Zużycie perucyków w diecie zachodniej prowadzi do głębokiej plastyczności i zmiany fenotypu gABAergicznego w obrębie podwzgórza i ścieżki nagrody od urodzenia do dojrzałości płciowej u szczura (2017)

. 2017; 8: 216.

Opublikowano online 2017 Aug 29. doi:  10.3389 / fendo.2017.00216

PMCID: PMC5581815

Abstrakcyjny

Okołoporodowe spożywanie przez matkę pokarmów o dużej zawartości energii zwiększa ryzyko otyłości u dzieci. Jest to związane z nadmierną konsumpcją smacznej żywności, która jest spożywana ze względu na jej właściwości hedoniczne. Podstawowy mechanizm łączący dietę matki w okresie okołoporodowym z preferencjami potomstwa dotyczącymi tłuszczu jest nadal słabo poznany. W tym badaniu naszym celem jest zbadanie wpływu żywienia matki dietą wysokotłuszczową / wysokocukrową [dieta zachodnia (WD)] podczas ciąży i laktacji na ścieżki nagrody kontrolujące karmienie potomstwa szczura od urodzenia do dojrzałości płciowej. Przeprowadziliśmy obserwację podłużną potomstwa WD i kontrolnego w trzech krytycznych okresach (dzieciństwo, dorastanie i dorosłość) i skupiliśmy się na badaniu wpływu ekspozycji okołoporodowej na smaczną dietę na (i) preferencje tłuszczowe, (ii) profil ekspresji genów oraz (iii) zmiany neuroanatomiczne/architektoniczne mezolimbicznych sieci dopaminergicznych. Wykazaliśmy, że żywienie WD ograniczone do okresu okołoporodowego ma wyraźny długotrwały wpływ na organizację homeostatycznych i hedonicznych obwodów mózgowych, ale nie na preferencje dotyczące tłuszczu. Wykazaliśmy specyficzną dla okresu ewolucję preferencji dla tłuszczu, którą skorelowaliśmy z określonymi sygnaturami molekularnymi mózgu. U potomstwa matek karmionych WD zaobserwowaliśmy w dzieciństwie istnienie preferencji tłuszczowych związanych z wyższą ekspresją kluczowego genu zaangażowanego w układy dopaminy (DA); w okresie dojrzewania preferencja wysokotłuszczowa dla obu grup, stopniowo zmniejszana podczas 3-dniowego testu dla grupy WD i związana ze zmniejszoną ekspresją kluczowego genu zaangażowanego w układy DA dla grupy WD, co może sugerować mechanizm kompensacyjny, aby je chronić z dalszej ekspozycji na duże ilości tłuszczu; i wreszcie w wieku dorosłym preferencja dla tłuszczu, która była identyczna jak u szczurów kontrolnych, ale związana z głęboką modyfikacją kluczowych genów zaangażowanych w sieć kwasu γ-aminomasłowego, receptory serotoniny i zależną od kwasu polisialowego-NCAM przebudowę podwzgórza. W sumie dane te ujawniają, że choroba WD matki, ograniczona do okresu okołoporodowego, nie ma trwałego wpływu na homeostazę energetyczną i preferencje dotyczące tłuszczu w późniejszym życiu, mimo że wystąpiła silna przebudowa podwzgórzowej ścieżki homeostatycznej i nagrody związanej z zachowaniami żywieniowymi. Potrzebne byłyby dalsze eksperymenty funkcjonalne, aby zrozumieć znaczenie przebudowy tych obwodów.

Słowa kluczowe: nagroda, DOHaD, preferencje żywieniowe, odżywianie, kwas γ-aminomasłowy, tablica TaqMan o niskiej gęstości

Wprowadzenie

Środowisko i zdarzenia we wczesnym okresie życia są obecnie dobrze znane jako mające wpływ na zdrowie i predyspozycje do chorób w późniejszym życiu (-). Koncepcja imprintingu metabolicznego została zaproponowana w celu opisania, w jaki sposób zmiany środowiska żywieniowego i hormonalnego w okresie okołoporodowym mogą predysponować potomstwo do otyłości i związanych z nią późniejszych patologii. Istotnym problemem naszego zachodniego stylu życia jest przejadanie się, będące konsekwencją spożywania wysokoenergetycznej żywności. Rzeczywiście, osoby, które są narażone na spożycie tego rodzaju żywności przez matkę, są bardziej narażone na rozwój otyłości i zespołu metabolicznego (, ). Wiele badań wykazało, że dieta wysokotłuszczowa matki (HFD) przez okres ciąży i karmienia piersią ma długotrwały wpływ na metabolizm potomstwa (-). Oprócz szlaków zaangażowanych w regulację metaboliczną, systemy nagradzania mózgu również odgrywają ważną rolę w zachowaniach żywieniowych (, ). Mezolimbiczna neurotransmisja dopaminy (DA), intensywnie badana w kontekście nagrody i uzależnienia, zmienia się w otyłości wywołanej dietą u obu ludzi (-) i zwierzęta (-). Projekcje DA rozwijają się w dużej części po urodzeniu (), a zatem na ich rozwój może mieć wpływ wczesna dieta. W ciągu ostatnich kilku lat eksperymenty na gryzoniach wykazały, że spożycie HFD przez matkę zwiększa hedoniczne karmienie potomstwa (, ). Mimo że ta obserwacja obejmowała pewne zmiany w funkcji systemu DA (-), dostępne są ograniczone dane dotyczące ontogenezy i przebudowy ścieżek nagrody we wczesnym okresie życia (). Ponadto nie udokumentowano, czy iw jaki sposób okołoporodowy stres żywieniowy może wpływać na część sygnalizacyjną układu nagrody, taką jak układ GABA (kwas γ-aminomasłowy), niebędący DA. Rzeczywiście, neurony GABA wydają się odgrywać kluczową rolę w nagradzaniu i awersji. Neurony GABA brzusznego obszaru nakrywkowego (VTA) otrzymują podobny wzór danych wejściowych z różnych obszarów mózgu (), a ostatnie badania behawioralne oparte na optogenetyce podkreślają główną rolę VTA GABA w uwarunkowanej awersji do miejsca () oraz w zachowaniach związanych z konsumowaniem nagród (). Jądro półleżące (NAc) składa się głównie z projekcji neuronów kolczystych GABAergicznych i działa jako interfejs limbiczno-motoryczny, integrując sygnały pochodzące z układu limbicznego i przekształcając je w działanie przez wyjście do bladości brzusznej (VP) i innych efektorów motorycznych (). I wreszcie podwzgórze, na które składają się liczne połączenia GABA w LH () i jądro łukowate, integruje sygnały głodu i sytości ().

Niniejsze badanie ma na celu określenie wpływu spożycia przez matkę zachodniej diety (WD) u potomstwa szczurów od urodzenia do dojrzałości płciowej (i) na preferencje tłuszczowe (ii) na profil ekspresji genów układu DA, układu GABAergicznego i plastyczności podwzgórza oraz (iii) na neuroanatomicznych / architektonicznych zmianach mezolimbicznych sieci dopaminergicznych w tym samym okresie. W związku z tym oceniliśmy, w badaniu podłużnym (od odsadzenia, P25, do dojrzałości płciowej, P45 i dorosłości, P95), wpływ WD matki na wzrost masy ciała i rozwój tkanki tłuszczowej potomstwa, które po odsadzeniu otrzymywało regularną karmę. Jednocześnie przeprowadziliśmy test preferencji tłuszczu, a następnie dedykowaną analizę transkryptomiczną, a następnie analizę głównych składników (PCA) wybranych markerów dla systemów regulacji spożycia, wyboru i motywacji. Nasze wyniki znacznie wzbogaciły ostatnie wyniki, koncentrując się na programowaniu żywieniowym systemu DA.

Materiały i Metody

Oświadczenie o etykiecie

Wszystkie doświadczenia przeprowadzono zgodnie z wytycznymi lokalnego komitetu ds. dobrostanu zwierząt, UE (dyrektywa 2010/63/UE), Institut National de la Recherche Agronomique (Paryż, Francja) oraz francuskiego departamentu weterynaryjnego (A44276). Protokół eksperymentu został zatwierdzony przez instytucjonalną komisję etyczną i zarejestrowany pod numerem APAFIS 8666. Podjęto wszelkie środki ostrożności, aby zminimalizować stres i liczbę zwierząt wykorzystywanych w każdej serii doświadczeń.

Zwierzęta i diety

Zwierzęta utrzymywano w cyklu 12 h/12 ​​h światło/ciemność w temperaturze 22 ± 2°C z pożywieniem i wodą ad libitum. Trzydzieści dwie samice szczurów Sprague-Dawley (masa ciała: 240–290 g) w pierwszym dniu ciąży (G1) zakupiono bezpośrednio od Janvier (Le Genest Saint Isle, Francja). Były trzymane pojedynczo i karmione dietą kontrolną (CD) (1% tłuszczu wołowego i 5% sacharozy) dla 0 z nich lub dietą WD (16% tłuszczu wołowego i 21% sacharozy) dla 30 z nich w okresie ciąży i laktacji (patrz tabela Tabela 1:1: skład diety w procentach kcal z ABdiet Woerden, Holandia). Po urodzeniu wielkość miotu dostosowano do ośmiu młodych w miocie przy stosunku samców do samic 1: 1. Z 12 matek trzymaliśmy 16 z miotem złożonym z 4 samców i 4 samic w każdej grupie. Po odsadzeniu (P21) potomstwo urodzone przez matki CD i WD trzymano na standardowej karmie do końca eksperymentu (ryc. ​(Rysunki 1A, B).1A,B). Masę ciała szczeniąt rejestrowano przy urodzeniu, a następnie codziennie o godzinie 10:00 aż do P21 (odsadzenia). Po odsadzeniu i do końca doświadczenia szczury ważono co 3 dni. Przedstawiamy dane dotyczące wyłącznie potomstwa płci męskiej. Samice szczurów wykorzystano do innego badania (ryc (Figure11).

Tabela 1 

Skład diety w procentach kcal z poszczególnych składników diet matki w okresie ciąży i laktacji oraz diety standardowej dla potomstwa.
Rysunek 1 

Projekt eksperymentalny. () Schematyczny schemat projektu badania. Trzydzieści dwie samice szczurów SPD w pierwszym dniu ciąży (G1) karmiono dietą kontrolną dla 1 z nich lub dietą zachodnią dla pozostałych w okresie ciąży i laktacji. Po odstawieniu potomstwo ...

Zachowanie (test wyboru dwóch butelek)

Zbadano trzy krytyczne okresy rozwojowe (od P21 do P25: wiek młodzieńczy, od P41 do P45: okres dojrzewania i od P91 do P95: młody dorosły). 24 szczeniąt płci męskiej (n = 12 na grupę) zostały losowo wybrane i umieszczone w indywidualnej klatce w celu wykonania testu swobodnego wyboru dwóch butelek (ryc. (Rysunki 1A, B) 1A, B) (-). Ten test został wykorzystany do szczegółowego zbadania atrakcyjności smaku tłuszczu poprzez oddzielenie go od smaku słodkiego iw miarę możliwości od efektu metabolicznego spożycia kalorii. Rzeczywiście, spożycie 1% roztworu oleju kukurydzianego wiąże się ze spożyciem tylko 0.09 kcal/ml. Po jednym dniu przyzwyczajenia do obecności dwóch butelek test prowadzono przez 2 dni w P25 i przez 4 dni w P41 i P91 (ryc. (Figure1A) .1A). Szczegółowo, przy odsadzaniu (P21), 24 szczenięta trzymano pojedynczo przez 2 dni (ryc. (Rysunek 1A): 1A): dzień 1, faza przyzwyczajenia, dzień 2, szczury otrzymały dwie butelki do swobodnego wyboru między emulsją 1% oleju kukurydzianego w 0.3% gumie ksantanowej (Sigma Aldrich, St. Quentin Fallavier, Francja) i roztworem gumy ksantanowej ( 0.3%). W P41 i P91 użyto 24 szczeniąt i zaproponowano dwie butelki wolnego wyboru przez trzy kolejne dni. Spożycie roztworu gumy ksantanowej i roztworu smakowego (olej kukurydziany 1%) rejestrowano codziennie o godzinie 11:00 przez 3 dni (P45 i P95). Pozycja dwóch butelek była codziennie odwracana, aby zapobiec stronniczości preferencji pozycji. Wynik preferencji tłuszczu obliczono jako stosunek objętości „roztworu tłuszczowego” zużytego do całkowitej objętości zużytej w ciągu 24 godzin. Wszystkie szczury utrzymywano na standardowej diecie przez cały test behawioralny.

Pobieranie tkanek i pobieranie krwi

Dzień po ostatnim dniu testu swobodnego wyboru dwóch butelek połowa szczurów (n = 6 na grupę) zostały szybko uśmiercone między 09:00 a 12:00 przez CO2 inhalacja. Krew pobrano do probówek z EDTA (Laboratoires Léo SA, St Quentin en Yvelines, Francja) i odwirowano przy 2,500 g przez 15 minut w temperaturze 4°C. Osocze zamrożono w -20°C. Narządy i poszczególne magazyny tłuszczu zaotrzewnowego wycięto i zważono. Mózg szybko usunięto i umieszczono w matrycy mózgowej (WPI, Sarasota, Floryda, szczur USA 300–600 g). Najpierw wycięto podwzgórze [według współrzędnych atlasu Paxinosa: -1.0 do -4.5 mm od Bregmy ()] następnie dla każdego szczura otrzymano dwa skrawki koronalne o grubości 2 mm na poziomie NAc i jeden na poziomie VTA. Próbki prawego i lewego NAc oraz prawego i lewego VTA (w sumie cztery próbki na zwierzę) uzyskano szybko przy użyciu dwóch różnych stempli biopsyjnych (Stiefel Laboratories, Nanterre, Francja) (średnica 4 mm dla NAc i 3 mm dla brzusznego śródmózgowia). Próbki zostały zamrożone w ciekłym azocie i przechowywane w -80 ° C do późniejszego określenia ekspresji genów za pomocą macierzy o niskiej gęstości TaqMan (TLDA).

Inne szczury (n = 6 na grupę) głęboko znieczulono pentobarbitalem (150 mg/kg ip) i poddano perfuzji przezsercową perfuzją soli fizjologicznej, a następnie lodowatym 4% paraformaldehydem w buforze fosforanowym (PB), pH 7.4. Mózgi szybko usunięto, zanurzono w tym samym utrwalaczu na 1 godzinę w 4 ° C, a na koniec przechowywano w 25% sacharozie PB przez 24–48 godzin. Mózgi następnie zamrożono w izopentanie w temperaturze -60°C i na koniec przechowywano w temperaturze -80°C aż do użycia. NAc, podwzgórze i VTA pocięto na seryjne skrawki koronalne 20 µm za pomocą kriostatu (Microm, Microtech, Francheville, Francja). Dla każdego obszaru mózgu wykonano dwie lub trzy serie 10 szkiełek zawierających 4–6 skrawków. Dla każdego szkiełka podstawowego sekcje szeregowe są oddalone od siebie o 200 µm (ryc (Figure66).

Rysunek 6 

Kwantyfikacja neuronów dodatnich TH / NeuN w brzusznym obszarze nakrywkowym (VTA) i włókien gęstości TH w jądrze półleżącym (NAc) od odsadzenia do dorosłości u potomstwa matek karmionych dietą zachodnią (WD) lub dietą kontrolną (CD). () Schemat z Paxinos i Watsona ...

Analizy biochemiczne osocza

Osocze EDTA pobrane od szczurów P25, P45 i P95 zastosowano do pomiaru glukozy w osoczu, NEFA (niezestryfikowane kwasy tłuszczowe), insuliny i leptyny. Glukozę i NEFA mierzono za pomocą kolorymetrycznych reakcji enzymatycznych za pomocą specjalnych zestawów (zestawy do glukozy i NEFA PAP 150, BioMérieux, Marcy-l'Etoile, Francja). Hormony oznaczano za pomocą specjalnych zestawów ELISA zgodnie z instrukcjami producenta dotyczącymi insuliny i leptyny (zestaw ELISA insuliny szczura/myszy, zestaw ELISA szczurzej leptyny, Linco Research, St. Charles, MO, USA).

Immunohistochemia

Szkiełka zawierające seryjne skrawki VTA i NAc najpierw blokowano przez 3–4 godziny, a następnie inkubowano przez noc w 4°C z mieszaniną następujących przeciwciał: mysie anty-NeuN (1:500; IgM; Millipore Bioscience Research Reagents, Merk, USA) i królicze anty-TH (1:1,000; Millipore Bioscience Research Reagents, Merk, USA). Po inkubacji z przeciwciałami pierwszorzędowymi, a następnie przemyciu PB, skrawki inkubowano w mieszaninie przeciwciał drugorzędowych: skoniugowanej z Alexa 488 oślej anty-mysiej IgM i oślej przeciw-króliczej IgG skoniugowanej z Alexa 568 (1: 500; Invitrogen, ThermoFisher Scientific, Waltham , MA, USA) przez 2 godz. Skrawki umieszczono na szkiełkach superfrost plus gold (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA), wysuszono na powietrzu i przykryto szkiełkami nakrywkowymi z odczynnikiem zapobiegającym blaknięciu ProLong™ Gold (Invitrogen, ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA).

Liczba neuronów TH w VTA

Dla każdego szczura komórki TH-dodatnie zliczono, jak opisano wcześniej () na trzech różnych poziomach VTA w części rostrokaudalnej: na poziomie wyjścia trzeciego nerwu (odległość względem Bregmy: −5.3 mm), 200 µm dziobowo i 200 µm ogonowo do tego poziomu (ryc. ​(Rysunki 6A).6A). Dla lewej i prawej strony uzyskano zdigitalizowany obraz obejmujący cały VTA od dodatkowego przewodu końcowego przyśrodkowo do bocznej granicy śródmózgowia przy użyciu 40-krotnego powiększenia skanera slajdów NanoZoomer-XR Digital C12000 (Hamamatsu, Japonia). Linia została narysowana wokół obwodu VTA dla każdej sekcji. Granice wybrano, badając kształt komórek i odnosząc się do atlasu Paxinosa i Watsona. Neuron dopaminergiczny zdefiniowano jako immunoreaktywne ciało komórkowe NeuN(+)/TH(+) z wyraźnie widocznym jądrem. Używając oprogramowania NIH Image J (wtyczka licznika komórek), komórki NeuN(+)/TH(+) zostały zliczone przez dwie różne osoby bez znajomości grup zwierząt. Błędy zliczania komórek podzielonych zostały poprawione za pomocą wzoru Abercrombiego (), gdzie N = n[t/(t + d)] (N = całkowita liczba komórek; n = liczba zliczonych komórek; t = grubość przekroju; I d = średnica komórki), a ten współczynnik korygujący wynosił 0.65. Dane wyrażono jako średnie [NeuN(+)/TH(+) w lewym i prawym VTA] ± SEM.

Gęstość włókien TH w NAc

Zawartość białka TH w dopaminergicznych zakończeniach nerwowych NAc oszacowano za pomocą anatomicznej analizy densytometrycznej skrawków znakowanych immunologicznie TH. Gęstość włókien TH określono ilościowo na trzech dowolnych poziomach wzdłuż osi rostrocaudalnej NAc (Bregma 2.20, 1.70, 1.20, XNUMX i XNUMX, XNUMX mm) (ryc. (Figure6B) .6B). W skrócie, zdigitalizowany obraz obejmujący całe prążkowie i NAc uzyskany przy użyciu 40-krotnego powiększenia skanera slajdów NanoZoomer-XR Digital C12000 (Hamamatsu, Japonia). Dla danego NAc narysowano linię wokół całego jądra, aby zdefiniować obszar pomiaru gęstości optycznej (OD) (ryc. (Figure6B) .6B). Otrzymaną wartość znormalizowano z wartością OD zmierzoną z okrągłej strefy narysowanej na ciele modzelowatym (region nie barwiony pod kątem immunochemii TH) tego samego skrawka przy użyciu oprogramowania NIH Image J. Dane wyrażono jako średnią stosunku OD (wartość OD w NAc/wartość OD w ciele modzelowatym trzech skrawków) ± SEM.

Ekspresja genów przez TLDA i TaqMan

RNA wyizolowano z zamrożonych NAc, próbek wzbogaconych w VTA i podwzgórza, stosując zestaw NucleoSpin RNA/białko (Macherey-Nagel, Hoerdt, Francja). Całkowity RNA poddano trawieniu DNazą zgodnie z instrukcjami producenta, ilość oszacowano na podstawie absorbancji UV 260/280 nm, a jakość oceniono za pomocą systemu Agilent 2100 Bioanalyzer System, a następnie obliczono liczbę integralności RNA (RIN). Próbki z RIN poniżej 8 odrzucano. Jeden mikrogram całkowitego RNA poddano odwrotnej transkrypcji do cDNA przy użyciu zestawu High Capacity RT (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) w całkowitej objętości 10 µl.

Jak wcześniej opisano (), TLDA to 384-dołkowa karta mikroprzepływowa, na której można przeprowadzić 384 jednoczesne reakcje PCR w czasie rzeczywistym (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Użyliśmy specjalnie zaprojektowanej TLDA, aby objąć różne rodziny genów istotne dla plastyczności i regulacji przyjmowania pokarmu. Każda niestandardowa karta została skonfigurowana jako 2 × 4-próbkowe linie ładowania zawierające 2 × 48 komór reakcyjnych (odniesienie: 96a). Zestaw 92 genów (tab S1 w materiale dodatkowym) i zbadano cztery geny porządkowe (18S, Gapdh, Polr2a i Ppia). PCR w czasie rzeczywistym przeprowadzono przy użyciu odczynników Life Technologies TaqMan i uruchomiono na systemie wykrywania sekwencji ABI Prism 7900HT (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA). Surowe dane fluorescencji zebrano za pomocą PCR przy użyciu oprogramowania SDS 2.3 (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA), które następnie wygenerowało cykle progowe Ct z automatycznym określeniem zarówno linii podstawowej, jak i wartości progowej. Po przefiltrowaniu za pomocą aplikacji ThermoFisher w chmurze (ThermoFisher, USA) w celu rozróżnienia nieprawidłowych przebiegów PCR, testy na próbkę zostały n = 6 (n = 5 dla grupy WD w P25). Dane następnie przeanalizowano za pomocą aplikacji ThermoFisher Cloud App (ThermoFisher, USA) w celu względnego oznaczenia ilościowego. Względne oznaczenie ilościowe ekspresji genów (RQ) oparto na porównawczej metodzie Ct z wykorzystaniem równania RQ = 2-ΔΔCt, gdzie ΔΔCt dla jednego docelowego genu była jego własną zmiennością Ct odjętą od próbki kalibratora i znormalizowaną za pomocą kontroli endogennej. Dokładnie określiliśmy najbardziej stabilny gen utrzymania porządku za pomocą algorytmu geNorm (ThermoFisher Cloud App RQ, ThermoFisher, USA). Spośród czterech genów porządkowych Gapdh zdefiniowano jako kontrolę endogenną dla NAc i podwzgórza, a Ppia dla VTA i dotyczyło to wszystkich próbek z trzech analizowanych okresów. Graficzne przedstawienie ekspresji genów zostało zaprojektowane ręcznie, aby przypisać jeden kolor dla 10% przyrostu ekspresji genów w stosunku do grupy CD. Znaczącą zmienność, stosując nieparametryczny test rang znaków Wilcoxona, zaznaczono gwiazdką.

Analiza statystyczna

Wyniki wyrażono jako średnią ± SEM w tabelach i na rycinach. Nieparametryczny test Manna-Whitneya wykorzystano do analizy masy ciała w różnych punktach czasowych, preferencji tłuszczowych i współczynnika OD uzyskanych z badań immunohistochemicznych.

Aby ocenić znaczenie 3-dniowych preferencji dotyczących tłuszczu, przeprowadziliśmy analizę statystyczną kolumny dla każdego dnia. Dla każdej grupy badano zużycie roztworu tłuszczowego i roztworu kontrolnego przy użyciu nieparametrycznego testu rang Wilcoxona. Porównaliśmy średnią wartość preferencji z hipotetyczną wartością 50% (kropkowana czerwona linia). Znaczącą zmianę zaznaczono czerwoną gwiazdką. Użyliśmy tego samego testu do analizy wartości qPCR RQ; porównaliśmy średnią wartość RQ z hipotetyczną wartością 1. Istotną zmienność zaznaczono gwiazdką (ryc. (Figure44).

Rysunek 4 

Względna ekspresja genów w jądrze półleżącym (NAc), brzusznym obszarze nakrywkowym (VTA) i podwzgórzu u szczurów karmionych dietą okołoporodową i szczurów karmionych dietą okołoporodową w trzech okresach czasu. Jednoczesna ocena ilościowa ekspresji genów w ...

Do analizy próbki osocza wykonaliśmy nieparametryczny test Manna i Whitneya. Liczbę komórek TH-dodatnich analizowano za pomocą dwukierunkowej analizy ANOVA i p obliczono wartość. Ze względu na mnogość zaimplementowanych testów, Bonferroni post hoc korekta została zastosowana dopiero po tym teście. Analizę statystyczną przeprowadzono przy użyciu oprogramowania Prism 6.0 (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, USA).

PCA bez nadzoru przeprowadzono najpierw na 130 parametrach (TLDA, zachowanie i dane o osoczu) w różnych punktach czasowych dla każdego stempla biopsyjnego mózgu (VTA, NAc i podwzgórze), aby zwizualizować ogólną strukturę zestawu danych (tj. na punkt czasowy). PCA można zdefiniować jako ortogonalne odwzorowanie danych na niższą wymiarową przestrzeń liniową, tak że wariancja rzutowanych danych jest maksymalizowana w podprzestrzeni. Najpierw odfiltrowaliśmy geny, które nie ulegają ekspresji lub ulegają niewielkiej ekspresji (ryc (Figure5) .5). Wartości dla potomstwa matek karmionych CD i matek karmionych WD pojawiły się w różnych kolorach na poszczególnych wykresach PCA, aby zwizualizować, czy te dwie grupy eksperymentalne są dobrze rozdzielone przez nienadzorowane składniki PCA. Ta analiza oddziela grupy genów, które są różnie wyrażane między dwiema grupami potomstwa. Następnie przeprowadzono skoncentrowane PCA na różnych klastrach markerów mRNA: plastyczność (adhezja komórek, cytoszkielet, czynnik neurotroficzny, synaptogeneza i regulator transkrypcji), szlak DA, szlak GABAergiczny, modulatory epigenetyczne (deacetylaza histonowa i acetylotransferaza histonowa). Te skoncentrowane PCA pozwalają na jednoczesną wizualizację korelacji między dietami matki a niektórymi markerami i korelacjami między określonymi genami rodzinnymi. Do analizy PCA i skupionego PCA zastosowano skalę jakościową: +++: bardzo dobra separacja; ++: dobra separacja z jednym szczurem po niewłaściwej stronie separacji PCA; +: całkiem dobra separacja z dwoma szczurami (po jednym z każdej grupy) po niewłaściwej stronie, −: brak wyraźnej separacji.

Rysunek 5 

Analiza składowych głównych (PCA). Wykres punktowy dla PCA (A, B). () Globalny PCA z próbek jądra półleżącego (NAc) samców szczurów P95. Czarne trójkąty odpowiadają potomstwu matek karmionych dietą kontrolną (CD), a czerwone trójkąty odpowiadają potomstwu ...

Efekt

Masa ciała i wzrost

Spożycie WD przez matkę podczas ciąży (od G1 do G21) nie wpłynęło na masę ciała szczeniąt przy urodzeniu (ryc. (Figure2) 2) (CD: 6.55 ± 0.07 g vs WD: 6.54 ± 0.05 g p = 0.9232) (Liczby ​(Rysunki 2A, B).2A,B). Przyrost masy ciała od urodzenia do odsadzenia był o 21% wyższy u potomstwa matek WD niż u potomstwa matek CD, przy masie ciała znacznie większej przy odstawieniu potomstwa urodzonego przez matki WD (36.19 ± 0.90 g vs 47.32 ± 1.48 g) p <0.001) (ryc (Figure2C) .2C). Od odsadzenia do końca doświadczenia (P95) szczury karmiono standardową karmą, a masa ciała potomstwa matek WD była wyższa niż potomstwa matek CD. Szczegółowo: w okresie dojrzewania (P39) (ryc ​(Rysunki 2A, D), 2A, D), CD: 176.8 ± 3.3 g vs WD: 192.2 ± 3.3 g p = 0.0016 i przy P93 (młody dorosły) (ryc ​(Rysunki 2A,E)2A, E) CD: 478 ± 9.9 g vs WD: 508.6 ± 10.3 g p = 0.0452.

Rysunek 2 

Ewolucja masy ciała potomstwa od urodzenia do dorosłości. () Masa ciała od dnia 0 do dnia 100. Okres ssania na czerwono i okresy po odsadzeniu (c) dzieciństwo, (d) okres dojrzewania i (e) młodzi dorośli na szaro. Na krzywej wzrostu potomstwo płci męskiej z diety kontrolnej ...

Hormony i markery metaboliczne w różnych okresach czasu

Stężenia leptyny, insuliny, glukozy i NEFA w osoczu mierzono w P25, P45 i P95. W każdym wieku poziomy glukozy, NEFA i leptyny w osoczu potomstwa WD nie różniły się statystycznie od potomstwa CD (Tabela (Table2,2, n = 6 na grupę). Zaobserwowaliśmy znaczny wzrost odkładania się tłuszczu (stosunek masy tłuszczu zaotrzewnowego) u potomstwa matek karmionych WD tylko w P25 (p = 0.0327, test Manna i Whitneya).

Tabela 2 

Stosunek masy tłuszczu zaotrzewnowego i dawka w osoczu: glukoza; insulina, NEFA i leptyna.

Wpływ okołoporodowej WD na preferencje tłuszczowe od odsadzenia do dorosłości

Aby zbadać wpływ WD na preferencje dotyczące tłuszczu, zastosowaliśmy paradygmat wyboru dwóch butelek w trzech różnych punktach czasowych podczas wzrostu. Ten test został wykorzystany do szczegółowego zbadania preferencji smakowych tłuszczu poprzez unikanie w jak największym stopniu efektu metabolicznego jego spożycia. między grupami (ryc S1A – C w dodatkowym materiale). Ponadto różnica w spożyciu 1% roztworu oleju kukurydzianego powoduje wzrost kalorii o 1% dla szczurów WD w P25 (WD: 4.9% vs CD: 3.9% spożytych kalorii) i 0.5% dla szczurów CD w P45 (WD: 2% vs CD: 2.5% spożytych kalorii) (Ryc S1D – F w dodatkowym materiale). W wieku P25 szczenięta po matkach CD nie preferują tłuszczu (44.87 ± 9.8%, p = 0.339); po przeciwnej stronie szczury WD preferują tłuszcz (75.12 ± 8.04%, p = 0.039 po teście ze znakami Wilcoxona, czerwona gwiazdka). Ponadto istnieje różnica statystyczna między dwiema grupami z p = 0.0347 (test Manna i Whitneya, czarny znacznik haszujący) (Ryc (Figure33ZA).

Rysunek 3 

Ewolucja rozwojowa preferencji tłuszczu od odsadzenia do dorosłości. () Preferencje tłuszczowe pierwszego dnia w P25, P45 i P95. W każdym punkcie czasowym stosowano różne zestawy zwierząt (n = 6/grupa/punkt czasowy). (B) Trzy kolejne dni tłuszczu ...

W P45 i P95 obie grupy mają znaczącą preferencję dla tłuszczu, tj. znacznie różniącą się od teoretycznej wartości 50% (w P45, CD: 80.68 ± 2.2% p = 0.0005 i WD: 78.07 ± 3.25% p = 0.0005; przy P95, CD: 74.84 ± 8.4% p = 0.0425 i WD: 69.42 ± 8.9% p = 0.109 po teście ze znakami Wilcoxona, czerwona gwiazdka) (Ryc (Figure3A) .3A). Wartości dla obu grup były nie do odróżnienia po jednym dniu prezentacji smaku (przy P45 p = 0.7857 i przy P95 p = 0.9171 Test Manna-Whitneya) (Rys (Figure33ZA).

Aby dowiedzieć się, w jaki sposób szczury regulują spożycie tłuszczu w czasie, powtórzyliśmy prezentację tłuszczu przez trzy kolejne dni w P45 i P95 (ryc. ​(Rysunki 3B, C).3PNE). Co ciekawe, w P45 tylko samce z matek WD stopniowo traciły preferencję dla roztworu tłuszczu (ryc (Figure3B) 3B) (trzeci dzień: 53.12 ± 8.36% p = 0.851 po teście rang znaków Wilcoxona). Jednak w P95 (wiek dorosły) wszystkie zwierzęta preferowały tłuszcz bez ewolucji podczas 3-dniowego testu (ryc. (Figure33DO).

Podsumowując, w tym modelu zaobserwowaliśmy na wczesnym etapie (dzieciństwo) preferencję dla tłuszczu u szczurów karmionych przez matki WD z postępującym brakiem zainteresowania w czasie w okresie dojrzewania. Nie zaobserwowaliśmy żadnej różnicy między dwiema grupami szczurów w wieku dorosłym.

Sygnatura molekularna plastyczności mózgu i przebudowy obwodów GABA w podwzgórzu i ścieżkach nagrody

Aby ustalić, czy przyjmowanie WD przez matkę podczas ciąży i laktacji ma wpływ na podwzgórze i ścieżki nagrody u potomstwa, zmierzyliśmy względną ekspresję kilku kluczowych czynników plastyczności mózgu, modelowania mózgu i markerów obwodów neuronalnych związanych z przyjmowaniem pokarmu i epigenetyką regulatory. Użyliśmy TLDA do analizy ich obfitości w różnych obszarach mózgu (tj. Podwzgórze, VTA i NAc) (Tabela S1 w dodatkowym materiale) w trzech okresach. Badanie przesiewowe przeprowadzono po testach wyboru dwóch butelek w P25, P45 i P95 (ryc. (Figure1) 1) na sześciu samcach urodzonych z matek karmionych WD i sześciu samcach urodzonych z matek karmionych CD.

W P25 w podwzgórzu pięć genów z trzynastu różnych kategorii wykazywało znacznie niższy poziom ekspresji mRNA, głównie w markerach plastyczności i markerach GABA w zakresie od -20% (Gfap) do -40% (Gabra5) u szczeniąt z matek karmionych WD w porównaniu ze szczurami z Tamy karmione CD. W biopsjach szlaku nagrody (VTA i NAc) dwa geny wykazywały statystycznie wyższy poziom ekspresji mRNA (D2R i Gabra1), tj. , podczas gdy cztery geny wykazywały znacznie wyższy poziom ekspresji mRNA (Map2, Gabara2, Hcrtr2 i Hcrtr1) (tj. markery plastyczności, receptory GABA i receptory serotoninergiczne) w VTA (ryc. (Figure44).

W P45 w podwzgórzu pięć genów z trzynastu różnych kategorii wykazywało niższy poziom ekspresji mRNA w zakresie od -20% (Fos) do -50% (FosB) u szczeniąt z matek karmionych WD w porównaniu ze szczurami z matek karmionych CD. W P45 w biopsjach szlaku nagrody cztery geny wykazywały wyższy poziom ekspresji mRNA (Gfap, Dat, Cck2r i Kat5), a dwa geny niższą ekspresję (Fos i FosB) w NAc, podczas gdy trzy geny wykazywały niższy poziom ekspresji mRNA (Arc, FosB i Th) i jeden gen o wyższym poziomie (Gabrg2) w VTA.

W P95 w podwzgórzu 20 genów z trzynastu różnych kategorii wykazywało wyższy poziom ekspresji mRNA w zakresie od +20 do +40% (Syt4 do Gjd2), a 3 geny wykazywały niższą ekspresję mRNA (FosB, D1r i Gabarb1) u szczeniąt z WD karmionych matek w porównaniu ze szczurami z matek karmionych CD. W P95 w biopsjach szlaku nagrody 12 genów wykazywało wyższy poziom ekspresji mRNA w zakresie od +20 do +40% (Syn1 do Hcrt1), a 1 gen miał niższą ekspresję (Th) w NAc, 6 genów wykazywało wyższy poziom ekspresji mRNA (Ncam1 , Gja1, Gjd2, Gabra5, Htr1a i Htr1b), a 6 genów wykazywało niższy poziom ekspresji mRNA (Cntf, Igf1, Fos, Socs3, Gabrb2 i Hdac3) w VTA.

Następnie wykonaliśmy trzy nienadzorowane PCA odpowiadające trzem biopsjom mózgu przy użyciu wszystkich określonych ilościowo parametrów (tj. dawki osocza, danych behawioralnych i zmian ekspresji mRNA). Wyraźne rozdzielenie tych dwóch grup uzyskano tylko przy P95 dla NAc i VTA (Tabela (Table33).

Tabela 3 

Synteza analizy głównych składowych (PCA): jakościowa analiza rozdziału grup PCA dla globalnego PCA i ukierunkowanego PCA.

Zgodnie z kręgiem korelacji PCA i danymi TLDA (reprezentującymi większość zmiennych zawartych w tym PCA), zdefiniowaliśmy rodziny genów, które mogą być odpowiedzialne za segregację i wykonaliśmy skoncentrowaną PCA (ryc. ​(Rysunki 5A, B, 5A, B, na przykład). Skoncentrowany PCA ujawnił, że w P25 markery DA w NAc i markery plastyczności w podwzgórzu mogą oddzielić dwie grupy potomstwa (tabela (Table33 dla podsumowania). Takiego rozróżnienia nie uzyskano wówczas na P45. Jednak ta sama analiza w P95 ujawniła, że ​​różne markery układu GABA w NAc i podwzgórzu, a także markery plastyczności (w podwzgórzu, NAc i VTA) i regulatory epigenetyczne (tylko w NAc) przyczyniają się do rozdzielenia tych dwóch grup zwierząt ( Postać (Figure5; 5; Stół Table33).

Analiza ta ujawnia długotrwały wpływ diety okołoporodowej na markery GABAergiczne, jak również markery plastyczności i epigenetyki zarówno w ścieżce homeostatycznej, jak i w ścieżce nagrody związanej z zachowaniami żywieniowymi.

Immunohistochemia komórek TH Potwierdzona analiza transkryptu

Ponieważ zaobserwowaliśmy pewne zróżnicowanie mRNA TH w NAc i VTA w różnych okresach rozwojowych, staraliśmy się skorelować te wyniki z barwieniem immunologicznym TH. Liczbę komórek dodatnich TH/NeuN analizowano w VTA, gdzie znajdują się ciała komórek dopaminergicznych, i określano ilościowo OD znakowania immunologicznego TH w zakończeniach nerwowych zlokalizowanych w NAc. Komórki TH (+) były mniej liczne w VTA WD w porównaniu ze szczurami CD tylko w P45 (ryc. ​(Rysunki 6A,C,E;6AS; Postać S2A w dodatkowym materiale). Nie było znaczącej interakcji między poziomem sekcji a kwantyfikacją TH / NeuN w trzech okresach (P25 p = 0.9991, P45 p = 0.9026 i P95 p = 0.9170). Tylko w P45 uzyskano statystyczną różnicę między dwiema grupami potomstwa (p = 0.0002) (rys ​(Rysunek 6E).6MI). Ponadto nie zaobserwowaliśmy różnicy w barwieniu immunologicznym OD TH w NAc w P25 i P45 między dwiema grupami (wartości stosunku OD w P25: 1.314 ± 0.022 w CD vs 1.351 ± 0.026 w WD, p = 0.2681; Wartości współczynnika OD przy P45: 1.589 ± 0.033 w CD vs 1.651 ± 0.027 w WD, p = 0.1542). Jednak istotne zmniejszenie OD zakończeń nerwowych TH stwierdzono w NAc z grupy WD w P95 (wartości stosunku OD przy p95: 1.752 ± 0.041 w CD vs 1.550 ± 0.046 w WD, p = 0.0037) (Liczby ​(Rysunki 6B,D,F;6B,D,F; Postać S2B w dodatkowym materiale).

Dyskusja

W tym badaniu postawiliśmy hipotezę, że okołoporodowe przeżywienie matki wpłynie na program rozwoju ścieżek nagrody zaangażowanych w homeostazę energetyczną, wybór pokarmu i spożycie pokarmu przez potomstwo. Dogłębnie zbadaliśmy wpływ przyjmowania WD przez matkę od urodzenia do odsadzenia na szlaki GABA, serotoniny i DA w określonych obszarach mózgu (VTA, NAc i podwzgórze) u potomstwa, od dzieciństwa do dorosłości. Nasze wyniki sugerują, że stosowanie diety bogatej w tłuszcze i słodycze, ściśle ograniczonej do okresu okołoporodowego, ma wpływ na wczesne preferencje tłuszczowe (dzieciństwo) u potomstwa skorelowane ze zmianą profilu ekspresji genów i zmianami neuroanatomicznymi/architektonicznymi układu mezolimbicznego. sieci dopaminergiczne. Jednakże, gdy potomstwo było trzymane na diecie karmowej, zaobserwowaliśmy u dorastających szczurów karmionych WD postępującą utratę atrakcyjności dla tłuszczu, która była skorelowana ze zmniejszoną ekspresją genów układu DA i nieznaczną redukcją neuronów TH-dodatnich w VTA . W późniejszym okresie życia preferencje dotyczące tłuszczu nie różniły się między grupami, chociaż u szczurów z matek karmionych WD zidentyfikowano ważną plastyczność sieci GABAergicznych i sieci homeostazy energetycznej podwzgórza (ryc. (Figure77).

Rysunek 7 

Streszczenie graficzne. NAc, jądro półleżące; VTA, brzuszny obszar nakrywkowy.

Pierwszym skutkiem okołoporodowego spożycia WD, który zaobserwowaliśmy w tym badaniu, jest zwiększona masa ciała potomstwa przy odsadzeniu, ale brak różnicy przy urodzeniu. Rzeczywiście, zwierzęta z grupy WD przybierają na wadze o 21% więcej niż CD pod koniec okresu ssania. Poprzednie badania dostarczyły sprzecznych wyników dotyczących zmiany masy urodzeniowej potomstwa matek karmionych WD: wyższa masa ciała (, ), mniejsza masa ciała (, , ) lub bez różnicy (, ). Nasze dane są zgodne z ostatnią analizą meta-regresji () przeprowadzono na podstawie 171 publikacji eksperymentalnych, z których wynikało, że ekspozycja matki na HFD nie wpływała na masę urodzeniową potomstwa, ale powodowała zwiększenie masy ciała pod koniec okresu laktacji. Wyższa masa ciała potomstwa WD prawdopodobnie odzwierciedla zmianę składu mleka i/lub produkcji mleka, co zostało zilustrowane we wcześniejszych publikacjach (, ). W związku z wyższą masą ciała stosunek tłuszczu zaotrzewnowego potomstwa WD był istotnie wyższy niż potomstwa CD pod koniec okresu ssania (P25, tab. ​tabela2),2), co jest również zgodne z wcześniejszymi badaniami (, ). Jednak wyższa otyłość nie utrzymywała się w P45 i P95, a inne parametry metaboliczne, takie jak insulina, NEFA i osocze glukozy, nie różniły się między grupami. Nasze wyniki pokazały, że bez wyraźnej otyłości matki w czasie ciąży i laktacji sama dieta nie jest wystarczająca do wywołania trwałych efektów metabolicznych u potomstwa (, , ).

Donoszono, że okołoporodowe spożycie HFD pozytywnie koreluje z preferencjami potomstwa do smacznego jedzenia (). W naszym badaniu przeprowadziliśmy badanie podłużne mające na celu zbadanie preferencji tłuszczu u potomstwa odsadzonego od piersi na zwykłej karmie.

Wpływ okołoporodowej WD na dzieciństwo (po odstawieniu)

Szczenięta gryzoni jedzą stały pokarm 19–20 dni po urodzeniu (), gdy ich mózgowe ścieżki nagrody nie są jeszcze dojrzałe (). Dlatego bardzo interesujące było zbadanie ich bardzo wczesnych preferencji dotyczących tłuszczu i skorelowanie tej wczesnej preferencji z analizą transkryptów mózgowych. Tuż po odsadzeniu zaobserwowaliśmy preferencję dla tłuszczu u potomstwa WD, której nie wykazano u szczurów CD. Jest to zgodne z innymi doniesieniami wykazującymi związek między niedożywieniem okołoporodowym a preferencjami smacznego pokarmu oraz niską preferencją dla tłuszczu we wczesnym wieku dla szczurów kontrolnych ().

Światowy PCA nie pozwalał na dyskryminację grupy szczeniąt ze względu na dietę matki w tym wieku. Jednakże, gdy przeprowadzono ukierunkowaną PCA, ograniczoną do markerów DA, uzyskaliśmy dobrą segregację grup. Rzeczywiście, istnieje wyraźny wzrost ekspresji mRNA receptora D2 w NAc u młodych WD. Ta postsynaptyczna nadekspresja D2 w NAc może być częściowo związana z wyższą motywacją do tłuszczu (). Niewiele innych transkryptów jest modyfikowanych u młodych WD w porównaniu z młodymi CD, na przykład wzrost podjednostki alfa 1 GABAA w NAc i VTA oraz spadek podjednostki alfa 5 GABAA w podwzgórzu, co sugeruje reorganizację receptorów GABAA w tych jądrach.

Wpływ okołoporodowej WD na okres dojrzewania

W P45 zaobserwowaliśmy podobną preferencję dla obu grup w pierwszym dniu prezentacji, ale, co ciekawe, szczury WD stopniowo traciły zainteresowanie tłuszczem po wielokrotnej prezentacji. Okres dojrzewania jest krytycznym okresem reorganizacji neurobehawioralnej, niezbędnej do przetwarzania poznawczego na całe życie.), a różne badania wykazały wyraźną podatność na szkodliwy wpływ diety tłuszczowej na funkcje poznawcze (-). Wynik ten stoi w pozornej sprzeczności z wcześniejszymi pracami grupy Mühlhauslera (, ), w którym młode szczury (6 tygodni) wykazywały wyraźną preferencję dla fast foodów. Jednak w ich publikacjach paradygmat eksperymentalny był inny, ponieważ szczury miały swobodny dostęp zarówno do standardowej karmy, jak i fast foodów od odsadzenia do uśmiercenia (6 tygodni).

Jednocześnie zmierzyliśmy wzrost mRNA Dat w NAc i spadek mRNA Th w VTA, co zostało potwierdzone przez immunohistochemię, która wykazała zmniejszoną liczbę komórek TH (+) w VTA szczurów WD. Po podwyższonej aktywności transkryptomicznej dla systemu DA przy odsadzeniu, zmniejszona aktywność w P45 może wyjaśniać niskie zainteresowanie smacznym pokarmem obserwowanym u naszych szczurów WD. Należy również zauważyć, że systematyczny spadek ekspresji mRNA Fos i FosB w różnych analizowanych przez nas jądrach może być oznaką zmniejszonej aktywności mózgowej po ekspozycji matki na WD.

Dorastające szczury WD wykazywały szybszy brak zainteresowania tłuszczem, co jest przeciwieństwem ich wcześniejszego zachowania. Stosowanie „normalnej” diety w dzieciństwie wydaje się „chronić” je przed nadmiernym upodobaniem do tłuszczu w okresie dojrzewania. Wręcz przeciwnie, gdy szczury mają swobodny dostęp do niezdrowej żywności po odstawieniu od piersi, jak w Ref. (, ), wykazują w okresie dojrzewania silną preferencję dla tłuszczu. Wynik ten sugeruje, że 3-tygodniowa dieta karmy po odsadzeniu mogła przeprogramować obwody i sprawić, że dorastające potomstwo będzie mniej wrażliwe na ostre wyzwanie związane z tłuszczem.

Wpływ okołoporodowej WD na dorosłych

Dorosłe szczury nie wykazywały już różnic w preferencjach dotyczących tłuszczu, nawet po wielokrotnej prezentacji tłuszczu, jak już opisano (, ). Jednocześnie zaobserwowaliśmy spadek mRNA i białka Th w NAc oraz tendencję do zmniejszonej ekspresji mRNA Dat w VTA. Naef i współpracownik () zgłosili już niską aktywność układu DA u dorosłych szczurów karmionych w okresie okołoporodowym HFD, z tępą odpowiedzią DA na amfetaminę mierzoną za pomocą mikrodializy i zwiększoną motywacją do nagrody za tłuszcz (patrz tabela podsumowująca ostatnie dane qPCR na tym modelu, Tabela S2 w materiałach dodatkowych). Jedno ograniczenie kwantyfikacji TH (mRNA i immunohistochemia) w NAc wynika z faktu, że komórki NAc mogą również wyrażać mRNA i białko Th, a następnie mogą wpływać na kwantyfikację włókien DA (, ). Jednak zastosowanie barwienia immunologicznego TH w NAc ujawniło głównie gęste zakończenia aksonów pochodzące z neuronów DA śródmózgowia (VTA i SNc). Zwykle neurony wyrażające TH w prążkowiu i NAc można było dostrzec tylko u zwierząt z dużymi uszkodzeniami DA () i dlatego może być trudny do wykrycia w naszych sekcjach immunologicznych. W tym badaniu zaobserwowaliśmy również silny wzrost receptora opioidowego mu w NAc, gdy inne grupy, z różnymi modelami, wykazały spadek ekspresji w prążkowiu brzusznym szczura wcześnie narażonego na HFD (podczas laktacji i ciąży) (, ) lub bez zmian (). Te modyfikacje, mierzone tylko na poziomie mRNA, mogą odzwierciedlać niewielką hipoaktywność obwodów DA związaną z wyższą wrażliwością na opioidy (), które prawdopodobnie nie są wystarczające, aby mieć wpływ na przeprowadzany przez nas test behawioralny. Założenia te wymagają potwierdzenia za pomocą podejść funkcjonalnych. W niedawnym artykule, z podobnym modelem, Romani-Perez i wsp. Nie byli w stanie zaobserwować znaczącego wzrostu motywacji w skrzynkach warunkowania instrumentalnego dla potomstwa HFD, ale zaobserwowali krótsze opóźnienie dotarcia do pola bramki w paradygmacie testu pasa startowego (). Pomimo braku długotrwałych preferencji dotyczących tłuszczu w naszych warunkach eksperymentalnych, stwierdziliśmy, że okołoporodowe spożycie WD przez matkę ma długotrwały wpływ na inne obwody mózgowe, w których pośredniczy głównie przebudowa GABA w NAc i podwzgórzu. NAc jest uważany za „strażnika sensorycznego” zachowania konsumpcyjnego (). Ostatnie badania wykazały, że przyjmowanie pokarmu było hamowane przez hamowanie neuronów LH uwalniających GABA (). O'Connor i in. wykazali, że neurony NAc D1R (neurony projekcyjne GABAergiczne) selektywnie hamują neurony LH VGAT, aby zatrzymać przyjmowanie pokarmu (). Eksperymenty te ujawniają obwód GABA (NAc/Hypothalamus), który może być odpowiedzialny za kontrolowanie reakcji behawioralnych. Ten układ prążkowia brzusznego i podwzgórza uzupełnia inny obwód, który obejmuje jądro stria terminalis uwalniające GABA neurony VGAT wystające do neuronów Vglut LH uwalniających glutaminian i bezpośrednie hamowanie LH vglut2 wywołuje odżywianie (). Innym ważnym składnikiem obwodu regulującego apetyt, który obejmuje powłokę NAc, jest projekcja hamująca uwalniająca GABA do VP (). Dane te podkreślają kluczową rolę sygnalizacji GABA we wzajemnym oddziaływaniu podwzgórza i NAc w celu promowania karmienia. W naszym badaniu nie byliśmy w stanie rozróżnić populacji neuronów zaangażowanych w przebudowę GABA i tego, w jaki sposób te modyfikacje mogą zmienić sieci. Jednak centralna rola obwodów GABA zasługuje na większe zainteresowanie. W szczególności byłoby bardzo interesujące przeprowadzenie dalszych eksperymentów funkcjonalnych tych obwodów GABA przy użyciu podejść elektrofizjologicznych (). Zaobserwowaliśmy również globalną regulację w górę transkryptu mRNA dla receptorów 5HT1a i 5HT1b w trzech badanych jądrach. Większość wystających włókien serotoninowych pochodzi z grzbietowego jądra szwu (DRN) i środkowego jądra szwu (MRN). Najnowsze dane z in vivo nagrania i badania obrazowe wykazały pozytywną rolę 5HT w nagrodzie (). Włókna 5HT z DRN biorą udział w kontroli impulsywności (). Wzrost 5HT1a w VTA i NAc może być mechanizmem kompensacyjnym, który mógłby kontrolować impulsywność. W podwzgórzu badania farmakologiczne sugerują, że podtypy receptorów 5HT1a mogą tłumić zachowania żywieniowe wywołane stymulacją serotoniną (, ). Zwiększone receptory 5HT1a i b w podwzgórzu mogą nasilać hamujące karmienie działanie serotoniny, a zatem mogą stanowić mechanizm kompensacyjny. Założenia te należy zweryfikować przeprowadzając odpowiednie eksperymenty funkcjonalne.

Te zmiany sieci są związane z modyfikacjami markerów plastyczności, takich jak mRNA Ncam. W podwzgórzu dorosłych szczurów zaobserwowaliśmy wzrost transkryptów Ncam1 i St8sia4, co sugeruje wzrost sygnalizacji kwasu polisialowego (PSA). PSA jest glikanem na powierzchni komórki, który moduluje interakcje między komórkami. Polisialilacja białek adhezyjnych komórek bierze udział w różnych procesach zależnych od plastyczności synaptycznej w ośrodkowym układzie nerwowym i stwierdzono, że jest wymagana do adaptacyjnej plastyczności synaptycznej obwodów zasilających podczas ostrego dodatniego bilansu energetycznego., ). Ponadto inne regulatory interakcji komórkowych i synaptogenezy mogą być zaangażowane w tę plastyczność podwzgórza.

Podsumowując (ryc (Figure7), 7), przyjmowanie WD przez matkę ma długotrwały wpływ na organizację obwodów homeostatycznych i hedonicznych regulujących zachowania żywieniowe potomstwa. Dzięki analizie trzech krytycznych okresów byliśmy w stanie wykazać wyraźną ewolucję preferencji dotyczących tłuszczu skorelowaną z określonymi sygnaturami molekularnymi mózgu. W dzieciństwie preferencja dla tłuszczu może być skorelowana z wyższą aktywnością układu DA. Okres dojrzewania, charakteryzujący się odwróceniem preferencji tłuszczu, był związany z niższą ekspresją markerów systemu DA, co sugeruje mechanizm kompensacyjny. Bardzo interesującym punktem jest to, że w tym modelu zbilansowana dieta po odsadzeniu może chronić dorastającego szczura przed szkodliwymi nawykami żywieniowymi poprzez zmniejszenie jego apetytu na tłuszcz. Chociaż w wieku dorosłym obie grupy mają podobnie wysoką preferencję dla tłuszczu, szczury z matek karmionych WD wykazały głęboką przebudowę obwodów GABA. Jakie są konsekwencje tej trwałej plastyczności? Czy przesadna dieta powodująca otyłość w okresie dojrzewania reaktywuje ten stępiony system nagrody? Takie pytania mogą być istotne w obserwacji żywieniowej noworodków i dzieci dorastających w krajach zachodnich.

Oświadczenie o etykiecie

Wszystkie doświadczenia przeprowadzono zgodnie z wytycznymi lokalnego komitetu ds. dobrostanu zwierząt, UE (dyrektywa 2010/63/UE), Institut National de la Recherche Agronomique (Paryż, Francja) oraz francuskiego departamentu weterynaryjnego (A44276). Protokół eksperymentu został zatwierdzony przez instytucjonalną komisję etyczną i zarejestrowany pod numerem APAFIS 8666. Podjęto wszelkie środki ostrożności, aby zminimalizować stres i liczbę zwierząt wykorzystywanych w każdej serii doświadczeń.

Autorskie Wkłady

JP i PB przeprowadzili eksperyment oraz uczestniczyli w dyskusji i pisaniu. TM przeprowadził PCA i uczestniczył w dyskusji i pisaniu. SN przyczynił się do zaprojektowania eksperymentu i brał udział w dyskusji. PP przyczynił się do zaprojektowania eksperymentu, uczestniczył w dyskusjach i napisał manuskrypt. VP zaprojektował i przeprowadził eksperymenty, przeanalizował dane i napisał manuskrypt.

Oświadczenie o konflikcie interesów

Autorzy oświadczają, że badanie zostało przeprowadzone przy braku jakichkolwiek powiązań handlowych lub finansowych, które mogłyby być interpretowane jako potencjalny konflikt interesów.

Podziękowanie

Autorzy pragną podziękować Guillaume Poupeau i Blandine Castellano za opiekę nad zwierzętami podczas całego badania, Anthony'emu Pagniezowi za pomoc w ekstrakcji mRNA i TLDA, Isabelle Grit za pomoc w analizie próbek osocza oraz Alexandre Benani i Marie-Chantal Canivenc za pomocną dyskusję i projekt TLDA.

Przypisy

 

Finansowanie. Badania te były wspierane przez region des pays de la Loire grant PARIMAD (wiceprezes), grant fundacji LCL (wiceprezes i PP), fundację SanteDige (wiceprezes) oraz INRA Metaprogram DIDIT (SN, wiceprezes, PP).

 

 

Materiał uzupełniający

Dodatkowe materiały do ​​tego artykułu można znaleźć na stronie http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fendo.2017.00216/full#supplementary-material.

Rysunek S1

Całkowite spożycie energii z butelki zawierającej olej kukurydziany. () Spożycie kalorii z butelki oleju kukurydzianego przez 24 godziny w P25 u szczeniąt matek karmionych dietą zachodnią (WD) i szczeniąt matek karmionych dietą kontrolną (CD). (B) Spożycie kalorii z butelki oleju kukurydzianego przez 24 h przy P45 (trzeci dzień testu butelkowego). (DO) Spożycie kalorii z butelki oleju kukurydzianego przez 24 h przy P95 (trzeci dzień testu butelkowego). Do paneli (A – C), dane wyrażono jako średnią ± SEM, brak różnic statystycznych (p > 0.05) obserwowano po nieparametrycznym teście Manna i Whitneya we wszystkich grupach wiekowych. (D) Procent spożycia kalorii z butelki oleju kukurydzianego w porównaniu z całkowitym spożyciem kalorii (butelka oleju kukurydzianego + standardowa dieta) przez 24 godziny w P25 u szczeniąt WD i szczeniąt CD. (MI) Procent kalorii spożytych z butelki oleju kukurydzianego w porównaniu z całkowitym spożyciem kalorii (butelka oleju kukurydzianego + standardowa dieta) przez 24 godziny w P45 (trzeci dzień testu butelkowego) u szczeniąt WD i CD. (F) Procent kalorii spożytych z butelki oleju kukurydzianego porównuje się z całkowitym spożyciem kalorii (butelka oleju kukurydzianego + standardowa karma) przez 24 godziny w P95 (trzeci dzień testu z butelką) u szczeniąt WD i szczeniąt CD. Do paneli (D, E), dane wyrażono w procentach całkowitego spożycia kalorii bez różnicy statystycznej (p > 0.05), po zastosowaniu chi-kwadrat z poprawką Yatesa, we wszystkich grupach wiekowych.

Rysunek S2

Reprezentatywne mikrofotografie barwienia immunologicznego TH w jądrze półleżącym (NAc) i brzusznym obszarze nakrywki (VTA) w trzech różnych punktach czasowych. () Mikrofotografia immunobarwienia TH/NeuN na poziomie VTA, -5.30 mm z Bregmy. Czerwone oznaczenie jest dla NeuN, a zielone dla TH. Biała strzałka pokazuje wyjście trzeciego nerwu. (B) Mikrofotografia immunobarwienia TH na poziomie NAc, +1.70 mm od Bregmy. Zielone oznaczenie dotyczy TH. Biała strzałka pokazuje spoidło przednie.

Tabela S1

Lista genów tablicy TaqMan o niskiej gęstości z odpowiednimi kodami zinwentaryzowanymi technologiami życia.

Tabela S2

Podsumowanie opublikowanych danych dotyczących ekspresji transkryptów szlaku dopaminy. Czerwone znaki odpowiadają okresowi dzieciństwa, niebieskie okresowi dojrzewania, a czarne dorosłemu. =: odpowiada podobnej ekspresji transkryptu między grupami, +: odpowiada wyższej ekspresji transkryptu u szczeniąt z diety wysokokalorycznej [śmieciowe jedzenie, dieta zachodnia (WD) lub dieta wysokotłuszczowa (HFD)] karmionych przez matki, oraz −: odpowiada niższej ekspresji transkryptu u szczeniąt z matek karmionych dietą wysokokaloryczną (śmieciowe jedzenie, WD lub HFD).

Referencje

1. Barker DJ. Płodowe podłoże chorób wieku podeszłego. Eur J Clin Nutr (1992) 46 (Suppl 3): S3–9. [PubMed]
2. Desai M, Gayle D, Han G, Ross MG. Zaprogramowana hiperfagia z powodu zmniejszonych mechanizmów anoreksogennych u potomstwa z ograniczonym wzrostem wewnątrzmacicznym. Reprod Sci Thousand Oaks, Kalifornia (2007) 14:329–37.10.1177/1933719107303983 [PubMed] [Cross Ref]
3. Goran MI, Dumke K, Bouret SG, Kayser B, Walker RW, Blumberg B. Obesogenny efekt wysokiej ekspozycji na fruktozę podczas wczesnego rozwoju. Nat Rev Endocrinol (2013) 9:494–500.10.1038/nrendo.2013.108 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
4. Lewin BE. Imprinting metaboliczny: krytyczny wpływ środowiska okołoporodowego na regulację homeostazy energetycznej. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci (2006) 361:1107–21.10.1098/rstb.2006.1851 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
5. Olson CM, Strawderman MS, Dennison BA. Przyrost masy ciała matki w czasie ciąży i waga dziecka w wieku 3 lat. Zdrowie dziecka matki J (2009) 13:839.10.1007/s10995-008-0413-6 [PubMed] [Cross Ref]
6. Chen H, Simar D, Morris MJ. Obwody neuroendokrynne podwzgórza są programowane przez otyłość matki: interakcja z poporodowym środowiskiem żywieniowym. PLoS One (2009) 4:e6259.10.1371/journal.pone.0006259 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
7. Muhlhausler BS, Adam CL, Findlay PA, Duffield JA, McMillen IC. Zwiększone odżywianie matki zmienia rozwój sieci regulującej apetyt w mózgu. FASEB J (2006) 20:1257–9.10.1096/fj.05-5241fje [PubMed] [Cross Ref]
8. Samuelsson AM, Matthews PA, Argenton M, Christie MR, McConnell JM, Jansen EHJM i in. Otyłość wywołana dietą u samic myszy prowadzi do hiperfagii, otyłości, nadciśnienia i insulinooporności potomstwa. Nadciśnienie (2008) 51:383–92.10.1161/HYPERTENSIONAHA.107.101477 [PubMed] [Cross Ref]
9. Kenny'ego PJ. Wspólne mechanizmy komórkowe i molekularne w otyłości i uzależnieniu od narkotyków. Nat Rev Neurosci (2011) 12:638–51.10.1038/nrn3105 [PubMed] [Cross Ref]
10. Denis RGP, Joly-Amado A, Webber E, Langlet F, Schaeffer M, Padilla SL i in. Smakowitość może napędzać karmienie niezależnie od neuronów AgRP. Cell Metab (2015) 22:646–57.10.1016/j.cmet.2015.07.011 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
11. Stice E, Spoor S, Bohon C, Mały DM. Związek między otyłością a tępą odpowiedzią prążkowia na pokarm jest moderowany przez allel TaqIA A1. Nauka (2008) 322:449–52.10.1126/science.1161550 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
12. Frank GK, Reynolds JR, Shott ME, Jappe L, Yang TT, Tregellas JR i in. Jadłowstręt psychiczny i otyłość są związane z przeciwną reakcją mózgu na nagrodę. Neuropsychofarmakologia (2012) 37:2031–46.10.1038/npp.2012.51 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
13. Green E, Jacobson A, Haase L, Murphy C. Zredukowana aktywacja jądra półleżącego i jądra ogoniastego do przyjemnego smaku jest związana z otyłością u osób starszych. Mózg Res (2011) 1386:109–17.10.1016/j.brainres.2011.02.071 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
14. Davis JF, Tracy AL, Schurdak JD, Tschop MH, Lipton JW, Clegg DJ i in. Ekspozycja na podwyższony poziom tłuszczu w diecie osłabia nagrodę psychostymulującą i mezolimbiczny obrót dopaminy u szczura. Behav Neurosci (2008) 122:1257–63.10.1037/a0013111 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
15. Geiger BM, Haburcak M, Avena NM, Moyer MC, Hoebel BG, Pothos EN. Deficyty mezolimbicznej neurotransmisji dopaminy w otyłości dietetycznej szczurów. Neuroscience (2009) 159:1193–9.10.1016/j.neuroscience.2009.02.007 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
16. Rivera HM, Kievit P, Kirigiti MA, Bauman LA, Baquero K, Blundell P, et al. Dieta wysokotłuszczowa matki i otyłość wpływają na przyjmowanie smacznego pokarmu i sygnalizację dopaminy u potomstwa naczelnych innych niż człowiek. Otyłość (2015) 23:2157–64.10.1002/oby.21306 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
17. Gugusheff JR, Ong ZY, Muhlhausler BS. Wczesne początki preferencji żywieniowych: ukierunkowanie na krytyczne okna rozwoju. FASEB J (2015) 29:365–73.10.1096/fj.14-255976 [PubMed] [Cross Ref]
18. Bayol SA, Farrington SJ, Stickland NC. Dieta „śmieciowego jedzenia” matki w czasie ciąży i laktacji sprzyja zaostrzeniu smaku „śmieciowego jedzenia” i większej skłonności do otyłości u potomstwa szczurów. Br J Nutr (2007) 98:843–51.10.1017/S0007114507812037 [PubMed] [Cross Ref]
19. Vucetic Z, Kimmel J, Totoki K, Hollenbeck E, Reyes TM. Dieta wysokotłuszczowa matki zmienia metylację i ekspresję genów dopaminy i genów związanych z opioidami. Endokrynologia (2010) 151:4756–64.10.1210/en.2010-0505 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
20. Naef L, Moquin L, Dal Bo G, Giros B, Gratton A, Walker CD. Wysokie spożycie tłuszczu przez matkę zmienia presynaptyczną regulację dopaminy w jądrze półleżącym i zwiększa motywację do nagród tłuszczowych u potomstwa. Neuroscience (2011) 176:225–36.10.1016/j.neuroscience.2010.12.037 [PubMed] [Cross Ref]
21. Ong ZY, Mühlhausler BS. Karmienie samic szczurów „śmieciowym jedzeniem” przez matkę zmienia wybory żywieniowe i rozwój mezolimbicznej ścieżki nagrody u potomstwa. FASEB J (2011) 25:2167-79.10.1096/fj.10-178392 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
22. Romaní-Pérez M, Lépinay AL, Alonso L, Rincel M, Xia L, Fanet H, et al. Wpływ ekspozycji okołoporodowej na dietę wysokotłuszczową i stres na reakcje na wyzwania żywieniowe, zachowania motywowane jedzeniem i funkcję mezolimbicznej dopaminy. Int J Obes (Londyn) (2017) 41(4):502–9.10.1038/ijo.2016.236 [PubMed] [Cross Ref]
23. Beier KT, Steinberg EE, DeLoach KE, Xie S, Miyamichi K, Schwarz L, et al. Architektura obwodów neuronów dopaminowych VTA ujawniona przez systematyczne mapowanie wejścia-wyjścia. Komórka (2015) 162:622–34.10.1016/j.cell.2015.07.015 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
24. Tan KR, Yvon C, Turiault M, Mirzabekov JJ, Doehner J, Labouèbe G, et al. Neurony GABA VTA napędzają warunkowaną niechęć do miejsca. Neuron (2012) 73:1173–83.10.1016/j.neuron.2012.02.015 [PubMed] [Cross Ref]
25. van Zessen R, Phillips JL, Budygin EA, Stuber GD. Aktywacja neuronów VTA GABA zakłóca konsumpcję nagrody. Neuron (2012) 73:1184–94.10.1016/j.neuron.2012.02.016 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
26. Hu H. Nagroda i niechęć. Annu Rev Neurosci (2016) 39:297–324.10.1146/annurev-neuro-070815-014106 [PubMed] [Cross Ref]
27. Stanley BG, Urstadt KR, Charles JR, Kee T. Glutaminian i GABA w bocznych mechanizmach podwzgórza kontrolujących przyjmowanie pokarmu. Physiol Behav (2011) 104:40–6.10.1016/j.physbeh.2011.04.046 [PubMed] [Cross Ref]
28. Ancel D, Bernard A, Subramaniam S, Hirasawa A, Tsujimoto G, Hashimoto T i in. Doustny czujnik lipidów GPR120 nie jest niezbędny do orosensorycznej detekcji lipidów w diecie myszy. J Lipid Res (2015) 56:369–78.10.1194/jlr.M055202 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
29. Ackroff K, Lucas F, Sclafani A. Warunkowanie preferencji smakowych jako funkcja źródła tłuszczu. Physiol Behav (2005) 85:448–60.10.1016/j.physbeh.2005.05.006 [PubMed] [Cross Ref]
30. Camandola S, poseł Mattson. Receptor Toll-podobny 4 pośredniczy w preferencjach smakowych dotyczących tłuszczu, cukru i umami oraz w przyjmowaniu pokarmu i regulacji masy ciała. Otyłość (2017) 25:1237–45.10.1002/oby.21871 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
31. Coupé B, Amarger V, Grit I, Benani A, Parnet P. Programowanie żywieniowe wpływa na organizację podwzgórza i wczesną reakcję na leptynę. Endokrynologia (2010) 151:702–13.10.1210/en.2009-0893 [PubMed] [Cross Ref]
32. Paillé V, Brachet P, Damier P. Rola zmiany nigralnej w genezie dyskinez w szczurzym modelu choroby Parkinsona. Neuroreport (2004) 15:561–4.10.1097/00001756-200403010-00035 [PubMed] [Cross Ref]
33. Benani A, Hryhorczuk C, Gouazé A, Fioramonti X, Brenachot X, Guissard C, et al. Adaptacja spożycia pokarmu do tłuszczu w diecie obejmuje zależne od PSA ponowne okablowanie łukowatego układu melanokortyny u myszy. J Neurosci (2012) 32:11970–9.10.1523/JNEUROSCI.0624-12.2012 [PubMed] [Cross Ref]
34. Kirk SL, Samuelsson AM, Argenton M, Dhonye H, Kalamatianos T, Poston L, et al. Otyłość matki wywołana dietą u szczurów trwale wpływa na centralne procesy regulujące pobieranie pokarmu u potomstwa. PLoS One (2009) 4:e5870.10.1371/journal.pone.0005870 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
35. Ong ZY, Mühlhausler BS. Spożywanie diety niskotłuszczowej od odsadzenia do dorosłości odwraca programowanie preferencji żywieniowych u samców, ale nie u samic, potomstwa matek szczurów karmionych „śmieciowym jedzeniem”. Acta Physiol Oxf Engl (2014) 210:127–41.10.1111/apha.12132 [PubMed] [Cross Ref]
36. Ribaroff GA, Wastnedge E, Drake AJ, Sharpe RM, Chambers TJG. Modele zwierzęce narażenia matki na dietę wysokotłuszczową i wpływ na metabolizm u potomstwa: analiza meta-regresji. Obes Rev (2017) 18(6):673–86.10.1111/obr.12524 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
37. Bautista CJ, Montaño S, Ramirez V, Morales A, Nathanielsz PW, Bobadilla NA, et al. Zmiany składu mleka u otyłych szczurów na diecie wysokotłuszczowej. Br J Nutr (2015) 115:538–46.10.1017/S0007114515004547 [PubMed] [Cross Ref]
38. Rolls BA, Gurr MI, Van Duijvenvoorde PM, Rolls BJ, Rowe EA. Laktacja u szczupłych i otyłych szczurów: wpływ karmienia w stołówce i otyłości dietetycznej na skład mleka. Physiol Behav (1986) 38:185–90.10.1016/0031-9384(86)90153-8 [PubMed] [Cross Ref]
39. Biały CL, Purpera MN, Morrison CD. Otyłość matki jest niezbędna do zaprogramowania wpływu diety wysokotłuszczowej na potomstwo. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol (2009) 296:R1464.10.1152/ajpregu.91015.2008 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
40. Sun B, Purcell RH, Terrillion CE, Yan J, Moran TH, Tamashiro KLK. Dieta wysokotłuszczowa matki podczas ciąży lub karmienia różnie wpływa na wrażliwość leptyny i otyłość potomstwa. Cukrzyca (2012) 61:2833–41.10.2337/db11-0957 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
41. Berthoud HR. Napędy metaboliczne i hedoniczne w neuronowej kontroli apetytu: kto jest szefem? Curr Opin Neurobiol (2011) 21:888–96.10.1016/j.conb.2011.09.004 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
42. Henning SJ, Chang SS, Gisel EG. Ontogeneza kontroli karmienia u ssących i odsadzanych szczurów. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol (1979) 237: R187–91. [PubMed]
43. Leibowitz SF, Lucas DJ, Leibowitz KL, Jhanwar YS. Wzorce rozwojowe spożycia makroskładników u samic i samców szczurów od odsadzenia do dojrzałości. Physiol Behav (1991) 50:1167–74.10.1016/0031-9384(91)90578-C [PubMed] [Cross Ref]
44. Trifilieff P, Feng B, Urizar E, Winiger V, Ward RD, Taylor KM i in. Zwiększenie ekspresji receptora dopaminy D2 w dorosłym jądrze półleżącym zwiększa motywację. Mol Psychiatry (2013) 18:1025–33.10.1038/mp.2013.57 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
45. Włócznia LP. Mózg nastolatka i objawy behawioralne związane z wiekiem. Neurosci Biobehav Rev (2000) 24:417–63.10.1016/S0149-7634(00)00014-2 [PubMed] [Cross Ref]
46. ​​Vendruscolo LF, Gueye AB, Darnaudéry M, Ahmed SH, Cador M. Nadmierne spożycie cukru w ​​okresie dojrzewania selektywnie zmienia motywację i funkcję nagrody u dorosłych szczurów. PLoS One (2010) 5:e9296.10.1371/journal.pone.0009296 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
47. Boitard C, Parkes SL, Cavaroc A, Tantot F, Castanon N, Layé S, et al. Zmiana wysokotłuszczowej diety nastolatków na dietę kontrolną dla dorosłych przywraca zmiany neurokognitywne. Front Behav Neurosci (2016) 10:225.10.3389/fnbeh.2016.00225 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
48. Naneix F, Darlot F, Coutureau E, Cador M. Długotrwałe deficyty reaktywności hedonicznej i jądra półleżącego na słodkie nagrody przez nadmierne spożycie cukru w ​​okresie dojrzewania. Eur J Neurosci (2016) 43:671–80.10.1111/ejn.13149 [PubMed] [Cross Ref]
49. Baker H, Kobayashi K, Okano H, Saino-Saito S. Korowa i prążkowiowa ekspresja mRNA hydroksylazy tyrozynowej u noworodków i dorosłych myszy. Cell Mol Neurobiol (2003) 23:507–18.10.1023/A:1025015928129 [PubMed] [Cross Ref]
50. Jaber M, Dumartin B, Sagné C, Haycock JW, Roubert C, Giros B i in. Różnicowa regulacja hydroksylazy tyrozynowej w zwojach podstawy myszy pozbawionych transportera dopaminy. Eur J Neurosci (1999) 11:3499-511.10.1046/j.1460-9568.1999.00764.x [PubMed] [Cross Ref]
51. Klietz M, Keber U, Carlsson T, Chiu WH, Höglinger GU, Weihe E, et al. Dyskineza indukowana l-DOPA jest związana z niedoborem numerycznego obniżenia liczby neuronów wykazujących ekspresję mRNA hydroksylazy tyrozynowej prążkowia. Neuroscience (2016) 331:120–33.10.1016/j.neuroscience.2016.06.017 [PubMed] [Cross Ref]
52. Kelley AE, Baldo BA, Pratt WE, Will MJ. Obwody korowo-podwzgórzowo-podwzgórzowe i motywacja do jedzenia: integracja energii, działania i nagrody. Physiol Behav (2005) 86:773–95.10.1016/j.physbeh.2005.08.066 [PubMed] [Cross Ref]
53. Jennings JH, Ung RL, Resendez SL, Stamatakis AM, Taylor JG, Huang J i in. Wizualizacja dynamiki sieci podwzgórza dla zachowań apetycznych i konsumpcyjnych. Komórka (2015) 160:516–27.10.1016/j.cell.2014.12.026 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
54. O'Connor EC, Kremer Y, Lefort S, Harada M, Pascoli V, Rohner C, et al. Półleżące neurony D1R wystające do bocznego podwzgórza zezwalają na karmienie. Neuron (2015) 88:553–64.10.1016/j.neuron.2015.09.038 [PubMed] [Cross Ref]
55. Jennings JH, Rizzi G, Stamatakis AM, Ung RL, Stuber GD. Architektura obwodu hamującego bocznego podwzgórza koordynuje odżywianie. Nauka (2013) 341:1517–21.10.1126/science.1241812 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
56. Stratford TR, Wirtshafter D. Zaangażowanie bocznego podwzgórza w karmienie wywołane z bladości brzusznej. Eur J Neurosci (2013) 37:648–53.10.1111/ejn.12077 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]
57. Paille V, Fino E, Du K, Morera-Herreras T, Perez S, Kotaleski JH, et al. Obwody GABAergiczne kontrolują plastyczność zależną od czasu skoku. J Neurosci (2013) 33:9353–63.10.1523/JNEUROSCI.5796-12.2013 [PubMed] [Cross Ref]
58. Fonseca MS, Murakami M, Mainen ZF. Aktywacja neuronów serotonergicznych grzbietu szwu sprzyja oczekiwaniu, ale nie wzmacnia. Curr Biol (2015) 25:306–15.10.1016/j.cub.2014.12.002 [PubMed] [Cross Ref]
59. Doya K. Metalearning i neuromodulacja. Sieć neuronowa (2002) 15:495–506.10.1016/S0893-6080(02)00044-8 [PubMed] [Cross Ref]
60. Leibowitz SF, Alexander JT. Podwzgórzowa serotonina kontroluje zachowania żywieniowe, wielkość posiłków i masę ciała. Biol Psychiatry (1998) 44:851-64.10.1016/S0006-3223(98)00186-3 [PubMed] [Cross Ref]
61. Voigt JP, Fink H. Serotonina kontrolująca karmienie i sytość. Behav Brain Res (2015) 277:14–31.10.1016/j.bbr.2014.08.065 [PubMed] [Cross Ref]
62. Brenachot X, Rigault C, Nédélec E, Laderrière A, Khanam T, Gouazé A, et al. Acetylotransferaza histonowa MOF aktywuje polisialilację podwzgórza, aby zapobiegać otyłości wywołanej dietą u myszy. Mol Metab (2014) 3:619–29.10.1016/j.molmet.2014.05.006 [Artykuł bezpłatny PMC] [PubMed] [Cross Ref]