Gabhdóirí dopamine D2 i mífheidhm luaíochta ar nós andúile agus ithe éigeantach i bhfrancaigh otracha (2010)

Comment: Taispeánann an staidéar seo nuair a thugtar rochtain gan teorainn d’ainmhí, go bhféadfadh athneartóir nádúrtha láidir (bia an-spreagúil) meath a chur ar ghabhdóirí D2. Chonacthas an laghdú seo i mbeagnach gach francach, agus tharla sé go gasta. Nuair a baineadh bia “an-inlasta”, dhiúltaigh na francaigh gnáth-chow a ithe. Lean na francaigh ag ragús (nuair a d’fhéadfaidís) ainneoin suaití leictreacha a bheith ag péireáil leis an tomhaltas bia “an-inlasta”.

• Staidéar Iomlán

Nat Neurosci. 2010 Bealtaine; 13(5): 635-641. Foilsithe ar líne 2010 March 28. doi:  10.1038 / nn.2519

Abstract

Fuaireamar amach go raibh easnamh i bhforbairt otrachta agus teacht chun cinn easnaimh a bhí ag dul in olcas go comhleanúnach i bhfreagairtí luaíochta néarachta. Meastar go bhfuil athruithe comhchosúla i duaiseanna luach saothair a spreagann cóicín nó hearóin ríthábhachtach chun an t-aistriú a dhéanamh ó thógáil drugaí ócáideacha go drugaí neamhghníomhacha. Dá réir sin, d'aimsíomar iompar beathúcháin éigeantach i bhfrancaigh murtallacha ach gan a bheith trua, arna dtomhas mar thomhaltas bia inlasta a bhí in aghaidh cur isteach ar spreagadh spreagúil coinníollach. Rinneadh gabhdóirí dopamine striatal D2 (D2Rs) a rialáil i bhfrancaigh mhurtallach, mar a tuairiscíodh i ndaoine a bhí tugtha do dhrugaí. Ina theannta sin, luathaíodh an t-ascnamh D2Rs lentivirus-idirghabhála go tapa chun easnaimh luachana andúile a fhorbairt agus tús a chur le bia atá cosúil le héigeanta agus a lorgaíonn francaigh le rochtain fhairsing ar bhia ard-saille inlasta. Léiríonn na sonraí seo go spreagann ró-úsáid bia inlasta freagraí neuroadaptive cosúil le andúil i gciorcaid luach saothair inchinne agus spreagann sé forbairt itheacháin éigeantaigh. Dá bhrí sin, d'fhéadfadh meicníochtaí comhchoiteanna fánaíochta a bheith mar bhonn le murtall agus andúil drugaí.

Réamhrá

Bíonn tionchar ag pléisiúr agus luach saothair ar bheathú, agus is féidir le luach saothair bia tomhaltas a spreagadh go cumhachtach1, 2. Mar sin féin, ní thuigtear go maith na meicníochtaí hedónacha a chuireann le murtall. I ndaoine hipearphagacha a bhfuil easnamh leptin ó bhroinn orthu, méadaíonn gníomhaíocht sa striatum droma agus ventral, atá ina gcomhpháirteanna lárnacha de chiorcaid luaíochta inchinne go mór mar fhreagairt ar íomhánna de bhia3, agus déanann teiripe athsholáthair leptin maolú ar ghníomhaíocht striatal agus ar ‘thaitin’ féin-thuairiscithe bia3 . Tugann sé seo le tuiscint go bhfuil an striatum tábhachtach i ngnéithe hedónacha d'iompar beathaithe. Taispeánadh le déanaí go ndéantar gníomhachtú an striatum mar fhreagairt ar bhia an-inite mar gheall ar dhaoine murtallach i gcomparáid le rialuithe lean4. Thairis sin, tá hipofunction an striatum droma agus gnóthachan meáchain fadtéarmach le sonrú i measc daoine aonair a bhfuil ailléil TaqIA acu de lócas géine DRD2-ANKK1, a bhfuil léiriú laghdaithe D2R striatal mar thoradh air agus léiríodh go gcuireann sé neamhoird spleáchais substaintí ar dhaoine4, 5 Mar thoradh ar na breathnuithe seo agus ar bharúlacha cosúla, d’fhéadfadh go mbeadh easnaimh i bpróiseáil luaíochta ina fhachtóir riosca tábhachtach d’fhorbairt an otracht, agus go bhféadfadh daoine murtallach bia inite a ithe go héigeantach chun hipiríogaireacht luaíochta a chúiteamh6. Go háirithe, níl sé soiléir an bhfuil easnaimh i bpróiseáil luaíochta bunoscionn agus an dtéann siad roimh an murtall, nó an féidir le tomhaltas iomarcach bia inlasta mífheidhm luaíochta a spreagadh agus ar an gcaoi sin cur le murtall a spreagann aiste bia.

Tréith shainiúil daoine aonair atá róthrom agus murtallach is ea go leanann siad ar aghaidh le héalú in ainneoin na n-iarmhairtí sláinte agus sóisialta diúltacha aitheanta. Go deimhin, cuireann a lán daoine róthrom in iúl gur mian leo a n-ídiú bia a theorannú, ach tá siad fós ag streachailt chun a n-iontógáil a rialú agus a ithe arís agus arís eile thar a gcuid riachtanas fuinnimh7, 8. Tá forbairt iompraíochta beathaithe atá neamhíogair le toradh diúltach ar aon dul leis an iompraíocht thógála éigeantach drugaí a fheictear i andúiligh drugaí daonna, rud atá cosúil le hiarmhairtí diúltacha9. Rinneamar imscrúdú anseo ar na héifeachtaí a bhaineann le rochtain sínte ar aiste bia ard-saill inlasta ar íogaireacht na gcóras duaise inchinne i bhfrancaigh. Scrúdaíomar freisin an nasc idir dírialú hedonach a spreagann aiste bia agus teacht chun cinn bia atá éigeantach. Mar fhocal scoir, rinneamar imscrúdú ar an ról a bhí ag D2Ranna striatal sna freagairtí iompraíochta seo ar nós andúile.

Easnaimh luaíochta ar nós andúile i bhfrancaigh otrach

Chun éifeachtaí rochtana srianta nó leathnaithe ar aiste bia ard-saille inlasta a thástáil, d’ullmhaíomar francaigh Wistar fireann (300−350 g) le leictreoid spreagthach bipolar sa hypothalamus cliathánach agus chuireamar oiliúint orthu ar feadh 10-14 d i dtriail scoite nós imeachta luaíochta spreagtha inchinne tairseach reatha (BSR) go dtí gur bunaíodh tairseacha luaíochta cobhsaí4. Sa nós imeachta BSR, freagraíonn francaigh go bríomhar chun féin-spreagadh leictreach fiúntach a fháil tríd an leictreoid spreagthach indwelling, agus tugtar an tairseach luaíochta ar an déine spreagtha íosta a choinníonn iompar féin-spreagtha10. Toisc go bhfanann tairseacha luaíochta seasmhach agus gan athrú thar amanna fada faoi choinníollacha bunlíne, soláthraíonn an nós imeachta seo tomhas íogair ar fhreagrúlacht na gcóras luaíochta inchinne. Tar éis tairseacha cobhsaí BSR a bhunú (arna sainmhíniú mar <éagsúlacht 10% sna tairseacha thar thrí sheisiún as a chéile), leithdháil muid francaigh ar thrí ghrúpa nár léirigh aon difríochtaí idir meánmheáchain choirp nó tairseacha luaíochta idir grúpaí. Tugadh rochtain dhifreálach do na trí ghrúpa ar aiste bia ‘ar stíl chaifitéire’ ina raibh bia inlasta dlúth ó thaobh fuinnimh de ar fáil go héasca mar bhia don duine (féach Modhanna Ar Líne). Bhí rochtain ag francaigh 0 h (francaigh chow-amháin; n = 9), 1 h (francaigh rochtana srianta; n = 11), nó 18-23 h (francaigh rochtana sínte; n = 11) rochtain ar an réim bia in aghaidh an lae 40 lá as a chéile. Is eol go n-éireoidh le haistí bia caifitéire murtall de bharr aiste bia i francaigh11. Bhí rochtain ad libitum ag gach francach freisin ar chow saotharlainne caighdeánach, agus tairseacha luaíochta, ardú meáchain agus iontógáil calórach taifeadta ar fud.

Meáchan méadaithe go suntasach i bhfrancaigh le rochtain fhairsing ar an aiste bia caifitéire i gcomparáid leis na grúpaí cró-amháin nó rochtain srianta (Fíor. 1a). Bhí an claonadh ann freisin go dtiocfadh méadú ar mheáchan sna francaigh rochtana srianta i gcomparáid le francaigh chow amháin amháin, ach níor shroich an éifeacht seo tábhacht staitistiúil. Bhí dlúthbhaint ag forbairt an raimhre i bhfrancaigh rochtana sínte le heasnamh a bhí ag dul in olcas i bhfeidhm luach saothair na hinchinne, a léiríodh i dtairseacha BSR ardaithe de réir a chéile (Fíor. 1b). Toisc nár breathnaíodh aon difríochtaí i gcigireachtaí freagartha do BSR i measc na dtrí ghrúpa (Figiúr Forlíontach Forlíontach), ní féidir easnaimh i bhfeidhmíocht iompraíochta a chur san áireamh don bhreathnóireacht seo. Tuairiscíodh easnaimh chomhchosúla i bhfeidhm luaíochta inchinne i bhfrancaigh le rochtain sínte ach gan a bheith srianta ar chóicín infhéitheach nó féin-riarthóir hearóin-INNUMX, 1, 12. Dá bhrí sin, is féidir le rochtain sínte ar bhia pailléideacha ard-saille easnaimh cosúil le andúile a spreagadh i bhfeidhm luaíochta inchinne, a mheastar a bheith ina fhoinse thábhachtach inspreagtha a d'fhéadfadh ró-mheá a spreagadh agus cur le forbairt obesity13, 14.

Figiúr 1: Gnóthachan meáchain agus luaíocht mhífheidhm i bhfrancaigh le rochtain leathnaithe ar aiste bia caifitéire.

(a) Gnóthachan meáchain meánach (± sem) i francaigh chow-amháin, rochtain shrianta agus rochtain leathnaithe (idirghníomhaíocht rochtana × lae: F39,702 = 7.9, P <0.0001; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-only, tástáil post hoc). (b) Athrú céatadáin meán (± sem) ó thairseacha luaíochta bunlíne (rochtain × idirghníomhaíocht ama: F78,1092 = 1.7, P <0.0005; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc).

Nuair a scrúdaíomar iompar beathúcháin go mion (Fíor. 2), fuaireamar amach go raibh iontógáil caloric laethúil comhchosúil idir francaigh chow-amháin agus rochtain francach srianta (Fíor. 2a, d). I gcodarsnacht leis sin, bhí an iontógáil caloric iomlán i bhfrancaigh le rochtain fhairsing beagnach dhá oiread na n-iontógáil srianta agus na bhfrancaigh faoi chow amháin amháin (Fíor. 2a, d). Cé gur choinnigh na francaigh teoranta rochtana agus chow-amháin ach thart ar an iontógáil caloric laethúil céanna (Fíor. 2a, d), ní bhfuarthas francaigh rochtana teoranta ach 33% dá gcalraí laethúla ó chow (Fíor. 2b, d), ag léiriú d’fhorbair siad iompraíocht bheathúcháin ar nós ragús agus chaith siad ~ 66% dá n-iontógáil laethúil caloric le linn a seisiún rochtana 1 h leis an caffeteria diet15 (Fíor. 2d). Ní bhfuarthas francaigh rochtana sínte ach codán beag (~ 5%) dá n-iontógáil caloric iomlán ó chow (Fíor 2b); chaith siad an aiste bia caifitéire beagnach go heisiach (Fig. 2d). Léiríodh freisin an t-athrú i rogha chothaithe i ngrúpaí rochtana srianta agus sínte i méadú suntasach ar iontógáil saille i gcomparáid le francaigh chow amháin (Fíor 2c agus Figiúr Forlíontach 2). Ag teacht le tuarascálacha roimhe seoXX, bhí claonadh ann go laghdófaí an aiste bia caifitéire le himeacht ama sna francaigh rochtana leathnaithe. Is féidir go léireoidh sé seo go bhfuil caoinfhulaingt inghlacthacht na míreanna bia a chuirtear ar fáil mar chuid den aiste bia caifitéire le himeacht ama. Mar sin féin, d'fhan an rogha don aiste bia caifitéire i gcoinne an chow chaighdeánaigh ard go comhsheasmhach sna francaigh seo (Fíor Fhorlíontach 16). Léirítear sna sonraí sin go n-eascraíonn easnaimh ar nós duaise, rochtain rómhór ar chothromaíocht fuinnimh sa bhaile agus cailliúint iarmhéid fuinnimh homeostatic mar thoradh ar rochtain sínte ach nach bhfuil srianta. I gcodarsnacht leis sin, is é an toradh atá ar rochtain theoranta ar bhia palatable ná pátrúin tomhaltais cosúil le ragús, ach ní chuireann sé isteach ar chothromaíocht fuinnimh thíostatach ná feidhm luaíochta inchinne. Mar sin féin, is féidir go spreagfadh rochtain theoranta ar réim bia na caifitéire ar feadh níos mó ná 3 lá as a chéile go bhfaighfí meáchan suntasach agus go gcuirfí isteach ar fheidhm luaíochta inchinne.

Figiúr 2: Patrúin tomhaltais i bhfrancaigh le rochtain leathnaithe ar aiste bia caifitéire.

(a) Iontógáil calórach laethúil (± sem) laethúil i francaigh chow-amháin, rochtain shrianta agus rochtain leathnaithe (rochtain: F1,324 = 100.6, P <0.0001; am: F18,324 = 7.8, P <0.0001; × idirghníomhaíocht ama: F18,324 = 4.6, P <0.0001; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc). (b) Meán-iontógáil calórach laethúil (± sem) ó chow (rochtain: F2,504 = 349.1, P <0.0001; am: F18,504 = 5.9, P <0.0001; rochtain × idirghníomhaíocht ama: F36,504 = 3.52, P <0.0001; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc). (c) Meán iontógáil calórach laethúil (± sem) ó saill (rochtain: F2,486 = 118.7, P <0.0001; am: F18,486 = 8.8, P <0.0001; rochtain × idirghníomhaíocht ama: F36,486 = 6.2, P <0.0001; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc). (d) Comparáid idir iontógáil calórach iomlán meánach (± sem), agus calraí a ídítear go heisiach ó chow, le linn na tréimhse rochtana 40 lá ar fad (rochtain: F2,54 = 25.0, P <0.0001; foinse calraí: F2,54 = 1235.2, P <0.0001; rochtain × idirghníomhaíocht foinse calraí: F2,54 = 485.7, P <0.0001; *** P <0.001 i gcomparáid le calraí iomlána sa ghrúpa chow-only, ### P <0.001 i gcomparáid le calraí iomlána sa an grúpa céanna francach, tástáil post hoc).

Tar éis 40 d, ní raibh cead ag francaigh rochtain a fháil ar an réim bia inite ach lean siad de rochtain ad libitum ar chow saotharlainne caighdeánach. Rinneamar tairseacha luaíochta agus tomhaltas chow a mheas go laethúil le linn na tréimhse 'staonadh' forfheidhmithe seo. Mhair na ingearchlónna sna tairseacha luaíochta ar feadh 2 sheachtain ar a laghad sna francaigh rochtana sínte nuair nach raibh rochtain acu ar an aiste bia inlasta a thuilleadh (Fíor 3a). Tá sé seo i gcodarsnacht leis na heasnaimh réasúnta neamhbhuan (~ 48 h) i bhfeidhm luaíochta a thuairiscítear i francaigh atá ag staonadh ó chóicín féin-riartha13. Bhí laghdú suntasach ann freisin ar iontógáil calórach (Fíor 3b) agus laghdú de réir a chéile ar mheáchan coirp (Fíor 3c) i francaigh rochtana leathnaithe, agus go pointe níos lú i francaigh rochtana srianta, le linn na tréimhse staire seo, ag teacht le tuairiscí roimhe seo11, 15. Tar éis 14 d staonadh, maraíodh francaigh agus socraíodh socrúcháin leictreoid trí staining violet cresyl (Fíor 3d).

Figiúr 3: Mífheidhm luaíochta seasmhach agus hypophagia le linn staonadh i bhfrancaigh le rochtain fhairsing ar aiste bia caifitéire.

(a) Meán-athrú céatadáin ó thairseacha luaíochta bunlíne (± sem) le linn staonadh ó réim bia ard-saille inlasta (rochtain: F2,112 = 3.7, P <0.05; am: F4,112 = 2.3, P> 0.05; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc). (b) Meán-iontógáil calórach (± sem) ar an lá deireanach rochtana ar an aiste bia ard-saille (bunlíne) agus le linn an 14 d staonadh nuair nach raibh ach chow caighdeánach ar fáil (rochtain: F2,168 = 41.7, P <0.0001 ; am: F6,168 = 65.6, P <0.0001; rochtain × idirghníomhaíocht ama: F12,168 = 38.3, P <0.0001; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc). (c) Athrú ar mheánmheáchan an choirp (± sem) i gcomparáid le meáchan coirp ar an lá deireanach de rochtain ar an aiste bia ard-saille (bunlíne) agus le linn an 14 d staonadh nuair nach raibh ach gnáth-chow ar fáil (rochtain: F1,126 = 37.2, P <0.0001; am: F7,126 = 3.1, P <0.01; rochtain × idirghníomhaíocht ama: F7,126 = 40.9, P <0.0001; * P <0.05 i gcomparáid le grúpa chow-amháin, tástáil post hoc). (d) Atógáil histolaíochta ar shuíomh leictreoidí spreagthacha BSR i hipothalamus cliathánach chow-amháin (triantáin), rochtain shrianta (cearnóga) agus francaigh rochtana leathnaithe (ciorcail).

DÍOSPÓIDÍ TRÁDÁLA i bhfrancaigh mhurtallach: ról in easnaimh luaíochta

Rinneamar tástáil eile ar an hipitéis go bhféadfadh ró-thomhaltas aiste bia caifitéire palatable dlús D2R striatal a laghdú, ag cur le forbairt hipiríogaireacht luaíochta cosúil le andúil. Ceadaíodh do chohórt nua de francaigh chow-amháin, rochtain theoranta agus rochtain leathnaithe rochtain a fháil ar aiste bia an chaifitéire go dtí go raibh méadú suntasach go staitistiúil ar mheáchan an choirp sna francaigh rochtana leathnaithe i gcomparáid leis an ngrúpa chow-only (P <0.05 ; Fíor 4a). Bhí léiriú striatal ar an bhfoirm D70R faoi cheangal membrane (~ 2 kDa) atá faoi cheangal go mór níos ísle sna francaigh rochtana leathnaithe ná sna francaigh rochtana srianta nó chow-amháin (Fíor 4b; féach Modhanna Ar Líne). Nuair a roinn muid na francaigh i ngach grúpa rochtana ina dhá fhoghrúpa ar bhonn scoilt airmheánach meáchain choirp (éadrom nó trom), fuair muid caidreamh inbhéartach soiléir idir meáchan coirp agus slonn D2R striatal (Fíor 4a, c). Ní bhfuaireamar aon laghduithe suntasacha ó thaobh staitistice de i léiriú na bhfoirmeacha neamhaibí neamhghlicithe (~ 39 kDa) agus cíteaplasmacha idirmheánacha glycosylated (~ 51 kDa) den fhoirm D2R (Fíor Forlíontach 4) 17, rud a thugann le fios gur dócha go bhfuil slonn D2R striatal i francaigh rochtana leathnaithe rialáilte trí mheicníochtaí iar-trascríobh.

Figiúr 4: Baineann gnóthachan meáchain go contrártha le leibhéil D2R striatal.

(a) Rinneadh francaigh chow-amháin, rochtain shrianta agus rochtain leathnaithe a fhoroinnt ina dhá ghrúpa in aghaidh an choinníll rochtana bunaithe ar scoilt airmheánach meáchain choirp: solas (L) nó trom (H). (b) Bailíodh an coimpléasc striatal iomlán ó gach leibhéal francach agus D2R i ngach grúpa arna thomhas ag blotáil an iarthair. Réitíodh an banda D2R a bhaineann le membrane ag 70 kDa, agus taispeántar an rialú luchtaithe próitéine thíos (β-actin, 43 kDa). Taispeántar inmunoblots lánfhada i bhFíor Forlíontach 12. (c) Rinneadh méideanna coibhneasta D2R i striatum na francach chow-amháin, rochtana srianta agus rochtana sínte a chainníochtú le densitiméadracht (F2,6 = 5.2, P <0.05, príomh éifeacht na rochtana; * P <0.05 agus ** P <0.01 i gcomparáid le grúpa chow-only-L).

Ar Aghaidh, chun ábharthacht fheidhmiúil laghduithe aiste bia i D2R striatal go feidhm luaíochta inchinne a thástáil, dheartar agus bhailíomar veicteoir lentiviral chun cur isteach gearr ar RNA (shRNA) a sheachadadh chun D2R (Lenti-D2Rsh; Fig. 5 agus Fíor Forlíontach. 5). Thosaigh tairseacha luaíochta ag méadú i bhfrancaigh le Lenti-D2Rsh beagnach láithreach nuair a ceadaíodh rochtain fhairsing dóibh ar aiste bia an chaifitéire, ach níor athraíodh tairseacha luacha saothair i bhfrancaigh rochtana leathnaithe a ndearnadh cóireáil orthu le veicteoir lentivirus folamh (rialú Lenti) thar an tréimhse réasúnta gearr rochtain ar an aiste bia caifitéire (14 d; Fig. 6a). Níor athraíodh na hintréimhsí freagartha sa dá ghrúpa francaigh, rud a léiríonn nach raibh an éifeacht seo tánaisteach le heasnaimh i bhfeidhmíocht tascanna (Fíor Fhorlíontach 6). Níor athraíodh na tairseacha luaíochta i bhfrancaigh a caitheadh ​​le Lenti-D2Rsh nó le rialú Lenti a raibh rochtain acu ar chow ach amháin sa tréimhse chéanna (Fíor 6b).

D'fhan tairseacha ardaithe go leanúnach le linn 15 d breise de staonadh nuair a bhí rochtain ag na francaigh go léir ar chow caighdeánach amháin (Fíor Fhorlíontach 7). Dá bhrí sin mhéadaigh sosadh D2R striatal leochaileacht maidir le hoibriú luacha saothair a spreagann aiste bia ach níor athraigh sé an ghníomhaíocht bunlíne a bhaineann le córais luach saothair inchinne.

Figiúr 5: Cnagadh leantóir leantóir ar léiriú D2R striatal.

(a) Ionadaíocht ghrafach ar na ceantair striatal inar ró-iomarcaíodh Lenti-D2Rsh. Léiríonn ciorcail ghlasa sa leathsféar striatal ar chlé na háiteanna ar díríodh insiltí víreasacha. Is éard atá i staining glas sa leathsféar striatal ceart ná staining inmunochemistry ionadaíoch do phróitéin fluaraiseach glas (GFP) ó inchinn francach Lenti-D2Rsh. (b) Inmunoblot ionadaíoch ar an slonn laghdaithe D2R i striatum francaigh Lenti-D2Rsh. Taispeántar inmunoblots lánfhada i bhFíor Forlíontach 13. (c) Méideanna coibhneasta D2R sa striatum de francaigh rialaithe Lenti agus Lenti-D2Rsh, arna gcainníochtú le densitiméadracht (* P <0.05 i gcomparáid leis an ngrúpa rialaithe Lenti, tástáil post hoc ). (d) Níor aimsíodh veicteoir Lenti-D2Rsh cealla glial sa striatum. Tá staining glas GFP ón víreas; is é dearg an marcóir astrocyte próitéin aigéadach snáithíneach glial (GFAP); aibhsítear núicléis cille trí staining DAPI i gorm. Léiríonn saigheada bán limistéar áitiúil gliosis nach bhfuarthas ach ag suíomh instealladh víris sa striatum agus ní sna fíocháin máguaird a bhfuil an víreas idirleata. Fiú sa réimse seo, níl aon cheann de na astrocytes dearfach ó thaobh GFP. Aibhsíonn na saigheada buí san íomhá formhéadaithe na astrocytes tipiciúla GFP-diúltacha a braitheadh. (e) Leibhéil arda d’ionfhabhtú neuronal sa striatum ag an veicteoir Lenti-D2Rsh. Tá staining glas GFP ón víreas; is é dearg an marcóir núicléach núicléach NeuN; aibhsítear núicléis cille trí staining DAPI i gorm. Aibhsíonn na saigheada buí san íomhá formhéadaithe néaróin GFP-dearfach agus NeuN-dearfach sa striatum. (f) Íomhá formhéadúcháin níos airde de néarón ionfhabhtaithe ó bhéal (GFP-dearfach) i striatum francaigh Lenti-D2Rsh a thaispeánann na gnéithe moirfeolaíocha tipiciúla de néaróin spíonacha mheán.

Figiúr 6: Méadaíonn cnocadh D2R leochaileachta an leochaileacht chun mífheidhmiú a chúiteamh i bhfrancaigh le rochtain fhairsing ar aiste bia caifitéire.

(a) Athrú céatadáin meánach (± sem) ó thairseacha luaíochta bunlíne i francaigh rialaithe Lenti agus Lenti-D2Rsh a raibh rochtain leathnaithe acu ar aiste bia an chaifitéire ar feadh 14 lá as a chéile (víreas: F1,156 = 5.9, P <0.05; am: F13,156 = 2.2, P <0.05; víreas × idirghníomhaíocht ama: F13,156 = 2.2, P <0.05; #P <0.05, éifeacht idirghníomhaíochta). (b) Athrú céatadáin meánach (± sem) ó thairseacha luaíochta bunlíne i francaigh rialaithe Lenti agus Lenti-D2Rsh a raibh rochtain acu ar chow amháin. (c) Iontógáil calórach meánach (± sem) francach le linn 14 d de chow amháin nó rochtain leathnaithe (rochtain: F2,28 = 135.6, *** P <0.0001). (d) Meánghnóchan meáchain (± sem) le linn 14 d de chow amháin nó rochtain leathnaithe (rochtain: F2,28 = 96.4, P <0.0001; *** P <0.001, príomhéifeacht na rochtana).

Fuaireamar amach go raibh iontógáil caloric (Fíor. 6c) agus meáchan a fháil (Fíor. 6d) cosúil leis na Lenti-D2Rsh agus na grúpaí comhfhreagracha um rialú Lenti faoi choinníollacha chow-amháin nó rochtain rochtana (Figs Forlíontacha. 8 agus 9). Dá bhrí sin, níor athraíodh an t-aiste bia caifitéire ná an iontógáil caloric iomlán nuair a bhí an bia inghlactha ar fáil le hól.

Ag ithe go héigeantach i bhfrancaigh mhurtallach: an ról atá ag striatal D2R

Rinneamar tástáil eile ar an hipitéis go bhféadfadh ithe cosúil le héigeantach teacht chun cinn i francaigh a bhfuil rochtain leathnaithe acu ar aiste bia an chaifitéire agus go bhféadfadh easnaimh i gcomharthaíocht D2R striatal cur leis an éifeacht seo. Ceadaíodh do chohórt nua de francaigh chow-amháin, rochtain theoranta agus rochtain leathnaithe rochtain a fháil ar aiste bia an chaifitéire ar feadh> 40 d go dtí gur tharla méaduithe suntasacha ó thaobh staitistice sna francaigh leathnaithe (P <0.05 i gcomparáid le francaigh chow-amháin; a thaispeántar). Ansin níor ceadaíodh do na trí ghrúpa francach ach rochtain 30 nóiméad in aghaidh an lae ar aiste bia an chaifitéire ar feadh 5-7 d i seomra oibrithe go dtí go mbainfí iontógáil cobhsaí amach (sainmhínítear é mar <éagsúlacht 10% san iontógáil laethúil). Ansin nochtaíodh leath de na francaigh i ngach riocht rochtana ar sholas (spreagadh coinníollaithe) péireáilte le suaití coise a sheachadadh (grúpa pionóisithe), ach bhí na francaigh eile i ngach grúpa nochtaithe don solas CUE in éagmais turraing chos (grúpa neamhphósta ). Ar lá na tástála, rinneamar scrúdú ar éifeachtaí nochtadh solais CUE ina n-aonar ar thomhaltas bia inlasta (Fíor 7; féach Modhanna Ar Líne). Fuaireamar amach go raibh iontógáil calórach meánach le linn na seisiún bunlíne 30 nóiméad níos airde sna francaigh chow-amháin agus rochtain rochtana srianta ná sna francaigh rochtana leathnaithe (Fíor 7a, b). Tugann sé seo le tuiscint gur chuir na francaigh chow-amháin agus rochtain theoranta srian ar an mbia inite le linn na seisiún rochtana eatramhach 30 nóiméad, rud a léirítear sa mhéid gur ídigh na francaigh seo ~ 40-50% dá n-iontógáil calórach laethúil, ~ 100 kCal de ghnáth, le linn na seisiún seo (Fíor 7a, b). I gcodarsnacht leis sin, is cosúil go bhfuil francaigh rochtana leathnaithe frithsheasmhach in aghaidh an iompraíochta beathaithe seo atá cosúil le ragús a fhorbairt, b’fhéidir toisc gur bhunaigh a stair de rochtain beagnach gan teorainn ar an mbia inite ar feadh> 40 lá as a chéile patrúin itheacháin a bhí sách dolúbtha le hathrú. Ar lá na tástála, níor thugamar faoi deara aon éifeachtaí suntasacha ó thaobh staitistice de maidir le hathsheinm solais CUE ar thomhaltas bia sna francaigh neamhphósta ó na grúpaí chow-amháin, rochtana srianta nó rochtana sínte i gcomparáid le hiontógáil le linn na tréimhse bunlíne (Fíor 7a). Mar sin ní raibh aon spreagadh spreagtha ag an solas CUE amháin. I francaigh a phionósaítear, laghdaigh an solas leid péireáilte go mór iontógáil bia inlasta sna francaigh chow-amháin agus rochtain rochtana srianta. Mar sin féin, ní raibh aon éifeacht ag an solas CUE ar iontógáil bia inlasta sna francaigh rochtana leathnaithe, ag taispeáint go raibh a n-ídiú neamhíogair ar leideanna comhshaoil ​​dochracha a thuar aimhreas. Bhí iontógáil fuinnimh bunlíne sna francaigh rochtana leathnaithe níos ísle ná an iontógáil sna grúpaí eile. Mar sin féin, toisc go raibh iontógáil chow le linn tréimhsí ama comhchosúla i bhfad níos ísle (Fíor 7d), ní dócha go léiríonn sé seo ‘éifeacht urláir’ a chuireann mearbhall ar ár dtorthaí. Le chéile, tacaíonn ár gcuid sonraí leis an smaoineamh gur féidir iompar itheacháin cosúil le héigeantach teacht chun cinn i francaigh rochtana leathnaithe ar bhealach atá cosúil leis an nglacadh cóicín éigeantach a fheictear i francaigh a bhfuil stair rochtana leathnaithe acu ar an druga18.

Figiúr 7: Cosúil le freagairt do fhreagra ar bhia inlasta.

(a) Tomhaltas meánach (± sem) aiste bia inlasta i francaigh neamhphósta le linn na seisiún bunlíne 30 nóiméad agus ar lá na tástála nuair a bhí francaigh nochtaithe do spreagadh neodrach oiriúnaithe nach raibh péireáilte roimhe seo le turraing chos díobhálach (rochtain: F2,20 = 5.2, P <0.05; #P <0.05 i gcomparáid le francaigh chow-amháin). (b) Meán (± sem) Tomhaltas aiste bia inlasta i francaigh a phionósaítear le linn na seisiún bunlíne 30 nóiméad agus ar lá na tástála nuair a bhí francaigh nochtaithe do spreagadh coinníollaithe a bhí péireáilte roimhe seo le turraing chos díobhálach (rochtain: F2,21 = 3.9 , P <0.05; CUE: F1,21 = 8.6, P <0.01; rochtain × idirghníomhaíocht CUE: F2,21 = 4.7, P <0.05; * P <0.05 i gcomparáid leis an iontógáil le linn an tseisiúin bhunlíne, #P <0.05 i gcomparáid le francaigh chow-amháin). . 30 = 2, P <1,26; * P <29.7, ** P <0.0001 i gcomparáid le hiontógáil le linn na seisiún bunlíne, tástáil post hoc). (d) Meán-ídiú (± sem) chow le linn na seisiún bunlíne 0.05 nóiméad agus ar an lá tástála i francaigh Lenti-control agus Lenti-D0.01Rsh nach raibh ach chow amháin nó rochtain leathnaithe acu ar aiste bia caifitéire (CUE: F30 = 2, P <1,26; * P <44.9, ** P <0.0001 i gcomparáid leis an iontógáil le linn na seisiún bunlíne, tástáil post hoc).

Mar fhocal scoir, rinneamar scrúdú ar éifeachtaí an spreagtha choinníollaithe péire-phionóis ar iontógáil bia sna francaigh Lenti-control agus Lenti-D2Rsh a raibh rochtain acu roimhe seo ar chow amháin nó rochtain leathnaithe ar aiste bia an chaifitéire (francaigh ó Fíor 6). Fuaireamar amach go raibh iontógáil bia inite bunlíne le linn na seisiún bunlíne 30 nóiméad chomh hard céanna (~ 40 kCal) i ngach ceann de na ceithre ghrúpa (Fíor 7c). Ina theannta sin, bhí an tomhaltas iomlán laethúil chow (sa chliabhán baile) cosúil idir na ceithre ghrúpa francach le linn na seisiún aeroiriúnaithe agus ar lá na tástála (Fíor Forlíontach 10). Mar sin níor leor an 14 d de rochtain roimh ré ar aiste bia an chaifitéire chun iompraíocht itheacháin cosúil le ragús a bhac ar bhealach cosúil leis an gceann a fheictear i francaigh a raibh rochtain leathnaithe> 40 d acu ar aiste bia an chaifitéire (Fíor 7a, b). Chuir an spreagadh éadrom ciúine araíonachta isteach ar iontógáil bia inlasta i francaigh Lenti-control agus Lenti-D2Rsh a raibh rochtain chow-amháin acu roimhe seo (Fíor 7c). Ar an gcaoi chéanna, chuir an spreagadh coinníollaithe araíonachta isteach ar iontógáil bia inlasta sna francaigh rialaithe Lenti a raibh rochtain leathnaithe 14 d acu ar aiste bia an chaifitéire roimhe seo. I gcodarsnacht leis sin, ní raibh aon tionchar ag an spreagadh coinníollach coinníollaithe ar thomhaltas bia inlasta i francaigh Lenti-D2Rsh a raibh rochtain leathnaithe 14 d acu ar aiste bia an chaifitéire roimhe seo (Fíor 7c). D'fhan tairseacha BSR ardaithe go mór sna francaigh seo nuair a taifeadadh iad 48 h tar éis an tseisiúin tástála, ach d'fhan tairseacha seasmhach agus gan athrú sna trí ghrúpa francach eile

(Fíor Forlíontach. 11). Chun a fhíorú nach raibh an fhriotaíocht in aghaidh ionghabháil spreagthaithe coinníollaithe iontógáil bia inlasta sna francaigh rochtana sínte Lenti-D2Rsh meánscartha do laigí i bpróisis aeroiriúnaithe chlasaiceach, rinneamar tástáil ar éifeachtaí an spreagtha treisithe choinníollaigh ar thomhaltas caighdeánaithe níos lú inchaite na ceithre ghrúpa francaigh. I gcodarsnacht leis an ídiú atá cosúil le hiarsmaí bia inlasta, chonaiceamar gur chaith na ceithre ghrúpa francaigh beag chow (~ 2 kCal) le linn na seisiún bonnlíne 30 min (Fíor 7d) agus gur chuir isteach méid comhchosúil ar nochtadh don spreagadh coimhdeach treisithe (Fig. 7d). Léirítear sna sonraí sin gur luathaíodh an t-éileamh ar bhia dofheicthe ar bhia dofheicthe mar gheall ar chnagadh D2Rs striatal, ach amháin i bhfrancaigh a raibh rochtain sínte orthu. Thairis sin, toisc gur braitheadh ​​go héigeantach ithe ach i bhfrancaigh Lenti-D2Rsh a raibh tairseacha BSR ardaithe acu, d'fhéadfadh réamhghníomhaíocht luaíochta aiste bia a bheith mar réamhtheachtaí riachtanach do theacht chun cinn bia atá éigeantach.

Plé

Meastar gur fachtóir riosca comhshaoil ​​tábhachtach é éascaíocht rochtana ar bhia ard-saill inlasta do obesity19. Fuaireamar amach gurbh é an toradh a bhí ar rochtain sínte ar aiste bia caifitéire an-inghlactha ná gur tharla ró-mheá agus meáchan a fháil chomh maith le tairseacha BSR i bhfrancaigh a ardú go comhleanúnach. Is féidir an éifeacht seo ar thairseacha BSR a mhíniú trí sofhreagracht a laghdú de réir a chéile i gciorcaid duaise inchinn, léiriú atá comhsheasmhach leis an bhfíric gur féidir le srianadh bia agus cailliúint meáchain méadú20, ach is féidir le ró-bheathú a laghdú go neamhbhuan, ag freagairt do BSR i bhfrancaigh. Is ionann an toradh seo agus síneadh ar an obair a thaispeánann go laghdaíonn ró-bheathú francaigh trí fheadán beathú intricastric21, agus aschur gastric nó insliú glucagon infhéitheach a dhéanann aithris ar BSR glóthach postprandial mar fhreagra ar luach saothair a thabhairt do BSR cliathánach hypothalamic agus méadaíonn sé freagraí cosúla ar stimulation21. Léirigh obair a rinneadh roimhe seo freisin go laghdaítear rátaí freagartha do BSR mar thoradh ar fhrancaigh chothaithe arís agus arís eile trí fheadáin intragastacha go dtí go dtéann a meáchan faoi ~ 22 g, éifeacht a leanann go dtí go nglanann meáchan coirp normalú23. Mar a tharla sna torthaí seo i bhfrancaigh, cuireadh bac ar chait le haghaidh BSR cliathánach hypothalamic trí bheathú roimhe seo chuig satiation24, rud a léiríonn go gcaomhnaítear idirghníomhaíochtaí idir feidhm luachana inchinne agus staid meitibileach agus gur dócha go dtarlóidh siad i ndaoine chomh maith. Meastar go bhfuil rochtain éasca agus ró-ró-aiste bia aistí bialann caifitéire i ndaoine tábhachtach don eipidéim otrachta reatha i sochaithe an Iarthair25. Taispeánann ár sonraí go n-eascraíonn an fheidhm luaíochta i bhfrancaigh a dhéanann ró-aiste bia caifitéire inlasta cosúil leis an bhfuinneamh a chaitheann daoine agus a éiríonn an éifeacht seo níos measa de réir a chéile de réir mar a fhaigheann siad níos mó meáchain. Go háirithe, bhí leictreoidí BSR ag na francaigh go léir a raibh ingearchló tairsí luach saothair orthu ≥200% suite laistigh de ~ 23 the de na fornixly. Méadaítear íogaireacht néaróin a bhaineann le duaiseanna sa limistéar seo trí shrian bia ar bhealach atá íogair don hormón díorthaithe saille, agus meastar go bhfuil an réigiún inchinne seo ina fhoshraith thábhachtach do food Rew26. Dá bhrí sin, cuirtear bac ar na ciorcaid inchinne a rialaíonn bia-ghéineolaíocht mar gheall ar chomharthaí iargúlta a thuar go bhfuil satiety, ag teacht le staidéir íomháithe daonna le déanaí a thaispeánann go bhfuil distention19 gastric agus an fachtóir peptide glóthach díorthaithe YY20-500 (PYY) 27 ag athrú ghníomhaíocht réigiún na hinchinne bainteach le próiseáil duaise. Ina theannta sin, cuirtear cosc ​​ar mheáchain iomarcacha freisin trí chórais luaíochta. Tugann tuairiscí le déanaí le fios gur féidir leptin, príomhrialaitheoir cothromaíochta fuinnimh a scaipeadh, dul isteach i bhfíocháin inchinn agus bac a chur ar ghníomhaíocht ciorcad luaíochta28, 3, 36, 29.

D’fhéadfadh go léireodh easnaimh luaíochta i francaigh atá róthrom laghduithe frithchúitimh in íogaireacht bhunlíne chiorcaid luaíochta inchinne chun cur i gcoinne a rómheastacháin ag bia inite. D’fhéadfadh go gcuirfeadh a leithéid de hip-fheidhmiú luaíochta de bharr aiste bia le forbairt an otracht trí mhéadú a dhéanamh ar an spreagadh chun aistí bia ‘obesogenic’ ard-luaíochta a ithe chun an staid seo de luaíocht dhiúltach6 a sheachaint nó a mhaolú32, 2. D’fhéadfadh sé seo a bheith mar chúis leis an hipophagia a chonaic muid i rochtain leathnaithe francaigh agus go pointe níos lú i francaigh rochtana srianta nuair a aistarraingíodh an bia inite agus gan ach an chow is lú inlasta ar fáil. Tá cás den sórt sin comhsheasmhach freisin le sonraí ó staidéir íomháithe inchinne daonna ina bhfuil baint ag gníomhachtú blunted an striatum mar fhreagairt ar bhia an-inlasta, go háirithe i ndaoine aonair a bhfuil polymorphisms géiniteacha a laghdaítear léiriú D4R striatal, le meáchan fadtéarmach a fháil12. Ní raibh sé soiléir an léirítear hipiríogaireacht luaíochta den sórt sin i ndaoine murtallach sula ndéantar murtall a fhorbairt agus an mbaineann sé le fachtóirí géiniteacha amháin (‘siondróm easnamh luaíochta’) nó an féidir le róbhorradh cur isteach ar phróiseáil luaíochta. Taispeánann ár gcuid sonraí go dtugann rochtain leathnaithe ar bhia ardfhuinnimh inite agus blunts overeating luach saothair íogaireacht agus dá bhrí sin d’fhéadfadh gur meicníocht hedónach tábhachtach í a chuireann forbairt an otracht chun cinn. Braitheadh ​​mífheidhm luaíochta cosúil leis an gceann a thuairiscítear anseo i francaigh murtallach i francaigh a bhfuil stair rochtana leathnaithe acu ar fhéin-riarachán cóicín infhéitheach nó hearóin, ach ní sna daoine sin a bhfuil stair rochtana srianta13, 14, 12. Ina theannta sin, aistrítear ó Tá sé beartaithe iarracht a dhéanamh ar dhrugaí ócáideacha go drugaí éigeantacha a bheith mar thoradh ar iarracht chun staid leanúnach na luaíochta laghdaithe a tharlódh de bharr an mhífheidhm luaíochta seo de bharr drugaí32, 33, XNUMX. Mar sin, tugann ár gcuid sonraí le fios go bhféadfadh meicníochtaí hedónacha bunúsacha a bheith ag murtall agus andúil drugaí.

Is freagairt shuntasach neuroadaptive é an dírialú ar léiriú striatal D2R ar ró-úsáid bia inlasta. Go deimhin, tá laghduithe i ndlús striatal D2R le feiceáil i ndaoine aonair róthroma. 4, 34 agus rodents35, 36. Os a choinne sin, tá D2R37 ardaithe ag daoine le anorexia nervosa, agus tá meáchain caillteanas i ndaoine murtallacha tar éis obráid bhariatric (gastric sheachbhóthar) a bhaineann le dlús d2R ardaithe28. Mar thoradh ar an polymorphism géine dá ngairtear an ailléil TaqIA A1 laghdaítear dlúis D2R striatal, agus tá ró-ionadaíocht ar dhaoine atá ag cur an ailléil seo i ndaonraí otrach4. Méadaíonn an ailléil TaqIA leochaileacht i leith alcóil, opioid agus andúil spreagthach spreagthach38. Dá bhrí sin, d'fhéadfadh laghduithe i ndlús striatal D2R a tharlaíonn trí fhachtóirí géiniteacha bunreachtúla nó mar thoradh ar ró-anáil cur le meicníochtaí néareolaíocha na otrachta. Fuaireamar amach go raibh baint dochreidte ag leibhéil striatal den XDUMX kDa D70R, a mheastar a léiríonn an D2R membrane a bhaineann, le meáchan coirp i bhfrancaigh ó na grúpaí crochta amháin, rochtain teoranta agus rochtain sínte (Fíor. 2). Ba é an toradh a bhí ar dhréachtú an léiriú D4R striatal, an ceann is suntasaí sa striatum dorsolateral (Fíor. 2), go méadaíodh tairseacha BSR beagnach láithreach nuair a nochtar an aiste bia caifitéire. Dá bhrí sin, laghdaigh laghduithe ar léiriú d5R striatal teacht chun cinn na hócáide luaíochta i bhfrancaigh le rochtain fhairsing ar bhia an-inlasta, toradh a thagann le sonraí íomháithe inchinne an duine a léiríonn go gcuireann easnaimh i ndlús d2R striatal luach saothair i ndaoine aonair otracha2.

Tá trí ghné de na francaigh Lenti-D2Rsh suntasach freisin. Ar an gcéad dul síos, cé gur tháinig tairseacha BSR chun cinn mar gheall ar chnagadh d2R striatal agus rochtain leathnaithe ar an aiste bia inlasta, ní raibh aon difríochtaí idir iontógáil caloric nó meáchan a fháil sna francaigh seo i gcomparáid le francaigh a rialú. B'fhéidir go léireodh sé seo nach raibh rochtain ag francaigh ach ar réim bia na caifitéire; d'fhéadfadh tréimhsí níos faide rochtana a bheith ina gcúis le meáchan a fháil níos airde le himeacht ama, mar an gcéanna leis an so-ghabhálacht níos airde chun meáchan a fháil a fheictear i ndaoine le heasnaimh i ndrugaí striatal D14R signaling2. Mar sin féin, is é an buntáiste a bhaineann le rochtain ar an aiste bia caifitéire a theorannú ach amháin 4 d ná gurbh iad na francaigh chúlaithe le rochtain leathnaithe an t-aon ghrúpa a thaispeáin tairseacha ardaithe BSR, agus cheadaigh sé seo dúinn measúnú a dhéanamh ar ról féideartha na hócmhainne luaíochta i bhforbairt ag ithe (féach thíos). Ar an dara dul síos, d'fhan tairseacha BSR cobhsaí agus gan athrú sna francaigh chnaipe a raibh rochtain acu ar chow amháin. Tugann sé seo le fios nach leor an léiriú laghdaithe D14R striatal amháin chun híogaireacht luaíochta a spreagadh; ina ionad sin, ba chosúil go raibh sé ag idirghníomhú le ró-úsáid bia inlasta chun dlús a chur le teacht chun cinn na staide seo de íogaireacht luaíochta laghdaithe. Dá bhrí sin, d’fhéadfadh freagraí oiriúnaitheacha eile i gciorcaid luachana inchinne spreagadh a thabhairt d’iarracht luach saothair i bhfrancaigh le rochtain leathnaithe ar an aiste bia caifitéire. Agus é sin san áireamh, tugaimid faoi deara go laghdaíonn an bromocriptín agonist D2R leibhéil scaipthe leptin2, agus cuireann leptin bac ar bheathú ar a laghad i bpáirt trí chosc a chur ar na réigiúin striatal a rialaíonn freagraí hedonacha ar food39, 3, 30. Dá bhrí sin, is féidir go méadaíonn dí-rialáil D31R striatal mar gheall ar mheáchan coirp méadaithe comharthaíocht leptin agus dá bhrí sin cuireann sé le héifeachtaí coisctheacha an adipokine seo ar chórais luach saothair inchinne. Mar fhocal scoir, tugaimid faoi deara gur dhírigh muid ar ár veicteoirí lentivirus i dtreo an striatum dorsolateral. Ar chúiseanna teicniúla a bhí sé seo go príomha, mar gur chuir socrúchán cliathánach cannulae le haghaidh seachadadh víreas isteach sa striatum ar ár gcumas freastal ar an leictreoid spreagthach hypothalamic a bhí ag dul i bhfeidhm do chinneadh tairsí BSR. Dá bhrí sin, d'fhéadfadh sé go mbeadh tairseacha BSR ardaithe ag D2Ranna le haghaidh cnagála i réimsí eile den striatum, go háirithe na limistéir droma-mharthanacha agus na bhfiontar (croí agus blaosc núicléas accumbens) fiú mura bhfuil an aiste bia inghlactha.

Bhí baint mhór ag an striatum dorsolateral le foghlaim de chineál nós imeachta freagartha-spreagtha, mar a léirítear i bhforbairt iompraíochta athlastach atá neamhíogair le díluacháil trí bheathú roimh ré go satiation nó trí phéireáil le spreagthaigh urchóideacha40. Trí dhíriú go príomha ar an striatum dorsolateral, d’fhéadfadh go mbeadh daonraí D2Ranna scriosta againn a rialaíonn leochaileacht an francach d’fhorbairt itheacháin atá cosúil le héigeantach. Ag teacht le ról D2Ranna striatal in iompraíochtaí éigeantacha, tá baint ag ailléil TaqIA de lócas géine DRD2-ANKK1 daonna - a mbíonn dlús íseal D2R striatal5 mar thoradh air, a ghníomhaíonn striatal mar fhreagairt ar bhia inlasta4 agus a ardaíonn leochaileacht otracht4 - easnaimh san fhoghlaim chun gníomhartha a bhfuil iarmhairtí diúltacha acu a sheachaint41. Gné shainiúil den otracht agus den andúil drugaí is ea cailliúint rialaithe coisctheach ar iompar a bhféadfadh toradh diúltach a bheith air, ina leanann iompraíochtaí athlastacha in ainneoin iarmhairtí diúltacha sóisialta, sláinte nó airgeadais. Is féidir le hiompar cóicín a ghlacadh i francaigh a bhfuil stair iontógáil fairsing drugaí acu a bheith dolúbtha agus frithsheasmhach in aghaidh cur isteach ag spreagthach coinníollaithe a thuar go mbeidh toradh diúltach (turraing chos) 18 ann. Ar an gcaoi chéanna, caithfidh lucha a raibh rochtain acu ar aiste bia ard-saille inlasta roimhe seo níos mó ama a chaitheamh i dtimpeallacht aversive (soilsithe go geal) chun an bia inlasta a fháil ná lucha nach raibh aon taithí acu ar an aiste bia42. Fuaireamar amach go raibh tomhaltas bia inlasta i francaigh a raibh rochtain fhairsing acu ar aiste bia an chaifitéire neamhíogair ar bhealach spreagtha araíonachta. Ag teacht le ról do D2Ranna striatal san éifeacht seo, fuarthas ithe cosúil le héigeantach sna francaigh cnagadh D2R striatal a raibh rochtain leathnaithe 14 d acu ar aiste bia an chaifitéire roimhe seo ach nach raibh sna grúpaí rialaithe. Ó thaobh na neurocircuitry de, d’fhéadfadh rochtain leathnaithe ar bhia inlasta plaisteacht a spreagadh i gcosáin corticostriatal, agus ar an gcaoi sin ainmhithe a dhéanamh níos leochailí d’fhorbairt iompraíochtaí cosúil le héigeantach, agus easnaimh i gcomharthaíocht D2R striatal ag feabhsú an phróisis seo. Go deimhin, tá dlús laghdaithe D2R striatal i ndaoine murtallach comhghaolmhar le meitibileacht laghdaithe i réimsí cortical tosaigh agus orbitofrontal43 a fheidhmíonn rialú coisctheach ar iompar44.

Go háirithe, braitheadh ​​go raibh tomhaltas éigeantach bia palatable ach amháin sna francaigh cnagála a raibh rochtain leathnaithe acu roimhe seo ar réim bia na caifitéire, ní i bhfrancaigh rialaithe a raibh rochtain leathnaithe acu ar réim bia na caifitéire ar feadh na tréimhse céanna, ná i bhfrancaigh a bhí rochtain amháin ar chow. Ba é an príomhdhifríocht idir na francaigh a bhí ag titim amach le rochtain sínte roimh ré agus leis na grúpaí eile ná a gcuid tairseacha BSR ardaithe go leanúnach. D'fhéadfadh go léireodh sé seo bunús coitianta néareolaíoch na hócáide luaíochta agus teacht chun cinn itheacháin atá cosúil le héigeantach, atá feiniméin atá neamhspleách ó am go chéile go fóill. Mar mhalairt air sin, d’fhéadfadh sé go mbeadh feidhm ag luach saothair luach saothair aiste bia mar fhoshraith le haghaidh atreisiú diúltach a éascaíonn forbairt itheacháin éigeantach-mhaith14, 32, 33. Cibé na meicníochtaí bunúsacha, léiríonn ár gcuid torthaí gur féidir le freagairt éigeantach ar nós andúile i gcás bia inlasta teacht chun cinn i bhfrancaigh murtallacha, agus léiríonn sé go méadaíonn easnaimh i déine comharthaíochta D2R leochaileacht d'fhorbairt an iompair seo.

Go hachomair, fuaireamar amach go spreagann ró-spreagadh córais luach saothair inchinne trí thomhaltas iomarcach palatable, bia-dhlúth bia híogaireacht luach saothair agus forbairt itheacháin atá cosúil le héigeantach. Is dócha go n-eascraíonn na freagairtí maladaptive iompraíochta seo i bhfrancaigh mhurtacha as easnaimh a spreagann aiste bia i gcomharthaíocht d2R striatal. Ar an gcaoi chéanna, laghdaítear ró-úsáid drugaí mí-úsáide dlúis D2R striatal, spreagann sé d’fhulaingiúlacht dhomhain luacha saothair agus spreagann sé teacht chun cinn iompraíochtaí drugaí atá éigeantach cosúil le drugaí. Dá bhrí sin, tacaíonn ár gcuid torthaí le work4 roimhe seo, 19, 42, 45, 46, 47 chun a léiriú go bhféadfadh easnamh otrachta agus drugaí teacht as freagairtí neuroadaptive comhchosúla i gciorcaid luach saothair inchinne.

Modhanna

Rata.

Fuarthas francaigh Wistar Fireann meá ar 300-350 g ag tús na dturgnamh ó Abhainn Charles. Nuair a tháinig siad isteach, cuireadh francaigh ar fáil ina n-aonar ag teocht tairiseach ar thimthriall dorcha-éadrom 12-h (soilse ar 2200 h). Ceadaíodh rochtain ad libitum do rataí ar chow agus ar uisce caighdeánach saotharlainne ar feadh ré an turgnaimh. D'fhaomh an Coiste um Chúram agus Úsáid Ainmhithe Institiúideach de Scripps Florida na nósanna imeachta go léir agus caitheadh ​​le francaigh de réir na dtreoirlínte atá leagtha amach ag na hInstitiúidí Náisiúnta Sláinte maidir le prionsabail an chúraim ainmhithe.

Nósanna imeachta máinliachta.

Rinneadh gaiméití a ullmhaíodh le leictreoidí BSR spreagtha a chéad anaesthetú den chéad uair trí ionanálú isofluchtáin 1-3 in ocsaigin agus é suite i bhfráma steiréiseach (Kopf). Ionchorpraíodh leictreoidí bipolar BSR (11 mm ar fad) isteach sa hypothalamus cliathánach seoil (anteroposterior, −0.5 mm ó bregma; mediolateral, ± 1.7 mm ó midline; rinneadh an torsoventral, 8.3 mm ó dura; athraíodh an barra incisor go 5 mm os cionn na líne interalral ) 47. Ullmhaíodh instealltaí víris a fuair instealltaí víreas freisin le treoir dhéthaobhach cannulae (23 thomhas, 14 mm ar fhad) suite os cionn an striatum (anteroposterior, mm 2.8 ó bregma; mediolateral, N 3.1 mm ó midline; dorsoventral, −2.4 mm ó dura) 48 agus líonta le stíl 14-mm. Reáchtáil ceithre scriúnna clocha cruaiche dosmálta agus aicrileach fiaclóireachta an leictreoid agus an cannulae i bhfeidhm. Déileáladh leis an chréacht mháinliachta le hantaibheathach tráthúil gach uair amháin i gcás 12 do 5 d tar éis na máinliachta. Ceadaíodh do Rats 7 – 10 d teacht ar ais ó mháinliacht agus ansin cuireadh oiliúint orthu sa nós imeachta tairsí BSR.

Nós imeachta BSR.

Cuireadh oiliúint ar rataí chun freagairt do spreagadh BSR de réir nós imeachta reatha-trialach trialach scoite cosúil leis an nós imeachta in áit a bhfuil cur síos air in áit eile10, 14. Go hachomair, athraíodh leibhéil reatha BSR i sraith íslitheach agus ardaitheach i gcéimeanna 5-μA. I ngach seisiún tástála, cuireadh ceithre shraith íslitheach / ardaitheach ailtéarnacha i láthair. Sainmhíníodh an tairseach do gach sraith mar lárphointe idir dhá dhéine reatha as a chéile a d'fhreagair francaigh i dtrí cinn ar a laghad de na cúig thriail, agus dhá dhéine reatha as a chéile nár fhreagair francaigh i dtrí nó níos mó de na cúig thriail. Sainmhíníodh tairseach fhoriomlán an tseisiúin mar mheán na dtairseach do na ceithre shraith aonair. Bhí gach seisiún tástála cothrom le thart ar 30 nóiméad. Sainmhíníodh tairseacha cobhsaí BSR mar athrú ≤10% ar thairseacha thar 5 lá comhleanúnacha, a bunaíodh de ghnáth tar éis oiliúna 10-14 d. Sainmhíníodh an fhaireachas freagartha do gach seisiún tástála mar mheánchliathna freagartha na dtrialacha uile inar tharla freagra dearfach.

Pacáistiú agus seachadadh víreasach.

Seachadadh RNA hairpin gearr agus cuireadh in iúl go comhsheasmhach é ag baint úsáide as an gcóras veicteora pRNAT-U6.2 / Lenti (GenScript). Ullmhaíodh cáithníní víreasacha de réir phrótacal an mhonaróra. Go hachomair, aistríodh cealla HEK 293FT le veicteoir ina raibh an t-ionchur shRNA (5’-GGATCCCGCGCAGCAGTCGAGCTTTCTTCAAGAGAGAAAGCTCGACTGCTGCGCTTTTTTCCAACTCGAG-3 ′) nó an veicteoir folamh, móide Measc Pacáistiú ViraPower (Invitrogen) ar feadh 72 h (meánach in ionad 24 h). Ansin bailíodh Supernatant agus díríodh air trí ultrafhuaimniú (76,755g, rotor Beckman Coulter SW 32 TI., 90 nóiméad, 4 ° C) agus socraíodh titer víreasach trí shórtáil cille a ghníomhachtú le fluaraiseacht de réir threoracha an mhonaróra. Rinneadh an víreas a aliquoted agus a stóráil i mboscaí cosanta éadrom ag −80 ° C go dtí go n-úsáidtear é.

Fuair ​​galair le tairseacha cobhsaí BSR instealltaí déthaobhacha víreasacha ag trí shuíomh i striatum gach leathsféar inchinn (2 μl in aghaidh an insteallta, 1 min min − 1, 1 min idir instealltaí, sé instealladh san iomlán in aghaidh an francaigh). Ceadaíodh aisghabháil 2 – 3 d ó instealltaí intrastriatal roimh atosú ar mheasúnú tairsí BSR. Leanadh le measúnú laethúil BSR maidir le tairseacha le haghaidh instealltaí 33 d i ndiaidh víris chun a chinntiú gur baineadh amach an t-íos-dhromadh D2R roimh ligean do fhrancaigh rochtain a fháil ar an aiste bia caifitéire. Ní raibh aon difríochtaí idir na tairseacha BSR idir na francaigh Lenti-rialaithe agus Lenti-D2Rsh le linn na 33 d seo (ní thaispeántar na sonraí).

Imdhíonadh.

Maraíodh rataí thart ar 1 h tar éis a rochtana sceidealta rialta ar an aiste bia caifitéire, agus baineadh na brainse amach go tapa. Ullmhaíodh codanna Brain de thiús mm 1 – 2 ag baint úsáide as maitrís inchinne corónach (eatramh slice 1-mm; Plaistigh a hAon) ar bhloc oighir, agus tógadh punches fíochán de dhroim droma (bregma: ~ 2.2 go −0.26 mm). Bailíodh punches fíochán strapach go tapa, reáchtáladh iad agus stóráladh iad ag −80 ° C go dtí go n-úsáidtear iad. Leádh samplaí aonair ar oighir agus comhthiomsaíodh méideanna comhionanna fíochán striatal ar bhonn scoilt mheántréimhseach grúpaí rochtana a bhí ag brath ar mheáchan (francaigh 7-10 in aghaidh na linne). Athchóiríodh fíocháin i maolán RIPA oighir-fuar 500 (Thermo Scientific) ina raibh ortaipéadáit sóidiam, coscairí manglaim phosphatase 1 agus 2 (Sigma-Aldrich), leupeptin agus pepstatin roimh homogenization. Rinneadh líonta fíocháin a fhiuchadh le haghaidh 10 min i maolán samplach agus a luchtú ar ghlóthacha 4 –20% nó 10 Tris-glicín SDS (Invitrogen). Aistríodh próitéin chuig seicní nitrocellulose, bac ar 1 h ag ~ 23-25 ° C (5% bainne tirim neamh-saille agus 0.2 Tween-20 i PBS, pH 7.4), agus gortha i bpríomh-antasubstaint thar oíche ag 4 ° C. Rinneadh na hantasubstaintí príomhúla seo a leanas a chaolú i mbloc-réiteach: monachlónach luch D2R (Santa Cruz, 1: 100) nó monoclonal luch β-actin (Santa Cruz, 1: 200). Cuireadh imoibreoir ECL chemiluminescent isteach tar éis goir leis an sárocsaíd sáile-marcaithe-antasubstaintí tánaisteacha comhchuingeacha (Amersham, 1: 2,000). Rinneadh an fhoirm aibí de D2DR (~ 70 kDa) a bhaineann leis an membrane, 17, a normalú go rialú próitéine-lódála (in-actin; 49 kDa) agus a chainníochtú le densitometry ag baint úsáide as bogearraí NIH Image J.

Anailís imdhíceimiceach.

Rinneadh galair a ainéistéistriú agus a scagadh go trasghearrthach le paraformaldehyde 4% i PBS (pH 7.6). Baineadh na brains, aistríodh iad thar oíche agus stóráladh iad i siúcrós (tuaslagán 30% i PBS, pH 7.4) ar feadh 72 h ar a laghad. Bailíodh rannóga fíochán reoite (tiús 30 μm) ó mhiocróm agus bac (BSA 3%, gnáth serum gabhair agus 5 Triton X-0.3 i PBS) le haghaidh 100 ag ~ 1-23 ° C. Cuireadh na bun-antasubstaintí seo a leanas leis an mbloc-réiteach agus goradh thar oíche iad ag 25 ° C: sicín polyclonal go GFP (Abcam, 4: 1); monoconal coinín go GFAP (Millipore, 1,000: 1); luch monoclonal go NeuN (Millipore, 1,000: 1). Cothaíodh na hailt le hantasubstaintí tánaisteacha fluaraiseach-lí-chomhchuinge ag ~ 1,000-23 ° C: lí frith-sicín-25-nm (Jackson ImmunoResearch, 488: 1), lí frith-choinín – 1,000-nm (Invitrogen, 594: 1 ), agus lí frith-luch-1,000-nm (Invitrogen, 594: 1). Suiteáladh rannóga le meáin gléasta Vectashield ina raibh DAPI (Saotharlanna Veicteoir) agus clúdaithe. Tógadh íomhánna ag baint úsáide as micreascóp fluaraiseachta Olympus BX1000 (cuspóir X XTUMX) nó micreascóp confocal Olympus (× 61 agus cuspóirí x 2).

Nós imeachta um bheathú.

Coinníodh rataí ina n-aonar ar leapachas páipéir (pillíní alfa; Shepherd Specialty Papers) chun cosc ​​a chur ar tháirgí bia a bheith salach le hábhair scaoilte leapacha. Is éard a bhí i réim bia na caifitéire ná bagún, ispíní, cáca cáise, císte punt, frosting agus seacláid, a mheá ina n-aonar sula gcuirfí ar fáil do na francaigh iad. Seachadadh na míreanna bia aiste bia caifitéire i ngabhadáin mhiotail bheaga. Rinneadh na hearraí bia go léir, lena n-áirítear gnáth-chow saotharlainne, a mheá arís nuair a críochnaíodh an seisiún beathaithe. Ríomhadh iontógáil calorrach ó na macronórúir éagsúla ag baint úsáide as an bhfaisnéis chothaithe a chuir an monaróir ar fáil.

Cosc ar iompraíocht bheathúcháin a spreagann cue.

Tharla nósanna imeachta beathaithe i ndlísheomraí oibríochta fuaim-mhaolaithe atá comhionann ó thaobh toisí leo siúd a úsáideadh i dturgnaimh BSR. Cuireadh francaigh isteach i seomra oibrithe agus bhí rochtain acu ar aiste bia an chaifitéire nó an chow ar feadh 30 nóiméad. Seachadadh na táirgí bia i ngabhdáin bheaga miotail. Rinneadh gach earra bia a mheá roimh agus tar éis seisiúin beathaithe, a rinneadh le linn ghnáththréimhse beathaithe na francach. Rinneadh tomhaltas chow a mheas trí thomhaltas millíní chow 45-mg atá comhionann i gcomhdhéanamh le chow a chuirtear ar fáil i gcliabháin bhaile na francach. Ansin ceadaíodh francaigh rochtain 30 nóiméad in aghaidh an lae ar aiste bia an chaifitéire go dtí gur baineadh iontógáil cobhsaí amach (sainmhínítear é mar <éagsúlacht 10% san iontógáil laethúil), a éilíonn 5–7 d. Tar éis iontógáil bia inlasta a chobhsú le linn na tréimhse bunlíne seo, leithdháileadh francaigh i ngach riocht rochtana ar dhá ghrúpa: pionós a ghearradh orthu (iad siúd a fhaigheann turraing chos) agus gan phíonós (gan turraing chos a fháil). Ansin cuireadh francaigh faoi cheithre sheisiún aeroiriúnaithe ar laethanta as a chéile sa seomra oibríochta céanna ina raibh rochtain acu ar an mbia inlasta roimhe seo. Le linn na seisiún aeroiriúnaithe 30 nóiméad cuireadh solas ciú (spreagadh coinníollaithe) i ngníomh ar feadh 10 nóiméad, múchadh é ar feadh 10 nóiméad, agus ansin casadh ar ais é ar feadh 10 nóiméad. Ní bhfuair francaigh phionósacha turraing chos ach nuair a cuireadh an solas leid i láthair (0.5 mA do 1.0 s; 10 spreagadh le ~ eatraimh 1 nóiméad). Bronnadh solas na CUE ar na francaigh neamhphósta ar an mbealach céanna, ach gan turraing chos a sheachadadh. Ar lá na tástála, an lá tar éis an tseisiúin oiriúnaithe dheiridh, fuair francaigh sna grúpaí pionóis turraing chos eatramhach (cúig spreagadh san iomlán) péireáilte le gníomhachtú an tsolais CUE ar feadh 5 nóiméad. Nochtadh na francaigh gan phíonós don solas CUE arís in éagmais turraing chos. Tar éis na tréimhse pionóis 5 nóiméad, tugadh cead do gach francach rochtain a fháil ar an mbia inlasta le haghaidh seisiún 30 nóiméad agus an spreagadh coinníollaithe á ghníomhachtú ó am go chéile (solas ciú 10 nóiméad air, solas leid 10 nóiméad, solas leid 10 nóiméad air).

Anailísí staitistiúla.

Sainmhíníodh tairseacha luacha bunlíne mar mheánluach tairsí don 5 d sular tugadh rochtain ar an aiste bia caifitéire do gach ábhar. Cuireadh tairseacha luaíochta in iúl mar an t-athrú céatadáin ón luach tairsí bunlíne. Rinneadh anailís ar shonraí maidir le céatadán na luachanna tairsí bonnlíne luais, gnóthachain mheáchain, tomhaltais chalraigh, agus tomhaltas calraí ó shaill le hanailís ar athraonadh dhá-fhachtóir, ath-bhearta, le foinse rochtana (slis amháin, rochtain shrianta nó rochtain leathnaithe), foinse calraí ( aiste bia caighdeánach nó caifitéire caighdeánach), víreas (Lenti-control nó Lenti-D2Rsh) agus CUE (péireáilte nó neamhphósta le pionós) mar fhachtóirí agus am idir-ábhair mar an fachtóir laistigh de na hábhair. Nuair ba chuí, rinneadh anailís bhreise ar na príomhéifeachtaí in anailísí na hathraitheachta ag tástálacha iar-bhunaidh Bonferroni. Rinneadh gach anailís staitistiúil trí úsáid a bhaint as bogearraí GraphPad Prism.

tagairtí

tagairtí

Comhfhreagras le:

· Paul J Kenny ([ríomhphost faoi chosaint])