Uzun müddətli yüksək yağlı diyet DAT Gen ifadəsini dəyişdirmədən Dopamin Reuptake'yi azaldır (2013)

  • Jackson J. Cone,
  • Elena H. Chartoff,
  • David N. Potter,
  • Stephanie R. Ebner,
  • Mitchell F. Roitman

mücərrəd

Pəhrizdə yaranan piylənmənin (DIO) inkişafı dopamin ötürücü (DAT) ifadəsi və dopamin qəbulu daxil olmaqla, dopamin siqnalının bir çox aspektini güclü şəkildə dəyişdirə bilər. Bununla birlikdə, DAT ifadəsi və funksiyasında pəhriz səbəbli dəyişikliklərin vaxt dəyişməsi və bu dəyişikliklərin DİO-nun inkişafından asılı olub-olmaması hələ də həll olunmamışdır. Burada siçovulları 2 və ya 6 həftə ərzində yüksək (HFD) və ya aşağı (LFD) yağlı bir pəhrizlə bəslədik. Diyetə məruz qaldıqdan sonra siçovullar uretan ilə anesteziya edildi və striatal DAT funksiyası, ventral tegramal bölgədəki (VTA) dopamin hüceyrə orqanlarını elektrikli şəkildə stimullaşdırmaqla və sürətli taranan tsiklik voltametriyadan istifadə edərək ventral striatumdakı dopamin konsentrasiyasında baş verən dəyişiklikləri qeyd etməklə qiymətləndirildi. Eyni pəhriz protokoluna məruz qaldıqdan sonra ayrı bir qrup siçovuldan olan striatal hüceyrə fraksiyalarında HFD-nin membranla əlaqəli DAT-a təsirini də müəyyənləşdirdik. Qeyd edək ki, müalicə qruplarımızın heç biri bədən çəkisində fərqlənmirdi. 6-dən sonra LFD siçovullarına nisbətən HFD siçovullarında dopamin qəbulu tezliyində bir çatışmazlıq aşkar etdik, lakin 2 həftəlik pəhrizə məruz qalmadı. Bundan əlavə, kokainin bir farmakoloji problemindən sonra ortaya çıxmış dofamin artımı LFD siçovullarına nisbətən HFD-də əhəmiyyətli dərəcədə azalmışdır. Qərb laxtalanma analizi dietin ümumi DAT zülalına təsiri olmadığını göstərdi. Bununla birlikdə, 6 həftəlik HFD məruz qalması 50 kDa DAT izoformunu sinaptosomal membranla əlaqəli bir fraksiyada əhəmiyyətli dərəcədə azaltdı, ancaq təkrar emal endosomları ilə əlaqəli bir hissədə deyil. Məlumatlarımız, DAT istehsalındakı dəyişikliklərdən asılı olmayaraq, dopamin alışındakı diyetə bağlı dəyişikliklərin daha bir sübutudur və bu dəyişikliklərin DİO-nun inkişafı olmadan özünü göstərə biləcəyini göstərir. 

Citation: Konus JJ, Chartoff EH, Potter DN, Ebner SR, Roitman MF (2013) Yüksək Yağlı Diyet DAT Gen ifadəsini dəyişdirmədən Dopamin qəbulunu azaldır. PLOS ONE 8 (3): e58251. doi: 10.1371 / jurnal.pone.0058251

Redaktor: Sidney Artur Simon, Duke Universiteti Tibb Mərkəzi, Amerika Birləşmiş Ştatları

Alınan: Oktyabr 26, 2012; Qəbul edildi: Fevral 5, 2013; Tarix: Mart 13, 2013

Copyright: © 2013 Cone et al. Bu, orijinal müəllifin və mənbənin kredit götürülməsi şərtilə hər hansı bir mühitdə məhdudiyyətsiz istifadəyə, paylanmasına və çoxalmasına icazə verən Creative Commons Attribution Lisenziyasının şərtləri ilə paylanan açıq giriş məqaləsidir.

Maliyyələşdirmə: Təsvir edilən layihə, Milli Səhiyyə İnstitutları (NIH) Biomedical Neuroscience Training Program (JJC) tərəfindən verilən DA025634 (MFR) və T32-MH067631 dəstəyi ilə həyata keçirildi. Əlavə dəstək Milli Tədqiqat Resursları Mərkəzi və Milli Elmi Tərcümə Mərkəzi, NIH, UL1RR029877 (JJC) qrantı ilə və Chicago Community Trust (SJ) tərəfindən Searle Funds dəstəyi ilə Chicago Biotibbi Konsorsiumu tərəfindən təmin edildi. Məzmun yalnız müəlliflərin məsuliyyətidir və NIH və ya Chicago Biotibbi Konsorsiumun rəsmi görüşlərini ifadə etmir. Maliyyələşdirənlərin öyrənmə tərtibatında, məlumatların toplanmasında və təhlilində, nəşr olunma qərarında və ya əlyazmanın hazırlanmasında heç bir rolu olmayıb.

Rəqabət maraqları: Müəlliflər heç bir rəqabət mənsubu olmadığını bəyan etdi.

giriş

Kilolu və piylənmə Amerika Birləşmiş Ştatları və dünya əhalisinin getdikcə daha böyük bir faizini təmsil edir [1], [2]. Piylənmənin bir çox yolu olsa da, sağlam bədən çəkisi üçün ən böyük təhdidlərdən biri də yüksək dərəcədə ləzzətli, sıx kalorili qidaların yayılması və istehlakıdır. [3]. Həqiqətən, yeməyin enerji sıxlığı (kcal / g) böyüklərdəki kilolu və piylənməyə güclü təsir göstərir [4], [5]. Palitralı qidalar həm insan, həm də insan olmayan heyvanların striatumunda dopamin sərbəst buraxılmasına səbəb olur [6], [7], [8], [9] və qidadakı piylənmənin subyektiv reytinqləri ventral striatumdakı sinir cavablarının gücü ilə müsbət əlaqəlidir [10]. Beləliklə, dopamin və striatum enerji sıx qidalara üstünlük verəcək görünür. Bu yaxınlarda, pəhrizdəki fərqlərin eyni zamanda striatal dövrə və qida yönümlü davranışlarda dəyişikliklərə səbəb ola biləcəyi göstərildi [11]. Bununla birlikdə, bəlkə də daha az qiymətləndirilən, qəbul edilən qidalardakı fərqlərin, xüsusən də yağ ilə əlaqədar olaraq, striatal dopamin siqnalını əks etdirə və dəyişdirə biləcəyinə dair artan sübutdur.

Striatal dopamin siqnalı, hamısı piylənməyə yoluxmuş ferment tirozin hidroksilaza, pre və postinaptik dopamin reseptorları və presinaptik dopamin daşıyıcıları (DAT) tərəfindən dofamin istehsalını da daxil olmaqla bir neçə amil ilə tənzimlənir. [12], [13]. DAT sayı və ya funksiyasındakı dəyişikliklər sərbəst buraxılan dopaminin təsir dairəsini və buna görə striatal funksiyanı dəyişdirə bilər [14], [15]. Qəbul edilmiş qidaya cavab olaraq sərbəst buraxılan insulin, DAT funksiyasına təsir göstərdi [16], [17]. Beləliklə, DAT pəhriz təsiri üçün ehtimal olunan namizədlərdən biridir.

Son zamanlarda piylənmə ilə DAT mövcudluğu arasındakı əlaqə, eləcə də DAT funksiyasının pəhriz əsaslı dəyişiklikləri araşdırılmışdır. Bədən kütləsi indeksi (BMI) insan striatumundakı DAT mövcudluğu ilə mənfi əlaqədardır [18]. DAT bağlaması və buna görə mövcudluğu yüksək yağlı pəhriz (HFD) ilə qidalanan siçanlarda azalır [19]. HFD - piylənmiş piylənmə (DIO) siçovullarda DAT tərəfindən dopamin alma nisbətinin azalması ilə əlaqələndirilir [20]. Birlikdə aparılmış bu tədqiqatlar, HFD istehlakı ilə piylənmənin dopamin siqnalının kritik presinaptik tənzimləyicilərinə - xüsusilə DAT-a təsir göstərə biləcəyini göstərir. Bununla birlikdə, dopamin siqnalında pəhriz ilə əlaqəli dəyişikliklərin vaxt kursu və DİO-nun inkişafın təzahür etmək üçün zəruri olub olmadığı məlum deyil. Ventral striatumda dopamin sərbəst buraxılmasını və siçovullarda sürətlənmiş siklik voltametriyadan istifadə etməklə onun Dopamin ifrazını artıraraq DAT funksiyasını sınaqdan keçirdik. Dopamin qəbulunun azalmasının DAT gen ifadəsinin azaldılması ilə əlaqədar olub olmadığını müəyyən etmək üçün ventral tegramal bölgədə DAT mRNA və real vaxt qRT-PCR istifadə edərək nigra ölçdük. Bundan əlavə, xam sinaptosomal və endosomal membranlarda striatal DAT səviyyələrini təhlil etmək üçün biokimyəvi fraksiya proseduru və Western blot analizindən istifadə etdik. Siçovullar ya 2 ya da 6 həftəlik yüksək və ya aşağı yağlı bir pəhriz keçirdilər, lakin bütün ölçülər DİO olmadığı təqdirdə edildi. Nəticələrimiz, DIO-dan asılı olmayan HFD-nin uzun müddət istehlak edilməsini, DAT ifadəsini azaltmadan ventral striatumda dopamin qəbul etmə sürətini azaldığını göstərir.

Material və metodlar

Etik bəyanatı

Bu araşdırma Milli Səhiyyə İnstitutlarının Laboratoriya Heyvanlarına Baxım və İstifadə Təlimatındakı tövsiyələrə uyğun olaraq aparılmışdır. Protokol Çikaqo İllinoys Universitetində Heyvanlara Qayğı Komitəsi tərəfindən təsdiqləndi. Bütün əməliyyatlar uretan anesteziyası altında aparılıb və əzabları minimuma endirmək üçün bütün səylər göstərilib.

Mövzu

Təxminən 67 aylıq və ağırlaşan 2-225 g gəlişdən sonra standart kişi Sprague - Dawley siçovullarından (n = 275) istifadə edilmişdir. Heyvanlar ayrı bir plastik qəfəslərdə (26.5 × 50 × 20 sm) bir temperaturda (22 ° C) və rütubətdə (30%) bir 12∶12 h işıq üzərində nəzarət edilmiş bir mühitdə yerləşdirildi: qaranlıq dövr (07∶00-də işıqlar) h). Siçovullar ilə birlikdə bir həftə təslim oldu ad libitum standart laboratoriya çovu və suya giriş.

Qida qəbulu və bədən çəkisi ölçmələri

Uyğunlaşdıqdan sonra siçovullar ölçüldü və təsadüfi olaraq ilkin bədən çəkisi üçün balanslaşdırılmış 1 qruplarından 4-a təyin edildi. İki qrup aşağı yağlı pəhriz üzərində saxlanıldı (LFD; Tədqiqat diyeti, New Brunswick, NJ; D12450B; 10% yağdan kilokaloriya (3.85 kcal / g)). Digər 2 qrupları HFD (Tədqiqat diyeti; D12492; 60% yağdan kilokalori (5.24 kkal / g)) üzərində saxlanıldı. Hər pəhriz üçün, siçovullar ya 2 ya da 6 həftə (wks) üçün saxlanıldı. Beləliklə, 4 qrupları: LFD-2 wk (n = 18), HFD-2 w (n = 16), LFD-6 wk (n = 16) və HFD-6 wk (n = 17). Bütün qruplar var idi ad libitum suya giriş. Yemək suqəbuledici və bədən çəkisi ölçmələri üç dəfə / kq təşkil edildi və voltametrik qeydlər və ya DAT protein / mesaj analizindən keçən siçovullar üçün ayrıca məlumatlar verildi.

Cərrahi prosedurlar və dofamin ölçmələri

Diyetə məruz qaldıqdan sonra, bədən çəkisində fərqlənməyən siçovulların bir hissəsi voltammetrik qeydlər üçün hazırlanmışdır (LFD-2 wk (n = 8), HFD-2 wk (n = 6), LFD-6 wk (n = 6) , və uretan (6 q / kq) anesteziya altında HFD-7 wk (n = 1.5)) [9,21-də olduğu kimi]. Bir bələdçi kanülü (Bioanalitik Sistemlər, West Lafayette, IL) ventral striatumun üstündə (1.3 mm ön, breqmadan 1.5 mm yanal) yerləşdirilmiş, kontralateral korteksə xlorlu gümüş məftil (Ag / AgCl) istinad elektrodu yerləşdirilmiş və hər ikisi də yerləşdirilmişdir. paslanmayan polad vintlər və diş sementi ilə kəlləyə sabitlənmişdir. Bir karbon lifli elektrod (CFE) olan bir mikromanipulyator bələdçi kanülünə daxil edildi və elektrod ventral striatuma endirildi. CFE və referans elektrod bir səhnəyə bağlanmış və CFE-nin potensialı -0.4 ilə +1.3 V (Ag / AgCl-ə qarşı) və geri (400 V / s; 10 Hz) taranmışdır. Sonra bipolyar stimullaşdırıcı elektrod (Plastics One, Roanoke, VA) tədricən ventral tegmental area / substantia nigra pars compacta (VTA / SNpc; 5.2 mm posterior, 1.0 mm lateral and 7.0 ventral from 0.2 mm ventral) from 60 mm increments. . Hər artımda bir cərəyan paxlalı qatar (4 nəbz, nəbz başına 60 ms, 400 Hz, XNUMX aA) çatdırıldı. Həvəsləndirici elektrod VTA / SNpc-də yerləşdikdə və CFE striatumda olduqda, stimullaşdırma etibarlı şəkildə dopamin sərbəst buraxır - əsas komponent analizindən istifadə edərək voltammetrik məlumatlardan çıxarılır. [9], [22]; və hər bir CFE hər təcrübədən sonra bir axın enjeksiyon sistemində kalibrləndikdən sonra konsentrasiyaya çevrilir [23]. Həvəsləndirici elektrodun mövqeyi maksimum sərbəst buraxılması üçün optimallaşdırılmışdır. Təcrübəyə başlamazdan əvvəl CFE-yə 10 dəqiqə ərzində tarazlaşmağa icazə verildi. Dopamin sərbəst buraxılması VTA / SNpc-in elektrik stimullaşdırılması ilə ortaya çıxdı (yuxarıdakı kimi parametrlər) və dofamin konsentrasiyasında meydana gələn dəyişikliklər stimullaşdırmaya nisbətən −5 s-dən 10 s-ə qədər hesablanmışdır. Siqnaldan dərhal sonra siçovullara 0.9% duzlu (10 mq / kq ip) həll edilmiş kokain hidroxloridi vuruldu və 10 dəqiqə sonra stimullaşdırma təkrarlandı. Tətbiq olunan gərginliklər, məlumatların əldə edilməsi və analiz LabVIEW proqramında (National Instruments, Austin, TX, ABŞ) yazılmış proqram təminatından istifadə edilməklə aparılmışdır. [22].

Dopamin yenidən qəbulu

Dopamin yenidən yüklənməsi Demon Voltammetry Analysis Software (24; Wake Forest University, Winston-Salem NC) istifadə edərək modelləşdirilmişdir. Budur, dopaminin geri çəkilmə sürətinin ölçməmiz olaraq çürümənin sabitliyini bildiririk. Tau, dopamin klirensi əyrisinin əksəriyyətini əhatə edən və K ilə yüksək nisbətdə (r = .9899) əlaqəli bir eksponensial əyri uyğunluğundan əldə edilmişdir.m, DAT üçün aşkar dofamin yaxınlığı [24]. Kokainin pik dopamin konsentrasiyasına təsirini təyin etmək üçün qəbuldan əvvəl və sonra əldə edilən dəyərləri müqayisə etdik (% dəyişiklik).

Histoloji

Hər bir qeyddən sonra paslanmayan polad elektrod (AM Systems #571500, Sequim, WA) CFE ilə eyni dərinliyə endirildi və qeyd yerini qeyd etmək üçün bir lezyon (10 µA, 4 s) edildi. Beyinlər qaldırıldı və 10% formalində saxlanıldı. İri mikroskopiya striatum vasitəsilə koronal hissələrdə (50 µm) lezyon yerini müəyyənləşdirmək üçün istifadə edilmişdir. Burada bildirilən bütün qeydlər ventral striatumda edildi [25].

Striatal toxuma subcellular fraksiyası

Siçovullar (LFD-2 wk, HFD-2 wk, LFD-6 wk və HFD-6 wk; n = 10 / qrup; bədən çəkisində heç bir fərq yoxdur) dekapitasiya yolu ilə öldürüldü. Biyokimyəvi fraksiya təsvir olunan protokoldan istifadə edərək aparıldı [26], kiçik dəyişikliklərlə. Beyinlər sürətlə çıxarıldı, izopentanda donduruldu və kriostata (HM505E, Microm, Walldorf, Almaniya, −20 ° C) striatuma çatana qədər dilimləndi. İkitərəfli 1-mm3 ventral striatumdan zərbələr (orta toxuma çəkisi: 15.2 mq) 20 s üçün 0.8 ml buzlu TEVP (10 mM Tris bazası, 5 mM NaF, 1 mM Na) içərisində homojenləşdirildi3VO4, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, pH 7.4) + 320 mM saxaroza tamponu. Cəmi homogenatın (H) bir 100 µl alikoti qənaət edildi. H-nin qalan hissəsi 800 ° g-də 10 ° C-də 4 ° C-də mərkəzləşdirilmişdir. Pellet (P1, nüvələr və böyük zibil) 0.2 ml TEVP tamponda yenidən yerləşdirildi və saxlanıldı. Fövqəladə (S1) çıxarıldı və buz üzərində təmiz bir boruya yerləşdirildi. Pellet (P1, xam sinaptosomal membranlar) və fövqəladə (S9200) əmələ gətirmək üçün SNNXX 15 × g nisbətində 4 dəqiqə ərzində 2 ° C səviyyəsində mərkəzləşdirildi. P2 bir dəfə TEVP + 2 mM saxaroza tamponunda yuyuldu və sonra 35.6 ml TEVP + 0.25 mM saxaroza tamponunda yenidən yerləşdirildi, 35.6 s üçün zərif şəkildə püskürüldü və nümunəni 3 min müddətə buz üzərində saxlayaraq hipo-osmotik olaraq lisyon edildi. Supernatant (S30), TENP-də (2 ml) yenidən qurulmuş və saxlanılan bir topaq (P165,000, işıq membranları, təkrar emal endosomları) yaratmaq üçün 2 s üçün 3 × g nisbətində toplanmış və bükülmüşdür. Bütün nümunələr poliakrilamid gel elektroforezinə qədər −0.1 ° C temperaturda saxlanıldı.

Gel Elektroforez və Qərb Qarışıq

Zülal tərkibi Bio-Rad DC Protein Analizi dəsti (Hercules, CA) istifadə edilərək təyin olundu və hər nümunənin konsentrasiyası 0.3 mq / ml zülala uyğunlaşdırıldı. NuPAGE LDS (lityum dodesil sulfat) nümunə tamponu (Invitrogen, Carlsbad, CA) və 50 dəqiqə 70 ° C-də istilənmədən əvvəl hər bir nümunəyə 10 mM dithiothreitol əlavə edilmişdir. Hər fraksiya üçün ekvivalent miqdarda protein yükləmək üçün hər bir nümunədən 3 µg gel elektroforezi ilə ayrılması üçün NuPAGE Novex% 4-12 Bis-Tris jellərinə (Invitrogen) yüklənmişdir. Zülallar daha sonra poliviniliden florid membrana (PVDF) (PerkinElmer Life Sciences, Boston, MA) köçürülmüşdür. Qeyri-spesifik bağlanma sahələri blokirovka edən tamponda otaq temperaturunda 2 saat ərzində bloklandı (PBS-də% 5 yağsız quru süd və% 0.02 Tween 20 [PBS-T]). Ləkələr daha sonra birincil antikorda inkubasiya edildi (1∶3000 siçan monoklonal anti-NR2B [# 05-920, Millipore], 1∶5000 dovşan anti-DAT [# AB2231, Millipore] və 1∶1000 siçan monoklonal anti-transferrin reseptoru ( TfR) [# 13-6800, Invitrogen]. Ləkələr 3 hissəyə bölündü: yüksək (> 97 kDa), orta (46-97 kDa) və aşağı (<46 kDa) ağırlıqlarda və hər hissə tanınan bir antikorla zondlandı. bu çəki aralığında bir protein.İstifadə olunan antikorlar üçün görünən molekulyar ağırlıqlar bunlardır: NR2B, 180 kDa; DAT, 75, 64 və 50 kDa; TrfR, 95 kDa. 62.5 dəqiqə 2 ° C-də soyma tamponu ilə (100 mM Tris,% 6.8 SDS, 15 mM β-merkaptoetanol, pH 50). Ləkələr daha sonra yenidən bloklandı və anti-TfR ilə zond edildi. SeeBlue Plus 2 (Invitrogen) əvvəlcədən boyalı standartlar molekulyar ağırlıq qiymətləndirilməsi üçün işlənmişdir.

Zülal immunoblotları Carestream Molecular Imaging Software 5.0 istifadə edərək təhlil edildi. Hər bir band üçün xalis intensivlik (faiz qrupundakı piksellərin cəmi, fon piksellərinin cəmini çıxmaqla) müəyyən edilmişdir. Blotlar arasındakı müqayisəyə icazə vermək üçün məlumatlar 2 və 6 wk-lərdə LFD idarələrində normallaşdırıldı. Məlumat LFD ± SEM ilə müqayisədə orta qat induksiyası şəklində ifadə edilir.

Kəmiyyət real vaxtında tərs transkriptaz polimeraz zəncirvari reaksiya (qRT-PCR)

Qərb qarın analizi üçün striatal zərbələr toplandıqdan sonra, donmuş beyinlər VTA / SN çatana qədər mikrotome üzərində koronal şəkildə bölündü. İkitərəfli 1-mm3 VTA və SN toxumalarından zərbələr (orta toxuma çəkisi = 15.0 mq) hazırlanmış və PureLink RNA Mini Kit (Invitrogen) istifadə edərək RNT çıxarıldı. RNT keyfiyyəti və miqdarı bir Agilent Bioanalyzer 6000-də bir RNA 2100 Nano Chip (Agilent, Santa Clara, CA) istifadə edərək qiymətləndirildi. RNT bütövlüyü nömrəsi (RIN), bütün nümunələr üçün 7-ı aşdı, bu da yüksək keyfiyyəti göstərir. Cəmi RNT-nin bir mikrogramı bir ThermoHybaid iCycler-də (Thermo Scientific) iScript cDNA sintez dəsti (BioRad) istifadə edərək cDNA sintez etmək üçün istifadə edilmişdir. DAT üçün xüsusi astar (Slc6a3; Forward primer: GGAAGCTGGTCAGCCCCTGCTT, Reverse primer: GAATTGGCGCACCTCCCCTCTG), β-actin və TATA box məcburi protein (TBP; Forward primer (Nba::; Forward primer AAGGAAGGCTGGAAGAGAGC AGGGAAATCGTGCGTGACAT primer Reverse): ACCTAAAGACCATTGCACTTCGTGCC; primer Reverse : GCTCCTGTGCACACCATTTTCCC) genlər (Genbank giriş nömrələri NM_012694, NM_031144 və NM_001004198) NCBI Primer-BLAST (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/) və İnteqrasiya edilmiş DNT Texnologiyalarından (Coralville, Ayova) alınmışdır. Ərimə əyri analizi və poliakrilamid gel elektroforez astarların spesifikliyini təsdiqlədi. DAT, β-aktin və Tbp amplikonları müvafiq olaraq 266, 182 və 136 əsas cütlüklərdir.

Bir Q-PCR dəsti (iQ SybrGreen Supermix, BioRad) istifadə edilmişdir. Reaksiya 20 µl həcmində 2 µL 3 µM ​​irəli və tərs astarlarla və 4 µL cDNA nümunəsi ilə seyreltilmiş 1∶10 olmaqla, 95 µl həcmində MyiQ Tek Rəngli Zamanlı PCR Tanıtma Sistemində (BioRad) aparıldı. PCR velosiped şəraiti 5 dəqiqə 40 ° C idi; 94, 15 s üçün 60 ° C, 15 s üçün 72 °, 15 s üçün 84 ° C. Amplikonun ərimə temperaturuna əsaslanaraq 15 s üçün 1.00 ° C oxu temperaturunda məlumatlar toplanmışdır. Serial seyreltmə (0.2, 0.04, 0.008 və XNUMX qat) ilə hər bir primer üçün standart seyreltmə əyriləri yaradıldı, bütün müalicə qruplarından bərabər cDNA qarışığı olan bir usta cDNA fondu. Günlük10 seyreltmə dəyərləri standart əyrilər üçün hədd dövrü dəyərlərinə qarşı quruldu. Məlumatları təhlil etmək üçün MyiQ Optik Sistem Proqramı (BioRad) istifadə edilmişdir. Tərkibində cDNA şablonu olmayan və əks transkriptazı olmayan cDNA reaksiyalarından nümunələr müvafiq olaraq genom DNT-nin çirklənməsi və gücləndirilməsi üçün nəzarət kimi aparılmışdır. Hesabat verilənləri hər nümunə üçün daxili standartlar act-aktin və Tbp-nin orta dəyərlərinə normallaşdırılmışdır. Məlumatlar orta nisbət səviyyələri DAT / daxili standartlar mRNA ± SEM kimi ifadə edilir.

Statistik təhlil

DAT ifadəsi hər iki insanın həyat dövrü ərzində dinamik olaraq dəyişir [27] və siçovullar [28], [29]. Bundan əlavə, gənc siçovullar yetkinləşdikcə kokainə qarşı dofamin və davranış reaksiyası da dəyişir [30]. Beləliklə, DAT ölçmələri yaşla dəyişə bilər və 2 wk və 6 wk qrupları arasında mənalı müqayisəni qadağan edə bilər. Buna görə də, Tələbənin açılmamış t-testindən istifadə edərək, 2 və 6 wk qrupları üçün qida qəbulu, bədən çəkisi, pik dofamin konsentrasiyası, qarışıq,% dəyişiklik və nisbi gen ifadəsi üçün qrup vasitələri ayrıca müqayisə edildi. Qərbi blot analizləri üçün normallaşdırılmış DAT bant intensivliyindəki qrup fərqləri 2 və 6 wk qrupları üçün ANOVA (dietXfraction) iki tərəfli təkrar ölçü istifadə edərək ayrıca müqayisə edildi. Bütün statistik təhlillər Graf Pad 5 (Prism Inc) -də aparıldı.

Nəticələr

HFD artan yağ istehlakını təşviq edir

Pəhriz ifrazının başlanmasından əvvəl 2 wk-də ilkin bədən çəkisində heç bir fərq yox idi (LFD: 275.22 +/− 4.1 g; HFD: 280.87 +/− 4.8 g; p = 0.37) və ya 6 həftə (LFD: 287.31 +/− 4.9 g; HFD: 289.44 +/− 5.1 g; 6 həftə p = 0.97) qruplar. Kəskin şəkildə fərqli tərkibli pəhrizlər qəbul etməyimizə baxmayaraq, 2 və ya 6 həftədən sonra pəhriz qrupları arasında bədən çəkisində heç bir fərq tapılmadı (Şəkil 1a – b; hər iki ns). Həm 2, həm də 6 wk pəhriz məruz qaldıqdan sonra qruplar arasında istehlak edilmiş ümumi kkallarda fərq yox idi (Şəkil 1c – d; ns). Ancaq HFD siçovulları yağdan daha çox kkal istehlak etdilər (Şəkil 1e-f; 2 wks: t (32) = 25.59; 6 wks: t (31) = 27.54; pHər iki pəhriz müddəti üçün <0.0001).

kiçik

Download:

PowerPoint slaydı

böyük şəkil

orijinal şəkil

Şəkil 1. Qida qəbulu və bədən çəkisi ölçmələri.

Son bədən çəkisində HFD və LFD arasında heç bir fərq yox idi (a – b) və ya istehlak edilmiş ümumi kilokalori (c – d) ya 2 ya da 6 həftəlik pəhrizə məruz qaldıqdan sonra. (e-f) HFD siçovulları həm 2 həftə, həm də 6 həftə şəraitində LFD siçovullarına nisbətən yağdan xeyli kilokalori istehlak etdilər (***p

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g001

Uzadılmış HFD, DA Reuptake nisbətini azaldır

Ventral striatumda voltmetrik qeydlər edildi (Şəkil 2). Şəkil 3 6 wk pəhrizindən sonra siçovullardan əldə edilən dopamin konsentrasiyasında nümayəndəliyin elektrikli şəkildə dəyişdirildiyini göstərir. Başlanğıcda, evakuasiya edilmiş dopaminin böyüklüyü pəhriz qrupları və pəhriz müddəti arasında fərqlənmədi (Şəkil 4a – b, hər iki ns). Bununla birlikdə, fərdi nümunələrin yoxlanılması pik dopamin konsentrasiyasından sonra çökmə sürətinin 6 wk pəhriz ifrazatından sonra diyet qrupları arasında fərqləndiyini təklif etdi (Şəkil 3 misal üçün a – b). Çürümə sürəti ilk növbədə DAT tərəfindən dopamin təmizlənməsi ilə əlaqədardır [31], tau müəyyənləşdirmək üçün bir fazalı eksponent olaraq modelləşdirdiyimiz. 2 wk pəhrizə məruz qaldıqdan sonra diyet qrupları arasında heç bir fərq yox idi (Şəkil 4c). Bununla birlikdə, 6 wk pəhriz məruz qaldıqdan sonra, HFD-6 wk siçovullarında LFD-6 wk-a nisbətən daha çox idi (Şəkil 4d; t (11) = 2.668; p<0.05). Beləliklə, 6 wk HFD, LFD istehlak edən heyvanlarla müqayisədə ventral striatumda dopamin klirensinin nisbətini azaldır.

kiçik

Download:

PowerPoint slaydı

böyük şəkil

orijinal şəkil

Şəkil 2. Yenidən başlama təhlili üçün qeyd sahələrinin histoloji yoxlanılması.

LFD qidalanan siçovulların qeyd yerləri boz üçbucaqlarla, HFD siçovulları üçün qara dairələrlə kodlanır. Nömrələr Bregmaya qədər bir mm məsafəni göstərir. Paxinos və Watson 2006-dan uyğunlaşdırılmış şəkil.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g002

kiçik

Download:

PowerPoint slaydı

böyük şəkil

orijinal şəkil

Şəkil 3. VTA / SNc-in elektrik stimullaşdırılması, dopamin konsentrasiyasında bir fazik sünbül meydana gətirir.

6 həftəlik pəhrizə məruz qaldıqdan sonra əldə edilən məlumatların nümayəndəli nümunələri. a) Arxa plana salınan rəngli süjet, elektrodun VTA / SNc elektrik stimullaşdırmasından (STIM) əvvəl və (5-dan 0 s başlanğıc dövrünə nisbətən) və ondan sonra fərqli elektrodun cari dəyişikliklərini göstərir. Zaman abscissa, elektrod potensialı ordinatdır və cari dəyişikliklər saxta rənglə kodlanır. Dopamin [bu oksidləşmə (+ 0.1 V; yaşıl) və azalma (−10 V; mavi) xüsusiyyətləri ilə təyin olunur] bu LFD-0.6 wk siçovulunun stimullaşdırılmasına cavab olaraq keçici olaraq artdı. b) Bir HFD-6 wk siçovulundan başqa a) ilə eyni. c) Dopamin konsentrasiyası zaman funksiyası olaraq rəng süjetindən a) və tau əyri uyğunluğu ilə təyin olunur. İki qırmızı nöqtə, tau çatdığı anda zirvəni və dopamin konsentrasiyasını qeyd edir. Tau sağda göstərilir. d) C) də olduğu kimi eyni, b) dan da məlumatlar alınır.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g003

kiçik

Download:

PowerPoint slaydı

böyük şəkil

orijinal şəkil

Şəkil 4. Altı həftəlik yüksək yağlı pəhriz, dopamin qəbul etmə sürətini azaldır və dopamin kokainə reaksiyasını azaldır.

VTA / SNpc stimullaşdırması ilə ortaya çıxan orta pik dopamin konsentrasiyası ya 2 (avə ya 6 həftə (b) kokain inyeksiyasından əvvəl diyetə məruz qalma. c – d) 2-dan sonra orta Tau (c) və ya 6 wk (d) diyetə məruz qalma. TF, LFD-6 wk siçovullarına nisbətən HFD-6 wk siçovullarına nisbətən daha böyük idi (*p e-f) 2 üçün kokain inyeksiyasından sonra zirvədəki faiz dəyişməsi dopamin konsentrasiyasına səbəb oldu (e) və 6 (f) həftələr diyetə məruz qalma. Faiz dəyişməsi LFD-6 wk siçovullarına nisbətən HFD-6 wk-da əhəmiyyətli dərəcədə az idi (**p

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g004

Uzun müddətli HFD kokainə qarşı DA reaksiyasını azaldır

DAT-da pəhriz dəyişikliyini daha da araşdırmaq üçün, DAT bloker kokaini istifadə edərək siçovullar vurduq. Elektrik stimullaşdırılmasından sonra pik dopamin konsentrasiyası dopamin sərbəst buraxılmasına səbəb olur, eyni zamanda DAT tərəfindən Dopamin eyni vaxtda çıxarılması ilə məhdudlaşır. [21]. Kokainin dopamin ötürülməsinə təsirini dərman vasitəsi öncəsi dəyərlərə nisbətdə (% dəyişiklik) nisbətində ortaya çıxmış dopamin ölçüsünün dəyişməsini hesablayaraq xarakterizə etdik. İki wk HFD, LFD ilə nisbətdə% dəyişməsinə təsir etmədi (Şəkil 4e; ns). Bununla birlikdə, 6 wk pəhriz ifrazatından sonra% dəyişiklik LFD-ə nisbətən HFD-də əhəmiyyətli dərəcədə kəskinləşdi (Şəkil 4f; t (10) = 4.014; p<0.01). Nəticələrimiz, HFD maruziyetinin 6 deyil, 2 dəfə olduğunu, kokainə dopamin reaksiyasını azaltdığını göstərir.

Uzun müddət davam edən HFD ifrazatı Synaptosomal membranlarda DAT zülal ifadəsini azaldır

Uzunmüddətli HFD təsirinin DAT sayının dəyişməsi ilə əlaqədar olub olmadığını müəyyən etmək üçün DAT protein səviyyəsinin ümumi toxuma homogenatlarında (H fraksiya), sinaptosomal membranlarda (P2 fraksiya) və hüceyrədaxili təkrar emal endosomalarında (P3 fraksiya) miqdarı müəyyən edilmişdir. DAT birdir NZülal yetişdikcə artan qlikozilləşdirmə səviyyəsinə görə 50 və 80 kDa arasında görünən molekulyar çəkisi olan əlaqəli glikoprotein [32]. Fraksiya, sinaptosomal membran fraksiyasında NMDA reseptorunun NR2B subunitinin və endosomal fraksiyada transferrin reseptorunun zənginləşdirilmiş ifadəsi ilə təsdiqləndi (məsələn, blot bax) Şəkil 5b). 2 və 6 wk pəhriz məruz qaldıqdan sonra ümumi DAT proteinində heç bir fərq görmədik (məlumatlar göstərilmir). DAT zülalındakı fraksiyaya xas fərqləri yoxlamaq üçün ANOVA (dietXfraction) iki tərəfli təkrar ölçü istifadə etdik. Voltametriya təcrübələrinə uyğun olaraq, P2 və ya P2 fraksiyalarında hər hansı bir DAT izoformunun səviyyəsini dəyişdirmək üçün 3 wk pəhriz ifrazatı kifayət deyildi (Əncir 5. c, e, g; hamısı). Bununla birlikdə, 6 wk pəhriz məruz qaldıqdan sonra, dietXfraction əhəmiyyətli bir qarşılıqlı əlaqə (F(1,18) = 8.361, p<0.01); Şəkil 5d) DAT-ın 50 kD izoformu üçün. Beləliklə, uzadılmış HFD, P50 fraksiyasındakı DAT-ın 2 kD izoformunu əhəmiyyətli dərəcədə azaltdı və P3 fraksiyasının artmasına meyl yaratdı. 64 kD ya da diyet və ya fraksiya təsiri tapmadıqŞəkil 5f; ns) və ya 70 kD (Şəkil 5h; ns) DAT izoformları.

kiçik

Download:

PowerPoint slaydı

böyük şəkil

orijinal şəkil

Şəkil 5. Yüksək yağlı bir pəhriz istehlakı ventral striatumdakı membranla əlaqəli DAT proteinini azaldır.

a) DAT protein analizi üçün birləşdirilmiş ventral striatumdan götürülmüş (2) 1 × 1 mm toxuma yumruqlarını göstərən nümayəndə şəkli. VStr = Ventral Striatum; DStr = Dorsal Striatum; cc = korpus kallosum; ac = ön komissiya. b) Təqdim olunan məlumatların qərb nöqtələri c – h. L = LFD; H = HFD; TfR = transferrin reseptoru; NR2B = NMDA reseptorunun NR2B alt hissəsi. c) 50 həftəlik pəhrizə məruz qaldıqdan sonra P2 və ya P3 fraksiyaları üçün 2 kD DAT proteinində heç bir fərq yox idi. d) 50 kD DAT zülalı P2-də əhəmiyyətli dərəcədə azalır (* = p<.05), lakin LFD-3 wk sıçanlarına nisbətən HFD-6 wk-də ventral striatal toxumanın P6 hissəsi deyil. 64 kD DAT proteinində 2-dən sonra heç bir fərq yox idi (evə ya 6 həftə (f) diyetə məruz qalma. 70 (ya da 2) ardınca XNUMX kD DAT proteinində heç bir fərq yox idigvə ya 6 həftə (h) diyetə məruz qalma.

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g005

P2 fraksiyasında DAT zülalının azalmasının qismən DAT transkripsiyasında azalma ilə əlaqəli olub olmadığını müəyyən etmək üçün VTA / SNc DAT mRNA səviyyələri yuxarıdakılarla eyni siçovullarda ölçüldü (Şəkil 6a misal üçün). 2 və ya 6 wk pəhriz ifrazatından sonra orta beyin DAT mRNA-da diyet qrupları arasında heç bir fərq görmədik (Şəkil 6b – c; hər iki ns). Beləliklə, ventral striatumdakı DAT zülal səviyyəsindəki fərqlərin DAT istehsalındakı çatışmazlıqlar səbəbiylə mümkün deyil.

kiçik

Download:

PowerPoint slaydı

böyük şəkil

orijinal şəkil

Şəkil 6. Yüksək yağlı pəhriz istehlakı DAT mRNA səviyyəsini dəyişdirmir. a)

VTA / SN-dən götürülmüş və DAT mRNA analizi üçün birləşdirilmiş 1 × 1 mm toxuma vuruşlarını göstərən nümayəndəlik görüntüsü. cp = serebral penduncle; pc = posterior komissiya; MM = medial mammillary nüvəsi. 2 həftədən sonra nisbi DAT mRNA səviyyələrində heç bir fərq yox idi (bvə ya 6 həftəlik pəhrizə məruz qalma (c).

http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0058251.g006

Müzakirə

Uzun müddətli HFD istehlakı mərkəzi sinir sistemində DİO və plastikliyə səbəb ola bilər. Dopamin neyronları və striatal dopamin reseptorları bir HFD və obez şəxslərdə təsirlənən CNS hədəflərinin bir dəstəsi kimi görünür [11], [13], [33]. Burada bir HFD-nin ventral striatumda dopamin qəbul etmə sürətini azaltdığını və bu təsir məruz qalma müddətindən asılı olduğunu bildirdi. Vacibdir ki, HFD-nin DAT funksiyasına təsiri DIO olmadıqda baş verdi. Bu araşdırmada bədənin uyğunlaşma göstəricilərini birbaşa ölçməməyimizə baxmayaraq, heyvanlar ənənəvi olaraq bir HFD-yə məruz qaldıqdan sonra bədən çəkisi artımına əsaslanaraq DİO və ya pəhriz davamlı olaraq təsnif edilmişdir. [34]. Uzun müddətə uzanan HFD, DAT-ya müdaxilə edən kokainin, dopamin sərbəst buraxılma gücünü əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Western blot analizindən istifadə edərək ventral striatumdakı DAT protein səviyyəsini müəyyənləşdirdik - ya plazma membranı, ya da təkrar endosomlar üçün zənginləşdirilmiş subcellular fraksiyalar daxilində lokallaşdırılmış DAT-ı ayırd etdik. Plazma membranı ilə əlaqəli DAT-ın yetişməmiş bir izoformunda əhəmiyyətli dərəcədə azalma aşkar etdik. Beləliklə, uzadılmış HFD DAT trafikinə müdaxilə edərək ehtimal olunan DAT vasitəsi ilə dopamin qəbul etmə sürətini azaldır, lakin DAT gen ifadəsini və ya DAT mRNA sabitliyini azaltmaqla deyil. Üstəlik, bir HFD-yə məruz qalmağın iki ilə altı həftəsi arasındakı bir müddət, DAT ilə əlaqəli diyetə bağlı plastikliyin ən erkən nöqtəsi kimi görünür.

Piylənmə hər iki insanda DAT mövcudluğu da daxil olmaqla striatal dopamin siqnalının bir çox cəhətləri ilə əlaqələndirilir [18] və siçanlar [19]. Ancaq bu yaxınlarda DİO'nun inkişafı siçovullarda dopamin qəbul etmə sürətini dəyişdirdiyini göstərdi [20]. Bu araşdırma, yalnız 4 həftəlik HFD-dən sonra ekzogen şəkildə tətbiq olunan dopamindən sonra dəyərsizləşmiş dopamin alışını nümayiş etdirsə də, bir HFD-də saxlanılan heyvanlar ilkin çəki artımı əsasında seçilmiş və beləliklə də unikal populyasiyanı təmsil edə bilər. Bu görünüşə uyğundur, HFD heyvanları LFD idarələri ilə müqayisədə daha çox kalori yeməyə və daha çox kilo almağa davam etdi. Digər bir son araşdırma, yetişməmiş siçovullarda 12 həftəlik HFD-dən sonra dəyərsizləşmiş dopamin qəbulunun olduğunu bildirdi. [35]. Yenidən başlama ölçmələri aparıldıqda standart bir laboratoriya çow pəhrizi ilə HFD qidalandırılan heyvanlar arasında bədən çəkisində ciddi fərqlər var. Buna görə də, Dopamin qəbulunda olan pozuntuların DİO-nun inkişafının birbaşa nəticəsi və ya bundan əvvəl meydana gəlməsi ilə bağlı məlum deyildi. Bu son hesabatlardan fərqli olaraq, təkrar ölçmə aparıldıqda diyet qruplarımız arasında bədən çəkisi və ya ümumi kkal istehlakında heç bir fərq görmədik. 6-dan sonra dopamin qəbulunda fərqlər tapdıq, lakin 2 deyil, həftələr HFD, dopamin qəbulunda pəhriz tərəfindən meydana gələn dəyişikliklərin xroniki, lakin kəskin olmayan pəhriz tərkibindəki dəyişikliklərə cavab olduğunu göstərir. Bundan əlavə, əldə etdiyimiz nəticələr, piylənmə nəticəsində deyil, DAT-da pəhrizə bağlı dəyişikliklərin xəstəliyin inkişafına töhfə verə biləcəyini göstərir. Gələcək araşdırmalarda DİO-ya fərqli dərəcədə həssas olan heyvan populyasiyasının olub-olmamasını həll etmək lazımdır [34] DAT ifadə / funksiyasında əvvəlcədən mövcud olan fərqlərə malikdir və ya DAT-da pəhriz səbəbli dəyişikliklərə fərqli olaraq həssasdırlar.

Bildiyimizə görə, bu HFD-nin kokainə dopamin reaksiyasını azaltdığını nümayiş etdirən ilk araşdırmadır. Dərman mükafatında dopaminin rolunu nəzərə alsaq, nəticələrimiz, təxminən 6 həftə ərzində bir HFD ilə qidalanan siçovulların kokainin özünü idarə etməsinə yavaş bir nəzarət pəhrizi bəslədiyini göstərən əvvəlki işlərə uyğundur. [36]. Əhəmiyyətli olan bu təsir DIO inkişafından da asılı deyildi. Bundan əlavə, DİO-ya həssaslıq üçün seçilmiş siçovullar kokainin üstünlük seçimini azaldır və bu heyvanlarda kokainin təltifedici xüsusiyyətlərinin aşkarlandığını göstərir. [37]. HFD-6 wk siçovullarında müşahidə etdiyimiz kokainə azalmış reaksiya, striatal DAT mövcudluğunun azalması ilə əlaqədar ola bilər. Bununla birlikdə kokain, DAT-dan asılı olmayan mexanizmlər vasitəsilə dopamin siqnalını artırır. Xüsusilə, HFD, ehtiyat dopamin veziküllərinin kokainə səbəb olan səfərbərliyini poza bilər [38]. Kokain, həmçinin VTA daxilindəki dopamin neyronlarına GABA ötürülməsini azaldır [39] və dopamin hüceyrə orqanlarının atəş sürətində salınımları meydana gətirir [40]. Bu proseslərin hər hansı birinə və ya hamısına HFD təsir göstərə bilər. Gələcək tədqiqatlar bir HFD-nin kokainin və / və ya dərmanla əlaqəli sinir uyğunlaşmalarının potensialını necə dəyişdirdiyini əsaslandıran mexanizmləri həll etməlidir. [18]. Bir HFD istehlakı həm davranışı pisləşdirir [41] və dopamin cavabı [20], [42] amfetaminə də DAT ilə müdaxilə edir. Əhəmiyyətli olan, bir HFD qəbul etməsi kalorili bir idarəetmə pəhrizi ilə qidalanan siçovulların DİO inkişaf etməməsinə baxmayaraq amfetamin şərtli yer seçimini inkişaf etdirə bilmir. [41]. Burada təqdim olunan məlumatlarla birlikdə bir HFD istehlakının psixostimulyatorlara verdiyi cavabı maneə törətdiyi görünür. Bütün sui-istifadə dərmanları dopamin sisteminə təsir edir və narkotik maddələrdən dofamin siqnalının artırılması asılılığın inkişafı üçün vacib hesab olunur [43]. Beləliklə, HFD siçovullarında kokainə azaldılmış cavab, obez insanlarda maddə asılılığı pozuntusunun inkişaf riskinin xeyli aşağı olması xəbərlərinə uyğundur. [44]. Gələcək işlər normal çəki idarələri ilə müqayisədə obez şəxslərdə kokain mükafatının subyektiv reytinqinin fərqli olub-olmadığını həll etməlidir.

Qərbdəki blot analizimiz HFD-nin uzun müddətli istehlakının ümumi striatal DAT zülalına təsir göstərməməsini təklif edir, əksinə qlikosilasız 50 kDa DAT izoformunun sinaptosomal membranlara inteqrasiyasını azaldır. DAT glikosilasiyası dopamin daşıma sürətini yaxşılaşdırır və membran səthinin dayanıqlığını artırır [45], [46], [47], insanlardan qeyri-qlikozil DAT [45], [46] siçovullar kimi [47] asanlıqla dopamin nəql edir. Bundan əlavə, immunolabeling təcrübələri həm meymunlarda, həm də insanlarda dorsal striatumla müqayisədə ventralda qeyri-qlikosilləşdirilmiş DAT səviyyəsinin daha yüksək olduğunu göstərir. [47]. Birlikdə aparılmış bu tədqiqatlar, 50 kDa DAT səviyyəsinin azalmasının 6 wk HFD siçovullarında müşahidə etdiyimiz bərpa çatışmazlığına töhfə verə biləcəyini göstərir. Məlumatlarımız HFD istehlakının siçanların ventral striatumunda DAT mövcudluğunu azaltdığını göstərən əvvəlki bir araşdırmaya uyğundur. [19]. Lakin, bu araşdırma fərqli hüceyrədaxili hissələrdə DAT lokalizasiyasını ölçməmişdir. Bundan əlavə, tapıntılarımız DIO siçovulların striatumundakı hüceyrə səthində DAT azalmalarını göstərən bir araşdırmaya uyğundur. [20]. Bu araşdırma, ümumi DAT protein səviyyəsinin DIO modelindəki diyetə təsirsiz qaldığını bildirdi. Ümumi DAT zülalının, yetişmiş siçovullarda bir HFD tərəfindən də təsirsiz olduğunu göstərmək üçün bu nəticəni genişləndiririk. Buna görə, bir HFD'nin uzun müddət istehlak edilməsi DAT ifadəsini dəyişdirmir, lakin DAT alverinə və ya olgunlaşmasına mane ola bilər.

2 və ya 6 wk HFD ifrazatından sonra VTA / SNpc DAT mRNA səviyyələrində fərqlərin olmaması ümumi DAT səviyyələrinin diyet manipulyasiyalarımıza təsirsiz qalmadığı anlayışını daha da dəstəkləyir. Bu nəticə, 17 həftəlik HFD istehlakından sonra siçan VTA-da DAT mRNA-nın azaldığını göstərən əvvəlki hesabatla ziddiyyət təşkil edir. [12]. Bununla birlikdə, bu araşdırmada DAT mRNA səviyyələri, pəhriz qrupları 12 həftə ərzində bədən çəkisi ilə fərqləndikdən sonra ölçüldü. Beləliklə, onların nəticələri, ehtimal ki, DIO-ya gec mərhələ uyğunlaşmalarını təmsil edir. Xülasə, məlumatlarımız bir HFD-yə məruz qalma, ümumi DAT ifadəsini dəyişdirmədən membranla əlaqəli DAT-lərin azalması ilə striatal dopamin alışında funksional dəyişikliklərə yol açdığına dair güclü sübutlar verir. Əhəmiyyətli olaraq, DAT-da pəhriz ilə əlaqəli pozuntuların DİO başlamazdan əvvəl baş verə biləcəyini bildiririk və bu dəyişikliklərin piylənmənin inkişafına töhfə verə biləcəyini göstərir.

Məlumatlarımız böyüməkdə olan bir ədəbiyyata dopamin funksiyasının tənzimlənməsində təsir göstərir və DAT ifadəsindəki pəhriz dəyişikliklərinin dopamin siqnalında funksional olaraq müvafiq dəyişikliklərə səbəb olduğunu sübut edir. DAT vasitəsi ilə striatal dopamin siqnalının dinamikasında pəhrizlə əlaqəli dəyişikliklərin qidalanma davranışının nəticələri ola bilər. Qida ilə əlaqəli stimullar striatal dopamində fazik artımları doğurur [9], [48], [49], ehtimal ki, qida yönəlmiş hərəkətləri gücləndirir və gücləndirir [50]. Burada göstəririk ki, 6 həftəlik HFD istehlakı, dopamin funksiyasının qida qəbulu üçün vacib olduğu striatum bölgəsində membranla əlaqəli DAT-lərin azalması ilə phasic dopamin azad edilməsinin müddətini uzadır. [51]. DAT-da pəhrizdən asılı dəyişikliklər, qidalanma stimullaşdırması ilə yaranan uzanmış dopamin siqnalları, yanaşma davranışları üçün vacib olan aşağı yaxınlıqdakı striatal dopamin D1 reseptorlarının aktivləşməsini artıran bir ötürmə mexanizmini təşviq edə bilər. [52], [53], [54]. Vaxt keçdikcə striatal dopamin uzun müddət qalxması həm insanlarda, həm də piylənmə modellərində nümayiş olunan dopamin D2 reseptorlarının (D2R) aşağı salınması kimi uyğunlaşmaları təşviq edə bilər. [11], [33]. Apardığımız araşdırma, piylənmənin inkişafının dopamin qəbulunu dəyişdirmək üçün zəruri olmadığını göstərir. Beləliklə, DAT membranında pəhrizlə əlaqəli azalma, HFD istehlakı boyunca inkişaf edən D2R-in azalmasına, piylənməyə və məcburi yemək davranışına başlamaz və kömək edə bilər. [11].

Minnətdarlıq

Drs-ə təşəkkür etmək istəyirik. Jamie D. Roitman və James E. McCutcheon, əlyazmanın əvvəlki variantlarında faydalı şərhlər üçün. Bu sənədin məzmunu yalnız müəlliflərin məsuliyyətidir və mütləq NIH və ya Chicago Biotibbi Konsorsiumun rəsmi görüşlərini ifadə etmir.

Müəllif iştirakları

Təcrübələri qəbul etdilər və tərtib etdilər: JJC EHC MFR. Təcrübələr həyata keçirdi: JJC DNP SRE. Məlumatları təhlil etdi: JJC EHC SRE MFR. Kağızı yazdı: JJC EHC MFR.

References

  1. 1. Flegal KM, Carroll MD, Kit BK, Ogden CL (2012), ABŞ böyükləri arasında 1999-2010 arasında bədən kütləsi indeksinin paylanmasında meyllərin yayılması və meylləri. JAMA 307: 491-497.
  2. 2. Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR, McDowell MA, Tabak CJ və s. (2006) ABŞ-da 1999-2004 kilolu və piylənmənin yayılması. JAMA 295: 1549-1555.
  3. Maddə bax
  4. PubMed / NCBI
  5. Google Scholar
  6. 3. Drewnowski A, Almiron-Roig E (2010) İnsanın qavrayışları və yağlı zəngin qidalara üstünlük verməsi. In: Montmayeur JP, le Coutre J, redaktorlar. Yağ Algılama: Dadı, Doku və Gönderme Engestive Effects, 11 fəsil. Boca Raton, FL: CRC Press.
  7. Maddə bax
  8. PubMed / NCBI
  9. Google Scholar
  10. Maddə bax
  11. PubMed / NCBI
  12. Google Scholar
  13. Maddə bax
  14. PubMed / NCBI
  15. Google Scholar
  16. Maddə bax
  17. PubMed / NCBI
  18. Google Scholar
  19. Maddə bax
  20. PubMed / NCBI
  21. Google Scholar
  22. Maddə bax
  23. PubMed / NCBI
  24. Google Scholar
  25. Maddə bax
  26. PubMed / NCBI
  27. Google Scholar
  28. Maddə bax
  29. PubMed / NCBI
  30. Google Scholar
  31. Maddə bax
  32. PubMed / NCBI
  33. Google Scholar
  34. Maddə bax
  35. PubMed / NCBI
  36. Google Scholar
  37. Maddə bax
  38. PubMed / NCBI
  39. Google Scholar
  40. Maddə bax
  41. PubMed / NCBI
  42. Google Scholar
  43. Maddə bax
  44. PubMed / NCBI
  45. Google Scholar
  46. Maddə bax
  47. PubMed / NCBI
  48. Google Scholar
  49. Maddə bax
  50. PubMed / NCBI
  51. Google Scholar
  52. Maddə bax
  53. PubMed / NCBI
  54. Google Scholar
  55. Maddə bax
  56. PubMed / NCBI
  57. Google Scholar
  58. Maddə bax
  59. PubMed / NCBI
  60. Google Scholar
  61. Maddə bax
  62. PubMed / NCBI
  63. Google Scholar
  64. Maddə bax
  65. PubMed / NCBI
  66. Google Scholar
  67. Maddə bax
  68. PubMed / NCBI
  69. Google Scholar
  70. 4. Rolls BJ (2009) Pəhriz enerjisi sıxlığı və enerji istehlakı arasındakı əlaqə. Fiziologiya və Davranış 97: 609-15.
  71. 5. Ledikwe JH, Blanck HM, Kettel Khan L, Serdula MK, Seymour JD və s. (2006) Pəhrizdə enerji sıxlığı ABŞ-da yetkinlərdə enerji qəbulu və çəki vəziyyəti ilə əlaqələndirilir. Klinik Qidalanma Amerika Jurnalı 83: 1362-8.
  72. Maddə bax
  73. PubMed / NCBI
  74. Google Scholar
  75. Maddə bax
  76. PubMed / NCBI
  77. Google Scholar
  78. Maddə bax
  79. PubMed / NCBI
  80. Google Scholar
  81. Maddə bax
  82. PubMed / NCBI
  83. Google Scholar
  84. Maddə bax
  85. PubMed / NCBI
  86. Google Scholar
  87. Maddə bax
  88. PubMed / NCBI
  89. Google Scholar
  90. Maddə bax
  91. PubMed / NCBI
  92. Google Scholar
  93. Maddə bax
  94. PubMed / NCBI
  95. Google Scholar
  96. Maddə bax
  97. PubMed / NCBI
  98. Google Scholar
  99. Maddə bax
  100. PubMed / NCBI
  101. Google Scholar
  102. Maddə bax
  103. PubMed / NCBI
  104. Google Scholar
  105. Maddə bax
  106. PubMed / NCBI
  107. Google Scholar
  108. Maddə bax
  109. PubMed / NCBI
  110. Google Scholar
  111. Maddə bax
  112. PubMed / NCBI
  113. Google Scholar
  114. Maddə bax
  115. PubMed / NCBI
  116. Google Scholar
  117. Maddə bax
  118. PubMed / NCBI
  119. Google Scholar
  120. Maddə bax
  121. PubMed / NCBI
  122. Google Scholar
  123. Maddə bax
  124. PubMed / NCBI
  125. Google Scholar
  126. Maddə bax
  127. PubMed / NCBI
  128. Google Scholar
  129. Maddə bax
  130. PubMed / NCBI
  131. Google Scholar
  132. Maddə bax
  133. PubMed / NCBI
  134. Google Scholar
  135. Maddə bax
  136. PubMed / NCBI
  137. Google Scholar
  138. Maddə bax
  139. PubMed / NCBI
  140. Google Scholar
  141. Maddə bax
  142. PubMed / NCBI
  143. Google Scholar
  144. Maddə bax
  145. PubMed / NCBI
  146. Google Scholar
  147. Maddə bax
  148. PubMed / NCBI
  149. Google Scholar
  150. Maddə bax
  151. PubMed / NCBI
  152. Google Scholar
  153. Maddə bax
  154. PubMed / NCBI
  155. Google Scholar
  156. 6. Kiçik DM, Jones-Gotman M, Dagher A (2003) Dorsal striatumda bəslənən dopamin sərbəst buraxılması sağlam insan könüllülərində yemək xoşluğu nisbətləri ilə əlaqələndirilir. NeuroImage 19: 1709-1715.
  157. 7. Bassero V, Di Chiara G (1999) Düpaminin nüvənin bükülmə qabığında / əsas bölmələrində qida stimullarına ötürülməsinin fərqliliyi. Nevrologiya 89: 637-41.
  158. 8. Roitman MF, Wheeler RA, Wightman RM, Carelli RM (2008) Nüvədəki real vaxt kimyəvi reaksiyalar mükafatlandırıcı və aversiv stimulları fərqləndirir. Təbiət nevrologiyası 11: 1376-7.
  159. 9. Qəhvəyi HD, McCutcheon JE, Cone JJ, Ragozzino ME, Roitman MF (2011) İlkin qida mükafatı və mükafat proqnozlaşdırıcı stimullar striatum boyunca fasik dopamin siqnalının müxtəlif nümunələrini oyadır. Avropa Sinirşünaslıq Jurnalı 34: 1997-2006.
  160. 10. Grabenhorst F, Rolls ET, Parris BA, d 'Souza AA (2010) Beyin ağızdakı yağ mükafat dəyərini necə təmsil edir. Serebral Cortex 20: 1082-91.
  161. 11. Johnson PM, Kenny PJ (2010) Dopamin D2 reseptorları asılılıq kimi mükafat disfunksiyası və obez siçovullarda məcburi yemək. Təbiət nevrologiyası 13: 635-41.
  162. 12. Vucetic Z, Carlin JL, Totoki K, Reyes TM (2012) Pəhrizdə olan piylənmədə dopamin sisteminin epigenetik disregulyasiyası. Neyrokimya jurnalı 120: 891-84.
  163. 13. Stes E, Spoor S, Bohon C, Kiçik DM (2008) Obezite və qidalanma ilə əlaqəli striatal cavab arasındakı əlaqə TaqIA A1 aleli tərəfindən idarə olunur. Elm 322: 449-452.
  164. 14. Cragg SJ, Rice ME (2004) bir DA sinapsında DAT'dan keçmiş rəqslər. Neuroscience 27: 270-7.
  165. 15. Dreyer JK, Herrik KF, Berg RW, Hounsgaard JD (2010) Fasik və tonik dopamin sərbəst buraxılmasının reseptorun aktivləşdirilməsinə təsiri. Neuroscience jurnalı 30: 14273-83.
  166. 16. Figlewicz DP, Szot P, Chavez M, Woods SC, Veith RC (1994) İntraventrikulyar insulin, VTA / substantia nigra nisbətində dopamin daşıyıcı mRNA-nı artırır. Beyin Tədqiqatı 644: 331-4.
  167. 17. Mebel DM, Wong JC, Dong YJ, Borgland SL (2012) İntrolin ventral tegramal bölgədəki insulin, hedonik qidalanmanı azaldır və artan təkrar alma ilə dopamin konsentrasiyasını azaldır. Avropa Sinirşünaslıq Jurnalı 36: 2336-46.
  168. 18. Chen PS, Yang YK, Yeh TL, Lee IH, Yao WJ və s. (2008) Sağlam könüllülərdə bədən kütləsi indeksi ilə striatal dopamin daşıyıcısının mövcudluğu arasındakı əlaqə - bir SPECT tədqiqatı. NeuroImage 40: 275-9.
  169. 19. Cənubi T, Huang XF (2008) Yüksək yağlı pəhriz ifrazı dopamin D2 reseptorunu artırır və nüvənin böyüdülməsi və siçanların kaudat putamenindəki dopamin nəql edən reseptorun bağlanma sıxlığını azaldır. Neyrokimyəvi tədqiqat 33: 598-605.
  170. 20. Speed ​​N, Saunders C, Davis AR, Owens WA, Matthies HJG və s. (2011) Zədələnmiş striatal Akt siqnalları dopamin homeostazını pozur və qidalanmanı artırır. PloS bir 6: e25169.
  171. 21. Roitman MF, Wescott S, Cone JJ, McLane MP, Wolfe HR (2010) MSI-1436, dopamin daşıyıcısının fəaliyyətinə təsir etmədən kəskin qida qəbulunu azaldır. Farmakologiya Biokimya və Davranış 97: 138-43.
  172. 22. Heien MLAV, Johnson MA, Wightman RM (2004) Sürətli siklik voltametriya ilə aşkar edilən neyrotransmitterlər. Analitik kimya 76: 5697-704.
  173. 23. Sinkala E, McCutcheon JE, Schuck MJ, Schmidt E, Roitman MF və s. (2012) Tez taranan tsiklik voltametriya üçün mikrofluid axını hüceyrəsi ilə elektrodun kalibrlənməsi. Bir 12 çipindəki laboratoriya: 2403-08.
  174. 24. Yorgason JT, España RA, Jones SR (2011) Demon voltametriyası və analiz proqramı: Çox kinetik tədbir istifadə edərək dopamin siqnalındakı kokain səbəbli dəyişikliklərin təhlili. 202 nevrologiya metodları jurnalı: 158-64.
  175. 25. Paxinos G və Franklin KBJ (2004) Stereotaksik koordinatlarda siçovul beyni. San Diego, CA: Akademik Mətbuat.
  176. 26. Hallett PJ, Collins TL, Standaert DG, Dunah AW (2008) Reseptorların paylanması və ticarəti öyrənmək üçün beyin toxumalarının biokimyəvi fraksiya. Neyroşünaslıq / redaksiya heyətindəki cari protokollar, Jacqueline N. Crawley… [et al.] Fəsil 1: 1.16 bölməsi.
  177. 27. Meng SZ, Ozawa Y, Itoh M, Takashima S (1999) Dopamin daşıyıcısındakı inkişaf və yaşla əlaqədar dəyişikliklər və insanın bazal ganglioniyasındakı dopamin D1 və D2 reseptorları. Beyin Tədqiqatı 843: 136-144.
  178. 28. Moll GH, Mehnert C, hörmə M, Bock N, Rothenberger A və s. (2000) Siçovul beyninin müxtəlif bölgələrində presinaptik monoamin daşıyıcılarının sıxlığında yaşla bağlı dəyişikliklər, erkən yetkinlik yaşından gec yetkinliyə qədər. İnkişaf edən Beyin Tədqiqatları 119: 251-257.
  179. 29. Cruz-Muros I, Afonso-Oramas D, Abreu P, Perez-Delgado MM, Rodriguez M, et al. (2009) Yaşlanma təsiri dopamin daşıyıcısı ifadəsi və kompensasiya mexanizmləri. Yaşlanma xNUMX: 30-973.
  180. 30. Badanich KA, Adler KJ, Kirstein CL (2006) Yetkinlər, kokain şərtli yer seçimində və nüvədəki kokain səbəb olan dopamində accumbens septi olan yetkinlərdən fərqlənir. Farmakologiya Avropa jurnalı 550: 95-106.
  181. 31. Jones SR, Garris PA, Kilts CD, Wightman RM (1995) Bazolateral amiqdaloid nüvədə, kaudat-putamen və siçovulun nüvəsi nüvəsində dofamin qəbulunun müqayisəsi. Neyrokimya jurnalı 64: 2581-9.
  182. 32. Rao A, Simmons D, Sorkin A (2011) Endosomal bölmələrin diferensial subcellular paylanması və dopaminergik neyronlarda dopamin ötürücü. Molekulyar və hüceyrə nevrologiyası 46: 148-58.
  183. 33. Wang GJ, Volkow ND, Thanos PK, Fowler JS (2009) Beyin dopamin yollarının görüntülənməsi: Piylənməni anlamaq üçün təsir. Asılılıq dərmanı jurnalı 3: 8-18.
  184. 34. Levin BE, Dunn-Meynell AA, Balkan B, Keesey RE (1997) Sprague-Dawley siçovullarında diyetə bağlı piylənmə və müqavimət üçün seçici yetişdirmə. Amerikalı Fiziologiya Jurnalı 273: R725-730.
  185. 35. Morris JK, Bomhoff GL, Gorres BK, Davis VA, Kim J, et al. (2011) İnsulin müqaviməti nigrostriatal dopamin funksiyasını pozur. Eksperimental nevrologiya 231: 171-80.
  186. 36. Wellman PJ, Nation JR, Devis KW (2007) Siçovullarda kokainin özünü idarə etməsinin pisləşməsi yüksək yağlı bir pəhrizdə saxlanılır. Farmakologiya, biokimya və davranış 88: 89-93.
  187. 37. Thanos PK, Kim R, Cho J, Michaelides M, Anderson BJ, et al. (2010) Obeziteye davamlı S5B siçovulları, obeziteye meylli OM siçovullarına nisbətən daha çox kokain şərtli yer seçimi göstərdi. Fiziologiya və davranış 101: 713-8.
  188. 38. Venton BJ, Seipel AT, Phillips PEM, Wetsel WC, Gitler D və s. (2006) Kokain, bir sinapsinə bağlı bir ehtiyat hovuzun səfərbər edilməsi ilə dopamin ifrazını artırır. Neuroscience jurnalı 26: 4901-04.
  189. 39. Steffenson SC, Taylor SR, Horton ML, Bərbər EN, Lyte LT (2008) Kokain, GABA neyronlarının gərginlikli həssas natrium kanallarından istifadəyə bağlı blokada yolu ilə ventral tegmenal bölgəsində dopamin neyronlarını dezinfeksiya edir. Avropa nevrologiya jurnalı 28: 2028-2040.
  190. 40. Shi WX, Pun CL, Zhou Y (2004) Psixostimulyantlar dopamin neyronlarının atəş fəaliyyətində aşağı tezlikli salınımları artırır. Neyropsikofarmakologiya 29: 2160-2167.
  191. 41. Davis JF, Tracy AL, Schurdak JD, Tschop MH, Lipton JW və s. (2008) Diyet yağının yüksək səviyyəyə məruz qalması siçovuldakı psixostimulyator mükafatı və mesolimbik dopamin dövriyyəsini pozur. Davranış nevrologiyası 122: 1257-63.
  192. 42. Geiger BM, Haburcak M, Avena NM, Moyer MC, Hoebel BG və s. (2009) Siçovul piylənməsində mesolimbik dopamin nörotransmissiyasının çatışmazlıqları. Nevrologiya 159: 1193-9.
  193. 43. Hyman SE, Malenka RC, Nestler EJ (2006) Bağımlılığın Sinir Mexanizmləri: Mükafatla əlaqəli öyrənmə və yaddaşın rolu. Asılılıq 29: 565-598.
  194. 44. Simon GE, Von Korff M, Saunders K, Miglioretti DL, Crane PK və s. (2006) ABŞ-da yetkin əhali arasında piylənmə və psixiatrik xəstəliklər arasındakı əlaqə. Ümumi Psixiatriya 63-ın arxiv sənədləri: 824-30.
  195. 45. Torres GE, Carneiro A, Seamans K, Fiorentini C, Sweeney A və s. (2003) İnsan dopamin daşıyıcısının oliqomerləşməsi və ticarəti. Bioloji Kimya jurnalı 278: 2731-2739.
  196. 46. Li LB, Chen N, Ramamoorthy S, Chi L, Cui XN və s. (2004) İnsan dopamin daşıyıcısının funksiyası və səthi ticarəti zamanı N-glikosilasiyanın rolu. Bioloji Kimya jurnalı 279: 21012-21020.
  197. 47. Afonso-Oramas D, Cruz-Muros I, de la Rosa DA, Abreu P, Giraldez T, et al. (2009) Dopamin daşıyıcısının qlikozillasiyası, parkinson xəstəliyində midbrain dopaminergik hüceyrələrin zəifliyi ilə əlaqələndirilir. Xəstəliyin neyrobiologiyası 36: 494-508.
  198. 48. Roitman MF, Stuber GD, Phillips PEM, Wightman RM, Carelli RM (2004) Dopamin, axtarışda olan qidaların modulyatoru kimi fəaliyyət göstərir. Neuroscience jurnalı 24: 1265-71.
  199. 49. McCutcheon JE, Beeler JA, Roitman MF (2012) Sucrose-proqnozlaşdırıcı sözlər, saxarin-proqnozlaşdırıcı cəhətlərdən daha çox phasic dopamin sərbəst buraxılmasına səbəb olur. Sinaps 66: 346-51.
  200. 50. Flagel SB, Clark JJ, Robinson TE, Mayo L, Czuj A və s. (2011) Dopamin stimul-mükafat öyrənməsində seçici rol oynayır. Təbiət 469: p53-7d.
  201. 51. Szczypka MS, Mandel RJ, Donahue BA, Snyder RO, Leff SE və s. (1999) Viral gen tədarükü qidalandırmanı seçici şəkildə bərpa edir və dopamin qüsurlu siçanların ölüm hallarının qarşısını alır. Neuron 22: 167-78.
  202. 52. Di Ciano P, Kardinal RN, Cowell RA, Little SJ, Everitt BJ (2001) NMDA, AMPA / kainat və nüvədəki dopamin reseptorlarının pavlovian yanaşma davranışının əldə edilməsində və fəaliyyətində əsas rol oynayır. Neuroscience jurnalı 21: 9471-9477.
  203. 53. Kravitz AV, Freeze BS, Parker PRL, Kay K, Thwin MT və s. (2010) Bazal ganglia dövranının optogenetik nəzarəti ilə parkinsoniyalı motor davranışlarının tənzimlənməsi. Təbiət 466: 622-6.
  204. 54. Kravitz AV, Tye LD, Kreitzer AC (2012) Möhkəmləndirmədə birbaşa və dolayı yolda olan striatal neyronların fərqli rolları. Təbiət nevrologiyası 15: 816-818.