Exprimarea diferențială a deltaFosB în regiunile de procesare a recompenselor între consumul excesiv de mâncare și

  • Găsiți acest autor pe Google Scholar
  • Găsiți acest autor pe PubMed
  • Căutați acest autor pe acest site
  • Record ORCID pentru Igor Timofeev
  • Pentru corespondență: [email protected]

Abstract

Semnificaţie Deoarece expresia ΔFosB este asociată cu o reducere a activității la neuroni, o expresie mai mare a ΔFosB la mPFC, Acb și VTA de șobolani predispuși la consumul de exces comparativ cu șobolanii rezistenți la consumul de exces sugerează o scădere a activității neuronale în aceste regiuni, ceea ce este consecvent cu rezultate observate în studiile de neuroimagistică la pacienții cu tulburări alimentare. Această scădere a activității datorată expresiei osFosB poate sta la baza compulsivității și a consumului excesiv de alimente gustoase observate atât în ​​modelul nostru de șobolani, al pacienților cu tulburări de alimentație asemănătoare, cât și cu tulburări de alimentație.

deltafosb

Introducere

Tulburările alimentare, și anume Anorexia Nervoasă (AN), Bulimia Nervoasă (BN) și Binge Eating Disorder (BED), provoacă tulburări severe obiceiurilor alimentare. Hudson, Hiripi (1) au raportat o rată de prevalență pe viață de 0,6% pentru AN (0,9% pentru femei și 0,3% pentru bărbați), 1% pentru BN (1,5% pentru femei și 0,5% pentru bărbați) și 3% pentru BED 3,5 % dintre femei și 2,0% dintre bărbați), ceea ce sugerează că femeile sunt mai predispuse la tulburări de alimentație decât bărbații și că BED este cea mai răspândită tulburare de alimentație [2]. În ciuda acestei prevalențe ridicate, fiziopatologia BED este încă slab înțeleasă [3].

BED se caracterizează prin consumul unei cantități mari de alimente gustoase decât s-ar consuma în mod normal într-o perioadă discretă de timp și o pierdere a sentimentului de control în timpul episodului bingeing [4]. Episoadele neclare sunt de obicei declanșate de evenimente stresante [5]. În timp ce o serie de studii de neuroimagistică, folosind imagistica prin rezonanță magnetică funcțională la om, au arătat că BED este asociat cu o creștere a activității fMRI în regiunile de procesare a recompenselor cerebrale [6-9], altele au raportat o scădere a activității fMRI în regiuni similare [10- 14]. Prin urmare, nu este clar dacă BED este asociat cu o creștere sau o scădere a activității neuronale în aceste regiuni.

Pentru a studia BED, au fost propuse modele de rozătoare dezvoltate folosind accesul intermitent la alimentele plăcute și fie restricția alimentară sau stresul, fie ambele, [15]. Chiar dacă fiecare model are punctele forte și punctele sale slabe, niciunul dintre aceste modele BED nu îndeplinește toate criteriile definite în ediția a cincea a Manualului de diagnostic și statistic al tulburărilor mintale (DSM V). Deoarece BED implică consumul de alimente plăcute și este declanșat de un eveniment stresant, am dezvoltat recent un model de șobolan care mănâncă binge, folosind accesul intermitent la soluția de zaharoză și stresul piciorului fără restricții alimentare, rezultând o binge predispusă la consumul de mâncare (BEP; 30 % din șobolani) și fenotipuri rezistente la consumul excesiv (BER; 30% din șobolani) fenotipuri de șobolan [16].

Materiale și metode

Toate experimentele au fost efectuate în conformitate cu liniile directoare ale Consiliului canadian pentru îngrijirea animalelor și aprobate de Comitetul de etică și cercetare a animalelor de la Université Laval (protocol 2017013) .

Animale

Patruzeci de șobolani Sprague-Dawley de 45 de zile naivi (greutate corporală: 151-175 g) au fost achiziționați de la laboratoarele de reproducere canadiene (St-Constant QC, Canada) pentru acest studiu. Fiecare șobolan a fost adăpostit individual și menținut pe un ciclu de lumină/întuneric de 12 ore, cu ciclul întunericului începând la ora 14:00 într-o instalație de adăpostire cu o temperatură ambientală de 23 ± 1 ° C. Cu excepția cazului în care se specifică altfel, toți șobolanii au avut acces ad-libitum la apa de la robinet și la șobolanii standard (2018 Teklad Global 185 Protein Diet; 3,1 kcal/g, Harlan Teklad, Montreal, QC). Am permis șapte zile pentru aclimatizarea șobolanilor la condițiile de mediu, urmată de acces 24 de ore la o soluție de zaharoză 10%, cu o săptămână înainte de începerea experimentelor, pentru a preveni neofobia la gustul soluției de zaharoză.

Generarea de fenotipuri de șobolan care mănâncă binge

Test pentru compulsivitate

Cuantificarea celulelor imunoreactive

Pentru a cuantifica celulele dublu-etichetate, toate secțiunile au fost scanate folosind scanerul TISSUEScope 4000 pentru a obține imagini de înaltă calitate ale secțiunilor și regiunilor de interes (un exemplu de secțiune tipică etichetată GAD/osFosB este prezentată în Figura 1A). Celulele care exprimă OsFosB au fost apoi identificate în toate regiunile de interes subliniate (Figura 1B), așa cum a fost descris anterior. Software-ul Image-Pro Plus a definit coordonatele tuturor celulelor identificate care exprimă osFosB utilizând parametrii Centrul X și Centrul Y. Coordonatele tuturor celulelor au fost apoi exportate în fișiere Excel. În mod similar, expresia ARNm GAD sau TH obținută prin hibridizare in situ, care apare ca boabe de argint închis, a fost, de asemenea, identificată pe baza parametrilor specifici (în pixeli): 1-90; dimensiune (lungime): 1-20; dimensiune): 1 - 20; Figura 1C) și coordonatele acestora au fost exportate în fișiere Excel. Prin utilizarea unui script MATLAB personalizat, celulele dublu-marcate au fost identificate atunci când a existat o suprapunere a expresiei osFosB și a expresiei ARNm în aceeași locație așa cum se arată în Figura 1D. Cel mai mic număr de boabe de argint negru necesare pentru ca o celulă să fie considerată dublă a fost stabilit la 5. În plus față de numărul de celule dublu etichetate, celulele care exprimă osFosB au fost identificate doar folosind scriptul MATLAB. Codul este disponibil ca date extinse.

Identificarea celulelor dublu-marcate (celule care exprimă atât ARNm osFosB, cât și GAD65 în acest exemplu) utilizând software-ul Image-Pro Plus și un script MATLAB personalizat. A) Un exemplu de secțiune cerebrală de șobolan scanată care prezintă celule care exprimă ΔFosB (colorare maro închis) și expresie mARN ARNGAD (boabe de argint închis) B) Identificarea celulelor care exprimă osFosB (culoare roșie) folosind software-ul Image-Pro Plus. C) Expresia ARNm GAD65 detectată (culoare roșie) utilizând software-ul Image-Pro Plus. D) Identificarea celulelor dublu etichetate folosind un script MATLAB personalizat. În cercul albastru sunt celule care exprimă osFosB care conțin mai mult de cinci boabe de argint închis (puncte roșii).