Диференціальна експресія deltaFosB в регіонах обробки винагород між схильними до запоїв

Знайдіть цього автора на Google Scholar
Знайдіть цього автора на PubMed
Шукайте цього автора на цьому сайті
Запис ORCID для Ігоря Тимофєєва
Для листування: [email protected]

Анотація

Значимість Оскільки експресія ΔFosB пов’язана зі зниженням активності в нейронах, більша експресія ΔFosB у mPFC, Acb та VTA щурів, схильних до запою, у порівнянні із щурами, стійкими до запою, свідчить про зниження нейрональної активності в цих регіонах, що узгоджується з результатами, що спостерігаються в дослідженнях нейровізуалізації у пацієнтів із порушенням харчування. Це зниження активності внаслідок експресії ΔFosB може лягти в основу компульсивності та надмірного споживання смачної їжі, що спостерігається як у нашій моделі щурів, що страждає від випивки та переїдання.

Вступ

Порушення харчування, а саме нервова анорексія (AN), нервова булімія (BN) та розлад харчової поведінки (BED), спричиняють серйозні порушення харчових звичок. Хадсон, Хіріпі (1) повідомили про рівень поширеності протягом життя 0,6% для АН (0,9% жінок та 0,3% чоловіків), 1% для БН (1,5% жінок та 0,5% чоловіків) та 3% для BED ( 3,5% жінок та 2,0% чоловіків), що свідчить про те, що жінки більше схильні до розладів харчування, ніж чоловіки, і що BED є найпоширенішим розладом харчування [2]. Незважаючи на таку високу поширеність, патофізіологія BED все ще недостатньо вивчена [3].

BED характеризується вживанням великої кількості смачної їжі, яку зазвичай споживають за певний проміжок часу, та втратою почуття контролю під час епізоду випивки [4]. Епізоди випивки зазвичай провокуються стресовими подіями [5]. У той час як ряд досліджень нейровізуалізації з використанням функціональної магнітно-резонансної томографії у людей показав, що BED асоціюється із збільшенням активності fMRI в областях мозку, що обробляють винагороду [6–9], інші повідомляють про зменшення активності fMRI в подібних регіонах [10– 14]. Тому незрозуміло, чи асоціюється BED із збільшенням або зменшенням нейрональної активності в цих регіонах.

Для вивчення BED були запропоновані моделі гризунів, розроблені з використанням періодичного доступу до смачної їжі, або обмеження їжі, або стрес, або і те, і інше [15]. Незважаючи на те, що кожна модель має свої сильні та слабкі сторони, жодна з цих моделей BED не відповідає всім критеріям, визначеним у П'ятому виданні Діагностичного та статистичного посібника з психічних розладів (DSM V). Оскільки BED включає споживання смачної їжі та викликаний стресовою подією, нещодавно ми розробили модель щурів, що харчується випивкою, використовуючи переривчастий доступ до розчину сахарози та стрес від шоку без обмеження їжі, що призводить до схильності до запою (BEP; 30 % щурів) та стійкі до запою (BER; 30% щурів) фенотипи щурів [16].

Матеріали і методи

Всі експерименти проводились відповідно до керівних принципів Канадської ради з догляду за тваринами та схвалено Комітетом університету Лаваль з питань етики та досліджень тварин (протокол 2017013) .

Тварини

Для цього дослідження у канадських селекційних лабораторіях (St-Constant QC, Канада) було придбано сорок наївних 45-денних самок щурів Спрег-Доулі (маса тіла: 151-175 г). Кожного щура утримували індивідуально і витримували 12-годинний цикл світло/темрява з темним циклом, починаючи з 14:00 год, у приміщенні для проживання з температурою навколишнього середовища 23 ± 1 ºC. Якщо не зазначено інше, усі щури мали вільний доступ до водопровідної води та стандартної чау-чау (Teklad Global 185 Protein Diet; 3,1 ккал/г, Харлан Теклад, Монреаль, КК). Ми дозволили сім днів для акліматизації щурів до умов навколишнього середовища з наступним 24-годинним доступом до 10% розчину сахарози за тиждень до початку експериментів, щоб запобігти неофобії на смак розчину сахарози.

Породження фенотипів щурів, що харчуються подібними до запою

Тест на компульсивність

Кількісна оцінка імунореактивних клітин

Для кількісної оцінки подвійно мічених комірок усі зрізи сканували за допомогою сканера TISSUEScope 4000 для отримання високоякісних зображень розрізів та областей, що цікавлять (приклад типового розділу, позначеного GAD/ΔFosB, показано на малюнку 1А). Потім клітини, що експресують ΔFosB, були ідентифіковані у всіх окреслених областях, що представляють інтерес (малюнок 1B), як описано раніше. Програмне забезпечення Image-Pro Plus визначило координати всіх ідентифікованих клітин, що експресують ΔFosB, за допомогою параметрів Center X та Center Y. Потім координати всіх комірок експортувались у файли Excel. Подібним чином, експресія мРНК GAD або TH, отримана шляхом гібридизації in situ, яка виглядає як темні срібні зерна, також була визначена на основі конкретних параметрів ((у пікселях) площа: 1–90; розмір (довжина): 1–20; розмір (ширина) ): 1–20; рис. 1В) та їх координати експортовано у файли Excel. За допомогою написаного на замовлення сценарію MATLAB ідентифікували подвійно мічені клітини, коли було накладання експресії ΔFosB та експресії мРНК в тому самому місці, як показано на малюнку 1D. Найменша кількість темних срібних зерен, необхідних для того, щоб клітина вважалася подвійно міченою, була встановлена на 5. На додаток до кількості подвійно мічених клітин клітини, що експресують лише ΔFosB, також були ідентифіковані за допомогою сценарію MATLAB. Код доступний як розширені дані.

Ідентифікація подвійно мічених клітин (клітини, що експресують як ΔFosB, так і мРНК GAD65 у цьому прикладі) за допомогою програмного забезпечення Image-Pro Plus та написаного на замовлення сценарію MATLAB. А) Приклад сканованого відділу мозку щурів, що показує клітини, що експресують ΔFosB (темно-коричневе фарбування) та експресію мРНК GAD65 (зерна темного срібла). B) Ідентифікували клітини, що експресують ΔFosB (червоний колір), використовуючи програмне забезпечення Image-Pro Plus. В) Виявлено експресію мРНК GAD65 (червоний колір) за допомогою програмного забезпечення Image-Pro Plus. D) Ідентифіковані подвійні мітки комірок за допомогою написаного на замовлення сценарію MATLAB. У синьому колі - клітини, що експресують ΔFosB, які містять більше п’яти темних срібних зерен (червоних крапок).