Ghrelins roll i matbelöning: Effekt av ghrelin på sackaros självadministration och mesolimbisk dopamin och acetylkolinreceptgenuttryck (2012)

PMCID: PMC3298643

Denna artikel har varit citerad av Andra artiklar i PMC.

Gå till:

Abstrakt

Beslutet att äta påverkas starkt av icke-homeostatiska faktorer som smak av mat. Faktum är att det givande och motiverande värdet av mat kan åsidosätta homeostatiska signaler, vilket leder till ökad konsumtion och därmed fetma. Ghrelin, ett tarmbaserat orexigeniskt hormon, har en framträdande roll vid homeostatisk utfodring. Nyligen har det dock dykt upp som en potent modulator för den mesolimbiska dopaminerga belöningsvägen, vilket tyder på en roll för ghrelin i matbelöning. Här försökte vi avgöra om ghrelin och dess receptorer är viktiga för att stärka motivationen för naturlig sockerbelöning genom att undersöka rollen som ghrelinreceptor (GHS-R1A) stimulering och blockad för sackaros progressivt förhållande operant konditionering, ett förfarande som används för att mäta motiverande drivkraft få en belöning. Perifert och centralt administrerat ghrelin ökade signifikant det operativa svaret och därför motivationsmotiv för sackaros. Med användning av GHS-R1A-antagonisten JMV2959 visade vi att blockering av GHS-R1A-signalering minskade signifikant den operant som svarade för sackaros. Vi undersökte vidare ghrelins effekter på viktiga mesolimbiska belöningsnoder, det ventrala tegmentala området (VTA) och nucleus accumbens (NAcc), genom att utvärdera effekterna av kronisk central ghrelinbehandling på uttrycket av gener som kodar för större belöning av neurotransmittorreceptorer, nämligen dopamin och acetylkolin. Ghrelinbehandling var associerad med en ökad dopaminreceptor D5 och acetylkolinreceptor nAChRp2-genuttryck i VTA och minskat uttryck av D1, D3, D5 och nAChRα3 i NAcc. Våra data indikerar att ghrelin spelar en viktig roll i motivation och förstärkning för sackaros och påverkar uttrycket av gener för dopamin och acetylkolin i den mesolimbiska belöningskretsen. Dessa resultat tyder på att ghrelinantagonister har terapeutisk potential för behandling av fetma och för att undertrycka överkonsumtionen av söt mat.

Nyckelord: Acetylkolin, dopamin, matmotivation, ghrelin, GHS-R1A, operant konditionering

INLEDNING

Det är välkänt att det cirkulerande hormonet ghrelin spelar en viktig roll vid reglering av energibalans (Kojima et al,. 1999; Nogueiras, Tschöp & Zigman 2008). Frigörs främst av magen (Dornonville de la Cour et al,. 2001), ghrelin framkallar potenta orexigena effekter både hos gnagare och hos människa (Gärdsmyg et al,. 2000, 2001) via stimulering av dess centrala nervsystemet (CNS) receptor (Salomeet al,. 2009a), tillväxthormonsecretagogue-receptorn (GHS-R1A) (Howard et al,. 1996). Faktum är att ghrelin riktar sig mot hypotalamiska och hjärnstamkretsar som är involverade i matning och energihemostas (Dickson, Leng & Robinson 1993; Bailey et al,. 2000; Hewson & Dickson 2000; Faulconbridge et al,. 2003, 2008). Foderbeteendet är emellertid inte bara motiverat av behovet av näringsreaktion (dvs. behovet av att återställa homeostas); välsmakande högfettiga och / eller sockermat kan motivera intag trots ett mättnadsläge (Zheng et al,. 2009). Överkonsumtionen av välsmakande naturliga förstärkningar som socker är en viktig faktor som driver den aktuella fetmaepidemin. Det återstår att bestämma huruvida det centrala ghrelinsignaleringssystemet är viktigt för icke-homeostatisk sockerkonsumtion och därmed tillhandahålla ett potentiellt viktigt terapeutiskt mål för att undertrycka intag av kaloriska, välsmakande och givande söta livsmedel.

Inspirerat av nya upptäckter som ghrelin interagerar med mesolimbiska områden som är involverade i icke-homeostatisk / belöningsmedel (Jerlhag et al,. 2007), vi försökte bedöma ghrelins och dess receptors roll i livsmedelsmotivation och målriktat beteende för sackarosbelöning. Dessa mesolimbiska områden har länge varit i fokus för narkotikamissbruk, eftersom de är ett viktigt mål för de flesta missbrukande droger (Engel 1977; Koob 1992). Den målmolekylära vägen för ghrelin innefattar dopaminprojektionen från det ventrala tegmentala området (VTA) till kärnans accumbens (NAcc) (Jerlhag et al,. 2006, 2007), en väg som ger belöning från både beroendeframkallande kemiska droger och naturliga belöningar, inklusive mat (Koob 1992). Intressant uttrycks GHS-R1A på dopaminerga neuroner (Abizaid et al,. 2006), vilket implicerar möjliga direkta effekter av ghrelin på VTA-dopaminsystemet. Dessa immunhistokemiska data kompletteras med det ackumulerande beteendemässiga och elektrofysiologiska beviset för ghrelins effekt i VTA. Exempelvis ökar intra-VTA-administrering av ghrelin aktiviteten hos VTA-dopaminneuroner (Abizaid et al,. 2006) och ökar frisättningen av dopamin i NAcc (Jerlhag et al,. 2007). Ghrelin ökar också aktiviteten hos den kolinerga-dopaminerga länken, en viktig belöningsväg. Faktum är att åtminstone en del av ghrelins effekter på dopamin verkar förmedlas av det kolinergiska systemet (Jerlhag et al,. 2007).

Fastän det fastställs att ghrelin har en kraftig orexigenisk effekt när maten är lätt tillgänglig, är det ännu inte känt om de orexigena effekterna av ghrelin kan utökas till att innefatta förändrad motivation och förstärkning av naturliga förstärkningar såsom smaklig sötmat (dvs. ökande vilja och ansträngningen / arbetet man är villig att sätta i att få en söt behandling). Motivationen och belöningen av narkotikamissbruk kan utvärderas i den självadministrerade operativa konditioneringsmodellen. Operant conditioning är ett huvudsakligt förfarande för analys av motiverat beteende som bedömer förvärvade och frivilliga beteenden riktade mot att erhålla en belöning. Genom att mäta mängden arbete som ett ämne är villigt att betala för att erhålla belöningen, erbjuder det en objektiv åtgärd av belöningsvärde (Hodos 1961). Mesolimbiska regioner är avgörande för motivationsaspekter av beteende inklusive matning och det är uppenbart att ghrelin påverkar neuronal aktivitet i relevanta mesolimbiska regioner. Det som ännu inte visats är ghrelins direkta effekt på motivationen för högsockermat. Det primära syftet med vår studie är att undersöka om det centrala ghrelinsignalsystemet spelar en roll i de hedoniska / motivativa eller positiva förstärkande egenskaperna hos högsockermatbelöning och om undertryckande av detta system, med användning av en ny selektiv GHS-R1A-antagonist JMV2959 (Salomeet al,. 2009a), kan undertrycka motivation för att få godis. GHS-R1A-antagonister utvärderas för närvarande terapeutiskt hos typ 2-diabetespatienter, eftersom undertryckning av ghrelinsignaler har positiva effekter på glukoshomeostas (sol et al,. 2006), effekter som också skulle dra nytta av minskat intag av söta livsmedel. Flera bevislinjer tyder på att dopaminerg och kolinerg neurotransmission spelar en viktig roll i motiverat belöningsbeteende. För att ytterligare karakterisera effekterna av ghrelin på centralbelöningskretsar utvärderade vi följderna av ghrelinbehandling på dopamin- och acetylkolinrecept-genuttrycksändringar i nyckelbelöningsnoden, VTA och NAcc efter ghrelinbehandling.

METODER

djur

Vuxna manliga Sprague-Dawley-råttor (200-250 g, Charles River, Tyskland) hölls i en ljus / mörk cykel 12-timme med regelbunden chow och vatten tillgängligt AD libitum, utom när det anges annat. Alla djurprocedurer utfördes med etisk tillåtelse och i enlighet med Göteborgs Institut för djurhälso- och användningsutskott.

Kirurgi

För beteendeförsök inriktade på CNS, en tredje ventrikulär styrkanyl (26 gauge; Plastics One, Roanoke, VA, USA; koordinater: på mittlinjen, 2 mm bakom bregma och 5.5 mm ventralt till dura mater, med injektor riktad till 7.5 mm ventral till dura) implanterades under isofluran-anestesi. Kanyler fästes på skallen med akryl- och juvelererskruvar och stängdes med en obturator, såsom beskrivits tidigare (Skibicka, Alhadeff & Grill 2009). Placeringen av kanylen i den tredje ventrikeln verifierades en vecka efter operationen genom mätning av det sympatadrenalförmedlade glykemiska svaret på central injektion av 5-tio-D-glukos [210 μg i 2 μl av vehikel (saltlösning)] (Ritter, Slusser & Stone 1981). I detta protokoll för placeringskontroll krävdes en injektionshöjning av minst 100% av baslinjens plasmaglukosnivå för insamling av ämnet. För genuttrycksexperimentet bedövades råttorna (60-75 mg / kg Ketalar och 0.5 mg / kg Domitor ip; Pfizer, Sverige; Orion Co, Finland) och en kronisk intracerebroventrikulär (ICV) kanyl (Alzet Brain Infusion Kit II, DURECT Corp, Cupertino, CA, USA) infördes i lateral ventrikel med användning av följande koordinater: 0.6 mm bakre från bregma, 1.4 mm lateral från mittlinjen, 2.3 ventral från skalle. Kanylen kopplades via en polyetenkateter till en osmotisk minipump (Alzet Mini-Osmotisk Pumpmodell 2002, Durect, Cupertino, flödeshastighet, 0.5 μl / timme för 14 dagar) implanterade subkutant i djurens baksida.

Operantkonditioneringsmodell

Apparater

Operativa konditioneringsexperiment ägde rum i åtta operativa konditioneringskammare avsedda för råttor (30.5 × 24.1 × 21.0 cm; Medical-Associates, Georgia, VT, USA) som placerades i ett ljuddämpat, svagt upplyst skåp. Varje kammare hade ett metallgallgolv, två utdragbara spakar med vita glödlampor ovanför dem och en matpelletsdispenser som kan leverera 45 mg sackarospellets (GlaxoSmithKline, Test Diet, Richmond, IN, USA) till matbrickan. Datainsamling och bearbetning kontrollerades av MED-PC-programvara (Medical-Associates, Georgia, VT, USA).

Utbildning

Förfarandet som användes för operant konditionering var anpassad från (la Fleur et al,. 2007) och (Tracy et al,. 2008). Alla råttorna utsattes för ett milt livsmedelsbegränsningsparadigm, under vilket deras initiala kroppsvikt reducerades gradvis till 90% under en period av en vecka. För ICV-kanylerade råttor började träningen en vecka efter operationen. Före placering i operantlådorna exponerades råttorna i sackarospellets i hemmamiljön i minst två tillfällen. Därefter lärde råttorna att trycka på sackarospellets under ett fast förhållande FR1 schema med två sessioner per dag. I FR1 resulterade en enda press på den aktiva hävarmen i leveransen av en sackarospellett. Alla FR-sessioner varade 30-minuter eller tills råttorna fick 100-pellets, vilket som inträffade först. De flesta råttorna uppnådde 100-pellets per sessionskriterium efter 10 till 15-sessioner. Tryck på den inaktiva spaken registrerades men hade ingen programmerad konsekvens. FR1 schema sessioner följdes av FR3 och FR5 (dvs tre respektive fem press per pellet). Återigen krävs ett minimum av 100-svar per session på den aktiva spaken för framsteg till nästa schema. de flesta råttorna krävde endast ett till två FR3- och FR5-schema (er) för att uppnå denna nivå. FR5-schemat följdes av det progressiva förhållandet (PR) schemat under vilket kostnaden för en belöning gradvis ökas för varje följande belöning för att bestämma hur mycket arbete roten är villig att sätta för att erhålla belöningen. Svarskravet ökade enligt följande ekvation: svarförhållande = [5e (0.2 × infusionsnummer)] - 5 genom följande serier: 1, 2, 4, 9, 12, 15, 20, 25, 32, 40, 50 , 62, 77, 95, 118, 145, 178, 219, 268, 328. PR-sessionen slutade när råttan hade misslyckats med att tjäna en belöning inom 60-minuter. Brytpunkten definierades som det slutförda förhållandet innan sessionen slutade. Reagemang ansågs vara stabil när antalet matpellets uppnådda per session skilde sig inte mer än 15% i tre på varandra följande sessioner. I de flesta fall stabiliserades svaret inom fem till sju sessioner. PR-testet utfördes en gång per dag. Sessionerna varade i genomsnitt 75 minuter, även om alla råttorna stannade i operantlådorna tills 120 minuter för att tillåta alla sessioner att sluta. Råttorna överfördes därefter till hemburar för en 1 timmars fritt utfodring av chow intake-mätning. Vid slutet av träningen och före testningen återvände råttorna till en AD libitum matning schema.

Experimentell design

Alla råttorna fick intraperitoneala (IP) eller i en separat grupp råttor, tredje ventrikel (tredje ICV) -injektioner tidigt i ljuscykeln (för ghrelintester) och sent i ljuscykeln för ghrelinantagonist-experiment 20 minuter före starten av operant testning. Alla förhållanden separerades med minst 48 timmar och kördes på ett motbalanserat sätt (varje råtta mottog alla betingelser vid separata testdagar).

Experiment 1: Påverkan av perifer eller central ghrelin administrering på PR operant svarande på sackaros hos råttor

För alla råttor undersöktes spakpressningsresponser efter två villkor: IP-behandling med saltlösning eller acylerad råttghrelin (Tocris, Bristol, UK; 0.33 mg / kg kroppsvikt vid 1 ml / kg). Den valda IP-ghrelindosen har tidigare visats för att inducera ett utfodringssvar hos råtta (Gärdsmyg et al,. 2000) och också att inducera ackumbal dopaminfrisättning och lokomotorisk aktivitet hos möss (Jerlhag 2008). Efter operantestning fick råttorna fri tillgång till chow, och chowintaget mättes efter en timmesperiod. Därefter undersökte vi i en separat grupp av råttor svar efter målad CNS-läkemedelsavgivning efter tre betingelser enligt följande: kontrolltillstånd med tredje ventrikelkoksaltlösning, 0.5 μg eller 1.0 μg acylerad råttghrelin (Tocris) i en 1 μl-volym. De utvalda doserna av ghrelin har tidigare visat sig framkalla utfodringssvar (Nakazato et al,. 2001). För både ICV- och IP-ghrelinstudierna utfördes försök med hävstryck i mättat tillstånd (dvs. när matintag skulle drivas av livsmedlets givande egenskaper i stället för homeostatiska enheter). Också i båda studierna efter operativ testning fick råttorna fri tillgång till chow och chowintaget mättes efter en timmesperiod.

Experiment 2: Påverkan av perifer eller central behandling med en ghrelinreceptor (GHS-R1A) -antagonist (JMV2959) på incitamentmotivering för sackarosbelöning hos råttor

PR-operativa svar undersöktes efter tre betingelser enligt följande: kontrollförhållande med IP-saltlösning, 1 mg / kg eller 3 mg / kg JMV2959 (AEZS-123, AeternaZentaris GmBH, Frankfurt, Tyskland). JMV2959-doserna valdes baserat på Jerlhag et al,. (2009) Och Egecioglu et al,. (2010) och preliminära data som tidigare visat sig minska konditionerat preferensbeteende men inte har en självständig effekt på lokomotorisk aktivitet. Efter operantestning fick råttorna fri tillgång till chow. För att bedöma effekterna av direkt akut central antagonistverkan, undersöktes operantbeteende i en separat grupp av råttor efter följande tre villkor: kontrolltillstånd med insprutning av tredje ventrikelkoksaltlösning, 5 μg eller 10 μg JMV2959 i en 1 μl-volym. De utvalda ICV-doserna av JMV2959-dosen baserades på Salomeet al,. (2009a) där den orexigena verkan av 1 μg ghrelin administrerad ICV blockerades. Efter operantestning fick råttorna fri tillgång till chow och chowintag uppmättes efter en timmesperiod och även vid 24 timmar efter den inledande injektionen. Studier med GHS-R1A-antagonisten, i motsats till de som utfördes med ghrelin (se tidigare), utfördes på råttorna efter en 16-timmars livsmedelsrestriktion före injektionerna för att säkerställa höga nivåer av endogent cirkulerande ghrelin (Cummings et al,. 2001).

Experiment 3: ghrelin-inducerad förändring i uttryck av dopamin- och acetylkolinrelaterade gener i VTA och NAcc

Här bestämde vi effekterna av kronisk ICV-ghrelininfusion i två veckor på uttrycket av utvalda gener involverade i dopaminerg och kolinerg överföring i två viktiga mesolimbiska belöningsvägsnoder, VTA och NAcc. De valda dopaminrelaterade generna var gener som kodade för dopaminreceptorerna (D1A, D2, D3, D5), katekol-O-metyltransferas, tyrosinhydroxylas (endast i VTA) och monoaminoxidas A. De acetylkolinrelaterade generna var: nikotinreceptorsubenheter (α3 α6, β2, β3). De gener vi valde att utvärdera har tidigare varit inblandade i ghrelins effekter och / eller att belöna / motivera beteende (Kelley et al,. 2002; Figlewicz et al,. 2006; Jerlhag et al,. 2006, 2007; Sibilia et al,. 2006; Dalley et al,. 2007; Kuzmin et al,. 2009; Lee et al,. 2009; Nimitvilai & Brodie 2010; Perello et al,. 2010). Ett kroniskt ghrelin / saltlösningsinfusionsprotokoll användes i stället för akut injektion för att öka risken att se en effekt på genuttryck; Dessutom, om ghrelin är en viktig regulator av belöningssystemet på lång sikt, att främja överspädning och fetma, är dess kroniska effekter för att förändra nyckelbelöningsmekanismer sannolikt av stor betydelse.

Drogadministration och vävnadsdissektion

Katetern och den osmotiska pumpen fylldes med acetylerad human ghrelin (present från Rose Pharma, Köpenhamn, Danmark) lösning (8.3 μg / råtta / dag) eller saltlösningslösning (0.9% NaCl); denna dos och behandlingslängd har tidigare visats för att påverka genuttryck i hypotalamusen (Salomeet al,. 2009b). Fjorton dagar efter implantation av minipumparna dödades råttorna genom avkapning. Hjärnorna avlägsnades snabbt och VTA och NAcc dissekerades med hjälp av en hjärnmatris (gränserna för varje region bestämdes utifrån Paxinos & Watson 1986), fryst i flytande kväve och förvarat vid -80 ° C för senare bestämning av mRNA-uttryck.

RNA-isolering och mRNA-uttryck

Enskilda hjärnprover homogeniserades i Qiazol (Qiagen, Hilden, Tyskland) med användning av en TissueLyzer (Qiagen). Totalt RNA extraherades med användning av RNeasy Lipid Tissue Mini Kit (Qiagen) eller RNeasy Micro Kit (Qiagen), båda med ytterligare DNAse-behandling (Qiagen). RNA-kvalitet och kvantitet bedömdes med spektrofotometriska mätningar (Nanodrop 1000, NanoDrop Technologies, Wilmington, DE, USA). För cDNA-syntes transkriberades total RNA med användning av slumpmässiga hexamerer (Applied Biosystems, Sundbyberg, Sverige) och Superscript III omvänd transkriptas (Invitrogen Life Technologies, Paisley, Storbritannien) enligt tillverkarens beskrivning. Rekombinant RNaseout-ribonukleasinhibitor (Invitrogen) tillsattes för att förhindra RNas-medierad nedbrytning. Alla cDNA-reaktioner kördes i tre exemplar. Realtids omvänd transkription PCR utfördes med TaqMan Custom Array-analyser. De designades med TaqMan-sond och primersatser för målgener valda från en on-line katalog (Applied Biosystems). Varje port på TaqMan Array-plattformarna laddades med cDNA motsvarande 100 ng totalt RNA kombinerat med nukleasfritt vatten och 50 pl TaqMan Gene Expression Master Mix (Applied Biosystems) till en slutlig volym av 100 pl. TaqMan Arrays analyserades med hjälp av 7900HT-systemet med en TaqMan Array Upgrade (Applied Biosystems). Termiska cykelförhållanden var: 50 ° C i två minuter, 94.5 ° C i 10 minuter, följt av 40 cykler vid 97 ° C i 30 sekunder och 59.7 ° C under en minut.

Gene expressionsvärden beräknades baserat på AΔCt metod (Livak & Schmittgen 2001), där den saltlösningsbehandlade gruppen betecknades kalibratorn. Kortfattat, ΔCt representerar tröskelcykeln (Ct) av målgenen minus den hos referensgenen och AΔCt representerar ΔCt av den ghrelinbehandlade gruppen minus kalibratorens. Relativa kvantiteter bestämdes med användning av ekvationens relativa kvantitet = 2-ΔΔCt. För kalibratorprovet är ekvationen relativ kvantitet = 2-0, vilket är 1; Därför uttrycks varje annat prov relativt detta. Glyceraldehyd-3-fosfatdehydrogenas användes som referensgen.

Statistik

Alla beteendeparametrar analyserades genom analys av varians följt av post hoc Tukey test eller t-test vid behov Statistiska analyser utfördes med hjälp av Statistica-mjukvaran (Tulsa, OK, USA). För att analysera effekten av kronisk central ghrelinbehandling på genuttryck, t-test användes med P-värden beräknade med hjälp av ΔCt-värden. Skillnader betraktades som betydande vid P <0.05. Data uttrycks som medelvärde ± SEM.

RESULTAT

Experiment 1: Påverkan av perifer eller central ghrelin administrering på PR operant svarande på sackaros hos råttor

Här använder vi ett paradigm som används i missbruksforskning för att bedöma ghrelins roll i naturlig sötmat motivation och förstärkande egenskaper hos socker. Specifikt för att bestämma rollen av perifer ghrelinadministration på sackarosbelöningseffektivitet, undersökte vi sackaros självadministrering i ett progressivt responsschema i råttorna 20 minuter efter IP-injektion av vehikel eller ghrelin. Alla åtgärder av operantbeteende ökade signifikant i råtta efter akut perifer ghrelininjektion: aktiv spakpressning (P <0.05 för alla tidpunkter), antal intjänade sockerpellets (P <0.005 för alla tidpunkter) och 120 minuters brytpunkt (P <0.005, 32.53 ± 3.4 respektive 41 ± 4.3 för fordon respektive ghrelin; Fig. 1a, b). Litteraturen stöder främst en central åtgärdsplats för ghrelins orexigena effekt. Emellertid uttrycks GHS-R1A också utanför CNS på platser som är relevanta för matintagskontroll, till exempel på vagusnerven; därför kan det inte uteslutas att en del av de observerade effekterna av IP-ghrelin medieras av dessa perifera receptorer. Centralinjektion av låg volym och dos ghrelin stimulerar emellertid endast CNS GHS-R1A. För att bestämma en direkt CNS-effekt av ghrelin på sackarosbelöningseffektivitet utförde vi därför en parallell studie där vehikel eller ghrelin administrerades genom tredje ventrikelinjektion, också 20 minuter före det operativa paradigmet. I överensstämmelse med en central hypotes för effekteffekt ökade akut ICV-ghrelininjektion till råttor (både doserna 0.5 ug och 1.0 ug) signifikant alla ovannämnda mått på operant beteende (Fig. 2a, b). Tidskursen för de aktiva hävarmens svar i ICV ghrelin-studien visade att medan effekten kom långsamt under 10- och 30-minutpunkten, uppnådde den betydelse vid 60-minuter [aktiv hävarm: 10 minuter F(2, 24) = 0.94, P = 0.41, 30 minuter F(2, 24) = 3.13, P = 0.06, 60 minuter F(2, 24) = 5.86, P <0.01, 90 minuter F(2, 24) = 6.42, P <0.01, 120 minuter F(2, 24) = 6.03, P <0.01; tjänade belöningar: 10 minuter F(2, 24) = 0.26, P = 0.78, 30 minuter F(2, 24) = 2.76, P = 0.08, 60 minuter F(2, 24) = 8.31, P <0.005, 90 minuter F(2, 24) = 10.16, P <0.001, 120 minuter F(2, 24) = 11.93, P <0.001; och brytpunkt: F(2, 24) = 7.22, P <0.005 (17.31 ± 1.53, 33.15 ± 5.52, 36 ± 6.95 för fordon, 0.5 µg respektive 1.0 µg ghrelin)], en tidsförlopp som överensstämmer med andra rapporter om ghrelininducerad utfodringslatens vid leverans via denna väg (Faulconbridge et al,. 2003). I båda experimenten var aktiviteten vid den inaktiva armen liten och skilde sig inte signifikant mellan de olika behandlingsgrupperna (IP 4.1 ± 1.1, 4.1 ± 1.1 för vehikel och ghrelin, ICV 3.9 ± 1.1, 2.1 ± 0.7, 3.5 ± 1.6 för fordon, 0.5 μg respektive 1.0 μg ghrelin), vilket tyder på att behandlingen inte producerar ospecificerade, icke-målinriktade förändringar i aktivitet. Omedelbart efter operant testning återvände råttorna till sina hemburar och fick fri tillgång till chow; råttorna injicerade med ghrelin, oavsett om de ges perifert (P <0.05) eller centralt [F(2, 24) = 12.64, P <0.001], nästan fördubblade sitt chowintag under den första timmen jämfört med de fordonsbehandlade grupperna (Fig 1c & 2c). I linje med tidigare data (Faulconbridge et al,. 2003) som indikerar att större delen av den hyperfagiska effekten av akut centralt ghrelininjektion sker inom tre timmar efter injektionen noterades ingen effekt på chowintag i vår studie vid tre till 24 timmar efter administrering av ICV av antingen dos av ghrelin [17.4 ± 1.12, 18.42 ± 1.34, 19.12 ± 1.43 vehikel, 0.5 μg respektive 1.0 μg ghrelin, F(2, 24) = 2.27, P = 0.13].

Figur 1 

Perifer ghrelininjektion ökar motivationen för att få godtagbar mat i en PR-operativ konditionsmodell. Antalet svar på den aktiva hävarmen (a) och antalet erhållna biverkningar av 45 mg sackaros erhållen (b) ökar signifikant med .
Figur 2 

CNS (tredje ICV) ghrelinleverans ökar belöningsvärdet av sackaros i en PR-operativ konditionsmodell. Antalet svar på den aktiva hävarmen (a) och antalet erhållna biverkningar av 45 mg sackaros erhållen (b) ökar signifikant med tredje .

Experiment 2: Påverkan av perifer eller central behandling med en ghrelinreceptor (GHS-R1A) -antagonist (JMV2959) på incitamentsmotivation för sackarosbelöning hos råttor

Därefter undersökte vi effekterna av farmakologisk blockad av GHS-R1A på sackarosbelöningseffektivitet. Sackaros-självadministration i ett progressivt responsschema undersöktes sålunda i de livsmedelsbegränsade råttorna över natten för att säkerställa höga nivåer av endogent cirkulerande ghrelin 20 minuter efter IP-injektion av vehikel eller 1 mg / kg eller 3 mg / kg JMV2959, en GHS -R1A-antagonisten. Samtliga åtgärder för operantbeteende minskade signifikant hos råttorna efter perifer injektion av JMV2959 [aktiv hävarm: fem minuter F(2, 24) = 11.53 P <0.0005, 120 minuter F(2, 24) = 11.27, P <0.001; tjänade belöningar: fem minuter F(2, 24) = 23.39 P <0.0005, 120 minuter F(2, 24) = 9.26, P <0.001 och brytpunkt vid 120: F(2, 24) = 5.98, P <0.01 (45.31 ± 6.45, 42.08 ± 5.80, 30.0 ± 5.89 för fordon, 1 mg / kg respektive 3 mg / kg JMV2959)]. Post hoc analys avslöjade att huvudverkan drevs av dosen 3 mg / kg (Fig. 3a, b). För att bestämma rollen av den centrala ghrelinreceptorn i sackarosbelöningseffektivitet utfördes en liknande studie i vilket vehikel eller JMV2959 (5 μg eller 10 μg) administrerades till det tredje ventrikel 20-protokollet före operantmätningarna. Alla ovannämnda åtgärder av operantbeteende minskade signifikant hos råttorna efter akut infektion av tredje ventrikel av båda doserna av JMV2959 (Fig. 4a, b). Den observerade effekten var omedelbar som post hoc analys avslöjade signifikanta skillnader mellan behandlingsgrupperna först efter 10-minuters aktivitet i operantkammaren som upprätthölls under testperioden [aktiv hävarm: 10 minuter F(2, 24) = 10.16, P <0.0005, 30 minuter F(2, 24) = 11.48, P <0.0005, 60 minuter F(2, 24) = 9.11, P <0.001, 90 minuter F(2, 24) = 8.30, P <0.001, 120 minuter F(2, 24) = 4.95, P <0.05; tjänade belöningar: 10 minuter F(2, 24) = 21.23, P <0.0001, 30 minuter F(2, 24) = 25.08, P <0.0001, 60 minuter F(2, 24) = 19.24, P <0.0001, 90 minuter F(2, 24) = 20.04, P <0.0001, 120 minuter F(2, 24) = 5.44, P <0.01; och brytpunkt: F(2, 24) = 3.78, P <0.05 (51.4 ± 8.58, 38.13 ± 5.07, 33.67 ± 5.21 för fordon, 5 µg respektive 10 µg JMV2959)].

Figur 3 

Perifer leverans av en ghrelinreceptorantagonist, JMV2959. minskar motivationen för att uppnå god mat i en PR-operativ konditionsmodell. Antalet svar på den aktiva hävarmen (a) och antalet 45 mg sackarosbelöningar erhållna .
Figur 4 

Central blockad av GHS-R1A med JMV2959 minskar motivationen för att erhålla matbelöning i en PR-operativ konditionsmodell. Antalet svar på den aktiva hävarmen (a) och antalet erhållna biverkningar av 45 mg sackaros erhållen (b) minskas signifikant .

Som förväntat (Hodos 1961; Jewett et al,. 1995), i alla behandlingsgrupper, inklusive både IP- och ICV-administrationsvägar, var effekten av matbrist på operant respons för sackaros uppenbart (Fig 3a & 4a) och kontraster med det observerade i det mättade tillståndet (Fig 1a & 2a). Aktiviteten på den inaktiva armen var liten (IP 9.6 ± 3.0, 6.8 ± 2.2, 5.6 ± 1.9 för vehikel och 1 mg / kg eller 3 mg / kg JMV2959; ICV 6.4 ± 1.3, 4.6 ± 1.3, 4.4 ± 1.7 för vehikel, 5 μg respektive 10 μg av JMV2959) och om det administrerades perifert eller centralt hade JMV2959 ingen signifikant effekt på den aktiviteten (denna aktivitet skilde sig inte signifikant mellan de olika behandlingsgrupperna). För ICV-studien, omedelbart efter operantprovningen, återvände råttorna till sina hemburar och gav fri tillgång till chow; intressant, ingen effekt på chowintag noterades vid antingen en timme (Fig. 4c) eller 24-timmars tidpunkt (data ej visad). Detta kan indikera att medan ghrelinsignalering är nödvändig för den deprivationsinducerade livsmedelsmotivationen är det inte väsentligt att den fria matningen som induceras av 16-timmars livsmedelsberoende är sannolikt på grund av andra redundanta mekanismer aktiverade under en deprivationstid. Alla de fria matningsmätningarna ägde rum 140 minuter efter injektionen av läkemedlet och så kan vi inte utesluta att bristen på effekt delvis beror på att tvätten av läkemedlet är uttömd.

Experiment 3: ghrelin-inducerad förändring i uttryck av dopamin- och acetylkolinrelaterade gener i VTA och NAcc

I den föreliggande studien undersökte vi också huruvida dopamin- och acetylkolinrelaterade gener förändras av ghrelin i viktiga mesolimbiska noder, VTA och NAcc, genom att undersöka effekterna av kronisk central ghrelinbehandling på uttryck av utvalda dopaminreceptorer och involverade enzymer i dopaminproduktion och metabolism, i ett paradigm som redan är etablerat för att producera ghrelinförändringar i genuttryck i hypotalamusen (Salomeet al,. 2009b). I VTA-dopaminreceptorn D5 och nikotinacetylkolinreceptorn (nAChRβ2) hade ett ökat mRNA-uttryck i de ghrelinbehandlade råttorna jämfört med den saltbehandlade gruppen (Fig. 5a). I NAcc var det ett minskat mRNA-uttryck av generna som kodar för dopaminreceptorer D1A, D3 och D5 och även den nikotiniska acetylkolinreceptorn nAChRα3 i de ghrelinbehandlade råttorna jämfört med den saltbehandlade gruppen (Fig. 5b).

Figur 5 

Dopamin och acetylkolin associerat genuttryck i VTA (a) och NAcc (b) efter kronisk ICV-ghrelin eller vehikelbehandling. Data representerar medelvärdet av viktsändringen i förhållande till saltlösning. D1, dopamin D1-receptor; D2 dopamin D2-receptor; D3, dopamin .

DISKUSSION

Här avslöjar vi en roll för det centrala ghrelinsignalsystemet i moduleringen av incitamentmotivation och förstärkning av sackarosbelöning och indikerar en effekt av kronisk central ghrelinbehandling på genuttryck av dopaminerga och kolinerga receptorer i viktiga mesolimbiska belöningsnoder. Resultaten visar att både central och perifer leverans av ghrelin väsentligt ökar mängden arbete ett djur är villigt att göra för att erhålla sackarosbelöning. Vidare svarar systemisk eller central blockad av ghrelinreceptorens undertryckta operant för sackaros. Således kan vi konstatera att endogen ghrelinsignalering är av betydelse för incitamentmotivationen för en sackarosbelöning. Våra resultat ligger i linje med hypotesen att en viktig roll för det centrala ghrelinsignalsystemet är att öka incitamentsvärdet av belöningar, inklusive mat. Med tanke på att livsmedelsbegränsningar ökar det givande värdet av sackaros (Hodos 1961; Jewett et al,. 1995) och att ghrelinnivån höjs under kortvarig livsmedelsrestriktion (Gualillo et al,. 2002), är det möjligt att ghrelin under ett tillstånd av livsmedelsbegränsning / deprivation är en av de bidragande faktorer som ökar det givande värdet av mat / livsmedelsmotivation. I själva verket ökade perifer ghrelinexponering operant beteende till nivåer som liknar dem som observerades hos råttor som saknar mat och omvänt blockad av ghrelinsignaler minskade operantbeteende till nivåer noterade hos de icke-berövade råttorna.

Det verkar nu tydligt att problematiskt ökat matintag sannolikt återspeglar en dysregulering av de centrala mekanismerna för matbelöning, som involverar både hedoniska och motivativa aspekter. Som fri utfodring och belöningsmotiverad matning förefaller vara två separerbara fenomen med differentialstyrande neuroanatomiska substrat (Salamone et al,. 1991), är det viktigt att undersöka både när man bedömer en roll för agenter som är involverade i utfodringsbeteende. Ghrelins potenta orexigena effekter har i stor utsträckning studerats i gratis foderåtkomstmodeller där det skulle vara svårt att skilja mellan dess roll i näringsämnesutjämning kontra belöningsmotiverad matning. I den aktuella studien fann vi att GHS-R1A-ligander stör motivationen för sackarosbelöning med hjälp av en experimentell modell som har använts i andra sammanhang för att visa missbruk och beroendeframkallande droger. En ökning av motiverat beteende är vanligt för både kemisk narkotikamissbruk och kaloribegränsning och innebär sannolikt överlappande neurobiologiska mekanismer. I den aktuella studien upptäckte vi också en ghrelininducerad ökning av fri utfodring av normal chowmat i samma djur som utökade betydligt mer arbete för mat i operatörskammaren. Därför är våra uppgifter, tillsammans med tidigare rapporter om ghrelineffekter i modeller för fri utfodring (Gärdsmyg et al,. 2000), indikerar att ghrelin har förmågan att modulera både fri matning såväl som utfodring av motivation.

Med tanke på att ghrelinreceptorn GHS-R1A är närvarande i nyckelhypotalamiska, bakre och mesolimbiska områden som är inblandade i energibalans och belöning (Zigman et al,. 2006) och att central ventrikulär injektion av GHS-R1A-ligander sannolikt får utbredd tillgång till dessa CNS-områden, kan det finnas flera relevanta neuroanatomiska substrat för sackarosbelöningsmotiveringseffekten av ghrelin som visas här. Det verkar troligt att ghrelin verkar direkt på viktiga mesolimbiska områden eftersom ghrelin aktiverar VTA-dopaminneuroner (Abizaid et al,. 2006) och direkt administrering av ghrelin till VTA ökar ackumbal dopaminfrisättning (Jerlhag et al,. 2007). I överensstämmelse med detta har vi tidigare rapporterat effekter av intra-VTA-ghrelin för att öka konsumtionen av givande / smaklig mat i fria valmatningsparadigmer och även att lesioner av VTA-trubbigt ghrelin-inducerat utforskande beteende hos godtagbar mat (Egecioglu et al,. 2010). NAcc kan också vara ett direkt mål för ghrelin i modulerande motivationsaspekter av matintag; när det injiceras direkt i detta område inducerar ghrelin ett utfodringssvar (Naleid et al,. 2005), även om närvaron av GHS-R1A i detta område hos gnagare inte beskrivits av andra utredare (Zigman et al,. 2006) och kräver därför ytterligare förtydligande.

Konsekvent, med sin viktiga roll i motiverat beteende, förändrades flera gener inom dopaminsystemet genom central ghrelinbehandling. Dessa data ökar möjligheten att reglering av dopaminreceptoruttryck är en långsiktig mekanism via vilken ghrelin påverkar belöningsrelaterad funktion och signalering. Utvärdering av dopaminreceptorer är inte bara viktigt vid frisättningsstället, såsom NAcc men även i VTA som på grund av dendritisk dopaminfrisättning (Cragg & Greenfield 1997), är det troligt att det verkar lokalt för att påverka belöning motiverade beteenden. Här fann vi ett ökat uttryck för D5 i VTA efter ghrelinbehandling. Dopamin D5-receptorer är närvarande på cellkroppen av dopaminerga VTA-neuroner (Ciliax et al,. 2000) och deras aktivitet krävs för att återställa VTA-dopaminneuronaktiviteten efter en period av desensibilisering (Nimitvilai & Brodie 2010). I NAcc noterade vi ett minskat uttryck av D1. I själva verket har minskat uttryck av denna receptor nyligen visats i NAcc hos fetma utsatta men inte fetma resistenta råttor på hög fetthalt som indikerar dess potentiella roll i NAcc vid övervikt och överkonsumtion (Alsiö et al,. 2010). Expressionen av gener som kodar för D3 reducerades också med ghrelin, en upptäckt av särskilt intresse med tanke på den minskade tillgängligheten av D2 / D3-receptorer hos både råtta och humana läkemedelsanvändare korrelerar med ökad impulsivitet (Dalley et al,. 2007; Lee et al,. 2009). Intressant såg vi inga signifikanta förändringar i enzymerna som är inblandade i dopaminsyntes eller produktion.

Den viktiga rollen som acetylkolinsystemet för läkemedels- och matbelöningar är väl dokumenterad; här visar vi att ghrelinbehandling var associerad med förändringar i uttryck av gener som kodar för flera acetylkolin-nikotinreceptorsubenheter, vilket ger en annan väg genom vilken ghrelin potentiellt kan ändra belöningsfunktionen. Ghrelin kan indirekt reglera VTA-dopaminerga neuroner via dess verkan på de kolinerga neuronerna i det laterodorsala tegmentala området (LDTg), ett område som är rik på GHS-R1A, vilket är viktigt för alkoholbelöning med en kolinergisk projicering till VTA-dopamin-systemet. Faktum är att vi tidigare visat att bilateral ghrelininjektion i LDTg hos möss stimulerar dopaminfrisättning på ett kolinergiskt beroende sätt (Jerlhag et al,. 2007, 2008) och ökar konsumtionen av alkohol i ett fritt val (alkohol / vatten) drickparadigm (Jerlhag et al,. 2009). Faktum är att nyligen gjorda studier har inneburit att kolinerg-dopaminerisk belöningslänk i matbelöning (Dickson et al,. 2010). En annan intressant möjlighet är att ghrelin kan förbättra kolinerg signal i VTA via uppreglering av kolinerga receptorer. Faktum är att våra nuvarande genuttrycksdata tycks stödja den mekanismen eftersom VTA nAChRβ2 mRNA-nivåer ökades hos de ghrelinbehandlade råttorna.

Funktionen av NAcc-kolinerga neuroner och acetylkolin i NAcc har å andra sidan varit mer kontroversiell med några rapporter som indikerar en acetylkolin-roll i ökat belöningsorienterat beteende (Pratt & Kelley 2005; Pratt & Blackstone 2009) men andra indikerar att Ach i NAcc kan verka för att hämma matning och spela en roll i mättningsmekanism (Helm et al,. 2003; Hoebel et al,. 2007). Faktum är att våra resultat verkar överensstämma med den senare eftersom ghrelinbehandling var associerad med ett minskat uttryck av en av de nikotinreceptorsubenheterna, nAChRα3. Det är viktigt att notera att genuttrycksstudierna, även om de är mycket värdefulla för att indikera potentiella nedströmsmål för ghrelin, bara föreslår typen av förhållande (uppreglering eller nedreglering) som behövs för uttryck av det orexigeniska / belöningsorienterade svaret men definierar inte det eftersom det skulle vara svårt att ta avstånd från kompenserande förändringar. Därför indikerar våra genuttrycksstudier en koppling och utgör en plattform för framtida genetiska och farmakologiska studier som bestämmer rollen för dessa gener i ghrelins effekter på fri och belöningsmotiverad utfodring.

Trots att hypotalamiska och hjärnstammar med stor sannolikhet bidrar till homeostatisk matning kan vi inte utesluta en indirekt roll för hypotalamiska och / eller hjärnstamms-afferenta system i ghrelininducerad matbelöningsmotivering. De orexinerga neuronerna verkar faktiskt från den laterala hypotalamusen till mesolimbiska belöningskretsar inklusive VTA och NAcc (Toshinai et al,. 2003; Harris et al,. 2005; Perello et al,. 2010). Neopropeptiden Y (NPY) / AgRP-neuronerna i den bågformiga kärnan, ett annat mål för GHS-R1A-ligander (Dickson & Luckman 1997; Keen-Rhinehart & Bartness 2007a,b), kan också spela en viktig roll. NPY har visat sig öka lönsamhetseffektiviteten hos chow såväl som sackaros (Brown, Fletcher & Coscina 1998), medan AgRP verkar öka endast effekten av fettrik mat (Tracy et al,. 2008). Ghrelin verkar ha en roll i både sackarosbelöning (nuvarande studie) och i fetma belöning (Perello et al,. 2010); emellertid är den relativa betydelsen av NPY / AgRP-neuronerna för dessa effekter av ghrelin kvar att belysas. Sammanfattningsvis har ghrelin livsmedelsmotiverande egenskaper som spänner över näringskomponenter och sannolikt påverkar flera hjärnområden för att synkronisera ett samordnat beteendemässigt svar för att främja utfodring.

Även om ghrelintransport i hjärnan är begränsad (Banker et al,. 2002), perifert ghrelin verkar ha tillgång till och målområden såsom hippocampusen (Diano et al,. 2006) och VTA (Jerlhag 2008). Även om det fortfarande finns en del debatt om relevansen av vagusnerven som en indirekt väg för ghrelins centrala effekter (Dornonville de la Cour et al,. 2005; Datum et al,. 2002; Arnold et al,. 2006) verkar en direkt åtgärd inom CNS sannolikt eftersom effekterna av perifert ghrelin på matintag kan undertryckas genom intra-VTA-administrering av ghrelinantagonister (Abizaid et al,. 2006). Ghrelin produceras i hjärnan (Cowley et al,. 2003), även om det återstår att bestämma hur detta regleras och huruvida hjärnavledande ghrelin ger en viktig centralt genererad signal för matintag och för motivationen att äta. Tillsammans med det faktum att ghrelinreceptorn GHS-R1A är konstitutivt aktiv (dvs har aktivitet i frånvaro av ghrelinligand) (Holst et al,. 2003) uppstår frågan om huruvida cirkulerande ghrelin ger en fysiologiskt relevant gut-hjärnsignal för incitament motivation för matbelöning. Resultaten av föreliggande studie, som visar liknande effekter på sackarosbelöningsarbete, kan erhållas via central och perifer administrering av GHS-R1A-ligander, kan indikera att både centralt frigjort och perifert frisatt ghrelin kan potentiellt påverka matmotivation.

Sammanfattningsvis ger våra nya data nya bevis för att ghrelin-signalering är viktig för motivationen att få sackarosbelöning och inverkan på dopaminergt och kolinergt genuttryck i mesolimbisk belöningsväg. Våra resultat inspirerar till viktiga frågor om den endogena ghrelinens roll för att bestämma stimulansvärdet för naturliga belöningar som socker, i normalt aptitbeteende och i patofysiologin av ätstörningar och fetma. Även om betydande arbete återstår för att kausalt relatera de molekylära förändringarna i dopamin- och acetylkolinsystemet till påverkan av ghrelin på belöning, indikerar våra data potentiellt en ny mekanism genom vilken ghrelin påverkar belöningsbeteendet. Att förstå ghrelins roll i belöningsprocesser är viktigt för förståelsen av den överlappande neurobiologin för ätstörningar och kemisk drogberoende och ger en möjlig väg för att förstå etiologin för dessa sjukdomar och för utvecklingen av nya terapier. Slutligen kan möjligheten att undertrycka problematisk övermålning av välsmakande söta livsmedel med användning av GHS-R1A-antagonister ha klinisk och terapeutisk relevans för de framväxande fördelaktiga effekterna av sådana föreningar för blodsockerkontroll (sol et al,. 2006) hos typ 2 diabetespatienter (Esler et al,. 2007).

Erkännanden

Forskning som stöds av Vetenskapsrådet för medicin (VR 2006-5663, 2009-S266), Europeiska unionens 7th Framework (FP7-Hälsa-2009-241592, FP7-KBBE-2009-3-245009), ALF Göteborg (SU7601) Svenska institutet och Stiftelsen för strategisk forskning till Sahlgrenska centrum för kardiovaskulär och metabolisk forskning (A305-188). Vi vill också tacka Dr Daniel Perrissoud (AeternaZentaris, GmBH, Tyskland) för att ge GHS-R1A-antagonisten JMV2959 och Anders Friberg för hjälp med inlämning.

Författarnas bidrag

KPS initierade, utformade, utförde och analyserade alla beteendestudier. CH utförde och analyserade alla genuttrycksstudier. EE bidrog till initiering av studien. SLD var seniorförfattare och tillhandahöll tillsyn och ekonomiskt stöd för alla studier. Manuskriptet skapades av KPS och SLD, alla författare bidrog till den slutliga texten.

Referensprojekt

  • Abizaid A, Liu ZW, Andrews ZB, Shanabrough M, Borok E, Elsworth JD, Roth RH, Sleeman MW, Picciotto MR, Tschop MH, Gao XB, Horvath TL. Ghrelin modulerar aktiviteten och synaptisk inmatningsorganisering av midbrain dopaminneuroner samtidigt som de främjar aptit. J Clin Invest. 2006; 116: 3229-3239. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Alsio J, Olszewski PK, Norback AH, Gunnarsson ZE, Levine AS, Pickering C, Schioth HB. Dopamin D1-receptorgenuttryck minskar i kärnan accumbens vid långvarig exponering för smaklig mat och skiljer sig beroende på diet-inducerad fetma-fenotyp hos råttor. Neuroscience. 2010; 171: 779-787. [PubMed]
  • Arnold M, Mura A, Langhans W, Geary N. Gut vagala afferenter är inte nödvändiga för den ätstimulerande effekten av intraperitonealt injicerat Ghrelin i råttan. J Neurosci. 2006; 26: 11052-11060. [PubMed]
  • Bailey ART, Von Englehardt N, Leng G, Smith RG, Dickson SL. Växthormon-sekretagogaktivisering av den bågformiga kärnan och hjärnstammen sker via en icke-noradrenergisk vägen. J Neuroendokrinol. 2000; 12: 191-197. [PubMed]
  • Banker WA, Tschop M, Robinson SM, Heiman ML. Omfattningen och riktningen av ghrelintransport över blod-hjärnbarriären bestäms av dess unika primära struktur. J Pharmacol Exp Ther. 2002; 302: 822-827. [PubMed]
  • Brun CM, Fletcher PJ, Coscina DV. Neuropeptid Y-inducerad operant som svarar mot sackaros medieras inte av dopamin. Peptider. 1998; 19: 1667-1673. [PubMed]
  • Ciliax BJ, Nash N, Heilman C, Sunahara R, Hartney A, Tiberi M, Rye DB, Caron MG, Niznik HB, Levey AI. Immunokalisering av dopamin D (5) receptor i råtta och apa hjärna. Synapse. 2000; 37: 125-145. [PubMed]
  • Cowley MA, Smith RG, Diano S, Tschop M, Pronchuk N, Grove KL, Strasburger CJ, Bidlingmaier M, Esterman M, Heiman ML, Garcia-Segura LM, Nillni EA, Mendez P, Låg MJ, Sotonyi P, Friedman JM, Liu HY, Pinto S, Colmers WF, Cone RD, Horvath TL. Fördelningen och verkningsmekanismen för ghrelin i CNS visar en ny hypotalamisk krets som reglerar energihemostasis. Nervcell. 2003; 37: 649-661. [PubMed]
  • Cragg SJ, Greenfield SA. Differentiell autoreceptor kontroll av somatodendritisk och axon terminal dopamin frisättning i substantia nigra, ventral tegmental area och striatum. J Neurosci. 1997; 17: 5738-5746. [PubMed]
  • Cummings DE, Purnell JQ, Frayo RS, Schmidova K, Wisse BE, Weigle DS. En preprandial ökning av plasmanivåerna av ghrelin tyder på en roll vid måltidinitiering hos människor. Diabetes. 2001; 50: 1714-1719. [PubMed]
  • Dalley JW, Fryer TD, Brichard L, Robinson ES, Theobald DE, Laane K, Pena Y, Murphy ER, Shah Y, Probst K, Abakumova I, Aigbirhio FI, Richards HK, Hong Y, Baron JC, Everitt BJ, Robbins TW . Nucleus accumbens D2 / 3 receptorer förutsäger egenskapsimpulsivitet och kokainförstärkning. Vetenskap. 2007; 315: 1267-1270. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Datum Y, Murakami N, Toshinai K, Matsukura S, Niijima A, Matsuo H, Kangawa K, Nakazato M. Rollen av den gastriska afferenta vagala nerven i ghrelin-inducerad utfodring och tillväxthormonsekretion hos råttor. Gastroenterologi. 2002; 123: 1120-1128. [PubMed]
  • Diano S, Farr SA, Benoit SC, McNay EC, Da Silva I, Horvath B, Gaskin FS, Nonaka N, Jaeger LB, Banker WA, Morley JE, Pinto S, Sherwin RS, Xu L, Yamada KA, Sleeman MW, Tschop MH, Horvath TL. Ghrelin kontrollerar hippocampal ryggradssynapsdensitet och minnesprestanda. Natur Neurovetenskap. 2006; 9: 381-388. [PubMed]
  • Dickson SL, Hrabovszky E, Hansson C, Jerlhag E, Alvarez-Crespo M, Skibicka KP, Molnar CS, Liposits Z, Engel JA, Egecioglu E. Blockad av central nikotinacetylkolinreceptorsignalisering dämpar ghrelininducerat matintag hos gnagare. Neuroscience. 2010; 171: 1180-1186. [PubMed]
  • Dickson SL, Leng G, Robinson ICAF. Systemisk administrering av tillväxthormon-frisättande peptid aktiverar hypotalamiska bågformiga neuroner. Neuroscience. 1993; 53: 303-306. [PubMed]
  • Dickson SL, Luckman SM. Induktion av c-fos messenger ribonukleinsyra i neuropeptid Y och tillväxthormon (GH) -reläerande faktorneuroner i råttbågformig kärna efter systemisk injektion av GH-sekretagogen, GH-frisättande peptid-6. Endokrinologi. 1997; 138: 771-777. [PubMed]
  • Dornonville de la Cour CD, Björkqvist M, Sandvik AK, Bakke I, Zhao CM, Chen D, Håkanson R. A-liknande celler i råttmagasinet innehåller ghrelin och fungerar inte under gastrinkontroll. Regelbunden. 2001; 99: 141-150. [PubMed]
  • Dornonville de la Cour CD, Lindqvist A, Egecioglu E, Tung YCL, Surve V, Ohlsson C, Jansson JO, Erlanson-Albertsson C, Dickson SL, Hakanson R. Ghrelin behandling reverserar minskningen av viktökning och kroppsfett i gastrektomiserade möss. Mage. 2005; 54: 907-913. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Egecioglu E, Jerlhag E, Skibicka S, Salomé N, Haage D, Bohlooly YM, Andersson D, Bjursell M, Perrissoud D, Engel JA, Dickson SL. Ghrelin ökar intaget av smaklig mat hos gnagare. Addict Biol. 2010; 15: 304-311. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Engel JA. Senaste framstegen i Alkoholismstudien (Excerpta Medica International Congress Series) Amsterdam: Excerta Medica; 1977. Neurokemiska aspekter av europhorien inducerad av beroendeframkallande läkemedel; pp. 16-22.
  • Esler WP, Rudolph J, Claus TH, Tang WF, Barucci N, Brown SE, Bullock W, Daly M, DeCarr L, Li YX, Milardo L, Molstad D, Zhu J, Gardell SJ, Livingston JN, Sweet LJ. Småmolekylära ghrelinreceptorantagonister förbättrar glukostolerans, undertrycker aptit och främjar viktminskning. Endokrinologi. 2007; 148: 5175-5185. [PubMed]
  • Faulconbridge LF, Cummings DE, Kaplan JM, Grill HJ. Hyperfagiska effekter av hjärnstamghrelin administrering. Diabetes. 2003; 52: 2260-2265. [PubMed]
  • Faulconbridge LF, Grill HJ, Kaplan JM, Daniels D. Caudal hjärnstam leverans av ghrelin inducerar fosforuttryck i kärnan i ensomkanalen, men inte i hypogalamusens bågformiga eller paraventrikulära kärnor. Brain Res. 2008; 1218: 151-157. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Figlewicz DP, Bennett JL, Naleid AM, Davis C, Grimm JW. Intraventrikulärt insulin och leptin minskar sackaros selfadministration hos råttor. Physiol Behav. 2006; 89: 611-616. [PubMed]
  • Gualillo O, Caminos JE, Nogueiras R, Seoane LM, Arvat E, Ghigo E, Casanueva FF, Dieguez C. Effekt av livsmedelsbegränsning på ghrelin hos normala cykliska råttor och under graviditet. Obes Res. 2002; 10: 682-687. [PubMed]
  • Harris GC, Wimmer M, Aston-Jones G. En roll för laterala hypotalamiska orexinneuroner i belöningssökande. Natur. 2005; 437: 556-559. [PubMed]
  • Hjälm KA, Rada P, Hoebel BG. Cholecystokinin kombinerat med serotonin i hypotalamusgränserna medför dopaminfrisättning samtidigt som acetylkolin ökas: en möjlig mättningsmekanism. Brain Res. 2003; 963: 290-297. [PubMed]
  • Hewson AK, Dickson SL. Systemisk administrering av ghrelin inducerar Fos- och Egr-1-proteiner i den hypotalamiska bågformiga kärnan av fastade och matade råttor. J Neuroendokrinol. 2000; 12: 1047-1049. [PubMed]
  • Hodos W. Progressivt förhållande som ett mått på belöningsstyrka. Vetenskap. 1961; 134: 943-944. [PubMed]
  • Hoebel BG, Avena NM, Rada P. Accumbens dopamin-acetylkolinbalans i tillvägagångssätt och undvikande. Curr Opin Pharmacol. 2007; 7: 617-627. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Holst B, Cygankiewicz A, Jensen TH, Ankersen M, Schwartz TW. Hög konstitutiv signalering av ghrelinreceptorn - identifiering av en potent invers agonist. Mol Endocrinol. 2003; 17: 2201-2210. [PubMed]
  • Howard AD, Feighner SD, Cully DF, Arena JP, Liberator PA, Rosenblum Cl, Hamelin M, Hreniuk DL, Palyha OC, Anderson J, Paress PS, Diaz C, Chou M, Liu KK, McKee KK, Pong SS, Chaung LY , Elbrecht A, Dashkevicz M, Heavens R, Rigby M, Sirinathsinghji DJS, Dean DC, Melillo DG, Patchett AA, Nargund R, Griffin PR, DeMartino JA, Gupta SK, Schaeffer JM, Smith RG, VanderPloeg LHT. En receptor i hypofys och hypotalamus som fungerar vid frisättning av tillväxthormon. Vetenskap. 1996; 273: 974-977. [PubMed]
  • Jerlhag E. Systemisk administrering av ghrelin inducerar konditionerad platspreferens och stimulerar ackumbal dopamin. Addict Biol. 2008; 13: 358-363. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Andersson M, Svensson L, Engel JA. Ghrelin stimulerar lokomotorisk aktivitet och accumbal dopamin-överflöde via centrala kolinerga system i möss: konsekvenser för sitt engagemang i hjärnbelöning. Addict Biol. 2006; 11: 45-54. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Douhan A, Svensson L, Engel JA. Ghrelinadministrering i tegmentala områden stimulerar lokomotorisk aktivitet och ökar extracellulär koncentration av dopamin i kärnan accumbens. Addict Biol. 2007; 12: 6-16. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Dickson SL, Svensson L, Engel JA. Alfa-konotoxin-MII-känsliga nikotinacetylkolinreceptorer är involverade i att mediera den ghrelininducerade lokomotoriska stimuleringen och dopaminflödet i kärnbärare. Eur Neuropsychopharmacol. 2008; 18: 508-518. [PubMed]
  • Jerlhag E, Egecioglu E, Landgren S, Salomé N, Heilig M, Moechars D, Datta R, Perrissoud D, Dickson SL, Engel JA. Krav på central ghrelinsignalering för alkoholbelöning. Proc Natl Acad Sci USA A. 2009; 106: 11318-11323. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Jewett DC, Cleary J, Levine AS, Schaal DW, Thompson T. Effekter av neuropeptid Y, insulin, 2-deoxyglukos och matbrist på matmotiverat beteende. Psychopharmacology. 1995; 120: 267-271. [PubMed]
  • Keen-Rhinehart E, Bartness TJ. MTII dämpar ghrelin- och matavskrivningsinducerade ökningar i matlagning och matintag. Horm Behav. 2007a; 52: 612-620. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Keen-Rhinehart E, Bartness TJ. NPY Y1-receptorn är involverad i ghrelin- och fastande inducerad ökning av foder, matlagning och matintag. Am J Physiol Regulator Integr Comp Physiol. 2007b; 292: R1728-1737. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Kelley AE, Bakshi VP, Haber SN, Steininger TL, Will MJ, Zhang M. Opioid-modulering av smak-hedonik inom ventralstriatum. Physiol Behav. 2002; 76: 365-377. [PubMed]
  • Kojima M, Hosoda H, Date Y, Nakazato M, Matsuo H, Kangawa K. Ghrelin är en tillväxthormon-frisättande acylerad peptid från magen. Natur. 1999; 402: 656-660. [PubMed]
  • Koob GF. Narkotika av missbruk - anatomi, farmakologi och funktion av belöningsbanor. Trends Pharmacol Sci. 1992; 13: 177-184. [PubMed]
  • Kuzmin A, Jerlhag E, Liljequist S, Engel J. Effekter av subanitära selektiva nACh-receptorer på operant etanol självadministrering och återfall-liknande etanol-dricksbeteende. Psychopharmacology. 2009; 203: 99-108. [PubMed]
  • la Fleur SE, Vanderschuren LJ, Luijendijk MC, Kloeze BM, Tiesjema B, Adan RA. En ömsesidig interaktion mellan matmotiverat beteende och diet-inducerad fetma. Int J Obes. 2007; 31: 1286-1294. [PubMed]
  • Lee B, London ED, Poldrack RA, Farahi J, Nacca A, Monterosso JR, Mumford JA, Bokarius AV, Dahlbom M, Mukherjee J, Bilder RM, Brody AL, Mandelkern MA. Tillgängligheten för striatal dopamin d2 / d3-receptorn minskar vid metamfetaminberoende och är kopplad till impulsivitet. J Neurosci. 2009; 29: 14734-14740. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Livak KJ, Schmittgen TD. Analys av relativ genuttrycksdata med användning av realtids kvantitativ PCR och 2 (-delta delta C (T)) -metoden. Metoder. 2001; 25: 402-408. [PubMed]
  • Nakazato M, Murakami N, Date Y, Kojima M, Matsuo H, Kangawa K, Matsukura S. En roll för ghrelin i den centrala regleringen av utfodring. Natur. 2001; 409: 194-198. [PubMed]
  • Naleid AM, Grace MK, Cummings DE, Levine AS. Ghrelin inducerar matning i den mesolimbiska belöningsbanan mellan det ventrala tegmentala området och kärnan accumbens. Peptider. 2005; 26: 2274-2279. [PubMed]
  • Nimitvilai S, Brodie MS. Återföring av långvarig dopaminhämning av dopaminerga neuroner i det ventrala tegmentala området. J Pharmacol Exp Ther. 2010; 333: 555-563. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Nogueiras R, Tschöp MH, Zigman JM. Centralnervesystemsreglering av energimetabolism - ghrelin kontra leptin. Ann NY Acad Sci. 2008; 1126: 14-19. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Paxinos G, Watson C. Råttahjärnan i stereotaxiska koordinater. New York: Academic Press, New York; 1986.
  • Perello M, Sakata I, Birnbaum S, Chuang JC, Osborne-Lawrence S, Rovinsky SA, Woloszyn J, Yanagisawa M, Lutter M, Zigman JM. Ghrelin ökar det givande värdet av fetthaltig diet på ett orexinberoende sätt. Biolpsykiatri. 2010; 67: 880-886. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Pratt WE, Blackstone K. Nucleus accumbens acetylcholin och matintag: minskad muskarinisk ton reducerar fodring men inte livsmedelssökning. Behav Brain Res. 2009; 198: 252-257. [PubMed]
  • Pratt WE, Kelley AE. Striatal muskarinreceptorantagonism minskar 24-h-matintaget i samband med minskat preproenkefalin-genuttryck. Eur J Neurosci. 2005; 22: 3229-3240. [PubMed]
  • Ritter RC, Slusser PG, Stone S. Glucoreceptors som kontrollerar matning och blodglukos - plats i bakbenet. Vetenskap. 1981; 213: 451-453. [PubMed]
  • Salamon JD, Steinpreis RE, McCullough LD, Smith P, Grebel D, Mahan K. Haloperidol och kärnan accumbens dopaminutarmning undertrycker hävarmen som pressar för mat men ökar fri matförbrukning i en ny matvalprocedur. Psychopharmacology. 1991; 104: 515-521. [PubMed]
  • Salomé N, Haage D, Perrissoud D, Moulin A, Demange L, Egecioglu E, Fehrentz JA, Martinez J, Dickson SL. Anorexigena och elektrofysiologiska verkningar av nya ghrelinreceptorer (GHS-R1A) -antagonister hos råttor. Eur J Pharmacol. 2009a; 612: 167-173. [PubMed]
  • Salomé N, Hansson C, Taube M, Gustafsson-Ericson L, Egecioglu E, Karlsson-Lindahl L, Fehrentz JA, Martinez J, Perrissoud D, Dickson SL. Om den centrala mekanismen som ligger bakom ghrelins kroniska effekter på övervikt hos råttor: nya insikter från studier som utnyttjar en potent ghrelinreceptorantagonist. J Neuroendocrinol. 2009b; 21: 777–785. [PubMed]
  • Sibilia V, Lattuada N, Rapetti D, Pagani F, Vincenza D, Bulgarelli I, Locatelli V, Guidobono F, Netti C. Ghrelin hämmar inflammatorisk smärta hos råttor: involvering av opioidsystemet. Neuro. 2006; 51: 497-505. [PubMed]
  • Skibicka KP, Alhadeff AL, Grill HJ. Hindbrain-kokain- och amfetaminreglerade transkript inducerar hypotermi medierad av GLP-1-receptorer. J Neurosci. 2009; 29: 6973-6981. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Sun Y, Asnicar M, Saha PK, Chan L, Smith RG. Ablation av ghrelin förbättrar den diabetiska men inte fetma fenotypen av ob / ob-möss. Cell Metab. 2006; 3: 379-386. [PubMed]
  • Toshinai K, Date Y, Murakami N, Shimada M, Mondal MS, Shimbara T, Guan JL, Wang QP, Funahashi H, Sakurai T, Shioda S, Matsukura S, Kangawa K, Nakazato M. Ghrelin-inducerat matintag medieras via orexinvägen. Endokrinologi. 2003; 144: 1506-1512. [PubMed]
  • Tracy AL, Clegg DJ, Johnson JD, Davidson TL, Benoit SC. Melanokortinantagonisten AgRP för ett fett, men inte en (83-132) ökar appetitivt svarande kolhydrat, förstärkare. Pharmacol Biochem Behav. 2008; 89: 263-271. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Wren AM, Seal LJ, Cohen MA, Brynes AE, Frost GS, Murphy KG, Dhillo WS, Ghatei MA, Bloom SR. Ghrelin ökar aptiten och ökar matintaget hos människor. J Clin Endocrinol Metab. 2001; 86: 5992-5995. [PubMed]
  • Wren AM, Small CJ, Ward HL, Murphy KG, Dakin CL, Taheri S, Kennedy AR, Roberts GH, Morgan DGA, Ghatei MA, Bloom SR. Det nya hypotalamiska peptidghrelinet stimulerar matintaget och tillväxthormonsekretionen. Endokrinologi. 2000; 141: 4325-4328. [PubMed]
  • Zheng H, Lenard NR, Shin AC, Berthoud HR. Appetitkontroll och energibalansreglering i den moderna världen: Belöningsstyrd hjärna överrullar repletsignaler. Int J Obes. 2009; 33 (Suppl. 2): S8-S13. [PMC gratis artikel] [PubMed]
  • Zigman JM, Jones JE, Lee CE, Saper CB, Elmquist JK. Uttryck av ghrelinreceptor-mRNA i råttan och mushjärnan. J Comp Neurol. 2006; 494: 528-548. [PubMed]