، 2.1 ± 0.4 هرتز ؛ السمنة ، 2.0 ± 0.7 هرتز ؛ ع = 0.93). ومع ذلك ، فإن انتشار الوحدات التي يتم تنشيطها بالحركة (شكل 3B) كان أقل بشكل ملحوظ في الفئران البدينة (P <0.0001 ؛ شكل 3ج). لم يعتمد ذلك على تعريفنا الإحصائي للوحدات "التي يتم تنشيطها بالحركة" ، حيث لاحظنا أيضًا انخفاض الارتفاع حول الحركات في متوسط الاستجابة لجميع الوحدات المسجلة في الفئران البدينة مقابل الفئران الخالية من الدهون (التفاعل بواسطة ANOVA ، p <0.0002 ؛ أرقام شنومكسD و 3E). نستنتج أن إجمالي معدل التشويك في المخطط لم يختلف ، ولكن تم تعطيل تنظيم المسامير حول الحركة في الفئران السمينة.

شكل 3.

تم تعطيل إطلاق النار ذات الصلة الحركة في Striatum في الفئران البدينة

(أ) كانت لحركة الحركة سرعة مماثلة في الفئران النحيلة والسمنة.

(ب) أمثلة على اطلاق النار تنشيط واستجابة غير مستجيب في الخلايا العصبية المخطط.

(د) متوسط اطلاق النار ذات الصلة لجميع الخلايا العصبية المسجلة.

(E) وكان اطلاق النار ذات الصلة أقل بكثير بعد التعرض للحمية (النظام الغذائي × تفاعل الحركة ، F_(1,171) = 14.77 ، ف <0.0002).

(F) تخطيطي (مقتبس من فرانكلين و Paxinos ، 1997) توضيح وضع مجموعة قطب كهربائي في فئران التسجيل الهزيلة والسمنة (ن = 3 لكل منهما).

تحليل احصائي. (C) اختبار فيشر الدقيق. (D و E) إجراءات متكررة ثنائية الاتجاه ANOVA.

خيارات الشكل

تثبيط مخرجات نشاط مخرجات IMSN في الفئران السمينة

لاختبار ما إذا كان تقليل مخرجات iMSNs يمكن أن يزيد من الحركة في الفئران السمينة ، استخدمنا استراتيجية تعتمد على CR-recombinase (Cre) للتعبير عن تثبيط G_iمستقبلة مستقبلات كابا أفيونيد المشبعة المعدلة بشكل خاص والمفعمة بمعرفة العقاقير المصممة (KOR-DREADD) في iMSNs من الفئران السمينةشكل 4ا). على الرغم من أن الفأرة الأدينوزين 2A-receptor Cre (A2A-Cre) قد تم التحقق منها من قبل مع immunostaining لإثبات أن تعبير Cre هو خاص بـ iMSNs المخطط للجسمCui وآخرون ، 2013 و Lemos et al. ، 2016) ، أجرينا عملية تحقق إضافية لهذا الخط باستخدام تهجين مزدوج الفلوريسنت في الموقع. تقريبًا جميع الخلايا العصبية (98.7٪ ± 0.6٪ من 1,301 خلية عصبية معدودة) عبرت عن كليهما لجنة المساواة العرقية و Drd2 mRNA ، في حين أعرب عدد قليل جدًا (1.3٪ ± 0.6٪) عن أي منهما لجنة المساواة العرقية or Drd2 مرنا ، ولكن ليس على حد سواء ، مؤكدا أن خط A2A-Cre يستهدف بأمان iMSNs ( الشكل S4).

شكل 4.

DREADD-Mediated تثبيط من iMSNs استعادة النشاط البدني في الفئران السمينة

(أ) صورة من التعبير KOR-DREADD ، والتخطيطي (مقتبس من فرانكلين و Paxinos ، 1997) توضيح مواقع الحقن الفيروسية لجميع KOR-DREADD في فئران A2A-Cre ؛ يشير العتامة إلى عدد الفئران التي تعبر عن فيروس في موقع معين.

(ب) انتقلت الفئران البدينة أكثر عند حقنه مع SalB مقارنة DMSO (ر₍₇₎ = 3.056 ، ص = 0.02).

(C – G) بعد إعطاء SalB ، أظهرت الفئران السمينة تغيرات غير معنوية في (C) تردد الحركات ، (D) متوسط مدة الحركة ، (E) سرعة الحركة ، بالنسبة إلى DMSO عند إعطاءها. (F) زيادة إدارة Sal-B وتردد تربية (ر₍₇₎ = 3.116 ، p = 0.02) ، لكن (G) لم تغير بشكل كبير وتيرة الاستمالة.

(ح) انتقلت الفئران العجاف أكثر عندما يحقن مع SalB مقارنة DMSO (ر₍₉₎ = 3.3 ، ص = 0.01).

(I) لم يؤثر SalB على الحركة في الفئران من النوع البري التي لم تعبر عن KOR-DREADD (ع = 0.77).

تحليل احصائي. (B – I) اختبارات الطالب المزدوجة ؛ يعني مع الفئران الفردية. ن = 6-10 فئران / مجموعة.

خيارات الشكل

أدت حقن ناهض KOR-DREADD salvinorin-B (SalB) إلى زيادة المسافة التي قطعتها الفئران البدينة معبرة عن KOR-DREADD (ع = 0.02 ؛ شكل 4ب). كما زاد SalB من وتيرة التربية (p = 0.02 ؛ شكل 4F) وتسبب في اتجاه نحو زيادة في التردد (ر₍₇₎ = 1.64 ، p = 0.12) ، ولكن ليس مدة أو سرعة الحركة (أرقام شنومكسC – 4E). كما أدت حقن SalB إلى زيادة الحركة في الفئران الخالية من الدهون (p = 0.01 ؛ شكل 4H) ، ولكن ليس في الفئران من النوع البري التي لا تعبر عن KOR-DREADD (ع = 0.73 ؛ شكل 4أنا). نخلص إلى أن الحد من إخراج iMSNs يكفي لزيادة مستويات الحركة لكل من الحيوانات الخالية من الدهون والبدانة.

انخفاض مستويات D2R لا Predispose الحيوانات إلى زيادة الوزن في المستقبل

أخيرًا ، فحصنا ما إذا كانت الاختلافات الموجودة مسبقًا في إشارات D2R قد تؤهب الفئران الفردية للسمنة الناجمة عن النظام الغذائي. لمعالجة هذا السؤال ، قمنا بإجراء التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الجزئي (Micro-PET) مع ¹⁸F-fallypride لتحديد توافر خط الأساس D2R قبل التعرض لمواد غذائية عالية الدهون (شكل 5ا). لاحظنا وجود مستوى عال من التباين في إمكانات الربط بين D2R بين الفئران ، كما أظهرها آخرون (Constantinescu et al.، 2011). كانت الفروق الفردية في توافر D2R مرتبطة بشكل إيجابي بالحركة في الحقل المفتوح (p = 0.045 ؛ شكل 5ب) ، بما يتفق مع دور D2Rs في الحركة. بعد فحص التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني الدقيق ، تم الحفاظ على الحيوانات على نظام غذائي عالي الدهون لمدة 18 أسبوعًا ، لاختبار ما إذا كانت الفئران ذات نسبة D2R منخفضة أكثر عرضة لزيادة الوزن بسبب النظام الغذائي. والمثير للدهشة أننا وجدنا اتجاهًا نحو أ إيجابي العلاقة بين توافر D2R الأولي وزيادة الوزن عبر هذه التجربة (p = 0.10 ؛ شكل 5C). على الرغم من أن هذه العلاقة لم تكن كبيرة ، إلا أنها تناقض الفرضية القائلة بأن انخفاض نسبة D2R أو انخفاض النشاط البدني يجعل الحيوانات أكثر عرضة لزيادة الوزن. كان هذا أيضًا متوافقًا مع النتائج التي توصلنا إليها مفادها أنه لا نشاط الحقل المفتوح الأساسي ، أو نشاط المجال المفتوح عبر التجربة بأكملها ، يرتبط بزيادة الوزن (أرقام شنومكسF-1K).

شكل 5.

BALS D2R Binding Did Not Predict Future Weight Gain

(A) مثال منحنيات D2R توافر PET الصغرى في المخطط والمخيخ باستخدام ¹⁸F-fallypride.

(B و C) (B) احتمال الربط المرتبط بحركة المجال المفتوح القاعدية (r = 0.56 ، p = 0.045) ، و (C) تتجه نحو علاقة إيجابية مع زيادة الوزن التي يسببها النظام الغذائي عالي الدهون (r = 0.50 ، p = 0.10 ، ن = 12-14 فأر).

(د) ممثل D2R autoradiography في الفئران مع D2Rs سليمة (أعلى) و iMSN-Drd2-KO الفئران (القاع).

(E و F) (E) iMSN-Drd2-كانت الفئران -KO انخفاض النشاط البدني في حقل مفتوح (ر₍₈₎ = 2.99 ، p = 0.02) و (F) على عجلات تشغيل القفص المنزلي (ع = 0.01 ، ن = 5-19 فأر / مجموعة).

(G) iMSN-Drd2-KO الفئران و Drd2اكتسبت الضوابط القلوية مثمرة مماثلة كميات من الوزن على اتباع نظام غذائي عالي الدهون (F_(5,70) = 1.417 ، ص = 0.23 ؛ ن = 6-10 فئران / مجموعة).

(H - J) (H) لم يكن هناك فرق كبير في استهلاك الطاقة الطبيعي (p = 0.60) ، (I) إنفاق الطاقة (p = 0.47) ، أو (J) RER (p = 0.17) بين iMSN-D2R-KO ضوابط الفئران و Littermate.

تحليل احصائي. (B و C) الانحدار الخطي ؛ (E، F، and H – J) اختبار الطالب غير المسجل ؛ (G) تدابير متكررة في اتجاهين ANOVA ، ^*ف <0.05.

خيارات الشكل

لمزيد من استكشاف العلاقة بين الاختلافات الموجودة مسبقًا في مستويات النشاط وزيادة الوزن ، استفدنا من نموذج فأر جيني مع حذف مستهدف Drd2 جين من iMSNs (iMSN-Drd2-KO) ولكن الحفاظ على التعبير في أنواع الخلايا الأخرى ( Dobbs et al.، 2016 و Lemos et al. ، 2016). كما ذكرت سابقا ، iMSN-Drd2تحركت الفئران -KO أقل من عناصر التحكم في القمامة في حقل مفتوح (P = 0.02 ؛ شكل 5ه) وعلى عجلات تشغيل قفص المنزل (ع = 0.01 ؛ شكل 5F). تمشيا مع التجارب المذكورة أعلاه ، iMSN-Drd2-لم تكتسب الفئران -KO وزنًا أكبر من ضوابط رملائها عند وضعها على نظام غذائي عالي الدهون (p = 0.23 ؛ شكل 5G). لفحص استخدامهم للطاقة عن كثب ، قمنا بإجراء تجارب قياس الكالوريات غير المباشرة لمقارنة iMSN-Drd2-KO الفئران لضوابط القمامة. لم نكتشف فروقًا ذات دلالة إحصائية في تناول الطاقة (p = 0.60) ، أو إنفاق الطاقة (p = 0.47) ، أو نسبة التبادل التنفسي (RER) (نسبة CO.₂ إنتاج ل O₂ استهلاك [VCO₂/ VO₂] ، p = 0.17) بين الفئران iMSN-Drd2-KO وعناصر التحكم في القمامة الخاصة بهم ، مما يشير إلى أن التخفيضات في حركة الفئران IMSN-Drd2-KO لم تترجم إلى تغييرات في استخدام الطاقة (أرقام شنومكسH-5J). أخيرًا ، استكشفنا المدى الذي يمكن به الحد من التخفيضات الأصغر في مستوى D2R (مثل تلك التي لوحظت في الفئران السمينة) تنظيم الحركة وزيادة الوزن. للقيام بذلك ، استخدمنا خط ماوس ينتج عنه انخفاض 30٪ –40٪ في المخطط Drd2 مرنا (iMSN-Drd2-Het) ( Lemos et al. ، 2016). أظهرت هذه الفئران أيضًا حركة منخفضة ، مما يدل على أن الضربة القاضية الجزئية لـ D2R كافية لإنتاج عجز في المحرك (p = 0.04 ؛ الشكل S5أ). على غرار الفئران iMSN-Drd2-KO ، لم تكن الفئران iMSN-Drd2-het أكثر عرضة لزيادة الوزن التي يسببها النظام الغذائي عالي الدهون (p = 0.89 ؛ الشكل S5ب). نستنتج أن التعديلات في D2Rs مخطط الجسم كافية لتغيير الحركة ، ولكن ليس التوازن في السعرات الحرارية أو وزن الجسم في الفئران.

مناقشة

ترتبط السمنة بعدم النشاط البدني ، والذي يعتقد أنه يساهم في زيادة الوزن. بالإضافة إلى ذلك ، يتم افتراض زيادة السمنة للمساهمة في انخفاض مستويات النشاط لدى الأشخاص المصابين بالبدانة (Ekkekakis و Lind ، 2006 و Westerterp ، 1999) ، على الرغم من صعوبة اختبار هذه الفكرة بشكل مباشر. ومن المثير للاهتمام ، الأشخاص الذين يفقدون الوزن إما من خلال اتباع نظام غذائي (de Boer et al.، 1986, de Groot et al.، 1989, مارتن وآخرون ، 2007 و ريدمان وآخرون ، 2009) أو جراحة لعلاج البدانة (Berglind et al.، 2015, Berglind et al.، 2016, بوند وآخرون ، 2010 و Ramirez-Marrero et al.، 2014) لا تزيد من مستويات نشاطها ، مجادلة ضد وزن السمنة مما يسبب عدم نشاطها. هنا ، قمنا بالتحقيق في الفرضية القائلة بأن السمنة الناجمة عن النظام الغذائي يسبب عدم النشاط البدني عن طريق العجز في انتقال DA المخطط. بالتوافق مع العمل السابق ، وجدنا أن النظام الغذائي المزمن عالي الدهون قلل من ارتباط D2Rهاجنال وآخرون ، 2008, Huang et al. ، 2006, Narayanaswami et al.، 2013, van de Giessen et al.، 2012 و van de Giessen et al.، 2013). لاحظنا أيضا وجود عجز في إطلاق النار ذات الصلة المحرك من الخلايا العصبية المخطط في الفئران السمينة. تثبيط iMSNs مع G._i- انقذت DREADD نشاطًا في الفئران السمينة ، مما يدل على أن الفئران ذات السمنة الزائدة يمكن أن تتحرك بشكل طبيعي عند استعادة ناتج العقد القاعدي. غير أنه من المدهش أن قياسات D2R القاعدية أو النشاط البدني لا يرتبطان بزيادة الوزن ، وهي نقطة لاحظناها في تجارب متعددة. هذا على النقيض من دراسة في الفئران ، والتي قد تعكس الأنواع أو الاختلافات التجريبية (Michaelides et al.، 2012). نستنتج أن التخفيضات في D2Rs والخمول الجسدي اللاحق هي عواقب البدانة ، ولكنها ليست بالضرورة مرتبطة سببيًا بزيادة الوزن في الفئران.

تم تحديد الرابط بين تغيير إشارات D2R والسمنة التي تم تغييرها لأول مرة في البشر وتم تكرارها في البداية من قبل الآخرين (de Weijer et al.، 2011, كيسلر وآخرون ، 2014, Volkow et al.، 2008 و وانج وآخرون ، 2001). ومع ذلك ، فقد دعا العمل الأكثر حداثة هذه النتيجة في السؤال (Caravaggio et al.، 2015, Cosgrove et al.، 2015, Dunn et al.، 2012, Guo et al.، 2014, Karlsson et al.، 2015, Karlsson et al.، 2016, ستيل وآخرون ، 2010 و Tuominen et al.، 2015). على الرغم من الحاجة إلى إجراء المزيد من البحوث لفهم الاختلافات التي لوحظت بين الدراسات السريرية ، إلا أنها قد تعكس التعقيدات الكامنة في الدراسات السريرية والتصوير PET. على سبيل المثال ، يمكن استبدال راكلبروريد ، الرابطة الراديوية المستخدمة في العديد من الدراسات ، بواسطة DA الداخلي ، وبالتالي يمكن أن يتأثر الارتباط بالاختلافات في نغمة DA القاعدية (Horstmann et al.، 2015). بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون العلاقة بين مستويات D2R والسمنة غير خطية ، مثل التغييرات في D2Rs قد تحدث بشكل مختلف في المرضى الذين يعانون من مستويات مختلفة من السمنة (Horstmann et al.، 2015). أخيراً ، عوامل مثل مدة النوم (ويرز وآخرون ، 2016) وتناول الكافيين (Volkow et al.، 2015) يمكن أن تؤثر أيضًا على تجليد D2R ، ولا يتم الإبلاغ عنها أو التحكم فيها في معظم الدراسات السريرية. يمكن تخفيف مصادر التباين هذه في الدراسات على الحيوانات ، التي ترسم صورة متسقة للتخفيضات في mRNA D2R (Mathes وآخرون ، 2010 و تشانغ وآخرون ، 2015) ، البروتين (Adams et al.، 2015 و جونسون وكيني ، 2010) ، وملزمة مستقبلات (هاجنال وآخرون ، 2008, Huang et al. ، 2006, Narayanaswami et al.، 2013, van de Giessen et al.، 2012 و van de Giessen et al.، 2013) في القوارض البدينة. عملنا يمتد هذه المجموعة من الأدب من خلال الإبلاغ عن أن الجوانب الأخرى من إشارات DA تبقى دون تغيير في الفئران السمينة ، حتى تلك التي لديها تخفيضات في D2Rs. بالإضافة إلى ذلك ، وبالنظر إلى خفضنا الملاحظة في ملزمة D2R ³H-spiperone ، ولكن لا تغيير في مجموع البروتين D2R أو Drd2 مرنا ، ونحن نعتقد أن التعديلات على D2R قد تنطوي على تغييرات ما بعد متعدية مثل استيعاب المستقبل. على الرغم من أن بياناتنا تشير إلى أن ربط D2R المُخفَّض كافٍ لتقليل النشاط البدني في السمنة ، إلا أن النشاط الجسدي يتأثر بالعديد من العوامل بما في ذلك علم الوراثة والبيئة ( بومان وآخرون ، 2012). نعتقد أنه من غير المحتمل أن تكون D2Rs هي التغيير العصبي الوحيد المرتبط بعدم النشاط البدني في السمنة. على سبيل المثال ، التغيرات في الهرمونات المتداولة مثل جريلين ، لبتين ، وعمل الأنسولين على الخلايا العصبية الدوبامينية وقد تؤثر على النشاط (موراي وآخرون ، 2014). أخيراً ، على الرغم من أننا لم نلاحظ التغييرات في D1R ، إلا أننا لا نستطيع استبعاد التغيرات في إطلاق الخلايا العصبية للعصبونات المباشرة التي قد تؤثر أيضًا على النشاط البدني.

من غير الواضح ما إذا كان التباين في توافر D2R يهيئ الأفراد لزيادة الوزن. البشر مع Drd2 وقد قللت Taq1A الأليل توافر D2R وزيادة خطر السمنة ( Blum et al.، 1996, كاربنتر وآخرون ، 2013, نوبل وآخرون ، 1991, ستيس وآخرون ، 2008 و Thompson et al.، 1997). بالإضافة إلى ذلك ، اكتسبت الفئران مع الحذف العالمي من D2Rs بسهولة زيادة الوزن على نظام غذائي غني بالدهون ، والذي كان يعزى إلى عدم النشاط البدني (بيلر وآخرون ، 2015). وعلى النقيض من ذلك ، فإن التباين الفردي (الطبيعي أو الوراثي المستحث جينياً) في مخطط D2R يرتبط بمستويات النشاط في دراستنا ، ولكن لا يرتبط أي منهما بزيادة الوزن. كان التمييز الهام في دراستنا أن نموذجنا الجيني قد أزال D2Rs فقط من iMSNs. بالإضافة إلى ذلك ، كشفت قياسات دقيقة لمقدار الطعام ونفقات الطاقة أن معالجة D2R على هذه العصبونات لم تغير توازن الطاقة. على هذا النحو ، قد تكون الدراسات التي توضح الروابط بين وظيفة D2R العالمية وتوازن الطاقة هي مراقبة تأثيرات D2R على أنواع الخلايا الأخرى. تدعم تجاربنا الاستنتاج بأن الخمول البدني هو نتيجة للسمنة ولكن في حد ذاته لا يكفي للتسبب في تغييرات في الوزن.

على الرغم من تزايد الأدلة على أن النشاط البدني يرتبط بالتحسينات في صحة القلب والأوعية الدموية وانخفاض خطر الإصابة بأمراض مزمنة أخرى ، إلا أن النشاط البدني لا يزال منخفضًا لدى الأفراد المصابين بالبدانة (Ekkekakis et al.، 2016). وينعكس عدم وجود تدخلات فعالة لزيادة مستويات النشاط البدني في عدم فهم الآليات الخلوية والجزيئية الكامنة وراء الخمول البدني لدى الأفراد الذين يعانون من السمنة. هنا ، نحن نربط الخمول البدني بالتغيرات في وظيفة العقد القاعدية ، وتوفير تفسير بيولوجي لعدم وجود نشاط بدني لدى الأشخاص المصابين بالبدانة.

إجراءات تجريبية

الموضوعات والحمية

في جميع الدراسات ، تم إيواء الفئران بشكل فردي في ظل ظروف قياسية (دورة فاتحة / مظلمة لمدة 12 ساعة ، 21-22 درجة مئوية) ، مع إمكانية الوصول إلى الطعام والماء. تم تزويد الفئران إما بنظام غذائي قياسي للطعام (5001 حمية للقوارض ؛ 3.00 سعرة حرارية / جم مع 29٪ طاقة مشتقة من البروتين ، و 13٪ من الدهون ، و 56٪ من الكربوهيدرات ؛ LabDiet) أو نظام غذائي عالي الدهون (D12492 ؛ 5.24 كيلو كالوري / جم مع 20٪ طاقة مشتقة من البروتين ، 60٪ دهون ، 20٪ كربوهيدرات ؛ حمية بحثية). تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقًا للمبادئ التوجيهية الصادرة عن لجنة رعاية واستخدام الحيوان التابعة للمعهد الوطني للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى.

الجين الشرطي المعدلة وراثياً iMSN-Drd2-تم إنشاء الفئران KO عن طريق عبور الفئران معربا عن كريه مدفوعا بعناصر تنظيمية لجينات مستقبلات الأدينوزين 2A (Adora2a) (B6.FVB (Cg) -Tg (Adora2a-Cre) KG139Gsat / Mmucd؛ GENSAT؛ 036158-UCD) مع فئران تحمل شروطًا Drd2 null الأليلات B6.129S4 (FVB) -Drd2^{tm1.1Mrub / J}، JAX020631 (Bello et al.، 2011).

حسابات تكوين الجسم ونفقات الطاقة

تم قياس تكوين الجسم كل أسبوعين باستخدام ¹H-NMR spectroscopy (EchoMRI-100H؛ Echo Medical Systems). تم تحديد نفقات الطاقة باستخدام حساب توازن الطاقة (Guo et al.، 2009 و رافوسين وآخرون ، 2013):

Energyexpenditure = Metabolizableenergyintake- (Δfatmass + Δfat-freemass).

قم بتشغيل MathJax

نشاط المجال المفتوح

تم إجراء اختبارات المجال المفتوح في أقفاص PhenoTyper (30 × 30 سم ؛ Noldus IT) ، وتم استخدام برنامج تحليل الفيديو EthoVision (الإصدار 11 ؛ Noldus IT) لتتبع الفئران خلال الاختبار.

منزل قفص عجلة الجري

تم قياس جريان العجلات عن طريق وضع عجلات تشغيل لاسلكية منخفضة (Med Associates) في أقفاص منزل الفئران لمدة 72 ساعة كل 3 أسابيع (تجارب السمنة التي يسببها النظام الغذائي) أو بشكل مستمر (iMSN-Drd2تجارب -KO).

تدابير الدم

تم استخدام دم الوريد العيني من الحيوانات المضحكة لتحليل نواتج المصل والهرمونات بعد 4-hr السريع.

Dopamine Receptor Autoradiography

تم تجميد التنصيف الأيمن على مستوى المخطط (−0.22 ، 0.14 ، 0.62 ، و 1.18 ملم من bregma ، تغطي المدى الكامل للمخطط) إلى أقسام 12 ملم. تم إذابة الشرائح واحتضانها مسبقًا في محلول الفحص (20 ملي مولار HEPES ، 154 ملي كلوريد الصوديوم ، و 0.1٪ ألبومين مصل البقر [BSA] ؛ الرقم الهيدروجيني 7.4) لمدة 20 دقيقة عند 37 درجة مئوية. تم تقييم ارتباط D1R عن طريق احتضان الشرائح في المخزن المؤقت للمقايسة الذي يحتوي على 1.5 نانومتر من التريتيوم المسمى SCH-23390 (Perkin-Elmer) و 100 نانومتر كيتانسيرين لمدة 60 دقيقة عند 37 درجة مئوية. تم تقييم ارتباط D2R عن طريق احتضان الشرائح باستخدام 600 ميكروغرام من التريتيوم المسمى spiperone (Perkin-Elmer) و 100 نانومتر كيتانسيرين لمدة 100 دقيقة عند 37 درجة مئوية. بعد الحضانة باستخدام المشع الإشعاعي المناسب ، تم غسل الشرائح مرتين لمدة 10 دقائق عند 4 درجات مئوية في محلول غسيل (10 ملي مولار تريس- HCl ، 154 ملي مول كلوريد الصوديوم) ، ثم غمسها في الماء (0 درجة مئوية) وتركها لتجف طوال الليل. تم بعد ذلك تعريض الشرائح لألواح تصوير الفوسفور لمدة 7 (ربط D1R) أو 11 يومًا (ربط D2R) وتم تطويرها باستخدام phosphoimager (Cyclone ؛ Perkin-Elmer). للتحليل ، تم تحديد مجالات الاهتمام وتحليلها باستخدام برنامج تحليل الصور Optiquant (Perkin-Elmer).

غرب النشاف

تم تحضين البقع الغربية باستخدام الجسم المضاد لـ D2DR المضاد للفأرة (1: 500 ؛ Santa Cruz ؛ sc-5303) أو الجسم المضاد لـ GAPDH الفأري (1: 1,000 ؛ Santa Cruz ؛ sc-32233) وبعد ذلك باستخدام مضاد الماعز IgG- HRP (1: 1,000؛ Santa Cruz؛ sc-2005). تم إنشاء إشارة Chemiluminescence باستخدام كواشف كيميائية محسنة للكشف عن النشاف (Bio-Rad) وتصور مع نظام التصوير Chemidoc (Bio-Rad).

في التهجين الموضعي

تم استخدام مجموعة مقايسة الفلورسنت متعددة الإرسال RNAscope للتهجين في الموقع (تشخيص الخلايا المتقدم). باختصار ، تم تجفيف المقاطع الثابتة بالفورمالين في الإيثانول متبوعًا بالتعرض للبروتياز. ثم تم تهجين المقاطع باستخدام مجسات أليغنوكليوتيد RNAscope ضد Drd2. بعد تهجين التحقيق ، تم تحضين الشرائح مع مضخم الإشارة وفقًا لبروتوكولات RNAscope. ثم يتم غسل الشرائح باستخدام حاجز غسل RNAscope. وأخيرًا ، تم تركيب الشرائح باستخدام dapi counterstain.

كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء مع الكشف الكهروكيميائي

تمت معالجة hemisections اليسرى للكشف عن DA باستخدام الفصل اللوني السائل عالية الأداء عكس المرحلة مع الكشف الكهروكيميائية (HPLC-EC) ، كما هو موضح سابقا (كيلباتريك وآخرون ، 1986).

Tyrosine Hydroxylase Immunohistochemistry

تم تثبيت المقاطع المثبتة بالشرائح في فورمالين محايد محايد بنسبة 10٪ ، وغسلها في 0.1 متر TBS (درجة حموضة 7.5) وحضنت في محلول جسم أولي يحتوي على 3٪ مصل طبيعي للحمير ، و 0.3٪ Triton X-100 ، وجسم مضاد مضاد للتيروزين هيدروكسيلاز للأرنب (1: 1,000 ؛ ميليبور ؛ MAB152) طوال الليل عند 23 درجة مئوية. في اليوم التالي ، تم شطف أقسام الأنسجة في TBS واحتضانها في محلول جسم ثانوي يحتوي على 3 ٪ من مصل الحمير الطبيعي ، و 0.3 ٪ Triton X-100 ، ومضاد الأرانب الماعز المترافق مع Alexa Fluor 555 (Millipore ؛ AQ132F). لكل فأر ، تم تحليل قسمين مخططين ، باستثناء أربعة فئران (اثنان HFD ، اثنان تشاو) حيث تم تحليل قسم واحد فقط بسبب ضعف الأنسجة أو جودة الصورة.

مايكرو-PET

تم حقن الفئران مع ¹⁸F-fallypride مع نشاط محدد 2.5 ± 0.34 mCi / nmol في حجم 130 ميكرولتر عبر الوريد الذيل أثناء تخدير الأيزوفلورين. تم إجراء فحص PET الصغير لمدة ساعتين ، تم خلالها الحصول على 2 إطارًا للتحليل. منحنيات نشاط الوقت ل ¹⁸تم استخراج F-fallypride في المناطق ذات الاهتمام (ROIs) باستخدام برنامج AFNI (https://afni.nimh.nih.gov/afni) وكانت المعلمات الحركية مناسبة لنموذج أربع مقصورات باستخدام نص MATLAB مخصص (مع استخدام المخيخ كنسيج مرجعي) لتحديد احتمالية ربط D2R (Lammertsma و Hume ، 1996).

في الفيزيولوجيا الكهربية في فيفو

تم إجراء التسجيلات من مصفوفة إلكترود تحتوي على 32 سلكًا صغيرًا من التنغستن مغلف بالتفلون (قطر 35 ملم) مزروع من جانب واحد في المخطط الظهري (الأمامي / الخلفي [A / P]: +0.8 ؛ وسطي / جانبي [M / L]: +1.5 ؛ ظهري / بطني [D / V]: −2.6 ملم لكل بريجما) ، ومعالجتها باستخدام برنامج تجاري (فارز غير متصل بالإنترنت ومستكشف عصبي ؛ بليكسون).

حقن ناقل التجسيمي الفيروسي

تم تخدير الفئران لفترة وجيزة عن طريق التعرض للأيزوفلورين. بمجرد التخدير العميق ، تم إجراء شق واحد على طول خط الوسط ، وتم الكشف عن الجمجمة ، وتم إجراء حج القحف الثنائي (A / P: +0.5 ؛ M / L: ± 1.5 مم لكل بريجما). تم حقن ناقل فيروسي يحتوي على المثبط KOR-DREADD (Syn-DIO-hKORD-IRES-mCit-WPRE ؛ 0.5 ميكرولتر) بشكل ثنائي في المخطط الظهري (D / V ، −2.8 مم من أعلى الجمجمة) وسمح له بالتعبير عن 9 أسابيع قبل التجريب.

No-Net Flux Microdialysis and Dopamine Analysis

تم إجراء قياسات DA و DOPAC و HVA القاعدية خارج الخلية في المخطط الظهري للفئران من خلال نهج غسيل مجهري بدون تدفق صافي. تم زرع مجسات أحادية الجانب بحجم 2 مم (قطع غشاء 18 كيلو دالتون) بشكل تجسيمي بعد أسبوع واحد من زرع القنية مع نضح مستمر للسائل النخاعي الاصطناعي (aCSF) عند 1 ميكرولتر / دقيقة لمدة 1 ساعات قبل جمع العينة (انظر إجراءات تجريبية تكميلية). تم إجراء تجربة التدفق بدون شبكة لقياس مستويات DA خارج الخلية عن طريق التروية العشوائية لستة تركيزات مختلفة من DA (0 ، 2.5 ، 5 ، 10 ، 20 ، 40 نانومتر) في aCSF من خلال مسبار غسيل الكلى. تم ترطيب كل تركيز DA لمدة 30 دقيقة ، ثم تم جمع عينات 2 × 10 دقيقة في 2.5 ميكرولتر من 100 ملي حمض الهيدروكلوريك بالإضافة إلى 1 مم EDTA لمنع تدهور الكاتيكولامين وتجميدها عند درجة حرارة -80 درجة مئوية. من أجل التحليلات الكيميائية العصبية ، تم استخدام نظام HPLC المتوازنة المقترن بالكشف عن قياس التيار (HPLC-EC ؛ BASi LC-4C). تم تضمين الفئران ذات وضع المسبار المناسب فقط في التحليل (الشكل S3E).

إحصائيات

تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام GraphPad Prism (الإصدار 6.07 ؛ برنامج GraphPad). ما لم يذكر ، تم استخدام اختبارات الطالب ثنائية الذيل. بخلاف ذلك ، تم استخدام اختبارات t ثنائية الذيل أو ANOVA ذات المقاييس المتكررة أحادية الاتجاه أو ANOVAs ذات المقاييس المتكررة ثنائية الاتجاه عند الاقتضاء وكما هو مذكور. أعقب ANOVA باختبارات t للمقارنات اللاحقة. تم اعتبار النتائج مهمة عند قيمة ألفا من p <0.05 ، أو مع تحديد ألفا بواسطة تصحيح Bejamini-Hochberg معدل الاكتشاف الخاطئ (FDR) ، عند الاقتضاء.

الكاتب الاشتراكات

صممت DMF و KD و TJO و MS و AK و IPSGRVAA و MR و KDH و AVK التجارب. قام DMF و KD و TJO و MS و AVK بإجراء وتحليل التجارب السلوكية. أجرى IP تجارب النشاف الغربية. قام DMF و AVK بإجراء وتحليل البيانات الكهربية في الجسم الحي. قام DMF و J.-SL و JG و AVK بإجراء وتحليل تجارب PET الصغيرة. كتب DMF و KD و TJO و AVK المخطوطة. ناقش جميع المؤلفين النتائج وعلقوا على المخطوطة.

شكر وتقدير

تم دعم هذا العمل من قبل برنامج البحوث داخل الحرم الجامعي للمعاهد الوطنية للصحة والمعهد الوطني للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى (NIDDK). نود أن نشكر نواة التمثيل الغذائي للفأرة في NIDDK لتقييم نواتج مصل الدم والهرمونات ، Andres Buonanno بمساعدته في تصميم تجارب dobamine microdialysis ، والدكتور Judith Walters ، والدكتور Kristin Dupre ، والدكتورة Claire Delaville للمساعدة مع HPLC تحليل محتوى الأنسجة الدوبامين. ونود أيضا أن نشكر الدكتور سكوت يونغ على استخدام معدات المختبر الخاص به والمساعدة في إجراء دراسات ملزمة. شكرا أيضا لأعضاء مختبرات AVK ، مارك ريتمان ، ونيك ريبا لإدخالها على التصميم التجريبي والقراءة المتأنية للمخطوطة.

معلومات إضافية

وثيقة S1. الإجراءات التجريبية التكميلية والأرقام S1 – S5.

مساعدة في ملفات PDF

مزيد من الخيارات

وثيقة S2. المادة بالإضافة إلى المعلومات التكميلية.

مساعدة في ملفات PDF

مزيد من الخيارات

مراجع حسابات

Adams et al.، 2015
WK Adams، JL Sussman، S. Kaur، AM D'souza، TJ Kieffer، CA Winstanley
يؤدي تناول حمية غذائية عالية الدهون في الفئران على المدى الطويل إلى الحد من التحكم في الاندفاعات وانبعاث مستقبلات D2 المخططة بطنيًا ، وهما مؤشران لضعف الإدمان.
يورو. J. Neurosci.، 42 (2015)، pp. 3095 – 3104
CrossRef

روابط سريعة