'Zibil Qida' yeyərək NAc CP-AMPA Reseptorlarında sürətli və uzunömürlü artımlar meydana gəlir; İnkişaf etmiş İstiqamətli Motivasiya və Qida Bağımlılığının Təsirləri (2016)

giriş

Yemək istəyi aclıq, doyma və enerji tələbatı ilə tənzimlənsə də, qida ilə əlaqəli ətraf mühitdəki stimullara da güclü təsir göstərir. Məsələn, obez olmayan insanlarda, yemək istəklərinə məruz qalmaq, yemək istəyini və istehlak olunan qida miqdarını artırır (Fedoroff et al, 1997; Soussignan et al, 2012). Şişman insanlar qida süpürgələrinin bu həvəsləndirici xüsusiyyətlərinə daha həssasdırlar, güclü replikaya səbəb olan qida istəyi barədə məlumat verirlər və yemək replikasından sonra daha böyük hissələr istehlak edirlər (Rogers və Hill, 1989; Yokum et al, 2011). Qida və narkotik maddələrdən qaynaqlanan həvəs arasındakı bu davranış oxşarlıqları, şəkər və yağda yüksək miqdarda qidaların istehlakı nəticəsində yaranan 'qida asılılığı' piylənmə epidemiyasına səbəb ola biləcəyi anlayışına səbəb olmuşdur.Carr et al, 2011; Epstein və Şaham, 2010; Kenny, 2011; Rogers və Hill, 1989; Volkow et al, 2013).

İnsan araşdırmalarından daha çox sübut, şişman insanlarda səs-küyə səbəb olan qida istəyi, uzun müddət qida və dərman mükafatlandırması üçün vasitəçilik etdiyi bilinən bir bölgə olan nüvələrin böyüməsi (NAc) funksiyasındakı dəyişiklikləri ehtiva edir. . Məsələn, insanın fMRI tədqiqatları göstərir ki, piylənmiş insanlarda qidalanma səbəb olan NAc-da aktivləşmə daha güclüdür (Stice et al, 2012; Volkow et al, 2013; Kiçik, 2009). Bundan əlavə, NAc-ın qida nişanlarına qarşı yüksək həssaslığı gələcəkdə çəki artımını və insanlarda arıqlamaqda çətinlik çəkəcəyini proqnozlaşdırır (Demos et al, 2012; Murdaugh et al, 2012). Siçovullarda, pəhrizdən yaranan piylənmə, xüsusən də piylənməyə həssas populyasiyalarda qida mənşəli məqamlara qarşı həssas reaksiyalar yaradır (palıdı et al, 2015; Robinson et al, 2015). Birlikdə bu məlumatlar yağlı, şəkərli qidaların istehlakı motivasiya proseslərini inkişaf etdirə bilən NAc funksiyasında neyradaptasiya meydana gətirdiyini göstərir.

Həm siçovullarda, həm də insanlarda piylənməyə həssaslıq keyfiyyətsiz, yüksək kalorili 'junk-qidaların' sinir funksiyasına və davranışa təsirində mühüm rol oynaya bilər (Albuquerque et al, 2015; Geiger et al, 2008; Robinson et al, 2015; Stice və Dagher, 2010). İnsanlarda həssaslıq rolunu həll etmək çətin olsa da, siçovullarda aparılan tədqiqatlar mesolimbik sistemlərdə pəhriz əsaslı dəyişikliklərin və piylənməyə həssaslıqla daha çox rast gəlindiyini göstərmişdir. vs -davamlı siçovullar (Geiger et al, 2008; Vollbrecht et al, 2016; Robinson et al, 2015; Valenza et al, 2015; Oginsky et al, 2016). Beləliklə, son məlumatlar "gərəkli qidalar" istehlakının həssaslıqla fərqli sinir dəyişiklikləri yarada biləcəyini göstərir vs davamlı populyasiyalar.

AMPA tipli qlutamat reseptorları (AMPARs) NAc-ı həyəcanlandıran əsas mənbəyi təmin edir və qida istəklərinin qida axtaran maddələrin tetiklenmesi qabiliyyəti AMAR-ların NAc nüvəsindəki aktivləşməsinə qismən inanır (Di Ciano et al, 2001). Bundan əlavə, şəkərli, yağlı qidaların istehlakı və piylənmə NAc-da həyəcan verici dəyişə bilər (Tukey et al, 2013; palıdı et al, 2015). Bundan əlavə, laboratoriyamızda və başqalarının apardığı son araşdırmalar, piylənməyə həssas populyasiyalarda replika hərəkətli motivasiyanın artırıldığını göstərdi (Robinson et al, 2015; palıdı et al, 2015). Cari tədqiqatın məqsədi, NAc AMPARs vasitəçilik yolu ilə dərman axtaran, lakin diyetə bağlı olmayan müayinədən keçmədiyi üçün, piylənməyə həssas və davamlı olan siçovullarda AMPAR ifadəsinə və NAc nüvəsinə ötürülməsinə necə təsir etdiyini müəyyən etmək idi. piylənmə modelləri. Bundan əlavə, kokain ilə əlaqəli lokomotor fəaliyyət mesolimbik funksiyanın ümumi "oxunduğu" kimi istifadə edilmişdir, çünki mesolimbik sxemlərin inkişaf etmiş həssaslığı qida toxumalarının motivasion təsirini artırır (Wyvell və Berridge, 2000, 2001).

NAc AMPAR'larda 'atılmamış qida' ilə əlaqəli dəyişikliklərdə həssaslığın rolunu təyin etmək üçün iki tamamlayıcı kemirici model istifadə edilmişdir. Əvvəlcə 'junk-food' olaraq verilən Sprague-Dawley siçovulları 'Gainers' və 'Non-Gainers' olaraq təyin olundu Robinson et al, 2015), bundan sonra davranış və sinir fərqləri ölçüldü. Məlumatlı olsa da, bu model həssas populyasiyaları müəyyənləşdirmək üçün çəki artımı və pəhriz manipulyasiyasını tələb edir. Beləliklə, biz də pəhriz səbəb olan obeziteye qarşı meylliliyi və ya müqaviməti üçün seçilmiş yetişən siçovullarda bədxassəli qidanın təsirini araşdırdıq (Levin et al, 1997; Vollbrecht et al, 2015, 2016).

Materiallar və metodlar

Mövzu

Siçovullar tərs işıq və qaranlıq bir cədvəldə (12 / 12) cüt-cüt yerləşdirilmiş və təcrübənin əvvəlində 60-70 gün yaşlanmışlar. Kişi Sprague-Dawley siçovulları Harlan'dan alınıb. Piylənməyə meylli və davamlı olan siçovullar evdə yetişdirildi. Bu xətlər əvvəlcə qurulmuşdur Levin et al (1997); yetişdiricilər Taconic-dən alındı. Yetişmiş siçovulların daxil olması mövcud ədəbiyyatın müqayisəsini genişləndirməyə imkan verir, seçilmiş siçovullar isə obezlik səbəbindən dəyişiklikləri fərqləndirməyə imkan verir vs pəhriz manipulyasiyası. Çəki həftədə 1-2 dəfə ölçüldü. Bütün prosedurlar UM Heyvanların İstifadəsi və Baxımı Komitəsi tərəfindən təsdiq edildi.

Qeyri-qida pəhrizi və piylənməyə həssas və rezistent olmayan aşınmış siçovulların eyniləşdirilməsi

'Qeyri-qida' bir pürədir: Ruffles orijinal kartof çipləri (40 g), Chips Ahoy orijinal şokolad çip peçenye (130 g), Jif hamar fıstıq yağı (130 g), Nesquik toz şokolad ətirli (130 g), toz Laboratoriya pəhriz 5001 (200 g;% kalori: 19.6% yağ, 14% protein, 58% karbohidratlar; 4.5 kkal / g) və bir qida prosessorunda birləşdirilmiş su (180 ml). Pəhriz tərkibi subpopulyasiyanı təyin edən əvvəlki tədqiqatlara əsaslanır (Levin et al, 1997; Robinson et al, 2015). K- 1 aylıq junk-ərzaqdan sonra çəki artımına əsaslanan yağlar, piylənməyə həssas olan (Junk-Food-Gainer) və piylənməyə davamlı (Junk-Qida-Qeyri-Gainer) qruplarını müəyyən etmək üçün istifadə edilmişdir. Bu statistik metod, tədqiqatlar arasında vahid şəkildə tətbiq edilə bilən qərəzsiz bir ayrılma təmin edirMacQueen, 1967). Bundan əlavə, bunun subpopulyasiyaları etibarlı şəkildə müəyyənləşdirmək üçün optimal vaxt nöqtəsi olduğunu müəyyən etdik (Robinson et al, 2015; Oginsky et al, 2016; yayımlanmamış müşahidələr).

Kokain ilə əlaqəli lokomotiv

Lokomotor fəaliyyət fotoel şüaları ilə təchiz olunmuş otaqlarda (41cm × 25.4cm × 20.3 sm) ölçüldü. Siçovullar bir salin enjeksiyonu (40 ml / kq, ip) almadan əvvəl 1 min bir yaşayış dövrü üçün otaqlara yerləşdirildi, sonra 1 h sonra kokain (15 mq / kq, ip) ilə vuruldu. Bu doza əvvəlki doza-cavab tədqiqatları əsasında seçilmişdir (Oginsky et al, 2016; Ferrario et al, 2005).

Yerüstü vs Hüceyrəarası zülal ifadəsi

NAc (əsas / qabıq) və dorsal medial striatumdan (DMS) toxuma toplanmış və müəyyən olunmuş BS istifadə edərək işlənmişdir.³ əlaqələndirici yanaşmalar (Boudreau et al, 2012) hüceyrə səthinin aşkarlanmasına imkan verir vs hüceyrədaxili protein ifadəsi. Fərqlərin NAc üçün seçici olub olmadığını müəyyən etmək üçün DMS nümunələri daxil edildi. Hər bir siçovul üçün toxuma təcrid edilmiş, doğranmış (McIllwain doğrama; 400 m dilim; St Louis, MO) və 2 mM BS tərkibli aCSF-də inkubasiya edilmişdir³ (30 dəq., 4 ° C). Kəsişmə qlisinlə dayandırıldı (100 mM; 10 min), dilimlər lizis buferində homogenləşdirildi (400 mkl; mM-də: 25 SES; 500 NaCl, 2 EDTA, 1 DTT, 1 fenilmetil sulfonum XXF, 20 Xlor, 1 flüorid, 100 fenilmetil sulfanil Xlor, 0.1 fen; inhibitor kokteyli I (Calbiochem, San Diego, CA) və 40% Nonidet P-7.4 [v / v]; pH 80) və −XNUMX ° C-də saxlanılır. Zülal konsentrasiyası BCA təhlili ilə təyin olundu. Görmək Boudreau et al (2012) tam metodoloji təfərrüatlar üçün.

BS³ əlaqəli nümunələr Laemmli nümunə müalicə tamponunda 5% β-merkaptoetanol (70 ° C, 10 min), yüklənmiş (20 μg protein) və azaldılmış şəraitdə 4-15% Bis-Tris gradient gelləri ilə qızdırıldı. Zülallar PVDF membranlarına köçürüldü (Amersham Bioscities, Piscataway, NJ). Membranlar yuyuldu, bağlandı (1 h, RT, 5% (w / v) ilə TBS-Tween 20 (TBS-T; 0.05% Tween 20, v / v)) və bir gecədə inkubasiya edildi (4 ° C) ) GluA1 (Thermo Scientific; PA1000-1) və ya GluA1 (NeuroMab, UCDavis / NIH: 37776-2) ilə birincil antikorlar (75: TBS-də 002). Membranlar, HRP ilə əlaqəli ikincili (Invitrogen, Carlsbad, CA; 1 h, RT) ilə inkubasiya edilmiş TBS-T-də yuyulur, yuyulur və kimyəviiluminesans təsiri altına qoyulur (GE Səhiyyə, Piscataway, NJ). Şəkillər film üzərində əldə edildi və ümumi protein müəyyənləşdirmək üçün Ponceau S (Sigma-Aldrich) istifadə edildi. Image J (NIH) istifadə edərək maraq qrupları ölçüldü.

elektrofizyolojisi

BS³ Yuxarıda təsvir olunan bir-birinə qarışma proseduru ayrı-ayrı AMPAR bölmələrinin səthi ifadəsi (sinaptik və ekstra sinaptik), elektrofizyolojik məlumatlar isə funksional sinaptik AMPAR (tetramerlər) haqqında məlumat verir. NAc nüvəsindəki orta spiny neyronların (MSN) bütöv hüceyrə yamaq-sıxma qeydləri, çoxalmış və seçilmiş şəkildə yetişən siçovullarda bədxassəli qida təsirindən sonra aparılmışdır. Dilim hazırlamadan əvvəl siçovullar xloral hidrat (400 mq / kq, ip) ilə anesteziya edildi, beyinlər sürətlə çıxarıldı və buzlu oksigenlə (95% O) yerləşdirildi₂-5% CO₂) aCSF (mM ilə): 125 NaCl, 25 NaHCO₃, 12.5 qlükoza, 1.25 NaH₂PO₄, 3.5 KCl, 1 L-askorbin turşusu, 0.5 CaCl₂, 3 MgCl₂, və 305 mOsm, pH 7.4. NAc olan Coronal dilimlər (300 mkm), vibrasiya edən mikrotome (Leica Biosystems, Buffalo Grove, IL, ABŞ) istifadə edərək oksigenli aCSF (40 min) içərisində istirahət etməyə icazə verildi. Qeyd aCSF (2 ml / dəq) üçün CaCl₂ 2.5 mM və MgCl səviyyəsinə qaldırıldı₂ 1 mM-ə endirildi. Yamaq pipetləri 1.5 mm borosilikat şüşə kapilyarlardan (WPI, Sarasota, FL; 3 – 7 MΩ müqavimət) götürüldü və (mM daxilində) olan bir həll ilə dolduruldu: 140 CsCl, 10 HEPES, 2 MgCl₂, 5 Na⁺-ATP, 0.6 Na⁺-GTP, 2 QX314, pH 7.3 və 285 mOsm. Yazılar pikrotoksin (50 μM) iştirakı ilə aparılmışdır. Uyarılmış EPSC-lər (eEPSC-lər) qeydə alınan neyronlara ~ 0.05 μm yan qoyulmuş bipolyar elektrod istifadə edərək yerli stimullaşdırma (0.30-0.3 mA kvadrat nəbz, 20 ms, hər 300 saniyədə çatdırılır) ilə əldə edilmişdir. Genlikdə% 15 dəyişkənliklə sinaptik reaksiya əldə etmək üçün lazım olan minimum cərəyan miqdarı istifadə edilmişdir. > 0.30 mA tələb olunduqda, neyron atıldı. AMPAR vasitəçiliyi ilə eEPSC-lər CP-AMPAR selektiv antaqonist naspm tətbiqindən əvvəl və sonra −70 mV-də qeydə alındı ​​(200 μM; olduğu kimi Conrad et al, 2008; Ferrario et al, 2011).

Statistika

İki quyruqlu t-testlər, bir tərəfli və ya iki yollu təkrar-ölçü ANOVA, Sidakın post-hoc çoxsaylı müqayisə testləri və piylənməyə həssas və davamlı olan qruplar arasında planlaşdırılan müqayisə istifadə edilmişdir (Prism 6, GraphPad, San Diego, CA).

Nəticələr

1 sınağı

Sprague Dawley siçovullarına bəzi siçovullarda piylənməyə səbəb olan bir yanaşma istifadə etməklə bədxassəli qida verildi (Junk-Food Gainers), lakin digərləri (Junk-Food Non-Gainers; Robinson et al, 2015; Oginsky et al, 2016). Daha sonra tək bir kokain inyeksiyasına (mesolimbik funksiyanın ümumi oxunuşuna) cavabı, səthi ölçdük vs AMPAR alt hissələrinin hüceyrədaxili ifadəsi və bu iki populyasiyada bütöv hüceyrə yamağı sıxışdırma yanaşmalarından istifadə edərək NAc nüvəsində AMPAR vasitəçiliyi.

Junk-Food-Gainers-də daha çox kokain səbəb olan lokomotiv

Gözlənildiyi kimi, junk-qida verilərkən bəzi siçovullar xeyli çəki qazandılar (Junk-Food-Gainers, N= 6) başqaları etmədiyi halda (Junk-Food-Non-Gainers, N= 4; Şəkil 1a; iki tərəfli RM ANOVA: qrupun əsas təsiri: F_(1,9)= 11.85, p= 0.007; qrup × zaman qarşılıqlılığı: F_(18,162)= 6.85, p<0.001). Bu siçovullar, qruplar arasında maksimum ayrılmağı təmin etmək üçün cəmi 5 ay ərzində lazımsız yeməyə giriş əldə etdilər. Ardından davam edən fərqləri qiymətləndirmək üçün standart bir laboratoriya çuxuruna (Lab Diet 5001: 4 kcal / g;% 4.5 yağ,% 23 zülal, 48.7% karbohidrat; kalori miqdarı yüzdə) 2 həftə geri göndərildi. lazımsız qidanın çıxarılması. Növbəti siçovullara tək bir kokain inyeksiyası edildi və lokomotor fəaliyyət izlənildi; Bunun məqsədi mezolimbik funksiyanın ümumi bir oxunuşunu əldə etmək idi. Kokainə reaksiya, Zibil-Qida-Qazananlarında daha çox idi vs Qeyri-Qida-Qeyri-Qazancçılar (Şəkil 1b; ikitərəfli RM ANOVA: qrup × zaman qarşılıqlılığı: F_(21,168)= 2.31, p= 0.0018; Sidak sınağı, *p<0.05). Əlavə olaraq, Zibil-Qida Qazananlar kokainə fizioloji saldan əhəmiyyətli dərəcədə güclü lokomotor reaksiya göstərirdilər (ikitərəfli RM ANOVA, vaxt × enjeksiyon qarşılıqlı təsiri: F_(6,30)= 2.39, p<0.05), Zibil Yemək-Qeyri-qazananlar etmədilər. Vərdiş zamanı və şoranlaşmadan sonra hərəkət qruplar arasında fərqlənmədi (Şəkil 1b əvvəlki məlumatlara uyğundur (Oginsky et al, 2016; Robinson et al, 2015).

GluA1, lakin GluA2 deyil, NAc səthi ifadəsi Junk-Food-Gainers-də daha böyükdür

Daha sonra, Junk-Food-Gainers və Junk-Food-Non-Gainers-də AMPAR alt hissələrinin səthi və hüceyrədaxili protein ifadələrini araşdırdıq. NAc-dakı AMPAR-lərin əksəriyyəti tərkibində GluA1 / GluA2, bəzi GluA2 / 3 AMPAR və az miqdarda GluA2-dən az olan, CP-AMPARsdır (~ 10%;) Reimers et al, 2011; Scheyer et al, 2014). Beləliklə, GluA1 və GluA2 ifadə səviyyələrinə diqqət etdik, çünki bu fərqli AMPAR populyasiyasında dəyişikliklərin yaxşı bir göstəricisini təmin edir. Səthi və hüceyrədaxili GluA1 və GluA2 zülalının bolluğu kokain səbəb olan lokomotor fəaliyyət üçün sınaqdan sonra 1 həftə sonra ölçüldü (Şəkil 1c – e). Əvvəlki tədqiqatlar müəyyən etdi ki, tək bir kokain inyeksiya bu anda AMPARları dəyişdirmir (Boudreau və Wolf, 2005; Ferrario et al, 2010; Kourrich et al, 2007), bizə AMPAR fərqlərini pəhrizlə əlaqəli olaraq şərh etməyə imkan verir (aşağıya da baxın). GluA1-nin NAc səthi ifadəsi Junk-Food-Gainers-də daha çox idi vs Qeyri-Qida-Qeyri-Qazancçılar (Şəkil 1d; t₈= 2.7, p= 0.03). Bundan fərqli olaraq, NAc GluA2 ifadəsi qruplar arasında fərqlənmədi (Şəkil 1e). Bundan əlavə, eyni eyni siçovulların DMS-də GluA1 və GluA2 ifadəsi qruplar arasında oxşar idi (məlumatlar göstərilməmişdir), AMPAR ifadəsindəki dəyişikliklərin NAc-də seçici şəkildə baş verdiyini irəli sürdü. GluA1 səthində dəyişiklik olmadıqda NAc GluA2 səthi ifadəsinin artması CP-AMPARların (GluA1 / 1- və ya GluA1 / 3 tərkibli reseptorlar) mövcudluğunu göstərir. Bununla birlikdə, bu, elektrofizyolojik metodlardan istifadə edilməklə təsdiqlənməlidir. Buna görə də, Junk-Food-Gainers-in NAc-da CP-AMPARların sinaptik ötürülməsinə qatqısının olub olmadığını müəyyən etmək üçün bədxassəli qidaya məruz qaldıqdan sonra bütün hüceyrəli yamaq clamp qeydləri apardıq.

CP-AMPAR-ın vasitəçilik ötürülməsi Junk-Food-Gainers-də artır

Elektrofizyolojik təcrübələr üçün, 3 ay ərzində siçovulların ayrıca bir kohortu bədxassəli qida verildi və 3 həftəlik junk-ərzaq məhrumiyyətindən sonra qeydlər edildi. Bu prosedur, kilo alması səbəbiylə qəfəslərdə həddindən artıq yüklənməni minimuma endirmək və qida yeməyinin nisbətən uzunmüddətli təsirini araşdırmaq üçün seçilmişdir. Bu kohortda, bütün junk-ərzaq siçovulları 'Gainers' idi, bu da 1 (3 aylıq qazanc: kohort 1, 106.2 ± 9.7 g; kohort 2, ~ 132 ± 5.4 g) Junk-Food-Gainers'dən daha çox kilo aldı. . Buna görə Chow (müqayisə) edildiN= 5 hüceyrələr, 3 siçovullar) və Junk-Food-Gainer qrupları (N= 10 hüceyrələr, 7 siçovullar). CP-AMPAR'ların ümumi AMPAR vasitəçiliyi olan sinaptik ötürülməsinə verdiyi töhfəni qiymətləndirmək üçün seçici CP-AMPAR antaqonist naspm (200 μM) istifadə etdik. Naspm, Chow qidalandırılan idarələrdə eEPSC amplitüdündə kiçik bir azalma istehsal etdi (Şəkil 2a; İki tərəfli ANOVA: naspm əsas təsiri, F_(1,13)= 19.14, p= 0.0008), CP-AMPARların bazal AMPAR vasitəçiliyi olan eEPSC-nin 5-10% töhfə verməsi barədə əvvəlki hesabatlara uyğundur (məsələn, Scheyer et al, 2014). Bununla birlikdə, qeyri-zərif qida qrupunda naspm xeyli azalma yaratdı (Şəkil 2b; t₁₃= 1.8; p= 0.046). Bu məlumatlar, Chow bəslənən siçovullarla müqayisədə Junk-Food-Gainers-də CP-AMPARların artdığını göstərir. Bundan əlavə, elektrofiziologiya üçün istifadə olunan kohortaya kokain verilmədiyi üçün bu məlumatlar əvvəlki təcrübədəki biokimyəvi dəyişikliklərin tək bir kokain ifrazatını deyil, qida maddələrinin təsirini əks etdirdiyini göstərir.

2 sınağı

Yuxarıdakı aşındırılmış siçovulların məlumatları, bədxassəli qidaların obezliyə həssas olan siçovullarda CP-AMPAR-ların üstünlüklə artırılması fikrinə uyğundur. Ancaq bu fərq obezliyin inkişafı və ya həssas siçovullarda mövcud olan fərqlərlə bağlı ola bilər. Bu fürsətləri həll etmək üçün, bənzərsiz piylənməyə meylli və davamlı olan siçovullarda bədxassəli qida məruz qalmadan oxşar biokimyəvi və elektrofizyolojik tədqiqatlar apardıq. Çünki bilirik a priori Hansı siçovullar piylənməyə həssasdırlarsa, mövcud modeli fərqləndirmək üçün bu modeldən istifadə edə bilərik vs junk-ərzaq səbəb olan dəyişikliklər.

Bazal GluA1 səviyyələri oxşardır, lakin bədxassəli qida obezliyə meylli siçovullarda GluA1 ifadəsini artırır.

Əvvəlcə NAc AMPAR ifadəsini piylənməyə meylli və davamlı olan siçovullarda chow və ya junk-food olaraq araşdırdıq. NAc toxuması, 1 aylıq junk-ərzaqdan sonra 1 aylıq qida məhrumiyyətindən sonra yığılmış və bir-birinə bağlanmışdır. Təcrübələrin məqsədəuyğunluğunu artırmaq üçün burada daha qısa bir qida ifrazatından istifadə edildi, çünki seçilmiş şəkildə piylənməyə meylli siçovullar populyarlaşan əhaliyə nisbətən daha sürətli çəki qazanmağa meyllidirlər. GluA1 ifadəsi, çow verilmiş piylənməyə meylli və davamlı olan siçovullarda oxşar idi (Şəkil 3, bərk çubuklar; N= 6 / qrup), GluA1 tərkibli AMPARların təməl səviyyələrinin həssas siçovullarda oxşar olduğunu təklif edir. Bu, bu siçovullarda bazal AMPAR-vasitəçilik ötürülməsinin oxşar olduğunu göstərən əvvəlki elektrofizyoloji nəticələrə uyğundur (Oginsky et al, 2016). Zərərli qidalanan qidalanma qruplarında, hüceyrədaxili (S / I) GluA1 ifadəsinə səthin bolluğu piylənməyə meylli, lakin obezliyə davamlı deyil, çow bəslənmiş idarəetmə ilə müqayisədə siçovullarda artmışdır (Şəkil 3a: birtərəfli ANOVA, F_{(3, 19)}= 2.957, p= 0.058; OP-Chow vs OP-JF, p<0.05; OP-JF N= 5, OR-JF N= 6). S / I-nin bu artması GluA1 səthi ifadəsindəki cüzi artımlarla əlaqədar idi (Şəkil 3b) və hüceyrədaxili GluA1-da bir az azalma (Şəkil 3c). Yenə də GluA2 ifadəsində heç bir fərq tapılmadı (məlumatlar göstərilmir). Buradakı nəticələr yuxarıda göstərilən siçovullardakı yuxarıdakı biokimyəvi nəticələrə uyğundur və piylənməyə meylli siçovullarda AMPAR ifadəsindəki fərqlərin piylənməyə meylli və davamlı olan qruplar arasındakı əsas fərqlərdən qaynaqlandığını göstərir.

Zərərli qida, çəki və ya qeyri-adi qida istehlakında fərq olmadığı təqdirdə, piylənməyə meylli siçovullarda NAc CP-AMPAR vasitəçilik ötürülməsini artırır.

Sonra çəki artımının olmaması halında qida istehlakının NAc AMPAR-ları artırmaq üçün kifayət olub olmadığını müəyyən etdik. Seçim yolu ilə yetişdirilən siçovulların ayrıca bir kohortu 9-10 gün ərzində (piylənmənin inkişafını minimuma endirmək üçün) və ya yuxarıda göstərildiyi kimi 2 həftəlik bəslənmədən məhrumetmə və CP-AMPAR vasitəçilik ötürülməsinin ölçülməsi ilə xow və ya junk-qida verildi. Naspm bütün qruplarda AMPAR vasitəçiliyi ilə eEPSC amplitüdünü azaltdı (Şəkil 4a; İki tərəfli RM ANOVA: naspm əsas təsiri: F_(1,20)= 22.5, p= 0.0001; qrup × dərman qarşılıqlılığı: F_(3,20)= 4.29, p= 0.02; OP-JF və OR-JF: N= 7 hüceyrələr, 5 siçovullar; OP-Chow: N= 4 hüceyrələr, 3 siçovullar; OR-Chow N= 5 hüceyrələr, 3 siçovullar). Bununla birlikdə, naspm təsiri, digər bütün qruplarla müqayisədə çox miqdarda piylənməyə meylli siçovullarda daha yüksək idi (Şəkil 4b: iki tərəfli RM ANOVA, qrup × vaxt qarşılıqlılığı: F_(18,114)= 2.87, p= 0.0003; *p<0.05 OP-JF vs bütün digər qruplar; Şəkil 4c: birtərəfli ANOVA, F_(3,20)= 9.53, p= 0.0004; OP-JF vs OR-JF və OP-Chow vs OP-JF, p<0.01). Bundan əlavə, naspm təsiri OP-Chow, OR-Chow və OR-JF qruplarında bənzəyirdi və böyüyən siçovullarda (yuxarıda) və əvvəllər bildirilmiş bazal CP-AMPAR ötürülməsi ilə müqayisə edilir (Conrad et al, 2008; Scheyer et al, 2014). Bundan əlavə, çəki artımı, qeyd olunan gündəki çəki və istehlak olunan qida miqdarı, piylənməyə meylli və davamlı olan qruplar arasında oxşar idi (Şəkil 4d və e). Beləliklə, bu məlumatlar göstərir ki, təngnəfəs qida istehlakı differensial çəki artımının başlamazdan əvvəl piylənməyə meylli siçovullarda CP-AMPAR-ları artırır.

Bir ehtimal odur ki, bədxassəli yeməklər obezliyə davamlı siçovullarda CP-AMPAR tənzimlənməsini əmələ gətirir, lakin bu təsir 2 həftəlik qeyri-ərzaq qüsurundan sonra azalır. Bu problemi həll etmək üçün, 1 günlük, yağlılığa meylli və davamlı olan siçovulların başqa bir kohortasında eyni miqdarda qida ifrazı verildikdə (9-10 gün; OR-JF:) xroniki qidadan məhrum olduqdan sonra qeydlər aparıldı. N= 7 hüceyrələr, 4 siçovullar; OP-JF: N= 6 hüceyrələr, 3 siçovullar). Yenə də aşkar etdik ki, naspm təsiri OP-JF qrupunda daha böyükdür (Şəkil 5a; iki tərəfli RM ANOVA: naspm əsas təsiri: F_(1,11)= 53.94, p<0.0001; qrup × naspm qarşılıqlı təsiri: F_(1,11)= 13.75, p= 0.0035; Şəkil 5b: naspm əsas təsiri: F_(7,77)= 13.39, p<0.0001; qrup × naspm qarşılıqlı təsiri: F_(7,77)= 7.57, p<0.0001, testdən sonra *p<0.05; Şəkil 5c: boşalmamış t-test: p= 0.001). Bundan əlavə, OR-JF qrupundakı naspm təsirinin miqyası chow nəzarətləri ilə müqayisə edildi. Birlikdə bu məlumatlar göstərir ki, CP-AMPAR-larda bədxassəli qida ilə əlaqəli artımlar həm erkən, həm də gec məhrum dövrlərdən sonra piylənməyə davamlı siçovullarda yoxdur. Bundan əlavə, kilo alma və qida qəbulu obezliyə meylli və davamlı olan siçovullarda da oxşar oldu (Şəkil 5d və e). Beləliklə, piylənməyə meylli siçovullarda CP-AMPAR-larda atılan qida maddələrinin artması çəki artımı və ya istehlak olunan qida miqdarında fərqlər səbəbindən deyildir. Nəhayət, tədqiq olunan bütün qruplar arasında ilkin eEPSC amplitüdündə heç bir fərq tapılmadı (Şəkil 5f bir tərəfli ANOVA əsas amplitüdləri: F_(7,44)= 1.993, p= 0.09). Beləliklə, yuxarıdakı naspm həssaslığındakı fərqlər təməl cavab vermə fərqlərilə deyil. Bütün məlumatlar üçün naspmdən əvvəl və sonra xam amplitüdlər göstərilir Şəkil 5f.

Maliyyələşdirmə və məlumatlandırma

Kokain NIDA dərman tədarükü proqramı tərəfindən təmin edildi. Bu iş CRID-dən NIDDK R01DK106188 tərəfindən dəstəkləndi; MFO NIDA T32DA007268 tərəfindən dəstəkləndi. PBG-yə tədqiqat dəstəyi Michigan Diabet Araşdırma Mərkəzi (NIH Grant P30 DK020572) və Michigan qidalanma və piylənmə Araşdırma Mərkəzi (P30 DK089503) tərəfindən təmin edilmişdir. Müəlliflər heç bir maraq toqquşmadığını bəyan edirlər.

References

1. Albuquerque D, Stice E, Rodriguez-Lopez R, Manco L, Nobrega C (2015). İnsan piylənmə genetikasının hazırkı icmalı: molekulyar mexanizmlərdən təkamül perspektivinə. Mol Genet Genomics 290: 1190–1221. | Məqalə |
2. Boudreau AC, Milovanovic M, Conrad KL, Nelson C, Ferrario CR, Wolf ME (2012). Gəmirici beyindəki glutamat reseptor alt hissələrinin hüceyrə səthinin ifadəsini ölçmək üçün bir protein əlaqələndirici bir analiz vivo ilə müalicə. Curr Protoc Neurosci Fəsil 5: bölmə 5.30.1-5.30.19.
3. Boudreau AC, Wolf ME (2005). Kokainə qarşı davranış həssaslaşması nüvəli akumbenslərdə artan AMPA reseptor səthi ifadəsi ilə əlaqələndirilir. J Neurosci 25: 9144-9151. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
4. Qəhvəyi RM, Kupçik YM, Spencer S, Garcia-Keller C, Spanswick DC, Lawrence AJ et al (2015). Pəhrizdən qaynaqlanan piylənmədə asılılıq kimi sinaptik pozuntular. Biol Psixiatriya (çapdan qabaq e-pub).
5. Carr KA, Daniel TO, Lin H, Epstein LH (2011). Gücləndirici patoloji və piylənmə. Curr Narkotik İstismarı Rev 4: 190–196. | Məqalə | PubMed |
6. Conrad KL, Tseng KY, Uejima JL, Reimers JM, Heng LJ, Shaham Y et al (2008). Akumbens GluR2-də çatışmayan AMPA reseptorlarının əmələ gəlməsi kokain özleminin inkubasiyasına vasitəçilik edir. Təbiət 454: 118-121. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
7. Counotte DS, Schiefer C, Shaham Y, O'Donnell P (2014). Nüvə akumbens AMPA / NMDA nisbətində və ergen və yetkin siçovullarda saxaroza həsrətinin inkubasiyasında zamana bağlı azalmalar. Psixofarmakologiya 231: 1675-1684. | Məqalə | PubMed | CAS |
8. Cull-Candy S, Kelly L, Farrant M (2006). Ca2 + keçiricili AMPA reseptorlarının tənzimlənməsi: sinaptik plastiklik və kənarda. Curr Opin Neurobiol 16: 288-297. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
9. Demos KE, Heatherton TF, Kelley WM (2012). Nüvə akumbens fəaliyyətindəki qida və cinsi şəkillərdəki fərdi fərqlər, kilo alma və cinsi davranışı proqnozlaşdırır. J Neurosci 32: 5549-5552. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
10. Di Ciano P, Kardinal RN, Cowell RA, Little SJ, Everitt BJ (2001). NMDA, AMPA / kainat və dopamin reseptorlarının pavlovian yanaşma davranışının əldə edilməsində və yerinə yetirilməsində akumbens nüvəsindəki diferensial iştirakı. J Neurosci 21: 9471-9477. | PubMed | ISI | CAS |
11. Dingess PM, Darling RA, Kurt Dolence E, Culver BW, Brown TE (2016). Yağda yüksək bir pəhrizə məruz qalma medial prefrontal korteksdə dendritik bel sıxlığını artırır. Beyin quruluşu funksiyası (çapdan qabaq e-pub).
12. Epstein DH, Shaham Y (2010). Cheesecake yeyən siçovullar və qida bağımlılığı sualı. Nat Neurosci 13: 529-531. | Məqalə | PubMed | ISI |
13. Fedoroff IC, Polivy J, Herman CP (1997). Yemək işarələrinə əvvəlcədən məruz qalmanın təmkinli və məhdud olmayan yeyənlərin yemək davranışına təsiri. İştah 28: 33-47. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
14. Ferrario CR, Gorny G, Crombag HS, Li Y, Kolb B, Robinson TE (2005). Nəzarətdən artan kokain istifadəsinə keçidlə əlaqəli sinir və davranış plastisiyası. Biol Psixiatriya 58: 751-759. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
15. Ferrario CR, Li X, Wang X, Reimers JM, Uejima JL, Wolf ME (2010). Lokomotor həssaslaşmada kokainə glutamat reseptorlarının yenidən paylanmasının rolu. Nöropsikofarmakologiya 35: 818-833. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
16. Ferrario CR, Loweth JA, Milovanovic M, Ford KA, Galinanes GL, Heng LJ et al (2011). Sıçan nüvəsi akumbensindəki AMPA reseptorları alt birləşmələrində və TARP-larda kokain istəməsinin inkubasiyası zamanı Ca (2) (+) - keçiricili AMPA reseptorlarının əmələ gəlməsi ilə əlaqəli dəyişikliklər. Neyrofarmakologiya 61: 1141–1151. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
17. Geiger BM, Behr GG, Frank LE, Caldera-Siu AD, Beinfeld MC, Kokkotou EG et al (2008). Obeziteye meylli siçovullarda qüsurlu mezolimbik dopamin ekzositozuna dair dəlillər. FASEB J 22: 2740–2746. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
18. Kenny PJ (2011). Piylənmə və narkotik asılılığındakı ümumi hüceyrə və molekulyar mexanizmlər. Nat Rev Neurosci 12: 638-651. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
19. Kourrich S, Rothwell PE, Klug JR, Thomas MJ (2007). Kokain təcrübəsi nüvə akumbenslərindəki iki istiqamətli sinaptik plastisiyanı idarə edir. J Neurosci 27: 7921-7928. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
20. Lee BR, Ma YY, Huang YH, Wang X, Otaka M, Ishikawa M et al (2013). Amigdala-accumbens proyeksiyasında səssiz sinapsların olgunlaşması kokain özleminin inkubasiyasına kömək edir. Nat Neurosci 16: 1644-1651. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
21. Levin BE, Dunn-Meynell AA, Balkan B, Keesey RE (1997). Sprague-Dawley siçovullarında pəhrizdən qaynaqlanan piylənmə və müqavimət üçün seleksiya. Am J Physiol 273 (2 Pt 2): R725 – R730. | PubMed | ISI | CAS |
22. Ma YY, Lee BR, Wang X, Guo C, Liu L, Cui R et al (2014). Prefrontal korteksin akumbens proyeksiyalarına səssiz sinaps əsaslı yenidən qurulması ilə kokain özleminin inkubasiyasının iki yönlü modulyasiyası. Neyron 83: 1453-1467. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
23. MacQueen JB. Çoxölçülü müşahidələrin təsnifatı və təhlili üçün bəzi üsullar. Riyazi statistika və ehtimal üzrə 5th Berkeley Simpoziumunun işləri. Kaliforniya Mətbuat Universiteti: Berkeley, CA, 1966, sp 281-297.
24. Murdaugh DL, Cox JE, Cook EW 3rd, Weller RE (2012). Yüksək kalorili qida şəkillərinə fMRI reaktivliyi, kilo vermə proqramında qısa və uzunmüddətli nəticəni proqnozlaşdırır. Neuroimage 59: 2709-2721. | Məqalə | PubMed |
25. Nelson CL, Milovanovic M, Wetter JB, Ford KA, Wolf ME (2009). Amfetaminə qarşı davranış həssaslaşması, siçovul nüvəsi akumbensindəki glutamat reseptor səthi ifadəsindəki dəyişikliklərlə müşayiət olunmur. J Neurochem 109: 35-51. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
26. Oginsky MF, Maust JD, Corthell JT, Ferrario CR (2016). Yetkinlərdə kokainlə əlaqəli lokomotor həssaslaşma və NAc orta dikənli neyronların daxili həyəcanverici olması, lakin pəhriz səbəbindən piylənməyə həssas olan ergen siçovullarında deyil. Psixofarmakologiya 233: 773-784. | Məqalə | PubMed |
27. Paxinos G, Watson CJStereotaksik koordinatlardakı Rat Brain, 6th edn. Akademik Mətbuat: Burlington, MA, ABŞ, 2007.
28. Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME (2011). Bağımlılıqla əlaqəli beyin bölgələrində AMPA reseptor subunit tərkibinin kəmiyyət analizi. Beyin Res 1367: 223-233. | Məqalə | PubMed | CAS |
29. Robinson MJ, Burghardt PR, Patterson CM, Nobile CW, Akil H, Watson SJ et al (2015). Pəhrizlə əlaqəli obeziteye həssas olan siçovullarda replika səbəb olan motivasiya və striatal sistemlərdəki fərdi fərqlər. Nöropsikofarmakologiya 40: 2113-2123. | Məqalə | PubMed |
30. Robinson TE, Berridge KC (2008). Baxış-icmal. Asılılığın stimullaşdırıcı həssaslaşma nəzəriyyəsi: bəzi aktual məsələlər. Philos Trans R Soc Lond Ser B Biol Sci 363: 3137–3146. | Məqalə |
31. Rogers PJ, Hill AJ (1989). Yalnız qida stimullarına məruz qaldıqdan sonra pəhriz məhdudiyyətinin pozulması: təmkin, aclıq, tükrük və qida qəbulu arasındakı əlaqələr. Addict Behav 14: 387-397. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
32. Scheyer AF, Wolf ME, Tseng KY (2014). Bir zülal sintezinə bağlı bir mexanizm, kokainin öz-özünə tətbiq edilməsindən çəkinmə zamanı nüvə akumbens sinapslarında kalsium keçiriciliyi olan AMPA reseptor ötürülməsini davam etdirir. J Neurosci 34: 3095-3100. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
33. Sesack SR, Grace AA (2010). Cortico-bazal ganglion mükafat şəbəkəsi: mikrosirkulyasiya. Nöropsikofarmakologiya 35: 27-47. | Məqalə | PubMed | ISI |
34. Kiçik DM (2009). Mükafatın və obezite epidemiyasının nörofizyolojisinde fərdi fərqlər. Int J Obezite 33: S44-S48. | Məqalə |
35. Soussignan R, Schaal B, Boulanger V, Gaillet M, Jiang T (2012). Yemək stimullarının görmə və qoxusuna orofasiyal reaktivlik. Həddindən artıq kilolu uşaqlarda qida mükafatı işarələri ilə əlaqəli gözlənilən bəyənmə dəlilləri. İştah 58: 508-516. | Məqalə | PubMed | ISI |
36. Stice E, Dagher A (2010). İnsanlarda dopaminerjik mükafatda genetik dəyişiklik. Forum Nutr 63: 176–185. | PubMed |
37. Stice E, Figlewicz DP, Gosnell BA, Levine AS, Pratt WE (2012). Beyin mükafatı dövrələrinin obezite epidemiyasına verdiyi töhfə. Neurosci Biobehav Rev 37 (Pt A): 2047–2058. | Məqalə | PubMed | ISI |
38. Tukey DS, Ferreira JM, Antoine SO, D'Amour JA, Ninan I, Cabeza de Vaca S et al (2013). Saxaroza qəbulu, sürətli AMPA reseptorlarının alverinə səbəb olur. J Neurosci 33: 6123-6132. | Məqalə | PubMed |
39. Valenza M, Steardo L, Cottone P, Sabino V (2015). Pəhrizlə əlaqəli piylənmə və diyetə davamlı siçovullar: D-amfetaminin mükafatlandırıcı və anorektik təsirlərindəki fərqlər. Psixofarmakologiya 232: 3215-3226. | Məqalə | PubMed |
40. Vezina P (2004). Orta beyin dopamin nöron reaktivliyinin həssaslaşması və psixomotor stimullaşdırıcı dərmanların özünü idarə etməsi. Neurosci Biobehav Rev 27: 827-839. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
41. Volkow ND, Wang GJ, Tomasi D, Baler RD (2013). Piylənmə və asılılıq: nörobioloji üst-üstə düşür. Obes Rev 14: 2-18. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
42. Vollbrecht PJ, Mabrouk OS, Nelson AD, Kennedy RT, Ferrario CR (2016). Obeziteye meylli siçovulların striatal dopamin sistemlərində əvvəlcədən mövcud olan fərqlər və diyetə bağlı dəyişikliklər. Obezite 24: 670-677. | Məqalə | PubMed | CAS |
43. Vollbrecht PJ, Nobile CW, Chadderdon AM, Jutkiewicz EM, Ferrario CR (2015). Obeziteye meylli siçovullarda qida motivasiyasında və kokain səbəb olduğu lokomiyaya həssaslıqda əvvəldən mövcud olan fərqlər. Physiol Behav 152 (Pt A): 151-160. | Məqalə | PubMed |
44. Wang X, Cahill ME, Werner CT, Christoffel DJ, Golden SA, Xie Z et al (2013). Kalirin-7 kokainlə əlaqəli AMPA reseptoru və onurğa plastisiyasına vasitəçilik edir və stimullaşdırıcı həssaslaşmaya imkan verir. J Neurosci 33: 11012-11022. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
45. Qurd ME (2016). Davamlı kokain özleminin altında yatan sinaptik mexanizmlər. Nat Rev Neurosci 17: 351–365. | Məqalə | PubMed |
46. Wolf ME, Ferrario CR (2010). Yenidən kokainə məruz qaldıqdan sonra nüvədəki AMPA reseptor plastisiyası. Neurosci Biobehav Rev 35: 185-211. | Məqalə | PubMed | ISI | CAS |
47. Wolf ME, Mangiavacchi S, Sun X (2003). Dopamin reseptorlarının sinaptik plastisiyanı təsir edə biləcəyi mexanizmlər. Ann NY Acad Sci 1003: 241-249. | Məqalə | PubMed | CAS |
48. Wolf ME, Tseng KY (2012). VTA və kokainə məruz qaldıqdan sonra nüvə akumbenslərindəki kalsium keçirici AMPA reseptorları: nə vaxt, necə və niyə? Ön Mol Neurosci 5: 72. | Məqalə | PubMed | CAS |
49. Wyvell CL, Berridge KC (2000). İntra-akumbens amfetamin saxaroza mükafatının şərtləndirilmiş təşviq qabarıqlığını artırır: inkişaf etmiş "bəyənmə" və ya cavab möhkəmləndirmədən "istəyən" mükafatın artırılması. J Neurosci 20: 8122-8130. | PubMed | ISI | CAS |
50. Wyvell CL, Berridge KC (2001). Əvvəlki amfetaminə məruz qalma ilə stimullaşdırıcı həssaslaşma: sükroz mükafatı üçün işarə tetikleyen 'istək'. J Neurosci 21: 7831-7840. | PubMed | ISI | CAS |
51. Yokum S, Ng J, Stice E (2011). Yüksək çəki və gələcəkdə kilo alma ilə əlaqəli qida şəkillərinə diqqətli yanaşma: fMRI tədqiqatı. Obezite (Gümüş Bahar) 19: 1775–1783. | Məqalə | PubMed |