Ăn 'Đồ ăn vặt' tạo ra sự gia tăng nhanh chóng và lâu dài trong các thụ thể NAc CP-AMPA; Những tác động đối với Tăng cường động cơ gây ra bởi Cue và Nghiện thực phẩm (2016)

Giới thiệu

Mặc dù sự thôi thúc ăn được điều chỉnh bởi đói, no và nhu cầu năng lượng, nhưng chúng cũng bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi các kích thích trong môi trường có liên quan đến thực phẩm (tín hiệu thức ăn). Ví dụ, ở những người không béo phì, tiếp xúc với tín hiệu thực phẩm làm tăng cảm giác thèm ăn và lượng thức ăn được tiêu thụ (Fedoroff et al, 1997; Soussignan et al, 2012). Những người béo phì nhạy cảm hơn với các đặc tính động lực này của các tín hiệu thực phẩm, báo cáo sự thèm ăn kích hoạt mạnh hơn và tiêu thụ các phần lớn hơn sau khi tiếp xúc với thực phẩm (Rogers và Hill, 1989; Yokum et al, 2011). Những điểm tương đồng về hành vi giữa cảm giác thèm ăn và do thuốc gây ra đã dẫn đến khái niệm 'nghiện thực phẩm' do tiêu thụ thực phẩm nhiều đường và chất béo có thể góp phần gây ra dịch bệnh béo phì (Carr et al, 2011; Epstein và Shaham, 2010; Kenny, 2011; Rogers và Hill, 1989; ROLow et al, 2013).

Bằng chứng chủ yếu từ các nghiên cứu ở người cho thấy sự thèm ăn do cue gây ra ở những người béo phì liên quan đến sự thay đổi chức năng của hạt nhân accumbens (NAc), một khu vực từ lâu đã được biết đến là động lực cho việc thưởng thức ăn và thuốc, nhưng điều đó ngày càng liên quan đến béo phì . Ví dụ, các nghiên cứu fMRI của con người cho thấy các kích hoạt trong NAc được kích hoạt bởi tín hiệu thức ăn mạnh hơn ở những người béo phì (Stice et al, 2012; ROLow et al, 2013; Nhỏ, 2009). Ngoài ra, khả năng đáp ứng tăng cường trong NAc đối với tín hiệu thực phẩm dự đoán tăng cân trong tương lai và khó giảm cân ở người (Demo et al, 2012; Murdaugh et al, 2012). Ở chuột, béo phì do chế độ ăn kiêng tạo ra các phản ứng thúc đẩy tăng cường đối với tín hiệu thức ăn, đặc biệt là ở các quần thể dễ bị béo phì (nâu et al, 2015; Robinson et al, 2015). Các dữ liệu này cùng nhau cho thấy rằng việc tiêu thụ chất béo, thực phẩm có đường tạo ra phản ứng thần kinh trong chức năng NAc có thể tăng cường các quá trình tạo động lực.

Ở cả chuột và người, sự nhạy cảm với bệnh béo phì có thể có một vai trò quan trọng trong tác động của 'thức ăn vặt' có hàm lượng calo cao đối với chức năng và hành vi thần kinh (Albuquerque et al, 2015; Geiger et al, 2008; Robinson et al, 2015; Stice và Dagher, 2010). Mặc dù rất khó để giải quyết vai trò của sự nhạy cảm ở người, nhưng các nghiên cứu trên chuột đã chỉ ra rằng sự thay đổi do chế độ ăn uống trong hệ thống mesolimbic và động lực rõ rệt hơn ở người dễ bị béo phì so với -chuột khángGeiger et al, 2008; Vollbrecht et al, 2016; Robinson et al, 2015; Valenza et al, 2015; Con yêu et al, 2016). Do đó, dữ liệu gần đây cho thấy rằng tiêu thụ 'thực phẩm rác' có thể tạo ra những thay đổi thần kinh khác biệt dễ bị ảnh hưởng vs quần thể kháng thuốc.

Các thụ thể glutamate loại AMPA (AMPAR) cung cấp nguồn kích thích chính cho NAc và khả năng của các tín hiệu thực phẩm để kích hoạt tìm kiếm thực phẩm phụ thuộc một phần vào việc kích hoạt AMPAR trong lõi NAc (Di Ciano et al, 2001). Hơn nữa, tiêu thụ thực phẩm có đường, chất béo và béo phì có thể thay đổi truyền dẫn kích thích trong NAc (Tukey et al, 2013; nâu et al, 2015). Ngoài ra, công việc gần đây từ phòng thí nghiệm của chúng tôi và các nghiên cứu khác đã chỉ ra rằng động lực kích hoạt cue được tăng cường trong dân số dễ bị béo phì (Robinson et al, 2015; nâu et al, 2015). Mục tiêu của nghiên cứu hiện nay là xác định mức độ tiêu thụ thực phẩm rác ở những con chuột dễ bị béo phì và nhạy cảm ảnh hưởng đến biểu hiện và truyền AMPAR trong lõi NAc, vì NAc AMPARs đã qua trung gian tìm kiếm ma túy nhưng chưa được kiểm tra trong chế độ ăn kiêng mô hình béo phì. Ngoài ra, hoạt động vận động do cocaine được sử dụng như một chức năng 'đọc ra' chung của chức năng mesolimbic, vì khả năng đáp ứng của các mạch mesolimbic tăng cường tác động động lực của tín hiệu thực phẩm (Wyvell và Berridge, 2000, 2001).

Hai mô hình gặm nhấm bổ sung đã được sử dụng để xác định vai trò của tính nhạy cảm đối với các thay đổi do 'đồ ăn vặt' gây ra trong NAc AMPAR. Đầu tiên, những con chuột Sprague-Dawley vượt trội được trao 'thức ăn vặt' được xác định là 'Người tăng giá' và 'Người không đạt được' (như trong Robinson et al, 2015), sau đó đo sự khác biệt về hành vi và thần kinh. Mặc dù có nhiều thông tin, nhưng mô hình này đòi hỏi phải tạo ra sự tăng cân và thao tác chế độ ăn kiêng để xác định dân số dễ mắc bệnh. Do đó, chúng tôi cũng đã kiểm tra tác động của đồ ăn vặt ở chuột được chọn lọc theo xu hướng hoặc khả năng chống lại bệnh béo phì do chế độ ăn kiêng (Levin et al, 1997; Vollbrecht et al, 2015, 2016).

Vật liệu và phương pháp

Đối tượng

Chuột được nhốt trong một lịch trình tối ánh sáng ngược (12 / 12) với quyền truy cập miễn phí vào thức ăn và nước uống trong suốt thời gian bắt đầu thử nghiệm trong thời gian thử nghiệm. Chuột đực Sprague-Dawley được mua từ Harlan. Những con chuột dễ bị béo phì và dễ bị kích thích đã được nhân giống trong nhà. Những dòng này ban đầu được thành lập bởi Levin et al (1997); nhà lai tạo đã được mua từ Taconic. Việc đưa chuột ra ngoài cho phép so sánh với các tài liệu hiện có rộng hơn, trong khi chuột được chọn lọc cho phép chúng tôi phân biệt các thay đổi do béo phì vs chế độ ăn kiêng. Cân nặng được đo 1ọt 2 mỗi tuần. Tất cả các thủ tục đã được Ủy ban UM về việc sử dụng và chăm sóc động vật.

Chế độ ăn uống thực phẩm và xác định bệnh béo phì và dễ bị kích thích

'Đồ ăn vặt' là sự kết hợp của: Ruffles khoai tây nguyên bản (40 g), bánh quy sô cô la nguyên bản Chips Ahoy (130 g), bơ đậu phộng mịn Jif (130 g), bột sô cô la Nesquik (130 g), bột Chế độ ăn kiêng trong phòng thí nghiệm 5001 (200 g;% calo: 19.6% chất béo, 14% protein, 58% carbohydrate; 4.5 kcal / g) và nước (180 ml) kết hợp trong một bộ xử lý thực phẩm. Thành phần chế độ ăn uống dựa trên các nghiên cứu trước đây thiết lập các quần thể (Levin et al, 1997; Robinson et al, 2015). K-means phân cụm dựa trên tăng cân sau tháng 1 của đồ ăn vặt đã được sử dụng để xác định nhóm dễ bị béo phì (Junk-Food-Gainer) và nhóm chống béo phì (Junk-Food-Non-Gainer). Phương pháp thống kê này cung cấp một phân tách không thiên vị có thể được áp dụng thống nhất trong các nghiên cứu (MacQueen, 1967). Ngoài ra, chúng tôi đã xác định rằng đây là thời điểm tối ưu để xác định các nhóm dân cư đáng tin cậy (Robinson et al, 2015; Con yêu et al, 2016; quan sát chưa được công bố).

Cocaine-gây ra đầu máy

Hoạt động vận động được đo trong các buồng (41cm × 25.4cm × 20.3 cm) được trang bị chùm tia quang điện. Chuột được đặt trong các buồng trong khoảng thời gian tập trung tối thiểu 40 trước khi được tiêm nước muối (1 ml / kg, ip), sau đó là 1 h sau đó bằng cocaine (15 mg / kg, ip). Liều này được chọn dựa trên các nghiên cứu đáp ứng liều trước đó (Con yêu et al, 2016; Ferrario et al, 2005).

Bề mặt vs Biểu hiện protein nội bào

Mô từ NAc (lõi / vỏ) và vây lưng giữa (DMS) được thu thập và xử lý bằng cách sử dụng BS thành lập³ phương pháp liên kết chéo (Boudreau et al, 2012) cho phép phát hiện bề mặt tế bào vs biểu hiện protein nội bào. Các mẫu DMS được đưa vào để xác định xem sự khác biệt có chọn lọc đối với NAc hay không. Đối với mỗi con chuột, mô được phân lập, cắt nhỏ (McIllwain chopper; 400 μm lát; St Louis, MO) và được ủ trong aCSF chứa 2 mM BS³ (30 phút, 4 ° C). Liên kết ngang đã được chấm dứt bằng glycine (100 mM; 10 min), các lát cắt được đồng nhất hóa trong dung dịch đệm ly giải (400 l; trong mM: 25 HEPES; 500 NaCl, 2 EDTA, 1 DTT, 1 cocktail ức chế I (Calbiochem, San Diego, CA) và 20% Nonidet P-1 [v / v]; pH 100), và được lưu trữ ở −0.1 ° C. Nồng độ protein được xác định bằng xét nghiệm BCA. Xem Boudreau et al (2012) cho các chi tiết phương pháp đầy đủ.

BS³ các mẫu liên kết ngang được gia nhiệt trong dung dịch đệm xử lý mẫu Laemmli với 5%-mercaptoethanol (70 ° C, 10 min), được nạp (protein 20 μg) và điện di trên gel 4 15% Bis-Tris. Protein được chuyển vào màng PVDF (Amersham Bioscatics, Piscataway, NJ). Màng lọc được rửa sạch, chặn (1 h, RT, 5% (w / v) bằng sữa khô không béo trong TBS-Tween 20 (TBS-T; 0.05% Tween 20, v / v)) và được ủ qua đêm (4 ° C ) với các kháng thể chính (1: 1000 trong TBS) thành GlamA1 (Thermo khoa học; PA1-37776) hoặc GlamA2 (NeuroMab, UCDavis / NIH: 75-002). Màng được rửa trong TBS-T, được ủ với chất thứ cấp liên hợp HRP (Invitrogen, Carlsbad, CA; 1 h, RT), được rửa và ngâm trong chất nền phát hiện hóa phát quang (GECare, Piscataway, NJ). Hình ảnh được thu thập trên phim và Ponceau S (Sigma-Aldrich) đã được sử dụng để xác định tổng protein. Các nhóm quan tâm đã được định lượng bằng Image J (NIH).

Điện sinh lý

BS³ quy trình liên kết ngang được mô tả ở trên cung cấp thông tin về biểu hiện bề mặt (synap và synap ngoài) của các tiểu đơn vị AMPAR riêng lẻ, trong khi dữ liệu điện sinh lý cung cấp thông tin về AMPAR synap chức năng (tetramers). Các bản ghi kẹp toàn bộ tế bào của các tế bào thần kinh gai trung bình (MSN) trong lõi NAc đã được tiến hành sau khi tiếp xúc với đồ ăn vặt ở những con chuột được lai tạo và chọn lọc. Trước khi chuẩn bị lát, chuột được gây mê bằng chloral hydrate (400 mg / kg, ip), não nhanh chóng được loại bỏ và đặt trong oxy lạnh băng (95% O₂Cẩu5% CO₂) aCSF chứa (tính bằng mM): 125 NaCl, 25 NaHCO₃, Glucose glucose, 12.5 NaH₂PO₄, 3.5 KCl, axit 1 L-ascorbic, 0.5 CaCl₂, 3 MgCl₂và 305 mOsm, pH 7.4. Các lát coron (300 m) chứa NAc đã được tạo ra bằng microtome rung (Leica Biosystems, Buffalo Grove, IL, USA) và được phép nghỉ ngơi trong aCSF oxy hóa (40 min). Đối với bản ghi aCSF (2 ml / phút), CaCl₂ đã được tăng lên 2.5 mM và MgCl₂ đã giảm xuống 1 mM. Các pipet vá được kéo từ các mao quản thủy tinh borosilicate 1.5 mm (WPI, Sarasota, FL; 3iêu 7 MΩ) và chứa đầy một dung dịch chứa (tính bằng mM): 140 CsCl, 10 HEPES, 2 MgCl₂, 5 Na⁺-ATP, 0.6 Na⁺-GTP, 2 QX314, pH 7.3 và 285 mOsm. Quá trình ghi được tiến hành khi có picrotoxin (50 μM). Các EPSC được khơi gợi (eEPSC) được tạo ra bởi kích thích cục bộ (0.05–0.30 mA xung vuông, 0.3 ms, phân phối mỗi 20 giây) bằng cách sử dụng một điện cực lưỡng cực đặt ở bên ~ 300 μm tới các nơ-ron được ghi lại. Lượng dòng điện tối thiểu cần thiết để tạo ra phản ứng tiếp hợp với biên độ dao động <15% đã được sử dụng. Nếu> 0.30 mA được yêu cầu, nơron sẽ bị loại bỏ. Các eEPSC qua trung gian AMPAR được ghi lại ở -70 mV trước và sau khi sử dụng naspm đối kháng chọn lọc CP-AMPAR (200 μM; như trong Conrad et al, 2008; Ferrario et al, 2011).

Thống kê học

Hai đuôi t-Các cuộc kiểm tra, các biện pháp lặp lại một chiều hoặc hai chiều ANOVAs, Sidak's hậu hoc nhiều thử nghiệm so sánh và so sánh theo kế hoạch giữa các nhóm dễ bị béo phì và nhạy cảm đã được sử dụng (Prism 6, GraphPad, San Diego, CA).

Kết quả

Thử nghiệm 1

Chuột Dawley Sprague đã được cho ăn đồ ăn vặt bằng cách sử dụng một cách tiếp cận dẫn đến béo phì ở một số chuột (Junk-Food Gainers) nhưng không phải là những người khác (Junk-Food Non-Gainers; Robinson et al, 2015; Con yêu et al, 2016). Sau đó, chúng tôi đã đo lường phản ứng với một mũi tiêm cocaine (chỉ số chung về chức năng mesolimbic), bề mặt vs biểu hiện nội bào của các tiểu đơn vị AMPAR và truyền qua trung gian AMPAR trong lõi NAc bằng cách sử dụng phương pháp kẹp toàn bộ tế bào trong hai quần thể này.

Sự vận động do cocaine lớn hơn trong Junk-Food-Gainers

Đúng như dự đoán, khi được cho đồ ăn vặt, một số con chuột đã tăng cân đáng kể (Junk-Food-Gainers, N= 6) trong khi những người khác thì không (Junk-Food-Non-Gainers, N= 4; Hình 1a; RM ANOVA hai chiều: tác dụng chính của nhóm: F_(1,9)= 11.85, p= 0.007; nhóm × tương tác thời gian: F_(18,162)= 6.85, p<0.001). Những con chuột này đã được tiếp cận với đồ ăn vặt trong tổng cộng 5 tháng để có thể tách biệt tối đa giữa các nhóm. Sau đó, họ được đưa trở lại thức ăn chow tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm (Lab Diet 5001: 4 kcal / g; 4.5% chất béo, 23% protein, 48.7% carbohydrate; phần trăm hàm lượng calo) trong thời gian 2 tuần không ăn vặt để đánh giá sự khác biệt vẫn tồn tại sau đó loại bỏ đồ ăn vặt. Những con chuột tiếp theo được tiêm một mũi cocaine duy nhất và hoạt động vận động cơ địa được theo dõi; mục đích của việc này là để có được một kết quả chung về chức năng mesolimbic. Phản ứng với cocaine nhiều hơn ở những người nghiện đồ ăn vặt vs Junk-Food-Non-Gainers (Hình 1b; RM ANOVA hai chiều: nhóm × tương tác thời gian: F_(21,168)= 2.31, p= 0.0018; Bài kiểm tra của Sidak, *p<0.05). Ngoài ra, trong khi Junk-Food-Gainers cho thấy phản ứng vận động cơ địa mạnh hơn đáng kể với cocaine so với nước muối (RM ANOVA hai chiều, thời gian × tương tác tiêm: F_(6,30)= 2.39, p<0.05), Junk-Food-Non-Gainers thì không. Sự di chuyển trong khi ở và sau khi ngâm nước muối không khác nhau giữa các nhóm (Hình 1b nội dung), phù hợp với các báo cáo trước đó (Con yêu et al, 2016; Robinson et al, 2015).

GlamA1, nhưng không phải là GlamA2, biểu hiện bề mặt NAc lớn hơn ở Junk-Food-Gainers

Tiếp theo, chúng tôi đã kiểm tra biểu hiện protein bề mặt và nội bào của các tiểu đơn vị AMPAR trong Junk-Food-Gainers và Junk-Food-Non-Gainers. Phần lớn các AMPAR trong NAc là có chứa GlamA1 / GlamA2, với một số AMPAR của GlamA2 / 3, và một số lượng nhỏ các loại thuốc chống thiếu máu, CP-AMPAR (~ 2%; Reimers et al, 2011; Scheyer et al, 2014). Vì vậy, chúng tôi tập trung vào các mức biểu hiện của GlamA1 và GlamA2, vì điều này cung cấp một dấu hiệu tốt về những thay đổi trong các quần thể AMPAR khác nhau này. Sự phong phú của protein GlamA1 bề mặt và nội bào và protein GlamA2 được đo 1 tuần sau khi thử nghiệm hoạt động vận động của cocaine (Hình 1cát e). Các nghiên cứu trước đây đã xác định rằng một mũi tiêm cocaine không làm thay đổi AMPAR tại thời điểm này (Boudreau và Sói, 2005; Ferrario et al, 2010; Kourrich et al, 2007), cho phép chúng tôi giải thích sự khác biệt của AMPAR liên quan đến chế độ ăn uống (xem thêm bên dưới). Biểu hiện bề mặt NAc của GlamA1 cao hơn ở Junk-Food-Gainers vs Junk-Food-Non-Gainers (Hình 1d; t₈= 2.7, p= 0.03). Ngược lại, biểu hiện NAc GlamA2 không khác nhau giữa các nhóm (Hình 1e). Ngoài ra, biểu hiện của GlamA1 và GlamA2 trong DMS của những con chuột này giống nhau giữa các nhóm (dữ liệu không được hiển thị), cho thấy những thay đổi trong biểu hiện AMPAR xảy ra có chọn lọc trong NAc. Sự gia tăng biểu hiện bề mặt NAc GlamA1 trong trường hợp không có sự thay đổi trên bề mặt GlamA2 cho thấy sự hiện diện của CP-AMPAR (các thụ thể chứa GlamA1 / 1- hoặc GlamA1 / 3). Tuy nhiên, điều này phải được xác nhận bằng phương pháp điện sinh lý. Do đó, chúng tôi đã tiến hành ghi lại kẹp kẹp toàn bộ tế bào sau khi tiếp xúc với đồ ăn vặt để xác định xem liệu có sự gia tăng đóng góp của CP-AMPAR vào việc truyền synap trong NAc của Junk-Food-Gainers hay không.

Truyền qua trung gian CP-AMPAR được tăng lên trong Junk-Food-Gainers

Đối với các thí nghiệm điện sinh lý, một nhóm chuột riêng biệt đã được cho ăn đồ ăn vặt trong nhiều tháng 3 và các bản ghi được thực hiện sau khi bị mất tuần lễ của đồ ăn vặt. Quy trình này được chọn để giảm thiểu tình trạng quá tải trong chuồng do tăng cân và kiểm tra tác dụng tương đối lâu dài của đồ ăn vặt. Trong đoàn hệ này, tất cả những con chuột ăn vặt đều là 'Gainers', tăng cân thậm chí nhiều hơn Junk-Food-Gainers trong đoàn hệ 3 (tăng 1 tháng: đoàn hệ 3, 1 ± 106.2 g; . Do đó, so sánh đã được thực hiện giữa Chow (N= Các tế bào 5, chuột 3) và các nhóm Junk-Food-Gainer (N= Các tế bào 10, chuột 7). Để đánh giá sự đóng góp của CP-AMPAR trong tổng số truyền synap qua trung gian AMPAR, chúng tôi đã sử dụng naspm đối kháng CP-AMPAR chọn lọc (200 M). Naspm đã tạo ra một sự giảm nhỏ về biên độ eEPSC trong các điều khiển Chow-fed (Hình 2a; ANOVA hai chiều: tác dụng chính của naspm, F_(1,13)= 19.14, p= 0.0008), phù hợp với các báo cáo trước đó rằng CP-AMPAR đóng góp 5 triệt 10% của eEPSC qua trung gian AMPAR cơ bản (ví dụ: Scheyer et al, 2014). Tuy nhiên, trong nhóm đồ ăn vặt, naspm đã giảm đáng kể (Hình 2b; t₁₃= 1.8; p= 0.046). Những dữ liệu này cho thấy CP-AMPAR được tăng lên trong Junk-Food-Gainers so với những con chuột ăn Chow. Hơn nữa, vì đoàn hệ được sử dụng cho điện sinh lý không được cung cấp cocaine, những dữ liệu này cho thấy mạnh mẽ rằng những thay đổi sinh hóa trong thí nghiệm trước đây phản ánh tác dụng của đồ ăn vặt, chứ không phải phơi nhiễm cocaine đơn lẻ.

Thử nghiệm 2

Dữ liệu trên từ những con chuột lai phù hợp với ý tưởng rằng đồ ăn vặt tốt nhất là làm tăng CP-AMPAR ở những con chuột dễ bị béo phì. Tuy nhiên, sự khác biệt này có thể là do sự phát triển của béo phì hoặc do sự khác biệt từ trước ở những con chuột nhạy cảm. Để giải quyết những khả năng này, chúng tôi đã tiến hành các nghiên cứu sinh hóa và điện sinh lý tương tự ở những con chuột dễ bị béo phì và dễ bị béo phì chọn lọc có và không tiếp xúc với đồ ăn vặt. Bởi vì chúng tôi biết một ưu tiên Những con chuột nào dễ bị béo phì, chúng ta có thể sử dụng mô hình này để phân biệt sự khác biệt từ trước vs thay đổi gây ra bởi đồ ăn vặt.

Mức độ GlamA1 cơ bản là tương tự nhau, nhưng đồ ăn vặt làm tăng biểu hiện của GlamA1 ở những con chuột dễ bị béo phì

Đầu tiên, chúng tôi đã kiểm tra biểu hiện NAc AMPAR ở những con chuột dễ bị béo phì và phản kháng khi cho chow hoặc đồ ăn vặt. Mô NAc đã được thu thập và liên kết chéo sau tháng 1 của đồ ăn vặt và tiếp theo là tháng thiếu thốn đồ ăn vặt. Việc tiếp xúc với đồ ăn vặt ngắn hơn đã được sử dụng ở đây để tăng tính khả thi của các thí nghiệm, vì những con chuột dễ bị béo phì có chọn lọc có xu hướng tăng cân nhanh hơn so với dân số bị ruồng bỏ. Biểu hiện của GlamA1 tương tự ở những con chuột dễ bị béo phì và phản khángHình 3, thanh rắn; N= 6 / nhóm), cho thấy rằng các mức cơ bản của AMPAR có chứa GlamA1 là tương tự ở những con chuột nhạy cảm. Điều này phù hợp với các kết quả điện sinh lý trước đây cho thấy rằng truyền qua trung gian AMPAR cơ bản là tương tự ở những con chuột này (Con yêu et al, 2016). Trong các nhóm được cho ăn đồ ăn vặt, sự phong phú của bề mặt đối với biểu hiện GlamA1 nội bào (S / I) đã tăng lên ở những người dễ bị béo phì, nhưng không bị béo phì, so với các đối chứng được nuôi bằng chow (Hình 3a: ANOVA một chiều, F_{(3, 19)}= 2.957, p= 0.058; OP-Chow vs OP-JF, p<0.05; OP-JF N= 5, OR-JF N= 6). Sự gia tăng S / I này là do sự gia tăng nhẹ trong biểu hiện bề mặt của GlamA1 (Hình 3b) và giảm nhẹ trong nội bào GlamA1 (Hình 3c). Một lần nữa, không có sự khác biệt nào được tìm thấy trong biểu thức GlamA2 (dữ liệu không được hiển thị). Kết quả ở đây phù hợp với kết quả sinh hóa ở trên ở chuột ngoài và cho thấy sự khác biệt trong biểu hiện AMPAR ở chuột dễ bị béo phì là kết quả của đồ ăn vặt và không phải do sự khác biệt cơ bản giữa các nhóm dễ bị béo phì và phản kháng.

Rác thực phẩm làm tăng lây truyền qua trung gian NAc CP-AMPAR ở chuột dễ bị béo phì trong trường hợp không có sự khác biệt về trọng lượng hoặc tiêu thụ đồ ăn vặt

Tiếp theo, chúng tôi xác định liệu tiêu thụ thực phẩm rác trong trường hợp không tăng cân có đủ để tăng cường NAc AMPARs hay không. Một nhóm riêng của những con chuột được chọn lọc đã được cho ăn chow hoặc đồ ăn vặt trong 9THER 10 ngày (để giảm thiểu sự phát triển của béo phì) sau đó là sự thiếu hụt thức ăn và đo lường qua trung gian CP-AMPAR như mô tả ở trên. Naspm giảm biên độ eEPSC qua trung gian AMPAR trong tất cả các nhóm (Hình 4a; RM ANOVA hai chiều: tác dụng chính của naspm: F_(1,20)= 22.5, p= 0.0001; nhóm × tương tác thuốc: F_(3,20)= 4.29, p= 0.02; OP-JF và OR-JF: N= Các tế bào 7, chuột 5; OP-Chow: N= Các tế bào 4, chuột 3; OR-Chow N= Các tế bào 5, chuột 3). Tuy nhiên, tác dụng của naspm lớn hơn đáng kể ở những con chuột dễ bị béo phì khi cho đồ ăn vặt so với tất cả các nhóm khác (Hình 4b: hai chiều RM ANOVA, nhóm × tương tác thời gian: F_(18,114)= 2.87, p= 0.0003; *p<0.05 OP-JF vs tất cả các nhóm khác; Hình 4c: ANOVA một chiều, F_(3,20)= 9.53, p= 0.0004; OP-JF vs OR-JF và OP-Chow vs OP-JF, p<0.01). Ngoài ra, tác dụng của naspm cũng tương tự ở các nhóm OP-Chow, OR-Chow và OR-JF và có thể so sánh với hiệu quả đã thấy ở chuột lai (ở trên) và đối với sự lây truyền CP-AMPAR cơ bản được báo cáo trước đây (Conrad et al, 2008; Scheyer et al, 2014). Hơn nữa, tăng cân, cân nặng trong ngày ghi hình và lượng đồ ăn vặt được tiêu thụ là tương tự nhau giữa các nhóm dễ bị béo phì và chống lại (Hình 4d và e). Do đó, những dữ liệu này cho thấy rằng tiêu thụ thực phẩm rác tốt nhất là làm tăng CP-AMPAR ở những con chuột dễ bị béo phì trước khi bắt đầu tăng cân khác biệt.

Một khả năng là đồ ăn vặt tạo ra sự điều hòa CP-AMPAR ở những con chuột kháng béo phì nhưng hiệu ứng này giảm dần sau những tuần thiếu thốn đồ ăn vặt. Để giải quyết vấn đề này, các bản ghi âm đã được thực hiện sau ngày 2 thiếu thức ăn vặt trong một nhóm khác của những con chuột dễ bị béo phì và phản kháng với cùng mức phơi nhiễm với đồ ăn vặt (1 Thẻ 9 ngày; OR-JF: N= Các tế bào 7, chuột 4; OP-JF: N= Các tế bào 6, chuột 3). Một lần nữa, chúng tôi thấy rằng hiệu quả của naspm lớn hơn nhiều trong nhóm OP-JF (Hình 5a; RM ANOVA hai chiều: tác dụng chính của naspm: F_(1,11)= 53.94, p<0.0001; tương tác nhóm × naspm: F_(1,11)= 13.75, p= 0.0035; Hình 5b: tác dụng chính của naspm: F_(7,77)= 13.39, p<0.0001; tương tác nhóm × naspm: F_(7,77)= 7.57, p<0.0001, hậu kiểm *p<0.05; Hình 5c: không ghép đôi t-kiểm tra: p= 0.001). Ngoài ra, mức độ ảnh hưởng của naspm trong nhóm OR-JF tương đương với các điều khiển chow. Các dữ liệu này cùng nhau cho thấy rằng sự gia tăng của đồ ăn vặt trong CP-AMPAR không có ở những con chuột kháng béo phì sau cả giai đoạn thiếu sớm và muộn. Hơn nữa, tăng cân và lượng thức ăn một lần nữa tương tự ở những con chuột dễ bị béo phì và chống lại (Hình 5d và e). Do đó, đồ ăn vặt gây ra sự gia tăng CP-AMPAR ở chuột dễ bị béo phì không phải do tăng cân hoặc do sự khác biệt về lượng thức ăn vặt được tiêu thụ. Cuối cùng, không có sự khác biệt nào được tìm thấy trong biên độ eEPSC cơ bản trên tất cả các nhóm được nghiên cứu (Hình 5f biên độ đường cơ sở ANOVA một chiều: F_(7,44)= 1.993, p= 0.09). Do đó, sự khác biệt về độ nhạy naspm ở trên không phải do sự khác biệt trong đáp ứng cơ bản. Biên độ thô trước và sau naspm cho tất cả dữ liệu được hiển thị trong Hình 5f.

Tài trợ và công bố

Cocaine được cung cấp bởi chương trình cung cấp thuốc NIDA. Công việc này được NIDDK R01DK106188 hỗ trợ cho CRF; MFO được hỗ trợ bởi NIDA T32DA007268. Hỗ trợ nghiên cứu cho PBG được cung cấp bởi Trung tâm nghiên cứu bệnh tiểu đường Michigan (NIH Grant P30 DK020572) và Trung tâm nghiên cứu dinh dưỡng và béo phì Michigan (P30 DK089503). Các tác giả tuyên bố không có xung đột lợi ích.

dự án

1. Albuquerque D, Stice E, Rodriguez-Lopez R, Manco L, Nobrega C (2015). Đánh giá hiện tại về di truyền học béo phì ở người: từ cơ chế phân tử đến quan điểm tiến hóa. Bộ gen Mol Genet 290: 1190–1221. | Bài báo |
2. Boudreau AC, Milovanovic M, Conrad KL, Nelson C, Ferrario CR, Wolf ME (2012). Một xét nghiệm liên kết ngang protein để đo biểu hiện bề mặt tế bào của các tiểu đơn vị thụ thể glutamate trong não của loài gặm nhấm sau trong cơ thể phương pháp điều trị. Curr Protoc Neurosci Chương 5: Đơn vị 5.30.1 XN 5.30.19.
3. Boudreau AC, Wolf ME (2005). Hành vi nhạy cảm với cocaine có liên quan đến sự gia tăng biểu hiện trên bề mặt thụ thể AMPA trong nhân acbens. J Neurosci 25: 9144–9151. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
4. Brown RM, Kupchik YM, Spencer S, Garcia-Keller C, Spanswick DC, Lawrence AJ et al (2015). Nghiện synap giống như nghiện trong bệnh béo phì do chế độ ăn kiêng. Biol Tâm thần học (quán rượu điện tử trước khi in).
5. Carr KA, Daniel TO, Lin H, Epstein LH (2011). Tăng cường bệnh lý và béo phì. Curr Lạm dụng Ma túy Rev 4: 190–196. | Bài báo | PubMed |
6. Conrad KL, Tseng KY, Uejima JL, Reimers JM, Heng LJ, Shaham Y et al (2008). Sự hình thành của tích lũy Các thụ thể AMPA thiếu GluR2 làm trung gian cho việc ủ bệnh thèm cocaine. Bản chất 454: 118–121. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
7. Counotte DS, Schiefer C, Shaham Y, O'Donnell P (2014). Tỷ lệ AMPA / NMDA của hạt nhân tích lũy phụ thuộc vào thời gian và sự ấp ủ của sự thèm muốn đường sucrose ở chuột vị thành niên và chuột trưởng thành. Psychopharmacology 231: 1675–1684. | Bài báo | PubMed | CAS |
8. Cull-Candy S, Kelly L, Farrant M (2006). Quy định các thụ thể AMPA hoạt động với Ca2 +: tính dẻo của khớp thần kinh và hơn thế nữa. Curr Opin Neurobiol 16: 288–297. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
9. Bản trình diễn KE, Heatherton TF, Kelley WM (2012). Sự khác biệt của từng cá nhân trong hoạt động của hạt nhân đối với thức ăn và hình ảnh tình dục dự đoán sự tăng cân và hành vi tình dục. J Neurosci 32: 5549–5552. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
10. Di Ciano P, Hồng y RN, Cowell RA, Little SJ, Everitt BJ (2001). Sự tham gia khác biệt của các thụ thể NMDA, AMPA / kainate và dopamine trong lõi của hạt nhân trong việc thu nhận và thực hiện hành vi tiếp cận pavlovian. J Neurosci 21: 9471–9477. | PubMed | ISI | CAS |
11. Đinh lăng PM, Darling RA, Kurt Dolence E, Culver BW, Brown TE (2016). Tiếp xúc với chế độ ăn nhiều chất béo làm suy giảm mật độ cột sống dendritic ở vỏ não trước trán trung gian. Brain Struct Func (e-pub trước khi in).
12. Epstein DH, Shaham Y (2010). Chuột ăn phô mai và nghi vấn nghiện đồ ăn. Nat Neurosci 13: 529–531. | Bài báo | PubMed | ISI |
13. Fedoroff IC, Polivy J, Herman CP (1997). Ảnh hưởng của việc tiếp xúc trước với các dấu hiệu thức ăn đối với hành vi ăn uống của những người ăn uống hạn chế và không bị kiềm chế. Sự thèm ăn 28: 33–47. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
14. Ferrario CR, Gorny G, Crombag HS, Li Y, Kolb B, Robinson TE (2005). Sự dẻo dai của thần kinh và hành vi liên quan đến quá trình chuyển đổi từ việc sử dụng cocaine có kiểm soát sang leo thang. Biol Psychiatry 58: 751–759. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
15. Ferrario CR, Li X, Wang X, Reimers JM, Uejima JL, Wolf ME (2010). Vai trò của sự phân bố lại thụ thể glutamate trong sự nhạy cảm của vị trí vận động với cocaine. Bệnh học thần kinh 35: 818–833. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
16. Ferrario CR, Loweth JA, Milovanovic M, Ford KA, Galinanes GL, Heng LJ et al (2011). Sự thay đổi trong tiểu đơn vị thụ thể AMPA và TARP trong nhân chuột liên quan đến sự hình thành Ca (2) (+) - thụ thể AMPA có thể thẩm thấu trong quá trình ủ bệnh thèm cocaine. Thần kinh học 61: 1141–1151. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
17. Geiger BM, Behr GG, Frank LE, Caldera-Siu AD, Beinfeld MC, Kokkotou EG et al (2008). Bằng chứng cho sự xuất bào dopamine trung mô bị lỗi ở chuột dễ bị béo phì. FASEB J 22: 2740–2746. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
18. Kenny PJ (2011). Cơ chế tế bào và phân tử thường gặp trong bệnh béo phì và nghiện ma tuý. Nat Rev Neurosci 12: 638–651. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
19. Kourrich S, Rothwell PE, Klug JR, Thomas MJ (2007). Kinh nghiệm cocain kiểm soát độ dẻo của khớp thần kinh hai chiều trong các acquy nhân. J Neurosci 27: 7921–7928. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
20. Lee BR, Ma YY, Huang YH, Wang X, Otaka M, Ishikawa M et al (2013). Sự trưởng thành của các khớp thần kinh im lặng trong hình chiếu amygdala-Accubens góp phần tạo ra sự thèm muốn cocaine. Nat Neurosci 16: 1644–1651. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
21. Levin BE, Dunn-Meynell AA, Balkan B, Keesey RE (1997). Nhân giống chọn lọc đối với bệnh béo phì do chế độ ăn uống và sức đề kháng ở chuột Sprague-Dawley. Am J Physiol 273 (2 Pt 2): R725 – R730. | PubMed | ISI | CAS |
22. Ma YY, Lee BR, Wang X, Guo C, Liu L, Cui R et al (2014). Điều chỉnh hai chiều của quá trình ủ cocaine bằng cách tái tạo lại vỏ não trước trán dựa trên khớp thần kinh im lặng để tích lũy các dự báo. Nơron 83: 1453–1467. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
23. MacQueen JB. Một số phương pháp để phân loại và phân tích các quan sát đa biến. Kỷ yếu của Hội nghị chuyên đề 5th Berkeley về Thống kê toán học và Xác suất. Nhà xuất bản Đại học California: Berkeley, CA, 1966, pp 281 tầm 297.
24. Murdaugh DL, Cox JE, Cook EW 3rd, Weller RE (2012). Khả năng phản ứng của fMRI với hình ảnh thực phẩm có hàm lượng calo cao dự đoán kết quả ngắn hạn và dài hạn trong một chương trình giảm cân. Hình ảnh thần kinh 59: 2709–2721. | Bài báo | PubMed |
25. Nelson CL, Milovanovic M, Wetter JB, Ford KA, Wolf ME (2009). Hành vi nhạy cảm với amphetamine không đi kèm với những thay đổi trong biểu hiện bề mặt thụ thể glutamate trong acitbens nhân chuột. J Neurochem 109: 35–51. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
26. Oginsky MF, Maust JD, Corthell JT, Ferrario CR (2016). Tăng cường độ nhạy cảm ứng với vị trí vận động do cocaine và khả năng kích thích nội tại của tế bào thần kinh có gai trung bình NAc ở chuột trưởng thành nhưng không ở chuột vị thành niên dễ bị béo phì do ăn kiêng. Tâm pháp học 233: 773–784. | Bài báo | PubMed |
27. Paxinos G, Watson CJ Bộ não chuột trong tọa độ lập thể, 6th edn. Nhà xuất bản Học thuật: Burlington, MA, USA, 2007.
28. Reimers JM, Milovanovic M, Wolf ME (2011). Phân tích định lượng thành phần tiểu đơn vị thụ thể AMPA trong các vùng não liên quan đến nghiện. Brain Res 1367: 223–233. | Bài báo | PubMed | CAS |
29. Robinson MJ, Burghardt PR, Patterson CM, Nobile CW, Akil H, Watson SJ et al (2015). Sự khác biệt cá nhân về động lực do tín hiệu gây ra và hệ thống thể vân ở chuột nhạy cảm với bệnh béo phì do chế độ ăn uống. Neuropsychopharmacology 40: 2113–2123. | Bài báo | PubMed |
30. Robinson TE, Berridge KC (2008). Ôn tập. Lý thuyết nhạy cảm khuyến khích nghiện: một số vấn đề hiện tại. Philos Trans R Soc Lond Ser B Biol Khoa học viễn tưởng 363: 3137–3146. | Bài báo |
31. Rogers PJ, Hill AJ (1989). Phá vỡ chế độ ăn kiêng sau khi chỉ tiếp xúc với các kích thích thực phẩm: mối quan hệ qua lại giữa kiềm chế, đói, tiết nước bọt và lượng thức ăn. Addict Behav 14: 387–397. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
32. Scheyer AF, Wolf ME, Tseng KY (2014). Cơ chế phụ thuộc vào tổng hợp protein duy trì sự truyền thụ thể AMPA có thể thẩm thấu canxi trong các khớp thần kinh của nhân ắc-quy trong quá trình rút khỏi việc tự dùng cocaine. J Neurosci 34: 3095–3100. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
33. Sesack SR, Grace AA (2010). Mạng lưới phần thưởng hạch cơ Cortico-basal: microcircuitry. Thần kinh sinh lý học 35: 27–47. | Bài báo | PubMed | ISI |
34. DM nhỏ (2009). Sự khác biệt cá nhân trong sinh lý học thần kinh của khen thưởng và bệnh béo phì. Int J Béo phì 33: S44 – S48. | Bài báo |
35. Soussignan R, Schaal B, Boulanger V, Gaillet M, Jiang T (2012). Phản ứng của cơ thể đối với thị giác và khứu giác của các kích thích thức ăn. Bằng chứng cho sự thích dự đoán liên quan đến tín hiệu thưởng thức ăn ở trẻ em thừa cân. Sự thèm ăn 58: 508–516. | Bài báo | PubMed | ISI |
36. Stice E, Dagher A (2010). Biến đổi di truyền trong phần thưởng dopaminergic ở người. Diễn đàn Nutr 63: 176–185. | PubMed |
37. Stice E, Figlewicz DP, Gosnell BA, Levine AS, Pratt WE (2012). Sự đóng góp của các mạch tưởng thưởng não vào dịch bệnh béo phì. Neurosci Biobehav Rev 37 (Pt A): 2047–2058. | Bài báo | PubMed | ISI |
38. Tukey DS, Ferreira JM, Antoine SO, D'Amour JA, Ninan I, Cabeza de Vaca S et al (2013). Ăn uống sucrose gây ra vận chuyển thụ thể AMPA nhanh chóng. J Neurosci 33: 6123–6132. | Bài báo | PubMed |
39. Valenza M, Steardo L, Cottone P, Sabino V (2015). Béo phì do chế độ ăn uống và chuột kháng ăn: sự khác biệt về tác dụng bổ ích và chứng biếng ăn của D-amphetamine. Tâm pháp học 232: 3215–3226. | Bài báo | PubMed |
40. Vezina P (2004). Nhạy cảm phản ứng của tế bào thần kinh dopamine não giữa và tự dùng thuốc kích thích tâm thần vận động. Neurosci Biobehav Rev 27: 827–839. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
41. Volkow ND, Wang GJ, Tomasi D, Baler RD (2013). Béo phì và nghiện ngập: trùng lặp sinh học thần kinh. Tuân theo Khải 14: 2–18. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
42. Vollbrecht PJ, Mabrouk OS, Nelson AD, Kennedy RT, Ferrario CR (2016). Sự khác biệt đã có từ trước và những thay đổi do chế độ ăn gây ra trong hệ thống dopamine thể vân của chuột dễ bị béo phì. Béo phì 24: 670–677. | Bài báo | PubMed | CAS |
43. Vollbrecht PJ, Nobile CW, Chadderdon AM, Jutkiewicz EM, Ferrario CR (2015). Những khác biệt đã có từ trước về động lực tìm thức ăn và độ nhạy cảm với sự vận động do cocaine gây ra ở chuột dễ bị béo phì. Physiol Behav 152 (Pt A): 151–160. | Bài báo | PubMed |
44. Wang X, Cahill ME, Werner CT, Christoffel DJ, Golden SA, Xie Z et al (2013). Kalirin-7 làm trung gian cho thụ thể AMPA do cocaine gây ra và độ dẻo của cột sống, cho phép kích thích sự nhạy cảm. J Neurosci 33: 11012–11022. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
45. Wolf ME (2016). Cơ chế synap tạo nên cảm giác thèm cocaine dai dẳng. Nat Rev Neurosci 17: 351–365. | Bài báo | PubMed |
46. Wolf ME, Ferrario CR (2010). Độ dẻo của thụ thể AMPA trong nhân tích tụ sau khi tiếp xúc nhiều lần với cocaine. Neurosci Biobehav Rev 35: 185–211. | Bài báo | PubMed | ISI | CAS |
47. Wolf ME, Mangiavacchi S, Sun X (2003). Cơ chế mà các thụ thể dopamine có thể ảnh hưởng đến tính dẻo của khớp thần kinh. Ann NY Acad Sci 1003: 241–249. | Bài báo | PubMed | CAS |
48. Wolf ME, Tseng KY (2012). Các thụ thể AMPA có thể thẩm thấu canxi trong VTA và nhân tích tụ sau khi tiếp xúc với cocaine: khi nào, như thế nào và tại sao? Tế bào thần kinh Mol phía trước 5: 72. | Bài báo | PubMed | CAS |
49. Wyvell CL, Berridge KC (2000). Nội chất amphetamine làm tăng khả năng khuyến khích có điều kiện của phần thưởng sucrose: tăng cường 'muốn' phần thưởng mà không tăng cường 'thích' hoặc tăng cường phản ứng. J Neurosci 20: 8122–8130. | PubMed | ISI | CAS |
50. Wyvell CL, Berridge KC (2001). Kích thích nhạy cảm do tiếp xúc với amphetamine trước đó: tăng khả năng "muốn" được kích hoạt bởi tín hiệu dành cho phần thưởng sucrose. J Neurosci 21: 7831–7840. | PubMed | ISI | CAS |
51. Yokum S, Ng J, Stice E (2011). Sự thiên vị có chủ ý đối với hình ảnh thực phẩm có liên quan đến tăng cân và tăng cân trong tương lai: một nghiên cứu của fMRI. Béo phì (Silver Spring) 19: 1775–1783. | Bài báo | PubMed |