基底外侧杏仁核的神经激活模式对大鼠体内阿片类药物驱动的消耗性和食性高脂进食行为的影响(2015)– BINGE机制

Behav Neurosci。 作者手稿; 可在PMC 2015 Dec 1中找到。

以最终编辑形式发布为:

PMCID:PMC4658266

NIHMSID:NIHMS724902

可在以下位置获得发布者对本文的最终编辑版本: Behav Neurosci
 

抽象

本研究探讨了杏仁核在介导伏隔内(阿片类)阿片类药物激活所驱动的独特喂养行为模式中的作用。 基底外侧杏仁核(BLA)的临时失活,通过GABAA受体激动剂蝇蕈施用防止消费增加以下选择性μ阿片激动剂d-Ala2,NME-Phe4,Glyol5脑啡肽(DAMGO)的帧内伏核阿片类药物,但仍使食品的方法行为完整,特别是在消费结束后。 一种解释是,BLA的失活选择性地阻断了DAMGO驱动的完成(消耗),而不是食欲(接近)行为的神经活动。 本实验利用消耗和接近行为的这种时间分离来研究它们的相关神经活动。 在施用Acb盐水或DAMGO之后,在施用或不施用BLA蝇蕈醇的情况下,给予大鼠2hr获得有限量的高脂肪饮食。 在喂食期后立即处死大鼠并且在已知调节食欲和完全摄食行为的关键脑区域的大脑中测定神经活动模式。 结果显示,Acb内DAMGO给药增加了下丘脑的多个区域内的食欲素神经元中的c-Fos活化,并且这种活化的增加被BLA蝇蕈醇灭活阻断。 与盐水对照相比,intra-Acb DAMGO施用显着增加腹侧被盖区域的多巴胺能神经元内的c-Fos活化,并且BLA失活对该增加没有影响。 总的来说,这些数据提供了潜在的电路,这些电路可以调节BLA对在享乐驱动的喂养行为模型中驱动完成但非食欲的喂养行为的选择性影响。

关键词: 动机行为,系统和电路分析,实验室行为(食欲/厌恶),动物模型,阿片类药物喂养神经活化模式

有助于伏隔内(阿片类)阿片类药物介导喂养的分布式网络已得到广泛研究(; ; ; ),基底外侧杏仁核(BLA)的贡献特别有趣。 用GABA暂时灭活BLAA 在Acb内施用选择性μ-阿片类激动剂D-Ala2,NMe-Phe4,Glyol5-脑啡肽(DAMGO)后,激动剂蝇蕈醇可防止高脂肪摄入的强烈增加,但BLA灭活对急性驱动的饲喂增加没有影响24hr食物匮乏()。 BLA对特异性介导特征性喂养模型的这种影响被进一步表征,表明BLA失活阻止了由Acb内DAMGO驱动的增加的消耗,但保持增加的食物接近行为完整,特别是在饮食结束后。 虽然已经提供了对这些数据的更全面的表征和解释 BLA灭活似乎只干扰高脂肪摄食行为的消耗阶段,而不是由阿片激活Acb驱动的食物接近阶段。

从历史上看,奖励行为已被分类为 食欲 阶段,其中包括寻求有益的刺激,如食物,和 圆满 阶段,包括食物消费等行为(; )。 这种区别已经被观察了几十年,并且随着与食物和其他奖励相关的动机理论的发展,今天仍然很受欢迎(; ; ; ; )。 在确定动机行为的这些不同阶段背后的生理学的尝试包括治疗干扰一个阶段的表达而不影响另一个阶段的模型(; ; ; )。 本研究探讨了一种独特的摄食行为模式的潜在生理学,其中完成和消费阶段分离。

本实验研究了由Acb内部DAMGO驱动的食欲和完成性摄食行为的活动的神经模式。 首先,初步发现(复制以建立第二个实验的前提,包括需要确定在第二个研究中提供的适量限量饮食。 在第二个实验中,在四种不同的药物治疗条件中的每一种之后,给予所有受试者有限量的高脂肪饮食,提供除了仅DAMGO治疗组之外的每个治疗组,以达到饱腹感(即在广告下观察到的量)来自实验1的lib条件)。 在2hr喂食期后立即处死大鼠以捕获与所显示的行为模式相关的神经活动模式。 以前的数据表明,在所有处理后的测试阶段的第一个30分钟内,整个消费和食物料斗进近行为发生,但是在最终90分钟期间,有或没有BLA灭活的Acb内部DAMGO产生强大水平的食物进近行为。 2hr测试会议()。 因此,神经活动与动机有关 的途径消耗 应该在接受Acb DAMGO处理而没有BLA灭活的大鼠中代表。 相反,接受BLA灭活的Acb内DAMGO治疗的大鼠的神经活动模式应反映出相同的动机 的途径,但反映出减少的动机 消耗.

在已知介导感兴趣的食欲和完成行为的大脑区域中检查神经活动,包括腹侧被盖区域(VTA),背侧内侧下丘脑(DMH),下丘脑的过度区域(PeF)和下丘脑外侧(LH)(; ; )。 Acb内DAMGO给药增加了下丘脑神经元的c-Fos表达,这种表达需要VTA内的食欲素信号传导()。 总的来说,这些和其他数据表明,这种通过Acbμ阿片受体激活引起的适口性诱导的模型可以募集PeF orexin神经元并增强VTA内的orexin信号传导,从而可以调节DA流出至Acb和mPFC,从而驱动摄食行为()。 将探讨BLA活化对观察Acb内DAMGO高脂肪消耗增加而非高脂肪消耗行为增加所必需的影响。

方法

大鼠

将体重为300-400 g的36只成年雄性Sprague-Dawley大鼠(Harlan Sprague-Dawley,Inc.,Indianapolis,IN)成对圈养在气候控制的菌落室中的Plexiglas笼中,温度为22℃。 将大鼠维持在12-hr光 - 暗循环,并且在0700和1900小时之间的轻相期间(1200-1500)进行所有实验。 除非另有说明,否则大鼠在实验前和整个实验过程中都可以自由进入实验室饲料和饮用水。 组包含6-8大鼠。 所有实验程序均按照密苏里大学机构动物护理和使用委员会批准的方案进行。

手术

用氯胺酮和甲苯噻嗪(分别为90 mg / kg和9 mg / kg; Sigma,St.Louis,MO)的混合物麻醉大鼠,并且2组引导不锈钢套管(23 gauge,10 mm)被立体定向双侧位于Acb核心和侧壳和BLA的边界之上,并用不锈钢螺钉和光固化树脂(波士顿新英格兰的牙科供应公司)固定在头骨上。 手术后,将钢丝针放置在导管中以防止咬合。 目标站点的坐标如下:Acb:AP,+ 1.4; ML,±2.0; DV,-7.8; BLA:AP,-2.8; ML,±4.7; DV,-8.6(DV坐标表示12.5mm注射器针头的放置,其延伸插管的2.5mm腹侧)。

设备

饲养的行为评估发生在与八个树脂玻璃(30.5 cm×24.1 cm×21.0 cm)饲养室(Med Associates,St.Albans,VT)的菌落室分开的房间中。 除非另有说明,否则大鼠可随意获取水和大约35g的可口饮食。 进料室配备有四个红外运动活动梁,横跨腔室长度6厘米,地板上方4.3厘米。 食物料斗的自动称重秤监测食物的消耗。 跨越食物料斗入口的附加红外光束确定了每个头部进入料斗区域的数量和持续时间。 食物漏斗和水瓶位于一个室壁的同一侧(相对的角),并且可移动的废物托盘位于条形底板下方。 测量包括自发活动(水平梁断裂的数量),料斗进入的持续时间(料斗入口处的平均断裂持续时间),料斗入口(料斗入口处的梁断裂的数量)和消耗的量(克消耗的饮食)。 测试时段包括通过运行Med-PC软件的计算机(Med Associates Version IV,St.Albans,VT)在进料室中进行行为监测。

程序

药物显微注射

将D-Ala2,NMe-Phe4,Glyol5-脑啡肽(DAMGO; Research Biochemicals,Natick,MA)和蝇蕈醇(Sigma,St.Louis,MO)均溶解于无菌0.9%盐水中。 载体对照总是无菌的0.9%盐水。 用微型驱动泵(Harvard Apparatus,South Natick,MA)输送输液,通过聚乙烯管(PE-10)连接,同时轻轻地手持大鼠。 使用三十三个规格的12.5-mm注射器,使2.5 mm延伸超过引导插管的末端。 对于Acb,注射速率为0.32μl/ min,对于BLA,注射速率为0.16μl/ min,输注的总持续时间为93 s,分别产生0.5-μl和0.25-μl体积。 再延长一分钟进行扩散。

设计

实验1

使用受试者内设计,所有组的大鼠在四个单独的治疗日以反平衡的顺序接受四种药物治疗组合中的每一种。 两个实验的所有行为测试在Med-Associates食物摄入监测室中在手术后一周开始1。 在2连续几天内,每天在这些室中给予大鼠6hr的饮食。 在5上th 一天,插入10-mm注射器并留在原位2 min,没有注射体积。 在6上th 一天,插入12.5-mm注射器,并给予93 s盐水。 在每个测试日,将蝇蕈醇(20 ng /0.25μl/侧双侧)或盐水注入BLA,然后立即将DAMGO(0.25 mg /0.5μl/侧双侧)或盐水注入Acb,从而导致四种可能的治疗组合。 2hr测试阶段在最后一次注射后立即开始,并且给予大鼠随意获得高脂肪饮食。 治疗日之间至少有1天。

实验2

使用受试者间设计的四组大鼠,每组具有针对Acb和BLA的双侧套管。 在2连续几天内,每天在这些室中给予大鼠6hr的饮食,并且注射程序与实验1相同,但是每只大鼠仅接受1可能的药物治疗组合的4。 在基线治疗的第6天消耗高脂肪饮食用于平衡药物治疗分配以确保类似的基线控制摄入模式。 在8上th 当天,动物给予1 4可能的药物治疗,并获得8g适口饮食的2g。

套管放置的组织学验证

在2hr喂食期后立即从喂食室取出动物,用氯胺酮和甲苯噻嗪(90 mg / kg和9 mg / kg)深度麻醉,并经心脏灌注。 取出脑并在10℃下浸入福尔马林(4%)中过夜,然后通过转移至20℃的蔗糖溶液(4%)进行冷冻保护。 在注射部位的整个范围内收集冷冻的连续切片(50μm),安装在凝胶化的载玻片上,并用甲酚紫复染。 然后分析套管放置曲线的准确性,并将来自错位套管的大鼠的数据不包括在分析中。

免疫组化

将脑切成40μm厚度并在0.1℃下储存在7.4M磷酸盐缓冲溶液(PB,pH 4)中。 自由浮动免疫荧光染色方案如下:在PBS中洗涤切片(3×10 min)。 使用封闭溶液[混合物10%正常山羊血清(Jackson Immuno Research,West Grove,PA)和0.3%Triton X-100(Sigma)在PBS中]]封闭非特异性结合位点,用于2 hr。 接下来,将切片在含有兔抗c-Fos抗体(1:5000; Calbiochem)和鸡抗酪氨酸羟化酶(VTA)或小鼠抗 - 食欲素-A(下丘脑)的混合物混合物中孵育过夜。 在含有4%Tween-30(PBST)的PBS中洗涤切片(0.05×20 min)。 接下来,将切片在封闭缓冲液中与第二抗体混合物孵育2小时:Alexa Fluor 555山羊抗兔IgG和Alexa Fluor 488山羊抗鸡IgG(Invitrogen)。 所有二抗均以推荐浓度的1:500使用。 在PBST和PB中洗涤切片(4×30 min)(2×10 min)。 将切片安装在超霜载玻片(VWR International,USA)上并使其在室温下干燥,同时避光。 使用ProLong Anti-fade安装试剂盒(Invitrogen)将切片盖上盖子并在4℃下储存。 所有孵育均在室温下进行,除了在4℃温育的一抗的那些。 为了控制免疫组织化学反应的变化,来自不同处理组的组织一起反应。 另外,在省略一抗的对照实验中不存在染色。

行为统计分析

对于实验1,使用双因素受试者内ANOVA(Acb治疗X杏仁核治疗)分析总2-hr疗程和各种治疗条件的所有喂养措施,每个因子的水平是载体或药物。 。 对于实验2,使用双因素 - 受试者间ANOVA(Acb治疗X杏仁核治疗)分析所有喂养措施,每个因子的水平是载体或药物。

计数程序,成像和统计分析

为了定量评估下丘脑(包括下丘脑外侧,下丘脑区,背内侧下丘脑)和VTA的免疫反应性表达,分析并平均来自每个半球的三个解剖学上平行的组织切片(每个区域6总数)。 使用成像软件Slidebook 4(Intelligent Imaging Innovations,Denver,CO)通过共聚焦显微镜通过10×或4.3×物镜产生所有图像。 取决于特定区域,40μm切片内的荧光免疫反应性仅针对c-Fos,c-Fos / TH或c-Fos / OrexinA标记的通道成像,用排他性阈值组分离。 然后使用基于Java的公共领域自由软件ImageJ(National Institutes of Health,Bethesda,MD,USA)在全屏上显示图像,作为图像处理和分析程序,其允许标记每个单独的神经元并且每个通道的阳性染色是以盲目治疗的方式计算。 根据细胞核中上述背景抗体反应产物的存在,神经元仅被分类为c-Fos,仅被分类为肽或双重标记。

使用《大鼠脑图集》(Paxinos&Watson,1998)指定并绘制了所有区域。 腹侧被盖区和酪氨酸羟化酶; 选择的切片在前reg前-5.2至-5.5mm之间。 在每个水平上,在两个半球中都计数包含酪氨酸羟化酶(TH-IR)细胞和c-Fos-IR的区域。 下丘脑和Orexin-A; 选择的切片在前reg前-2.8至-3.3 mm之间。 发现含有orexin-A阳性细胞的下丘脑区域(在-2.8和-3.3 mm之间)从内侧到外侧分成三个区域。 穹inside内侧,腹侧和背侧的所有细胞都包括标记为胎盘旁(PeF)的中间区域。 下区域的下丘脑(LH)中包括了Orexin-A标记的细胞,而来自穹ni内侧的细胞属于与背侧下丘脑重叠的内侧组(DMH)。 在两个半球都计数神经元。

成果

所有治疗效果均参考药物或媒介物给药的位置(即,Acb内DAMGO)来陈述。 由于所有大鼠也获得并消耗了有限量的高脂肪饮食,相关喂养行为(Exp.1和2)和神经激活模式(Exp.2)的所有变化必然是各自药物的综合效果。治疗和饮食消耗。

喂养行为

实验1

BLA灭活对Acb DAMGO内给药驱动的高脂肪摄食行为的影响。

消费

如图所示 图1a,对食品消费数据进行的方差分析显示,Acb处理具有显着的主效应(F(1,7)= 13.9, p <.01),BLA处理(F(1,7)= 8.6, p <.05),以及Acb×BLA处理的相互作用(F(1,7)= 8.9, p <.05)。 事后分析显示,Acb内DAMGO + BLA内盐水治疗导致摄入量显着增加(p <.05)与两种对照治疗方法(Acb内生理盐水+ BLA内生理盐水; Acb内生理盐水+ BLA麝香酚内)相比,BLA麝香酚内治疗均阻止了这种增加(p <.05)。

图1 

行为检查: A) 消费的高脂肪饮食量(随意取用), B) 食物漏斗进入总时间, C) 食物料斗入口总数和运动活动计数(即水平横梁断裂)。 4治疗在 ...
食物料斗进入持续时间

如图所示 图1b,对食品漏斗进入持续时间数据进行的方差分析显示,Acb处理具有显着的主效应(F(1,7)= 36.3, p <.001),BLA处理(F(1,7)= 12.1, p <.05),以及Acb×BLA处理的相互作用(F(1,7)= 16.5, p <.005)。 事后分析显示,与所有其他处理相比,Acb内DAMGO + BLA内麝香酚治疗导致进食料斗进入的总时间显着增加(p <.001),而其他处理之间无明显差异。

食物料斗入口

如图所示 图1c,对食品漏斗入口数据进行的方差分析显示,Acb处理具有显着的主效应(F(1,7)= 10.6, p <.05),而BLA治疗已接近显着性(F(1,7)= 3.89, p = .08)和Acb×BLA处理相互作用(F(1,7)= 7.9, p <.05)。 事后分析显示,与所有其他治疗方法相比,Acb内DAMGO + BLA内麝香酚治疗可导致更多的食物漏斗进入(p <.05),而其他处理之间无明显差异。

运动活动

如图所示 图1c,对食品漏斗入口数据进行的方差分析显示,Acb处理具有显着的主效应(F(1,7)= 23.5, p <.005),但BLA治疗无主要效果(F(1,7)= 1.4, p > .05),并且没有Acb×BLA治疗相互作用(F(1,7)= .056, p > .05)。

实验2

BLA灭活对Acb DAMGO内给药驱动的高脂肪摄食行为和神经激活模式的影响。

药物治疗分配与6的高脂肪摄入水平相抵消th 基线日。 这些摄入量如下:SAL-SAL,5.1g; SAL-DAM,4.9g; MUSC-SAL,4.9g; MUSC-DAM,4.8g。

消费

如图所示 图2a,对食品消费数据进行的方差分析显示,Acb处理具有显着的主效应(F(3,24)= 26.60, p <.001),但对BLA治疗无效(F(3,24)= 0.02, ns)或Acb×BLA处理相互作用(F(3,24)= 0.61, ns).

图2 

行为检查: a) 消费的高脂饮食量(虚线反映了8g的有限访问量); b) 食物漏斗入口数量, c) 总食物料斗进入持续时间,和 d) 运动活动计数(即水平束断裂)。 4治疗 ...
食物料斗入口

如图所示 图2b,对整个喂食期间料斗入口总数进行的方差分析显示,Acb处理具有显着的主效应(F(3,24)= 8.55, p <.01),但没有BLA治疗的治疗效果(F(3,24)= 1.68, ns)或Acb×BLA处理相互作用(F(3,24)= 0.39, ns).

食物料斗进入持续时间

如图所示 图2c,对整个饲喂过程中所有料斗入口的总持续时间进行的ANOVA揭示了Acb处理的显着主效应(F(3,24)= 12.45, p = .001),但没有BLA处理的影响(F(3,24)= .62, ns)或Acb×BLA处理相互作用(F(3,24)= 0.07, ns).

运动活动

如图所示 图2d,对喂养期间总运动活动进行的方差分析显示,Acb治疗具有显着的主要作用(F(3,24)= 12.93, p = .001),但没有BLA处理的影响(F(3,24)= .198, ns)或Acb×BLA处理相互作用(F(3,24)= 0.61, ns).

免疫组化

腹侧被盖区

如图所示 图3a,对VTA中的c-Fos IR细胞进行的方差分析显示,Acb治疗具有显着效果(F(3,24)=,25.67 p <.001),而对BLA治疗则无效果(F(3,24)= 1.13,ns)或治疗之间的相互作用(F(3,24)= 2.80,ns)。 对显示c-Fos IR的TH-IR细胞百分比进行的方差分析显示了Acb处理的效果(F(3,24)= 6.33,p <.05),但BLA处理对TH-IR细胞的百分比没有影响显示c-Fos IR(F(3,24)= .07,ns)的IR细胞在治疗之间无显着相互作用(F(3,24)= .63,ns)。

图3 

a) 表达c-Fos IR的VTA细胞数; b) 表达c-Fos IR的VTA TH-IR细胞的百分比。 c) 在下丘脑(PeF)的多个区域中表达c-Fos-IR的细胞数 d) 表达c-Fos-IR的PeF Orexin-A IR细胞的百分比。 4治疗 ...

Perifornical hypothalamus

如图所示 图3b,对PeF中的c-Fos IR进行的ANOVA(图5b中分析的区域)显示了Acb处理的显着效果(F(3,24)= 30.78, p <.001),BLA处理(F(3,24)= 30.52, p <.001)和Acb×BLA治疗相互作用(F(3,24)= 8.75, p <.01)。 对显示c-Fos IR的OrxA-IR细胞百分比进行的方差分析显示,Acb处理具有显着效果(F(3,24)= 55.85, p <.001),BLA处理(F(3,24)= 23.52, p <.001),以及Acb×BLA治疗相互作用(F(3,24)= 14.32, p <.001)。 在图5a和5b中,事后分析表明,BLA失活显着降低了Acb内DAMGO诱导的c-Fos表达,并减少了表达c-Fos的orexin细胞的数量(p <.05)。

背内侧下丘脑

如图所示 表1,对DMH中c-Fos IR细胞的数量进行的方差分析显示,Acb内治疗的效果显着(F(3,24)= 20.19,p <.001),但BLA内治疗无效果( F(3,24)= 1.63, ns)或Acb×BLA处理相互作用(F(3,24)= 0.05, ns)。 对显示c-Fos IR的OrxA-IR细胞百分比进行的方差分析显示,Acb治疗(F(3,24)= 13.39,p <.001),BLA治疗(F(3,24)= 5.85,p <.05),但没有Acb×BLA治疗相互作用(F(3,24)= .89,p = .36)。

表1 

在下丘脑外侧和背内侧下丘脑中表达c-Fos-IR(总数)的细胞数和表达c-Fos-IR的PeF Orexin-A IR细胞的百分比(%orexin-A)。 施用4治疗,包括Acb内DAMGO或盐水(SAL) ...

下丘脑外侧

如图所示 表1,对LH中c-Fos IR细胞的数量进行的方差分析显示Acb((F(3,24)= .11,ns)或BLA处理((F(3,24 = 6.82,p < .05)且无相互作用(F(3,24)= .26,ns)。对显示c-Fos IR的OrxA-IR细胞百分比进行的方差分析显示,Acb治疗无明显效果(F(3,24 )= .64,ns),BLA治疗(F(3,24)= .08,ns)或治疗的相互作用(F(3,24)= .77,ns。)

讨论

在自由采食的高脂肪获取条件下,BLA灭活减少了Acb内DAMGO产生的高脂肪摄入量增加,同时使夸大的食物漏斗接近行为完好无损,证实了之前的报道()。 第二个实验检查了这些相同的现象,但是在有限的高脂肪饮食进入条件下,允许除了仅在Acb内DAMGO治疗组之外的所有治疗组达到饱腹感(即在实验1中随意条件下观察到的消耗量)。 如所预测的,在有或没有BLA灭活的情况下,Acb内盐水处理的动物消耗相似水平的高脂肪饮食并且显示出相似水平的接近行为。 特别感兴趣的两个治疗组,即接受或不接受BLA灭活的Acb内DAMGO治疗组,几乎消耗了30hr测试期的第一个2分钟中可用的所有高脂肪饮食,并显示出相同的食欲行为模式(即数量)食品漏斗入口,食品漏斗进入持续时间)超过最终的90 min,如预测的那样。 与先前报道的Acb内盐水处理组相比,Acb内DAMGO处理增加了食物漏斗接近行为的数量和持续时间,无论BLA失活如何()。 重要的是,正如实验1和之前所观察到的(, ),在没有BLA灭活的情况下,Acb内DAMGO处理导致消耗水平至少是在有限进入条件下提供的量的两倍。 因此,在没有BLA失活的情况下接受Acb内DAMGO治疗的大鼠的神经活动模式应该反映出 的途径消耗 超出现有食物的额外食物。 相比之下,接受Acb DAMGO治疗的大鼠的神经活动模式,BLA灭活,应该反映出 的途径 食物,但减少了动力 消耗 与用没有BLA灭活的Acb内DAMGO处理的大鼠相比,额外的食物。 这不仅对设计的基本原理至关重要,而且对当前数据的解释也至关重要。 选择可用的饮食水平不仅是为了在各组之间保持有限范围内的消费水平,而且还确保除了仅DAMGO组之外的每个治疗组中的大鼠达到或接近饱食(由实验1和之前的测定确定)调查结果,见 ).

与盐水对照治疗相比,intra-Acb DAMGO施用显着增加多巴胺能神经元中的VTA c-Fos IR,并且BLA内蝇蕈醇施用对该增加没有影响。 先前的研究表明,VTA中的c-Fos IR增加,尤其是VTA多巴胺(DA)神经元,在奖励,动机和药物成瘾中起着重要作用(; ; )。 将多巴胺拮抗剂施用于Acb阻断食欲性食物的行为,但对饥饿引起的食物消费没有影响()或Acb内DAMGO脂肪消耗量()。 Acb内注射多巴胺激动剂可增加食物增强剂的进行性比率,但对自由喂养没有影响()。 这些数据和其他数据表明,在具有和不具有BLA失活的Acb DAMGO内施用的两个治疗组中观察到的夸大的食欲性食物接近行为是由VTA多巴胺能神经元中的活性增加介导的。

PeF orexin-A神经元活动的模式与在自由访问条件下这些相同治疗效果后通常观察到的消费模式相匹配(, ),使用Acb内DAMGO处理导致比任何其他处理更高的消耗。 我们还发现,无论BLA处理如何,Acb内DAMGO均增加DMH c-Fos活性,但与对照相比,仅DAMGO内单独增加表达c-Fos的食欲素神经元的比例。 尽管它在DAMGO诱导的摄食行为中起作用(; 虽然,DAMGO没有显着增加LH c-Fos活性 不允许动物达到饱足感。

长期以来,下丘脑一直被认为是能量稳态自主调节的中心; 包括喂养调节,唤醒和奖励(, )。 已知表达产卵肽orexin-A和黑色素浓缩激素(MCH)的神经元密集地存在于下丘脑的外侧区域(),特别是百人乐园。 观察到高脂肪饮食的消耗是由集中管理的orexin-A驱动的()先前给予阿片类拮抗剂纳洛酮阻断(),表明阿片类和食欲素肽在调节可口的食物消费中的相互作用。 VTA内食欲素-A给药也可激发多巴胺神经元(Borgland等,2006)。 阻断VTA中的食欲素信号减少了DAMGO诱导的高脂肪饮食(但是,通过减少可能导致消费增加的食欲行为,这在多大程度上是未知的。 因此,目前的发现是,尽管降低了PeF orexin活性,但是在Acb DAMGO内增加的VTA多巴胺能活性不受BLA失活的影响,提高了摄食行为的食欲和完成阶段的行为表征的重要性。 此外,这些数据提供了可检验的假设,用于检查PeF orexin和VTA多巴胺能调节对阿片类药物驱动方法和进食的完成阶段的影响。

目前的研究使用有限的饮食途径(即可用克数)来控制各种药物治疗后差异消费水平的影响。 该研究还将其检查限于单一饮食; 因此,可能类似地调节其他可口饮食的阿片类药物驱动喂养的可能性。 高脂肪饮食的选择是由相关网络的过去特征驱动的,这些特征揭示了Acb内部DAMGO高脂喂养的基础(; 审查),特别是BLA的作用(, )。 目前尚不清楚目前的研究结果是否与高脂肪饮食有关,或者是否也可以使用替代饮食观察。 有趣的是,最近的一项研究发现,即使在高度可口的饮食中,中脑皮质边缘电路的关键饲养调节区域的c-fos激活模式也存在显着差异()。 未来的研究将需要确定目前的研究结果是否特定于高脂肪饮食。

总之,这些数据提供了深入了解BLA如何响应Acb的阿片类药物活化以特别驱动消耗,而不是与高脂肪饮食相关的接近行为。 数据表明,Acb内DAMGO驱动的消耗行为可能是由于PeF中orexin-A神经元的活性增加,而食物接近行为的增加似乎与VTA多巴胺能活性增加有关,仅需观察BLA激活消费阶段。 这些数据可以更好地理解在充分表征的喂养模型中的两种可分离的摄食行为。 这项研究扩展了我们对适口性驱动喂养的关键神经回路的知识,并有助于理解肥胖和食物成瘾行为发展过程中适应不良的喂养行为。

图4 

从Paxinos&Watson(1998)地图集改编而成的示意图线图描绘了冠状部分,其中包含分析的脑区域,该区域在蓝色区域(灰色区域)中概述,并在正下方放大。 地区: (一个) 腹侧被盖区,VTA; (二) 背内侧 ...

致谢

作者要感谢国家药物滥用研究所向MJW提供的DA024829资助。

脚注

作者宣称没有利益冲突。

参考资料

  1. Badiani A,Leone P,Noel MB,Stewart J. Ventral tegmental area阿片类药物机制和摄入行为的调节。 脑研究。 1995; 670(2):264-276。 [考研]
  2. Baldo BA,Sadeghian K,Basso AM,Kelley AE。 伏隔核亚区域内选择性多巴胺D1或D2受体阻断对摄食行为和相关运动活动的影响。 Behav Brain Res。 2002 Dec 2; 137(1-2):165-177。 [考研]
  3. Baldo BA,Pratt WE,Will MJ,Hanlon EC,Bakshi VP,Cador M.动机原理通过神经药理学和神经解剖学基质的各种功能揭示了摄食行为。 Neurosci Biobehav Rev. 2013 Nov; 37(9 Pt A):1985-1998。 [PMC免费文章[考研]
  4. Ball GF,Balthazart J.对于我们对性行为的神经内分泌控制的理解,食欲和完美区分有多大用处? Horm Behav。 2008 Feb; 53(2):307-311。 作者回复315-8。 [PMC免费文章[考研]
  5. Berridge KC。 行为神经科学中的动机概念。 生理行为。 2004 Apr; 81(2):179-209。 评论。 [考研]
  6. Berridge KC。 “喜欢”和“想要”食物的奖励:大脑的底物和饮食失调中的作用。 生理与行为。 2009; 97(5):537-550。 [PMC免费文章[考研]
  7. Cason AM,Smith RJ,Tahsili-Fahadan P,Moorman DE,Sartor GC,Aston-Jones G.食欲素/ hypocretin在寻求奖励和成瘾中的作用:对肥胖的影响。 生理学和行为学。 2010; 100(5):419-428。 [PMC免费文章[考研]
  8. Clegg DJ,Air EL,Woods SC,Seeley RJ。 食欲素介导的食物是由食欲素A引起的,但不是黑色素浓缩激素引起的。 内分泌。 2002; 143(8):2995-3000。 [考研]
  9. Craig W. Appetites和anversions作为本能的组成部分。 生物公报。 1918; 34:91-107。 [PMC免费文章[考研]
  10. Date Y,Ueta Y,Yamashita H,Yamaguchi H,Matsukura S,Kangawa K,Sakurai T,Yanagisawa M,Nakazato M. Orexins,orexigenic hypothalamic peptide,与自主神经,神经内分泌和神经调节系统相互作用。 Proc Natl Acad Sci USA。 1999; 96(2):748-753。 [PMC免费文章[考研]
  11. Dela Cruz JA,Coke T,Karagiorgis T,Sampson C,Icaza-Cukali D,Kest K,Ranaldi R,Bodnar RJ。 在大鼠中口服摄入糖和脂肪后,在中脑多发性多巴胺途径投射靶和背侧纹状体中诱导c-Fos。 Brain Res Bull。 2015 Feb; 111:9-19。 [考研]
  12. Fields HL,Hjelmstad GO,Margolis EB,Nicola SM。 腹部被盖区域神经元学习食欲行为和积极强化。 神经科学年度回顾。 2007; 30:289-316。 [考研]
  13. Hanlon EC,Baldo BA,Sadeghian K,Kelley AE。 由GABA能,阿片类药物或多巴胺能刺激伏隔核引起的食物摄入量或寻求食物的行为增加:它是否饥饿? 精神药理学(Berl)2004 Mar; 172(3):241-247。 [考研]
  14. 哈里斯GC,阿斯顿 - 琼斯G.唤醒和奖励:食欲素功能的二分法。 神经科学的趋势。 2006; 29(10):571-577。 [考研]
  15. Ikemoto S,Panksepp J.通过与奖赏相关的大脑区域的药理学操作在食欲和完成反应之间的分离。 Behav Neurosci。 1996 Apr; 110(2):331-345。 [考研]
  16. Jager G,Witkamp RF。 内源性大麻素系统和食欲:与食物奖励相关。 Nutr Res Rev. 2014 Jun 2; 27(1):172-185。 [考研]
  17. Jennings JH,Ung RL,Resendez SL,Stamatakis AM,Taylor JG,Huang J,Veleta K,Kantak PA,Aita M,Shilling-Scrivo K,Ramakrishnan C,Deisseroth K,Otte S,Stuber GD。 可视化下丘脑网络动态的食欲和完成行为。 细胞。 2015 Jan 29; 160(3):516-527。 [PMC免费文章[考研]
  18. Kalra SP,Dube MG,Pu S,Xu B,Horvath TL,Kalra PS。 在体重下丘脑调节中相互作用的食欲调节途径。 内分泌评论。 1999; 20(1):68-110。 [考研]
  19. Kelley AE,Baldo BA,Pratt WE,Will MJ。 Corticostriatal-hypothalamic circuit和食物动机:能量,行动和奖励的整合。 生理行为。 2005 Dec 15; 86(5):773-795。 [考研]
  20. Lorenz K.研究先天行为模式的比较方法。 SYMP。 SOC。 进出口。 生物学。 1950; 4:221-268。
  21. Nicola SM,Deadwyler SA。 伏隔核神经元的发射率是多巴胺依赖性的,并且反映了大鼠中可卡因寻求行为的时间顺序,这是增强的累积比例表。 J Neurosci。 2000 Jul 15; 20(14):5526-5537。 [考研]
  22. Park TH,Carr KD。 在盐水和纳曲酮处理的大鼠中由可口的膳食和膳食配对环境诱导的Fos样免疫反应性的原始模式。 脑研究。 1998; 805:169-180。 [考研]
  23. MJ,Franzblau EB,Kelley AE。 伏隔核μ-阿片类药物通过激活分布式脑网络来调节高脂肪饮食的摄入。 J神经科学。 2003; 23(7):2882-2888。 [考研]
  24. MJ,Franzblau EB,Kelley AE。 杏仁核对于阿片类药物介导的暴饮暴食至关重要。 Neuroreport。 2004; 15(12):1857-1860。 [考研]
  25. MJ,Pratt WE,Kelley AE。 阿片类药物刺激腹侧纹状体诱导的高脂肪喂养的药理学表征。 生理行为。 2006 Sep 30; 89(2):226-234。 [考研]
  26. MJ,Pritchett CE,Parker KE,Sawani A,Ma H,Lai AY。 杏仁核参与介导伏隔内阿片类药物驱动的摄食行为的行为表征。 行为神经科学。 2009; 123(4):781-793。 [PMC免费文章[考研]
  27. Yamanaka A,Kunii K,Nambu T,Tsujino N,Sakai A,Matsuzaki I,Miwa Y,Goto K,Sakurai T.Orexin诱导的食物摄入涉及神经肽Y途径。 脑研究。 2000; 859(2):404-409。 [考研]
  28. 张敏,凯利AE。 在纹状体μ阿片类药物刺激后增加高脂肪食物的摄入:显微注射作图和fos表达。 神经科学。 2000; 99(2):267-277。 [考研]
  29. 张敏,凯利AE。 通过将μ阿片类激动剂输注到伏隔核中来增加糖精,盐和乙醇溶液的摄入。 精神药理学(Berl)2002; 159(4):415-423。 [考研]
  30. 张M,Balmadrid C,Kelley AE。 伏隔核阿片类药物,GABaergic和多巴胺能调节可口的食物动机:通过大鼠的进行性比率研究揭示的对比效果。 Behav Neurosci。 2003 Apr; 117(2):202-211。 [考研]
  31. Zheng H,Patterson LM,Berthoud HR。 腹侧被盖区域的食欲素信号传导是阿片类药物刺激伏核所引起的高脂肪食欲所必需的。 J神经科学。 2007; 27(41):11075-11108。 [考研]