그렐린의 음식 보상 및 섭취 효과의 ​​기초가되는 분기 회로 : 도파민 성 VTA-accumbens 프로젝션은 음식 보상에 대한 그렐린의 영향을 중재하지만 음식 섭취는 그렇지 않습니다 (2013)

신경 약리학. 2013 Oct; 73 : 274-83. doi : 10.1016 / j.neuropharm.2013.06.004. Epub 2013 Jun 14.

Skibicka KP1, 시라 지 RH, 라바 사 - 파피오 C, 알바 레즈 - 크레스포 남, Neuber C, 보겔 H, 딕슨 SL.

추상

비만은 전 세계적으로 유행하는 수준에 도달했으며 과도하고 통제되지 않은 음식 섭취의 기본 메커니즘을 이해하는 것이 시급히 필요합니다. 유일하게 순환하는 식욕억제 호르몬인 그렐린은 음식 보상 행동을 잠재적으로 증가시킵니다. 그렐린을 중변연계 보상 시스템 및 증가된 음식 보상 행동과 연결하는 신경화학적 회로는 여전히 불분명합니다. 여기에서는 그렐린이 음식 보상 및 섭취에 미치는 영향에 VTA-NAc 도파민 신호 전달이 필요한지 여부를 조사합니다. 또한, 우리는 VTA-NAc 도파민 뉴런에 작용하는 내인성 그렐린의 가능성을 조사합니다. 이 차단이 그렐린 유발 음식 보상 행동을 약화시키는지 여부를 조사하기 위해 VTA에 그렐린 미세 주입과 함께 D1 유사 또는 D2 수용체 길항제를 NAc에 주입했습니다. 그렐린의 VTA 주사는 자당으로 유도된 점진적 비율 조작 조건화 및 음식 섭취로 측정한 바와 같이 음식 동기 부여/보상 행동이 크게 증가했습니다. NAc에 D1 유사 또는 D2 수용체 길항제를 전처리하면 그렐린의 보상 효과가 완전히 차단되어 음식 섭취가 그대로 유지됩니다. 우리는 또한 두 길항제 모두 단식(그렐린의 순환 수준이 높은 상태)을 감소시키면서 자당 동기 유발 행동을 증가시키지만 음식 과다증은 감소시키지 않기 때문에 이 회로가 내인성으로 방출된 그렐린의 효과와 잠재적으로 관련이 있음을 발견했습니다. 우리의 데이터를 종합하면 NAc의 D1 유사 및 D2 수용체와 함께 VTA에서 NAc 도파민 성 예측이 음식 보상 행동을 제어하는 ​​그렐린 반응 회로의 필수 요소임을 식별합니다. 흥미로운 결과는 또한 음식 보상 행동과 단순한 음식 섭취가 발산 회로에 의해 제어된다는 것을 시사합니다. 여기서 NAc 도파민은 음식 보상에 중요한 역할을 하지만 음식 섭취에는 중요하지 않습니다.

하이라이트

  • •

  • VTA 내 그렐린은 축적된 D1 및 D2 수용체와 결합합니다.

  • •

  • 음식 부족은 축적된 D1 및 D2 수용체를 통해 음식 보상 행동을 향상시킵니다.

  • •

  • D1 및 D2 조작에 의해 음식 섭취는 영향을받지 않습니다.

  • •

  • 음식 보상 행동과 간단한 음식 섭취는 발산 회로에 의해 제어됩니다.

  • •

  • NAc 도파민은 음식 보상에 중요한 역할을하지만 음식 섭취에는 중요하지 않습니다.

추상

비만은 세계적인 전염병 비율에 도달했으며 과도하고 통제되지 않은식이 섭취의 기제를 이해하는 긴급한 필요성을 창출했습니다. 유일하게 알려진 순환하는 orexigenic 호르몬 인 Ghrelin은 음식 보상 행동을 강력하게 증가시킵니다. 그렐린과 중배엽 보상 체계 및 식품 보상 행동의 증가를 연결하는 신경 화학 회로가 아직 명확하지 않다.

여기에서는 VTA-NAc dopaminergic signaling이 그렐린이 음식 보상과 섭취에 미치는 영향에 대해 알아보기로한다. 또한, 우리는 VTA-NAc 도파민 뉴런에 작용하는 내인성 그렐린의 가능성을 조사한다. D1 유사 또는 D2 수용체 길항제가 그 차단제가 그렐린 유발 식품 보상 행동을 약화시키는 지 여부를 조사하기 위해 VTA 내로 그렐린 미세 주입과 병용하여 NAc에 주사 하였다. 그렐린의 VTA 주사는 자당 유도 프로 그레시브 비율 operant conditioning과 chow 섭취로 측정했을 때 음식 동기 부여 / 보상 행동에서 유의 한 증가를 나타냈다. D1- 유사 또는 D2 수용체 길항제를 NAc로 전처리함으로써 그렐린의 보상 효과가 완전히 차단되어 채소 섭취가 손상되지 않았다. 우리는 또한이 회로가 두 가지 길항제가 금식 (그렐린의 높은 순환 수준의 상태)을 높이고 자당 유발 행동을 증가 시켰지만 차우 과다 분비를 감소시키지 않아 내인성으로 방출 된 그렐린의 효과와 잠재적으로 관련이 있음을 발견했다.

우리의 데이터를 종합하면 NAc의 D1 유사 및 D2 수용체와 함께 NAc 도파민 작용에 대한 VTA를 식품 보상 행동을 제어하는 ​​그렐린 반응 회로의 필수 요소로 식별 할 수 있습니다. 흥미롭게도 결과는 NAc 도파민이 음식 보상에 중요한 역할을하지만 음식 섭취에는 중요한 역할을하지 않는 발산 회로에 의해 음식 보상 행동과 간단한 음식 섭취가 제어된다는 것을 보여줍니다.

  • 그렐린;
  • 음식 동기 부여;
  • 음식 섭취량;
  • 과식;
  • 조작자 컨디셔닝;
  • 도파민;
  • D1;
  • D2

1. 소개

순환 호르몬 그렐린과 그 작용을 통한 신경 회로는 비만과 식욕 조절의 맥락에서 잘 연구되고있다.Skibicka와 Dickson, 2011), 또한이 질병 지역에있는 치료 기회에 의해 동기를 주었다 (Cardona Cano 외, 2012). 그렐린 (Ghrelin)은 순환하는 소화관 펩티드 중에서 음식물 섭취를 증가시키는 점에서 독특합니다Wren et al., 2000, 이누이, 2001, Shintani et al., 2001 및 고지마와 강가와, 2002) 전용 수용체에 의해 중재 된 CNS 효과, GHS-R1A (Salome et al., 2009 및 Skibicka 외, 2011) 특히 "항상성 먹이기"(즉, 에너지 결핍에 연결된 먹이기), 시상 하부 및 뇌간에 관련된 뇌 영역에있는 사람들Melis et al., 2002, Faulconbridge et al., 2003 및 Olszewski et al., 2003). 그러나 최근에 이들 항상성 영역 밖의 그렐린에 대한 역할이 나타났다. GHS-R1A는 중배엽 보상 시스템의 핵심 노드 인 VTA (ventral tegmental area) 및 NAc (accumbens nuclei)와 같은 영역에도 존재합니다 (Zigman et al., 2006 및 Skibicka 외, 2011), "쾌락 먹이기"(예 : 보람있는 특성에 결합 된 음식 섭취)와 관련되어있는 인센티브 동기 행동과 관련된 영역. 그렐린은이 두 장소에서식이 섭취를 유도 할 수 있으며이 효과는 식품의 인센티브와 동기 부여 보상 가치를 높이기위한 행동과 관련이 있습니다 (Naleid et al., 2005, Abizaid et al., 2006 및 Skibicka 외, 2011). 따라서 완전히 포화 된 쥐나 생쥐에서, 그렐린은 말초에 또는 중앙에 (VTA에 직접 포함) 적용되면 음식 섭취가 증가하고 식량 보상 행동Naleid et al., 2005, Perello et al., 2010, Skibicka 외, 2011 및 Skibicka 외, 2012b)는 예를 들어 점진적인 비율 operant schedule에서 설탕 보상에 대한 lever-pressing을 증가시킴으로써 반영됩니다. 이 조치는 음식뿐만 아니라 알코올 및 마약 남용에 대한 보상 행동을 향상시키기 위해 중 간 변이 보상 제도 내에서 그렐린에 대한 새로운 역할을 반영합니다 (Dickson et al., 2011). 중요한 것은식이 요법에 대한 그렐린의 효과가 포만감 신호를 과도하게 뛰어 넘는 이유이다. 그렐린은 포화 된 동물의 음식 보상 행동을 식량이 박탈 된 쥐에서 발견되는 수준과 비교할 만하다. 더욱이, 그렐린 신호의 봉쇄는 전신적으로뿐만 아니라 선택적으로 VTA 내에서 (Skibicka 외, 2011), 음식 보상 행동의 강력한 억압 결과는 음식 보상에서 그렐린 신호의 중요성과 필요성을 강조한다.

VTA 수준의 그렐린 작용은 음식물 섭취와 행동 동기를 유발하는데 충분하며, GHS-R1A를 통한 신호 전달이 필요한 것으로 보인다 (Abizaid et al., 2006 및 Skibicka 외, 2011). 놀랍게도 VTA에서 그렐린의 보상 촉진 활동의 다운 스트림 회로는 대부분 해결되지 않은 상태로 남아 있습니다. VTA 내에서 그렐린은 오피오이드, NPY 및 GABAergic 신호 (Abizaid et al., 2006 및 Skibicka 외, 2012a). 그럼에도 불구하고 이전에 그렐린 수용체를 발현하는 것으로 보이는 VTA 도파민 뉴런 (Abizaid et al., 2006), 그렐린이 음식 보상에 미치는 영향에 대한 최종 VTA 목표가 될 수 있습니다. 맛있고 보람있는 음식은 NAc와 같은 일부 CNS 영역에서 VTA 도파민 뉴런과 도파민 신호에 관여하여 음식 보상 행동을 자극합니다 (Hernandez and Hoebel, 1988 및 Joseph and Hodges, 1990). 그러나 도파민 방출이 음식에 대한 동기 부여 된 행동과 강하게 연계되어 있음에도 불구하고 도파민이 기아로 죽을 수없는 생쥐와 같은 기본적인 먹이를 먹는 것이 필요하다는 점에 유의해야합니다 (Cannon et al., 2004). 그렐린과 도파민 사이의 기능적 연관성은 그렐린이 VTA 도파민 뉴런 활동에 미치는 영향과 그렐린이 음식 보상에 미치는 영향에 온전한 VTA 도파민 성 뉴런이 필요하다는 사실에 의해 제안됩니다.Abizaid et al., 2006 및 Weinberg et al., 2011). 그러나 VTA 도파민 뉴런은 여러 사이트에 영향을 미치며 NAc의 도파민 신호가 그람 음성이 음식 동기 유발 행동에 미치는 VTA 유도 효과가 필요한지 여부는 완전히 밝혀지지 않았습니다. 또한, 그렐린은 음식 섭취 또는 동기 유발 이외의 행동 조절에 관여한다. 즉, 노화 추구 (NAV)에서 도파민 방출과 관련이있는 신규성 추구Bardo et al., 1996 및 Hansson 외, 2012).

본 연구에서, 우리는 그레 렐이 음식 동기 유발 행동 및 / 또는 음식 섭취에 VTA 수준에서 미치는 영향이 NAc에서 도파민 수용체 신호 전달을 필요로한다는 가설을 시험했다. 이를 위해, VTA ghrelin에 의해 유도 된 음식 섭취와 음식 동기 행동은 동시에 NAc 도파민 신호 차단과 함께 자당 패러다임의 레버 누름 진행률에서 평가되었습니다. 별도의 연구에서 우리는 수용체와 도파민 1 수용체 (D1)와 같은 도파민 2 (D2)의 개별 기여를 테스트했습니다. 또한 NAc 도파민 신호에 대한 내인성 그렐린의 기여도를 조사하기 위해 도파민 수용체가 음식 보상 행동의 기아 유발 강화에 역할을하는지 여부를 결정했다. 마지막으로, NAc 도파민 신호 전달에서 내인성으로 증가 된 그렐린의 분자 결과를 평가하기 위해 NAc 도파민 수용체와 효소의 mRNA 발현에 대한 기아 / 식욕 부진의 영향을 결정했다.

2. 재료 및 방법

동물: 성인 수컷 Sprague-Dawley 쥐 (200–250g, Charles River, Germany)를 12 시간의 명암주기 (오전 6시에 켜짐)에 보관하고 일반 사료와 물을 제공했습니다. 광고 무제한 그들의 가정 감금소에서. 모든 동물의 처치는 Gothenburg Institutional Animal Care and Use Committee 지침에 따라 윤리적으로 허가되었습니다.

수술실: 행동 연구의 모든 쥐에 가이드 캐뉼라 (26 게이지; Plastics One, Roanoke, VA)를 이식하여 VTA 및 NAc 쉘을 대상으로 후속 일측, 동측 주사를 맞았습니다. 케타민 마취가 사용되었습니다. 캐뉼라는 표적 부위보다 1.5mm 위에 배치되었고, 미세 주입에는 가이드 캐뉼라에서 1.5mm 연장 된 주입기가 사용되었습니다. VTA를 대상으로하기 위해 다음 좌표가 선택되었습니다. Skibicka et al. (2011): 중앙선에서 ± 0.75, 브레 그마 뒤쪽 5.7mm, 두개골 표면에서 6.5mm 복부, 인젝터는 두개골에서 배쪽 8.0mm를 목표로합니다. NAc 쉘의 경우 다음 좌표가 사용되었습니다. Quarta et al. (2009): 중앙선에서 ± 0.75, 브레 그마 앞 1.7mm, 복부에서 두개골 6.0mm, 인젝터는 복부 7.5mm를 목표로 함). 캐뉼라를 치과 용 아크릴 시멘트와 보석상 나사로 두개골에 부착하고 이전에 설명한대로 폐쇄기로 닫았습니다 (Skibicka 외, 2009). 모든 쥐에서, VTA 및 NAc 모두에 대한 미세 주입 부위는 연구 전반에 걸쳐 사용 된 동일한 미세 주입 부피 (0.5μl)에서 인도 잉크의 미세 주입에 의해 사후 확인되었습니다. 올바른 배치 (그림 2)가 데이터 분석에 포함되었습니다.

  • 원본 크기 이미지 (48 K)
  • 그림 1.  

    다른 실험 설계를 나타내는 다이어그램을 활용했습니다. Schedule 1는 다음 자료를 얻기 위해 사용되었습니다. 무화과. 삼 및 4. Schedule 2는 다음 자료를 얻기 위해 사용되었습니다. 그림 5 에 표시된 데이터에 대해 3을 예약하십시오. 무화과. 삼 및 7. 실선의 회색 상자는 측정 값이 수집 된 기간을 나타냅니다.

  • 원본 크기 이미지 (77 K)
  • 그림 2.  

    대표적인 NAc (A) 및 VTA (B) 주사 부위 (원으로 표시). 오른쪽 패널은 연구에 사용 된 0.5 μl 부피로 VTA 또는 NAc 쉘 (NAcS)에 미세 주입 된 인도 잉크와 함께 관상 쥐 뇌 섹션을 나타냅니다. 왼쪽 패널은 NAc의 경우 브레 그마보다 앞쪽에 2.16mm, VTA의 경우 브레 그마 뒤쪽에 5.64mm에 해당하는 랫트 뇌 아틀라스 섹션을 보여줍니다. Aq, aquaduct; cc, corpus collosum; CPu, 꼬리 및 푸 타멘; LV, 측 심실; NAcC, NAc 코어; SN, 흑질 (substantia nigra).

2.1. 작업자 컨디셔닝 절차

작동 컨디셔닝 실험은 쥐 작동 컨디셔닝 챔버 (30.5 x 24.1 x 21.0 cm; Med-Associates, Georgia, VT, USA)에서 수행되었습니다. 작동 조건화에 사용 된 훈련 절차는 이전 연구에서 채택되었습니다 (la Fleur et al., 2007 및 Hansson 외, 2012). 자당에 대한 조작 훈련을 용이하게하기 위해, 모든 쥐는 가벼운 음식 제한을 받았으며 그 동안 초기 체중이 90 주일 동안 점차적으로 45 %로 감소했습니다. 조작 상자에 배치하기 전에, 쥐를 집 케이지 환경에서 적어도 두 번에 걸쳐 수 크로스 펠릿 (1mg 수 크로스 펠릿; 테스트 다이어트, 미국 인디애나 주 리치몬드)에 노출시켰다. 다음으로, 쥐는 고정 비율 FR2 일정에 따라 1 일 30 회 세션으로 자당 펠릿에 대한 레버 프레스를 배웠습니다. FR50에서는 활성 레버를 한 번만 누르면 하나의 자당 펠릿이 전달되었습니다. 모든 FR 세션은 50 분 동안 또는 쥐가 5 개의 펠릿을 얻을 때까지 지속되었습니다. 대부분의 쥐는 7-1 일 후에 세션 기준으로 3 개의 펠릿을 달성했습니다. 비활성 레버의 프레스가 기록되었지만 프로그래밍 된 결과는 없었습니다. FR5 일정 세션에 이어 FR3 및 FR5 (즉, 펠릿 당 프레스 5 개 및 5 개)가 이어졌습니다. FR0.2 일정 뒤에는 쥐가 보상을 받기 위해 기꺼이 투입 할 작업량을 결정하기 위해 다음 보상에 대해 보상 비용이 점진적으로 증가하는 프로그레시브 비율 (PR) 일정이 뒤따 랐습니다. 다음 방정식에 따라 응답 요구 사항이 증가했습니다. 응답 비율 = (5e (1 × 주입 횟수)) – 2 시리즈를 통해 4, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50, 62, 77 , 95, 118, 145, 178, 219, 268, 328, 60, 15. PR 세션은 쥐가 5 분 이내에 보상을받지 못했을 때 종료되었습니다. 세션 당 획득 한 음식 펠릿의 수가 1 회 연속 세션 동안 1 % 이상 차이가 나지 않았을 때 반응이 안정적인 것으로 간주되었습니다. 대부분의 경우 XNUMX 세션 이내에 응답이 안정화되었습니다. 해당 시간 동안 필요한 기준에 도달하지 못한 쥐는 추가 세션에서 훈련되었습니다. PR 테스트는 XNUMX 회 / 일로 진행되었습니다. 그 후 쥐를 XNUMX 시간의 사료 섭취량 측정을 위해 집 케이지로 옮겼습니다. 훈련이 끝날 때와 수술 및 테스트 전에 쥐는 광고 무제한 일반 chow에 대한 액세스.

2.2. 약제

아 실화 된 랫트 그렐린 (Tocris, Bristol, UK)을 비히클 (및 대조군)로서 인공 뇌척수액 (aCSF)과 함께 1.0 μg의 용량으로 VTA에 투여 하였다. 1.0 μg 용량의 그렐린은 이전에 당에 대한 조작 반응을 증가시키고 VTA에 전달 될 때 오 렉시 제닉 반응을 유도하는 것으로 나타났습니다 (Naleid et al., 2005 및 Skibicka 외, 2011). D1 유사 수용체 길항제 인 SCH-23390은 비히클 (대조군)로서 aCSF를 사용하여 0.3μg (Tocris)의 용량으로 NAc에 투여되었습니다. 음식 부족 연구의 경우 원래 0.5μg 용량의 효과가 부족하여 용량을 0.3μg로 늘 렸습니다. SCH-23390은 D1 유사 도파민 수용체와 D1000 유사 도파민 수용체에 대해> 1 배 친 화성을 갖는 D2 유사 도파민 수용체의 강력하고 선택적 길항제입니다 (Barnett 등, 1986). 그것은 D1 및 D5 수용체에 대해 유사한 친화도를 갖는다 (Barnett 등, 1992) 따라서 연구 전반에 걸쳐 D1 및 D1 수용체를 모두 포함하는 용어 인 D5 유사 수용체를 차단하는 능력을 언급 할 것입니다. SCH-0.3의 초기 23390μg 용량은 (Grimm et al., 2011). NAc의 껍질에 주입 된이 용량은 비활성 레버에서 성능에 영향을주지 않고 이전에 자당 용액의 전달에 쌍을 이룬 신호에 대한 레버 누르기를 줄이는 데 효과적인 것으로 나타났습니다. 도파민 D2 수용체 길항제 인 eticlopride hydrochloride (Tocris)는 비히클 (대조군)로서 aCSF와 함께 NAc에 투여되었습니다. 선택된 eticlopride의 초기 용량 (1.0 μg)은 (Laviolette et al., 2008) 그러나 음식 부족 연구에서 1.5 μg으로 증가했습니다. 모든 약물은 0.5μl 부피의 aCSF로 전달되었습니다.

2.3. 실험적 설계

모든 래트는 라이트 사이클 초기에 NAc 및 VTA 지시 주사를 받았으며, 두 번째 주사는 작동 테스트 시작 전 10 분에 받았습니다. 모든 조건을 최소 48 시간으로 분리하고 균형 잡힌 방식으로 실행하여 각 쥐가 NAc에 대한 첫 번째 비히클 또는 도파민 수용체 길항제를받은 다음 10 분 후 VTA에 대한 비히클 또는 그렐린을 모두 수신했습니다. 각 래트에 대해 동측 VTA 및 NAc가 표적화되었습니다. 각 실험에 대한 자세한 내용은 그림 1.

2.3.1. 그렐린 유도 된 음식 보상 및 초식 섭취에 대한 D1- 유사 수용체 차단 효과

응답은 대상 VTA 및 NAc (n = 12-14) 다음과 같은 1 가지 조건 후 약물 전달 : 2) 제어 조건 (NAc 및 VTA에 대한 차량 솔루션), 1.0) NAc 비히클 + VTA 3 μg 그렐린, 0.3) NAc 23390 μg SCH-4 + VTA 비히클, 0.3 ) NAc 23390μg SCH-1.0 + VTA 120μg 그렐린. 테스트는 포화 상태에서 수행되었습니다 (먹이의 암흑주기 이후). 실험 일에 쥐를 1 분의 조작 테스트 후 집 케이지로 되돌리고 집 케이지 환경에서 1 시간 동안 차우 섭취를 측정했습니다 (스케줄 XNUMX에서와 같이, 그림 1). 이 시점은 VTA 그렐린 주입 후 3 시간 째에 해당하며, 그 동안 orexigenic 반응은 그렐린 작용의 시간 경과를 탐구하는 이전의 연구를 기반으로 계속 진행될 것으로 기대된다. Wren et al., 2000 및 Faulconbridge et al., 2003)와 유사한 실험 설정을 활용 한 이전 연구가 있습니다.

2.3.2. 그렐린에 의한 식음료 섭취 및 식습관 섭취에 대한 D2 수용체 차단 효과

응답은 대상 VTA 및 NAc (n = 7) 다음과 같은 1 가지 조건에서의 약물 전달 : 2) 제어 조건 (NAc 및 VTA에 대한 차량 솔루션), 1.0) NAc 비히클 + VTA 3 μg 그렐린, 1) NAc 4 μg 에티 클로라이드 하이드로 클로라이드 + VTA 비히클, 1) NAc 1.0 μg 에티 클로라이드 염산염 + VTA 120 μg 그렐린. 테스트는 포화 상태에서 수행되었습니다 (먹이의 암흑주기 이후). 1 분의 조작 테스트 후 쥐를 집 케이지로 되돌리고 집 케이지 환경에서 1 시간 동안 차우 섭취를 측정했습니다 (스케줄 XNUMX에서와 같이, 그림 1) 차우 펠릿의 지연된 배치 (2 시간 후) 후에도 그렐린 매개 오 렉시 제닉 효과가 여전히 존재하기 때문입니다.

2.3.3. 그렐린 유발식이 섭취량에 대한 D1-like 및 D2 수용체 봉쇄 (별개 또는 복합) 효과

이전 실험에서 차우 섭취에 대해 얻은 결과가 작동 패러다임에서 자당에 대한 이전 노출 또는 2 시간 지연에 의해 혼동되지 않았 음을 확인하기 위해 별도의 연구에서 NAc 전달의 영향을 조사했습니다. 두 개의 도파민 수용체 길항제를 단독으로 또는 VTA 그렐린으로 유도 된 2 시간 및 3 시간 동안 포만감이있는 쥐에서 음식물 섭취 (n = 10-11; 일정 2에서와 같이 그림 1). 이 경우 쥐는 사료 측정 전에 작동 조절 패러다임에 노출되지 않았습니다. 따라서, 음식 섭취량은 다음과 같은 네 가지 조건 후 표적 VTA 및 NAc 약물 전달 후 측정되었습니다 .1) 제어 조건 (NAc 및 VTA에 대한 차량 용액), 2) NAc 비히클 + VTA 1.0 μg 그렐린, 3) NAc 도파민 수용체 길항제 + VTA 비히클, 4) NAc 도파민 수용체 길항제 + VTA 1.0 μg 그렐린. 먼저 우리는 조건 3과 4에서 한 그룹의 쥐가 0.3 μg SCH-23390을 받고 다른 그룹은 1 μg eticlopride hydrochloride를 받도록 두 개의 도파민 수용체 길항제를 별도로 조사했습니다. 3 일 동안 회복 된 후, 각 그룹에서 약 절반의 쥐가 재검사되었으며, 이번에는 조건 3과 4에서 두 길항제의 조합으로 재검사되었습니다.이 3 가지 실험 각각에서 이전과 같이 처리 사이에 균형 잡힌 디자인이 사용되었습니다 (모두 쥐는 효과의 대상 내 비교를 위해 각 실험에서 모든 조건을 받았습니다. 캐뉼라의 위치는 이전과 같이 사후 검증되었습니다. 표시된 데이터에는 VTA 및 NAc에 도달하는 것으로 확인 된 주사 배치가있는 쥐만 포함됩니다.

2.3.4. D1-like와 D2 수용체 봉쇄가 음식물 섭취에 의해 유발 된 음식 보상과 음식 섭취에 미치는 영향

도파민 수용체 길항제를 2 상이한 실험에서 시험 하였다. 첫 번째 실험에서, 반응은 목표 NAc (n = 20) 비히클 또는 D1 유사 수용체 길항제 (0.5 μg SCH-23390)의 전달. 테스트는 단식 상태에서 수행되었습니다 (어두운주기 기간 동안 음식을 제한 한 후). 두 번째 실험에서는 표적 NAc (n = 7) 비히클 또는 1.5 μg NAc 에티 클로라이드 염산염의 전달. 검사는 단식 상태에서 수행되었습니다 (암주기 기간 동안 음식을 제한 한 후; 스케줄 3에 설명 된대로, 그림 1).

2.3.5. NAc에서의 도파민 관련 유전자 발현의 식품 박탈 유발 변화

NAc에서 주요 도파민 관련 유전자 [도파민 수용체 인 D1A, D2, D3, D5, 카테 콜 -O- 메틸 전이 효소 (COMT), 모노 아민 산화 효소 A (MAO)]의 유전자 발현 변화가 식품 섭취에 의해 결정되었다.

2.3.6. RNA 분리 및 mRNA 발현

뇌를 신속하게 제거하고 NAc를 뇌 매트릭스를 사용하여 해부하고, 액체 질소에서 동결하고 나중에 mRNA 발현을 측정하기 위해 -80 ° C에 보관했습니다. 개별 뇌 샘플을 Tissue Lyser (Qiagen)를 사용하여 Qiazol (Qiagen, Hilden, Germany)에서 균질화했습니다. 총 RNA는 RNeasy Lipid Tissue Mini Kit (Qiagen)와 추가 DNAse 처리 (Qiagen)를 사용하여 추출되었습니다. RNA 품질 및 양은 분광 광도 측정 (Nanodrop 1000, NanoDrop Technologies, USA)에 의해 평가되었습니다. cDNA 합성을 위해 iScript cDNA 합성 키트 (BioRad)를 사용했습니다. TaqMan을 사용하여 실시간 RT PCR을 수행했습니다.® 온라인 카탈로그 (Applied Biosystems)에서 선택한 표적 유전자에 대한 프로브 및 프라이머 세트. 유전자 발현 값은 Ct 방법 ( Livak and Schmittgen, 2001), 여기서 광고 무제한 피딩 그룹은 캘리브레이터로 지정되었습니다. Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)를 대조 유전자로 사용 하였다.

2.3.7. 통계 분석

모든 행동 매개 변수는 반복 측정 분석 분산 분석 (ANOVA) 다음에 사후 적절한 또는 학생의 Tukey HSD 테스트 t 테스트는 두 가지 조건 만 비교했습니다. 모든 통계 분석은 GraphPad 소프트웨어를 사용하여 수행되었습니다. 차이점은 p <0.05.

3. 결과

3.1. VTA ghrelin에 의해 유도 된 음식 보상과 chow 섭취에 대한 D1-like receptor blockade (NAc)의 효과

D1 유사 수용체에서의 활성이 VTA ghrelin에 의해 유도 된 음식 보상 행동의 증가에 필수적인지를 결정하기 위해, 수 크로스에 반응하는 그렐린 유도 오페란 트에 대한 D1 유사 길항제 (SCH-23390)에 의한 전처리의 영향을 시험 하였다. 일원 분산 분석을 따른 post hoc Tukey 테스트 (F(3,33) = 11.1, p <0.0005; F(3,33) = 3.7, p <0.01; F(3,39) = 3.6, p <0.05 보상, 활성 레버 및 차우에 대해 각각) 그렐린이 획득 한 보상 수를 증가시키는 상당한 효과를 나타냄 (p <0.0005; 그림 3A), 활성 레버 누름 횟수 (p <0.05; 그림 3B), 채식 섭취량 (p <0.05; 그림 3기음). 보상과 관련된 행동 매개 변수, 보상 및 액티브 레버 프레스는 SCH-23390 전처리에 의해 분명히 차단되었습니다 ( 그림 3A, B). 비활성 레버에서의 활성은 경미하였으며, 상이한 처리 그룹간에 유의미한 차이는 없었다 ( 그림 3B) 치료가 비특이적 인 목적에 따라 지시 된 활동 변화를 일으키지 않음을 시사한다. 그렐린을 VTA에 미세 주입 한 후 관찰 된 과식 성 과식 증은 SCH-23390 전처리에 의해 변형되지 않았다 ( 그림 3씨). 이 데이터는 NAc 껍질의 도파민 및 D1 유사 수용체가 그렐린의 하류이며 VTA 투여 그렐린이 음식 보상 행동에 미치는 영향을 발휘하는 데 필요하다는 것을 보여줍니다. 그러나 그렐린이 차우 섭취량을 늘리는 데 필수적인 것은 아닙니다. SCH-23390을 사용한 NAc 치료는 효과가 없었습니다. 그것 자체로 음식 또는 채소 섭취에 반응하는 operant 중 하나 그림 3).

  • 원본 크기 이미지 (37 K)
  • 그림 3.  

    Intra-NAc 쉘 D1 수용체 차단이 Intra-VTA 그렐린 유도 음식 보상 행동 및 chow hyperphagia에 미치는 영향. D1 유사 수용체 길항제 인 SCH-23390을 사용한 전처리는 그렐린이 유발 한 자당 보상 증가 (A)와 활성 레버 프레스 수 (검은 색 막대)를 완전히 차단 한 반면 비활성 레버 (회색 막대)의 활동은 치료 (B)의 영향을받지 않습니다. Intra-VTA ghrelin hyperphagia는 D1 수용체의 NAc 쉘 선택적 차단에 의해 약화되지 않았습니다 (C). 값은 평균 + SE로 표시됩니다. n = 12-14. *p <0.05, ***p <0.005.

3.2. VTA ghrelin에 의해 유발 된 음식 보상 및 섭취량에 대한 D2 봉쇄 (NAc)의 효과

D2s에서의 활동이 VTA ghrelin에 의해 유도 된 음식 보상 행동의 발현에 필요한지 여부를 결정하기 위해, 그라스린에 의해 유발 된 수 크로스 작용제 행동의 증가에 대한 선택적 D2 길항제 (에 티 클로 프리드 하이드로 클로라이드)에 의한 전처리의 영향을 테스트 하였다. 한 가지 방법 ANOVA가 약물 치료의 유의 한 효과를 입증했습니다 (F(3,18) = 9.5, p <0.0005; F(3,18) = 8.1, p <0.001; F(3,39) = 3.8, p <보상, 활성 레버 및 차우에 대해 각각 0.05). 사후 Tukey 테스트에서 획득 한 보상이 크게 증가한 것으로 나타났습니다 (p <0.01; 그림 4A) 및 활성 레버 프레스 (p <0.01; 그림 4B) 그렐린 치료 후 eticlopride 전처리로 차단되었다. 비활성 레버에서의 활성은 경미하였으며, 상이한 처리 그룹간에 유의미한 차이는 없었다 ( 그림 4비). operant 반응 데이터와는 대조적으로, eticlopride 전처리는 ghrelin에 의한 chow 섭취 증가를 변화시키지 않았다 (p <0.05; 그림 4씨). 이 조합 연구에서 상호 작용은 획득 한 보상에서 전처리 × 그렐린 간의 양방향 ANOVA에 의해 확인되었습니다. F(1,24) = 4.8, p <0.05; 활성 레버 프레스 : F(1,24) = 4.7, p <0.05이지만 차우 섭취는 아닙니다. 따라서 D2 수용체는 그렐린에 의해 보상 관련 행동의 변화를 유도하기 위해 활용 될 수 있지만 차우 소비는 아닙니다.

  • 원본 크기 이미지 (39 K)
  • 그림 4.  

    Intra-NAc 쉘 D2 수용체 차단이 Intra-VTA 그렐린 유도 음식 보상 행동 및 chow hyperphagia에 미치는 영향. D2 수용체 길항제 인 eticlopride hydrochloride (ETC)를 사용한 전처리는 그렐린에 의한 자당 보상 증가 (A), 활성 레버 프레스 수 (검은 색 막대)를 폐지 한 반면 비활성 레버 (회색 막대)의 활동은 그렇지 않았습니다. 치료 (B)의 영향을받습니다. 대조적으로, intra-VTA 그렐린 과식증은 D2 수용체의 NAc 쉘 선택적 차단에 의해 약화되지 않았다 (C). 값은 평균 + SE로 표시됩니다. n = 7. *p <0.05, **p <0.01.

3.3. VTA ghrelin에 의한 chow 섭취에 대한 D1-like 및 / 또는 D2 receptor blockade (NAc)의 효과

사료 공급에 대한 두 도파민 길항제의 효과 부족에 대한 추가 검증을 찾기 위해 이번 연구를 반복했는데 이번에는 조작 조건화 패러다임에 노출되지 않은 쥐를 대상으로했습니다. 이 검증 연구는 VTA 그렐린에 의한 음식 섭취에 대한 NAc에 대한 D1 유사 및 D2 수용체 길항제의 공동 전달 효과를 조사한 세 번째 테스트를 포함하도록 확장되었습니다. 차우 섭취는 주사 후 2 시간에 VTA 그렐린에 의해 유의하게 증가했습니다 (편도 ANOVA : F(3,30) = 6.4, p <0.005 및 F(3,27) = 9.0, p <0.0005 D1 및 D2 수용체 연구에 대해 각각) 그리고 이것은 D1과 같은 전처리에 의해 영향을받지 않았습니다 ( 그림 5A) 또는 D2 수용체 길항제 ( 그림 5비). 두 도파민 수용체 길항제의 결합 된 효과를 조사한 최종 테스트에서 우리는 3 시간 시점까지 VTA 그렐린의 유의 한 효과를 감지 할 수 없었으며, 아마도이 연구에 필요한 삼중 실질 주사의 영향을 반영했을 것입니다. 일원 분산 분석은 치료의 상당한 효과를 나타냅니다 (F(3,30) = 9.6, p <0.0005). VTA 그렐린 전달 후 음식 섭취는 3 시간 시점에서 중요성에 도달했지만, 이는 NAc에 대한 도파민 수용체 길항제의 공동 적용에 의해 다시 억제되지 않았습니다. 그림 5기음). 도파민 수용체 길항제와 NAc의 병용 투여는 효과가 없음을 주목한다 그것 자체로 음식물 섭취량.

  • 원본 크기 이미지 (48 K)
  • 그림 5.  

    사전 조작 훈련이나 수 크로스 노출없이 쥐에서 내 VTA 그렐린 유도 된 차우 과식에 대한 NAC 내 껍질 도파민 수용체 차단의 효과. 주사 후 2 시간에 측정 된 VTA 그렐린 유도 과식증은 (A) D1 유사 수용체 길항제, SCH-23390 (SCH) 또는 (B) D2 수용체 길항제, 에틱 클로라이드 염산염 ( 기타). (C)에서, 3 시간 시점에서 측정 된 그렐린에 의해 유도 된 chow hyperphagia는 두 길항제의 NAc 공동 투여에 의해 억제되지 않았다. 값은 평균 + SE로 표시됩니다. n = 10-11. *p <0.05, **p <0.01.

3.4. D1-like와 D2 수용체 봉쇄가 음식물 섭취에 의해 유발 된 음식 보상과 음식 섭취에 미치는 영향

음식 부족은 조작 반응과 1 시간 차우 섭취를 모두 증가시킵니다. 쥐는 배 고플 때 활성 레버를 거의 1 배, XNUMX 시간 측정 지점에서 XNUMX ~ XNUMX 배 더 많이 눌렀습니다 (차량 상태 비교 무화과. 삼 및 4). NAc 껍질에있는 D1 유사 수용체의 봉쇄는 얻은 음식 보상의 감소로 평가했을 때 음식 보상 행동의 음식 부족으로 인한 상승을 크게 줄였습니다 (p <0.01; 그림 6A) 및 액티브 레버 프레스의 감소 (p <0.01; 그림 6비). 이 치료는 식욕 박탈에 의한 음식 섭취에 유의 한 영향을 미치지 않았다 ( 그림 6기음). NAn 껍질에 D2 길항제를 주입하면 식량 보급으로 인한 식량 보상 행동의 상승을 현저하게 감소시켰다.p <0.01; 그림 7에이). 모든 쥐가 NAc에서 D2 봉쇄 후 활성 레버를 누르면 그 효과는 추세를 나타 냈습니다 (p = 0.08; 그림 7B) 레버 누름의 높은 기준 변동성 (표준 오류 = 차량의 경우 86, 약물 상태의 경우 41, 차량의 활성 레버 누름의 범위는 57 번에서 707 번까지) 때문일 수 있습니다. 데이터 세트에서 응답이 가장 높은 쥐를 제거하면 p = 0.001. 특히 제거 된 쥐는 비히클에 707 번, 약물에 303 번만 눌러서 전체적인 결론을 뒷받침합니다. 도파민 수용체 길항제는 비활성 레버를 눌러 레버를 변경하지 않았습니다. 차우 섭취량은 NAc의 D2 봉쇄에 의해 변경되지 않았습니다. 그림 7기음).

  • 원본 크기 이미지 (29 K)
  • 그림 6.  

    NAC 내 껍질 D1 수용체 차단이 음식 부족으로 인한 음식 보상 행동 및 차우 과식증에 미치는 영향. D1 수용체 길항제 인 SCH-23390을 사용한 전처리는 음식 부족으로 인한 자당 보상 증가 (A)와 활성 레버 프레스 수를 약화 시켰으며 비활성 레버에서의 활동은 어떤 처리에도 영향을받지 않았습니다 (B). . Chow hyperphagia는 D1 수용체의 NAc 껍질 선택적 차단에 의해 약화되지 않았습니다. 값은 평균 + SE로 표시됩니다. n = 20. **p <0.01.

  • 원본 크기 이미지 (30 K)
  • 그림 7.  

    NAC 내 껍질 D2 수용체 차단이 음식 부족으로 인한 음식 보상 행동 및 차우 과식증에 미치는 영향. D2 수용체 길항제 인 eticlopride hydrochloride (ETC)를 사용한 전처리는 음식 부족으로 인한 자당 보상 증가를 줄였으며 (A), 활성 레버 프레스 (B)의 수를 감소시키는 경향이있었습니다. 비활성 레버의 활동은 처리 (B)의 영향을받지 않았습니다. Chow hyperphagia는 D2 수용체의 NAc 껍질 선택적 차단에 의해 약화되지 않았습니다 (C). 값은 평균 + SE로 표시됩니다. n = 7. **p <0.01.

3.5. NAc에서의 도파민 관련 유전자 발현의 식품 박탈 유발 변화

밤새 단식은 NAc에서 여러 도파민 관련 유전자의 mRNA 발현에 유의 한 영향을 미쳤다. 도파민 수용체 D2 mRNA의 발현은 도파민 수용체 D5 mRNA가 상승하는 동안 유의하게 감소되었다. 도파민 수용체 D1, D3, COMT 및 MAO mRNA는 밤새 단식 (그림 8). D1 및 D2 수용체는 뇌에서 가장 풍부한 도파민 수용체로 간주되는 반면, CNS의 D3 및 D5 존재는 훨씬 제한적입니다. 따라서 우리는 D5 수용체의 측쇄의 mRNA 수준을 D1과 비교하여 2 %에 도달했다. 유사한 관계가 D3 및 D2에 대해 검출되었다 (데이터는 나타내지 않음). 따라서 우리는 NAc 내에서 도파민 수용체 mRNA의 대부분이 D1 및 D2 수용체의 mRNA로 구성되는 반면 D3 및 D5 수용체는 NAc에서 검출되는 전체 도파민 수용체 mRNA의 작은 부분만을 나타내는 것을 확인했다.

  • 원본 크기 이미지 (21 K)
  • 그림 8.  

    Nucleus accumbens 도파민 신호 관련 유전자 발현은 음식 제한 후 감지됩니다. 값은 평균 + SE로 표시됩니다. *p <0.05.

4. 토론

현재 연구의 주요 결과는 NAc 껍질의 도파민 신호 전달이 그렐린이 식품 보상에 미치는 영향의 필수 하류 매개자임을 나타냅니다. 결과는 NAc 껍질의 D1과 D2 수용체가 그렐린 활성화 회로의 핵심 구성 요소이며 VTA가 적용된 그렐린이 음식 보상 행동에 영향을 미치는 데 필수적이라는 것을 나타냅니다. 그러나 NAc (껍질)의 D1 유사 및 D2 수용체 신호는 그렐린이 차우 섭취를 증가시키는 능력에 필수적인 것은 아닙니다. 이 데이터는 음식 강화와 음식 섭취를 조절하는 그렐린에 대한 신경 표적의 차이를 시사합니다. 마지막으로 우리의 연구 결과는 배고픔 상태에서 순환하는 그렐린 수준이 상승 할 때 NAc의 도파민 신호가 증가 된 음식 보상 행동에 필요하기 때문에이 회로가 내인성 그렐린에 의해 관여한다는 것을 나타냅니다.

놀랍게도 그렐린은 도파민 계통에 영향을 미친다는 것이 분명하지만 (Abizaid et al., 2006, Jerlhag et al., 2007, Kawahara et al., 2009 및 Weinberg et al., 2011), 이것은 음식 보상에 대한 그렐린의 효과가 NAc 도파민 수용체 신호 (이 경우 D1- 유사 및 D2 신호)를 필요로한다는 것을 입증 한 최초의 연구입니다. 식욕 조절과 관련된 다른 호르몬이나 신경 펩타이드가 최근 중변 연계 도파민 시스템과 다소 예상치 못한 관계를 갖는 것으로 나타났기 때문에 이것은 중요한 질문으로 나타났습니다. 예를 들어 그렐린과 같은 렙틴은 VTA의 도파민 뉴런에 수용체를 가지고 있습니다. 그러나 이러한 렙틴에 민감한 도파민 성 뉴런의 대부분은 선조체로 투사하지 않고 대신 편도체를 자극합니다 (Hommel et al., 2006 및 Leshan et al., 2010). 식욕 부진제에 대해 예상 할 수있는 것과는 대조적으로, VTA의 수용체를 가진 강력한 식욕 흡수 신경 펩티드 인 Melanocortin은 실제로 선천적으로 도파민 작용과 도파민 방출을 증가 시키지만식이 섭취 행동은 분명히 감소시킨다 (토레와 셀리스, 1988, Lindblom 외, 2001 및 원뿔, 2005). 복잡성의 또 다른 층은 그렐린의 도파민 방출 효과가 음식의 이용 가능성에 의존하는 것으로 나타났다는 것을 나타내는 데이터에 의해 추가된다. 미세 투석에 의해 검출 된 NAc 도파민 수치는 그렐린 투여 후에 먹을 수있는 래트의 말초에 적용된 그렐린에 의해서만 증가되었다 (현재 연구에서 사용 된 실험 조건에서와 같이) 음식에 대한 접근이 거부 된 사람들에서 그렐린에 의해 심지어 억제되었다 (Kawahara et al., 2009), VTA에서 차동 오피오이드 신호 전달 경로를 포함하는 것으로 최근에 밝혀진 효과 (Kawahara et al., 2013). 이 두 가지 예는 펩타이드 공급, 음식 가용성 및 도파민 간의 관계의 복잡성을 강조하고 음식 보상 행동에서 도파민 시스템에 대한 그렐린의 효과를 탐구하는 연구의 중요성을 강조합니다.

이 결과의 흥미로운 점은 NAc 도파민 수용체 봉쇄가 음식 섭취 대 음식 섭취에 대조되는 효과라는 것입니다. 특히, 우리는 2 독립적 인 연구에서 VTA ghrelin에 의해 유도 된 음식 섭취에 대한 억제 된 NAc 도파민 시그널링의 효과의 결여를 확인했다 : 한 패러다임에서, 음식 섭취량 측정은 operant response test 직후에 이루어졌다. chow 섭취량), 다른 한 편에서는 이전의 operant test없이 동물에서만 음식 섭취량을 측정 하였다. 또한, 두 번째 실험에서 우리는 NAC에 대한 도파민 수용체 길항제의 동시 적용이 VTA 그렐린 유도식이 섭취에 영향을 미치지 않음을 보여 주었으며 D1 유사 및 D2 수용체를 통한 NAc 도파민 신호 전달 그렐린 과다 섭취에는 필요하지 않습니다. 길항제가 VTA ghrelin에 의해 유도 된 음식 동기 유발 행동을 방해한다는 사실과 함께이 집단 결과는 VTA ghrelin의 하류 신경 회로의 발현을 제안하며, 하나의 가지가 음식물 섭취량과 다른 음식 동기 부여 / 보상을 조절합니다. 그렐린은 음식 섭취 동기를 바꾸기 위해 도파민을 사용하지만 섭취량을 바꾸지 않는 것으로 보입니다. 이전에 우리는 VTA ghrelin이 VTA의 신경 펩타이드 Y와 선택적으로 상호 작용하여식이 섭취와 아편 유사 제를 반대 방향으로 조절한다는 것을 보여주었습니다Skibicka 외, 2012a). 따라서식이 섭취 대 식량 - 동기 행동에 대한 그렐린의 회로에서의 발산에 대한 우선 순위가 이미 존재한다.

Accumbal D1 유사 수용체는 NAc 내 D1 유사 길항제 주입이 음식에 대한 목표 지향적 행동을 감소 시킨다는 이전의 증거가 많아 약물 및 식품 보강 모두에서 잘 정립 된 역할을합니다. 전신 D1- 유사 수용체 길항제는 코카인, 헤로인, 니코틴 및 알콜의 큐 - 또는 컨텍스트 유도 된자가 - 투여를 감소시킨다 [예를 들어 (Weissenborn et al., 1996, 리우와 바이스, 2002, Bossert et al., 2007 및 Liu et al., 2010)], 보상 지향 프로세스에서 이러한 수용체의 핵심 역할을 강조했습니다. 현재의 데이터는 NAc D1 유사 수용체가 VTA 작용성 그렐린에 의해 활성화 된 회로의 필수 요소임을 나타낸다. 또한,이 D1 길항제의 주변 장치 적용은 그렐린 강화 된 대상물 인식을 감소시키는 것으로 나타났습니다 (Jacoby와 Currie, 2011). 그러나 주변 장치가 뇌에서 D1을 발현하는 모든 연결 집단을 대상으로하고 NAc 외부의 집단 (예 : 해마)이 학습과 기억에 중요한 역할을 할 수 있다는 점을 감안할 때 NAc 인구가 검사되었는지 여기에 그렐린의 기억 증진 효과에 기여합니다.

D2 수용체는 종종 D1과 함께 행동합니다. 따라서 많은 연구들은 보상 처리와 보상 지향적 인 측면에서 D2 수용체의 역할을 나타냅니다. 그러나 D1 및 D2 수용체가 보상 기능과 동일한 방식으로 항상 작용하는 것은 아닙니다. 예를 들어, 편도에서는 D1 수용체의 봉쇄가 큐 유도 코카인 추구에 대한 복직을 약화시키는 반면, D2 길항제는 실제로 이러한 행동을 향상시킬 수있다 (Berglind et al., 2006). NAc의 D2 수용체가 시상 하부의 D2 수용체와 오히려 반대의 기능을 수행하는 것처럼 보이기 때문에이 기능 해리는 신경 해부학 적 기여도있을 수 있습니다. D2 수용체의 NAc 자극이식이 요법을 증가시킬 수있는 반면, DXNUMX 수용체의 시상 하부 자극에서 동물이 음식을 얻기 위해 노력할 가능성을 높일 수있게하는 것은 분명히 식욕 부진이다 (Leibowitz와 Rossakis, 1979 및 Nowend et al., 2001). 따라서 목표 수용체 개체군이 반대 기능에 연결되어있는 D2- 표적 약물의 말초 적용 후 결과를 해석하기가 어려울 수 있습니다. 이것은 이전 연구에서 D2 길항제의 말초 주사가 왜 자일린 용액에 대한 그렐린 유도 반응에 아무런 영향을 미치지 않는 이유를 설명하는 이유 중 하나 일 수 있습니다. 또 다른 가능한 설명은 D2이 substantia nigra와 VTA에서 도파민을 생성하는 뉴런에 대한자가 수용체인데, 활성화가 도파민 작용을 억제 할 수 있습니다 (Lacey et al., 1987). 따라서, D2- 표적화 약물은이 수용체 집단에 잠재적으로 접근 할 수 있지만, 본 연구에서는 NAc 쉘 D2 수용체만을 표적으로 삼았다. 특히, 전신 D1-like 수용체 봉쇄의 순수 효과는 동일한 패러다임에서 자당 음료에 대한 반응을 차단했다 (Overduin et al., 2012). 또한 D1 agonist의 전신적, 피하 주사는 맛있은 음식에 대한 선호도를 향상시키는 반면 D2 agonist의 전신 주사는 감소시킵니다 (쿠퍼와 알 - 네이저, 2006). 따라서, 그람 음성 유도 된 음식 동기에 대한 D1 길항제의 억압 효과를 나타내는 우리의 데이터는 보상 기능에 대한 D1 수용체 자극의 전체적인 (억제) 효과와 일치한다. 대조적으로, D2 수용체 인구의 순수 효과는 NAC에 대해 여기에 제시된 데이터보다 시상 하부 D2 수용체에 대해 알려진 것과 더 가깝다.

이번 연구에서 D1-like와 D2 길항제는 VTA ghrelin 투여 후 및 sucrose에 대한 operant 행동을 차단할 수 있었으며, 그람 음성균이 그 효과를 발휘하기 위해서는 NAc의 두 수용체에서의 협력 작용이 필요하다는 것을 시사했다. 이것은 VTA 유래 도파민 계통이 NAC 껍질에서 도파민을 방출하여 모든 도파민 수용체를 동시에 활성화시키는 내재적 상황을 고려할 때 의미가 있습니다. D1 유사 수용체와 D2 수용체의 동시 활성화에 대한 필요성은 이미 보강 (Ikemoto et al., 1997) 및 운동 활동 (Plaznik et al., 1989)뿐만 아니라의 연결을 발사 (화이트, 1987). 이번 연구의 결과는 두 도파민 수용체 중 단 하나의 봉쇄가 그 수용체 중 어느 하나의 봉쇄가 그렐린 - 유도 수크로오스 작용제 행동을 저감시키기에 충분한 것처럼 행동을 감소시키기에 충분하다는 것을 나타낸다. 이러한 상호 작용의 메커니즘은 분명하지 않다. NAc의 일부 뉴런은 D1와 D2 수용체를 동시에 발현합니다. 한 가지 가능성은 보상 반응에 heterodimers의 관여가 필요하다는 것이고, D1와 D2 수용체에 의한 heterodimer의 형성이 최근에보고되었으며이 커플 링은 우울증과 같은 행동에 기여하는 것으로 나타났다.Pei et al., 2010). 그럼에도 불구하고 우리의 결과는 NAc의 D1와 D2 신호가 중복되지 않으며 개별 차단이 보상 반응을 약화 시키는데 효과적이기 때문에 각 수용체가 식품 보상에 그렐린 효과를 전달하기 위해 필요하다는 것을 나타낸다. 또한 개개인의 봉쇄는 그렐린 과다증에 효과적이지 않았기 때문에 D1 및 D2 신호가 과다 섭취인지 여부를 개별적으로 평가했습니다. 즉, 반응을 없애기 위해 동시 봉쇄가 필요할 수 있습니다. 그러나, 그렐린 과다 식증은 NAc에서 D1와 D2 수용체가 동시에 차단 되어도 영향을받지 않기 때문에 그렇지 않다. 따라서 단독으로 또는 조합하여 NAc 셸 D1 및 D2 수용체 신호 전달은 그렐린에 의해 섭취량을 증가시키기 위해 이용되지 않는다.

여기서는 NAC의 껍질에있는 D1 유사 및 D2 수용체를 타겟팅했습니다. NAc의 껍질과 핵의 기능은 분리 된 신호에 연결된 약물 자체 투여의 핵심적인 근본적인 변화와 문맥 의존적 약물 자체 투여에 더 큰 영향을 미치는 껍질과 특히 어느 정도는 해리 될 것으로 보인다Bossert et al., 2007). 이 기능 해리는 신경 해부학 적 연결에 의해 뒷받침된다. 여기서 코어는 편도체로부터 더 많은 입력을 받고 껍질은 해마에 의해 더 조밀하게 자극된다 (Groenewegen et al., 1999 및 Floresco et al., 2001). 쥐는 또한 NAC의 껍질에만 D1와 D2 수용체 작용제의 조합을 자기 투여 할 것이고,Ikemoto et al., 1997), 보상에 대한 협력 행동은 주로 여기에서 목표로하는 셸 영역과 관련이 있음을 나타냅니다.

본 연구에서, 우리는 구체적으로, 억제 된 NAc 도파민 신호가 식품 섭취 및 VTA가 적용된 그렐린에 의해 유도 된 음식 동기 유발 행동에 미치는 영향을 조사했다. 그러나 그렐린은 VTA에 대한 구 심성 경로를 활성화시킴으로써 먹이 행동을 유도 할 수 있음에 유의해야한다. 예를 들어, 그렐린은 측면 시상 하부에서 오렉신 뉴런을 활성화시킴으로써 식품 보강 행동을 향상시키는 것으로 나타났습니다 (Perello et al., 2010), VTA에 투사하고 도파민 방출을 자극하는 orexinergic 세포 그룹 (Narita et al., 2006). 신경 해부학 및 신경 생리학을 사용하는 우리의 연구가 VTA-NAc 경로를 해부하는 동안 내분비 상황에서 그렐린은 VTA를 자극하여 그렐린 수용체를 발현하는 다른 뇌 핵을 VTA에 원심성으로 투사합니다. 따라서 생리적 인 상황에서 그렐린의 영향은 두뇌의 많은 부위에 분산되어 있으며, 이는 일대일로 작용할 가능성이 높습니다. 뇌에서 많은 분포 부위에 작용하는 호르몬 또는 신경 펩타이드의 개념은 음식 섭취량의 변화와 같은 유사한 결과를 이끌어 낼 수있는 것이 아니며 이미 렙틴 및 멜라노 코르 틴에 대해 제안 및 평가되고있다 (그릴, 2006, Leinninger et al., 2009, Skibicka and Grill, 2009 및 Faulconbridge와 Hayes, 2011).

음식 박탈은 순환하는 그렐린의 높은 수치와 관련이 있습니다. 식욕 부진의 상황에서 음식 섭취는 NAc에서 도파민 방출을 유도한다 (Kawahara et al., 2013). 또한 영양 상태가 NAc의 도파민 신호 전달, 도파민 수용체 (D1- 유사 수용체 (D1, D5) 및 D2- 수용체 (D2, D3)) 및 도파민 분해의 mRNA 발현에 대한식이 박탈의 영향에 영향을 미친다 효소 (MAO, COMT)는 본 연구에서 평가되었다. 음식 박탈이 측정 된 도파민 분해 효소의 mRNA 발현을 변경 시키지는 않았지만 D5 수용체와 D2 수용체의 차이를 확인했습니다. D5 수용체의 발현은 거의 30 % 증가하였고, D2 수용체 mRNA는 약 20 % 감소 하였다. 이 발산과 일치하여, D1 유사 및 D2 수용체 작용제의 동시 적용은 이전에 D2 수용체를 하향 조절하지만 흑색질에서 D1 수용체를 상향 조절하는 것으로 나타났다 (NAc에서 유사한 경향으로)Subramaniam et al., 1992). 흥미롭게도 NAc 도파민 수용체 발현에 대한식이 박탈의 효과는 음식에 대한 공복 유도 동기에서 D1 유사 (D5 포함) 및 D2 수용체에 대한 역할을 입증하는 우리의 데이터와 수렴합니다.

우리 연구의 한 가지주의 사항은 음식 박탈이 순환하는 그렐린 수치를 증가시켜 VTA 외부의 다른 그렐린 수용체 개체군이 잠재적으로 활성화 될 수 있다는 것입니다. 따라서 식욕 부진은 그렐린을 증가시키는 내생 적이며 생리 학적으로 적절한 방법이지만 선택적 VTA 자극을 허용하지 않는다. 따라서 우리는 NAc에서 검출 된 도파민 수용체 변화가 NAc에 간접적 인 영향을 미치는 VTA 외부 영역에서의 그렐린 활성 결과 일 가능성을 제거 할 수 없다. 마지막으로, 우리의 데이터 링크는 NAc 도파민 수용체 발현의 변화에 ​​대한 금식이지만 추가 실험은이 효과에서 (그렐린 - 자극 된) VTA-NAc 도파민 성 투시의 중재를 보여 주어야하며, 실제로, 외측 시상 하부 (위의 논의에서와 같이)와 같은 다른 경로와 전달 시스템의 효과.

많은 신경 생물학적 기질이 약물 중독과 섭식 장애에 공통적이기 때문에 현재의 연구 결과는 그렐린의 약물 및 알코올 강화 효과에서 D1 유사 및 D2 수용체의 역할을 나타낼 가능성이 있습니다 (Dickson et al., 2011). 음식과 코카인 보상은 모두 NAc에서 도파민 방출을 유도합니다 (Hernandez and Hoebel, 1988). D1 또는 D2 수용체를 차단하면 약물 남용, 알코올 및 니코틴에 대한 보상 행동이 감소합니다. 이러한 모든 물질에 대한 그램린의 섭취 또는 보상 행동에 대한 상당한 기여가 이전에보고 되었기 때문에 여기에 설명 된 그렐린 -VTA- 도파민 -NAc 회로는 식품에만 국한된 것이 아니라 보상 행동의 배열과 관련이 있습니다. 이 아이디어에 대한 예비 지원은 음식 박탈이 D1 유사 수용체의 차단에 의해 차단되는 헤로인 찾기를 다시 시작할 수 있음을 입증하는 데이터로부터 도출 될 수 있습니다 (Tobin et al., 2009).

우리의 데이터는 두 가지 주요 식품 보상 관련 신호 시스템의 통합에 대한 새로운 지식을 제공합니다. 즉, 오 렉시 제닉 호르몬, 그렐린 및 NAc 도파민 반응 회로에 반응하는 VTA 구동 회로입니다. 특히 우리는 음식 동기 행동에 대한 그렐린의 잘 문서화 된 VTA 관련 효과가 NAc에서 D1 및 D2 신호를 필요로한다는 것을 보여줍니다. 우리의 데이터는 또한 음식 보상에 대한 그렐린의 VTA 기반 (D1 / D2 의존적) 효과는 NAc에 전달 될 때 길항제가 그렐린 유도 음식 섭취에 영향을 미치지 않았기 때문에 음식 섭취에 중요한 것에 대한 다양한 회로를 포함합니다. 마지막으로, 배고픈 (하룻밤 단식하여 고혈압증) 쥐를 대상으로 한 연구는 음식 동기 행동에 대한 내인성 그렐린의 영향에 NAc D1 / D2 신호 전달과 관련이 있습니다. 따라서 NAc에서 도파민 신호 전달을 방해하는 메커니즘과 치료법은 섭식 조절 및 비만 및 그 치료와 관련된 것들을 포함하여 보상 시스템에 대한 그렐린 매개 효과와 관련이있는 것으로 보입니다.

공개 성명

저자는 공개 할 것이 없습니다.

감사의

이 작품은 스웨덴 의학 연구위원회 (2011-3054에서 KPS 및 2012-1758에서 SLD로), 유럽 ​​집행위원회 일곱 번째 기본 틀 (FP7-KBBE-2010-4-266408, Full4Health, FP7-HEALTH-2009-241592, EurOCHIP, FP7-KBBE-2009-3-245009, NeuroFAST) 포크 닝 예테보리에서의 예언 / 예고편 및 예언 (ALFGBG-138741), 전략적 연구를위한 스웨덴 재단 Sahlgrenska 심혈관 및 대사 연구 센터 (A305–188)에 NovoNordisk 폰던. 재단 기금은 연구 설계, 데이터 수집 및 분석, 출판 결정 또는 원고 작성에 아무런 역할을하지 못했습니다.

참고자료

  •  
  • 교신 저자. Gothenburg 대학, Medicinaregatan 11, PO Box 434, SE-405 30 Gothenburg, Sweden의 Sahlgrenska 아카데미 신경 과학 및 생리학 연구소, 내분비학과. 전화 : +46 31 786 (사무실); 팩스 : +3818 46 31.

저작권 © 2013 The Authors. Elsevier Ltd. 발행