Dopamine D2 ผู้รับในความผิดปกติของรางวัลเช่นติดยาเสพติดและการรับประทานอาหารที่ต้องกระทำในหนูอ้วน (2010)

ความคิดเห็นที่: การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อสัตว์ได้รับการเข้าถึงอย่างไม่ จำกัด สารเสริมแรงตามธรรมชาติที่แข็งแกร่ง (อาหารกระตุ้นมาก) อาจทำให้ตัวรับ D2 ลดลง การลดลงนี้พบได้ในหนูเกือบทุกชนิดและเกิดขึ้นค่อนข้างรวดเร็ว เมื่อนำอาหารที่“ ถูกปากสูง” ออกไปหนูก็ไม่ยอมกินซุปตามปกติ หนูยังคงดื่มสุราอย่างต่อเนื่อง (เมื่อทำได้) แม้จะจับคู่ไฟฟ้าช็อตกับการบริโภคอาหารที่“ ถูกปากมาก”

• การศึกษาเต็มรูปแบบ

Nat Neurosci 2010 พฤษภาคม; 13(5):-635 641 เผยแพร่ออนไลน์ 2010 March 28 ดอย:  10.1038 / nn.2519

นามธรรม

เราพบว่าการพัฒนาของโรคอ้วนควบคู่ไปกับการเกิดขึ้นของการขาดดุลที่ทวีความรุนแรงขึ้นในการตอบสนองของรางวัลประสาท การเปลี่ยนแปลงที่คล้ายคลึงกันในการให้รางวัลสภาวะสมดุลที่เกิดจากโคเคนหรือเฮโรอีนถือเป็นสิ่งสำคัญในการกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงจากการใช้ยาเป็นยาเสพติด ดังนั้นเราตรวจพบว่าพฤติกรรมการให้อาหารคล้ายกับเป็นโรคอ้วนในหนูอ้วน แต่ไม่ติดมันซึ่งวัดได้ว่าเป็นการบริโภคอาหารที่น่าพอใจซึ่งทนต่อการหยุดชะงักโดยมาตรการกระตุ้นเชิงสภาวะของร่างกาย ตัวรับ dopamine D2 ตัวรับ (D2Rs) ถูกควบคุมในหนูที่เป็นโรคอ้วนตามที่รายงานในมนุษย์ที่ติดยา ยิ่งไปกว่านั้นการที่ lentivirus-mediated knockdown ของ striatal D2Rs เร่งการพัฒนาของการขาดดุลเหมือนติดยาเสพติดอย่างรวดเร็วและการโจมตีของอาหารที่มีลักษณะคล้ายบังคับในหนูที่ขยายออกไปสู่อาหารไขมันสูงที่อร่อย ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการบริโภคอาหารมากเกินไปทำให้เกิดการตอบสนองต่อระบบประสาทเหมือนกับการติดยาเสพติดในวงจรการให้รางวัลสมองและผลักดันให้เกิดการพัฒนาของการรับประทานอาหารที่ต้องกระทำ กลไกความชอบร่วมกันอาจเป็นโรคอ้วนและการติดยาเสพติด

บทนำ

การให้อาหารได้รับอิทธิพลจากความสุขและการให้รางวัลและการได้รับรางวัลจากอาหารสามารถกระตุ้นการบริโภคได้อย่างมีพลัง 1, 2 อย่างไรก็ตามกลไกการสร้างความผิดปกติที่ก่อให้เกิดโรคอ้วนยังคงเป็นที่เข้าใจไม่ดี ในมนุษย์ที่มีภาวะ hyperphagic ที่มีภาวะขาดเลปติน แต่กำเนิดกิจกรรมในเนื้อหลังและหน้าท้องซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของวงจรการให้รางวัลของสมองจะเพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อตอบสนองต่อภาพของอาหาร 3 และการบำบัดด้วยเลปตินทดแทนจะช่วยลดการทำงานของร่างกายและ 'ความชอบ' ของอาหารที่รายงานด้วยตนเอง . สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่า striatum มีความสำคัญในด้านพฤติกรรมการให้อาหาร เมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นของ striatum เพื่อตอบสนองต่ออาหารที่ถูกปากอย่างมากในคนอ้วนเมื่อเทียบกับการควบคุมแบบลีน 3 ยิ่งไปกว่านั้น hypofunction ของ dorsal striatum และน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นในระยะยาวจะเด่นชัดที่สุดในผู้ที่มีอัลลีล TaqIA ของตำแหน่งยีน DRD4 – ANKK2 ซึ่งส่งผลให้การแสดงออกของ D1R ของ striatal ลดลงและแสดงให้เห็นว่ามีแนวโน้มที่บุคคลจะมีความผิดปกติของการพึ่งพาสาร 2, 4 ข้อสังเกตเหล่านี้และข้อสังเกตที่คล้ายคลึงกันนี้นำไปสู่ข้อเสนอที่ว่าการขาดดุลในการให้รางวัลอาจเป็นปัจจัยเสี่ยงที่สำคัญสำหรับการพัฒนาของโรคอ้วนและคนที่เป็นโรคอ้วนอาจต้องบริโภคอาหารที่น่ารับประทานเพื่อชดเชยความรู้สึกไวเกินไป 5 โดยเฉพาะอย่างยิ่งไม่ชัดเจนว่าการขาดดุลในการให้รางวัลเป็นปัจจัยที่ก่อให้เกิดโรคอ้วนหรือไม่หรือการบริโภคอาหารที่ถูกปากมากเกินไปจะทำให้เกิดความผิดปกติของรางวัลและส่งผลให้เกิดโรคอ้วนจากการรับประทานอาหาร

ลักษณะที่กำหนดของบุคคลที่มีน้ำหนักเกินและเป็นโรคอ้วนคือพวกเขายังคงกินมากเกินไปแม้จะมีผลกระทบด้านลบและผลกระทบทางสังคมที่เป็นที่รู้จักกันดี แท้จริงแล้วบุคคลที่มีน้ำหนักเกินจำนวนมากแสดงความต้องการที่จะ จำกัด การบริโภคอาหารของพวกเขา แต่ยังต่อสู้เพื่อควบคุมการบริโภคของพวกเขาและบริโภคซ้ำเกินความต้องการพลังงาน 7, 8 การพัฒนาพฤติกรรมการกินอาหารที่ไม่ตอบสนองต่อผลลัพธ์เชิงลบนั้นคล้ายคลึงกับพฤติกรรมการใช้ยาเสพติดซึ่งพบในผู้ติดยาเสพติดของมนุษย์ซึ่งไม่สามารถรับผลกระทบในทางลบได้เช่นเดียวกัน 9 ที่นี่เราตรวจสอบผลกระทบของการเข้าถึงอาหารไขมันสูงที่อร่อยต่อความไวของระบบการให้รางวัลสมองในหนู นอกจากนี้เรายังตรวจสอบความเชื่อมโยงระหว่างการควบคุมความผิดปกติของความชอบด้วยอาหารและการเกิดขึ้นของการแสวงหาอาหารที่ต้องกระทำ ในที่สุดเราได้ตรวจสอบบทบาทของ D2R striatal ในการตอบสนองพฤติกรรมที่เหมือนติดยาเสพติดเหล่านี้

การขาดดุลเหมือนติดยาเสพติดในหนูอ้วน

เพื่อทดสอบผลของการเข้าถึงอาหารไขมันสูงแบบ จำกัด หรือขยายออกไปเราได้เตรียมหนูวิสตาร์เพศผู้ (300−350 กรัม) ด้วยอิเล็กโทรดกระตุ้นสองขั้วในไฮโปทาลามัสด้านข้างและฝึกฝนพวกมันเป็นเวลา 10–14 วันในการทดลองแบบไม่ต่อเนื่อง ขั้นตอนรางวัลการกระตุ้นสมองตามเกณฑ์ปัจจุบัน (BSR) จนกว่าจะมีการกำหนดเกณฑ์รางวัลที่มั่นคง 4. ในขั้นตอน BSR หนูจะตอบสนองอย่างจริงจังเพื่อให้ได้รับการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าที่คุ้มค่าผ่านอิเล็กโทรดกระตุ้นในอาคารโดยมีความเข้มของการกระตุ้นน้อยที่สุดที่คงพฤติกรรมกระตุ้นตัวเองซึ่งเรียกว่าเกณฑ์รางวัล 10 เนื่องจากเกณฑ์การให้รางวัลยังคงมีเสถียรภาพและไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาที่ยาวนานภายใต้เงื่อนไขพื้นฐานขั้นตอนนี้จึงเป็นการวัดการตอบสนองของระบบการให้รางวัลสมองที่ละเอียดอ่อน หลังจากสร้างเกณฑ์ BSR ที่เสถียรแล้ว (หมายถึงการเปลี่ยนแปลง <10% ของเกณฑ์ในสามเซสชันติดต่อกัน) เราได้จัดสรรหนูให้กับกลุ่ม 0 กลุ่มที่ไม่มีความแตกต่างในน้ำหนักตัวเฉลี่ยหรือเกณฑ์รางวัลระหว่างกลุ่ม ทั้งสามกลุ่มได้รับสิทธิ์ในการเข้าถึงอาหารแบบ 'โรงอาหารสไตล์' ที่แตกต่างกันซึ่งประกอบด้วยอาหารที่มีพลังงานหนาแน่นซึ่งพร้อมสำหรับการบริโภคของมนุษย์ (ดูวิธีการออนไลน์) หนูมี 9 ชม. (หนูเฉพาะหนู; n = 1), 11 ชม. (หนูที่ จำกัด การเข้าถึง; n = 18) หรือ 23–11 ชม. (หนูที่มีการเข้าถึงแบบขยาย; n = 40) การเข้าถึงอาหารต่อวันสำหรับ ติดต่อกัน 11 วัน อาหารในโรงอาหารเป็นที่ทราบกันดีว่าส่งผลให้เกิดโรคอ้วนจากอาหารในหนู XNUMX. หนูทุกตัวยังมีสิทธิ์เข้าถึงห้องปฏิบัติการ chow มาตรฐานด้วยเกณฑ์รางวัลน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นและปริมาณแคลอรี่ที่บันทึกไว้ตลอด

น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดในหนูที่มีการเข้าถึงที่เพิ่มขึ้นในการรับประทานอาหารแบบโรงอาหารเมื่อเทียบกับกลุ่ม chow-only หรือแบบ จำกัด การเข้าถึง (รูปที่ 1a) น้ำหนักมีแนวโน้มที่จะเพิ่มขึ้นในหนูที่ถูก จำกัด การเข้าถึงเมื่อเทียบกับหนู Chow-only แต่ผลกระทบนี้ไม่ได้มีนัยสำคัญทางสถิติ การพัฒนาของโรคอ้วนในหนูเข้าถึงขยายมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการขาดดุลที่แย่ลงในการทำงานของรางวัลสมองสะท้อนให้เห็นในเกณฑ์ BSR สูงขึ้นเรื่อย ๆ (รูปที่ 1b) เนื่องจากไม่พบความแตกต่างของเวลาตอบสนองสำหรับ BSR ในทั้งสามกลุ่ม (รูปเพิ่มเติม 1) การขาดดุลในประสิทธิภาพของพฤติกรรมจึงไม่สามารถอธิบายการสังเกตนี้ได้ การขาดดุลที่คล้ายกันในฟังก์ชั่นการให้รางวัลสมองมีการรายงานในหนูที่มีการขยายการเข้าถึงโคเคนทางหลอดเลือดดำหรือเฮโรอีนด้วยตนเอง แต่ไม่ จำกัด การใช้ 12, 13 ดังนั้นการเข้าถึงอาหารที่มีไขมันสูงอย่างน่าพึงพอใจสามารถกระตุ้นให้เกิดการขาดดุลเหมือนติดยาเสพติดในการทำงานของรางวัลสมองถือเป็นแหล่งสำคัญของแรงจูงใจที่อาจผลักดันการกินมากเกินไปและนำไปสู่การพัฒนาของโรคอ้วน 14, 1

รูปที่ 1: การเพิ่มน้ำหนักและให้รางวัลความผิดปกติในหนูด้วยการเข้าถึงอาหารโรงอาหาร

(a) น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นโดยเฉลี่ย (± sem) ในหนูที่มีการ จำกัด การเข้าถึงและการเข้าถึงแบบขยาย (การโต้ตอบการเข้าถึง×วัน: F39,702 = 7.9, P <0.0001; * P <0.05 เมื่อเทียบกับกลุ่ม chow-only หลังการทดสอบ hoc) (b) เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงค่าเฉลี่ย (± sem) จากเกณฑ์รางวัลพื้นฐาน (การโต้ตอบการเข้าถึง×เวลา: F78,1092 = 1.7, P <0.0005; * P <0.05 เมื่อเทียบกับกลุ่ม chow-only, การทดสอบหลังการทดสอบ)

เมื่อเราตรวจสอบพฤติกรรมการให้อาหารโดยละเอียด (รูปที่ 2) เราพบว่าปริมาณแคลอรี่ที่ได้รับในแต่ละวันมีความคล้ายคลึงกันระหว่างหนูที่กินเพียงอย่างเดียวและแบบ จำกัด การเข้าถึง (รูปที่ 2a, d) ในทางตรงกันข้ามปริมาณแคลอรี่ทั้งหมดในหนูที่มีการเข้าถึงอย่างต่อเนื่องนั้นเกือบสองเท่าของหนูที่ จำกัด การเข้าถึงและ chow-only (รูปที่ 2a, d) แม้ว่าหนูที่ จำกัด การเข้าถึงและการกินเพียงอย่างเดียวก็ยังคงได้รับปริมาณแคลอรี่ต่อวันเท่าเดิม (รูปที่ 2a, d) หนูที่ จำกัด การเข้าถึงได้รับแคลอรี่ประจำวันเพียง ~ 33% จากรูปที่ 2b, d) พวกเขาพัฒนาพฤติกรรมการกินอาหารที่ดื่มสุราและบริโภค ~ 66% ของปริมาณแคลอรี่ต่อวันของพวกเขาในระหว่างเซสชันการเข้าถึง 1 ชั่วโมงของพวกเขาในการรับประทานอาหารที่โรงอาหาร 15 (รูปที่ 2d) หนูที่ได้รับการเข้าถึงแบบขยายได้รับเพียงเศษเสี้ยวเล็ก ๆ (~ 5%) ของปริมาณแคลอรี่ทั้งหมดจาก chow (รูปที่ 2b); พวกเขาบริโภคอาหารแบบโรงอาหารเกือบทั้งหมด (รูปที่ 2d) การเปลี่ยนแปลงความชอบด้านอาหารในกลุ่มควบคุมแบบ จำกัด และแบบขยายก็สะท้อนให้เห็นว่าปริมาณไขมันที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อเปรียบเทียบกับหนูขาวชนิดเดียว (รูปที่ 2c และรูปที่เสริม 2) สอดคล้องกับรายงานก่อนหน้านี้ 16 มีแนวโน้มที่การบริโภคอาหารแบบโรงอาหารลดลงเมื่อเวลาผ่านไปในหนูที่ขยายออกไป สิ่งนี้อาจสะท้อนถึงการพัฒนาความอดทนต่อความอร่อยของรายการอาหารที่จัดไว้ให้เป็นส่วนหนึ่งของการรับประทานอาหารที่โรงอาหารเมื่อเวลาผ่านไป อย่างไรก็ตามการตั้งค่าสำหรับอาหารโรงอาหารเมื่อเทียบกับอาหารมาตรฐานยังคงสูงในหนูเหล่านี้ (รูปที่เสริม 3) ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการขยายเวลา แต่ไม่ได้ จำกัด การเข้าถึงอาหารที่มีไขมันสูงเป็นที่น่าพึงพอใจทำให้เกิดการขาดดุลเหมือนติดยาเสพติดการกินมากเกินไปและการสูญเสียสมดุลพลังงานในบ้าน ในทางตรงกันข้ามการ จำกัด การเข้าถึงอาหารที่มีรสชาติอร่อยนั้นก่อให้เกิดรูปแบบการบริโภคที่ดื่มด่ำ แต่ไม่ได้รบกวนสมดุลพลังงานในบ้านและฟังก์ชันการให้รางวัลสมอง อย่างไรก็ตามมีความเป็นไปได้ที่การ จำกัด การเข้าถึงอาหารโรงอาหารเป็นเวลานานกว่า 40 ติดต่อกันหลายวันจะทำให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมากและการหยุดการทำงานของรางวัลสมอง

รูปที่ 2: รูปแบบการบริโภคในหนูที่เพิ่มการเข้าถึงอาหารแบบโรงอาหาร

(a) ปริมาณแคลอรี่เฉลี่ย (± sem) ต่อวันในหนูที่มีการเข้าถึงแบบ จำกัด การเข้าถึงแบบ จำกัด และการเข้าถึงแบบขยาย (การเข้าถึง: F1,324 = 100.6, P <0.0001; เวลา: F18,324 = 7.8, P <0.0001; การเข้าถึง ×การโต้ตอบเวลา: F18,324 = 4.6, P <0.0001; * P <0.05 เมื่อเทียบกับ chow-only group, post hoc test) (b) ปริมาณแคลอรี่เฉลี่ยต่อวัน (± sem) จาก chow (เข้าถึง: F2,504 = 349.1, P <0.0001; เวลา: F18,504 = 5.9, P <0.0001; การเข้าถึง×การโต้ตอบเวลา: F36,504 = 3.52, P <0.0001; * P <0.05 เมื่อเทียบกับ chow-only group, post hoc test) (c) ปริมาณแคลอรี่เฉลี่ยต่อวัน (± sem) จากไขมัน (เข้าถึง: F2,486 = 118.7, P <0.0001; เวลา: F18,486 = 8.8, P <0.0001; การเข้าถึง×การโต้ตอบเวลา: F36,486 = 6.2, P <0.0001; * P <0.05 เมื่อเทียบกับ chow-only group, post hoc test) (d) การเปรียบเทียบปริมาณแคลอรี่ทั้งหมดโดยเฉลี่ย (± sem) และแคลอรี่ที่บริโภคโดยเฉพาะจาก chow ตลอดระยะเวลา 40 วันของการเข้าถึง (การเข้าถึง: F2,54 = 25.0, P <0.0001; แหล่งที่มาของแคลอรี่: F2,54 = 1235.2, P <0.0001; การเข้าถึง×ปฏิสัมพันธ์ของแหล่งแคลอรี่: F2,54 = 485.7, P <0.0001; *** P <0.001 เทียบกับแคลอรี่ทั้งหมดในกลุ่ม chow-only ### P <0.001 เทียบกับแคลอรี่ทั้งหมดใน หนูกลุ่มเดียวกันการทดสอบหลังการทดลอง)

หลังจากผ่านไป 40 วันหนูไม่ได้รับอนุญาตให้เข้าถึงอาหารที่ถูกปากได้อีกต่อไป แต่ยังคงมีสิทธิ์เข้าถึงอาหารสำเร็จรูปในห้องปฏิบัติการมาตรฐาน เราประเมินเกณฑ์รางวัลและการบริโภค Chow ทุกวันในช่วง 'การงดเว้น' ที่บังคับใช้นี้ ระดับความสูงของเกณฑ์การให้รางวัลยังคงมีอยู่อย่างน้อย 2 สัปดาห์ในหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายเมื่อพวกเขาไม่สามารถเข้าถึงอาหารที่ถูกปากได้อีกต่อไป (รูปที่ 3a) สิ่งนี้แตกต่างกับการขาดดุลในฟังก์ชันการให้รางวัลที่ค่อนข้างชั่วคราว (~ 48 ชั่วโมง) ที่รายงานในหนูที่ได้รับการงดเว้นจากโคเคนที่ให้ยาด้วยตนเอง 13 นอกจากนี้ยังมีปริมาณแคลอรี่ลดลงอย่างเห็นได้ชัด (รูปที่ 3b) และน้ำหนักตัวลดลงทีละน้อย (รูปที่ 3c) ในหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายและในระดับที่น้อยกว่าในหนูที่ถูก จำกัด การเข้าถึงในช่วงที่งดเว้นนี้สอดคล้องกับ รายงานก่อนหน้า 11, 15 หลังจากงดเว้น 14 วันหนูถูกฆ่าและตำแหน่งอิเล็กโทรดถูกกำหนดโดยการย้อมสี cresyl violet (รูปที่ 3 มิติ)

รูปที่ 3: ความผิดปกติของการให้รางวัลและภาวะ hypophagia แบบถาวรในการเลิกสูบบุหรี่ในหนูที่มีการเข้าถึงอาหารโรงอาหารเป็นระยะ

(a) เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงเฉลี่ยจากเกณฑ์รางวัลพื้นฐาน (± sem) ในระหว่างการงดอาหารไขมันสูงที่น่ารับประทาน (เข้าถึง: F2,112 = 3.7, P <0.05; เวลา: F4,112 = 2.3, P> 0.05; * P <0.05 เมื่อเทียบกับ chow-only group, post hoc test) (b) ปริมาณแคลอรี่เฉลี่ย (± sem) ในวันสุดท้ายของการเข้าถึงอาหารที่มีไขมันสูง (พื้นฐาน) และในช่วง 14 วันของการงดเว้นเมื่อมีเฉพาะซุปมาตรฐานเท่านั้น (เข้าถึง: F2,168 = 41.7, P <0.0001 ; เวลา: F6,168 = 65.6, P <0.0001; การโต้ตอบการเข้าถึง×เวลา: F12,168 = 38.3, P <0.0001; * P <0.05 เมื่อเทียบกับ chow-only group, post hoc test) (c) การเปลี่ยนแปลงของน้ำหนักตัวเฉลี่ย (± sem) เทียบกับน้ำหนักตัวในวันสุดท้ายของการรับประทานอาหารที่มีไขมันสูง (พื้นฐาน) และในช่วง 14 d ของการงดเว้นเมื่อมีเฉพาะ chow มาตรฐานเท่านั้น (เข้าถึง: F1,126 = 37.2, P <0.0001; เวลา: F7,126 = 3.1, P <0.01; การเข้าถึง×การโต้ตอบเวลา: F7,126 = 40.9, P <0.0001; * P <0.05 เมื่อเทียบกับกลุ่ม chow-only, การทดสอบหลังการทำงาน) (d) การสร้างใหม่ทางจุลพยาธิวิทยาของตำแหน่งของอิเล็กโทรดกระตุ้น BSR ในมลรัฐด้านข้างของ chow-only (สามเหลี่ยม), การเข้าถึงแบบ จำกัด (สี่เหลี่ยม) และหนู (วงกลม) แบบขยาย

D2Rs ที่โดดเด่นในหนูอ้วน: บทบาทในการขาดดุลของรางวัล

ต่อไปเราได้ทดสอบสมมติฐานที่ว่าการบริโภคอาหารในโรงอาหารที่ถูกปากมากเกินไปอาจลดความหนาแน่นของ D2R แบบสไตรค์ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาความไวต่อรางวัลที่เหมือนการเสพติด กลุ่มหนูพันธุ์ใหม่ของหนูที่มีการเข้าถึงแบบ จำกัด การเข้าถึงแบบ จำกัด และแบบขยายได้รับอนุญาตให้เข้าถึงอาหารในโรงอาหารได้จนกว่าจะมีน้ำหนักตัวเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในหนูที่มีการขยายตัวเมื่อเทียบกับกลุ่ม chow-only (P <0.05 ; รูปที่ 4a) การแสดงออกของรูปแบบที่มีการเชื่อมต่อแบบเมมเบรนไกลโคซิเลต์ (~ 70 kDa) อย่างหนักของ D2R มีค่าต่ำกว่าในหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายมากกว่าหนูที่มีการเข้าถึงแบบ จำกัด หรือเฉพาะหนู (รูปที่ 4b ดูวิธีการออนไลน์) เมื่อเราแบ่งหนูในแต่ละกลุ่มการเข้าถึงออกเป็นสองกลุ่มย่อยบนพื้นฐานของการแบ่งน้ำหนักตัวเฉลี่ย (เบาหรือหนัก) เราพบความสัมพันธ์ผกผันที่ชัดเจนระหว่างน้ำหนักตัวและการแสดงออกของ D2R แบบ striatal (รูปที่ 4a, c) เราตรวจพบว่าไม่มีการลดลงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในการแสดงออกของการแสดงออกของโปรตีนที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะ (~ 39 kDa) และไซโตพลาสซึมแบบไกลโคไซเลตระดับกลาง (~ 51 kDa) ของรูปแบบ D2R (รูปเสริม 4) 17 ซึ่งบ่งชี้ว่าการแสดงออกของ D2R แบบ striatal ในหนูที่มีการเข้าถึงขยายอาจ ควบคุมโดยกลไกหลังการถอดเสียง

รูปที่ 4: การเพิ่มของน้ำหนักสัมพันธ์กับระดับ D2R ในทางกลับกัน

(a) หนูเชาเท่านั้นที่ จำกัด การเข้าถึงและขยายการเข้าถึงแบ่งออกเป็นสองกลุ่มต่อเงื่อนไขการเข้าถึงโดยพิจารณาจากการแบ่งน้ำหนักตัวเฉลี่ย: เบา (L) หรือหนัก (H) (b) คอมเพล็กซ์ striatal ทั้งหมดถูกรวบรวมจากหนูและระดับ D2R ทั้งหมดในแต่ละกลุ่มที่วัดโดยการซับแบบตะวันตก แถบ D2R ที่เกี่ยวข้องกับเมมเบรนได้รับการแก้ไขที่ 70 kDa และการควบคุมการโหลดโปรตีนจะแสดงด้านล่าง (β-actin, 43 kDa) อิมมูโนบลอตแบบเต็มความยาวแสดงในรูปเสริม 12 (c) ปริมาณสัมพัทธ์ของ D2R ในแถบของหนูที่มีการเข้าถึงแบบ จำกัด การเข้าถึงแบบ จำกัด และการเข้าถึงแบบขยายได้รับการหาปริมาณโดยการวัดความหนาแน่น (F2,6 = 5.2, P <0.05, main ผลของการเข้าถึง * P <0.05 และ ** P <0.01 เมื่อเทียบกับกลุ่ม chow-only-L)

ถัดไปเพื่อทดสอบความเกี่ยวข้องในการทำงานของการลดอาหารที่เกิดใน D2R striatal เพื่อการทำงานของรางวัลสมองเราออกแบบและตรวจสอบเวกเตอร์ lentiviral เพื่อส่งกิ๊บสั้นที่รบกวน RNA (shRNA) เพื่อที่จะล้ม D2R (Lenti-D2Rsh; 5 และรูปเพิ่มเติม 5) เกณฑ์การให้รางวัลเริ่มเพิ่มขึ้นในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย Lenti-D2Rsh เกือบจะทันทีเมื่อได้รับอนุญาตให้เข้าถึงการรับประทานอาหารที่โรงอาหารในขณะที่เกณฑ์การให้รางวัลยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในหนูที่ขยายการเข้าถึง ของการเข้าถึงอาหารที่โรงอาหาร (14 d; รูปที่ 6a) เวลาตอบสนองไม่เปลี่ยนแปลงในหนูทั้งสองกลุ่มแสดงให้เห็นว่าเอฟเฟกต์นี้ไม่ได้เป็นรองจากการขาดดุลในการปฏิบัติงาน (รูปที่เสริม 6) เกณฑ์การให้รางวัลยังไม่เปลี่ยนแปลงในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย Lenti-D2Rsh หรือ Lenti-control ที่มีสิทธิ์เข้าถึง Chow เฉพาะในช่วงเวลาเดียวกัน (รูปที่ 6b)

เกณฑ์ยังคงสูงขึ้นอย่างต่อเนื่องในระหว่างการหยุด 15 d พิเศษเมื่อหนูทุกคนมีสิทธิ์เข้าถึง Chow มาตรฐานเท่านั้น (รูปที่ 7 เสริม) การล้มลงของ striatal D2R จึงเพิ่มความเสี่ยงต่อการให้รางวัลการกระตุ้นด้วยอาหาร แต่ไม่ได้เปลี่ยนกิจกรรมพื้นฐานของระบบการให้รางวัลสมอง

รูปที่ 5: การล้มลงของ Lentivirus-mediated ของการแสดงออกของ striatal D2R

(a) การแสดงกราฟิกของพื้นที่ striatal ซึ่ง Lenti-D2Rsh แสดงออกมากเกินไป วงกลมสีเขียวในซีกโลกด้านซ้ายแสดงถึงตำแหน่งที่มีการกำหนดเป้าหมายการฉีดวัคซีน การย้อมสีเขียวในซีกขวาเป็นตัวแทนของการย้อมสีภูมิคุ้มกันสำหรับโปรตีนเรืองแสงสีเขียว (GFP) จากสมองของหนู Lenti-D2Rsh (b) อิมมูโนบลอตที่เป็นตัวแทนของการแสดงออกของ D2R ที่ลดลงใน striatum ของหนู Lenti-D2Rsh อิมมูโนบลอตแบบเต็มความยาวแสดงไว้ในรูปเสริม 13 (c) ปริมาณสัมพัทธ์ของ D2R ใน striatum ของหนู Lenti-control และ Lenti-D2Rsh โดยวัดปริมาณโดย densitometry (* P <0.05 เมื่อเทียบกับ Lenti-control group, post hoc test ). (d) ตรวจไม่พบการติดเชื้อของเซลล์ glial ใน striatum โดยเวกเตอร์ Lenti-D2Rsh การย้อมสีเขียวคือ GFP จากไวรัส สีแดงเป็นเครื่องหมายแอสโตรไซท์โปรตีนกรด glial fibrillary (GFAP); นิวเคลียสของเซลล์ถูกเน้นด้วยการย้อมสี DAPI เป็นสีน้ำเงิน ลูกศรสีขาวแสดงถึงบริเวณที่มีการแพร่กระจายของ gliosis ซึ่งพบเฉพาะบริเวณที่ฉีดไวรัสใน striatum เท่านั้นและไม่อยู่ในเนื้อเยื่อรอบ ๆ ที่ไวรัสแพร่กระจาย แม้ในบริเวณนี้ไม่มีแอสโตรไซต์ใดที่เป็น GFP-positive ลูกศรสีเหลืองในภาพขยายจะเน้นให้เห็นแอสโตรไซต์เชิงลบ GFP ทั่วไปที่ตรวจพบ (จ) ระดับสูงของการติดเชื้อเซลล์ประสาทใน striatum โดยเวกเตอร์ Lenti-D2Rsh การย้อมสีเขียวคือ GFP จากไวรัส สีแดงคือเครื่องหมายนิวเคลียร์ของเซลล์ประสาท NeuN; นิวเคลียสของเซลล์ถูกเน้นด้วยการย้อมสี DAPI เป็นสีน้ำเงิน ลูกศรสีเหลืองในภาพขยายเน้นเซลล์ประสาท GFP บวกและ NeuN บวกใน striatum (f) ภาพขยายที่สูงขึ้นของเซลล์ประสาทที่ติดเชื้อไวรัส (GFP-positive) ใน striatum ของหนู Lenti-D2Rsh ซึ่งแสดงลักษณะทางสัณฐานวิทยาโดยทั่วไปของเซลล์ประสาทหนามขนาดกลาง

รูปที่ 6: การล้มลงของ striatal D2R เพิ่มความเสี่ยงในการให้รางวัลความผิดปกติในหนูที่มีการเข้าถึงอาหารโรงอาหารเป็นระยะ

(a) เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงค่าเฉลี่ย (± sem) จากเกณฑ์การให้รางวัลพื้นฐานในหนูกลุ่ม Lenti-control และ Lenti-D2Rsh ที่ขยายการเข้าถึงอาหารในโรงอาหารเป็นเวลา 14 วันติดต่อกัน (ไวรัส: F1,156 = 5.9, P <0.05; เวลา: F13,156 = 2.2, P <0.05; ไวรัส×เวลาปฏิสัมพันธ์: F13,156 = 2.2, P <0.05; #P <0.05, ผลการโต้ตอบ) (b) เปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงค่าเฉลี่ย (± sem) จากเกณฑ์รางวัลพื้นฐานในหนูทดลอง Lenti-control และ Lenti-D2Rsh ที่มีสิทธิ์เข้าถึง chow-only (c) ปริมาณแคลอรี่เฉลี่ย (± sem) ของหนูในช่วง 14 d ของ chow เท่านั้นหรือการเข้าถึงแบบขยาย (เข้าถึง: F2,28 = 135.6, *** P <0.0001) (d) น้ำหนักที่เพิ่มขึ้นเฉลี่ย (± sem) ในช่วง 14 วันของ chow เท่านั้นหรือการเข้าถึงแบบขยาย (เข้าถึง: F2,28 = 96.4, P <0.0001; *** P <0.001 ผลกระทบหลักของการเข้าถึง)

เราพบว่าปริมาณแคลอรี่ (รูปที่ 6c) และน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 6d) มีความคล้ายคลึงกันใน Lenti-D2Rsh และกลุ่มควบคุม Lenti ที่สอดคล้องกันภายใต้เงื่อนไข Chow-only หรือ Extended-access (Figs เสริม 8 และ 9) ดังนั้นการล้มลงของ D2R striatal จึงไม่เปลี่ยนความชอบในการรับประทานอาหารแบบโรงอาหารหรือปริมาณแคลอรี่ทั้งหมดเมื่ออาหารที่อร่อยถูกนำมาบริโภคได้อย่างอิสระ

การรับประทานแบบบังคับในหนูที่เป็นโรคอ้วน: บทบาทของ D2R สำหรับการคลอด

ต่อไปเราได้ทดสอบสมมติฐานที่ว่าการกินอาหารแบบบังคับอาจเกิดขึ้นในหนูที่สามารถเข้าถึงอาหารในโรงอาหารได้มากขึ้นและการขาดดุลในการส่งสัญญาณ D2R แบบ striatal อาจมีส่วนทำให้เกิดผลเช่นนี้ กลุ่มหนูพันธุ์ใหม่ของหนูพันธุ์ Chow-only ที่มีการ จำกัด การเข้าถึงและการเข้าถึงแบบขยายได้รับอนุญาตให้เข้าถึงอาหารในโรงอาหารเป็นเวลา> 40 วันจนกระทั่งน้ำหนักเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติเกิดขึ้นในหนูที่ขยายออก (P <0.05 เมื่อเทียบกับหนูที่มี Chow-only ไม่มีข้อมูล แสดง) จากนั้นหนูทั้งสามกลุ่มได้รับอนุญาตให้เข้ารับประทานอาหารในโรงอาหารเพียง 30 นาทีต่อวันเป็นเวลา 5-7 วันในห้องผ่าตัดจนกว่าจะได้รับปริมาณที่คงที่ (กำหนดให้มีการเปลี่ยนแปลง <10% ในการบริโภคต่อวัน) ครึ่งหนึ่งของหนูในแต่ละสภาพการเข้าถึงจากนั้นสัมผัสกับแสง (สิ่งกระตุ้นที่มีเงื่อนไข) ซึ่งจับคู่กับการส่งของการกระแทกที่เท้า (กลุ่มที่ถูกลงโทษ) ในขณะที่หนูที่เหลือในแต่ละกลุ่มจะถูกแสงไฟในกรณีที่ไม่มีการกระแทกของเท้า (กลุ่มที่ไม่มีใครขัดขวาง ). ในวันทดสอบเราได้ตรวจสอบผลของการเปิดรับแสงคิวเพียงอย่างเดียวต่อการบริโภคอาหารที่ถูกปาก (รูปที่ 7 ดูวิธีการออนไลน์) เราพบว่าปริมาณแคลอรี่เฉลี่ยในระหว่างการตรวจวัดพื้นฐาน 30 นาทีนั้นสูงกว่าในหนูที่มีการขยายพันธุ์อย่างเดียวและแบบ จำกัด การเข้าถึงมากกว่าหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยาย (รูปที่ 7a, b) สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าหนูที่กินอาหารอย่างเดียวและถูก จำกัด การกินอาหารที่ถูกปากระหว่างช่วงการเข้าถึง 30 นาทีเป็นระยะ ๆ สะท้อนให้เห็นจากข้อเท็จจริงที่ว่าหนูเหล่านี้บริโภคแคลอรี่ประมาณ 40-50% ของปริมาณแคลอรี่ต่อวันโดยทั่วไปประมาณ 100 kCal ในระหว่างการประชุมเหล่านี้ (รูปที่ 7a, b) ในทางตรงกันข้ามหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายดูเหมือนจะต้านทานต่อการพัฒนาพฤติกรรมการกินอาหารที่เหมือนการดื่มสุรานี้อาจเป็นเพราะประวัติการเข้าถึงอาหารที่น่ารับประทานแทบไม่ จำกัด เป็นเวลามากกว่า 40 วันติดต่อกันรูปแบบการกินที่เปลี่ยนแปลงได้ค่อนข้างไม่ยืดหยุ่น ในวันทดสอบเราสังเกตเห็นว่าไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติของการฉายแสงคิวต่อการบริโภคอาหารในหนูที่ไม่ได้รับการลงโทษจากกลุ่ม chow-only การเข้าถึงแบบ จำกัด หรือการเข้าถึงแบบขยายเมื่อเปรียบเทียบกับการบริโภคในช่วงระยะพื้นฐาน (รูปที่ 7a) ไฟคิวเพียงอย่างเดียวจึงไม่มีแรงจูงใจ ในหนูที่ถูกลงโทษไฟคิวที่จับคู่ช็อตช่วยลดการกินอาหารที่ถูกปากอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่กินอาหารอย่างเดียวและหนูที่ จำกัด การเข้าถึง อย่างไรก็ตามไฟคิวไม่มีผลต่อการบริโภคอาหารที่ถูกปากในหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายซึ่งแสดงให้เห็นว่าการบริโภคของพวกมันไม่ไวต่อสิ่งชี้นำทางสิ่งแวดล้อมที่คาดการณ์ถึงความทุกข์ยาก ปริมาณพลังงานพื้นฐานในหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายนั้นต่ำกว่าในกลุ่มอื่น ๆ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการบริโภค Chow ในช่วงเวลาใกล้เคียงกันนั้นต่ำกว่ามาก (รูปที่ 7d) จึงไม่น่าเป็นไปได้ว่านี่แสดงถึง 'เอฟเฟกต์พื้น' ที่ทำให้การค้นพบของเราสับสน ข้อมูลของเราสนับสนุนแนวคิดที่ว่าพฤติกรรมการกินแบบบีบบังคับสามารถเกิดขึ้นได้ในหนูที่มีการเข้าถึงแบบขยายในลักษณะที่คล้ายคลึงกับการกินโคเคนแบบบังคับที่พบเห็นได้ในหนูที่มีประวัติการเข้าถึงยาเป็นเวลานาน 18

รูปที่ 7: การตอบสนองที่คล้ายกับการบังคับสำหรับอาหารที่อร่อย

(a) การบริโภคอาหารที่ถูกต้องตามค่าเฉลี่ย (± sem) ในหนูที่ไม่ได้รับการฉีดวัคซีนในช่วงระยะพื้นฐาน 30 นาทีและในวันทดสอบเมื่อหนูสัมผัสกับสิ่งกระตุ้นที่มีสภาพเป็นกลางซึ่งไม่เคยจับคู่กับอาการช็อกที่เท้าเป็นพิษมาก่อน (เข้าถึง: F2,20 = 5.2, P <0.05; #P <0.05 เมื่อเทียบกับหนูเชาเท่านั้น) (b) การบริโภคอาหารที่ถูกต้องตามค่าเฉลี่ย (± sem) ในหนูที่ถูกลงโทษในช่วงการตรวจวัดพื้นฐาน 30 นาทีและในวันทดสอบเมื่อหนูสัมผัสกับสิ่งกระตุ้นที่มีเงื่อนไขซึ่งก่อนหน้านี้จับคู่กับอาการช็อกที่เท้าเป็นพิษ (เข้าถึง: F2,21 = 3.9 , P <0.05; คิว: F1,21 = 8.6, P <0.01; การโต้ตอบการเข้าถึง×คิว: F2,21 = 4.7, P <0.05; * P <0.05 เมื่อเทียบกับการบริโภคในระหว่างเซสชันพื้นฐาน #P <0.05 เมื่อเทียบกับ หนู Chow-only) (c) การบริโภคอาหารที่ถูกปากค่าเฉลี่ย (± sem) ในช่วงการตรวจวัดพื้นฐาน 30 นาทีและในวันทดสอบในหนูกลุ่ม Lenti-control และ Lenti-D2Rsh ที่ก่อนหน้านี้มีการรับประทานอาหารในโรงอาหารอย่างเดียวหรือขยายเวลา (คิว: F1,26, 29.7 = 0.0001, P <0.05; * P <0.01, ** P <30 เมื่อเทียบกับการบริโภคในช่วงพื้นฐานการทดสอบหลังการทำงาน) (d) การบริโภค chow เฉลี่ย (± sem) ในช่วงการตรวจวัดพื้นฐาน 2 นาทีและในวันทดสอบหนู Lenti-control และ Lenti-D1,26Rsh ที่ก่อนหน้านี้มี chow อย่างเดียวหรือขยายการเข้าถึงอาหารในโรงอาหาร (คิว: F44.9 = 0.0001, P <0.05; * P <0.01, ** P <XNUMX เมื่อเทียบกับการบริโภคในช่วงพื้นฐานการทดสอบหลังการทำงาน)

ในที่สุดเราได้ตรวจสอบผลของสิ่งกระตุ้นที่มีการปรับสภาพที่จับคู่การลงโทษต่อการบริโภคอาหารในหนูกลุ่ม Lenti-control และ Lenti-D2Rsh ที่ก่อนหน้านี้สามารถเข้าถึง chow เท่านั้นหรือขยายการเข้าถึงอาหารในโรงอาหาร (หนูจากรูปที่ 6) เราพบว่าการบริโภคอาหารพื้นฐานที่ถูกปากในระหว่างการตรวจพื้นฐาน 30 นาทีมีค่าสูงใกล้เคียงกัน (~ 40 kCal) ในทั้งสี่กลุ่ม (รูปที่ 7c) นอกจากนี้การบริโภคเนื้อวัวทุกวัน (ในกรงบ้าน) มีความคล้ายคลึงกันระหว่างหนูทั้งสี่กลุ่มในระหว่างการปรับสภาพและในวันทดสอบ (รูปเสริม 10) ดังนั้นการเข้าถึงอาหารในโรงอาหารก่อนหน้านี้ 14 วันจึงไม่เพียงพอที่จะป้องกันพฤติกรรมการกินเหล้าในลักษณะที่คล้ายกับที่เห็นในหนูที่มีการเข้าถึงอาหารในโรงอาหารเพิ่มขึ้น> 40 วัน (รูปที่ 7a, b) การกระตุ้นด้วยแสงคิวที่ไม่อยู่นิ่งจะรบกวนการบริโภคอาหารที่น่ารับประทานในหนูกลุ่ม Lenti-control และ Lenti-D2Rsh ที่ก่อนหน้านี้มีการเข้าถึง chow-only (รูปที่ 7c) ในทำนองเดียวกันสิ่งกระตุ้นที่มีสภาพไม่เอื้ออำนวยขัดขวางการรับประทานอาหารที่น่ารับประทานในหนูที่ควบคุมด้วยถั่วเลนติซึ่งก่อนหน้านี้มีการขยายการเข้าถึงอาหารในโรงอาหารถึง 14 วัน ในทางตรงกันข้ามสิ่งกระตุ้นที่มีสภาพไม่เอื้ออำนวยไม่มีผลกระทบต่อการบริโภคอาหารที่ถูกปากในหนู Lenti-D2Rsh ที่ก่อนหน้านี้มีการขยายการเข้าถึงอาหารในโรงอาหาร 14 วัน (รูปที่ 7c) เกณฑ์ BSR ยังคงสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนูเหล่านี้เมื่อบันทึก 48 ชั่วโมงหลังการทดสอบในขณะที่เกณฑ์ยังคงคงที่และไม่เปลี่ยนแปลงในหนูอีกสามกลุ่ม

(รูปที่ 11 เสริม) ในการตรวจสอบความต้านทานต่อการยับยั้งการกระตุ้นด้วยการกระตุ้นของการบริโภคอาหารที่น่าพอใจในหนู Lenti-D2Rsh ที่ขยายออกไปนั้นไม่ได้เป็นรองจากความบกพร่องในกระบวนการปรับอากาศแบบดั้งเดิมเราได้ทดสอบผลกระทบของการกระตุ้นแบบปรับอากาศที่มีมาตรฐาน หนูทั้งสี่กลุ่ม ในทางตรงกันข้ามกับการบริโภคอาหารที่น่าพึงพอใจอย่างน่าประหลาดใจเราพบว่าหนูทั้งสี่กลุ่มบริโภคหนูน้อย (~ 2 kCal) ในช่วงการประชุมพื้นฐาน 30 ขั้นต่ำ (รูปที่ 7d) และการบริโภค Chow นั้นหยุดชะงักในทั้งสี่กลุ่มโดย ขนาดที่คล้ายกันเมื่อสัมผัสกับมาตรการกระตุ้นปรับอากาศแบบปรับสมดุล (รูปที่ 7d) ข้อมูลเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าการล้มลงของ D2R แบบเกิดใหม่จะช่วยเร่งการเกิดขึ้นของการกินอาหารที่อร่อยถูกใจ แต่ในหนูที่มีประวัติขยายการเข้าถึงอย่างชัดเจน ยิ่งกว่านั้นเนื่องจากการตรวจพบการกินแบบบีบบังคับเฉพาะในหนู Lenti-D2Rsh ที่มีระดับ BSR ที่สูงขึ้น, การให้รางวัลการลดความอ้วนด้วยอาหารอาจเป็นสิ่งที่จำเป็นต่อการเกิดขึ้นของการหาอาหารแบบบังคับ.

การสนทนา

ความง่ายในการเข้าถึงอาหารที่มีไขมันสูงเป็นที่ยอมรับว่าเป็นปัจจัยเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญสำหรับโรคอ้วน 19 เราพบว่าการเพิ่มการเข้าถึงอาหารสไตล์คาเฟทีเรียอย่างมากส่งผลให้เกิดการกินมากเกินไปและการเพิ่มน้ำหนักควบคู่ไปกับการเพิ่มระดับ BSR ในหนู ผลกระทบต่อเกณฑ์ BSR นี้สามารถอธิบายได้โดยค่อย ๆ ลดการตอบสนองของวงจรรางวัลสมองซึ่งเป็นการตีความที่สอดคล้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าการ จำกัด อาหารและการลดน้ำหนักสามารถเพิ่ม 20 ในขณะที่การให้อาหารมากเกินไปเฉียบพลันสามารถลด 21 ชั่วคราว การค้นพบนี้แสดงให้เห็นถึงส่วนขยายของงานที่แสดงให้เห็นว่าการให้นมลูกมากเกินไปอย่างเฉียบพลันผ่านทางหลอดอาหาร 21 และเพิ่มการตอบสนองต่อการตอบสนองต่อการให้รางวัลในภายหลังตามลำดับ BSR และเพิ่มการตอบสนองต่อการให้ stimulation22 งานก่อนหน้านี้ยังแสดงให้เห็นว่าหนูให้อาหารแรงซ้ำ ๆ ผ่านท่อ intragastric จนกว่าน้ำหนักจะเพิ่มขึ้น ~ 23 g ลดอัตราการตอบสนองต่อ BSR ในทำนองเดียวกันผลกระทบที่คงอยู่จนกว่าน้ำหนักของร่างกายจะได้มาตรฐาน 24 เช่นเดียวกับในการค้นพบเหล่านี้ในหนูหนูการตอบสนองในแมวสำหรับ BSR hypothalamic ด้านข้างนั้นถูกยับยั้งโดยการให้อาหารก่อนหน้านี้เพื่อ satiation25 แสดงให้เห็นว่าการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างฟังก์ชั่นการให้รางวัลสมองและสถานะการเผาผลาญจะถูกสงวนไว้ ความง่ายในการเข้าถึงและการกินมากเกินไปของอาหารแบบโรงอาหารในมนุษย์ถือเป็นปัจจัยสำคัญด้านสิ่งแวดล้อมต่อการแพร่ระบาดของโรคอ้วนในสังคมตะวันตก 200 ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่าการให้รางวัลความผิดปกติทางอารมณ์นั้นเกิดขึ้นในหนูที่กินอาหารในโรงอาหารซึ่งเป็นที่นิยมอย่างมากเหมือนกับการบริโภคโดยมนุษย์และผลกระทบนี้จะแย่ลงเรื่อย ๆ เมื่อน้ำหนักเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งหนูทุกตัวที่มีระดับความสูงเกณฑ์การให้รางวัล≥23% มีขั้วไฟฟ้า BSR ตั้งอยู่ภายใน ~ 26 μmของ fornix หลัง dorsolaterally ความไวของเซลล์ประสาทที่เกี่ยวข้องกับการให้รางวัลในบริเวณนี้เพิ่มขึ้นโดยการ จำกัด อาหารในลักษณะที่ไวต่อฮอร์โมนเลพตินที่ได้จากไขมันและบริเวณสมองนี้ถือเป็นสารตั้งต้นที่สำคัญสำหรับรางวัลอาหาร 19 วงจรของสมองที่ควบคุมความ hedonics อาหารจึงถูกยับยั้งโดยการโพสต์สัญญาณที่ทำนายความเต็มอิ่มสอดคล้องกับการศึกษาเกี่ยวกับการถ่ายภาพของมนุษย์เมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการรบกวนในกระเพาะอาหาร 20 และ peptide ปัจจัยภายหลังจากกระเพาะอาหาร YY500-27 (PYY) 28 มีส่วนร่วมในการประมวลผลรางวัล นอกจากนี้ระบบการให้รางวัลยังถูกยับยั้งโดยการเพิ่มน้ำหนักมากเกินไป รายงานล่าสุดระบุว่าการหมุนเวียนเลปตินซึ่งเป็นตัวควบคุมหลักของสมดุลพลังงานสามารถแทรกซึมเข้าไปในเนื้อเยื่อสมองและยับยั้งการทำงานของวงจรรางวัล 3, 36, 29, 3

การขาดรางวัลในหนูที่มีน้ำหนักเกินอาจสะท้อนถึงการลดลงของการตอบสนองต่อการลดลงของความไวพื้นฐานของวงจรการให้รางวัลของสมองเพื่อต่อต้านการกระตุ้นด้วยอาหารที่น่ารับประทานมากเกินไป hypofunction การให้รางวัลที่เกิดจากอาหารดังกล่าวอาจนำไปสู่การพัฒนาของโรคอ้วนโดยการเพิ่มแรงจูงใจในการบริโภคอาหาร 'obesogenic' ที่ให้รางวัลสูงเพื่อหลีกเลี่ยงหรือบรรเทาสถานะของรางวัลเชิงลบนี้ 6, 32 สิ่งนี้อาจอธิบายถึง hypophagia ที่เราพบในการเข้าถึงแบบขยาย หนูและในระดับที่น้อยกว่าในหนูที่ถูก จำกัด การเข้าถึงเมื่อถอนอาหารที่ถูกปากออกไปและมีเพียงเนื้อวัวที่ถูกปากน้อยกว่าเท่านั้น สถานการณ์ดังกล่าวยังสอดคล้องกับข้อมูลจากการศึกษาการถ่ายภาพสมองของมนุษย์ซึ่งการกระตุ้นของ striatum แบบทื่อเพื่อตอบสนองต่ออาหารที่น่ารับประทานโดยเฉพาะอย่างยิ่งในผู้ที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรมที่คิดว่าจะลดการแสดงออกของ D2R แบบ striatal มีความสัมพันธ์กับการเพิ่มน้ำหนักในระยะยาว 4 ยังไม่ชัดเจนว่าการให้รางวัลดังกล่าวในผู้ที่เป็นโรคอ้วนนั้นแสดงออกมาก่อนที่จะเกิดโรคอ้วนหรือไม่และเกี่ยวข้องกับปัจจัยทางพันธุกรรม ('โรคขาดรางวัล') หรือไม่หรือการกินมากเกินไปอาจทำให้กระบวนการให้รางวัลหยุดชะงัก ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่าการเข้าถึงอาหารที่มีพลังงานสูงที่น่ารับประทานมากขึ้นและการกินมากเกินไปในเวลาต่อมาจะทำให้เกิดความไวและอาจเป็นตัวแทนของกลไกการรักษาโรคที่สำคัญที่ส่งเสริมการพัฒนาของโรคอ้วน นอกจากนี้ยังตรวจพบความผิดปกติของการให้รางวัลที่คล้ายกันกับที่รายงานในหนูที่เป็นโรคอ้วนในหนูที่มีประวัติของการเข้าถึงโคเคนหรือเฮโรอีนทางหลอดเลือดดำเป็นเวลานาน แต่ไม่พบในผู้ที่มีประวัติการเข้าถึงแบบ จำกัด 12, 13, 14 ยิ่งไปกว่านั้นการเปลี่ยนจาก การแสวงหายาเสพติดแบบไม่เป็นทางการได้รับการเสนอให้เป็นผลมาจากความพยายามที่จะบรรเทาสถานะที่คงอยู่ของรางวัลที่ลดลงซึ่งเกิดจากความผิดปกติของรางวัลที่เกิดจากยานี้ 12, 32, 33 ดังนั้นข้อมูลของเราจึงบ่งชี้ว่าโรคอ้วนและการติดยาอาจมีกลไกการทำงานร่วมกัน

การลดลงของการแสดงออกของ D2R striatal นั้นเป็นการตอบสนองทางระบบประสาทที่น่าทึ่งต่อการบริโภคอาหารที่มากเกินไป อันที่จริงการลดความหนาแน่นของ D2R ในสไตรตัลนั้นจะเห็นได้ในผู้ที่มีน้ำหนักเกิน 4, 34 และ rodents35, 36 ตรงกันข้ามคนที่มีอาการเบื่ออาหาร nervosa มีสูง D2R37 striatal และการสูญเสียน้ำหนักในบุคคลที่เป็นโรคอ้วนหลังจากการผ่าตัด bariatric (บายพาสกระเพาะอาหาร) มีความเกี่ยวข้องกับ D2R ความหนาแน่น X ในระดับสูง ความหลากหลายของยีนที่เรียกว่าอัลลีล TaqIA A28 ส่งผลให้ความหนาแน่นของ D1R ลดลงในสตริเชียลและประชาชนที่อาศัยอยู่ที่อัลลีลนี้มีจำนวนมากกว่าในประชากรที่เป็นโรคอ้วน 2 อัลลีล TaqIA ยังเพิ่มความเสี่ยงต่อการติดยาเสพติดแอลกอฮอล์ opioid และจิตกระตุ้น 4 การลดลงของความหนาแน่นของเซลล์ D38R ที่เกิดขึ้นทั้งผ่านปัจจัยทางพันธุกรรมที่เป็นส่วนประกอบหรือเป็นผลมาจากการกินมากเกินไปอาจนำไปสู่กลไกทางระบบประสาทของโรคอ้วน เราพบว่าระดับการเกิดของ 2 kDa D70R isoform ซึ่งคิดว่าจะสะท้อน D2R ที่เกี่ยวข้องกับเมมเบรนนั้นมีความสัมพันธ์เชิงผกผันกับน้ำหนักตัวในหนูจาก chow-only, access-access และ Extended access (รูปที่ 2) การล้มลงของการแสดงออกของ striatal D4R ซึ่งเด่นชัดที่สุดใน dorsolateral striatum (รูปที่ 2) ทำให้ BSR thresholds เพิ่มขึ้นเกือบทันทีเมื่อสัมผัสกับอาหารที่โรงอาหาร การลดลงของการแสดงออกของ striatal D5R จึงเร่งการเกิดภาวะ hypofunction ในหนูอย่างรวดเร็วด้วยการเข้าถึงอาหารที่มีรสชาติอร่อยมากการค้นพบที่สอดคล้องกับข้อมูลการถ่ายภาพสมองของมนุษย์ที่บ่งชี้ว่าการขาดดุลในความหนาแน่น D2R ของทารกในครรภ์

คุณสมบัติสามประการของหนู Lenti-D2Rsh ก็มีความสำคัญเช่นกัน ครั้งแรกแม้ว่าการล้มลงของ D2R แบบ striatal รวมกับการเข้าถึงอาหารที่อร่อยทำให้มีระดับ BSR สูงขึ้น แต่ก็ไม่มีความแตกต่างในการรับแคลอรี่หรือการเพิ่มน้ำหนักในหนูเหล่านี้เมื่อเปรียบเทียบกับหนูควบคุม นี่อาจสะท้อนถึงความจริงที่ว่าหนูมีเพียง 14 d ในการเข้าถึงอาหารโรงอาหาร ระยะเวลาในการเข้าถึงนานขึ้นอาจส่งผลให้น้ำหนักเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเช่นเดียวกับความไวต่อน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นในมนุษย์ที่มีการขาดดุลในการส่งสัญญาณ D2R striatal4 อย่างไรก็ตามข้อดีของการ จำกัด การเข้าถึงอาหารโรงอาหารให้เพียง 14 d คือหนูน็อคดาวน์ที่มีการเข้าถึงเพิ่มเติมเป็นกลุ่มเดียวที่แสดงเกณฑ์ BSR ที่สูงขึ้นและสิ่งนี้ทำให้เราสามารถประเมินบทบาทที่เป็นไปได้ของการให้รางวัล กิน (ดูด้านล่าง) ประการที่สองเกณฑ์ BSR ยังคงมีเสถียรภาพและไม่เปลี่ยนแปลงในหนูที่ล้มลงที่มีการเข้าถึงเพียงคนเดียว สิ่งนี้บ่งชี้ว่าการแสดงออกของ D2R แบบ striatal ที่ลดลงเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิดภาวะไวต่อแสงได้; แต่ดูเหมือนว่ามันจะมีปฏิสัมพันธ์กับการบริโภคอาหารมากเกินไปเพื่อเร่งการเกิดขึ้นของสถานะของการลดความไวของรางวัลนี้ การตอบสนองแบบปรับตัวอื่น ๆ ในวงจรการให้รางวัลทางสมองจึงอาจกระตุ้นให้เกิดการแพ้ต่อหนูในหนูที่มีการเข้าถึงอาหารในโรงอาหาร ด้วยความคิดนี้เราจึงทราบว่า D2R agonist bromocriptine ช่วยลดระดับการไหลเวียนของ leptin39 และ leptin ยับยั้งการให้อาหารอย่างน้อยส่วนหนึ่งโดยการยับยั้งบริเวณที่เกิดการควบคุมการตอบสนองของความสุขกับอาหาร 3, 30, 31 ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่การลดลงของ D2R striatal ในการตอบสนองต่อการเพิ่มน้ำหนักของร่างกายเพิ่มการส่งสัญญาณ leptin และจึงช่วยเพิ่มผลยับยั้งของ adipokine นี้ในระบบรางวัลสมอง ในที่สุดเราทราบว่าเรากำหนดเป้าหมายเวกเตอร์ lentivirus ไปยัง dorsolateral striatum นี่เป็นเหตุผลทางเทคนิคเป็นหลักเนื่องจากการวางตำแหน่งด้านข้างของ cannulae สำหรับการส่งไวรัสเข้าไปใน striatum ทำให้เรายังสามารถรองรับอิเล็กโทรดกระตุ้นอิเล็กโทรไลต์แบบคงที่สำหรับการกำหนดเกณฑ์ BSR ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่การกำหนดเป้าหมายของ D2Rs สำหรับการล้มลงในพื้นที่อื่น ๆ ของ striatum โดยเฉพาะพื้นที่ dorsomedial และ ventral (นิวเคลียส accumbens แกนกลางและเปลือกหอย) อาจมีระดับ BSR ที่สูงถึงแม้ว่าจะไม่มีอาหารที่น่ากิน

dorsolateral striatum มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากในการเรียนรู้ประเภทนิสัยที่ตอบสนองต่อสิ่งเร้าซึ่งสะท้อนให้เห็นในการพัฒนาพฤติกรรมการบริโภคที่ไม่ไวต่อการลดค่าโดยการให้อาหารก่อนถึงความอิ่มหรือโดยการจับคู่กับสิ่งเร้าที่เป็นพิษ 40 โดยการกำหนดเป้าหมายส่วนใหญ่ไปที่ dorsolateral striatum เราอาจล้มลงประชากรของ D2R ที่ควบคุมความเสี่ยงของหนูต่อการพัฒนาของการกินแบบบังคับ เพื่อให้สอดคล้องกับบทบาทของ striatal D2Rs ในพฤติกรรมบีบบังคับอัลลีล TaqIA ของตำแหน่งยีน DRD2 – ANKK1 ของมนุษย์ซึ่งส่งผลให้ความหนาแน่น D2R ของ striatal ต่ำลดการกระตุ้น striatal เพื่อตอบสนองต่อ food5 ที่ถูกปากและเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคอ้วน 4 - ยังเกี่ยวข้องกับ การขาดดุลในการเรียนรู้ที่จะหลีกเลี่ยงการกระทำที่มีผลเสีย 4. การสูญเสียการควบคุมการยับยั้งพฤติกรรมที่อาจส่งผลเชิงลบเป็นลักษณะเฉพาะของทั้งโรคอ้วนและการติดยาซึ่งพฤติกรรมการบริโภคยังคงมีอยู่แม้จะมีผลเสียทางสังคมสุขภาพหรือการเงินก็ตาม พฤติกรรมการเสพโคเคนในหนูที่มีประวัติการรับประทานยาอย่างกว้างขวางอาจไม่ยืดหยุ่นและทนต่อการหยุดชะงักโดยสิ่งกระตุ้นที่มีสภาพไม่เอื้ออำนวยซึ่งทำนายผลลบ (การกระแทกที่เท้า) 41. ในทำนองเดียวกันหนูที่เคยเข้าถึงอาหารไขมันสูงที่น่ารับประทานจะใช้เวลาอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย (มีแสงจ้า) เพื่อให้ได้อาหารที่ถูกปากมากกว่าหนูที่ไม่มีประสบการณ์กับอาหาร 18 เราพบว่าการบริโภคอาหารที่น่ารับประทานในหนูที่มีการเข้าถึงอาหารในโรงอาหารเป็นเวลานานนั้นไม่รู้สึกไวต่อสิ่งกระตุ้นที่มีสภาพไม่เอื้ออำนวย สอดคล้องกับบทบาทของ striatal D42Rs ในผลกระทบนี้การกินแบบบังคับพบได้ในหนูที่ล้มลง D2R striatal ซึ่งก่อนหน้านี้มีการขยายการเข้าถึงอาหารในโรงอาหาร 2 วัน แต่ไม่อยู่ในกลุ่มควบคุม จากมุมมองของระบบประสาทการเข้าถึงอาหารที่อร่อยมากขึ้นอาจทำให้เกิดความยืดหยุ่นในทางเดินคอร์ติโคสเตรียทัลซึ่งทำให้สัตว์มีความเสี่ยงต่อการพัฒนาพฤติกรรมที่เหมือนบีบบังคับโดยการขาดดุลในการส่งสัญญาณ D14R แบบ striatal ช่วยเพิ่มกระบวนการนี้ อันที่จริงความหนาแน่นของ D2R ที่ลดลงในคนอ้วนมีความสัมพันธ์กับการเผาผลาญที่ลดลงในบริเวณเยื่อหุ้มสมองส่วนหน้าและวงโคจรของวงโคจร 2 ที่ออกแรงยับยั้งพฤติกรรม 43

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการบริโภคอาหารที่ชอบอร่อยถูกตรวจพบเฉพาะในหนูที่ล้มลงที่ก่อนหน้านี้ได้ขยายการเข้าถึงอาหารโรงอาหารไม่ใช่ในการควบคุมหนูที่ขยายการเข้าถึงอาหารโรงอาหารในช่วงเวลาเดียวกันและในหนูที่ล้มลง เข้าถึงได้เฉพาะ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหนูที่ล้มลงที่มีการขยายการเข้าถึงก่อนหน้านี้และกลุ่มอื่น ๆ คือเกณฑ์ BSR ที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้อาจสะท้อนถึงต้นกำเนิด neurobiological ทั่วไปของรางวัล hypofunction และการเกิดขึ้นของการรับประทานอาหารที่คล้ายกับการบังคับซึ่งเป็นปรากฏการณ์บังเอิญชั่วคราว แต่เป็นอิสระ อีกทางเลือกหนึ่งคือการให้รางวัล hypofunction ที่ได้รับจากอาหารอาจใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับการเสริมแรงเชิงลบที่เอื้อต่อการพัฒนาของการรับประทาน 14, 32, 33 ไม่ว่ากลไกพื้นฐานใดก็ตามการค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าการเสพติดเหมือนการตอบสนองต่ออาหารที่น่ากินสามารถเกิดขึ้นได้ในหนูอ้วนและบ่งชี้ว่าการขาดดุลในการส่งสัญญาณ D2R striatal เพิ่มช่องโหว่ต่อการพัฒนาพฤติกรรมนี้

โดยสรุปเราพบว่าการกระตุ้นระบบการให้รางวัลสมองมากเกินไปผ่านการบริโภคอาหารที่ให้พลังงานและมีความหนาแน่นสูงน่ารับประทานทำให้เกิดภาวะไวต่อความรู้สึกไวต่อการกระตุ้นและการพัฒนาของการกินแบบบังคับ การตอบสนองพฤติกรรมไม่เหมาะสมเหล่านี้ในหนูอ้วนอาจเกิดขึ้นจากการขาดดุลอาหารที่เกิดจากการส่งสัญญาณ D2R striatal การใช้ยามากเกินไปในทางที่ผิดลดความหนาแน่นของ D2R striatal ในทำนองเดียวกันทำให้เกิดภาวะ hypofunction ของรางวัลที่ลึกซึ้งและก่อให้เกิดพฤติกรรมการเสพยา การค้นพบของเราจึงสนับสนุนการทำงานก่อนหน้านี้ 4, 19, 42, 45, 46, 47 เพื่อแสดงให้เห็นว่าโรคอ้วนและการติดยาอาจเกิดขึ้นจากการตอบสนองทางระบบประสาทที่คล้ายคลึงกันในวงจรรางวัลสมอง

วิธีการ

หนู

หนูขาววิสตาร์ที่ชั่ง 300 – 350 กรัมในช่วงเริ่มต้นของการทดลองนั้นได้มาจากแม่น้ำชาร์ลส์ เมื่อเดินทางมาถึงหนูจะถูกเก็บแยกไว้ที่อุณหภูมิคงที่บน 12-h วงจรแสงและมืด (ไฟสว่างที่ 2200 h) หนูได้รับอนุญาตให้ใช้ libitum ในการเข้าถึง chow ห้องปฏิบัติการมาตรฐานและน้ำตลอดระยะเวลาของการทดลอง ขั้นตอนทั้งหมดได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการการดูแลและใช้สัตว์ประจำสถาบันของ Scripps Florida และหนูได้รับการรักษาตามแนวทางที่กำหนดโดยสถาบันสุขภาพแห่งชาติเกี่ยวกับหลักการดูแลสัตว์

ขั้นตอนการผ่าตัด

หนูที่เตรียมด้วยอิเล็กโทรดกระตุ้น BSR จะถูกดมยาสลบเป็นครั้งแรกโดยการสูดดมไอโซฟลูลูน 1 – 3% ในออกซิเจนและวางอยู่ในกรอบ stereotaxic (Kopf) ขั้วไฟฟ้า bipolar BSR (ยาว 11 มม.) ถูกฝังเข้าไปในด้านหลังของมลรัฐ hypothalamus (anteroposterior, −0.5 mm จาก bregma, mediolateral, ± 1.7 mm จากเส้นแบ่ง, dorsoventral, 8.3 mm จากดูรา; ) 5 หนูที่ได้รับการฉีดไวรัสถูกเตรียมด้วย cannulae คู่มือทวิภาคี (เกจ 47 ยาว 23 มม.) ที่วางอยู่เหนือ striatum (anteroposterior, 14 mm จาก bregma, mediolateral, ± 2.8 mm จากกึ่งกลาง; dorsoventral, −3.1 mm ด้วยสไตล์ 2.4-mm สกรูหัวกะโหลกสี่อันที่ทำจากสแตนเลสและอะคริลิคทันตกรรมจัดให้มีขั้วไฟฟ้าและ cannulae อยู่ แผลผ่าตัดได้รับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะเฉพาะที่ทุกครั้งที่ 48 ชั่วโมงสำหรับ 14 d หลังการผ่าตัด หนูได้รับอนุญาตให้ 12 – 5 d ฟื้นตัวจากการผ่าตัดและได้รับการฝึกฝนในขั้นตอนการ BSR

ขั้นตอน BSR

หนูได้รับการฝึกฝนให้ตอบสนองต่อการกระตุ้น BSR ตามขั้นตอนการพิจารณาคดีปัจจุบันที่ไม่ต่อเนื่องซึ่งคล้ายกับที่อธิบายไว้ที่อื่น 10, 14 คร่าว ๆ ระดับ BSR ปัจจุบันมีการเปลี่ยนแปลงในชุดสลับจากมากไปน้อยและจากน้อยไปมากในขั้นตอน 5-μA ในแต่ละเซสชั่นการทดสอบจะมีการนำเสนอซีรีส์จากน้อยไปมาก / มากไปหาน้อยสี่ชุด เกณฑ์สำหรับแต่ละชุดถูกกำหนดให้เป็นจุดกึ่งกลางระหว่างความเข้มของกระแสติดต่อกันสองครั้งที่หนูตอบสนองอย่างน้อยสามในห้าของการทดลองและสองความเข้มข้นกระแสติดต่อกันสองตัวที่หนูไม่ตอบสนองในการทดลองห้าครั้งหรือมากกว่านั้น เกณฑ์โดยรวมของเซสชันถูกกำหนดเป็นค่าเฉลี่ยของเกณฑ์สำหรับชุดข้อมูลสี่ชุด แต่ละเซสชันการทดสอบใช้เวลาประมาณ 30 นาทีขั้นต่ำ เกณฑ์ BSR ที่เสถียรถูกกำหนดเป็นรูปแบบ≤10% ในเกณฑ์มากกว่า 5 วันติดต่อกันโดยปกติจะจัดตั้งขึ้นหลังจาก 10 – 14 d ของการฝึกอบรม เวลาตอบสนองการตอบสนองสำหรับแต่ละเซสชันการทดสอบถูกกำหนดให้เป็นเวลาตอบสนองเฉลี่ยของการทดลองทั้งหมดที่เกิดการตอบสนองเชิงบวก

บรรจุภัณฑ์และการส่งไวรัส

RNA กิ๊บสั้นถูกส่งมอบและแสดงออกโดยใช้ระบบเวกเตอร์ pRNAT-U6.2 / Lenti (GenScript) อนุภาคไวรัสถูกเตรียมตามโปรโตคอลของผู้ผลิต โดยสังเขปเซลล์ HEK 293FT ถูกถ่ายโอนด้วยเวกเตอร์ที่มีการแทรก shRNA (5′-GGATCCCGCGCAGCAGTCGAGCTTTCTTCAAGAGAGAAAGCTCGACTGCTGCGCTTTTTTCCAACTCGAG-3 ′) หรือเวกเตอร์ว่างบวก ViraPower Packaging Mix (Invitrogen) แทนที่ 72 ชั่วโมง (Invitrogen) เป็นเวลา 24 ชม. จากนั้นจะถูกรวบรวมและทำให้เข้มข้นขึ้นโดยการแยกสารด้วยรังสีอัลตราไวโอเลต (76,755g, Beckman Coulter SW 32 TI โรเตอร์, 90 นาที, 4 ° C) และไวรัลไทเทอร์ถูกกำหนดโดยการเรียงลำดับเซลล์ที่กระตุ้นด้วยการเรืองแสงตามคำแนะนำของผู้ผลิต ไวรัสถูกแยกส่วนและเก็บไว้ในกล่องป้องกันแสงที่ −80 ° C จนกว่าจะใช้งานได้

หนูที่มีเกณฑ์ BSR ที่มั่นคงได้รับการฉีดไวรัสแบบทวิภาคีที่สามไซต์ใน striatum ของแต่ละซีกสมอง (2 μlต่อการฉีด, 1 μl min − 1, 1 นาทีระหว่างการฉีดรวมหกการฉีดต่อหนู) หนูได้รับอนุญาตอย่างน้อย 2 – 3 d การกู้คืนจากการฉีดอินทราสแทรีทัลก่อนที่จะทำการประเมินเกณฑ์ BSR อีกครั้ง การประเมินเกณฑ์ BSR รายวันยังคงดำเนินต่อไปสำหรับ 33 d หลังจากการฉีดไวรัสเพื่อให้แน่ใจว่าการล้มลงสูงสุดของ D2R striatal สูงสุดก่อนที่จะอนุญาตให้หนูเข้าถึงอาหารโรงอาหาร ไม่มีความแตกต่างในขีด จำกัด BSR ระหว่างหนู Lenti-control และ Lenti-D2Rsh ในช่วง 33 d เหล่านี้ (ไม่แสดงข้อมูล)

immunoblotting

หนูถูกฆ่าตายประมาณ 1 ชั่วโมงหลังจากที่พวกเขาเข้าถึงอาหารโรงอาหารเป็นประจำและสมองถูกกำจัดอย่างรวดเร็ว ส่วนสมองที่มีความหนา ~ 1 – 2 มม. ถูกเตรียมโดยใช้เมทริกซ์สมองส่วนปลาย (ช่วงเวลาชิ้น 1-mm; พลาสติกหนึ่ง) บนก้อนน้ำแข็งและเจาะเนื้อเยื่อด้านหลังของ striatum (bregma: ~ 2.2 ถึง −0.26 mm) การเจาะเนื้อเยื่อ Striatal ถูกรวบรวมอย่างรวดเร็ว snap แช่แข็งและเก็บไว้ที่ −80 ° C จนกว่าจะใช้งาน ตัวอย่างแต่ละชิ้นถูกละลายบนน้ำแข็งและมีจำนวนเนื้อเยื่อที่มีรอยย่นเท่ากันบนพื้นฐานของการแบ่งกลุ่มการเข้าถึงแบบแบ่งตามน้ำหนัก (7 – 10 rats ต่อสระ) เนื้อเยื่อถูกแขวนลอยอีกครั้งในบัฟเฟอร์ RIPA เย็น - เย็นของ 500 μl (Thermo Scientific) ที่ประกอบด้วยโซเดียมออโทวานาดาเตะ, สารยับยั้งค๊อกเทล phosphatase 1 และ 2 (ซิกม่า - อัลดริช), leupeptin และเพพติน lysates เนื้อเยื่อถูกต้มเป็นเวลา 10 นาทีในบัฟเฟอร์ตัวอย่างและโหลดลงใน 4% –20% หรือ 10% เจล SDS Tris-glycine (Invitrogen) โปรตีนถูกถ่ายโอนไปยังเยื่อหุ้มไนโตรเซลลูโลสซึ่งถูกบล็อกสำหรับ 1 h ที่ ~ 23 – 25 ° C (5% นมแห้งที่ไม่มีไขมันและ 0.2% Tween-20 ใน PBS, pH 7.4) และบ่มในแอนติบอดีปฐมภูมิที่ 4 ° C แอนติบอดีปฐมภูมิต่อไปนี้ถูกเจือจางในสารละลายบล็อก: D2R โมโนโคลนัลของเมาส์ (Santa Cruz, 1: 100) หรือโมโนโคลนัลของเมาส์β-actin (Santa Cruz, 1: 200) รีเอเจนต์ ECL ของ Chemiluminescent ถูกเพิ่มเข้ามาหลังจากการบ่มด้วยแอนติบอดี้ทุติยภูมิพืชชนิดหนึ่ง (Amersham, 1: 2,000) รูปแบบที่เกี่ยวข้องกับเมมเบรนที่เป็นผู้ใหญ่ของ D2DR (~ 70 kDa) 17, 49 นั้นได้รับการปรับให้เป็นมาตรฐานเพื่อการควบคุมการโหลดโปรตีน (β-actin; 43 kDa) และวัดปริมาณด้วยความหนาแน่นโดยใช้ซอฟต์แวร์ NIH Image J

การวิเคราะห์ทางอิมมูโนเคมี

หนูได้รับการดมยาสลบและถูกทำให้ผ่านการแลกเปลี่ยนกับ 4% paraformaldehyde ใน PBS (pH 7.6) สมองถูกนำออก, นำหน้าไปค้างคืนและเก็บไว้ในซูโครส (สารละลาย 30% ใน PBS, pH 7.4) เป็นเวลาอย่างน้อย 72 ชั่วโมง ส่วนเนื้อเยื่อแช่แข็ง (ความหนา 30 μm) ถูกรวบรวมจาก microtome และบล็อก (3% BSA, ซีรัมแพะปกติ 5% และ 0.3% Triton X-100 ใน PBS) สำหรับ 1 – 23 ° C แอนติบอดีปฐมภูมิต่อไปนี้ถูกเติมลงในสารละลายบล็อคและบ่มในชั่วข้ามคืนที่ 25 ° C: polyclonal ไก่ไปยัง GFP (Abcam, 4: 1); monoclonal กระต่ายถึง GFAP (มิลลิพอร์, 1,000: 1); โมโนโคลนอลของเมาส์ถึง NeuN (มิลลิพอร์, 1,000: 1) ส่วนถูกบ่มด้วยแอนติบอดีรองที่ย้อมด้วยฟลูออเรสเซนต์ - คอนจูเกตที่ ~ 1,000 – 23 ° C: ต่อต้านไก่ –25-nm สีย้อม (Jackson ImmunoResearch, 488: 1), แอนตี้กระต่าย - 1,000-nm ) และการต่อต้านเมาส์ – สีย้อม 594-nm (Invitrogen, 1: 1,000) ส่วนถูกติดตั้งด้วยสื่อบันทึกการติดตั้ง Vectashield ที่มี DAPI (Vector Labs) และแผ่นปิด ภาพถูกถ่ายโดยใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์โอลิมปัส BX594 (วัตถุประสงค์× 1) หรือกล้องจุลทรรศน์คอนเฟอเรนซ์โอลิมปัส (× 1000 และ× 61)

ขั้นตอนการให้อาหาร

มีการวางหนูแต่ละตัวบนเตียงกระดาษ (แผ่นอัลฟ่า; กระดาษพิเศษเชพเพิร์ด) เพื่อป้องกันไม่ให้ผลิตภัณฑ์อาหารสกปรกด้วยวัสดุคลุมเตียงแบบหลวม อาหารที่โรงอาหารประกอบด้วยเบคอน, ไส้กรอก, ชีสเค้ก, เค้กปอนด์, น้ำตาลและช็อคโกแลตซึ่งถูกชั่งน้ำหนักเป็นรายบุคคลก่อนที่จะถูกนำมาใช้กับหนู รายการอาหารที่โรงอาหารลดน้ำหนักถูกส่งมอบในภาชนะโลหะขนาดเล็ก รายการอาหารทั้งหมดรวมถึงห้องปฏิบัติการมาตรฐานได้รับการชั่งน้ำหนักอีกครั้งเมื่อเสร็จสิ้นการให้อาหาร ปริมาณแคลอรี่จากธาตุอาหารหลักต่างๆคำนวณโดยใช้ข้อมูลทางโภชนาการที่ได้รับจากผู้ผลิต

การยับยั้งพฤติกรรมการให้อาหารที่เกิดจากคิว

ขั้นตอนการให้อาหารเกิดขึ้นในห้องปฏิบัติการที่ลดทอนเสียงซึ่งมีขนาดเท่ากันกับที่ใช้ในการทดลอง BSR หนูถูกขังไว้ในห้องผ่าตัดและเข้าถึงอาหารในโรงอาหารหรือเชาเป็นเวลา 30 นาที ผลิตภัณฑ์อาหารถูกจัดส่งในภาชนะโลหะขนาดเล็ก รายการอาหารทั้งหมดจะถูกชั่งน้ำหนักก่อนและหลังการให้อาหารซึ่งดำเนินการในช่วงการให้นมปกติของหนู การบริโภค Chow ได้รับการประเมินโดยการบริโภคอาหารเม็ดขนาด 45 มก. ที่มีองค์ประกอบเหมือนกันกับเนื้อวัวที่ให้ในกรงเลี้ยงของหนู จากนั้นหนูได้รับอนุญาตให้เข้ารับประทานอาหารในโรงอาหารได้ 30 นาทีต่อวันจนกว่าจะได้รับปริมาณที่คงที่ (หมายถึงการเปลี่ยนแปลง <10% ในการบริโภคต่อวัน) โดยต้องใช้เวลา 5-7 วัน หลังจากปรับการบริโภคอาหารที่ถูกปากให้คงที่ในช่วงพื้นฐานนี้หนูในแต่ละสภาวะการเข้าถึงจะถูกแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ถูกลงโทษ (ผู้ที่ได้รับการกระแทกที่เท้า) และไม่ได้รับการลงโทษ (ไม่ได้รับการกระแทกที่เท้า) จากนั้นหนูก็ต้องเข้ารับการปรับสภาพสี่ครั้งในวันติดต่อกันในห้องปฏิบัติการเดียวกันซึ่งก่อนหน้านี้พวกเขาสามารถเข้าถึงอาหารที่อร่อยได้ ในช่วงการปรับสภาพ 30 นาทีจะมีการเปิดใช้ไฟคิว (สิ่งกระตุ้นที่มีเงื่อนไข) เป็นเวลา 10 นาทีปิดเป็นเวลา 10 นาทีแล้วเปิดอีกครั้งเป็นเวลา 10 นาที หนูที่ถูกลงโทษจะได้รับการกระแทกที่เท้าในระหว่างการนำเสนอไฟคิวเท่านั้น (0.5 mA เป็นเวลา 1.0 วินาทีการกระตุ้น 10 ครั้งโดยเว้นช่วงเวลา ~ 1 นาที) หนูที่ไม่ได้รับการลงโทษถูกนำเสนอด้วยไฟคิวในลักษณะเดียวกัน แต่ไม่มีการกระแทกที่เท้า ในวันทดสอบวันถัดจากเซสชันการปรับสภาพขั้นสุดท้ายหนูในกลุ่มที่ถูกลงโทษจะได้รับการกระแทกเท้าเป็นระยะ ๆ (รวมการกระตุ้นทั้งหมด 5 ครั้ง) โดยจับคู่กับการเปิดใช้งานไฟคิวเป็นเวลา 5 นาที หนูที่ไม่ได้รับการลงโทษได้สัมผัสกับแสงไฟอีกครั้งในสภาพที่ไม่มีการกระแทกเท้า หลังจากระยะเวลาการลงโทษ 30 นาทีหนูทุกตัวได้รับอนุญาตให้เข้าถึงอาหารที่ถูกปากเป็นเวลา 10 นาทีโดยมีการกระตุ้นแบบปรับอากาศเป็นระยะ ๆ (เปิดไฟคิว 10 นาที, ปิดไฟคิว 10 นาที, เปิดไฟคิว XNUMX นาที)

การวิเคราะห์ทางสถิติ.

เกณฑ์การให้รางวัลพื้นฐานถูกกำหนดไว้เป็นค่าเกณฑ์เฉลี่ยสำหรับ 5 d ก่อนการเข้าถึงอาหารที่โรงอาหารสำหรับแต่ละเรื่อง เกณฑ์การให้รางวัลแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์การเปลี่ยนแปลงจากค่าเกณฑ์พื้นฐาน ข้อมูลร้อยละของค่าเกณฑ์การให้รางวัลพื้นฐานการเพิ่มน้ำหนักการบริโภคแคลอรี่และการบริโภคแคลอรี่จากไขมันได้รับการวิเคราะห์โดยใช้สองปัจจัยการวิเคราะห์ความแปรปรวนของมาตรการซ้ำสองครั้งพร้อมการเข้าถึง (Chow เท่านั้น จำกัด การเข้าถึงหรือขยายการเข้าถึง) อาหารหรือโรงอาหารมาตรฐาน, ไวรัส (Lenti-control หรือ Lenti-D2Rsh) และคิว (จับคู่หรือไม่มีโทษคู่) เป็นปัจจัยระหว่างเรื่องและเวลาเป็นปัจจัยภายในเรื่อง เมื่อเหมาะสมผลหลักในการวิเคราะห์ความแปรปรวนจะถูกวิเคราะห์เพิ่มเติมโดยการทดสอบ Bonferroni post hoc การวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดดำเนินการโดยใช้ซอฟต์แวร์ GraphPad Prism

อ้างอิง

อ้างอิง

การติดต่อกับ:

· Paul J Kenny ([ป้องกันอีเมล])