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

Tack vare Diana Icaza-Culaki, Cristal Sampson och Theologia Karagiorgis för deras hårda arbete med detta projekt.

Dessa experimentella protokoll har godkänts av Institutional Animal Care och användning kommittén intygar att alla ämnen och förfaranden i enlighet med National Institutes of Health Guide för skötsel och användning av försöksdjur. 1. ämnen <ol><li> Inköp och / eller ras Sprague-Dawley (260-300 g). </li><li> Hus råttor individuellt i nätburar. Underhålla dem på en 12:12 timmar ljus / mörker-cykel med råttfoder och vatten tillgängligt ad libitum. </li><li> Tilldela lämpliga urvalssto...

Målet med studien var att fastställa om källan (VTA) och framhjärnan projektions mål (NAC, Amy, mPFC) av DA belöning relaterade nervceller samtidigt aktiveras efter nya intag av fett och socker i råttor med hjälp av cellulära c-fos teknik . Den aktuella studien är en detaljerad beskrivning av protokollen från en studie tidigare 69 publicerade. Det antogs att VTA, skulle dess större projektionszoner till prelimbic och infralimbic mPFC, kärnan och skalet av NAC och den basolaterala och central-kort...

Dopamin i hjärnan (DA) har varit inblandad i centrala svar på intag av välsmakande socker genom föreslagna hedoniska 1,2, ansträngning relaterade 3 och vana baserade 4,5 verkningsmekanismer. Den primära DA vägen inblandad i dessa effekter har sitt ursprung i den ventrala tegmentområdet (VTA), och projekt till nucleus accumbens (NAC) kärna och skal, det basolaterala och central kortiko-medial amygdala (AMY) och prelimbic och infralimbic mediala prefrontala cortex (mPFC) (se recensioner 6,7). VTA har varit inblandad i sackarosintag 8,9, och DA frisättning observeras efter intaget av socker i NAC 10-15, AMY 16,17 och mPFC 18-20. Fettintag stimulerar också DA NAC släppa 21, och en annan DA-rika projektion zonen till rygg striatum (caudatus-putamen) har också i samband med DA-medierad utfodring 22,23. Kelley 24-27 föreslog att dessa flera projektion zoner denna DA-medierad systemet bildade ett integrerat och interaktivt distribuerade hjärnan nätverk genom omfattande och intima förbindelser 28-34. Förutom förmågan hos DA D1 och D2-receptorantagonister för att minska intaget av sockerarter 35-37 och fetter 38-40, har DA-signalering även implicerats vid mediering av förmågan hos socker och fett för att producera rade färgpreferenser (GFP) 41- 46. Microinjections av en DA D1-receptorantagonist till NAC, AMY eller mPFC 47-49 eliminera förvärv av GFP framkallade genom intragastrisk glukos. Medan microinjections antingen DA D1 eller D2-receptorantagonister in i mPFC eliminerar förvärvet av fruktos-GFP 50, är förvärv och uttryck av fruktos-GFP differentiellt blockerad av DA-antagonister i NAC och AMY 51,52. C-fos teknik 53,54 har använts för att undersöka neurala activation induceras av palatable intag och neural aktivering. Termen &quot;c-fos-aktivering&quot; att användas genom hela manuskriptet, och är operativt definierad av ökad transkription av c-Fos under neuronal depolarisation. Sackaros Ingången ökade FOS-liknande immunoreaktivitet (FLI) i den centrala AMY kärna, VTA liksom skalet, men inte kärnan av NAC 55-57. Medan sackaros intag i sken utfodring råttor ökade signifikant FLI i AMY och NAC, men inte VTA 58, intragastriska sackaros eller glukos infusioner ökat markant FLI i NAC och centrala och basolaterala kärnor av AMY 59,60. Upprepad tillsats av sackaros planerad chow tillgång ökade FLI i mPFC samt NAC skal och kärna 61. En sackaroskoncentration nedväxling paradigm visade att de största FLI ökningar inträffade den basolaterala AMY och NAC, men inte den VTA 62. Efter konditionering, utrotning av socker relaterade natur reward beteenden ökade FLI i basolateral AMY och NAC 63. Dessutom para ihop socker tillgänglighet till en ton resulterade i tonen därefter öka FLI nivåer i den basolaterala AMY 64. Fettrik Ingången ökade också FLI i NAC och mPFC platser 65-67. De flesta av de tidigare citerade studierna undersöktes socker och fett effekter på c-fos aktivering i enstaka platser som inte ger information om identifiering av belöningsrelaterade distribuerade hjärnnätverk 24-27. Vidare, många av studierna inte heller beskriva de relativa bidragen från delområden i NAC (kärna och skal), AMY (basolateral och central kortiko-mediala) och mPFC (prelimbic och infralimbic) som skulle kunna prövas av fördelen med utmärkt rumslig, encelliga upplösning i c-Fos kartläggning 68. Vårt laboratorium 69 används nyligen c-fos aktivering och samtidigt uppmätta förändringar i VTA DA vägen och dess proprojiceringszoner (NAC, Amy och mPFC) efter nya intag av fett och socker i råttor. Den aktuella studien beskriver förfaranden och metodiska steg för att samtidigt analysera om akut exponering för sex olika lösningar (majsolja, glukos, fruktos, sackarin, vatten och en fettemulsion kontroll) skulle differentiellt aktivera FLI i delområden av NAC, AMY, mPFC liksom den dorsala striatum. Denna samtidig detektion av skillnader får bekräftelse av en betydande inverkan på FLI i varje plats och beslut om huruvida förändringar i en viss webbplats korrelerade med förändringar i relaterade webbplatser, vilket ger stöd för ett distribuerat hjärnnätverk 24-27. Dessa testade förfaranden huruvida VTA, den prelimbic och infralimbic mPFC, kärnan och skalet av NAC, och den basolaterala och central-kortiko-mediala AMY) såväl som den dorsala striatum skulle uppvisa samordnade och samtidig FLI aktivering efter oral, obetingade intag av glukos (8%), fruktos (8%), majsolja (3,5%) och sackarin (0,2%) lösningar.

<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

Denna studie använder cellulära c-fos aktivering för att utvärdera effekterna av nya intag av fett och socker på hjärnan dopamin (DA) vägar i råttor. Intag av socker och fett förmedlas genom sina inneboende attraktioner samt inlärda inställningar. Dopamin i hjärnan, speciellt meso-limbiska och meso-kortikala projektioner från ventrala tegmentområdet (VTA), har varit inblandad i båda dessa olärda och lärt svar. Begreppet distribuerade hjärn nätverk, där flera platser och sändare / peptidsystem samverkar, har föreslagits att förmedla välsmakande födointag, men det finns begränsad evidens empiriskt visar sådana åtgärder. Sålunda framkallar sockerintag DA frisättning och ökar c-fos-immunoreaktivitet (FLI) från individuella VTA DA projektionszoner inklusive nucleus accumbens (NAC), amygdala (AMY) och mediala prefrontala cortex (mPFC) såväl som den dorsala striatum. Vidare, central administration av selektiva DA-receptorantagonister i dessa webbplatsär differentiellt minska förvärv och uttryck av rade smakpreferenser som framkallas av socker eller fett. En metod med vilken för att avgöra om dessa platser samverkade som en distribuerad hjärnnätverk som svar på socker eller fettintag skulle vara att samtidig bedöma om VTA och dess viktigaste mesotelencephalic DA projektionszoner (prelimbic och infralimbic mPFC, kärna och skal av NAC, basolaterala och central-kortiko-mediala AMY) såväl som den dorsala striatum skulle uppvisa samordnade och samtidig FLI aktivering efter oral, obetingade intag av majsolja (3,5%), glukos (8%), fruktos (8%) och sackarin (0,2 %) lösningar. Detta tillvägagångssätt är ett framgångsrikt första steg i att identifiera möjligheten att använda cellulära c-fos aktivering samtidigt över relevanta hjärnsajter för att studera belöning relaterat lärande i intag av välsmakande mat i gnagare.

Alla representativa resultat som beskrivs nedan har tidigare publicerats 69, och åter presenteras här för att stödja &quot;proof of concept&quot; för att indikera effektiviteten av tekniken. lösnings intag Signifikanta skillnader i baslinjen sackarin intag observerades under de första fyra dagarna för alla djur (F (3.108) = 57,27, p &lt;0,001) med intag (Dag 1: 1,3 (± 0,2) ml, Dag 2:...

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 denna studie är att identifiera belöningsrelaterade distribuerade hjärn nätverk genom att avgränsa en tillförlitlig immunhistologisk teknik som använder cellulär c-fos aktivering för att mäta samtidiga förändringar i dopaminvägar och terminalplatser efter nya intag av fett och socker i råttor.

Samtidig detektion av c-Fos Aktivering från mesolimbiska och Mesocortical dopamin belöning webbplatser Efter Naive socker och fett Förtäring i råttor

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

Kromatin Immunoprecipitation från dorsalrotsganglier vävnad efter axonal skada

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 allmän metod för att utvärdera Inkubation av Sackaros Craving på råttor

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

Progressiv-tal svarar för välsmakande hög fetthalt och hög-socker Mat i möss

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

Encelliga Mätning av dopaminfrisättning med samtidig Spänning-klämma och amperometri

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

Omfattande Profilering av dopamin förordning i substantia nigra och ventrala tegmentumområdet

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

Miljö modulation av antalet mitthjärnan dopaminneuroner i vuxna möss

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

Samtidig<em&gt; Ex vivo</em&gt; Funktionstest av två näthinnor efter<em&gt; In vivo</em&gt; Elektroretinogram 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 inspelning av Elektroretinografi och Visual Evoked Potentials i sövda råttor

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

Bedömning av dopaminerga homeostas i möss genom användning av högpresterande vätskekromatografi analys och Synaptosomal dopamin upptag

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