Name: simultaneous detection of c-fos activation from mesolimbic and mesocortical dopamine reward sites following naive sugar and fat ingestion in rats
Uploaded: 2016-08-24T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Detection of c-Fos Activation from Mesolimbic and Mesocortical Dopamine Reward Sites Following Naive Sugar and Fat Ingestion in Rats at JoVE.com

Takket være Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson og Theologia Karagiorgis for deres hårde arbejde på dette projekt.

Disse eksperimentelle protokoller er blevet godkendt af Institutional Animal Care og brug Udvalg attesterer, at alle fag og procedurer er i overensstemmelse med National Institutes of Health Guide for pasning og anvendelse af forsøgsdyr. 1. emner <ol><li> Køb og / eller race Sprague-Dawley rotter (260-300 g). </li><li> Hus rotter individuelt i trådnet bure. Bevar dem på en 12:12 timers lys / mørke cyklus med rottefoder og vand ad libitum. </li><li> Tildel passende stikprøvestørrelser (f.eks...

Målet med undersøgelsen var at bestemme, om kilden (VTA) og forhjernen projection mål (NAC, Amy, mPFC) af DA-belønning-relaterede neuroner samtidigt blev aktiveret efter hidtil ukendte indtagelse af fedt og sukker i rotter ved hjælp af den cellulære c-fos teknik . Nærværende undersøgelse er en detaljeret beskrivelse af de protokoller af en undersøgelse tidligere 69 offentliggjort. Det blev en hypotese, at VTA, ville dets vigtigste projektion zoner til prelimbic og infralimbic mPFC, kernen og skallen...

Brain dopamin (DA) har været impliceret i centrale reaktioner på indtagelse af velsmagende sukker gennem foreslået hedoniske 1,2, indsats-relaterede 3 og vane-baserede 4,5 virkningsmekanismer. Den primære DA vej impliceret i disse effekter stammer i ventrale tegmentalområde (VTA), og projekter til nucleus accumbens (NAC) kerne og skal, den basolaterale og centrale-cortico-mediale amygdala (AMY) og prelimbic og infralimbic mediale præfrontale cortex (mPFC) (se anmeldelser 6,7). Den VTA har været impliceret i saccharose indtag 8,9, og DA frigivelse observeret efter indtag af sukker i NAC 10-15, AMY 16,17 og mPFC 18-20. Fedt indtag stimulerer også DA NAC frigive 21, og en anden DA-rige projektion zone til den dorsale striatum (caudatus-putamen) er også blevet forbundet med DA-medieret fodring 22,23. Kelley 24-27 foreslog, at disse multiple projektion zoner af denne DA-medieret systemet dannet en integreret og interaktiv distribueret hjerne netværk gennem omfattende og intime forbindelser 28-34. Ud over evnen af DA D1 og D2 receptorantagonister at reducere indtaget af sukker 35-37 og fedtstoffer 38-40, har DA signalering også været impliceret i mediering evne sukker og fedt til at producere konditioneret smag præferencer (FFP) 41- 46. Mikroinjektioner af en DA-D1-receptorantagonist i NAC, AMY eller mPFC 47-49 eliminere overtagelse af FFP fremkaldt af intragastrisk glukose. Ud fra følgende betragtninger mikroinjektioner af enten DA D1 eller D2-receptor-antagonister ind i mPFC eliminerer erhvervelse af fruktose-CFP 50, er erhvervelse og ekspressionen af fruktose-FFP forskelligt blokeres af DA-antagonister i NAC og AMY 51,52. C-fos teknik 53,54 har været ansat til at undersøge neurale activation induceret af spiselig indtag og neural aktivering. Udtrykket &quot;c-fos-aktivering&quot; vil blive brugt i hele manuskriptet, og er operationelt defineret ved øget transkription af c-Fos under neuronal depolarisering. Saccharoseindtagelsen øgede fos immunreaktivitet (FLI) i den centrale AMY kerne, VTA samt skallen, men ikke kerne, af NAC 55-57. Ud fra følgende betragtninger saccharose indtag i skin-fodring rotter signifikant forøget FLI i AMY og NAC, men ikke VTA 58, intragastriske saccharose eller glucose infusioner signifikant forøget FLI i NAC og centrale og basolaterale kerner af AMY 59,60. Gentagen tilsætning af saccharose til planlagt chow adgang steget FLI i mPFC samt NAC skal og kerne 61. En saccharosekoncentrationen nedgearing paradigme afslørede, at de største FLI stigninger indtraf i den basolaterale AMY og NAC, men ikke VTA 62. Efter konditionering, udslettelse af sukker-relaterede naturlige Reward adfærd steg FLI i den basolaterale AMY og NAC 63. Desuden parring sukker tilgængelighed til en tone resulterede i tonen efterfølgende stigende FLI niveauer i den basolaterale AMY 64. High-fedt indtag også steget FLI i NAC og mPFC sites 65-67. De fleste af de tidligere citerede undersøgelser undersøgt sukker og fedt virkninger på c-fos-aktivering i enkelte websteder, der ikke giver oplysninger om identifikation af belønning-relaterede distribuerede hjerne netværk 24-27. Endvidere er mange af de undersøgelser, heller ikke afgrænse de relative bidrag af delområder af NAC (kerne og skal), AMY (basolaterale og central-cortico-mediale) og mPFC (prelimbic og infralimbic), der potentielt kunne blive undersøgt af fordel af fremragende rumlige, encellede opløsning i c-Fos mapping 68. Vores laboratorium 69 nylig brugt c-fos-aktivering og samtidig målte ændringer i VTA DA sti og dens profremskrivningen zoner (NAC, Amy og mPFC) efter roman indtagelse af fedt og sukker i rotter. Den foreliggende undersøgelse beskriver de proceduremæssige og metodiske skridt til samtidig analysere, om akut udsættelse for seks forskellige løsninger (majsolie, glucose, fructose, saccharin, vand og en fed emulsion kontrol) forskelligt ville aktivere FLI i delområder af NAC, AMY, mPFC samt den dorsale striatum. Denne samtidige detektion af forskelle tilladt bekræftelse af væsentlig indvirkning på FLI i hvert sted og afgørelse om, hvorvidt ændringer i en bestemt websted korreleret med ændringer i relaterede websteder og dermed støtte til et distribueret hjerne netværk 24-27. Disse afprøvede procedurer om VTA, det prelimbic og infralimbic mPFC, kernen og skallen af ​​NAC, og den basolaterale og central-cortico-mediale AMY) samt dorsale striatum ville display koordineret og samtidig FLI aktivering efter oral, ubetinget indtagelse af glucose (8%), fructose (8%), majsolie (3,5%) og saccharin (0,2%) opløsninger.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="613">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:273px;">Equipment</td>
			<td style="width:195px;"></td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:19px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sprague-Dawley rats</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td>CD-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Wire Mesh Cages</td>
			<td>Lab Products, Seaford, DE</td>
			<td>30-Cage rack</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rat Chow</td>
			<td>PMI Nutrition International</td>
			<td>5001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Taut Metal Spring</td>
			<td>Lab Products, Seaford, DE</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rat Weighing Scale</td>
			<td>Fisher Scientific Company</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Nalgene Centrifuge Tubes</td>
			<td>Lab Products, Seaford, DE</td>
			<td>10-0501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Rubber Stopper</td>
			<td>Lab Products, Seaford, DE</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Metal Sippers</td>
			<td>Lab Products, Seaford, DE</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Saccharin</td>
			<td>Sigma Chemical Co</td>
			<td>82385-42-0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kool-Aid, Cherry</td>
			<td>Kool-Aid</td>
			<td>Commerical</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Kool-Aid, Grape</td>
			<td>Kool-Aid</td>
			<td>Commercial</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fructose</td>
			<td>Sigma Chemical Co</td>
			<td>F0127</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Glucose</td>
			<td>Sigma Chemical Co</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Corn Oil</td>
			<td>Mazzola</td>
			<td>Commerical</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Xanthan Gum</td>
			<td>Sigma Chemical Co</td>
			<td>11138-66-2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sliding Microtome</td>
			<td>Microm International</td>
			<td>n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Neurolucida Camera</td>
			<td>MBF Bioscience</td>
			<td colspan="2">Software application</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gelatin-coated Slides</td>
			<td>Fisher Scientific Company</td>
			<td>12-550-343</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cover glass</td>
			<td>Fisher Scientific Company</td>
			<td>12-545-M</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Golden Nylon Brushes</td>
			<td>Loew-Cornell&#160;</td>
			<td>2037</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Natural Hair Sable&#160;</td>
			<td>Loew-Cornell&#160;</td>
			<td>2022</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">24 Well Plates</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>3527</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">6 Well Plates</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>3506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">1L Pyrex bottles</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>1395-1L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tissue insert (tissue strainer)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>7200214</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Eagle pipettes&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>E10 for 1-10ul&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eagle pipettes&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>E100 for 20-100ul</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eagle pipettes&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>E200 for 50-200ul</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eagle pipettes&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td colspan="2">E1000 for 100-1000ul</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eagle pipettes&#160;</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td colspan="2">E5000 for 1000-5000ul&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Universal Tips .1-10ul</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500192</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Universal Tips 5-200ul</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500194</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Universal Tips 500-5000ul</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>500198</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Blade Vibroslice 100</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>BLADE</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DPX Mounting Medium&#160;</td>
			<td>Electron Microscopy&#160;</td>
			<td>13510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">15mL centrifuge tubes</td>
			<td>Biologix Research Co.</td>
			<td>10-0501</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Slide Boxes</td>
			<td>Biologix Research Co.</td>
			<td>41-6100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Orbital Shaker&#160;</td>
			<td>Madell Corporation&#160;&#160;</td>
			<td>ZD-9556</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">weigh boats&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>02-202-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;">5mL disposable pipettes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>13-711-5AM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="19">
			<td height="19" style="height:19px;">Stereo Investigator Software</td>
			<td>Micro Bright Field</td>
			<td colspan="2">Software application</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Paraformaldehyde Granular</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">NaCl</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S271-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Phophate Monobasic</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S468-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Phosphate Diphasic</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP332-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Hydrogen Peroxide&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>H324-500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">SafeClear II&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>23-044-192</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Methanol&#160;</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A412-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Normal Goat Serum</td>
			<td>Vector</td>
			<td>S-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Biotinylated Anti-Rabbit IgG (H+L)</td>
			<td>Vector</td>
			<td>BA-1000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ABC Kit Peroxidase Standard</td>
			<td>Vector</td>
			<td>PK-4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Anti-cFos (Ab-5) Rabbit</td>
			<td>EMD chem/Cal Biochem</td>
			<td>PC38</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triton X 100</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>X-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">3,3&#39; diaminobenzidine tetra hydrochloride&#160;</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>D5905</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium Hydroxide</td>
			<td>SigmaAldrich</td>
			<td>5881</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Primary TH anti body</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>AB152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Euthosol</td>
			<td>Virbac AH</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

simultaneous detection of c-fos activation from mesolimbic and mesocortical dopamine reward sites following naive sugar and fat ingestion in rats

Denne undersøgelse anvender cellulære c-fos-aktivering for at vurdere virkningerne af hidtil ukendte indtagelse af fedt og sukker på hjernens dopamin (DA) veje i rotter. Indtag af sukker og fedt er medieret af deres medfødte attraktioner samt lærde præferencer. Hjernedopamin, især meso-limbiske og meso-corticale projektioner fra den ventrale tegmentalområde (VTA), er blevet impliceret i begge disse ulærde og læres responser. Begrebet distribuerede hjerne-netværk, hvor flere steder og sender / peptid-systemer interagerer, er blevet foreslået at mægle velsmagende fødeindtagelse, men der er begrænset evidens empirisk demonstrerer sådanne aktioner. Således sukkerindtag fremkalder dopaminfrigivelsen og øger c-fos-lignende immunoreaktivitet (FLI) fra individuelle VTA DA projektion zoner herunder nucleus accumbens (NAC), amygdala (AMY) og mediale præfrontale cortex (mPFC) samt den dorsale striatum. Endvidere hovedkontor af selektive DA-receptor-antagonister i disse websteds forskelligt reducere erhvervelse og udtryk for betingede smag præferencer fremkaldt af sukker eller fedt. En fremgangsmåde, som at afgøre, om disse sites interageret som et distribueret hjerne netværk som reaktion på sukker eller fedt indtag ville være med samtidig vurdere, om VTA og dets vigtigste mesotelencephalic DA projektion zoner (prelimbic og infralimbic mPFC, kerne og skallen af ​​NAC, basolaterale og central-cortico-mediale AMY) samt den dorsale striatum ville display koordineret og samtidig FLI aktivering efter oral, ubetinget indtagelse af majsolie (3,5%), glucose (8%), fructose (8%) og saccharin (0,2 %) opløsninger. Denne fremgangsmåde er et vellykket første skridt i at identificere muligheden for at benytte cellulære c-fos-aktivering samtidigt tværs relevante hjernen sites for at studere belønning-relaterede læring i indtagelse af spiselig mad i gnavere.

Samtlige repræsentative resultater er beskrevet nedenfor, er tidligere blevet offentliggjort 69, og er igen præsenteres her til at understøtte &quot;proof of concept&quot; i angiver effektiviteten af teknikken. Løsning indtag Væsentlige forskelle i baseline saccharin indtag blev observeret i løbet af de første fire dage for alle dyr (F (3.108) = 57,27, p &lt;0,001) med indtag (dag 1: 1...

Watch this Scientific Journal Video about Simultaneous Detection of c-Fos Activation from Mesolimbic and Mesocortical Dopamine Reward Sites Following Naive Sugar and Fat Ingestion in Rats at JoVE.com

Simultaneous Detection of c-Fos Activation from Mesolimbic and Mesocortical Dopamine Reward Sites Following Naive Sugar and Fat Ingestion in Rats

Målet med denne undersøgelse er at identificere belønning-relaterede distribuerede hjernenetværk ved afgrænse en pålidelig immunhistologisk teknik under anvendelse cellulære c-fos-aktivering for at måle samtidige ændringer i dopamin veje og terminale steder efter hidtil ukendte indtagelse af fedt og sukker i rotter.

Samtidig påvisning af c-Fos Aktivering fra mesolimbiske og mesokortikale Dopamin Reward steder Efter Naiv sukker og fedt Indtagelse i rotter

This study uses cellular c-fos activation to assess effects of novel ingestion of fat and sugar on brain dopamine (DA) pathways in rats. Intakes of sugars ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Chromatin Immunoprecipitation from Dorsal Root Ganglia Tissue following Axonal Injury

Axons in the central nervous system (CNS) do not regenerate while those in the peripheral nervous system (PNS) do regenerate 
to a limited extent after ...

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

En generel metode til evaluering Inkubation af Saccharose Savner hos rotter

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

Progressive-ratio Responding for Palatable High-fat and High-sugar Food in Mice

Progressive-ratio svar til Velsmagende højt fedtindhold og højt sukker Mad i mus

Foods that are rich in fat and sugar significantly contribute to over-eating and escalating rates of obesity. The consumption of palatable foods can ...

Single Cell Measurement of Dopamine Release with Simultaneous Voltage-clamp and Amperometry

After its release into the synaptic cleft, dopamine exerts its biological properties via its pre- and post-synaptic targets1. The dopamine signal is ...

Comprehensive Profiling of Dopamine Regulation in Substantia Nigra and Ventral Tegmental Area

Omfattende Profilering af Dopamin forordning i substantia nigra og ventrale tegmentale område

Dopamine is a vigorously studied neurotransmitter in the CNS. Indeed, its involvement in locomotor activity and reward-related behaviour has fostered five ...

Environmental Modulations of the Number of Midbrain Dopamine Neurons in Adult Mice

Miljømæssige Modulationer i antallet af Midbrain dopaminneuroner i voksne mus

Long-lasting changes in the brain or &#8216;brain plasticity&#8217; underlie adaptive behavior and brain repair following disease or injury. Furthermore, ...

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Simultaneous ex vivo Functional Testing of Two Retinas by in vivo Electroretinogram System

Samtidige<em&gt; Ex vivo</em&gt; Functional Test af to nethinder af<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogrammet System

An In vivo electroretinogram (ERG) signal is composed of several overlapping components originating from different retinal cell types, as well as noise ...

Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats

Samtidig optagelse af Elektroretinografi og Visual evoked potentials i bedøvede rotter

The electroretinogram (ERG) and visual evoked potential (VEP) are commonly used to assess the integrity of the visual pathway. The ERG measures the ...

Assessment of Dopaminergic Homeostasis in Mice by Use of High-performance Liquid Chromatography Analysis and Synaptosomal Dopamine Uptake

Vurdering af dopaminerge homøostase i mus ved hjælp af High-performance væskekromatografi analyse og Synaptosomal dopamin optagelse

Dopamine (DA) is a modulatory neurotransmitter controlling motor activity, reward processes and cognitive function. Impairment of dopaminergic (DAergic) ...