Ön Endokrinol (Lozanna). 2017; 8: 216.
2017 Aug 29 onlayn nəşr olundu. doi: 10.3389 / fendo.2017.00216
PMCID: PMC5581815
Julie Paradis,1 Pierre bürosu,1 Tomas Moyon,1 Sofi Niklaus,2 Patrisia Parnet,1,*† və Vincent Paillé1,*†
mücərrəd
Perinatal ana enerjisi sıx qida istehlakı uşaqlarda piylənmə riskini artırır. Bu, hedonik mülkü üçün istehlak olunan ləzzətli yeməyin həddindən artıq istehlakı ilə əlaqələndirilir. Perinatal ana bəslənməsini və nəsillərin yağ üstünlüklərini əlaqələndirən əsas mexanizm hələ də yaxşı başa düşülməmişdir. Bu araşdırmada, ana südü ilə yağlı / yüksək şəkərli pəhriz qidalanmasının [qərb pəhrizi (WD)] hamiləlik və laktasiya dövründə siçovul nəslindəki qidalanmanı doğuşdan cinsi yetkinliyə nəzarət edən mükafat yollarında təsirini öyrənməyi hədəfləyirik. Üç kritik dövrdə (uşaqlıq, yeniyetməlik və yetkinlik) WD və Nəzarət övladlarının uzunlamasına təqibini apardıq və perinatal ifrazatın ləzzətli diyetə təsirini (i) yağ seçiminə, (ii) gen ifadə profilinə yönəltdik. və (iii) mezolimbik dopaminergik şəbəkələrin neyroanatomik / memarlıq dəyişiklikləri. Perinatal dövrlə məhdudlaşdırılan WD qidalanmasının, homeostatik və hedonik beyin dövranlarının təşkilinə, yağ seçiminə deyil, uzun müddətə təsir etdiyini göstərdik. Xüsusi beyin molekulyar imzaları ilə əlaqəli olduğumuz yağ üçün üstünlük dövrünün müəyyən bir dövrünü nümayiş etdirdik. WD bəslənmiş bəndlərindən olan uşaqlarda, uşaqlıq dövründə dopamin (DA) sistemlərində iştirak edən əsas genin daha yüksək ifadəsi ilə əlaqəli yağ seçiminin mövcudluğunu müşahidə etdik; yetkinlik yaşlarında, hər iki qrup üçün yüksək yağlı bir üstünlük, WD qrupu üçün 3 günlük test zamanı tədricən azaldı və WD qrupu üçün DA sistemlərində iştirak edən əsas genin azaldılmış ifadəsi ilə əlaqəli, onları qorumaq üçün bir kompensasiya mexanizmi təklif edə bilər daha yüksək yağ ifrazatından; və nəhayət, yetkinlik yaşına çatdıqda, siçovulları idarə etmək üçün eyni olan, aminobutirik turşular şəbəkəsində, serotonin reseptorlarında və polisial turşudan - hipotalamusun köklü bərpa edilməsində iştirak edən əsas genlərdə dərin modifikasiya ilə əlaqəli yağ üstünlük təşkil edir. Ümumiyyətlə, bu məlumatlar, perinatal dövrlə məhdudlaşan ana WD'nin, sonradan həyatda yemək davranışı ilə əlaqəli hipotalamik homeostatik və mükafat yolunun güclü bir şəkildə yenidən qurulması baş verdiyinə baxmayaraq, enerjinin homeostazına və yağ seçiminə davamlı təsir göstərmədiyini göstərir. Bu dövrələrin yenidən qurulmasının aktuallığını başa düşmək üçün əlavə funksional təcrübələrə ehtiyac duyulacaqdır.
giriş
Erkən həyat mühiti və hadisələr, sonrakı həyatda sağlamlığa və xəstəliklərə meylli olmaq üçün yaxşı tanınıb (1-3). Perinatal dövrdə qidalanma və hormonal mühitdəki dəyişikliklərin nəsillərin piylənmə və onunla əlaqəli patologiyalara necə meyl göstərə biləcəyini izah etmək üçün metabolik təsir bağışlama konsepsiyası təklif edilmişdir. Təsadüfi həyat tərzimizin əhəmiyyətli bir problemi enerji sıx qida istehlakının nəticəsi olaraq qidalanmadır. Həqiqətən, bu cür qidadan analıq qəbuluna məruz qalan şəxslərdə obezlik və metabolik sindromun inkişaf riski yüksəkdir (4, 5). Bir çox tədqiqat, ana südü ilə qidalanma və əmizdirmə yolu ilə yüksək yağlı pəhrizin, nəsillərin metabolizmasına uzun müddətli təsir göstərdiyini göstərdi (6-8). Metabolik tənzimləmə ilə əlaqəli yollara əlavə olaraq beyin mükafatlandırma sistemləri qidalanma davranışında da mühüm rol oynayır (9, 10). Mükəmməllik və bağımlılık kontekstində intensiv şəkildə öyrənilən Mezolimbik dopamin (DA) neyrotransmissiya, hər iki insanda pəhrizə əsaslanan piylənmə ilə dəyişdirilir (11-13) və heyvanlar (14-16). DA proqnozları böyük bir hissəsi üçün postnatally inkişaf edir (17) və buna görə də onların inkişafına erkən pəhriz təsir göstərə bilər. Son bir neçə ildə gəmiricilər üzərində aparılan təcrübələr sübut etdi ki, ana HFD qəbulu nəsillərdə hedonik qidalanmanı artırır (18, 19). Bu müşahidədə DA sisteminin işində bəzi dəyişikliklər olsa da (20-22), ontogeniya və erkən həyat dövründə mükafat yollarının yenidən qurulması ilə bağlı məhdud məlumatlar mövcuddur (21). Bundan əlavə, GABA (γ-aminobutirik turşu) sistemi kimi mükafat sisteminin DA olmayan siqnal hissəsinin perinatal qidalanma stresindən təsirlənə biləcəyi və ya göstərilmədiyi sənədləşdirilməmişdir. Həqiqətən, GABA neyronları mükafat və ləzzətdə əsas rol oynayır. Ventral tegramal bölgə (VTA) GABA neyronları fərqli beyin bölgələrindən bənzər bir giriş nümunəsi alır (23) və son optogenetik əsaslı davranış tədqiqatları, VTA GABA'nın şərtli yerə ləğv edilməsində əsas rolunu vurğulayır (24) və mükafat istehlakçı davranış (25). Nucleus accumbens (NAc) əsasən GABAergic orta spiny neyronların proyeksiyası ilə meydana gəlir və limbik sistemdən yaranan siqnalları birləşdirərək hərəkətə keçirən limbik-motor interfeysi rolunu oynayır. vasitəsilə ventral pallidum (VP) və digər motor effektlərinə çıxış26). Və nəhayət, LH-də çox sayda GABA əlaqəsi ilə meydana gələn hipotalamus (27) və nüvəni arcuate, aclıq və doyma siqnallarını birləşdirir (10).
Bu tədqiqat ana qərb pəhrizinin (WD) siçovul nəslindən doğuşdan cinsi yetkinliyə (i) yağ seçiminə (ii) DA sisteminin gen ifadə profilinə, GABAergik sistemə və hipotalamusun plastisiyasına təsirini müəyyənləşdirmək məqsədi daşıyır. , və (iii) eyni dövrdəki mesolimbik dopaminergik şəbəkələrin neyroanatomik / memarlıq dəyişiklikləri. Buna görə də, uzunlamasına bir araşdırma (ana südü ilə, P25-dan cinsi yetkinliyə, P45 və yetkinlik dövrünə qədər, P95), ana WD'nin bədən çəkisi artımına və övladların yağ toxuma inkişafına təsirini, süddən sonra müntəzəm çow altında tutulduğunu qiymətləndirdik. Eyni zamanda, qida qəbulu, seçim və motivasiya tənzimləmə sistemləri üçün markerlərin seçilməsini xüsusi bir transkriptomik analiz və sonrakı əsas komponent analizi (PCA) izləyən bir yağ seçim testini etdik. Nəticələrimiz, DA sisteminin qidalanma proqramlaşdırmasına yönəlmiş son nəticələrini əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirdi.
Material və metodlar
Etik bəyanatı
Bütün təcrübələr yerli heyvanların sağlamlığı komitəsinin, Aİ-nin (direktiv 2010 / 63 / EU), Institut National de la Recherche Aqronomikasının (Paris, Fransa) və Fransız Baytarlıq İdarəsinin rəhbərliyinə uyğun olaraq aparılmışdır.A44276). Təcrübə protokolu institusional etika komitəsi tərəfindən təsdiqləndi və APAFIS 8666 istinadında qeydiyyata alındı. Stressi və təcrübələrin hər seriyasında istifadə olunan heyvanların sayını minimuma endirmək üçün hər cür tədbir görülmüşdür.
Heyvanlar və diyetlər
Heyvan bir 12 h / 12 h işıq / qaranlıq dövrdə bir 22 ± 2 ° C-də qida və su ilə təmin edildi ad libitum. Otuz iki qadın Sprague-Dawley siçovulları (çəkisi: 240 - 290 g), hamiləlik günü 1 (G1) birbaşa Janvier-dən (Le Genest Saint Isle, Fransa) alındı. Ayrılıqda yerləşdilər və ya hamiləlik və laktasiya dövründə 5 üçün bir WD (0% mal əti yağı və 16% saxaroza) ya da bir nəzarət pəhrizi (CD) (21% mal əti yağı və 30% saxaroza) bəsləndilər. (Cədvələ baxın) Table1: 1: ABdiet Woerden, Hollandiya) faiz kkal nisbətində pəhriz tərkibi. Doğuş zamanı zibil ölçüsü bir zibil başına səkkiz bala bir 1: 1 kişidən qadın nisbətinə uyğunlaşdırıldı. Hər qrup üçün 12 kişilərdən və 16 qadınlardan ibarət bir zibil ilə 4-ni 4 bəndlərindən kənarda saxladıq. Süddən təmizlədikdə (P21), CD və WD bəndlərindən doğulmuş nəsillər təcrübənin sonuna qədər standart çow üzərində saxlanıldı (Rəqəmlər) (Rəqəmlər1A, B) .1A, B). Pup bədən çəkisi doğuşda və bundan sonra hər gün 10-də qeyd edildi: 00 am P21 (süddən). Süddən təmizlədikdən və təcrübənin sonuna qədər siçovullar hər 3 gün ərzində çəkildi. Yalnız kişi nəsilləri haqqında məlumatları təqdim edirik. Qadın siçovulları başqa bir araşdırma üçün istifadə edildi (Şəkil) (Şəkil 11).
Davranış (İki Şüşə Seçim Testi)
Üç kritik inkişaf dövrü öyrənildi (P21 - P25: yetkinlik yaşına çatmayan, P41 - P45: yetkinlik və P91 - P95: gənc yetkin). 24 kişi balası (n = Qrup başına 12) təsadüfi seçilmiş və iki şüşə seçimi pulsuz bir test keçirmək üçün fərdi bir qəfəsə yerləşdirilmişdir (Rəqəmlər (Rəqəmlər1A, B) 1A, B) (28-30). Bu test şirin ləzzətdən yayınmaqla və kalori qəbulunun metabolik təsirindən mümkün qədər yağ dadına olan cəlbediciliyi xüsusi öyrənmək üçün istifadə edilmişdir. Həqiqətən, 1% qarğıdalı yağı məhlulu istehlakı yalnız 0.09 kkal / ml suqəbuledici ilə əlaqələndirilir. İki şüşə varlığına bir gün qaldıqdan sonra, test P2-də 25 gün ərzində və P4 və P41-də 91 gün ərzində aparıldı (Şəkil) (Şəkil1A) .1A). Təfərrüatlarla, süddən təmizlədikdə (P21), 24 balası 2 gün ərzində fərdi olaraq yerləşdirildi (Şəkil) (Şəkil1A): 1A): gün 1, yaşayış dövrü, gün 2, siçovullara 1% xanthan saqqızdakı 0.3% qarğıdalı yağının emulsiyası (Sigma Aldrich, St. Quentin Fallavier, Fransa) və xanthan saqqız məhlulu arasında iki şüşə pulsuz seçim verildi ( 0.3%). P41 və P91-də 24 bala istifadə edildi və ardıcıl üç gün ərzində iki şüşəli pulsuz seçim təklif edildi. Xanthan saqqız həlli və dad həllinin (qarğıdalı yağı 1%) istehlakı gündəlik 11: 00 am 3 gün ərzində (P45 və P95) qeydə alındı. İki şüşənin mövqeyi, mövqe üstünlük qərəzinin qarşısını almaq üçün gündəlik tərs edildi. Yağ seçimi hesabı istehlak edilən "yağ məhlulu" həcminin 24 saat ərzində istehlak olunan ümumi həcmə nisbəti kimi hesablanmışdır. Bütün siçovullar davranış testi boyunca standart çow pəhrizi altında saxlanıldı.
Dokular toplanması və qan nümunəsi
Siçovulların yarısı, iki şüşəli pulsuz seçim testinin son gününün ertəsi günü (n = Qrup başına 6) CO tərəfindən 09: 00-12: 00 arasında sürətlə evtanizə edildi2 inhalyasiya. Qan EDTA ilə borulara toplandı (Laboratoires Léo SA, St Quentin en Yvelines, Fransa) və 2,500 santrifüj edildi g 15 dəqiqə ərzində 4 ° C-də. Plazma −20 ° C-də donduruldu. Orqanlar və fərdi retroperitoneal yağ anbarı parçalanmış və ağırlıqlı olmuşdur. Beyin sürətlə çıxarıldı və beyin matrisinə yerləşdirildi (WPI, Sarasota, FL, ABŞ siçanı 300 - 600 g). Əvvəlcə hipotalamus parçalandı [Paxinosun atlas koordinatlarına görə: reg1.0-dən N4.5 mm-ə Bregmadan (31)] sonra, hər bir siçovul üçün, NAc səviyyəsində iki 2 mm qalınlığında və VTA səviyyəsində başqa bir koronal dilim alındı. Sağ və sol NAc və sağ və sol VTA (heyvan başına dörd nümunə) nümunələri iki fərqli biopsiya zərbələrindən (Stiefel Laboratories, Nanterre, Fransa) istifadə edərək sürətlə əldə edildi (NAc və 4 mm üçün 3 mm diametri) ventral orta beyin üçün). Nümunələr maye azotda dondurulmuş və TaqMan aşağı sıxlıq massivi (TLDA) tərəfindən gen ifadəsini sonradan müəyyənləşdirmək üçün N80 ° C-də saxlanılmışdır.
Digər siçovullar (n = Qrup başına 6) pentobarbital (150 mq / kq ip) ilə dərindən anesteziya edildi və transkardial fizioloji salin perfuziyası ilə perfüze edildi, ardından fosfat tamponda (PB) buzlu% 4 paraformaldehid, pH 7.4. Beyinlər sürətlə çıxarıldı, eyni fiksatifdə 1 ° C-də 4 saat batırıldı və sonda% 25 PB saxarozada 24-48 saat saxlanıldı. Sonra beyinlər -60 ° C-də izopentanda donduruldu və nəhayət istifadəyə qədər -80 ° C-də saxlanıldı. NAc, hipotalamus və VTA, kriyostatla (Microm, Microtech, Francheville, Fransa) 20 um seriyalı koronal hissələrə bölündü. Hər beyin sahəsi üçün 10-4 hissədən ibarət iki və ya üç seriya 6 şüşə slayd yerinə yetirildi. Hər bir şüşə sürüşmə üçün serial bölmələr 200 µm aralığındadır (şəkil (Şəkil 66).
Biokimyəvi plazma analizləri
P25, P45 və P95 siçovullarında toplanan EDTA plazması plazma qlükoza, NEFA (esterləşdirilməmiş yağ turşuları), insulin və leptini ölçmək üçün istifadə edilmişdir. Qlükoza və NEFA xüsusi dəstlərlə (qlükoza və NEFA PAP 150 dəstləri, BioMérieux, Marcy-l'Etoile, Fransa) kolorimetrik enzimatik reaksiyalardan istifadə edərək ölçüldü. Hormonlar istehsalçı tərəfindən insulin və leptin (siçan / siçan insulin ELISA dəsti, siçovul leptin ELISA dəsti, Linco Araşdırma, St. Charles, MO, ABŞ) istehsalçısının təlimatlarına uyğun olaraq xüsusi ELISA dəstləri ilə təhlil edilmişdir.
İmmünohistokimya
Serial VTA və NAc bölmələri olan şüşə slaydlar əvvəlcə 3-4 h üçün bloklandı və sonra gecə 4 ° C-də aşağıdakı antikorların qarışığı ilə inkubasiya edildi: siçan əleyhinə NeuN (1: 500; IgM; Millipore Bioscience Araşdırma Reagents, Merk, ABŞ) və dovşan əleyhinə TH (1: 1,000; Millipore Bioscience Araşdırma Reagentləri, Merk, ABŞ). Birincil antikorlarla inkubasiya edildikdən və PB ilə yuyulduqdan sonra bölmələr ikincil antikorların qarışığında inkubasiya edildi: Alexa 488 birləşən eşşək anti-siçan IgM və Alexa 568 birləşən eşşək anti-dovşan IgG (1: 500; Invitrogen, ThermoFisher Scientific, Waltham) , MA, ABŞ) 2 h. Bölmələr superfrost və qızıl slaydlara (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ) quraşdırılmış, hava ilə qurudulmuş və ProLong ™ Qızıl antifad reaktivi ilə örtülmüşdür (Invitrogen, ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, ABŞ).
VTA-da TH Neyronların sayı
Hər siçovul üçün TH-müsbət hüceyrələr əvvəllər təsvir olunduğu kimi sayıldı (32) VTA'nın üç fərqli rostrocaudal səviyyəsində: üçüncü sinirin çıxış səviyyəsində (Bregmaya nisbətən məsafə: −5.3 mm), 200 μm rostral və 200 μm kaudal bu səviyyədədir (Rəqəmlər (Rəqəmlər6A) .6A). Sol və sağ tərəflər üçün, NanoZoomer-XR Rəqəmsal Slayd Skanerinin × 40 böyüdücü istifadə edərək, aksessuar terminalı traktından medensefalonun yan kənarına qədər bütün VTA-dan ibarət bir rəqəmsal bir şəkil əldə edildi. C12000 (Hamamatsu, Yaponiya). Hər bölmə üçün VTA perimetri ətrafında bir xətt çəkildi. Sərhədlər hüceyrələrin formasını araşdıraraq Paxinos və Watson atlaslarına müraciət edərək seçildi. Dopaminergik bir neyron, aydın görünən bir nüvə olan NeuN (+) / TH (+) immunoreaktiv hüceyrə orqanı olaraq təyin olundu. NIH Image J proqramından (hüceyrə counter plugin) istifadə edərək, NeuN (+) / TH (+) hüceyrələri heyvan qrupları haqqında məlumatları olmayan iki fərqli şəxs tərəfindən sayılmışdır. Split-hüceyrə sayma səhvləri Abercrombie düsturu ilə düzəldildi (32), harada N = n[t/(t + d)] (N = hüceyrələrin ümumi sayı; n = sayılan hüceyrələrin sayı; t = bölmə qalınlığı; və d = hüceyrə diametri) və bu düzəliş əmsalı 0.65 idi. Verilər orta [NeuN (+) / TH (+) sol və sağ VTA] ± SEM olaraq ifadə edilir.
NAc'dakı TH Lif Sıxlığı
NAcın dopaminergik sinir terminallarında TH protein miqdarı TH immunolabeled bölmələrin anatomik densitometrik analizi ilə qiymətləndirilmişdir. TH liflərinin sıxlığı NAc-ın (Bregma 2.20, 1.70 və 1.20 mm) rostrocaudal oxları boyunca üç ixtiyari səviyyədə kəmiyyətlənmişdir (Şəkil) (Şəkil6B) .6B). Qısaca, bir NanoZoomer-XR Rəqəmsal Slayd Skanerinin × 40 böyüdücü istifadə edərək əldə edilmiş bütün striatum və NAcdan ibarət rəqəmsal şəkil. C12000 (Hamamatsu, Yaponiya) əldə edildi. Verilmiş NAc üçün optik sıxlığın (OD) ölçü sahəsini təyin etmək üçün bütün nüvənin ətrafında bir xətt çəkilmişdir (Şəkil) (Şəkil6B) .6B). Əldə edilmiş dəyər, NIH Image J proqramını istifadə edərək eyni bölmənin korpus kallosumunda (TH immunokimyası üçün ləkələnməmiş bir bölgə) çəkilmiş dairəvi zonadan ölçülmüş OD dəyəri ilə normallaşdırıldı. Məlumatlar OD nisbətinin (Üç hissənin corpus kallosumundakı NAc / OD dəyərindəki OD dəyəri) ± SEM nisbətinin bir ortası olaraq ifadə edilir.
TLDA və TaqMan tərəfindən Gen ifadəsi
RNA, NucleoSpin RNA / protein dəstindən (Macherey-Nagel, Hoerdt, Fransa) istifadə edərək, donmuş NAc, VTA ilə zənginləşdirilmiş nümunələrdən və hipotalamusdan təcrid olunmuşdur. Ümumi RNA, istehsalçının göstərişlərinə əsasən DNase həzminə təqdim edildi, miqdarı 260 / 280 nm UV emici tərəfindən qiymətləndirildi və Agilent 2100 Bioanalyzer Sistemindən istifadə edərək keyfiyyət qiymətləndirildi, sonra RNA bütövlüyü nömrəsi (RIN) hesablandı. 8-dan aşağı bir RIN olan nümunələr atıldı. Ümumi RNT-nin bir mikrogramı 10 µl həcmində yüksək tutumlu RT dəstindən (Tətbiqi Biosystems, Foster City, CA, ABŞ) istifadə edərək cDNA-ya çevrildi.
Daha əvvəl açıqlandığı kimi (33), TLDA, 384 eyni vaxtda real vaxt PCR-lərinin aparıla biləcəyi bir 384 yaxşı bir mikro-maye bir kartdır (Tətbiqi Biosystems, Foster City, CA, ABŞ). Plastik və qida qəbulunun tənzimlənməsi ilə əlaqəli müxtəlif gen ailələrini əhatə etmək üçün hazırlanmış xüsusi bir TLDA istifadə etdik. Hər bir xüsusi kart 2 × 4 reaksiya kameralarını (istinad: 2a) ehtiva edən 48 × 96 nümunə yükləmə xətləri olaraq konfiqurasiya edildi. Bir 92 gen dəsti (Cədvəl) S1 Əlavə materiallarda) və dörd ev təsərrüfat genləri (18S, Gapdh, Polr2a və Ppia) tədqiq edilmişdir. Real vaxtda PCR Life Technologies TaqMan reagentlərindən istifadə edilərək ABI Prism 7900HT ardıcıllığı aşkaretmə sistemində (Tətbiqi Biosystems, Foster City, CA, ABŞ) işlədilmişdir. Xam flüoresan məlumatları PCS vasitəsilə SDS 2.3 proqramından (Tətbiqi Biyosistemlər, Foster City, CA, ABŞ) istifadə edərək, həm əsas, həm də həddini avtomatik müəyyənləşdirməklə Ct ərəfəsini yaratmışdır. Qalıcı PCR çalışmalarını ayırd etmək üçün ThermoFisher bulud tətbiqindən (ThermoFisher, ABŞ) istifadə edərək süzdükdən sonra nümunə üçün təhlillər aparıldı n = 6 (n = P5-də WD qrupu üçün 25). Verilər nisbi kəmiyyət üçün ThermoFisher Cloud App (ThermoFisher, ABŞ) ilə analiz edildi. Gen ifadəsinin nisbi kəmiyyəti (RQ) RQ = 2 tənliyindən istifadə edərək müqayisəli Ct metoduna əsaslanır.-DDCt, bir gen hədəfi üçün ΔΔCt bir kalibrator nümunəsindən çıxarılan və endogen idarəetmə ilə normallaşan öz Ct dəyişikliyi idi. Dəqiq olaraq, geNorm alqoritmi (ThermoFisher Cloud App RQ, ThermoFisher, ABŞ) istifadə edərək ən sabit ev təsərrüfatını təyin etdik. Dörd ev təsərrüfat genləri arasında Gapdh, NAc və hipotalamusa, VTA üçün Ppia üçün endogen nəzarət olaraq təyin olundu və bu, analiz edilən üç müddət arasındakı bütün nümunələr üçün doğrudur. Gen ifadəsinin qrafik təsviri CD qrupuna nisbətən gen ifadəsinin 10% artması üçün bir rəng təyin etmək üçün əl ilə tərtib edilmişdir. Parametrik olmayan Wilcoxon imzalı dərəcə sınağından istifadə edərək əhəmiyyətli bir dəyişmə, ulduzla qeyd edildi.
Statistik təhlili
Nəticələr cədvəllərdə və rəqəmlərdə orta ± SEM şəklində ifadə edilir. Mann-Whitney, qeyri-parametrik bir test, fərqli zaman nöqtələrində bədən çəkisini, yağ üstünlüklərini və immunohistokimyadan əldə edilən OD nisbətini analiz etmək üçün istifadə edilmişdir.
3 günlük yağ üstünlüklərinin əhəmiyyətini qiymətləndirmək üçün hər gün üçün bir sütun statistik təhlili etdik. Hər bir qrup üçün yağlı həll və nəzarət məhlulu istehlakı parametrik olmayan Wilcoxon'un imzalanmış dərəcə testindən istifadə edərək sınaqdan keçirildi. Tercih orta dəyərini 50% (nöqtəli qırmızı xətt) hipotetik dəyəri ilə müqayisə etdik. Əhəmiyyətli bir dəyişiklik qırmızı ulduz ilə qeyd edildi. Eyni testi qPCR RQ dəyər analizi üçün istifadə etdik; orta RQ dəyərini 1 hipotetik dəyəri ilə müqayisə etdik. Əhəmiyyətli dəyişmə bir ulduzla qeyd edildi (Şəkil (Şəkil 44).
Plazma nümunəsi analizi üçün parametrik olmayan Mann və Whitney testi etdik. TH-müsbət hüceyrələrin sayı ikitərəfli ANOVA və ilə analiz edildi p dəyəri hesablandı. Həyata keçirilmiş testlərin çoxluğuna görə bir Bonferroni post hoc düzəliş yalnız bu testdən sonra tətbiq edildi. Statistik analiz Prism 6.0 proqramından (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, ABŞ) istifadə edilməklə aparılmışdır.
Məlumatların ümumi quruluşunu (yəni üç qlobal PCA) görüntüləmək üçün hər beyin biopsiya zərbələri (VTA, NAc və hipotalamus) üçün fərqli vaxt nöqtəsində nəzarətsiz bir PCA ilk dəfə 130 parametrləri (TLDA, davranış və plazma məlumatları) üzərində aparıldı. vaxt nöqtəsinə görə). PCA, proqnozlaşdırılan məlumatların mübahisəsinin alt məkanda maksimuma çatması üçün məlumatların aşağı ölçülü xətti məkana ortogonal proyeksiyası olaraq təyin edilə bilər. Əvvəlcə ifadə edilməyən və ya bir qədər ifadə olunmayan genləri süzdük (Şəkil) (Şəkil5) .5). Bu iki eksperimental qrupun nəzarətsiz PCA komponentləri ilə yaxşı ayrıldığını görüntüləmək üçün CD qidalanmış bəndlərdən və WD qidalandırılmış bəndlərdən olan nəsillər üçün dəyərlər fərdi PCA sahələrində fərqli rənglərdə meydana çıxdı. Bu təhlil iki nəsil qrupu arasında fərqli şəkildə ifadə olunan gen qruplarını ayırır. Sonradan, diqqət mərkəzində olan PCA-lar mRNA markerlərinin müxtəlif qruplarında aparıldı: plastiklik (hüceyrələrin yapışması, sitoskeleton, neyrotrofik amil, sinaptogenez və transkripsiyanın tənzimlənməsi), DA yolu, GABAergik yol, epigenetik modulyatorlar (histon deasetilaza və histon asetil köçürmə). Bu diqqət mərkəzli PCA, eyni zamanda ana diyeti ilə bəzi markerlər və müəyyən ailə cinsləri arasındakı əlaqə arasındakı əlaqəni görüntüləməyə imkan verir. PCA və diqqət mərkəzli PCA analizi üçün keyfiyyətli bir miqyas istifadə edildi: +++: çox yaxşı ayrılma; ++: PCA ayrılmasının yanlış tərəfində bir siçovul ilə yaxşı ayrılma; +: yanlış tərəfdə iki siçovul (hər qrupdan biri) ilə olduqca yaxşı ayrılma, -: aydın ayrılma yoxdur.
Nəticələr
Bədən çəkisi və böyüməsi
Gestasiya zamanı ananın WD qəbulu (G1-dan G21-a qədər) doğuş zamanı balaların bədən çəkisinə təsir göstərməmişdir (Şəkil) (Şəkil 2) 2) (CD: 6.55 ± 0.07 g vs WD: 6.54 ± 0.05 g p = 0.9232) (Rəqəmlər (Rəqəmlər2A, B) .2A, B). Doğumdan süddən süd verməyə qədər bədən çəkisi artımı, WD bəndlərindən doğulmuş nəsillərdə, WD bəndlərindən doğulmuş nəsillərdə süddən çıxma zamanı bədən çəkisi əhəmiyyətli dərəcədə yüksək olan CD bəndlərindən olan nəsillərə nisbətən 21% daha yüksək idi (36.19 ± 0.90 g vs 47.32 ± 1.48 g) p <0.001) (Şəkil (Şəkil2C) .2C). Süddən əmizdirmədən eksperimentin sonuna qədər (P95) siçovullar standart çow pəhrizi ilə qidalanır və bədən çəkisi CD dambaları nəslinə nisbətən WD bəndlərindən olan nəsillər üçün daha yüksəkdir. Ətraflı: yetkinlik dövründə (P39) (Rəqəmlər) (Rəqəmlər2A, D), 2A, D), CD: 176.8 ± 3.3 g vs WD: 192.2 ± 3.3 g p = 0.0016 və P93-də (gənc yetkin) (Rəqəmlər (Rəqəmlər2A, E) 2A, E) CD: 478 ± 9.9 g vs WD: 508.6 ± 10.3 g p = 0.0452.
Fərqli Dövrdə Hormonlar və Metabolik Markerlər
Plazma leptin, insulin, qlükoza və NEFA konsentrasiyaları P25, P45 və P95 səviyyəsində ölçüldü. Bütün yaşlarda plazma qlükoza, NEFA və WD nəslinin leptin səviyyəsi CD nəslindən statistik olaraq fərqli deyildi (Cədvəl) (Table2,2, n = Qrup başına 6). Yalnız P25-də WD bəslənən bəndlərdən gələn nəsillərdə yağ çöküntüsündə (retroperitoneal yağ kütləsi nisbəti) əhəmiyyətli bir artım müşahidə etdik (p = 0.0327, Mann və Whitney testi).
Perinatal WD'nin süddən yetkin yaşa qədər yağ seçiminə təsiri
WD'nin yağ seçiminə təsirini araşdırmaq üçün, böyümə zamanı üç fərqli zaman nöqtəsində iki şüşə seçim paradiqmasından istifadə etdik. Bu test, yağ qəbul etməsinin metabolik təsirini mümkün qədər çəkmədən, yağ dadına üstünlük verilməsini öyrənmək üçün istifadə edildi. Şüşədən ("P25, P45 və P95-da)" əlavə "kalorili yemək fərqlərinin statistik cəhətdən əhəmiyyətli olmadığını göstərdik. qruplar arasında (Şekiller) S1Əlavə materialda A – C). Bundan əlavə, 1% qarğıdalı yağı məhlulu istehlakındakı fərq P1 (WD: 25% vs CD: 4.9% kalori) və P3.9 (WD): CD siçovulları üçün 0.5% kalori artımına səbəb olur. 45% vs CD: 2% kalori) (Rəqəmlər S1Əlavə materialda D – F). P25-də, CD bəndlərindən olan balalar yağ üçün üstünlük vermir (44.87 ± 9.8%, p = 0.339); əks tərəfdəki WD siçovulları yağa üstünlük verir (75.12 ± 8.04%, p = Wilcoxon imzalı dərəcə testindən sonra 0.039, qırmızı ulduz). Üstəlik iki qrup arasında statistik bir fərq var p = 0.0347 (Mann və Whitney testi, qara hash etiketi) (Şəkil (Şəkil 33A).
P45 və P95-də iki qrup yağ üçün əhəmiyyətli bir üstünlük əldə edir, yəni 50% -in nəzəri dəyərindən əhəmiyyətli dərəcədə fərqlidir (P45, CD-də: 80.68 ± 2.2%) p = 0.0005 və WD: 78.07 ± 3.25% p = 0.0005; P95, CD-də: 74.84 ± 8.4% p = 0.0425 və WD: 69.42 ± 8.9% p = Wilcoxon imzalı dərəcə testindən sonra 0.109, qırmızı ulduz) (Şəkil (Şəkil3A) .3A). Dadı təqdimatından bir gün sonra (P45-də) iki qrup üçün dəyərlər ayrılmaz oldu p = 0.7857 və P95-də p = 0.9171 Mann-Whitney testi (Şəkil (Şəkil 33A).
Siçovulların zamanla yağ istehlakını necə tənzimlədiyini bilmək üçün P45 və P95-də ardıcıl üç gün yağ təqdimatını təkrarladıq (Rəqəmlər) (Rəqəmlər3B, C) .3B, C). Maraqlıdır ki, P45-də yalnız WD bəndlərindən olan kişilər yağ tədarükü seçimini tədricən itirdilər (Şəkil) (Şəkil3B) 3B) (üçüncü gün: 53.12 ± 8.36% p = Wilcoxon imzalı dərəcə testindən sonra 0.851). Bununla birlikdə, P95-də (yetkin yaşda) bütün heyvanlar 3 günlük test zamanı heç bir təkamül olmadan yağa üstünlük verdilər (Şəkil (Şəkil 33C).
Xülasə, bu modeldə, erkən mərhələdə (uşaqlıqda), yeniyetməlik illərində mütərəqqi həssaslıqla WD bəndləri tərəfindən bəslənən siçovul yağında bir üstünlük olduğunu müşahidə etdik. Yetkinlik dövründə siçovulların iki qrupu arasında heç bir fərq görmədik.
Hipotalamusda və mükafatlandırma yollarında beyin plastisiyası və GABA dövranlarının molekulyar imzası
Gestasiya və laktasiya dövründə anaların WD qəbulunun nəsillərin hipotalamusu və mükafat yollarına təsir etdiyini müəyyən etmək üçün beyin plastikliyinin, beyin modelləşdirməsinin və qida qəbulu və epigenetik təsir göstərən neyron sxemlərin markerlərinin nisbi ifadəsini ölçdük. tənzimləyicilər. TLDA-nı fərqli beyin bölgələrində (yəni hipotalamus, VTA və NAc) bolluğunu təhlil etmək üçün istifadə etdik (Cədvəl) S1 əlavə materialda) üç vaxt dövrü. Ekran, P25, P45 və P95 iki şüşə seçim testlərindən sonra edildi (Şəkil 1) 1) WD bəslənən anbarlardan doğulmuş altı kişi və CD qidalanan anbarlardan doğulmuş altı kişi üzərində.
Hipotalamusdakı P25-də on üç fərqli kateqoriyadan olan beş gen, əsasən WD qidalandırılan bəndlərdən olan balalardakı −20% (Gfap) və −40% (Gabra5) arasında dəyişən plastiklik markerlərində və GABA markerlərində əhəmiyyətli dərəcədə aşağı mRNA ifadə səviyyəsini göstərdi. CD bəndləri bəsləyir. Mükafat yolu biopsiyalarında (VTA və NAc) iki gen NAc-da statistik daha yüksək mRNA ifadə səviyyələrini (D2R və Gabra1), yəni DA siqnal və GABA reseptorlarını və bir gen aşağı ifadə (Hcrtr2) (yəni orexin 2 reseptoru) NAc-da göstərdi. , dörd gen isə VTA-da (Map2, Gabara1, Hcrtr1 və Hcrtr2) (yəni plastiklik markerləri, GABA reseptorları və serotoninerjik reseptorları) əhəmiyyətli dərəcədə daha yüksək mRNA ifadə səviyyəsini nümayiş etdirdi (Şəkil. (Şəkil 44).
Hipotalamusdakı P45-də, on üç fərqli kateqoriyadan olan beş gen, WD qidalandırılmış bəndlərin balalarından fed20% (Fos) və −50% (FosB) arasında dəyişən aşağı mRNA ifadə səviyyəsini CD qidalanan bəndlərin siçovulları ilə müqayisədə göstərdi. Mükafat yolu biopsiyalarında P45-da dörd gen daha yüksək mRNA ifadə səviyyəsini (Gfap, Dat, Cck2r və Kat5) və iki gen NAc-də daha aşağı bir ifadə (Fos və FosB) göstərdi, üç gen isə daha aşağı mRNA ifadə səviyyəsini (Arc, VTA-da FosB və Th) və bir gen daha yüksək səviyyədədir (Gabrg2).
Hipotalamusdakı P95-də on üç fərqli kateqoriyadan olan 20 genlər + 20 və + 40% (Syt4-dan Gjd2) və 3 genləri arasında daha aşağı bir mRNA ifadəsini (FosB, D1r və GabarbXNUM) olan daha yüksək bir mRNA ifadə səviyyəsini göstərdilər. bəslənmiş bəndlər CD qidalanan bəndlərin siçovulları ilə müqayisədə Mükafat yolu biopsiyalarında P1-də 95 genləri + 12 ilə + 20% (Syn40-dən Hcrt1) ilə 1 genində NAc, 1 genlərində daha aşağı bir ifadə (Th) göstərərək daha yüksək mRNA ifadə səviyyəsini (NcamXNUM) göstərdi. , Gja6, Gjd1, Gabra1, Htr2a və Htr5b) və 1 genləri aşağı mRNA ifadə səviyyəsini (Cntf, Igf1, Fos, Socs6, Gabrb1 və Hdac3) göstərdi.
Bundan sonra bütün kəmiyyət parametrlərini (yəni plazma dozası, davranış məlumatları və mRNA ifadə dəyişiklikləri) istifadə edərək üç beyin biopsiyasına uyğun üç nəzarətsiz PCA həyata keçirdik. İki qrupun aydın bir şəkildə ayrılması yalnız NAc və VTA üçün P95-da əldə edildi (Cədvəl) (Table33).
PCA korrelyasiya dairəsinə və TLDA məlumatlarına (bu PCA daxil olan dəyişənlərin əksəriyyətini təmsil edən) görə, bölgü üçün cavabdeh ola biləcək gen ailələrini müəyyən etdik və diqqət mərkəzində bir PCA etdik. (Rəqəmlər5A, B, 5Məsələn, A, B). Diqqəti yönəltmiş PCA, NAc'dakı P25 DA markerlərində və hipotalamusda plastiklik markerlərində nəsillərin iki qrupunu ayıra biləcəyini ortaya qoydu (Cədvəl) (Table33 xülasə üçün). Bundan sonra P45-da belə ayrıseçkilik əldə edilmədi. Bununla birlikdə, P95-dəki eyni analiz, NAc və hipotalamusdakı GABA sisteminin fərqli markerləri, üstəgəl plastiklik markerləri (hipotalamusda, NAc və VTA-da) və epigenetik tənzimləyicilərdə (yalnız NAc-da) heyvanların iki qrupunu ayırmağa kömək etdiyini ortaya qoydu ( Şəkil (Şəkil5; 5; Cədvəl Table33).
Bu analiz perinatal pəhrizin GABAergik markerlərə uzunmüddətli təsirini, həm homeostatikdə həm də qidalanma davranışında tətbiq olunan mükafat yolunda plastiklik və epigenetik markerləri aşkar edir.
TH hüceyrələrinin immunohistokimyası təsdiq edilmiş transkript təhlili
Müxtəlif inkişaf dövrlərində NAc və VTA-da TH mRNA-da bir sıra dəyişikliyi müşahidə etdiyimiz üçün bu nəticələrin TH immunostaining ilə əlaqələndirilməsini hədəf aldıq. Dopaminergik hüceyrə orqanlarının yerləşdiyi VTA-da TH / NeuN müsbət hüceyrələrin sayı təhlil edilmiş və NAc-da yerləşən sinir uclarında TH immunolabelinqinin OD miqdarı müəyyən edilmişdir. TH (+) hüceyrələri yalnız P45-də CD siçovullarına nisbətən WD VTA-da daha az idi (Rəqəmlər) (Rəqəmlər6A, C, E; 6A, C, E; Şəkil S2Əlavə materialda). Üç dövrdə (P25) bölmə səviyyəsi ilə TH / NeuN miqdarı arasında əhəmiyyətli bir qarşılıqlı əlaqə olmadı p = 0.9991, P45 p = 0.9026 və P95 p = 0.9170). Yalnız P45-də iki nəsil qrupu arasında statistik bir fərq əldə edildi (p = 0.0002) (Şəkil (Şəkil6E) .6E). Bundan əlavə, iki qrup arasındakı NAc-da P25 və P45-də TH immunostaining OD-də heç bir fərq görmədik (WD-də 25 ± 1.314-da CD-də 0.022 ± 1.351, OD nisbətinin dəyərləri: P0.026: XNUMX ± XNUMX, p = 0.2681; P45-də OD nisbəti dəyərləri: CD-də 1.589 ± 0.033 və WD-də 1.651 ± 0.027, p = 0.1542). Bununla birlikdə, P95-də WD qrupundan NAc-də TH sinir uçlarının OD-də əhəmiyyətli dərəcədə azalma aşkar edilmişdir (p95-də OD nisbəti dəyərləri: CD-də 1.752 ± 0.041, WD-də 1.550 ± 0.046, p = 0.0037) (Rəqəmlər (Rəqəmlər6B, D, F; 6B, D, F; Şəkil S2B əlavə materialda).
Müzakirə
Bu araşdırmada, ananın perinatal qidalanma enerjinin homeostazı, qida seçimi və nəslin qida qəbulu ilə əlaqəli mükafat yollarının inkişafı proqramına təsir edəcəyini fərz etdik. Anadangəlmə WD qəbulunun doğuşdan ana südü ilə qidalanmadan GABA, serotonin və DA yollarının müəyyən beyin sahələrinin (VTA, NAc və hipotalamus), uşaqlıqdan yetkinliyə qədər olan təsirini geniş araşdırdıq. Nəticələrimiz, perinatal dövrdə ciddi şəkildə məhdudlaşdırılan yağlı və şirin bir pəhriz istifadəsinin, gen ifadə profilinin dəyişməsi və mesolimbikanın neyroanatomik / memarlıq dəyişiklikləri ilə əlaqəli olan nəsillərdə erkən yağ seçiminə (uşaqlıq) təsir göstərdiyini göstərir. dopaminergik şəbəkələr. Lakin, nəslini çow pəhrizi altında saxladıqda, yetkin WD qidalanan siçovullarda DA sisteminin genlərinin azalmış ifadəsi və VTA-da TH-pozitiv neyronların bir az azalması ilə əlaqəli olan yağlara qarşı mütərəqqi bir cəlbedicilik itkisini müşahidə etdik. . GABAergik şəbəkələrin və hipotalamusun enerji homeostazı şəbəkəsinin WD bəslənmiş bəndlərindən siçanlarda əhəmiyyətli bir plastiklik müəyyənləşdirilsə də, sonradan həyatda yağ seçimi qruplar arasında fərqli deyildi. (Şəkil 77).
Bu araşdırmada müşahidə etdiyimiz perinatal-WD suqəbuledici ilk təsiri, süddən atılma zamanı nəslin artan bədən çəkisi, ancaq doğuşda fərq yoxdur. Həqiqətən, WD qrupunun heyvanları əmzik dövrünün sonunda CD-dən 21% daha çox çəki qazanır. Əvvəlki tədqiqatlar, WD bəslənən bəndlərdən olan nəsillərin doğum ağırlığının dəyişməsi ilə bağlı ziddiyyətli nəticələr vermişdi: daha yüksək bədən çəkisi (19, 34), aşağı bədən çəkisi (18, 21, 35və ya fərqi yoxdur (6, 22). Məlumatlarımız yaxınlarda bir meta-reqressiya analizinə uyğundur (36) 171 eksperimental nəşrləri üzərində aparılmışdı ki, ana HFD məruz qalma nəsillərin doğuş ağırlığına təsir etməyib, laktasiya dövrünün sonunda artan bədən çəkisi ilə nəticələnib. WD nəslinin daha yüksək bədən çəkisi, ehtimal ki, əvvəlki nəşrlərdə göstərilən süd tərkibində və / və ya süd istehsalında bir dəyişikliyi əks etdirir (37, 38). Daha yüksək bədən çəkisinə uyğun olaraq, WD nəslinin retroperitoneal yağ nisbəti əmizdirmə dövrünün sonundakı CD nəsillərinə nisbətən daha yüksək idi (P25, Cədvəl) Cədvəl2), 2) bu da əvvəlki tədqiqatlara uyğundur (18, 21). Bununla birlikdə, daha yüksək yapışqanlıq P45 və P95 səviyyəsində qalmadı və insulin, NEFA və qlükoza plazması kimi digər metabolik parametrlər qruplar arasında fərqli deyildi. Nəticələrimiz göstərdi ki, gestasiya və laktasiya dövründə aydın bir ana piylənmə olmadan, pəhriz özü nəsillərdə uzun müddət davam edən metabolik təsir göstərməyə imkan vermir (22, 39, 40).
Perinatal HFD qəbulunun nəsillərin dadlı yeməyə üstünlük verməsi ilə müsbət əlaqələndirildiyi bildirildi (41). Tədqiqatımızda, müntəzəm çowda süddən alınan nəsillərə yağ seçimini sınamağı hədəfləyən bir uzununa araşdırma apardıq.
Perinatal WD'nin uşaqlığa təsiri (süddən sonra)
Gəmiricilər balası doğuşdan 19-20 gün sonra bərk qida yeyirlər (42) onların serebral mükafat yolları hələ yetkin olmadıqda (17). Buna görə onların yağ üçün çox erkən üstünlüklərini öyrənmək və bu erkən üstünlükləri beyin transkriptlərinin təhlili ilə əlaqələndirmək çox maraqlı idi. Süddən təmizlədikdən sonra, CD siçovullarında sübut olunmayan WD nəslindəki piylərə üstünlük verdik. Bu, perinatal qidalanma ilə ləzzətli qidaya üstünlük arasındakı əlaqəni və nəzarət siçovullarına erkən yaşda yağ üçün aşağı üstünlük arasında əlaqəni göstərən digər məlumatlara uyğundur (43).
Qlobal PCA, bu yaşda ana bəslənməsinə görə bala qrupunu ayrıseçkilik etməyə imkan vermədi. Ancaq DA markerləri ilə məhdudlaşmış bir hədəf PCA həyata keçirildikdə qrupların yaxşı bir bölgüsünə sahib olduq. Həqiqətən, WD balalarında NAcdakı D2 reseptor mRNA-larının ifadəsində nəzərəçarpacaq dərəcədə artım var. NAcdakı bu postsinaptik D2 həddindən artıq ekspressiya qismən yağ üçün daha yüksək bir motivasiyada iştirak edə bilər (44). NAc və VTA-da alfa 1 GABAA alt hissəsinin artması və hipotalamusda alfa 5 GABAA subunitinin azalması, bu nüvələrdəki GABAA reseptorlarının yenidən qurulmasını təklif edən CD-lərlə müqayisədə daha az digər transkriptlər dəyişdirilmişdir.
Perinatal WD'nin yetkinlik yaşına təsiri
P45-da, təqdimatın ilk günündə hər iki qrupa bənzər yüksək yağlı üstünlük gördük, amma maraqlısı budur ki, WD siçovulları təkrar təqdimatdan sonra yağlara olan marağını tədricən itirdilər. Yetkinlik, ömür boyu bilişsel emal üçün zəruri olan nörobehavioral yenidən qurulmanın kritik bir dövrüdür (45) və müxtəlif tədqiqatlar yağ pəhrizinin zərərli bilişsel təsiri üçün əhəmiyyətli bir zəiflik göstərdi (46-48). Bu nəticə Muhlhausler qrupunun əvvəlki işləri ilə açıq bir ziddiyyətdədir (21, 35) yetkinlik yaşına çatmayan siçovulların (6 həftə) bədxassəli qidaya açıq bir üstünlük verdiyini göstərdi. Lakin, nəşrlərində eksperimental paradiqma fərqli idi, çünki siçovulların süddən kəsilmədən qurbana qədər (6 həftə) həm standart çow, həm də balqabaq yeməyə sərbəst girişi var.
Eyni zamanda, NAc-da Dat mRNA-nın artmasını və VTA-da Th mRNA-nın azalmasını ölçdük ki, bu da WD siçovulların VTA-da TH (+) hüceyrə sayının azaldığını göstərən immunohistokimya tərəfindən təsdiqləndi. Süd vəzilərində DA sistemi üçün artan bir transkriptomik fəaliyyətdən sonra P45-da azalmış fəaliyyət, WD siçovullarımızda müşahidə olunan ləzzətli qidaya az maraq izah edə bilər. Həm də qeyd etməliyik ki, təhlil etdiyimiz müxtəlif nüvələrdə Fos və FosB mRNA ifadəsinin sistematik şəkildə azalması, ana WD məruz qaldıqdan sonra serebral fəaliyyətin azalması əlaməti ola bilər.
Yeniyetmənin WD siçovulları, daha əvvəlki davranışlarına zidd olan yağ üçün daha sürətli bir maraqsızlıq göstərdi. Uşaqlıq dövründə "normal" bir pəhriz istifadəsi, yeniyetməlik dövründə şişirdilmiş yağ seçiminə qarşı onları "qoruduğu" görünür. Əksinə, siçovullar, Ref-də olduğu kimi, süddən sonra da yeyinti məhsullarına sərbəst giriş imkanı olduqda. (21, 35), onlar yetkinlik dövründə yağdan güclü bir üstünlük nümayiş etdirirlər. Bu nəticə, 3 həftəlik çow pəhrizinin süddən kəsildikdən sonra sxemləri yenidən proqramlaşdıra biləcəyini və yetkin nəslin kəskin yağ probleminə daha az həssas olacağını göstərir.
Perinatal WD-nin böyüklərə təsiri
Yetkin siçovullar artıq təsvir edildiyi kimi təkrar yağ təqdimatından sonra da yağ üçün üstünlük fərqini göstərmirlər (22, 35). Eyni zamanda, NAc-da Th mRNA və zülalın azalmasını və VTA-da Dat mRNA-nın azaldılmış bir ifadə meylini müşahidə etdik. Naef və iş yoldaşı (20) artıq bir HFD ilə perinatal dövrdə bəslənmiş böyüklərdəki siçovullarda DA sisteminin az bir fəaliyyət göstərdiyini, mikdializ ilə ölçülən amfetaminə DA cavabı və yağ mükafatı üçün artan motivasiya (bu modeldəki son qPCR məlumatlarını ümumiləşdirən cədvələ baxın) Cədvəl S2 əlavə materialda). NAc-da TH kəmiyyətləşməsinin (mRNA və immunohistokimya) bir məhdudluğu, NAc hüceyrələrinin Th mRNA və zülal da ifadə edə biləcəyini və sonra DA liflərinin kəmiyyətləşməsini qərara gətirə biləcəyindən irəli gəlir.49, 50). Bununla birlikdə, TH immunostaining NAc-da istifadəsi əsasən orta beyin DA neyronlarından (VTA və SNc) gələn sıx akson terminallarını aşkar etdi. Adətən, striatumdakı və NAcdakı neyronları ifadə edən TH yalnız yüksək DA lezyonlu heyvanlarda aşkar edilə bilər (51) və buna görə də immuno bölmələrimizdə aşkar edilə bilər. Bu araşdırmada, NAc-da mu opioid reseptorunun güclü artımını müşahidə etdik, fərqli qruplarla fərqli qruplar HFD-yə (laktasiya və gestasiya zamanı) erkən məruz qalan siçovulların ventral striatumunda azalma ifadə etdilər (19, 21və ya dəyişiklik yoxdur (35). Yalnız mRNA səviyyəsində ölçülən bu dəyişikliklər daha yüksək bir opioid həssaslığı ilə əlaqəli DA sxemlərinin bir az hipo fəaliyyətini əks etdirə bilər (52) apardığımız davranış testinə təsir göstərmək üçün yəqin ki, kifayət deyil. Bu fərziyyələrin funksional yanaşmalardan istifadə edərək təsdiqlənməsi lazımdır. Son bir sənəddə, oxşar bir modeli olan Romani-Perez və s., HFD övladları üçün operant kondisioner qutularında motivasiyanın əhəmiyyətli dərəcədə artmasını müşahidə edə bilmədi, lakin uçuş-enmə zolağı test paradiqmasında hədəf qutusuna çatmaq üçün daha qısa bir gecikmə müşahidə etdilər (22). Təcrübə şəraitimizdə uzun müddət davam edən yağ üstünlük verməməyimizə baxmayaraq, perinatal ana WD qəbulunun, əsasən NAc və Hipotalamusda GABA yenidən qurulması ilə vasitəçilik etdiyi digər serebral dövranlara uzun müddət təsir göstərdiyini gördük. NAc, istehlakçı davranış üçün "hissedici sentinel" hesab olunur (52). Son tədqiqatlar qida qəbulunun GABA azad edən LH neyronlarının inhibisyonu ilə yatırıldığını göstərdi (53). O'Connor et al. NAc D1R nöronları (GABAergic proyeksiya neyronları) qida qəbulunu dayandırmaq üçün seçici olaraq LH VGAT neyronlarını inhibə etdiyini göstərdi (54). Bu təcrübələr davranış reaksiyasına nəzarət etmək üçün cavabdeh ola biləcək bir GABA dövrəsini (NAc / Hipotalamus) ortaya çıxarır. Bu ventral striatum-hipotalamik sistem, yataq nüvəsi stria terminalis GABA-nı azad edən VGAT proyeksiyalı neyronu qlütamata buraxaraq Vglut LH neyronlarını və LH vglut2 qidalandırılmasının birbaşa inhibisiyasını əhatə edən başqa bir dövrə tamamlayır (55). NAc qabığını əhatə edən iştah tənzimləyən dövrə digər bir vacib komponenti VP-yə GABA azad edən inhibitor proyeksiyasıdır (56). Bu məlumatlar qidalanmanı təşviq etmək üçün hipotalamus və NAc arasındakı qarşılıqlı əlaqədə GABA siqnalının vacib rolunu vurğulayır. Tədqiqatımızda GABA yenidən qurulmasında iştirak edən neyronların populyasiyasını və bu modifikasiyaların şəbəkələri necə dəyişdirə biləcəyini müəyyənləşdirə bilmədik. Bununla birlikdə GABA sxemlərinin mərkəzi rolu daha çox marağa layiqdir. Xüsusilə, elektrofizyolojik yanaşmalardan istifadə edərək bu GABA sxemlərinin sonrakı funksional təcrübələrini aparmaq çox maraqlı olardı (57). Tədqiq olunan üç nüvədəki 5HT1a və 5HT1b reseptorları üçün mRNA transkriptinin qlobal tənzimlənməsini də müşahidə etdik. Proyektləşdirən serotonin liflərinin əksəriyyəti dorsal rape nüvəsindən (DRN) və median rape nüvəsindən (MRN) gəlir. Son məlumatlar vivo ilə qeydlər və görüntüləmə işləri 5HT-in mükafatda müsbət rolunu göstərdi (58). DRN-dən olan 5HT lifləri impulsivliyə nəzarətdə iştirak edir (59). VTA və NAc-da 5HT1a artımı, impulsivliyi idarə edə biləcək bir kompensasiya mexanizmi ola bilər. Hipotalamusda farmakoloji tədqiqatlar 5HT1a reseptor alt tiplərinin serotoninin stimullaşdırılması ilə yaranan qidalanma davranışının qarşısını ala biləcəyini təklif edir (60, 61). Hipotalamusda artan 5HT1a və b reseptorları serotoninin qidalanma-bastırıcı təsirini artıra bilər və buna görə də bir kompensasiya mexanizmi təşkil edə bilər. Bu fərziyyələrin düzgün funksional təcrübələr apararaq təsdiqlənməsi lazımdır.
Bu şəbəkələrdəki dəyişikliklər, plastik markerlərin Ncam mRNA olaraq dəyişdirilməsi ilə əlaqələndirilir. Yetkin siçovulların hipotalamusunda, Nisam1 və St8sia4 transkriptlərində polisial turşu (PSA) siqnalının artmasını və artmasını təklif etdiyini müşahidə etdik. PSA, hüceyrə ilə hüceyrə qarşılıqlı təsirini modul edən bir hüceyrə səthi glikandır. Hüceyrə yapışma zülallarının polisializasiyası, mərkəzi sinir sistemindəki müxtəlif sinaptik plastiklikdən asılı proseslərdə iştirak edir və kəskin müsbət enerji balansı zamanı qidalanma sxemlərinin adaptiv sinaptik plastikliyi üçün tələb olunduğu bildirildi (33, 62). Bundan əlavə, bu hipotalamik plastiklikdə hüceyrə qarşılıqlı əlaqəsinin və sinaptogenezin digər tənzimləyiciləri də iştirak edə bilər.
Nəticə (Şəkil (Şəkil 7), 7), ana WD suqəbuledici, nəsildə yemək davranışını tənzimləyən homeostatik və hedonik dövrələrin təşkilinə uzun müddət təsir göstərir. Üç kritik müddət dövrünün təhlili ilə, xüsusi beyin molekulyar imzaları ilə əlaqəli yağ üstünlükləri üçün açıq bir təkamül göstərə bildik. Uşaqlıq dövründə yağ üçün üstünlük DA sisteminin daha yüksək bir fəaliyyəti ilə əlaqələndirilə bilər. Yağ üstünlüyünün inversiyası ilə xarakterizə olunan yetkinlik, kompensasiya mexanizmi təklif edən DA sistem markerlərinin aşağı ifadəsi ilə əlaqələndirildi. Bildirmək üçün çox maraqlı bir məqam, bu modeldə, süddən kəsildikdən sonra balanslaşdırılmış bir pəhrizin yağ istəklərini azaltmaqla yeniyetmələrin siçovullarını zərərli qidalanma vərdişlərindən qoruya bilməsi. Yetkinlik dövründə bu iki qrupun yağa bənzər bir üstünlüyü olsa da, WD bəslənmiş bəndlərindən siçovullar GABA sxemlərinin dərin bir şəkildə düzəldilməsini göstərdi. Bu davamlı plastikliyin nəticələri hansılardır? Yetkinlik dövründə şişirdilmiş obezogenik pəhriz qəbulu bu kəskin mükafat sistemini yenidən aktivləşdirə bilərmi? Bu cür suallar, qərbləşmiş ölkələrdə yeni doğulmuş və uşaqların qidalanma izləməsində aktual ola bilər.
Etik bəyanatı
Bütün təcrübələr yerli heyvanların sağlamlığı komitəsinin, Aİ-nin (direktiv 2010 / 63 / EU), Institut National de la Recherche Aqronomikasının (Paris, Fransa) və Fransız Baytarlıq İdarəsinin rəhbərliyinə uyğun olaraq aparılmışdır.A44276). Təcrübə protokolu institusional etika komitəsi tərəfindən təsdiqləndi və APAFIS 8666 istinadında qeydiyyata alındı. Stressi və təcrübələrin hər seriyasında istifadə olunan heyvanların sayını minimuma endirmək üçün hər cür tədbir görülmüşdür.
Müəllif iştirakları
JP və PB sınaq keçirdi və müzakirə və yazıda iştirak etdi. TM PCA həyata keçirdi və müzakirə və yazıda iştirak etdi. SN eksperimentin dizaynına öz töhfəsini verdi və müzakirələrdə iştirak etdi. PP eksperimentin dizaynına öz töhfəsini verdi, müzakirələrdə iştirak etdi və əlyazmanı yazdı. VP eksperimentləri tərtib etdi və etdi, məlumatları təhlil etdi və əlyazma yazdı.
Maraqların Münaqişəsi
Müəlliflər bildirirlər ki, tədqiqat potensial münaqişələr kimi başa düşülə bilən hər hansı bir kommersiya və ya maliyyə əlaqəsi olmadıqda həyata keçirilir.
Minnətdarlıq
Müəlliflər Guillaume Poupeau və Blandine Castellano, tədqiqat müddətində heyvanlara qayğı göstərdiyinə görə, Anthony Pagniez, mRNA hasilatı və TLDA-ya verdiyi kömək üçün, Izabelle Grit, plazma nümunələrinin analizində etdiyi köməyə və Alexandre Benani və Marie-Chantal Canivenc'ə təşəkkür etmək istəyirlər. faydalı müzakirə və TLDA dizaynı üçün.
Dəyişikliklər
Maliyyələşdirmə. Bu araşdırma bölgə des pays de la Loire qrantı PARIMAD (VP), LCL təməl qrantı (VP və PP), SanteDige təməli (VP) və INRA Metaprogram DIDIT (SN, VP, PP) tərəfindən dəstəklənmişdir.
Əlavə material
Bu maddənin əlavə materialı onlayn olaraq da tapa bilərsiniz http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fendo.2017.00216/full#supplementary-material.
Şəkil S1
Qarğıdalı yağından ibarət şüşədən ümumi enerji alışı. (A) Qarğıdalı yağı şüşəsindən 24 s üçün P25-də qərb pəhrizindən (WD) bəslənmiş bəndlərdən və bala nəzarət pəhrizindən (CD) bəslənən bibərlərdən kalorilər alınır. (B) Qarğıdalı yağı şüşəsindən 24 saat üçün P45-də kalorilər alın (şüşə sınağının üçüncü günü). (C) Qarğıdalı yağı şüşəsindən 24 saat üçün P95-də kalorilər alın (şüşə sınağının üçüncü günü). Panellər üçün (A – C), məlumatlar orta ± SEM olaraq ifadə edilir, statistik fərq yoxdur (p > 0.05) Mann və Whitney'in parametrik olmayan testindən sonra hər yaşda müşahidə edildi. (D) Qarğıdalı yağı butulkasından alınan kalorilərin faizi, WD bal və CD balalarında P24-da 25 h üçün ümumi kalori qəbuluna (qarğıdalı yağı şüşəsi + standart çow pəhriz) nisbət verilir. (E) Qarğıdalı yağı şüşəsindən alınan kalorilərin faizi, WD bal və CD balalarında P24-da (şüşə sınağının üçüncü günü) 45 h üçün ümumi kalori qəbuluna (qarğıdalı yağı şüşəsi + standart çow pəhriz) nisbət verilir. (F) Qarğıdalı yağı şüşəsindən alınan kalorilərin faizi, WD bal və CD balalarından P24-da (şüşə sınağının üçüncü günü) 95 h üçün ümumi kalori qəbulu ilə müqayisə edilir. Panellər üçün (D, E), məlumatlar statistik fərq olmadığı üçün ümumi kalorinin alınmasında faizlə ifadə olunur (p > 0.05), hər yaşda Yates düzəldilmiş xi kvadratdan sonra müşahidə edildi.
Şəkil S2
Üç fərqli vaxt nöqtəsində nüvələrin böyüməsi (NAc) və ventral tegnal bölgəsində (VTA) TH immunostaining nümayəndəliyi fotomikroqrafları. (A) VTA səviyyəsində, Bregmadan −5.30 mm səviyyəsində TH / NeuN immunostainliyinin fotomikroqrafiyası. Qırmızı etiketləmə NeuN, yaşıl isə TH üçün. Ağ ox üçüncü sinirin çıxışını göstərir. (B) Bregma'dan NAc, + 1.70 mm səviyyəsində TH immunostaininginin fotomikroqrafiyası. Yaşıl etiketləmə TH üçün. Ağ ox ön komissarlığı göstərir.
Cədvəl S1
Müvafiq həyat texnologiyaları inventarlaşdırılan kodlarla TaqMan aşağı sıxlıqlı bir sıra gen siyahısı.
Cədvəl S2
Dopamin yollarının transkriptlərinin ifadəsi ilə bağlı yayımlanan məlumatların xülasəsi. Qırmızı simvollar uşaqlıq dövrünə, mavi rənglər yetkinliyə, qara rənglər böyüklərə uyğun gəlir. =: qruplar arasındakı bənzər bir transkript ifadəsinə uyğundur, +: yüksək kalorili pəhrizdən olan balalardakı daha yüksək bir transkripsiyaya uyğundur [junk ərzaq, qərb pəhrizi (WD) və ya yüksək yağlı pəhriz (HFD)] bəslənmiş anbarlar və -: Yüksək kalorili pəhrizdən (junk ərzaq, WD və ya HFD) bəslənmiş bəndlərdən olan ballarda aşağı bir transkript ifadəsinə uyğundur.
References
;
