Récepteurs D2 de la dopamine dans le dysfonctionnement de récompense semblable à une dépendance et l'alimentation compulsive chez le rat obèse (2010)

Commentaire: Cette étude démontre que lorsqu'un animal a un accès illimité, un fort renforçateur naturel (aliment très stimulant) peut provoquer une baisse des récepteurs D2. Ce déclin a été observé chez presque tous les rats et s'est produit assez rapidement. Lorsque la nourriture «très appétente» a été retirée, les rats ont refusé de manger de la nourriture normale. Les rats ont continué à se gaver (quand ils le pouvaient) malgré le couplage des chocs électriques avec la consommation alimentaire «très appétissante».

• Étude complète

Nat Neurosci. 2010 May; 13(5): 635-641. Publié en ligne 2010 March 28. doi:  10.1038 / nn.2519

Abstract

Nous avons constaté que le développement de l'obésité était associé à l'émergence d'un déficit de réponses de récompenses neurales de plus en plus aggravant. Des modifications similaires de l'homéostasie de récompense induites par la cocaïne ou l'héroïne sont considérées comme essentielles pour déclencher la transition d'une consommation de drogue occasionnelle à une consommation compulsive de drogue. En conséquence, nous avons détecté un comportement alimentaire de type compulsif chez des rats obèses mais non maigres, mesuré comme une consommation d'aliments au goût agréable résistant aux perturbations par un stimulus conditionnel aversif. Les récepteurs D2 (D2) de la dopamine striatale ont été régulés négativement chez les rats obèses, comme cela a été signalé chez les humains toxicomanes. De plus, l'inactivation par lentivirus des D2R striataux a rapidement accéléré le développement de déficits de récompense similaires à ceux d'une dépendance et l'apparition d'une recherche de nourriture compulsive chez des rats bénéficiant d'un accès étendu à des aliments savoureux et riches en graisse. Ces données démontrent que la surconsommation d'aliments palatables déclenche des réponses neuroadaptives analogues à la dépendance dans les circuits de récompense du cerveau et entraîne le développement d'une alimentation compulsive. Des mécanismes hédoniques courants peuvent donc être à la base de l'obésité et de la toxicomanie.

Introduction

L'alimentation est influencée par le plaisir et la récompense, et l'obtention d'une récompense alimentaire peut fortement motiver la consommation1, 2. Néanmoins, les mécanismes hédoniques contribuant à l'obésité restent mal compris. Chez les humains hyperphagiques présentant une carence congénitale en leptine, l'activité dans le striatum dorsal et ventral, qui sont des composants essentiels des circuits de récompense du cerveau, augmente considérablement en réponse aux images de nourriture3, et la thérapie de remplacement de la leptine atténue à la fois l'activité striatale et le `` goût '' auto-déclaré de la nourriture3 . Cela suggère que le striatum est important dans les aspects hédoniques du comportement alimentaire. Il a été montré récemment que l'activation du striatum en réponse à des aliments très appétissants est émoussée chez les personnes obèses par rapport aux témoins maigres4. De plus, l'hypofonction du striatum dorsal et la prise de poids à long terme sont les plus prononcées chez les personnes atteintes de l'allèle TaqIA du locus du gène DRD2 – ANKK1, ce qui entraîne une diminution de l'expression striatale de D2R et prédispose les individus aux troubles de dépendance aux substances4, 5 Ces observations et d'autres similaires ont conduit à la proposition que les déficits dans le traitement des récompenses peuvent être un facteur de risque important pour le développement de l'obésité, et que les personnes obèses peuvent consommer compulsivement des aliments au goût agréable pour compenser l'hyposensibilité des récompenses6. Notamment, il n'est pas clair si les déficits dans le traitement des récompenses sont constitutifs et précèdent l'obésité, ou si une consommation excessive d'aliments au goût agréable peut entraîner un dysfonctionnement des récompenses et contribuer ainsi à l'obésité induite par l'alimentation.

Une caractéristique déterminante des individus en surpoids et obèses est qu’ils continuent à trop manger malgré les conséquences négatives connues sur la santé et la société. En effet, de nombreuses personnes en surpoids expriment le désir de limiter leur consommation alimentaire, tout en luttant pour contrôler leur consommation et en consommant sans cesse au-delà de leurs besoins énergétiques7, 8. Le développement de comportements alimentaires insensibles aux conséquences négatives est analogue au comportement compulsif de drogue observé chez les toxicomanes, qui est également insensible aux conséquences négatives9. Ici, nous avons étudié les effets d'un accès étendu à un régime appétissant riche en graisse sur la sensibilité des systèmes de récompense cérébrale chez le rat. Nous avons également examiné le lien entre la dysrégulation hédonique induite par l'alimentation et l'émergence d'une recherche compulsive d'aliments. Enfin, nous avons étudié le rôle des D2R striataux dans ces réponses comportementales analogues à une dépendance.

Déficits de récompenses analogues à la dépendance chez des rats obèses

Pour tester les effets d'un accès restreint ou prolongé à un régime alimentaire riche en graisses, nous avons préparé des rats mâles Wistar (300-350 g) avec une électrode de stimulation bipolaire dans l'hypothalamus latéral et les avons formés pendant 10 à 14 jours dans un essai discret procédure de récompense de stimulation cérébrale à seuil de courant (BSR) jusqu'à ce que des seuils de récompense stables soient établis4. Dans la procédure BSR, les rats répondent vigoureusement pour obtenir une auto-stimulation électrique enrichissante grâce à l'électrode de stimulation à demeure, avec une intensité de stimulation minimale qui maintient le comportement d'auto-stimulation appelé seuil de récompense10. Étant donné que les seuils de récompense restent stables et inchangés pendant des périodes prolongées dans des conditions de base, cette procédure fournit une mesure sensible de la réactivité des systèmes de récompense du cerveau. Après l'établissement de seuils de BSR stables (définis comme une variation <10% des seuils sur trois sessions consécutives), nous avons réparti les rats en trois groupes qui ne présentaient aucune différence de poids corporel moyen ou de seuils de récompense entre les groupes. Les trois groupes ont eu un accès différentiel à un régime alimentaire de type «cafétéria» composé d'aliments appétents et riches en énergie facilement disponibles pour la consommation humaine (voir Méthodes en ligne). Les rats avaient 0 h (rats à accès limité; n = 9), 1 h (rats à accès restreint; n = 11) ou 18 à 23 h (rats à accès prolongé; n = 11) à l'alimentation par jour pendant 40 jours consécutifs. Les régimes de cafétéria sont connus pour entraîner une obésité induite par l'alimentation chez les rats11. Tous les rats avaient également accès à volonté à une nourriture de laboratoire standard, avec des seuils de récompense, un gain de poids et un apport calorique enregistrés tout au long.

Le poids a nettement augmenté chez les rats bénéficiant d'un accès prolongé au régime de la cafétéria par rapport aux groupes à accès restreint ou à accès restreint (Fig. 1a). Le poids a également eu tendance à augmenter chez les rats à accès restreint par rapport aux rats à alimentation seule, mais cet effet n'a pas atteint la signification statistique. Le développement de l'obésité chez les rats à accès prolongé était étroitement associé à une aggravation du déficit de la fonction de récompense du cerveau, reflétée par des seuils de BSR progressivement élevés (Fig. 1b). Comme aucune différence dans les latences de réponse pour BSR n'a été observée entre les trois groupes (Fig. 1 supplémentaire), les déficits de performances comportementales ne peuvent pas expliquer cette observation. Des déficits similaires de la fonction de récompense du cerveau ont été rapportés chez des rats ayant un accès prolongé mais non restreint à l'auto-administration de cocaïne ou d'héroïne par voie intraveineuse. 12, 13, 14. Ainsi, un accès étendu à des aliments savoureux et riches en graisse peut induire des déficits de la fonction de récompense du cerveau, liés à une dépendance, considérés comme une source importante de motivation pouvant conduire à une alimentation excessive et contribuer au développement de l'obésité1, 6.

Figure 1: Gain de poids et dysfonctionnement de la récompense chez les rats bénéficiant d'un accès prolongé à un régime de cafétéria.

(a) Gain de poids moyen (± sem) chez les rats avec alimentation uniquement, accès restreint et accès étendu (interaction accès × jour: F39,702 7.9 = 0.0001, P <0.05; * P <78,1092 par rapport au groupe avec alimentation uniquement, test post hoc). (b) Changement en pourcentage moyen (± sem) par rapport aux seuils de récompense de base (interaction accès × temps: F1.7 = 0.0005, P <0.05; * P <XNUMX par rapport au groupe avec alimentation uniquement, test post hoc).

Lorsque nous avons examiné en détail le comportement alimentaire (Fig. 2), nous avons constaté que l'apport calorique quotidien total était similaire chez les rats à accès restreint et à accès restreint (Fig. 2a, d). En revanche, l'apport calorique total chez les rats à accès prolongé était presque le double de celui des rats à accès restreint et des rats à accès restreint (Fig. 2a, d). Bien que les rats à accès restreint et ceux du groupe exclusivement réservé aux enfants conservent à peu près le même apport calorique quotidien (Fig. 2a, d), les rats à accès restreint n’obtiennent que ~ 33% de leur apport calorique quotidien provenant de la nourriture (Fig. 2b, d), ce qui indique que ils ont développé un comportement alimentaire semblable à une frénésie et ont consommé environ 66% de leur apport calorique quotidien au cours de leur session d’accès 1 h à la cafétéria diet15 (fig. 2d). Les rats à accès étendu n'ont obtenu qu'une petite fraction (~ 5%) de leur apport calorique total à partir de nourriture (Fig. 2b); ils consommaient presque exclusivement le régime alimentaire de la cafétéria (fig. 2d). Le changement de préférence alimentaire dans les groupes à accès restreint et à accès étendu s'est également traduit par une augmentation marquée de l'apport en graisses par rapport aux rats à alimentation seule (Fig. 2c et Supplémentaire Fig. 2). Conformément aux rapports antérieurs 16, la consommation du régime de la cafétéria avait tendance à diminuer avec le temps chez les rats à accès prolongé. Cela peut refléter le développement d'une tolérance au goût des produits alimentaires fournis dans le cadre du régime alimentaire de la cafétéria au fil du temps. Néanmoins, la préférence pour le régime de la cafétéria par rapport à la nourriture standard est restée constamment élevée chez ces rats (Figure 3 supplémentaire). Ces données démontrent qu'un accès étendu, mais non restreint, à un régime agréable au goût riche en graisses entraîne des déficits de récompense, une dépendance excessive, une alimentation excessive et une perte de l'équilibre énergétique homéostatique. En revanche, un accès restreint à une nourriture savoureuse donne lieu à des habitudes de consommation en frénésie, mais ne perturbe pas l'équilibre énergétique homéostatique ni la fonction de récompense du cerveau. Cependant, il est possible qu'un accès limité au régime alimentaire de la cafétéria pendant plus de 40 jours consécutifs induise un gain de poids significatif et une perturbation de la fonction de récompense du cerveau.

Figure 2: Modèles de consommation chez les rats ayant un accès prolongé à un régime de cafétéria.

(a) Apport calorique quotidien moyen (± sem) chez les rats à alimentation seule, à accès restreint et à accès prolongé (accès: F1,324 = 100.6, P <0.0001; temps: F18,324 = 7.8, P <0.0001; accès × Interaction dans le temps: F18,324 = 4.6, P <0.0001; * P <0.05 par rapport au groupe alimentation uniquement, test post hoc). (b) Apport calorique quotidien moyen (± sem) de la nourriture (accès: F2,504 349.1 = 0.0001, P <18,504; temps: F5.9 0.0001 = 36,504, P <3.52; interaction accès × temps: F0.0001 0.05 = 2,486, P <118.7; * P <0.0001 par rapport au groupe nourriture uniquement, test post hoc). (c) Apport calorique quotidien moyen (± sem) provenant des graisses (accès: F18,486 = 8.8, P <0.0001; temps: F36,486 = 6.2, P <0.0001; interaction accès × temps: F0.05 = 40, P <2,54; * P <25.0 par rapport au groupe nourriture uniquement, test post hoc). (d) Comparaison de l'apport calorique total moyen (± sem) et des calories consommées exclusivement à partir des aliments, pendant toute la période d'accès de 0.0001 jours (accès: F2,54 = 1235.2, P <0.0001; source calorique: F2,54 = 485.7, P <0.0001; accès × interaction source de calories: F0.001 = 0.001, P <XNUMX; *** P <XNUMX par rapport au total des calories dans le groupe avec alimentation uniquement, ### P <XNUMX par rapport au total des calories dans le même groupe de rats, test post hoc).

Après 40 jours, les rats n'étaient plus autorisés à accéder à la diète appétente mais continuaient à avoir accès à volonté à la nourriture de laboratoire standard. Nous avons évalué les seuils de récompense et la consommation de nourriture quotidiennement pendant cette période d '«abstinence» forcée. Les élévations des seuils de récompense ont persisté pendant au moins 2 semaines chez les rats à accès prolongé lorsqu'ils n'avaient plus accès au régime appétent (Fig. 3a). Cela contraste avec les déficits relativement transitoires (~ 48 h) de la fonction de récompense rapportés chez les rats subissant une abstinence de cocaïne auto-administrée13. Il y avait également une diminution marquée de l'apport calorique (Fig.3b) et une diminution graduelle du poids corporel (Fig.3c) chez les rats à accès prolongé, et dans une moindre mesure chez les rats à accès restreint, au cours de cette période d'abstinence, conformément à rapports précédents11, 15. Après 14 jours d'abstinence, les rats ont été tués et les emplacements des électrodes ont été déterminés par coloration au violet de crésyl (Fig. 3d).

Figure 3: Dysfonctionnement persistant et hypophagie pendant l'abstinence chez le rat bénéficiant d'un accès prolongé à un régime de cafétéria.

(a) Changement moyen en pourcentage par rapport aux seuils de récompense de base (± sem) pendant l'abstinence d'un régime riche en graisses au goût agréable (accès: F2,112 = 3.7, P <0.05; temps: F4,112 = 2.3, P> 0.05; * P <0.05 par rapport au groupe avec alimentation uniquement, test post hoc). (b) Apport calorique moyen (± sem) le dernier jour d'accès au régime riche en graisses (référence) et pendant les 14 jours d'abstinence lorsque seule la nourriture standard était disponible (accès: F2,168 = 41.7, P <0.0001 ; temps: F6,168 = 65.6, P <0.0001; interaction accès × temps: F12,168 = 38.3, P <0.0001; * P <0.05 par rapport au groupe avec alimentation uniquement, test post hoc). (c) Variation du poids corporel moyen (± sem) par rapport au poids corporel le dernier jour d'accès au régime riche en graisses (référence) et pendant les 14 jours d'abstinence lorsque seule la nourriture standard était disponible (accès: F1,126 = 37.2, P <0.0001; temps: F7,126 = 3.1, P <0.01; interaction accès × temps: F7,126 = 40.9, P <0.0001; * P <0.05 par rapport au groupe alimentation seule, test post hoc). (d) Reconstruction histologique de l'emplacement des électrodes de stimulation BSR dans l'hypothalamus latéral de rats à accès limité (triangles), à accès restreint (carrés) et à accès étendu (cercles).

D2R striataux chez des rats obèses: rôle dans les déficits de récompense

Nous avons ensuite testé l'hypothèse selon laquelle la surconsommation d'un régime de cafétéria appétissant pourrait réduire la densité striatale de D2R, contribuant au développement d'une hyposensibilité aux récompenses de type addiction. Une nouvelle cohorte de rats à accès limité, à accès restreint et à accès prolongé a été autorisée à accéder au régime de la cafétéria jusqu'à ce qu'il y ait une augmentation statistiquement significative du poids corporel chez les rats à accès prolongé par rapport au groupe avec alimentation uniquement (P <0.05 ; Fig. 4a). L'expression striatale de la forme liée à la membrane du D70R, qui serait fortement glycosylée (~ 2 kDa), était plus faible chez les rats à accès prolongé que chez les rats à accès restreint ou à alimentation seule (figure 4b; voir Méthodes en ligne). Lorsque nous avons divisé les rats de chaque groupe d'accès en deux sous-groupes sur la base d'une répartition médiane des poids corporels (légers ou lourds), nous avons trouvé une relation inverse claire entre le poids corporel et l'expression striatale de D2R (Fig.4a, c). Nous n'avons détecté aucune diminution statistiquement significative de l'expression des formes cytoplasmiques non glycosylées immatures (~ 39 kDa) et glycosylées intermédiaires (~ 51 kDa) du D2R (Fig.4 supplémentaire) 17, indiquant que l'expression striatale de D2R chez les rats à accès prolongé est probablement régulé par des mécanismes post-transcriptionnels.

Figure 4: Le gain de poids est inversement proportionnel aux taux de D2R striataux.

(a) Les rats à nourriture uniquement, à accès restreint et à accès étendu ont été subdivisés en deux groupes par condition d'accès en fonction d'une répartition médiane des poids corporels: légers (L) ou lourds (H). (b) L'ensemble du complexe striatal a été collecté chez tous les rats et les niveaux de D2R dans chaque groupe ont été mesurés par transfert de Western. La bande D2R associée à la membrane a été résolue à 70 kDa, et le contrôle de charge protéique est affiché ci-dessous (β-actine, 43 kDa). Les immunoblots de pleine longueur sont présentés dans la figure supplémentaire 12. (c) Les quantités relatives de D2R dans le striatum des rats à accès limité, à accès restreint et à accès étendu ont été quantifiées par densitométrie (F2,6 = 5.2, P <0.05, principal effet de l'accès; * P <0.05 et ** P <0.01 par rapport au groupe Chow-only-L).

Ensuite, pour tester la pertinence fonctionnelle des réductions induites par le régime de D2R striatal sur la fonction de récompense cérébrale, nous avons conçu et validé un vecteur lentiviral pour délivrer un court ARN interférant en épingle à cheveux (shRNA) afin de faire tomber D2R (Lenti-D2Rsh; Fig. 5 et Fig. Supplémentaire 5). Les seuils de récompense ont commencé à augmenter chez les rats traités avec le Lenti-D2Rsh presque immédiatement après avoir été autorisés à accéder au régime de la cafétéria, alors que les seuils de récompense sont restés inchangés chez les rats à accès étendu traités avec un vecteur lentivirus vide (Lenti-control) pendant une période relativement courte. d’accès au régime alimentaire de la cafétéria (14 d; Fig. 6a). Les latences de réponse n'ont pas été modifiées dans les deux groupes de rats, ce qui montre que cet effet n'était pas dû à un déficit de performance dans les tâches (Figure 6 supplémentaire). Les seuils de récompense n’ont pas non plus été modifiés chez les rats traités avec Lenti-D2Rsh ou Lenti-control qui n’avaient accès au chow que pendant la même période (Fig. 6b).

Les seuils sont restés constamment élevés pendant un 15 d d’abstinence supplémentaire lorsque tous les rats n’avaient accès qu’à la nourriture standard (Supplément Fig. 7). Le renversement de D2R striatal a donc accru la vulnérabilité à l'hypofonction de la récompense induite par le régime, mais n'a pas modifié l'activité de base des systèmes de récompense du cerveau.

Figure 5: Inhibition de l'expression D2R striatale par médiation par un lentivirus.

(a) Représentation graphique des zones striatales dans lesquelles Lenti-D2Rsh était surexprimé. Les cercles verts dans l'hémisphère striatal gauche représentent les emplacements auxquels les infusions virales ont été ciblées. La coloration verte dans l'hémisphère striatal droit est une coloration immunochimique représentative de la protéine fluorescente verte (GFP) du cerveau d'un rat Lenti-D2Rsh. (b) immunoblot représentatif de la diminution de l'expression de D2R dans le striatum de rats Lenti-D2Rsh. Les immunoblots de pleine longueur sont présentés dans la figure supplémentaire 13. (c) Quantités relatives de D2R dans le striatum des rats Lenti-control et Lenti-D2Rsh, quantifiées par densitométrie (* P <0.05 par rapport au groupe Lenti-contrôle, test post hoc ). (d) L'infection des cellules gliales dans le striatum par le vecteur Lenti-D2Rsh n'a pas été détectée. La coloration verte est la GFP du virus; le rouge est le marqueur astrocytaire de la protéine acide fibrillaire gliale (GFAP); les noyaux cellulaires sont mis en évidence par coloration DAPI en bleu. Les flèches blanches indiquent une zone localisée de gliose trouvée uniquement au site d'injection du virus dans le striatum et non dans les tissus environnants dans lesquels le virus s'est diffusé. Même dans cette zone, aucun des astrocytes n'est positif pour la GFP. Les flèches jaunes dans l'image agrandie mettent en évidence les astrocytes GFP-négatifs typiques qui ont été détectés. (e) Niveaux élevés d'infection neuronale dans le striatum par le vecteur Lenti-D2Rsh. La coloration verte est la GFP du virus; le rouge est le marqueur nucléaire neuronal NeuN; les noyaux cellulaires sont mis en évidence par coloration DAPI en bleu. Les flèches jaunes dans l'image agrandie mettent en évidence les neurones GFP-positifs et NeuN-positifs dans le striatum. (f) Une image à plus fort grossissement d'un neurone infecté par un virus (GFP-positif) dans le striatum de rats Lenti-D2Rsh qui montre les caractéristiques morphologiques typiques des neurones épineux moyens.

Figure 6: Le knockdown de D2R striatal augmente la vulnérabilité à la gratuité du dysfonctionnement chez les rats bénéficiant d'un accès prolongé à un régime de cafétéria.

(a) Variation en pourcentage moyen (± sem) par rapport aux seuils de récompense de base chez les rats Lenti-control et Lenti-D2Rsh qui ont eu un accès prolongé au régime de la cafétéria pendant 14 jours consécutifs (virus: F1,156 = 5.9, P <0.05; temps: F13,156 = 2.2, P <0.05; interaction virus × temps: F13,156 = 2.2, P <0.05; #P <0.05, effet d'interaction). (b) Changement moyen en pourcentage (± sem) par rapport aux seuils de récompense de base chez les rats Lenti-control et Lenti-D2Rsh qui avaient accès uniquement à la nourriture. (c) Apport calorique moyen (± sem) des rats pendant 14 jours de nourriture uniquement ou d'accès prolongé (accès: F2,28 = 135.6, *** P <0.0001). (d) Gain de poids moyen (± sem) pendant 14 jours de nourriture uniquement ou d'accès prolongé (accès: F2,28 = 96.4, P <0.0001; *** P <0.001, effet principal de l'accès).

Nous avons constaté que l'apport calorique (Fig. 6c) et le gain de poids (Fig. 6d) étaient similaires dans le Lenti-D2Rsh et les groupes de contrôle du Lenti correspondants dans des conditions d'accès direct ou étendu (Fig. Supplémentaires 8 et 9). Ainsi, la suppression de D2R dans le striatal n'a modifié ni la préférence pour le régime alimentaire de la cafétéria ni l'apport calorique total lorsque la nourriture au goût agréable était disponible pour la consommation.

Alimentation compulsive chez le rat obèse: rôle du D2R striatal

Nous avons ensuite testé l'hypothèse selon laquelle une alimentation de type compulsif pourrait émerger chez les rats ayant un accès prolongé au régime de la cafétéria et que des déficits dans la signalisation striatale D2R pourraient contribuer à cet effet. Une nouvelle cohorte de rats à alimentation limitée, à accès restreint et à accès prolongé a été autorisée à accéder au régime de la cafétéria pendant> 40 jours jusqu'à ce que des augmentations de poids statistiquement significatives se produisent chez les rats allongés (P <0.05 par rapport aux rats avec alimentation uniquement; données non illustré). Les trois groupes de rats ont ensuite été autorisés à accéder seulement 30 minutes par jour au régime de la cafétéria pendant 5 à 7 jours dans une chambre opérante jusqu'à ce qu'un apport stable soit atteint (défini comme une variation <10% de l'apport quotidien). La moitié des rats dans chaque condition d'accès ont ensuite été exposés à une lumière (stimulus conditionné) associée à la délivrance de chocs aux pieds (groupe puni), tandis que les rats restants de chaque groupe ont été exposés à la lumière de signal en l'absence de choc au pied (groupe impuni) ). Le jour du test, nous avons examiné les effets de l'exposition à la lumière de signalisation seule sur la consommation alimentaire appétente (Fig.7; voir Méthodes en ligne). Nous avons constaté que l'apport calorique moyen pendant les sessions de base de 30 minutes était plus élevé chez les rats à accès limité et à accès restreint que chez les rats à accès prolongé (Fig. 7a, b). Cela suggère que les rats à nourriture uniquement et à accès restreint se sont mordus de nourriture savoureuse pendant les sessions d'accès intermittentes de 30 minutes, ce qui se reflète dans le fait que ces rats ont consommé ~ 40 à 50% de leur apport calorique quotidien, généralement ~ 100 kCal, pendant ces séances (Fig. 7a, b). En revanche, les rats à accès prolongé semblent résistants au développement de ce comportement alimentaire de type frénésie, peut-être parce que leur histoire d'accès presque illimité à la nourriture appétente pendant plus de 40 jours consécutifs a établi des habitudes alimentaires qui étaient relativement inflexibles au changement. Le jour du test, nous n'avons observé aucun effet statistiquement significatif de la répétition des feux de signalisation sur la consommation alimentaire chez les rats impunis des groupes à alimentation uniquement, à accès restreint ou à accès étendu par rapport à la consommation pendant la période de référence (figure 7a). Le voyant lumineux seul n'avait donc aucune saillance motivationnelle. Chez les rats punis, la lumière de signal appariée par choc a diminué de manière significative la consommation de nourriture appétente chez les rats à nourriture uniquement et à accès restreint. Cependant, la lumière de signal n'a eu aucun effet sur la prise de nourriture appétente chez les rats à accès prolongé, montrant que leur consommation était insensible aux signaux environnementaux aversifs prédisant l'adversité. L'apport énergétique de base chez les rats à accès prolongé était inférieur à celui des autres groupes. Cependant, comme la consommation de nourriture pendant des périodes similaires était beaucoup plus faible (Fig. 7d), il est peu probable que cela représente un «effet plancher» qui confond nos résultats. Ensemble, nos données soutiennent l'idée qu'un comportement alimentaire de type compulsif peut émerger chez les rats à accès prolongé d'une manière analogue à la prise compulsive de cocaïne observée chez les rats ayant des antécédents d'accès prolongé à la drogue18.

Figure 7: Répondant de type compulsif pour un aliment au goût agréable.

(a) Consommation alimentaire moyenne (± sem) appétente chez les rats impunis au cours des sessions de base de 30 minutes et le jour du test lorsque les rats ont été exposés à un stimulus conditionné neutre qui n'était pas auparavant associé à un choc nocif du pied (accès: F2,20 = 5.2, P <0.05; #P <0.05 par rapport aux rats avec alimentation uniquement). (b) Consommation alimentaire moyenne (± sem) appétente chez les rats punis au cours des séances de base de 30 minutes et le jour du test lorsque les rats ont été exposés à un stimulus conditionné qui était auparavant associé à un choc nocif du pied (accès: F2,21 = 3.9 , P <0.05; repère: F1,21 = 8.6, P <0.01; interaction accès × repère: F2,21 = 4.7, P <0.05; * P <0.05 par rapport à l'apport au cours de la séance de référence, #P <0.05 par rapport à rats à manger uniquement). (c) Consommation alimentaire moyenne (± sem) appétente au cours des séances de base de 30 minutes et le jour du test chez les rats Lenti-control et Lenti-D2Rsh qui avaient auparavant un accès à la nourriture uniquement ou un accès prolongé à un régime de cafétéria (repère: F1,26, 29.7 = 0.0001, P <0.05; * P <0.01, ** P <30 par rapport à la prise pendant les séances de référence, test post hoc). (d) Consommation moyenne (± sem) de nourriture pendant les sessions de base de 2 minutes et le jour du test chez les rats Lenti-control et Lenti-D1,26Rsh qui avaient auparavant un accès uniquement ou un accès prolongé à un régime de cafétéria (repère: F44.9 = 0.0001, P <0.05; * P <0.01, ** P <XNUMX par rapport à l'apport lors des séances de référence, test post hoc).

Enfin, nous avons examiné les effets du stimulus conditionné apparié à la punition sur la prise alimentaire chez les rats Lenti-control et Lenti-D2Rsh qui avaient auparavant eu accès à la nourriture uniquement ou un accès étendu au régime de la cafétéria (rats de la figure 6). Nous avons constaté que l'apport alimentaire de base au goût agréable au cours des séances de base de 30 minutes était tout aussi élevé (~ 40 kCal) dans les quatre groupes (Fig. 7c). En outre, la consommation quotidienne totale de nourriture (dans la cage domestique) était similaire entre les quatre groupes de rats pendant les séances de conditionnement et le jour du test (Fig. 10 supplémentaire). Les 14 jours d'accès préalable au régime de la cafétéria n'étaient donc pas suffisants pour bloquer le comportement alimentaire de type frénésie d'une manière similaire à celle observée chez les rats qui avaient un accès prolongé> 40 jours au régime de la cafétéria (Fig. 7a, b). Le stimulus de lumière de signal aversif a perturbé la prise de nourriture appétente chez les rats Lenti-control et Lenti-D2Rsh qui avaient auparavant accès à la nourriture uniquement (Fig. 7c). De même, le stimulus conditionné aversif a perturbé la prise de nourriture appétente chez les rats témoins Lenti qui avaient auparavant un accès prolongé de 14 jours au régime de la cafétéria. En revanche, le stimulus conditionné aversif n'a eu aucun impact sur la consommation alimentaire appétente chez les rats Lenti-D2Rsh qui avaient auparavant un accès prolongé de 14 jours au régime de la cafétéria (figure 7c). Les seuils de BSR sont restés significativement élevés chez ces rats lorsqu'ils ont été enregistrés 48 h après la session de test, alors que les seuils sont restés stables et inchangés dans les trois autres groupes de rats

(Fig. 11 supplémentaire). Afin de vérifier que la résistance à la suppression induite par le stimulus conditionné de la consommation de nourriture au goût agréable chez les rats à accès étendu Lenti-D2Rsh n'était pas secondaire à une altération des processus de conditionnement classiques, nous avons testé les effets du stimulus conditionnel aversif sur la consommation de nourriture standard moins agréable au goût les quatre groupes de rats. Contrairement à la consommation excessive d’aliments savoureux, nous avons constaté que les quatre groupes de rats consommaient peu de nourriture (~ 2 kCal) au cours des séances de base 30 min (Fig. 7d) et que la consommation de nourriture était interrompue dans les quatre groupes par une magnitude similaire lors de l'exposition au stimulus conditionné aversif (Fig. 7d). Ces données démontrent que la neutralisation des D2R striataux a nettement accéléré l’émergence de la consommation compulsive d’aliments agréables au goût, mais seulement chez les rats ayant des antécédents d’accès prolongé. De plus, comme une alimentation compulsive n'a été détectée que chez des rats Lenti-D2Rsh dont les seuils de BSR étaient élevés, une hypofonction de récompense induite par l'alimentation pourrait être un antécédent nécessaire à l'émergence d'une recherche compulsive d'aliments.

a lieu

La facilité d'accès à des aliments savoureux et riches en matières grasses est considérée comme un facteur de risque environnemental important pour l'obésité 19. Nous avons constaté qu'un accès prolongé à un régime alimentaire très agréable au goût de type cafétéria entraînait une suralimentation et une prise de poids associées à une augmentation progressive des seuils de BSR chez le rat. Cet effet sur les seuils de BSR peut s'expliquer par une diminution progressive de la réactivité des circuits de récompense cérébrale, une interprétation cohérente avec le fait que la restriction alimentaire et la perte de poids peuvent augmenter 20, tandis que la suralimentation aiguë peut diminuer temporairement 21, répondant au BSR chez le rat. Cette découverte représente une extension des travaux montrant que la suralimentation aiguë de rats par un tube d'alimentation intragastrique 21 et une distension gastrique ou une perfusion intraveineuse de glucagon imitant la satiété post-prandiale, 22, 23, 24, diminuent la réponse en cas de RBS hypothalamique latérale enrichissant et augmentent stimulation25. Des travaux antérieurs ont également montré que l’alimentation forcée répétée de rats par des tubes intragastriques jusqu’à ce que leur poids augmente de ~ 200, de manière similaire, diminue les taux de réponse à la BSR, un effet qui persiste jusqu’à ce que le poids corporel ait normalisé 23. Comme dans ces observations chez le rat, la réponse à satiation26 a inhibé la réponse de BSR chez le chat hypothalamique latéral, ce qui montre que les interactions entre la fonction de récompense du cerveau et l'état métabolique sont conservées et sont donc susceptibles de se produire également chez l'homme. La facilité d'accès et, par conséquent, la suralimentation des régimes alimentaires de type cafétéria chez l'homme sont considérées comme un facteur environnemental important contribuant à l'épidémie d'obésité actuelle dans les sociétés occidentales19. Nos données montrent que l'hypofonction de la récompense survient chez les rats qui mangent volontairement un régime alimentaire agréable au goût de cafétéria similaire à celui des humains et que cet effet s'aggrave progressivement à mesure qu'ils prennent plus de poids. Notamment, tous les rats avec des élévations de seuil de récompense ≥20% avaient des électrodes BSR situées à environ ~ 500 µm du fornix dorsolatéral. La restriction des aliments augmente la sensibilité des neurones liés aux récompenses dans cette zone, de manière sensible à la leptine, une hormone dérivée des lipides, et cette région du cerveau est considérée comme un substrat important pour la récompense27. Les signaux cérébraux prédictifs de la satiété inhibent donc les circuits cérébraux régulant les aliments hédoniques, conformément aux récentes études d'imagerie humaine montrant que distension28 gastrique et le peptide facteur postprandial dérivé du tube digestif YY3-36 (PYY) 29 modulent l'activité des régions du cerveau. impliqué dans le traitement de la récompense. En outre, les systèmes de récompense sont également inhibés par une prise de poids excessive. Des rapports récents indiquent que la leptine en circulation, un régulateur clé du bilan énergétique, peut pénétrer dans les tissus cérébraux et inhiber l'activité des circuits de récompense3, 27, 30, 31.

Les déficits de récompense chez les rats en surpoids peuvent refléter des diminutions contre-adaptatives de la sensibilité de base des circuits de récompense du cerveau pour s'opposer à leur surstimulation par des aliments au goût agréable. Une telle hypofonction de récompense induite par le régime alimentaire peut contribuer au développement de l'obésité en augmentant la motivation à consommer des régimes `` obésogènes '' à haute récompense pour éviter ou atténuer cet état de récompense négative6, 32. Cela pourrait expliquer l'hypophagie que nous avons observée dans l'accès prolongé chez les rats et dans une moindre mesure chez les rats à accès restreint lorsque la nourriture appétente a été retirée et que seule la nourriture la moins appétente était disponible. Un tel scénario est également cohérent avec les données d'études d'imagerie cérébrale humaine dans lesquelles l'activation émoussée du striatum en réponse à des aliments très appétissants, en particulier chez les individus présentant des polymorphismes génétiques supposés diminuer l'expression du striatal D2R, est associée à un gain de poids à long terme4. On ne sait pas si une telle hyposensibilité aux récompenses chez les personnes obèses se manifeste avant le développement de l'obésité et est uniquement liée à des facteurs génétiques (`` syndrome de déficit de récompense '') ou si la suralimentation peut perturber le traitement des récompenses. Nos données démontrent qu'un accès prolongé à des aliments riches en énergie appétissants et la suralimentation ultérieure émousse la sensibilité et peut donc représenter un mécanisme hédonique important qui favorise le développement de l'obésité. Un dysfonctionnement de récompense similaire à celui rapporté ici chez les rats obèses est également détecté chez les rats ayant des antécédents d'accès prolongé à la cocaïne intraveineuse ou à l'auto-administration d'héroïne, mais pas chez ceux ayant des antécédents d'accès restreint12, 13, 14. De plus, la transition de Il a été proposé que la recherche de drogues occasionnelle à compulsive résulte d'une tentative d'atténuer l'état persistant de diminution de la récompense induite par ce dysfonctionnement de récompense induit par la drogue12, 32, 33. Ainsi, nos données indiquent que l'obésité et la toxicomanie peuvent partager des mécanismes hédoniques sous-jacents.

La régulation à la baisse de l’expression striatale de D2R est une réponse neuroadaptive notable à la surconsommation d’aliments agréables au goût. En effet, des réductions de la densité striatale de D2R sont observées chez les individus en surpoids 4, 34 et rodents35, 36. À l'inverse, les personnes souffrant d'anorexie mentale présentent un taux de D2R37 striatal élevé, et une perte de poids chez les personnes obèses après une chirurgie bariatrique (pontage gastrique) est associée à une densité de D2R striX élevée. Le polymorphisme du gène appelé allèle TaqIA A28 entraîne une diminution de la densité de D1R striatale, et les individus hébergeant cet allèle sont surreprésentés dans les populations obèses2. L'allèle TaqIA augmente également la vulnérabilité à l'alcool, aux opioïdes et à la dépendance aux stimulants psychomoteurs4. La réduction de la densité de D38R striatale, qui résulte soit de facteurs génétiques constitutifs, soit de conséquences de la suralimentation, peut donc contribuer aux mécanismes neurobiologiques de l'obésité. Nous avons constaté que les niveaux striataux de l'isoforme 2 kDa kDa D70R, censés refléter le D2R associé aux membranes, étaient inversement corrélés au poids corporel chez les rats des groupes à accès restreint et à accès restreint (Fig. 2). La suppression de l’expression striatale de D4R, principalement dans le striatum dorsolatéral (Fig. 2), a entraîné une augmentation presque immédiate des seuils de BSR après une exposition au régime de la cafétéria. La diminution de l’expression striatale de D5R a donc rapidement accéléré l’émergence de l’hypofonction récompense chez les rats ayant un accès étendu à une nourriture très appétissante. Cette découverte concorde avec les données d’imagerie cérébrale humaine indiquant que les déficits de densité D2R striatale contribuent à l’hypofonction récompense des individus obèses2.

Trois caractéristiques des rats Lenti-D2Rsh sont également à noter. Premièrement, bien que l'inactivation de D2R striatale associée à un accès prolongé au régime appétent ait entraîné une élévation des seuils de BSR, il n'y avait pas de différence d'apport calorique ni de gain de poids chez ces rats par rapport aux rats témoins. Cela pourrait refléter le fait que les rats n’avaient accès qu’à 14 d au régime de la cafétéria; Des périodes d'accès plus longues auraient pu entraîner une prise de poids plus importante au fil du temps, de la même manière que la susceptibilité plus grande à la prise de poids observée chez les humains présentant des déficits en signalisation D2R4 striatale. Cependant, l’avantage de limiter l’accès au régime alimentaire de la cafétéria à 14 seulement est que les rats renversés avec accès étendu étaient le seul groupe à présenter des seuils de BSR élevés, ce qui nous a permis d’évaluer le rôle potentiel de l’hypofonction de la récompense dans le développement de la maladie compulsive. manger (voir ci-dessous). Deuxièmement, les seuils de BSR sont restés stables et inchangés chez les rats renversés ayant accès uniquement à la nourriture. Cela indique que la réduction de l'expression striatale de D2R à elle seule n'était pas suffisante pour induire une hyposensibilité de récompense; au lieu de cela, il a semblé interagir avec la surconsommation de nourriture au goût agréable pour accélérer l’apparition de cet état de sensibilité réduite à la récompense. D'autres réponses adaptatives dans les circuits de récompense du cerveau pourraient donc déclencher une hyposensibilité de récompense chez les rats bénéficiant d'un accès étendu au régime de la cafétéria. Dans cet esprit, nous notons que la bromocriptine, agoniste de D2R, réduit les niveaux circulants de leptin39 et que la leptine inhibe au moins en partie l’alimentation en inhibant les régions striatales qui contrôlent les réponses hédoniques à food3, 30, 31. Ainsi, il est possible que la régulation négative de D2R striatal en réponse à une augmentation de poids corporel augmente la signalisation de la leptine et renforce ainsi les effets inhibiteurs de cette adipokine sur les systèmes de récompense cérébrale. Enfin, nous notons que nous avons ciblé nos vecteurs lentivirus sur le striatum dorsolatéral. C'était principalement pour des raisons techniques, car le placement latéral de canules pour la délivrance du virus dans le striatum nous a également permis d'adapter l'électrode de stimulation hypothalamique à demeure pour la détermination du seuil de BSR. Ainsi, il est possible que le ciblage des D2R pour le renversement dans d'autres zones du striatum, en particulier les régions dorsomédienne et ventrale (noyau accumbens et noyau), puisse avoir des seuils de BSR élevés même en l'absence de régime appétissant.

Le striatum dorsolatéral a été fortement impliqué dans l'apprentissage de type d'habitude stimulus-réponse, comme en témoigne le développement d'un comportement de consommation insensible à la dévaluation par alimentation préalable à la satiété ou par association avec des stimuli nocifs40. En ciblant principalement le striatum dorsolatéral, nous aurions pu renverser des populations de D2R qui régulent la vulnérabilité du rat au développement d'une alimentation de type compulsif. En accord avec le rôle des D2R striataux dans les comportements compulsifs, l'allèle TaqIA du locus du gène DRD2 – ANKK1 humain - qui se traduit par une faible densité de D2R striatale5, émousse l'activation striatale en réponse à des aliments appétents4 et augmente la vulnérabilité à l'obésité4 - est également associé à les déficits d'apprentissage pour éviter les actions aux conséquences négatives41. La perte de contrôle inhibiteur sur un comportement qui peut avoir des conséquences négatives est une caractéristique à la fois de l'obésité et de la toxicomanie, dans laquelle les comportements de consommation persistent malgré des conséquences sociales, sanitaires ou financières négatives. Le comportement de prise de cocaïne chez les rats ayant des antécédents de consommation importante de médicaments peut devenir inflexible et résistant à la perturbation par un stimulus conditionné aversif qui prédit un résultat négatif (choc au pied) 18. De même, les souris qui avaient auparavant accès à un régime riche en graisses au goût agréable passeront plus de temps dans un environnement aversif (bien éclairé) pour obtenir la nourriture au goût agréable que les souris qui n'avaient aucune expérience du régime42. Nous avons constaté que la consommation de nourriture appétente chez les rats ayant un accès prolongé au régime de la cafétéria était également insensible à un stimulus conditionné aversif. En accord avec un rôle des D2R striataux dans cet effet, une alimentation de type compulsif a été trouvée chez les rats knockdown striataux D2R qui avaient auparavant un accès prolongé de 14 jours au régime de la cafétéria, mais pas dans les groupes témoins. Du point de vue des neurocircuits, un accès étendu à des aliments savoureux pourrait déclencher la plasticité dans les voies corticostriatales, rendant ainsi les animaux plus vulnérables au développement de comportements de type compulsif, avec des déficits dans la signalisation striatale D2R améliorant ce processus. En effet, la réduction de la densité striatale de D2R chez les personnes obèses est corrélée à une réduction du métabolisme dans les zones corticales préfrontales et orbitofrontales43 qui exercent un contrôle inhibiteur sur le comportement44.

Notamment, la consommation compulsive d’aliments agréables au goût n’a été détectée que chez les rats renversés qui bénéficiaient auparavant d’un accès prolongé au régime de la cafétéria, et non chez les rats témoins ayant un accès prolongé au régime de la cafétéria pendant la même période, ni chez les rats renversés ayant accès chow-only. La principale différence entre les rats knock-down bénéficiant d'un accès antérieur prolongé et les autres groupes était leur seuil de BSR constamment élevé. Cela pourrait refléter les origines neurobiologiques communes de l'hypofonction de la récompense et l'émergence d'une alimentation compulsive, qui sont des phénomènes coïncidents dans le temps mais indépendants. En variante, l'hypofonction de récompense induite par le régime pourrait servir de substrat au renforcement négatif qui facilite le développement d'une alimentation compulsive de type 14, 32, 33. Quels que soient les mécanismes sous-jacents, nos résultats démontrent que la réponse compulsive semblable à une dépendance pour une nourriture au goût agréable peut émerger chez des rats obèses, et indiquent que les déficits en signalisation D2R striatale augmentent la vulnérabilité au développement de ce comportement.

En résumé, nous avons constaté que la sur-stimulation des systèmes de récompense cérébrale par la consommation excessive d’aliments savoureux et à forte densité énergétique induit un état profond d’hyposensibilité de récompense et le développement d’une alimentation compulsive. Ces réponses comportementales inadaptées chez les rats obèses résultent probablement de déficits de la signalisation striatale dus à l'alimentation D2R induits par l'alimentation. La surconsommation de drogues d’abus diminue de la même manière la densité de D2R striatale, induit un état profond d’hypofonction de récompense et déclenche l’émergence de comportements de prise de drogues de type compulsif. Nos résultats corroborent donc les travaux précédents, 4, 19, 42, 45, 46, 47, qui indiquent que l’obésité et la toxicomanie peuvent découler de réponses neuroadaptives similaires dans les circuits de récompense du cerveau.

Méthodologie

Les rats.

Des rats Wistar mâles pesant 300 – 350 g au début des expériences ont été obtenus auprès de Charles River. À leur arrivée, les rats ont été logés individuellement à une température constante selon un cycle clair-obscur 12-h (les lumières sont allumées à 2200 h). Les rats ont été autorisés à accéder à volonté à de la nourriture et à de l'eau de laboratoire standard pendant toute la durée de l'expérience. Toutes les procédures ont été approuvées par le comité de protection et d'utilisation des animaux de Scripps, en Floride, et les rats ont été traités conformément aux directives définies par le National Institutes of Health concernant les principes de protection des animaux.

Interventions chirurgicales.

Les rats préparés avec des électrodes stimulant la BSR ont d'abord été anesthésiés par inhalation de 1 – 3% d'isoflurane dans de l'oxygène et placés dans un cadre stéréotaxique (Kopf). Des électrodes bipolaires BSR (11 mm de long) ont été implantées dans l'hypothalamus latéral postérieur (antéropostérieur, −0.5 mm de bregma; médiolatéral, ± 1.7 mm de la ligne médiane; dorsoventral, 8.3 mm de la dure; barre incisive ajustée à 5 mm au-dessus de la ligne médiane ) 47. Des rats recevant des injections de virus ont également été préparés avec des canules guides bilatérales (jauge 23, longueur 14 mm) placées au-dessus du striatum (antéropostérieur, 2.8 mm de bregma; médiolatéral, ± 3.1 mm de la ligne médiane; dorsoventral, −2.4 mm de dura) et rempli avec des stylets 48-mm. Quatre vis crâne en acier inoxydable et une résine acrylique maintenaient l’électrode et les canules en place. La plaie chirurgicale a été traitée avec un antibiotique topique une fois tous les 14 h pour 12 d après la chirurgie. Les rats ont été autorisés à se remettre de 5 – 7 d et ont ensuite été formés à la procédure de seuil BSR.

Procédure BSR.

Les rats ont été entraînés à répondre à la stimulation par BSR conformément à une procédure de test de courant discrète similaire à celle décrite ailleursXXUMX, 10. En bref, les niveaux de courant de BSR variaient en alternance de séries descendante et ascendante par étapes 14-µA. Lors de chaque session d’essai, quatre séries en alternance décroissante / ascendante ont été présentées. Le seuil de chaque série a été défini comme le point médian entre deux intensités de courant consécutives auxquelles les rats ont répondu dans au moins trois des cinq essais et deux intensités de courant consécutives pour lesquelles les rats n'ont pas répondu dans au moins trois des cinq essais. Le seuil global de la session a été défini comme la moyenne des seuils pour les quatre séries individuelles. Chaque session d’essai durait environ 5 minimum. Les seuils de BSR stables ont été définis comme suit: ≤30% de variation des seuils sur des jours consécutifs 10, généralement établis après un entraînement 5 – 10 d. La latence de réponse pour chaque session de test a été définie comme la latence de réponse moyenne de tous les essais au cours desquels une réponse positive s'est produite.

Emballage viral et livraison.

L'ARN en épingle à cheveux court a été délivré et exprimé de manière constitutive en utilisant le système vectoriel pRNAT-U6.2 / Lenti (GenScript). Les particules virales ont été préparées selon le protocole du fabricant. En bref, les cellules HEK 293FT ont été transfectées avec le vecteur contenant l'insert shRNA (5'-GGATCCCGCGCAGCAGTCGAGCTTTCTTCAAGAGAGAAAGCTCGACTGCTGCGCTTTTTTCCAACTCGAG-3 ') ou le vecteur vide, plus ViraPower Packaging Mix (Invitrogen) pendant 72 h (milieu remplacé après 24 h) (milieu remplacé après 76,755 h). Le surnageant a ensuite été collecté et concentré par ultracentrifugation (32 90 g, rotor Beckman Coulter SW 4 TI, 80 min, XNUMX ° C) et le titre viral a été déterminé par un tri cellulaire activé par fluorescence selon les instructions du fabricant. Le virus a été aliquoté et conservé dans des boîtes protégées contre la lumière à -XNUMX ° C jusqu'à son utilisation.

Les rats avec des seuils de BSR stables ont reçu des injections virales bilatérales en trois sites dans le striatum de chaque hémisphère cérébral (2 ul par injection, 1 ul min-1, 1 min entre les injections, un total de six injections par rat). Les rats ont été autorisés à récupérer au moins 2 – 3 d à partir d'injections intrastriatales avant la reprise de l'évaluation du seuil de BSR. L’évaluation quotidienne du seuil de BSR pour 33 d après les injections de virus a été poursuivie afin d’assurer l’atténuation maximale de D2R striatal avant de permettre aux rats d’avoir accès au régime de la cafétéria. Il n'y avait aucune différence dans les seuils de BSR entre les rats Lenti-contrôle et les rats Lenti-D2Rsh au cours de ces traitements 33 d (données non présentées).

Immunoblotting.

Les rats ont été tués environ 1 h après leur accès régulier au régime de la cafétéria et les cerveaux ont été prélevés rapidement. Des coupes de cerveau d'épaisseur ~ 1 – 2 mm ont été préparées à l'aide d'une matrice cérébrale coronale (intervalle de coupe 1-mm; Plastics One) sur un bloc de glace, et des poinçons tissulaires de striatum dorsal (bregma: ~ 2.2 à −0.26 mm) ont été prélevés. Les perforations tissulaires striatales ont été rapidement collectées, congelées et stockées à -80 jusqu'à leur utilisation. Les échantillons individuels ont été décongelés sur de la glace et des quantités égales de tissu striatal ont été regroupées sur la base d'une division médiane des groupes d'accès dépendante du poids (rats 7 – 10 par pool). Le tissu a été remis en suspension dans du tampon RIPA glacé 500 (Thermo Scientific) contenant de l'orthovanadate de sodium, des inhibiteurs du cocktail de phosphatases 1 et 2 (Sigma-Aldrich), de la leupeptine et de la pepstatine avant homogénéisation. Les lysats de tissu ont été portés à ébullition pendant 10 min dans un tampon d'échantillon et chargés sur des gels 4% –20% ou 10% Tris-glycine SDS (Invitrogen). La protéine a été transférée sur des membranes de nitrocellulose, bloquée pendant 1 h à ~ 23 - 25 ° C (5% de lait en poudre écrémé et 0.2% de Tween-20 dans du PBS, pH 7.4) et incubée dans un anticorps primaire pendant une nuit à 4 ° C. Les anticorps primaires suivants ont été dilués dans une solution de bloc: monoclonal de souris D2R (Santa Cruz, 1: 100) ou monoclonal de souris B-actine (Santa Cruz, 1: 200). Le réactif chimiluminescent ECL a été ajouté après incubation avec des anticorps secondaires conjugués à la peroxydase de raifort (Amersham, 1: 2,000). La forme mature associée à la membrane de D2DR (~ 70 kDa) 17, 49 a été normalisée en un contrôle de chargement de protéine (β-actine; 43 kDa) et quantifiée par densitométrie à l'aide du logiciel NIH Image J.

Analyse immunochimique.

Les rats ont été anesthésiés et perfusés transcardialement avec 4% paraformaldéhyde dans du PBS (pH 7.6). Les cerveaux ont été prélevés, postfixés pendant une nuit et conservés dans du saccharose (solution 30% dans du PBS, pH 7.4) pendant au moins 72h. Des coupes tissulaires congelées (30 um d'épaisseur) ont été recueillies dans un microtome et bloquées (3% BSA, 5% sérum de chèvre normal et 0.3% Triton X-100 dans du PBS) pour 1 h à ~ 23 – 25 ° C. Les anticorps primaires suivants ont été ajoutés à la solution de bloc et incubés pendant une nuit à 4 ° C: poulet polyclonal à la GFP (Abcam, 1: 1,000); lapin monoclonal à GFAP (Millipore, 1: 1,000); souris monoclonale à NeuN (Millipore, 1: 1,000). Les coupes ont été incubées avec des anticorps secondaires conjugués à un colorant fluorescent à ~ 23 – 25 ° C: colorant anti-poulet –488-nm (Jackson ImmunoResearch, 1: 1,000), anti- lapin – colorant 594-nm (Invitrogen, 1: 1,000). ) et colorant anti-souris-594-nm (Invitrogen, 1: 1000). Les sections ont été montées avec un support de montage Vectashield contenant du DAPI (Vector Labs) et recouvertes d'une lamelle. Les images ont été prises à l'aide d'un microscope à fluorescence Olympus BX61 (objectif × 2) ou d'un microscope confocal Olympus (objectifs × 10 et × 100).

Procédure d'alimentation.

Les rats ont été logés individuellement sur une litière en papier (coussins alpha; Shepherd Specialty Papers) pour éviter que les produits alimentaires ne soient souillés par des matières en vrac. Le régime alimentaire de la cafétéria consistait en bacon, saucisse, gâteau au fromage, quatre-quarts, glaçage et chocolat, qui ont été pesés individuellement avant d'être mis à la disposition des rats. Les aliments diététiques de la cafétéria étaient livrés dans de petits récipients en métal. Tous les produits alimentaires, y compris les aliments de laboratoire standard, ont été pesés à la fin de la session d'alimentation. L'apport calorique provenant des divers macronutriments a été calculé à l'aide des informations nutritionnelles fournies par le fabricant.

Suppression du comportement alimentaire induite par la queue.

Les procédures d'alimentation ont eu lieu dans des chambres opérantes insonorisées identiques en dimensions à celles utilisées dans les expériences BSR. Les rats ont été placés dans une chambre opérant et ont eu accès au régime de la cafétéria ou à la nourriture pendant 30 minutes. Les produits alimentaires étaient livrés dans de petits récipients métalliques. Tous les aliments ont été pesés avant et après les séances d'alimentation, qui ont été effectuées pendant la période d'alimentation normale des rats. La consommation de nourriture a été évaluée par la consommation de granulés de 45 mg de nourriture identique en composition à la nourriture fournie dans les cages domestiques des rats. Les rats ont ensuite été autorisés à accéder pendant 30 minutes par jour au régime de la cafétéria jusqu'à ce qu'un apport stable soit atteint (défini comme une variation de <10% de l'apport quotidien), nécessitant 5 à 7 jours. Après stabilisation de l'apport alimentaire au goût agréable au cours de cette période de référence, les rats dans chaque condition d'accès ont été répartis en deux groupes: punis (ceux recevant un choc au pied) et impunis (ne recevant pas de choc au pied). Les rats ont ensuite été soumis à quatre séances de conditionnement sur des jours consécutifs dans la même chambre opérant dans laquelle ils avaient auparavant eu accès à la nourriture appétente. Au cours des sessions de conditionnement de 30 minutes, un voyant lumineux (stimulus conditionné) a été activé pendant 10 minutes, éteint pendant 10 minutes, puis rallumé pendant 10 minutes. Les rats punis ont reçu un choc au pied uniquement pendant la présentation de la lumière de repère (0.5 mA pendant 1.0 s; 10 stimulations avec des intervalles d'environ 1 min). Les rats impunis ont reçu le feu de signalisation de la même manière, mais sans la délivrance d'un choc au pied. Le jour du test, le lendemain de la dernière séance de conditionnement, les rats des groupes punis ont reçu un choc intermittent du pied (cinq stimulations au total) associé à l'activation de la lumière de repère pendant 5 min. Les rats impunis ont de nouveau été exposés à la lumière de signal en l'absence de choc au pied. Après la période de punition de 5 minutes, tous les rats ont été autorisés à accéder à la nourriture appétente pendant une session de 30 minutes avec le stimulus conditionné activé par intermittence (10 min de voyant allumé, 10 min de repère éteint, 10 min de repère allumé).

Analyses statistiques.

Les seuils de récompense de base ont été définis comme la valeur de seuil moyenne du 5 d avant l’accès au régime de la cafétéria pour chaque sujet. Les seuils de récompense ont été exprimés en pourcentage de variation par rapport à la valeur de seuil de base. Les données sur le pourcentage des valeurs de seuil de récompense de base, le gain de poids, la consommation calorique et la consommation calorique provenant de matières grasses ont été analysées par une analyse de la variance à deux facteurs et à mesures répétées, avec un accès (à prix réduit, un accès restreint ou étendu), une source de calories ( alimentation standard de type chow ou cafétéria), virus (Lenti-control ou Lenti-D2Rsh) et signal (jumelé ou non avec punition) en tant que facteurs inter-sujets et le temps en tant que facteur intra-sujets. Le cas échéant, les principaux effets des analyses de variance ont été analysés plus en détail par des tests post hoc de Bonferroni. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide du logiciel GraphPad Prism.

Bibliographie

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Correspondance à:

· Paul J Kenny ([email protected])