Modificări ale sistemului endocannabinoid hipocampic în șoareci obezi induși de dietă Journal of

Acest articol are o corecție. Te rog vezi:

Abstract

Introducere

Sistemul endocannabinoid (eCB) este un sistem de semnalizare fiziologică care cuprinde două tipuri de receptori de membrană, numiți receptori CB1 și CB2, liganzi endogeni (eCB) și mașinile pentru biosinteza și degradarea acestora (Pagotto și colab., 2006; Lutz, 2002 ).

Acest sistem neuromodulator este exprimat pe scară largă în SNC și modulează transmisia sinaptică și plasticitatea. Eliberate din situl postsinaptic, eCB-urile pot acționa retrograd asupra receptorilor presinaptici CB1 modulând eliberarea neurotransmițătorului atât cu mecanisme tonice (Neu și colab., 2007), cât și mecanisme fazice (Mackie, 2006). La intrările GABAergic ale regiunii hipocampice CA1, activarea receptorilor CB1 duce la diferite forme de plasticitate sinaptică, cum ar fi suprimarea indusă de depolarizare a inhibiției (DSI) sau depresia pe termen lung a sinapselor inhibitorii (I-LTD). 2008) . La sinapsele glutamatergice, s-a demonstrat că receptorii CB1 sunt prezenți și funcționali (Monory și colab., 2006), chiar dacă doar câteva studii (Ohno-Shosaku și colab., 2002; Straiker și Mackie, 2005; Hofmann și colab., 2008) a arătat o modulație a plasticității sinaptice în hipocamp, care ar putea fi cauzată de expresia foarte scăzută a receptorilor CB1 în această subpopulație neuronală și/sau dificultatea de a avea protocoale electrofiziologice de succes.

În timp ce regiunea hipocampală și rețelele neuronale conexe sunt cel mai frecvent asociate cu procesarea memoriei, mai multe studii au demonstrat un rol al hipocampului în controlul aportului alimentar. Afectarea hipocampală poate duce la hiperfagie (Forloni și colab., 1986), în timp ce rețeaua neuronală hipocampală contribuie la comportamentul alimentar prin procesarea semnalelor de sațietate, precum colecistochinina, grelina și motilina (Guan și colab., 2003; Davidson și Jarrard, 2004 Diano și colab., 2006). Mai mult, pacienții obezi care gustă o masă lichidă au prezentat o activitate scăzută în hipocampul posterior comparativ cu subiecții de control slab (DelParigi și colab., 2005), iar alte studii imagistice au demonstrat că dorința de hrană este legată de activarea hipocampului, reflectând un rol direct al acestei zone cerebrale cu amintiri asociate cu alimentele (Pelchat et al., 2004).

Agoniștii receptorilor CB1 stimulează hrănirea și îmbunătățesc în mod deosebit aspectele satisfăcătoare ale alimentației (Cota și colab., 2006), unde antagoniștii receptorilor CB1 s-au dovedit a reduce în mod constant greutatea corporală la pacienții obezi (Van Gaal și colab., 2005; Scheen, 2008) . Expresia neuronală a receptorilor CB1 este crucială atât în aspectele motivaționale, cât și în cele metabolice ale acestor efecte (Bellocchio și colab., 2010; Quarta și colab., 2010). Sistemul eCB din hipocampus poate participa la stimularea apetitului și, astfel, la determinarea aportului total de energie și a severității obezității.

Aici, am testat ipoteza dacă sistemul eCB este sau nu modificat în hipocampul unui model animal bine stabilit de obezitate și condițiile asociate acestuia (cum ar fi rezistența la insulină, diabetul de tip 2, dislipidemia), obezitatea indusă de dietă (DIO) șoareci (Buettner și colab., 2007), la fel cum s-a constatat anterior că apar în organele periferice (în special în țesutul adipos și ficat) ale rozătoarelor obeze (Di Marzo, 2008). De asemenea, am întrebat dacă procesele sinaptice mediate prin eCB sunt sau nu modificate în hipocampul șoarecilor DIO comparativ cu șoarecii de control alimentați cu dietă standard.

Materiale și metode

Animale.

Măsurarea endocannabinoidelor.

Hibridizare in situ.

Experimentele de hibridizare radioactivă in situ (ISH) au fost efectuate așa cum s-a descris anterior (Marsicano și Lutz, 1999). Șoarecii din SD și HFD au fost anesteziați cu izofluran și decapitați. Creierele au fost izolate, înghețate imediat pe gheață uscată și depozitate la -80 ° C. Creierele au fost montate pe mediul de înghețare a țesuturilor (Jung) și secțiunile coronare cu grosimea de 18 μm au fost tăiate pe un criostat Microm HM560 (Microm). Secțiunile au fost montate pe lamele SuperFrost Plus înghețate (Menzel) și depozitate la -20 ° C până la utilizare. Riboprobele receptorului CB1 au fost preparate așa cum s-a descris anterior (Marsicano și Lutz, 1999). După liniarizare cu BamHI, riboproba antisens a fost sintetizată cu ARN polimerază T3 (Roche). Pentru generarea riboprobei de sens, XhoI a fost utilizat pentru liniarizare și ARN polimeraza T7 (Roche) pentru sinteza ARN. Incubația cu ribobuze senzoriale nu a arătat niciun semnal.

Legarea GTPyS [35 S] stimulată de agonist.

Analiza Western blot.

Hipocampii de la șoareci SD și HFD au fost izolați și omogenizați. Douăzeci de micrograme de proteină totală au fost rezolvate cu 15% SDS-PAGE și electroblotate pe membrane de nitroceluloză (HyBond-C Extra; GE Healthcare). Anticorpii principali utilizați au fost receptorul CB1 (1: 1000; Cayman), amida hidrolaza acidului gras (FAAH) [1: 500; greutate moleculară (MW), 70 kDa], monoacilglicerol lipază (MAGL) (1: 500; MW, 35/37 kDa) (Straiker și colab., 2009) și diaziglicerol lipază izoforme α și β (DAGL-α și DAGL- β) (MW, 100 și respectiv 70 kDa; 1: 500) (Berghuis și colab., 2007); Ca control al încărcării a fost utilizată a-tubulina (MW, 55 kDa) (Sigma-Aldrich; 1: 400.000). Anticorpii secundari au fost IgG anti-iepure conjugat cu peroxidază de hrean (Dianova). Analiza Western blot a fost efectuată utilizând un sistem de chemiluminescență (Luminol). Detectarea a fost făcută prin autoradiografie. Nivelurile relative de proteine au fost calculate după normalizare până la controlul încărcării (α-tubulin).

Electrofiziologie.

A, Curba de creștere a șoarecilor de tip sălbatic (CB1 +/+) și CB1 knock-out (CB1 -/-) în timpul a 12 săptămâni de tratament SD și HFD. Datele sunt exprimate ca medie ± SEM. CB1 -/-; CB1 +/+, n = 10 șoareci per grup; GABA-CB1 -/-, n = 7 șoareci. * p +/+ SD vs CB1 +/+ HFD; # p +/+ SD vs CB1 -/- SD; + p +/+ SD vs CB1 -/- HFD; ¥ p +/+ HFD vs GABA-CB1 -/- HFD; analiza ANOVA bidirecțională, testul post-hoc al lui Bonferroni. , Cantitatea totală de grăsime viscerală (în grame) la șoareci CB1 +/+, CB1 -/- și GABA-CB1 -/- sub SD și, respectiv, HFD, măsurată la sfârșitul tratamentului. *** p +/+ SD vs CB1 +/+ HFD; ** p +/+ HFD vs GABA-CB1 -/- HFD; analiza testului.

Efectele obezității induse de dietă asupra nivelurilor endocannabinoide din hipocampus

Nivelurile de 2-AG și anandamidă în diferite regiuni ale creierului. A, , Creșterea 2-AG și a anandamidei în hipocampul șoarecilor hrăniți cu HFD comparativ cu șoarecii hrăniți cu SD (n = 4, grup SD; n = 8 șoareci, grup HFD; analiza testului t, * p -/- șoareci. În aceste țesuturi probe, nu a fost detectată imunoreactivitate a receptorului CB1 (datele nu sunt prezentate). Astfel, nivelurile crescute de proteine ale receptorului CB1 au fost detectate în mod specific în regiunile hipocampice CA1 și CA3, dar nu și în gyrusul dentat al șoarecilor DIO, ceea ce prezice, împreună cu niveluri crescute de eCB-uri, o semnalizare îmbunătățită prin receptorii CB1.

A, Imunoreactivitatea receptorului CB1 la hipocampul animalelor hrănite SD și HFD (semnal verde: receptor CB1). , Cuantificarea imunoreactivității receptorului CB1 în zona stratului radiat, așa cum este indicat în A. C, Cuantificarea receptorului CB1 în stratul de corpuri celulare piramidale așa cum este indicat în A. Semnalul a fost cuantificat în CA1, CA3 și girus dentat (DG). Bara de scalare, 250 μm. Datele sunt exprimate în densitate integrată ± SEM. n = 3 șoareci per grup. Analiza ANOVA bidirecțională, testul post hoc al lui Bonferroni: ** p 35 S] GTPγS legare prin HU-210