Tárgyak

Összegzés

BEVEZETÉS

Mivel az anorexia és/vagy a csökkent súlygyarapodás gyakori stresszválasz, amelyet a BNST aktiválása közvetíthet (Ciccocioppo és mtsai, 2003; Roman és mtsai, 2012), a jelenlegi kísérleteket arra tervezték, hogy meghatározzák, hogy a BNST PACAP aktiválása megváltoztathatja-e az étel bevitelét és hím és nőstény patkányok súlygyarapodása hasonló módon, mint amit a stresszor többszöri expozíciója után tapasztaltunk. Mivel a BNST különböző alrégióinak eltérő szerepük lehet a stresszválasz szabályozásában (Choi és mtsai, 2007), megvizsgáltuk a PACAP szerepét a BNST különböző alrégióiban.

EREDMÉNYEK

1. kísérlet

Az elemzésre elfogadott PACAP-infúziós patkányok infúziós központjait az 1. ábra mutatja. Vegye figyelembe, hogy az összes szövettani adat esetében az infúziós központokat körülhatároló pontok egy része több patkány infúziós helyét jelentheti, ha elkészült. Hím patkányok esetében, bár az infúziós helyek a BNSTov-ra irányultak, sok infúzió a hátsó BNST régiókban végződött, különösen a BNSTpr régió környékén, bár az infúzió térfogata valószínűleg a BNST elülső/hátsó kiterjesztése mentén terjed. Az 1. kísérlethez bármely BNST kistérségben kanülezett patkányok adatait fogadtuk el elemzés céljából.

A BNST PACAP infúzió után 24 órán belül az egyirányú ANOVA a PACAP38 dózisának súlyra gyakorolt ​​jelentős hatását mutatta ki, F (3, 30) = 4,91, p

pacap

A BNST PACAP csökkenti a hím patkányok súlyát és táplálékfelvételét. (a) A dózis-válasz tömeg% -os változása 24 órával a PACAP infúzió után hím patkányokban. (b) A bal oldali, a dózis és a válasz táplálékának súlya 24 órával a PACAP infúzió után hím patkányokban. A PACAP fő hatással volt mindkét intézkedésre. * o

Kanül elhelyezése a 2. kísérlethez, nőstény patkányok. A koronaszelvényeket milliméterben mérjük a bregmától, fekete pontok jelzik az infúzió helyét a BNST-n belül.

Teljes méretű kép

  • Töltse le a PowerPoint diát

Nőstény patkányokban az E2 kapszulák beültetése megbízhatóan megnövelte az E2 szintet az E2 szinten OVX patkányokban, átlagosan 26,17 pg/ml, t (46) = 3,58, p 0,05, és nem volt interakció, F (2,47) = 0,9325, p > 0,05 (4a. Ábra). A kétirányú ANOVA feltárta a PACAP jelentős fő hatását az élelmiszer-bevitelre, F (2, 47) = 5,058, p 0,05, és nem volt kölcsönhatás, F (2, 47) = 1,110, p> 0,05 (4b. Ábra). Különösen nőstény patkányokban a BNST-n belüli PACAP nem változtatta meg a vízfelvételt, F (2, 43) = 0,026, p> 0,05 (az adatokat nem mutatjuk be), és az E2 kezelés sem volt hatással a vízbevitelre, F (1, 43) = 1,201, p> 0,05 vagy a BNST PACAP és az E2 közötti kölcsönhatás, F (2, 43) = 0,026, p> 0,05. Tehát, hasonlóan a hím patkányokhoz, a BNST PACAP38 infúzió is nőtt patkányokban az infúzió után 24 órán belül súlycsökkenést eredményezett, és ez a hatás dózisfüggő volt. A táplálékfelvételt a BNST PACAP38 infúzió is csökkent nőstény patkányokban, bár nőstény patkányokban a vízbevitel nem csökkent.

A BNST PACAP csökkenti a nőstény patkányok súlyát és táplálékfelvételét. (a) A dózis-válasz tömegváltozás százalékos aránya 24 órával a PACAP infúzió után nőstény OVX patkányokban, hordozó (balra) és E2 helyettesítve (jobbra). (b) Dózis-válasz étkezés tömegének változása 24 órával a PACAP infúzió után nőstény OVX patkányokban, hordozó (balra) és E2 helyettesítve (jobbra). A PACAP fő hatással volt mindkét intézkedésre.

Teljes méretű kép

  • Töltse le a PowerPoint diát

3. kísérlet

Amint azt fentebb megjegyeztük, az 1. és 2. kísérletben megvizsgáltuk a BNST PACAP szerepének potenciális különbségét a hím és nőstény patkányok súlyváltozásának és táplálék/víz bevitelének szabályozásában. Ezért a PACAP38-at a hím patkányok súlyának és táplálék/vízbevitelének értékelése előtt infundáltuk az elülső részbe vagy a hátsó BNST-be. Az elemzésre elfogadott PACAP-infúziós patkányok infúziós központjait az 5. ábra mutatja, és az elhelyezéseket, amelyek a BNST elülső vagy elülső részeire korlátozódtak, a Paxinos és Watson patkány agyatlasz szerint (6. kiadás, 2007), Were elemzésekben szerepelnek. Az egyik állatot kizárták az elemzésből a BNST-n kívüli kihagyás miatt, egy másikat pedig azért, mert az egyik kanült elülső, a másikat hátul helyezték el.

Kanül elhelyezése a 3. kísérlethez. A koronális metszeteket milliméterben mérjük a bregmától. A fekete háromszögek a fenti BNST infúziós helyeket jelentik. A fekete négyzetek a hátsó BNST infúziós helyeket jelölik.

Teljes méretű kép

  • Töltse le a PowerPoint diát

Az elemzéseket a BNST PACAP38 infúzió 1,0 μg/0,25 μl által kiváltott súlyváltozásán végeztük, amelyet a közvetlenül az infúzió előtt mért testtömeg és az infúzió után 24 órával mért testsúly különbsége határozott meg. Kétirányú ANOVA, amely a BNST elhelyezés (elülső vagy hátsó) és a PACAP38 kezelés (1,0 μg PACAP38 vagy hordozó) testtömeg-változásra gyakorolt ​​hatását vizsgálta 24 órával az infúzió után, feltárta, hogy a BNST PACAP38 infúzió hatása az elhelyezéstől függ (6a. Ábra), mivel szignifikáns BNST elhelyezés/PACAP38 interakció volt, F (1, 48) = 4,60, p 0,05, a PACAP38 kezelés szignifikáns fő hatása volt, F (1, 48) = 4,83, p 0,05, de felfedték a PACAP38 infúzió szignifikáns hatása a hátsó BNST-re, t (28) = 2,656, p

A PACAP táplálékfelvételre és testsúlyra gyakorolt ​​hatását a hátsó BNST közvetíti. a) A tömeg százalékos változása 24 órával a PACAP infúzió után az elülső (bal oldali) és a hátsó (jobb) BNST-ben. (b) Az étel súlyváltozása 24 órával a PACAP infúzió után az elülső (bal) és a hátsó (jobb) BNST-ben. * p 0,05, (6b. ábra) vagy PACAP38, F (1, 48) = 0,08, p> 0,05, de ismét szignifikáns kölcsönhatás volt a BNST elhelyezése és a PACAP38 infúziója között, F (1, 48) = 6,26, p 0,05. A PACAP38 infúziója a hátsó BNST-ben azonban szignifikánsan csökkentette a táplálékfelvételt, t (28) = 2964, p

A BNST PACAP hatásait nem közvetítette a kamrai rendszer szivárgása. a) A tömeg százalékos változása 24 órával az ICV PACAP infúzió után. b) Élelmiszerbevitel 24 órával az ICV PACAP infúzió után.

Teljes méretű kép

  • Töltse le a PowerPoint diát

VITA

A PACAP38 BNST-be történő infúziója hím és nőstény patkányokban 24 órán belül anorexiát és jelentős súlyvesztést okozott. Ezek az eredmények összhangban vannak a jelentésekkel, amelyek azt sugallják, hogy a központi PACAP rendszerek részt vesznek az élelmiszer-bevitel szabályozásában (Chance és mtsai, 1995; Dore és mtsai, 2013; Matsuda és mtsai, 2005a; Mizuno és mtsai, 1998; Morley és mtsai, 1992; Mounien és mtsai, 2009; Tachibana és mtsai, 2003b). Bár jelentős adatok azt sugallják, hogy a PACAP hipotalamuszon belüli hatása kritikus lehet az etetési viselkedés szabályozásában (például a táplálékfelvételből származó PACAP hatásait a hipotalamusz melanokortin rendszerének aktiválása közvetíti (Mounien et al, 2009)), eredményeink azt sugallják, hogy a BNST szintén kritikus cselekvési hely lehet az élelmiszer-bevitel PACAP általi szabályozásában.

Tekintettel a BNST szerepére a stresszreakció szabályozásában, ezek az eredmények összhangban vannak korábbi jelentéseinkben, amelyek a BNST PACAP szerepét javasolják a stressz expozíció viselkedési következményeiben (Hammack et al, 2009; Hammack et al, 2010). Továbbá a 3. kísérletben azt tapasztaltuk, hogy a PACAP hatása a hátsó BNST-re, különösen a BNSTpr-re, valószínűleg ezeket a hatásokat közvetíti. Ezek az eredmények kiegészítik korábbi megállapításunkat, miszerint a PACAP mRNS a krónikus stressz után emelkedett a BNST-ben, és hogy a PACAP intra-BNST infúziója a stresszor expozíció sok viselkedési következményét előidézi (Hammack et al, 2009), és támasztja alá a PACAP szerepére utaló növekvő bizonyítékokat is (pl. Stroth és mtsai, 2011) és a BNST aktiválása (pl. Herman és mtsai, 2005; Radley és mtsai, 2009; Radley és Sawchenko, 2011) a stresszes ingerekre adott válaszok közvetítésében.

Nem valószínű, hogy a BNST PACAP infúzió hatásait a kamrai rendszer PACAP szivárgása közvetítette, ami a BNST-től eltérő helyen végzett aktivitáshoz vezetett. A szivárgás minimalizálása érdekében a kanülteket szögben irányítottuk a BNST-be, hogy elkerüljük az oldalsó kamrákat. Továbbá azt tapasztaltuk, hogy az oldalsó kamrákba történő infúzió nem csökkentette az élelmiszer-bevitelt vagy a súlyt. Bár korábban kimutatták, hogy az ICV PACAP súlya kisebb (Matsuda és mtsai, 2005b; Mizuno és mtsai, 1998; Morley és mtsai, 1992; Tachibana és mtsai, 2003a), figyelemre méltó, hogy ezek a tanulmányok sokkal több nagy és több infúziós mennyiséget használtak a terjedés elősegítésére, a jelenlegi jelentésben használt eljárásokhoz képest.

Az LH kivetítése mellett, amint azt a fentiekben említettük, a BNST vetületeket küld az agy más területeire is, amelyekről ismert, hogy részt vesznek a táplálásban, például az archaikus hipotalamusz magban (ARC; Dong és mtsai, 2001; Dong és Swanson, 2004). Az ARC neuronjai sok olyan peptidet expresszálnak, amelyekről ismert, hogy szabályozzák az etetést, beleértve az anorektikus peptideket, például a kokain és az amfetamin által szabályozott transzkripciót és a proopiomelanokortint, valamint az orexigén peptideket, például az Y-hez kapcsolódó neuropeptidhez kapcsolódó peptidet (NPY) és az agoutit (AGRP) (Valassi) et al., 2008). Lehetséges, hogy a PACAP38 BNST-be történő infúziója aktiválja az ARC afferenseket, amelyek szabályozzák az ARC aktivitását, és így súlycsökkenéshez vezetnek. Ezenkívül a BNST neuronokról kiderült, hogy különböző táplálkozással kapcsolatos peptideket expresszálnak, beleértve az NPY-t (Chronwall és mtsai, 1985), a melanokortin-4-t (Gelez és mtsai, 2010), az AGRP-t (Haskell-Luevano és mtsai, 1999) és a CRH-t ( Lim és mtsai, 2006; Richard és mtsai, 2004), valamint a BNST PACAP infúzióval szabályozható ezen egyéb peptidek felszabadulása más, táplálkozással kapcsolatos agyi régiókban, például ARC.

Továbbra is lehetséges, hogy a BNST PACAP táplálkozási viselkedését közvetett módon közvetítették, szabályozva azokat az egyéb folyamatokat, amelyek megváltoztathatják az etetést. Például a PACAP rendszereknek szerepük van a cirkadián ritmus szabályozásában, az aktivitás szabályozásában a szuprachiasmatikus magokban (lásd áttekintésként Harmar (2003) és Mertens és mtsai (2007)). Míg eredményeink azt sugallják, hogy a jelenlegi vizsgálatokban a hatás helye a BNST volt, figyelemre méltó, hogy a BNST ovális mag, a PACAP magas expressziójú régiója (Hammack és mtsai, 2009; Kozicz és mtsai, 1997, 1998) szintén a PERIOD2-t fejezi ki. fehérje szintek cirkadián módon (Amir és mtsai, 2004).

Itt azt találtuk, hogy hím patkányokban a BNSTpr volt a BNST PACAP infúzió anorexiás hatásainak valószínű hatáshelye, és a PACAP korábbi BNST-be történő infúziója nem változtatta meg a táplálékfelvételt vagy a súlygyarapodást. Bár a BNST PACAP által kiváltott anorexia összhangban áll más adatokkal, amelyek arra utalnak, hogy a BNST PACAP más stresszel kapcsolatos válaszokat utánozhat (azaz szorongásszerű viselkedést, Hammack és mtsai, 2009), nem tudni, hogy a BNST PACAP infúzió különböző viselkedési hatásai ugyanazok az idegáramkörök közvetítik. Például a BNST PACAP szorongásos hatásai jobban függhetnek az elülső BNST aktiválódástól, ahol a PACAP rostokat a CRH-t expresszáló neuronok közvetlen közelében mutatják be (Kozicz és mtsai, 1997), és bebizonyosodott, hogy a PACAP fokozza az ingerületátvitelt az érzelmi viselkedéshez kapcsolódó hasonló CRH-dús régióban a központi amygdala (Cho és mtsai, 2012). Különösen Dore és mtsai. (2013) megállapította, hogy az ICV PACAP anorexiás hatását nem csillapította a CRH antagonizmus (Dore és mtsai, 2013); ezért a BNST PACAP valószínűleg nem magasabb a CRH-nál PACAP-indukálta anorexiában.

Korábban kimutattuk, hogy a PACAP keringő szintje és a PAC1 receptor gén egyetlen nukleotid polimorfizmusa (SNP) nőknél PTSD tünetekkel jár, férfiaknál azonban nem, bár a PAC1 receptor gén metilációja mindkét nemben PTSD-vel társult (Ressler és mtsai, 2011). Ezenkívül a PAC1 receptor gén SNP-je egy feltételezett ösztrogén-válasz elem régiójában volt, és az E2-kezelés felül szabályozta a BNST PACAP-transzkriptumot nőstény patkányokban. Ezek az eredmények együtt azt sugallják, hogy a PACAP és az E2 kölcsönhatásai szerepet játszhatnak a különféle stresszel kapcsolatos pszichopatológiákban megfigyelt nemi különbségekben.

Ebben a jelentésben nem figyeltünk meg szignifikáns kölcsönhatást az ösztrogénkezelés és a PACAP között. Lehet olyan finom interakció, amelyről kiderülhetett, hogy erősebb, vagy más E2 kezelési rend. Például az E2 helyettesítési stratégiánk fenntartható E2 szinthez vezetett a nőstény patkányokban, amelyek nem utánozták az E2 természetes ingadozását az egész észter ciklus alatt; lehetséges, hogy az E2 és a PACAP közötti kölcsönhatások a ciklusos hormonok szintjétől függhetnek. Továbbá, bár megfigyeltük az E2-kezelésünk jelentős hatását, az OVX patkányokban keringő E2-t figyeltünk meg, amely összefüggésbe hozható más szervekből (azaz a mellékvese kéregéből, Strom és mtsai, 2008) történő felszabadulással vagy az étrend révén nyert.

Csábító összehasonlítani a BNST PACAP hatását a hím és nőstény patkányok súlyára és táplálékfelvételére ebben a jelentésben; azonban a jelen tanulmány több szempontja valószínűleg megzavarja a nemek összehasonlítását. Például a nőstény patkányokat gonadektomizálták, míg a hím patkányokat nem, ami megakadályozta a nemek közötti különbségek valódi összehasonlítását ezekben az intézkedésekben. Ezenkívül nőstény patkányokból vérmintát nyertünk 30 perccel a BNST PACAP infúzió után; ez az eljárás egy kis stresszt jelenthet, amely megváltoztathatja a táplálékfelvételt és a súlyt, és hím patkányokból nem vettek vérmintát. Ezért ez a jelentés egy első vizsgálat, amelynek célja a BNST PACAP hím és nőstény patkányokban kifejtett hatásainak értékelése, anélkül, hogy megkísérelné statisztikai összehasonlítást végezni a nemek közötti különbségektől e hatások mértékében.

Következtetések

Itt bemutatjuk, hogy a PACAP38 a hátsó BNST-be, de az elülső BNST-be vagy az ICV-be infúzióval utánozza a stressznek való ismételt expozíció súlycsökkenését és anorexiás következményeit. Megállapítottuk, hogy ez a hatás hím és nőstény patkányokban egyaránt nyilvánvaló volt; Nőstény patkányokban a PACAP hatásai nem tűntek kölcsönhatásba az E2 kezeléssel, bár bizonyítékok lehetnek az E2 finom hatására. Ezek az adatok alátámasztják az egyre növekvő irodalmat, amely a PACAP és a BNST aktivitását vonja maga után az élelmiszer-bevitel szabályozásában és a stresszre adott válaszban, ami a stresszhez kapcsolódó pszichopatológia jobb megértéséhez vezethet az embereknél.

FINANSZÍROZÁS ÉS KÖZZÉTÉTEL

Dr. Toufexis és Dr. Braas munkáját az Országos Egészségügyi Intézet finanszírozta. Dr. Hammack munkáját az Országos Egészségügyi Intézetek, a Skizofrénia és Depresszió Kutatásának Országos Szövetsége (NARSAD), valamint a Vermonti Egyetem Művészeti és Tudományos Főiskolája finanszírozta. Ezt a munkát az MH-97988 és az MH-072088 (SEH) támogatások, valamint a Vermonti Egyetem Idegtudományi Orvostudományi Kutatási Kiválósági Központjának (COBRE) finanszírozása (Nemzeti Egészségügyi Intézet NCRR P20RR16435) támogatta. A szerzők nem jelentenek összeférhetetlenséget.