बेसल गंग्लिया डिसफंक्शन मोटापा (२०१ 2016) मा शारीरिक असक्रियतामा योगदान पुर्‍याउँछ

अनलाइन 29 डिसेम्बर 2016 उपलब्ध छ

अधिक देखाउनुहोस्

http://dx.doi.org/10.1016/j.cmet.2016.12.001

विशेषताहरू

Es मोटाई शारीरिक निष्क्रियता संग सम्बन्धित छ

Be मोटो मोवामा कम स्ट्र्याटल D2R बाध्यकारी हुन्छ, जसले उनीहरूको निष्क्रियताको वर्णन गर्न सक्छ

• जीर्णोद्धार_i आईएमएसएनमा सaling्केतनले मोटो चूहों को शारीरिक गतिविधि स्तर उद्धार गर्दछ

Weight शारीरिक निष्क्रियता वजनको कारण भन्दा अधिक परिणाम हो

सारांश

मोटोपना शारीरिक निष्क्रियतासँग सम्बन्धित छ, जसले वजनको स्वास्थ्य परिणामलाई बढाइ दिन्छ। यद्यपि यस संघको मध्यस्थता गर्ने संयन्त्रहरू अज्ञात छन्। हामीले अनुमान लगायौं कि डोपामाइन सिग्नलिंगको घाटा मोटाईमा शारीरिक निष्क्रियतामा योगदान पुर्‍याउँछ। यसको अनुसन्धान गर्न, हामी दुबै र मोटा माउसमा डोपामाइन सaling्केतनको बहुविध पक्षहरू ठान्दछौं। हामीले पत्ता लगायौं कि D2- प्रकारको रिसेप्टर (D2R) स्ट्राइटममा बाध्यकारी छ, तर D1- प्रकार रिसेप्टर बाइन्डि or वा डोपामाइन स्तर होइन, मोटो चूहोंमा घटाइएको थियो। आनुवंशिक रूपमा स्ट्र्याटल मध्यम स्पाइनी न्यूरन्सबाट D2Rs हटाउनु दुबै चूहोंमा मोटर गतिविधि घटाउनको लागि पर्याप्त थियो, जबकि जी रिस्टोरिंग_i यी न्यूरन्सहरूमा सaling्केतनले मोटो चूहोंमा गतिविधि बढायो। आश्चर्यजनक कुरा के छ भने, कम D2Rs भएको चूहों कम सक्रिय थिए, तिनीहरू नियन्त्रण चूहों भन्दा आहार-प्रेरित वजन वृद्धिमा बढी कमजोर थिएनन्। हामी यस्तो निष्कर्षमा पुगेका छौं कि स्ट्राइटल D2R सaling्केतको घाटा मोटाईमा शारीरिक निष्क्रियतामा योगदान पुर्‍याउँछ, तर निष्क्रियता मोटापाको कारण भन्दा बढी परिणाम हो।

ग्राफिकल सार

चित्र विकल्पहरू

कीवर्ड

मोटोपना;
dopamine;
शारीरिक गतिविधि;
व्यायाम
D2;
स्ट्रिटम
मोटोपन
तौल घट्नु

परिचय

मोटाई शारीरिक निष्क्रियता संग सम्बन्धित छ (ब्राउनसन एट अल। २०० 2005 र एककेकिस एट अल। २०१ 2016), जसले टाइप २ मधुमेह र हृदय रोगको नकरात्मक स्वास्थ्य प्रभावहरुलाई कम्पाउन्ड गर्दछ।डे रेजेन्डे एट अल।, २०१। र शर्मा एट अल।, २०१।)। यस संस्थालाई पहिचान गर्ने संयन्त्रहरू ज्ञात छैनन्, मोटाईको साथ जनसंख्यामा शारीरिक गतिविधि स्तर परिवर्तन गर्नका लागि प्रभावकारी हस्तक्षेपको अभावमा प्रतिबिम्बित तथ्य (एककेकिस एट अल। २०१ 2016)। चाखलाग्दो कुरा, मोटोपना स्ट्रिएटल डोपामाइन (डीए) सिग्नलिंगमा परिवर्तनको साथ सम्बन्धित छ, जुन मोटोपनामा इनाम डिसफंक्शनको काल्पनिकतामा पुर्‍याउँछ (ब्लम एट अल, २०११, केनी, 2011 र भोको र बुद्धिमानी, 2005)। यद्यपि स्ट्रिएटल डीए मोटरको आउटपुटसँग जोडिएको छ, केही अध्ययनहरूले अनुसन्धान गरे कि कसरी डाएट प्रेरित डोपामिनर्जिक परिवर्तनले शारीरिक निष्क्रियतामा योगदान पुर्‍याउँछ। हामी अनुमान लगाउँछौं कि स्ट्र्याटल डीए सिग्नलिंग मोटाईमा बिग्रेको छ र यसले शारीरिक निष्क्रियतामा योगदान गर्दछ। जैविक कारणहरू शारीरिक निष्क्रियताको कारण बुझ्नु भनेको बढ्दो गतिविधिका लागि प्रभावकारी हस्तक्षेप हुन सक्छ, र मोटोपना भएका व्यक्तिहरूमा स्वास्थ्य सुधार गर्दछ।

Striatal DA आलोचनात्मक मोटर नियन्त्रण मा संलग्न छ। यो पार्किन्सन रोग जस्ता मोटर विकारहरूमा स्पष्ट देखिन्छ जुन मिडब्रेनमा डोपामिनर्जिक न्यूरन्सको मृत्यु र स्ट्राइटल डीएको नतिजाको परिणामस्वरूप चिह्नित हुन्छ।Hornykiewicz, 2010)। DA द्वारा परिमार्जित स्ट्राइटल प्रक्षेपण न्यूरन्सको दुई जनसंख्या प्रत्यक्ष र अप्रत्यक्ष मार्ग मध्यम स्पाइनी न्यूरन्स (dMSNs र iMSNs) को रूपमा चिनिन्छ (अलेक्ज्याण्डर र क्रुचर, 1990, DeLong, 1990 र Gerben ET अल।, 1990)। dMSNs जी व्यक्त_s-Coupled D1 रिसेप्टर (D1R) र substantia nigra र ग्लोबस pallidus को आन्तरिक खण्डमा परियोजना, जबकि iMSNs जी व्यक्त_i-Coupled D2R र ग्लोबस पालिडस (GPe) को बाह्य खण्डमा परियोजना (Gerben ET अल।, 1990, ले मोइन र ब्लच, 1995 र लेवे एट अल।, १ 1993 XNUMX।)। आईएमएसएनबाट D2Rs को आनुवांशिक उन्मूलन, वा आईएमएसएनको अप्टोजेनिक उत्तेजना, आन्दोलन कम गर्न पर्याप्त छ (क्र्याविट्ज एट अल। २०१० र लेमोस एट अल। २०१ 2016)। D2R डिसफंक्शन र मोटापा बीचको लिंकहरूको आधारमा, हामीले अनुमान लगायौं कि मोटो जनावरहरूले आईएमएसएन आउटपुट परिवर्तन गरेको छ, परिणामस्वरूप शारीरिक निष्क्रियता।

यहाँ हामीले दुब्ला र डाईट-प्रेरित मोटाई चूहोंमा संकेत दिने डीए को धेरै पक्षहरू जाँच गर्‍यौं। मोटाई चूहोंमा D2R बाइन्डि reduced घटाइएको थियो, जबकि D1R बाइन्डि and र एक्स्ट्रासेलुलर डीए स्तर अपरिवर्तित रहेको छ। मोटो चूहोंले पनि स्ट्राइटल गोलीबारीमा अवरोधहरू प्रदर्शन गरे र आन्दोलन घटाए। आनुवंशिक रूपमा IMSNs बाट D2Rs हटाउने दुबै चूहोंमा गतिविधि कम भयो, जबकि जीलाई पुनर्स्थापना गर्दै_i आईएमएसएनमा स obe्केतनले मोटो मोसामा गतिविधि बढायो। यी परिणामहरूले स्थापित गर्दछ कि IXNs मा D2R सिग्नलिंग द्वि-दिशात्मक शारीरिक गतिविधि मोडुल गर्न सक्दछ। हामीले त्यसपछि सोध्यौ कि कम D2R सaling्केतनको साथ चूहोंले उनीहरूको कम गतिविधिको कारण, उच्च-फ्याट डाइटमा वजन बढाउन बढी कमजोर छ। यो गर्नका लागि, हामीले D2R लाई चूहोंको बीचमा बाध्यकारीको साथसाथै स्ट्राइटल D2Rs को आनुवंशिक उन्मूलनको साथमा चूहोंमा प्राकृतिक भिन्नताको सम्बन्धमा वजन बढावा जाँच्यौं। यद्यपि D2R को कम स्तरको साथ चूहोंको शारीरिक गतिविधिको स्तर कम थियो, ती अक्षुण्ण D2Rs को साथ चूहोंको समान दरमा तौल प्राप्त गरे। यो शारीरिक गतिविधि र वजन को बीच एक मजबूत causal सम्बन्धको बिरूद्ध तर्क गर्दछ। हामी यस निष्कर्षमा सम्मिलित हुन्छौं कि D2R सaling्केतमा कमजोरीहरू मोटाईमा शारीरिक निष्क्रियतामा योगदान पुर्‍याउँछन् तर त्यो निष्क्रियताले आवश्यक रूपमा तौल बढ्न सक्दैन।

परिणाम

डाइट-प्रेरित मोटापा शारीरिक असक्रियतासँग सम्बन्धित थियो

C57BL6 / J नर चूहों (–-– महिना) या त मानक चौ (दुबला, n =)) वा उच्च-फ्याट डाईट (मोटाई, n =)) १ 3 हप्ताका लागि खुवाइन्थ्यो (चित्र S1A) हप्ता २ मा शुरू गरेर र १ through हप्तासम्म निरन्तरता गर्दै, मोटो चूहोंको शरीरको तौल र मोटा द्रव्यमान पातलो चूहों भन्दा बढी थियो (p <००००१; चित्र 1A र S1बी) लीन द्रव्यमानलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा परिवर्तन गरिएको थिएन (चित्र S1सी) हामीले खुला मैदानमा गतिविधि स्तरहरू मापन गर्छौं प्रत्येक १ हप्ता १ 2 हप्ताका लागि (इथोभिसन; नोल्डस इन्फर्मेशन टेक्नोलोजीहरू)। मोटो माउसको हड्डी ice मा सुरू हुने पातलो चूहों भन्दा कम गतिविधि थियो र हप्ता १ 18 सम्म निरन्तर रहिरह्यो; चित्र 1बी र १ सी) हप्ता १ At मा, मोटो चूहोंले चालमा कम समय खर्च गरे (p = ०.०1), थोरै चाल भयो (p = ००००18), र चालु गर्दा ढिलो गति थियो (p = ०.०००२; चित्र १D) दुबला चूहों सम्बन्धित छ। पालनपोषण र कोरीवमा उल्लेखनीय परिवर्तन गरिएको थिएन (चित्र १D)। मोटो चूहाहरू पनि दुबै चूहों भन्दा कम दगुर्थे जब घर पिंजरा चलिरहेको पाels्ग्राहरूलाई पहुँच दिइन्छ (p = 0.0005; चित्र १इ)। हामीले परीक्षण गरेका छौं कि आन्दोलन घाटाहरू मोटा समूहमा वजन बढाउनेसँग सम्बन्धित छ। जे होस् वजन बढाउने उच्च-फ्याट डाइलोरीको क्यालोरिक सेवनसँग सम्बन्धित थियो।चित्र १F), यो एक खुला मैदान मा आन्दोलन स्तर वा उच्च-फ्याट आहार अवधिको अवधिमा खर्च गरिएको ऊर्जा संग सम्बन्धित छैन।चित्र 1G र 1H)। चाखलाग्दो कुरा के हो भने, यी समान सहसंबंधहरू आयोजित गरियो जब हामीले प्रयोगको पहिलो हप्तामा खाद्यान्न सेवन जाँच गर्‍यौं (चित्र 1I – 1K) ले यो संकेत गर्‍यो कि उच्च-फ्याट डाइट सेवनको प्रारम्भिक स्तरहरू (तर चाल वा ऊर्जा खर्च होइन) पछिल्लो वजन बढाउने भविष्यवाणी गर्ने थियो।

चित्र १।

दीर्घकालीन उच्च-फ्याट डाईटले शारीरिक अक्षमतामा नेतृत्व गर्‍यो

(A) चूहोंले पोषण पायो एक उच्च फ्याट डाईट माउसले फेला परेको मानक चाउ हप्ता 2 मा शुरू गर्दछ र हप्ता 18 (एफ) मा जारी_(18,252) = .62.43२..0.0001, पी <००००१)।

(बी र सी) (बी) खुला मैदान गतिविधि को उदाहरण ट्र्याक प्लटहरू (C) मोटो चूहों हरू 4 मा सुरु पातला चूहों को तुलनामा शारीरिक गतिविधि कम भएको छ र 18 (एफ एफ हप्ता सम्म जारी) देखाउँदै_(10,140) = .4.83२..0.0001, पी <००००१)।

(डी) उच्च-फ्याट डाईटमा १ weeks हप्ता पछि, मोटो चूहोंले चालमा बिताएको समय घटाएको थियो (टि₍₁₄₎ = 3.32२, p = ०.०0.005)), आन्दोलनको कम फ्रिक्वेन्सी (t)₍₁₄₎ = 4.74, p = ००००0.0003), र गति बढ्दा (t)₍₁₄₎ = 4.69,, p = ००००) दुबला नियन्त्रणहरूसँग सापेक्ष। मोटो मोसाले पनि पालो कम भयो (p = ००0.0002)।

()) जब घरको केजमा चलिरहेको पा wheel्ग्राहरूको लागि पहुँच दिइयो, मोटो चूहाहरू दुबै चूहाहरू (t₍₁₄₎ = 4.55, p = ०००००0.0005)।

(F – H) कुल वजनले (F = 0.74, p = 0.04) प्रयोगको क्रममा (F = ऊर्जा सेवन) को साथ महत्त्वपूर्ण सहकार्य गठन गर्‍यो, तर (G) ऊर्जा खर्च (r = ०.०२, p = ०. 0.52 ०) न (H) खुल्ला मैदानको गति (r = ०.० 0.19, p = ०..0.19)।

(I – K) कुल वजनले पहिलो हप्ता (r = ०.0.88, p = ०.०0.004) मा औसत उर्जा सेवनको साथ एक महत्त्वपूर्ण सम्बन्ध बनायो, तर (J) ऊर्जा खर्च (r = − ०.१,, p = ०.0.19) , न त (K) खुला मैदानको गति (r = 0.66, p = 0.36)।

तथ्याङ्कगत मूल्याङ्कन। (A र C) दुई तर्फी दोहोरिने उपाय ANOVA पछि पोस्ट हक टी परीक्षण बेन्जामिनी-होचबर्ग गलत खोज दरको साथ; (D र E) अविश्वसनीय विद्यार्थीको t परीक्षण; (F – H) रैखिक प्रतिगमन; ^*पी <००0.05, ^∗∗पी <००0.01, ^∗∗∗पी <०००० बनाम दुबला। (I – K) रैखिक प्रतिगमन; ^∗∗∗पी <०.०११ बनाम दुबला चूहों।

चित्र विकल्पहरू

मोटापा Dopamine D2R बाध्यकारी मा कटौती संग सम्बन्धित थियो

शारीरिक निष्क्रियता अन्तर्निहित संयन्त्रहरू पहिचान गर्न, हामी दुब्ला र मोटा माउसमा स in्केत गर्ने DA को बहुविध पक्षहरू ठान्दछौं। कृन्तकहरूमा पूर्व रिपोर्टहरूसँग अनुरूप, D2R-जस्तो रिसेप्टर बाइन्डि ( ³एच-स्पाइपरोन, अबदेखि D2R बाइन्डिmed भनिन्छ मोटो चूहोंमा दुबै चूहों (p <0.0001;) को तुलनामा कम थियो; चित्र 2ए र २ बी), एउटा अन्वेषण जुन तीनै स्ट्र्याटल उप-डिभिजनहरू (डोर्सोमेडियल: p = ०.००2; डोरसोल्ट्रल: पी <०.०००१; भेंट्रल: पी <०.०००१; मा महत्त्वपूर्ण थियो); चित्र S2A र S2B)। जे होस्, D2R बाइन्डि the दुबला वा मोटो समूहमा शरीरको फ्याटसँग सम्बन्धित थिएन (दुबैको लागि ०.०0.55 ०.XNUMX; चित्र १सी), जसले सुझाव दिन्छ कि D2R बाइन्डि and र फ्याट भण्डारण दुबै पुरानो उच्च-फ्याट डाईटले परिवर्तन गरेको छ, यी चरहरू एक अर्कासँग सम्बन्धित हुन सक्दैन।

चित्र १।

उच्च फ्याट डाईट बिग्रेको स्ट्रायटल डोपामाइन D2R बाध्यकारी

(A) स्ट्रिएटल D2R बाइन्डि ofको छविहरू मार्फत मापन गरिएको ³H-spiperone autoradiography।

(B) Striatal D2R बाइन्डिंग दुबला चूहों (t₍₂₅₎ = .5.02२..0.0001, पी <००००१)।

(D – F) (D) Striatal D1R बाध्यकारी (t)₍₂₄₎ = १.1.31१, p = ०.०२), (E) कुल डोपामाइन सामग्री (DA; t)₍₁₃₎ = ०.0.85, p = ०..0.41१), र (F) टायरोसिन हाइड्रोक्लाइसे (TH) घनत्व (t)₍₁₄₎ = ०..0.48, p = ०..0.64) आहार समूहहरू बीच फरक थिएन।

तथ्याङ्कगत मूल्याङ्कन। व्यक्तिगत चूहों संग मिनेट; n = 8–19 चूहों / समूह; विद्यार्थीको t परीक्षण (B र D – F) वा linear regression (C); ^*पी <००१।

चित्र विकल्पहरू

हामीले D2R बाइन्डि inमा मोटोपना मध्यस्थता घटाउने संयन्त्र पहिचान गर्न प्रयास गर्थ्यौं। यो गर्नका लागि हामीले भिन्नताहरू खोज्यौं Drd2 एमआरएनए (सिटु हाइब्रीडाइजेशन मार्फत) र यसले सबै तीन स्ट्रिटल उप-डिभिजनहरू (डोरसोमेडियल: पी = ०.0.92 0.90; डोरसोल्ट्रल: पी = ०.0.34 ०; भेन्ट्रल: पी = ०.XNUMX; चित्र S2सी) हामीले कुल D2R प्रोटीन स्तरको मात्रा पत्ता लगाउन पश्चिमी ब्लटहरू प्रदर्शन गर्‍यौं र either०- वा -०-केडा ब्यान्डमा कुनै परिवर्तन भएको देख्यौं, जुन D50R (दुवै p> ०.70,, चित्र S2D र S2E) (जॉनसन र केनी, एक्सएनएमएक्स)। अन्तमा, हामीले दुबै र मोटा मोटामा मेटाबोलिक डिसफंक्शनका मार्करहरू मूल्याated्कन गर्‍यौं कि उनीहरूले पहिले रिपोर्ट गरिए अनुसार D2R मा भएको कमीसँग सम्बन्धित हुन सक्दछन् भनेर।डन एट अल। २०१२)। मोटो चूहोंसँग उच्च उपवासको कोलेस्ट्रोल (p <००००१), लेप्टिन (p <००००), ग्लुकोज (p = ००००), इन्सुलिन (p = ०.०१), र प्रतिरोध-आधारित होमोस्टेटिक मोडल मूल्यांकन (HOMA-IR) (p <०.००१) थियो। , तर ट्राइग्लिसराइडहरू वा नि: शुल्क फ्याट्टी एसिडहरू होईनचित्र S1D – S1J) जे होस्, यी कुनै पनि कारकहरू मोटाई चूहोंमा बाध्यकारी D2R सँग सम्बन्धित छैन (डाटा देखाइएको छैन)।

D1R- जस्तो बाइन्डि ((यसको साथ autoradiography मार्फत ³H-SCH23390, अबदेखि D1R बाध्यकारी भनिन्छ) मोटो र दुबै चूहों (p = 0.20;) बीच भिन्न थिएन; चित्र १D)। स्ट्र्याटल डीए सामग्रीमा पनि कुनै भिन्नताहरू थिएनन्, स्ट्रिएटल टिश्यु पंच (पी = ०..0.41१) को उच्च प्रदर्शन तरल क्रोमाटोग्राफी (HPLC) मार्फत मापन गरिएको; चित्र १E), वा टायरसिन हाइड्रोक्लेज इम्युनो-लेबलिंग (p = ०..0.64; चित्र १F) मोटाई चूहोंमा बेसल डीएमा भिन्नताहरूको बहु रिपोर्टहरूको प्रकाशमा (कार्लिन एट अल।, २०१।, डेभिस एट अल, २००।, भ्यूसेटिक एट अल। २०१२ र वाang्ग एट अल। २०१ 2014), हामीले यस बिन्दुको अन्वेषण गरीएन-नेट फ्लक्स माइक्रोडालिसिस (नयाँ चूहों, एन = per प्रति समूह) प्रयोग गरेर। हामीले फेरी एक्स्ट्रासेल्युलर डीए (पी = ०.6)) वा यसको दुई मेटाबोलिटहरू, 0.99-डायहाइड्रोक्साफेनिलेसेटिक एसिड (डीओपीएसी) (पी = ०.3,4) र होमोभानिलिक एसिड (एचभीए) (पी = ०.0.85, चित्र S3), यस विधिको साथ, मोटाई यी प्रयोगहरूमा बाह्य DA टोनमा कटौतीसँग सम्बन्धित थिएन भन्ने संकेत गर्दै।

आन्दोलन सम्बन्धित Striatal फायरिंग Obese चूहों मा अवरुद्ध थियो

हामीले Vivo इलेक्ट्रोफिजियोलजीमा प्रदर्शन गर्नुभयो कि कसरी स्ट्राइटल D2R बाइन्डि striले स्ट्र्याटल न्यूरोनल आउटपुट बदल्न सक्छ, र यसले आन्दोलनमा कमी गर्न योगदान पुर्‍याउँछ। हामीले दुब्ला र मोटो मोटे (N = 3 चूहों प्रति समूह, हिस्टोलजी) को dorsomedial स्ट्रिएटम बाट रेकर्ड चित्र १F) जे भए पनि मोटा मोटा कम समग्रमा सारिए, कार्यान्वयन गरिएको आन्दोलनको वेग यी समूहहरू बीच फरक थिएन (p = ०.0.55; चित्र १ए), हामीलाई दुबै र मोटा माउस बीच आन्दोलन सम्बन्धित गोलीबारी तुलना गर्न अनुमति दिँदै। बेसल मल्टि-युनिट स्पिकिंग दर दुबला र मोटा मोसेहरू बीचमा भिन्न थिएन (दुबला, २.१ ± ०. H हर्ट्ज; मोटाई, २.० ± ०. H हर्ट्ज; पी = ०.2.1))। जे होस्, आन्दोलन-सक्रिय इकाईहरूको व्यापकता (चित्र १बी) मोटाई चूहोंमा उल्लेखनीय रूपमा कम थियो (p <००००१; चित्र १सी) यो "आन्दोलन सक्रिय" इकाईहरूको हाम्रो सांख्यिकीय परिभाषामा निर्भर थिएन, किनकि हामीले मोटो बनाम दुबै चूहोंमा सबै रेकर्ड गरिएको इकाईहरूको औसत प्रतिक्रियामा आन्दोलनहरूको वरिपरि घुम्ने स्प्रिकिंग पनि देख्यौं (अन्ोभा, पी ० ०.०००२; अन्तर्क्रिया; चित्र 3D र 3E)। हामी यस निष्कर्षमा पुगेका छौं कि स्ट्राइटममा कुल स्पिकिंग दर फरक थिएन, तर आन्दोलन वरिपरि स्पाइकहरूको संगठन मोटो चूहोंमा अवरोध आएको थियो।

चित्र १।

Striatum मा आन्दोलन सम्बन्धित फायरिंग Obese चूहों मा अवरुद्ध थियो

(A) आन्दोलन घटनाहरू दुबै र मोटो चूहोंमा समान वेग थियो।

(बी) आन्दोलन सक्रिय र स्ट्राइटल न्यूरन्समा गैर उत्तरदायी फायरिंग को उदाहरण।

(सी) आन्दोलन-सक्रिय न्यूरन्सको व्यापकता मोटा मोटा (p = ०.०२) मा कम थियो।

(D) सबै रेकर्ड न्यूरनहरूको औसत आन्दोलन सम्बन्धित गोलीबारी।

(E) आन्दोलन-सम्बन्धित गोलीबारी निम्न पछाडि डाईट एक्सपोजर (डाईट × आन्दोलन अन्तक्र्रिया, एफ_(1,171) = .14.77२..0.0002, पी <००००१)।

(एफ) योजनाबद्ध (बाट रूपान्तरण) फ्रान्कलिन र पेक्सिनो, 1997) दुबै र मोटो मोटामोटी रेकर्ड चूहों (n = 3 प्रत्येक) मा इलेक्ट्रोड एरे प्लेसमेन्ट चित्रण।

तथ्याङ्कगत मूल्याङ्कन। (C) फिशर ठ्याक्क परिक्षण। (D र E) दुई-बाटो दोहोरिने उपाय ANOVA।

चित्र विकल्पहरू

मोटो माईसमा आईएमएसएन आउटपुट पुनर्स्थापित गतिविधि स्तरहरूको निषेध

आईएमएसएनको आउटपुट कम गर्नाले मोटो चूहोंमा आन्दोलन बढ्न सक्छ कि भनेर परीक्षण गर्न, हामीले एक निषेध जी व्यक्त गर्न क्रे-रिकोम्बिनेज (क्रिए) निर्भर रणनीति प्रयोग गर्‍यौं।_i-coupled संशोधित kappa ओपियोइड रिसेप्टर डिजाइनर रिसेप्टर विशेष रूपमा डिजाइनर ड्रग्स द्वारा सक्रिय गरियो (KOR-DREADD) मोटे मोटे का आईएमएसएन (चित्र १A) जे होस् एडेनोसाइन एक्सएनयूएमएक्सए-रिसेप्टर क्रे (A2A-Cre) माउसलाई पहिले इम्युनोस्टेनिंगको साथ मान्य गरिएको छ कि क्रिएट अभिव्यक्ति स्ट्र्याटल आईएमएसएनको लागि विशिष्ट छ भनेर प्रदर्शन गर्न (कुई एट अल।, २०१। र लेमोस एट अल। २०१ 2016), हामीले सिट्यु हाइब्रिडिजेसनमा डबल फ्लोरोसन्टको साथ यो लाइनको अतिरिक्त मान्यीकरण गर्‍यौं। लगभग सबै न्युरोनहरू (.98.7 .0.6..1,301% ± ०.%% १,XNUMX०१ गणना न्युरोनको) दुबै व्यक्त गर्‍यो Cre र Drd2 mRNA, जबकि धेरै थोरै (१.1.3% ± ०.%%) ले या त व्यक्त गर्यो Cre or Drd2 एमआरएनए, तर दुबै होईन, A2A-Cre लाइन विश्वासीपूर्वक iMSNs लाई लक्षित गर्दछ ( चित्र S4).

चित्र १।

IMSNs को DREADD- मेडिएटेड अवरोध मोटो चूहों मा शारीरिक गतिविधि बहाल

(A) KOR-DREADD अभिव्यक्ति को फोटो, र योजनाबद्ध (बाट रूपान्तरण) फ्रान्कलिन र पेक्सिनो, 1997) A2A-Cre माउसमा सबै KOR-DREADD को भाइरल इन्जेक्शन साइटहरू चित्रण गर्दै; अस्पष्टता दिएको स्थानमा भाइरस अभिव्यक्ति चूहों को संख्या को संकेत गर्दछ।

(B) मोटो मोवाहरू सरे तर DBO को तुलनामा सालबको साथ ईन्जेसन हुँदा (टी₍₇₎ = 3.056, p = ०००००0.02)।

(C – G) सालब प्रशासन पछि मोटो मोसाले (सी) आन्दोलनको आवृत्ति, (D) औसत आन्दोलन अवधि, र (E) आन्दोलनको गति, जब DMSO प्रशासित गर्दा सापेक्षिक रूपमा उल्लेखनीय परिवर्तन देखायो। (एफ) साल-बी प्रशासनले हुर्काउने आवृत्ति बढायो (t)₍₇₎ = 3.116.११0.02, p = ००२), तर (G) ले संग्रहालयको फ्रिक्वेन्सीलाई उल्लेखनीय रूपमा परिवर्तन गरेन।

(H) पातलो चूहो अधिक सारियो जब DMSO (t) को तुलनामा सालबीको साथ इंजेक्शन गरियो₍₉₎ = 3.3, p = ०००००0.01)।

(I) सालबले जंगली-प्रकारको चूहोंमा आन्दोलनलाई असर गरेन जो KOR-DREADD (p = 0.77) लाई अभिव्यक्त गर्दैन।

तथ्याङ्कगत मूल्याङ्कन। (B – I) जोडी विद्यार्थीको t परीक्षणहरू; मतलब व्यक्तिगत चूहों संग; n = 6–10 चूहों / समूह।

चित्र विकल्पहरू

KOR-DREADD एगोनिस्ट साल्भेनोरिन-बी (साल्ब) का इन्जेक्सनले KOR-DREADD (p = ००२) व्यक्त मोटाई चूहों द्वारा यात्रा गरेको दूरी बढ्यो; चित्र १बी) साल्बले पालनाको आवृत्ति पनि बढायो (p = ०.०२; चित्र १एफ) र फ्रिक्वेन्सी (t) मा वृद्धि को एक प्रवृतिको कारण₍₇₎ = १.1.64, p = ०.०२), तर गति वा गति होईन, आन्दोलनको (चित्र 4C – 4E) सालबको ईन्जेक्सनले दुबै चूहोंमा आवागमन पनि बढायो (p = ०.०१; चित्र १एच), तर जंगली प्रकारको चूहोंमा होइन कि KOR-DREADD (p = 0.73 लाई अभिव्यक्त गर्दैन); चित्र १I) हामी यो निष्कर्षमा पुगेका छौं कि दुबै दुबै जनावर र मोटे जनावरहरूको आवागमन स्तर बढाउनको लागि आईएमएसएनको आउटपुट कम गर्न पर्याप्त छ।

कम D2R स्तरहरूले भविष्यको तौल वजन बढाउनको लागि पशुहरूको भविष्यवाणी गर्दैनन्

अन्तमा, हामीले जाँच गर्‍यौं कि D2R स differences्केतनमा पूर्व-अवस्थित मतभेदहरूले व्यक्तिगत चूहोंलाई आहार-प्रेरित मोटापामा निम्त्याउन सक्छ। यस प्रश्नलाई सम्बोधन गर्न, हामीसँग माइक्रो-पोजिट्रन उत्सर्जन टोमोग्राफी (माइक्रो-पीईटी) प्रदर्शन गरेका छौं ¹⁸F-fallypride आधारभूत D2R उपलब्धता निर्धारित गर्नका लागि उच्च फ्याट डायोट एक्सपोजर भन्दा पहिले (चित्र १A) हामीले D2R चूहोंका बीच बाध्यता सम्भावितमा उच्च स्तरको भिन्नता नोट गर्‍यौं, जस्तो कि अरूले देखाएका छन् (कन्स्टान्टिनेस्कु एट अल। २०११)। D2R उपलब्धतामा व्यक्तिगत भिन्नताहरू खुला मैदानमा आन्दोलनको साथ सकारात्मक रूपमा सम्बन्धित थिए (p = 0.045; चित्र १बी), आन्दोलनमा D2Rs को भूमिका अनुरूप। माइक्रो-पीईटी स्क्यानिंगपछि, जनावरहरूले १-हप्तासम्म उच्च-फ्याट डाईटमा राखिएका थिए, कम D18R भएको चूहोंले आहार-प्रेरित तौल फाइदाको लागि बढी जोखिम हुनेछ कि भनेर जाँच्न। अचम्मको कुरा, हामी एक को लागी एक प्रवृत्ति पाए सकारात्मक प्रारम्भिक D2R उपलब्धता र वजन प्रयोग बीचको सम्बन्ध (p = 0.10; चित्र १सी) यद्यपि यो सहकार्य महत्त्वपूर्ण थिएन, यसले यो परिकल्पनाको बिरूद्ध तर्क गर्दछ कि कम D2R उपलब्धता वा कम शारीरिक निष्क्रियताले जनावरहरूलाई तौल बढ्नको लागि बढी जोखिममा पार्छ। यो हाम्रो खोजसँग मिल्दोजुल्दो छ कि न त बेसल ओपन-फिल्ड गतिविधि, न त सम्पूर्ण प्रयोग भर खुला मैदान गतिविधि, वजन बढाउनेसँग सहकार्य (चित्र 1F – 1K)

चित्र १।

बेसल D2R बाइन्डि Fले भविष्यको वजन बढाउने भविष्यवाणी गरेन

(A) उदाहरण D2R माइक्रो-पीईटी उपलब्धता वक्र स्ट्राइटम र सेरेबेलम प्रयोग गरेर ¹⁸F-fallypride

(बी र सी) (बी) बाध्यकारी सम्भावित आधारभूत खुला क्षेत्र आन्दोलन (r = ०.०0.56, p = ०.०0.045)) सँग सम्बन्धित छ, र (सी) उच्च-फ्याट डाईट-प्रेरित तौल लाभ (r = ०.0.50०, p) का साथ एक सकरात्मक सम्बन्धतर्फ प्रवृत्त भयो। = ०.०१, n = १२–१ m चूहों)।

(D) अक्षत D2Rs (शीर्ष) र iMSN- को साथ चूहोंमा प्रतिनिधि D2R autoradiographyDrd2-KO चूहों (तल)।

(E र F) (E) iMSN-Drd2-KO चूहों एक खुला क्षेत्र मा शारीरिक गतिविधि कम भएको थियो (t)₍₈₎ = २.2.99,, p = ००२) र (एफ) गृह केजमा चलिरहेको पा whe्ग्राहरूमा (p = ०.०१, n = –-१– चूहों / समूह)।

(G) iMSN-Drd2-KO चूहों र Drd2-फ्लोक्सिड लिटरमेट नियन्त्रणहरूले उच्च फ्याट डाईट (एफ_(5,70) = १.1.417१0.23, पी = ०.२6; n = 10–XNUMX चूहों / समूह)।

(H – J) (H) त्यहाँ सामान्यीकृत उर्जा सेवन (p = ०.0.60०), (I) उर्जा खर्च (p = ०.0.47 (), वा (J) RER (p = ०0.17) iMSN-D2R-KO बीचमा खास फरक थिएन। चूहों र लिटरमेट नियन्त्रणहरू।

तथ्याङ्कगत मूल्याङ्कन। (बी र सी) रैखिक प्रतिगमन; (E, F, र H – J) अनपेयर गरिएको विद्यार्थीको टेस्ट; (G) दो-तरिकत दोहोर्याइएको उपायहरू ANOVA, ^*पी <००१।

चित्र विकल्पहरू

गतिविधि स्तर र तौल लाभ मा पूर्व अवस्थित फरक बिचको सम्बन्ध को बारे मा अन्वेषण को लागी, हामीले को लागी आनुवंशिक माउस मोडेल को लक्षित हटाई को साथ लाभ उठायौं Drd2 iMSNs बाट जीन (iMSN-Drd2-KO) तर अन्य सेल प्रकारहरूमा अभिव्यक्ति सुरक्षित गरियो ( डोब्स एट अल, २०१ 2016 र लेमोस एट अल। २०१ 2016)। पहिले रिपोर्ट गरिए अनुसार, iMSN-Drd2-KO चूहों खुला मैदानमा littermate नियन्त्रण भन्दा कम सारियो (p = 0.02; चित्र १E) र घर पिंजरामा चलिरहेको पा ;्ग्राहरूमा (p = ०.०१; चित्र १F) माथिका प्रयोगहरूसँग अनुरूप, iMSN-Drd2-KO माउसले उनीहरूको लिटरमेट नियन्त्रण भन्दा बढी तौल प्राप्त गर्न सकेन जब एक उच्च-फ्याट डाईटमा राखिएको हुन्छ (p = 0.23; चित्र १जी)। उनीहरूको ऊर्जा उपयोगको नजिकबाट परीक्षण गर्न, हामी IMSN- तुलना गर्न अप्रत्यक्ष क्यालोरीमेट्री प्रयोग प्रदर्शन गर्‍यौं।Drd2-KO चूहों लिटरमेट नियन्त्रण गर्न। हामीले ऊर्जा सेवन (p = ०.0.60०), ऊर्जा खर्च (p = ०.0.47), वा श्वसन विनिमय अनुपात (RER) (CO का अनुपात) मा महत्त्वपूर्ण भिन्नताहरू फेला पारेनौं।₂ O लाई उत्पादन₂ उपभोग [VCO₂/ VO₂], p = ०.१0.17) आईएमएसएन-डीआरडी २-को माईस र उनीहरूको लिटरमेट नियन्त्रणहरू बीच, जसले IMSN-Drd2-KO चूहोंको आन्दोलनमा आएको कटौतीले ऊर्जा उपयोग (वा परिवर्तन) मा अनुवाद गरेन भन्ने संकेत गर्दछ।चित्र 5H – 5J) अन्तमा, हामीले कुन हदसम्म स्ट्रिट्याटल D2R मा सानो कटौती (जुन हाम्रो मोटो चूहोंमा अवलोकन गरिएको थियो) ले आन्दोलन र वजन बढावा गर्न सक्दछ भन्ने कुराको अन्वेषण गर्‍यौं। यो गर्नका लागि हामीले एउटा माउस लाइन प्रयोग गर्‍यौं जुन परिणामस्वरूप 30% –40% स्ट्राइटलमा घट्यो Drd2 mRNA (iMSN-Drd2-Het) ( लेमोस एट अल। २०१ 2016)। यी चूहोंले कम आन्दोलन पनि प्रदर्शन गर्‍यो, कि D2R को आंशिक पछाडि मोटर घाटा (p = ०.० produce) उत्पादन गर्न पर्याप्त छ भनेर देखाउँदछ; चित्र S5A) IMSN-Drd2-KO चूहों जस्तै, iMSN-Drd2-het चूहों अधिक फ्याट आहार-प्रेरित वजन तौल (p = 0.89;) को लागि अधिक संवेदनशील थिएन; चित्र S5बी) हामी यो निष्कर्षमा पुगेका छौं कि स्ट्रिट्याटल D2R मा परिवर्तनहरू आन्दोलनलाई परिवर्तन गर्नका लागि पर्याप्त छ, तर क्यालोरिक सन्तुलन वा चूहोंमा शरीरको वजन होइन।

छलफल

मोटोपना शारीरिक निष्क्रियतासँग सम्बन्धित छ, जुन अक्सर वजन बढाउन योगदान पुर्‍याउँछ भन्ने विश्वास गरिन्छ। थप रूपमा, बृद्धि भएको चाप मोटोपना भएका व्यक्तिहरूमा कम गतिविधि स्तरहरूमा योगदान पुर्‍याउन परिकल्पना गरिएको छ (एककेकाकिस र Lind, 2006 र वेस्टरटेरप, १ 1999 XNUMX।), जबकि यो विचार प्रत्यक्ष रूपमा परीक्षण गर्न गाह्रो छ। चाखलाग्दो कुरा के छ भने, जो व्यक्ति या त डाइट मार्फत वजन कम गर्छन् (डी बोयर एट अल।, १ 1986 XNUMX, डे ग्रुट एट अल।, १ 1989 XNUMX।, मार्टिन एट अल, २०० 2007 र रेडम्यान एट अल।, २००) वा बेरियाट्रिक सर्जरी (बर्ग्लिन्ड एट अल। २०१ 2015, बर्ग्लिन्ड एट अल। २०१ 2016, बन्ड एट अल, २०१० र रामीरेज-मरेरो एट अल, २०१ 2014) तिनीहरूको गतिविधि स्तर वृद्धि नगर्नुहोस्, adiposity को वजन को विरुद्ध बहस गर्ने तिनीहरूको निष्क्रियताको कारण। यहाँ, हामीले परिकल्पनालाई अनुसन्धान गर्‍यौं कि डाइट-प्रेरित मोटापाले स्ट्रिएटल डीए ट्रान्समिशनमा घाटा मार्फत शारीरिक निष्क्रियता निम्त्याउँछ। अघिल्लो कामसँग मिल्दो, हामीले फेला पारे कि दीर्घकालीन उच्च-फ्याट डाईटले स्ट्रिएटल D2R बाध्यकारी घटायो (हजनाल एट अल, २००।, हुआंग एट अल।, २००, नारायणस्वामी एट अल।, २०१।, भ्यान डी Giessen एट अल, २०१२ र भ्यान डी Giessen एट अल, २०१२)। हामीले मोटो मोसामा स्ट्राइटल न्यूरन्सको मोटर सम्बन्धित फायरि inमा पनि घाटा देख्यौं। एक जी को साथ आईएमएसएन निषेध_i- Coupled DREADD मोटाई चूहों मा गतिविधि उद्धार, अधिक adiposity संग चूहों सामान्य सार्न सक्छ जब प्रदर्शन बेसल ganglia आउटपुट पुनर्स्थापना. आश्चर्यजनक रूपमा, यद्यपि, न आधारभूत D2R मापन न त शारीरिक गतिविधि वजनको साथ सहकार्य, एक विन्दु जुन हामीले एकाधिक प्रयोगहरूमा अवलोकन गर्‍यौं। यो मुसामा गरिएको अध्ययनको विपरित हो, जुन प्रजाति वा प्रयोगात्मक भिन्नताहरूलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्दछ (माइकलिड्स एट अल।, २०१२)। हामी निष्कर्षमा पुगेका D2Rs मा कटौती र त्यसपछिको शारीरिक निष्क्रियता मोटाईको नतिजा हो, तर चूहोमा थप वजन बढाउन causally जोडिएको हुँदैन।

बदलिएको D2R संकेत र मोटाई बीचको लिंक पहिलो पटक मानवमा पहिचान गरियो र अरूले शुरूमा दोहोर्याइएको थियो (डी Weijer एट अल।, २०११, Kessler ET अल।, २०१।, भोल्को एट अल, २००। र वाang्ग एट अल। २०१ 2001)। यद्यपि, हालसालै गरिएको कामले यस खोजीलाई प्रश्नको रूपमा बोलाएको छ (Caravaggio et al।, २०१।, कोसग्रोभ एट अल। २०१ 2015, डन एट अल। २०१२, गुओ एट अल, २०१२, कार्लसन एट अल। २०१ 2015, कार्लसन एट अल। २०१ 2016, स्टील एट अल, २०१० र Tuominen एट अल। २०१ 2015). यद्यपि क्लिनिकल अध्ययनहरू बीच देखिएका भिन्नताहरू बुझ्न थप अनुसन्धान आवश्यक छ, तिनीहरू क्लिनिकल अध्ययन र पीईटी इमेजिंगमा जटिलताहरूलाई प्रतिबिम्बित गर्न सक्छन्। उदाहरणको लागि, र्याक्लोप्राइड, धेरै अध्ययनहरूमा प्रयोग गरिएको रेडियो-लिगान्ड, अन्तर्जात डीए द्वारा विस्थापित हुन सक्छ, र यसैले बाध्यकारीलाई बेसल डीए टोनमा भिन्नताले प्रभाव पार्न सक्छ। (होर्स्टम्यान एट अल। २०१ 2015)। थप रूपमा, D2R स्तरहरू र मोटाई बीचको सम्बन्ध गैर-रैखिक हुन सक्छ, जस्तै D2R मा परिवर्तन मोटाईको बिभिन्न स्तरको बिरामीहरूमा फरक फरक हुन सक्छ (होर्स्टम्यान एट अल। २०१ 2015)। अन्तमा, कारकहरू जस्तै निद्रा अवधि (Wiers एट अल, २०११) र क्याफिन सेवन (भोल्को एट अल, २००।) D2R बाध्यकारीलाई पनि असर गर्न सक्छ, र रिपोर्ट गरिएको छैन वा प्रायः क्लिनिकल अध्ययनहरूमा नियन्त्रण हुँदैन। विचरणका यी स्रोतहरू पशु अध्ययनहरूमा कम गर्न सकिन्छ, जसले D2R mRNA मा कटौतीको लगातार तस्वीर चित्रण गर्दछ (माथेस एट अल।, २०१० र Zhang ET अल।, २०१।), प्रोटिन (एडम्स एट अल।, २०१। र जॉनसन र केनी, एक्सएनएमएक्स), र रिसेप्टर बाइन्डि ((हजनाल एट अल, २००।, हुआंग एट अल।, २००, नारायणस्वामी एट अल।, २०१।, भ्यान डी Giessen एट अल, २०१२ र भ्यान डी Giessen एट अल, २०१२) मोटो मोटाईमा। हाम्रो कामले डीए सaling्केतको अन्य पक्ष मोटाई चूहोंमा अपरिवर्तित रहन्छ भनेर रिपोर्ट गरेर साहित्यको यस शरीरलाई विस्तार गर्दछ, D2Rs मा कटौतीको साथ पनि। थप रूपमा, D2R बाध्यकारीमा हाम्रो अवलोकन कमी ³H-spiperone, तर कुल D2R प्रोटीन मा परिवर्तन छैन वा Drd2 एमआरएनए, हामी विश्वास गर्दछौं कि D2R मा परिवर्तन पछि पोस्ट अनुवाद सम्बन्धी परिवर्तनहरू हुन सक्छ जस्तै रिसेप्टर ईन्टर्नलाइजेसन। यद्यपि हाम्रो डाटाले सुझाव दिन्छ कि D2R बाध्यकारी मोटाईमा शारीरिक गतिविधि घटाउनको लागि पर्याप्त छ, शारीरिक गतिविधि जेनेटिक्स र वातावरण सहित धेरै कारकहरू द्वारा प्रभावित छ। ( बाउमान एट अल। २०१२)। हामी विश्वास गर्दछौं कि यो असम्भव छ कि D2R हरू मोटाईमा शारीरिक निष्क्रियतासँग सम्बन्धित एक मात्र न्यूरोलजिकल परिवर्तन हो। उदाहरणका लागि, घुमाउने हार्मोनहरू जस्तै घ्रेलिन, लेप्टिन, र इन्सुलिनमा परिवर्तनले डोपामिनर्जिक न्यूरन्समा कार्य गर्दछ र गतिविधिलाई असर गर्न सक्छ (मरे एट अल। २०१ 2014)। अन्तमा, यद्यपि हामीले D1R मा परिवर्तनहरू अवलोकन गरेनौं, हामी सिधा मार्ग न्यूरन्सको न्युरोनल फायरि inमा हुने परिवर्तनहरूलाई अस्वीकार गर्न सक्दैनौं जसले शारीरिक गतिविधिलाई पनि असर गर्न सक्छ।

यो अस्पष्ट छैन कि D2R उपलब्धतामा भिन्नताले व्यक्तिहरूलाई तौल लिनको लागि पूर्वनिर्धारित गर्दछ। मानव संग Drd2 Taq1A एलेले D2R उपलब्धता र मोटापाको बढेको जोखिम घटाएको छ ( ब्लम एट अल, २०११, बढ़ई ET अल।, २०१।, नोबल एट अल।, १ 1991 XNUMX १, Stice et al।, २००। र थम्पसन एट अल।, १ 1997 XNUMX)। थप रूपमा, D2Rs को ग्लोबल डिलीभसनका साथ चूहोंले सजिलै उच्च फ्याट डाईटमा तौल प्राप्त गर्‍यो, जुन शारीरिक निष्क्रियतालाई जिम्मेवार थियो (बीलर एट अल। २०१ 2015)। यसको विपरित, स्ट्र्याटल D2R मा व्यक्तिगत भिन्नता (प्राकृतिक वा आनुवंशिक रूप बाट प्रेरित) हाम्रो अध्ययनको गतिविधि स्तरसँग सहकार्य गर्दछ, तर दुबै तौल फाइदाको साथ सहसंबद्ध हुँदैन। हाम्रो अध्ययनमा एउटा महत्त्वपूर्ण भिन्नता यो थियो कि हाम्रो आनुवंशिक मोडेलले D2Rs लाई केवल iMSNs बाट हटायो। थप रूपमा, खाद्य सेवन र ऊर्जा खर्चको सावधानीपूर्वक मापनले पत्ता लगायो कि यी न्युरोनहरूमा D2R मा हेरफेर गर्दा ऊर्जा सन्तुलन परिवर्तन हुँदैन। त्यस्तै, ग्लोबल D2R प्रकार्य र ऊर्जा सन्तुलन बीचको लिंक प्रदर्शन गर्ने अध्ययनहरूले अन्य सेल प्रकारहरूमा D2R का प्रभावहरू अवलोकन गरिरहेको हुन सक्छ। हाम्रो प्रयोगहरूले यस निष्कर्षलाई समर्थन गर्दछ कि शारीरिक निष्क्रियता मोटापाको परिणाम हो तर आफैमा तौल परिवर्तन गर्न पर्याप्त छैन।

बढ्दो प्रमाणको बावजुद कि शारीरिक गतिविधि हृदय स्वास्थ्यमा सुधारको साथ सम्बन्धित छ र धेरै अन्य दीर्घकालीन रोगहरूको लागि जोखिम कम भएको, शारीरिक गतिविधि मोटाई भएका व्यक्तिहरूमा कम रहन्छ (एककेकिस एट अल। २०१ 2016)। शारीरिक गतिविधि स्तर बढाउनका लागि प्रभावकारी हस्तक्षेपको अभाव मोटाई भएका व्यक्तिहरूमा सेल्युलर र आणविक संयन्त्रको समझको अभावमा प्रतिबिम्बित हुन्छ। यहाँ हामी शारीरिक निष्क्रियतालाई आधारभूत ग्यांग्लिया समारोहमा परिवर्तनको साथ लि link्क गर्दछौं, मोटापा भएका व्यक्तिहरूमा शारीरिक गतिविधिको अभावका लागि जैविक स्पष्टीकरण प्रदान गर्दछ।

प्रायोगिक प्रक्रिया

विषय र आहार

सबै अध्ययनहरूमा, चूहोंलाई व्यक्तिगत परिस्थिति मानक अवस्थामा राखिन्छ (१२-घण्टा प्रकाश / अँध्यारो चक्र, २१-२° डिग्री सेल्सियस), खाना र पानीमा विज्ञापन लिबिटम पहुँचको साथ। माउस या त मानक चाउ डाइट (12००१ रोडेन्ट डाईट; 21.०० केसीएल / जी २ 22% उर्जा प्रोटीनबाट, १%% फ्याटबाट, र% 5001% कार्बोहाइड्रेटबाट; लैबडिएट) वा उच्च-फ्याट डाईट (डी १२3.00 29 २; .13.२ k केसीएल / जीसँग प्रदान गरिएको थियो। २०% उर्जा प्रोटीनबाट निकालिएको, %०% फ्याटबाट, र २०% कार्बोहाइड्रेटबाट; रिसर्च डाइटहरू)। सबै प्रक्रियाहरू मधुमेह र पाचन र मृगौला रोग सम्बन्धी राष्ट्रिय संस्थानको एनिमल केयर एन्ड यूज कमेटीबाट निर्देशन अनुसार भए।

ट्रान्सजेनिक सशर्त नकआउट आईएमएसएन-Drd2-KO चूहों एडेनोसाइन 2A रिसेप्टर जीनको नियामक तत्वहरू द्वारा संचालित अभिव्यक्त चूहलाई पार गरेर उत्पन्न गरिएको थियो (Adora2a) (B6.FVB (Cg) -Tg (Adora2a-Cre) KG139Gsat / Mmucd; GENSAT; 036158-UCD) सशर्त चूहों बोकेको साथ Drd2 शून्य एलीलहरू B6.129S4 (FVB) -Drd2^{tm1.1Mrub / J}, JAX020631 (बेलो एट अल, २०११).

शारीरिक संरचना र ऊर्जा खर्च गणना

शरीर रचना प्रत्येक अर्को हप्ता मापन गरिएको थियो ¹H-NMR स्पेक्ट्रोस्कोपी (EchoMRI-100H; इको मेडिकल सिस्टम)। ऊर्जा खर्च एक ऊर्जा सन्तुलन गणना प्रयोग गरी निर्धारित गरिएको थियो (गुओ एट अल, २०१२ र रावसिन एट अल। २०१ 2013):

एनर्जेयपेन्ड्यूर्युट = मेटाबोलिजेनेनर्गर्जिन्टके− (atfatmass + atfat-freemass)।

MathJax खोल्नुहोस्

खुला क्षेत्र गतिविधि

खुला मैदान परीक्षण फेनोटाइपर केजहरू (×० × cm० सेन्टीमिटर; नोल्डस आईटी) मा आयोजित गरिएको थियो, र इथोभिडन भिडियो विश्लेषण सफ्टवेयर (संस्करण ११; नोल्डस आईटी) परीक्षण भरि चूहों ट्र्याक गर्न प्रयोग गरियो।

गृह केज व्हील चालु

पाel्ग्रा चलाउन माउसको घरको पिँजिरमा कम-प्रोफाइल वायरलेस चालू पा running्ग्राहरू (मेड एसोसिएट्स) राखेर मापन गरियो 72 h घण्टा प्रत्येक weeks हप्ता (डाईट-प्रेरित मोटापा प्रयोगहरू) वा लगातार (आईएमएसएन-Drd2-KO प्रयोगहरू)।

रगत मापन

4-hr छिटो पछि बलिदान गरिएको जनावरहरूबाट ओक्युलर शिरा रगत सीरम मेटाबोलिट्स र हार्मोनहरूको विश्लेषणको लागि प्रयोग गरियो।

डोपामाइन रिसेप्टर अटोराडिग्राफी

दायाँ हेमिसिकेसन स्ट्राइटा (००.२२, ०.0.22, ०.0.14२, र ब्रेग्माबाट १.१0.62 मिलिमिटर, स्ट्रियाटमको पूरा विस्तार कवर गरेर) १२-मिमी खण्डहरूमा क्रोजोकेसन गरिएको थियो। स्लाइडहरू पग्लियो र परख बफर (२० मिलिमिटर HEPES, १1.18 एमएम NaCl, र ०.%% बोवाइन सीरम एल्बमिन [BSA]; पीएच .12..20) मा २० मिनेटको लागि °° डिग्री सेल्सियस थियो। D154R बाइन्डि 0.1 १. n एनएम tritium लेबल SCH-२7.4 ((Perkin-Elmer) र १०० एनएम ketanserin 20० डिग्री सेल्सियस मा min० मिनेट को लागी परख बफर मा स्लाइड्स incubating द्वारा मूल्यांकन गरिएको थियो। D37R बाइन्डि 1 1.5०० पीएम ट्रिटियम लेबल स्पाइरोन (पर्किन-एल्मर) र १०० एनएम केटेन्सेरिनको साथ १०० मिनेट 23390 100 डिग्री सेल्सियसमा स्लाइड्स द्वारा मूल्यांकन गरिएको थियो। उपयुक्त रेडियोलाइगान्डको इन्क्युबेशन पछि स्लाइडहरू १० मिनेटको लागि दुई पटक धोइए buff डिग्री सेल्सियसमा वाश बफर (१० एमएम ट्राइस-एचसीएल, १60 m एमएम एनएसीएल), र त्यसपछि पानी (२ डिग्री सेल्सियस) डुबाईयो र रातभर सुकाउन दिइयो। स्लाइडहरू त्यसपछि ((D37R बाइन्डि)) वा ११ दिन (D2R बाइन्डि)) को लागि फास्फोर-इमेजिंग प्लेटहरूको संपर्कमा पर्‍यो र फास्फोइमेजर (साइक्लोन; पर्किन-एल्मर) को प्रयोग गरेर विकसित गरियो। विश्लेषणका लागि, अनुकूलित छवि विश्लेषण सफ्टवेयर (पर्किन-एल्मर) को उपयोग गरेर चासोका क्षेत्रहरू रूपरेखा र विश्लेषण गरिएका थिए।

Western Blotting

पश्चिमी blots माउस विरोधी D2DR एंटीबॉडी (1: 500; सान्ता क्रूज; sc-5303) वा माउस एन्टि GAPDH एन्टिबडी (1: 1,000; सान्ता क्रूज; sc-32233) को साथ incubated थियो र त्यस पछि बाख्रा विरोधी माउस IgG- HRP (1: 1,000; सान्ता क्रूज; sc-2005)। Chemiluminescence संकेत बढ़ाया chemiluminescence पश्चिमी blotting डिटेक्शन reagents (बायो-रड) को प्रयोग गरेर उत्पन्न भयो र Chemidoc इमेजिंग प्रणाली (Bio-Rad) को साथ दृश्य।

सिटू हाइब्रीडाइजेशनमा

एक आरएनएस्कोप मल्टिप्लेक्स फ्लोरोसन्ट परख किट सीटू हाइब्रिडिजेसन (उन्नत सेल डायग्नोस्टिक्स) को लागि प्रयोग भयो। संक्षेपमा, फार्माटिन फिक्स्ड सेक्सन ईथेनोलमा डिहाइड्रेट गरिएको थियो त्यसपछि प्रोटीज एक्सपोजर द्वारा। सेक्सनहरू त्यसपछि आरएनएस्कप ओलिगुन्यूक्लियोटाइड प्रोबको साथ संकरित गरियो Drd2। अनुसन्धान संकर पछि, स्लाइडहरू आरएनएस्कप प्रोटोकल अनुसार संकेत एम्पलीफायरको साथ incubated थियो। स्लाइडहरू त्यसपछि आरएनएस्कप धुने बफरले धोइन्थ्यो। अन्तमा, स्लाइडहरू DAPI काउन्टरस्टेनको साथ माउन्ट गरिएको थियो।

इलेक्ट्रोकेमिकल डिटेक्शनको साथ उच्च प्रदर्शन लिक्विड क्रोमैटोग्राफी

बायाँ हेमिसिकेसनहरू इलेक्ट्रोकेमिकल डिटेक्शन (HPLC-EC) को साथ रिभर्स-चरण उच्च-प्रदर्शन तरल क्रोमैटोग्राफी प्रयोग गरेर डीए पत्ता लगाउनको लागि प्रशोधन गरियो, जसमा पहिले वर्णन गरिएको छ (Kilpatrick et al।, 1986).

टायरोसिन हाइड्रोक्सीलेज इम्युनोहिस्टोकेमिस्ट्री

स्लाइड माउन्ट वर्गहरू १०% तटस्थ बफर फार्मेनिन, ०.१ M TBS (pH .10..0.1) मा कुँदिएको र anti% सामान्य गधा सीरम, ०.%% Triton X-7.5, र खरानी anti-tyrosine hydroxylase antibody समावेश एक प्राथमिक एंटीबॉडी समाधान मा incubated, १०% तटस्थ बफर फर्मिनलमा तय गरिएको थियो। (१: १०; मिलिपुर; MAB3) राति २ight डिग्री सेल्सियस भोलिपल्ट, टिश्यु वर्गहरू टिबीएसमा धुलेका थिए र माध्यमिक एन्टिबडी समाधानमा 0.3% सामान्य गधा सीरम, ०.%% ट्राइटन एक्स -१०, र बाख्रा-विरोधी खरगोश एलेक्सा फ्लोर 100 1 (मिलिपुर; एक्यू १1,000२ एफ) मा मिलाइएको थियो। प्रत्येक माउस को लागी, दुई स्ट्राइटल सेक्सन विश्लेषण गरिएको थियो, चार चूहों (दुई HFD, दुई चाउ) बाहेक जहाँ केवल एक खण्ड विश्लेषण गरीएको थियो कमजोर टिश्यू वा छवि क्वालिटीको कारण।

माइक्रो- PET

चूहों संग इंजेक्शन थिए ¹⁸एफ f fallypride एक विशिष्ट गतिविधि २.± ± ०. .2.5 mCi / nmol को १ 0.34० aL को भोल्युम वेन मार्फत को माध्यमबाट जबकि isoflurane एनेस्थेसिया अन्तर्गत। माइक्रो-पीईटी स्क्यान २ घण्टाको लागि गरिएको थियो, यस समयमा २ 130 फ्रेमहरू विश्लेषणको लागि अधिग्रहण गरियो। को लागी समय गतिविधि curves ¹⁸ब्याज (एफआरआई) को क्षेत्रहरु मा एफ fallypride AFNI सफ्टवेयर को उपयोग गरी झिकिएको थियोhttps://afni.nimh.nih.gov/afni) र काइनेटिक प्यारामिटरहरू D2R बाध्यकारी सम्भाव्य निर्धारण गर्न (अनुकूलन टिशूको रूपमा प्रयोग गरिएको सेरिबेलमको साथ) अनुकूलन MATLAB स्क्रिप्ट प्रयोग गरेर चार कम्पार्टमेंट मोडेलमा फिट हुन्थे।Lammertsma र Hume, 1996).

Vivo इलेक्ट्रोफिजियोलोजीमा

रेकर्डिहरू Te२ टेफ्लन कोटेड टंगस्टन माइक्रोवायरहरू (-32-एमएम व्यास) भएको इलेक्ट्रोड एरेबाट डोरसोमेडियल स्ट्राइटम (पूर्ववर्ती / पछाडि [A / P]: + ०.;; मध्यवर्ती / पार्श्व [M / L]: +१. containing सम्मिलित इलेक्ट्रोड एरेबाट बनेका थिए। ; पृष्ठीय / ventral [D / V]: bre२. mm मिमी प्रति ब्रेग्मा), र वाणिज्यिक सफ्टवेयर (अफलाइन सॉर्टर र न्यूरो एक्सप्लोरर; Plexon) को साथ संसाधित।

स्टिरियोटाक्सिक भाइरल भेक्टर इंजेक्शन

चूहोंलाई छोटकरीमा ईसोफ्लुरन एक्सपोजर मार्फत एनेस्थेटिमाकरण गरिएको थियो। एक पटक गहिरो संज्ञाहरण गरेपछि, मिडलाइनको छेउमा एकल चीरा बनाईयो, खोपडी खुल्यो र द्विपक्षीय क्रानियोटोमी बनाईयो (A / P: +0.5; M / L: g १. mm मिमी प्रति ब्रेग्मा)। KHR-DREADD (Syn-DIO-hKORD-IRES-mCit-WPRE; ०.μ μL) निहित भेयरल भेक्टरलाई डुअलोमेडियल स्ट्राइटम (D / V, the२. mm मिमी खोपडीको माथिबाट) मा द्विपक्षीय रूपमा इंजेक्सन गरिएको थियो र यसको लागि व्यक्त गर्न अनुमति दिइयो 1.5 हप्ता प्रयोग अघि।

No-नेट फ्लक्स माइक्रोडालिसिस र डोपामाइन विश्लेषण

चूहोंको पृष्ठीय स्ट्र्याटममा बेसल एक्स्ट्रासेल्युलर डीए, डीओपीएसी, र एचभीएको मापन नो-नेट फ्लक्स माइक्रोडालिसिस दृष्टिकोणद्वारा गरिएको थियो। एकपक्षीय २-मिमी प्रोब्स (१--केडीए झिल्ली कटऑफ) नमूना संकलन हुनु अघि before घण्टा १ μL / मिनेटमा कृत्रिम सेरेब्रोस्पाइनल तरल पदार्थ (एसीएसएफ) को लगातार पर्फ्यूजनको साथ क्यानुला इम्प्लान्टेसन पछि १ हप्ता स्टीरियोटेक्सिक रूपमा रोपण गरियो। पूरक प्रयोगात्मक प्रक्रियाहरू)। बाह्य डीएलए स्तर मापन गर्न कुनै-नेट फ्लक्स प्रयोग डायलेसिस जांच मार्फत एसीएसएफमा डीए (०, २, २,,, १०, २०, र n० एनएम) को छवटा विभिन्न सांद्रता अनियमित रूपमा पर्फुजिंग द्वारा गरिएको थियो। प्रत्येक डीए एकाग्रता min० मिनेट को लागी सिद्ध गरिएको थियो, र २ × १०-मिनेट नमूनाहरू २.० 0L १०० एमएम एचसीएल प्लस १ एमएम ईडीटीएमा संकलन गरियो भने क्याटेकोलेमाइन गिरावट रोक्न र −−० डिग्री सेल्सियस मा स्थिर। न्यूरोकेमिकल विश्लेषणहरूको लागि, ईम्क्रेटीक एचपीएलसी प्रणाली जोडी एम्परियोमेट्रिक पत्ता लगाउन प्रयोग गरियो (HPLC-EC; BASi LC-2.5C)। उचित प्रोब प्लेसमेन्टका साथ चूहों मात्र विश्लेषणमा समावेश गरिएको थियो (चित्र S3इ)।

तथ्याङ्क

सांख्यिकीय विश्लेषण ग्राफप्याड प्रिज्म (संस्करण .6.07.०0.05; ग्राफप्याड सफ्टवेयर) को प्रयोग गरेर गरिएको थियो। नभए सम्म, दुई-पुच्छ विद्यार्थीको टेस्ट प्रयोग गरिएको थियो। अन्यथा, दुई-पुच्छ जोडा बनाइएको t परीक्षणहरू, एकतर्फी दोहोरिने उपाय ANOVA वा दुई-मार्ग दोहोर्याइएको-ANOVA उचित र जब उल्लेख गरिएको थियो। ANOVA हरू पोस्ट हक तुलनाको लागि t परीक्षणहरू पछ्याउँथे। परिणामहरू <<XNUMX को अल्फामा महत्वपूर्ण मानिन्थ्यो, वा अल्जाको साथ बेजामिनी-होचबर्ग झूटा खोजी दर (FDR) सुधार द्वारा निर्धारित, जहाँ उपयुक्त छ।

लेखक योगदान

DMF, KD, TJO, MS, AK, IPSGRVAA, MR, KDH र AVK, प्रयोगहरू डिजाईन गर्नुभयो। DMF, KD, TJO, MS, र AVK, व्यवहार परीक्षण प्रयोग र विश्लेषण गरियो। आईपीले पश्चिमी ब्लोटिंग प्रयोगहरू गर्‍यो। DMF, र AVK प्रदर्शन र Vivo इलेक्ट्रोफिजियोलोजिकल डाटा मा विश्लेषण। DMF, J.-SL, JG, र AVK माइक्रो PET प्रयोग प्रदर्शन र विश्लेषण गर्‍यो। DMF, KD, TJO, र AVK पाण्डुलिपि लेखे। सबै लेखकहरूले परिणामहरू छलफल गरे र पांडुलिपिमा टिप्पणी गरे।

Acknowledgments

यो काम NIH को इंट्राम्युरल अनुसन्धान कार्यक्रम, राष्ट्रीय मधुमेह र पाचन र गुर्दा रोग (NIDDK) को संस्थान द्वारा समर्थित थियो। हामी एनआईडीडीकेमा माउस मेटाबोलिज्म कोरलाई धन्यवाद दिन चाहन्छौं सीरम मेटाबोलिट्स र हर्मोनको आकलन गर्न, एन्ड्रेस बुओन्न्नोले डोपामाइन माइक्रोडालिसीस प्रयोगको डिजाईन डिजाइनमा र डा जुडिथ वाल्टर्स, डा। क्रिस्टिन डुप्रे र डा। क्लेयर डेलाभिललाई एचपीएलसीको सहयोगका लागि। डोपामाइन ऊतक सामग्री विश्लेषण। हामी डा। स्कट यंगलाई पनि धन्यवाद दिन चाहन्छौं कि उहाँ आफ्नो प्रयोगशालाका उपकरणहरू प्रयोग गर्नुहुन्छ र बाइन्डि studies अध्ययनका लागि सहयोग गर्नुहुन्छ। प्रायोगिक डिजाइन र पाण्डुलिपि ध्यानपूर्वक पढ्नको लागि इनपुटका लागि AVK प्रयोगशाला, मार्क रीटम्यान र निक राइबालाई पनि धन्यवाद।

पूरक जानकारी

कागजात S1। पूरक प्रयोगात्मक प्रक्रियाहरू र फिगरहरू S1 – S5।

PDF फाईलहरूको साथ मद्दत गर्नुहोस्

विकल्प

कागजात S2। लेख अधिक पूरक जानकारी।

PDF फाईलहरूको साथ मद्दत गर्नुहोस्

विकल्प

सन्दर्भ

एडम्स एट अल।, २०१।
डब्ल्यूके एडम्स, जेएल सुस्मान, एस। कौर, एएम डिसूजा, टीजे किफर, CA विन्स्टन्ली
लामो अवधिमा, क्यालोरी-प्रतिबन्धित सेवन मुसामा उच्च फ्याट डाईटले आवेग नियन्त्रण र भेंट्रल स्ट्र्याटल D2 रिसेप्टर सिग्नलिंग कम गर्दछ addiction व्यसन जोखिमको दुई मार्कर
युरो। जे। न्यूरोसी।, 42 (2015), pp। 3095 – 3104
CrossRef

क्विक लिंक