Pedunkulopontisen tegmentaalitumakkeen kolinergisten neuronien projektio lateraaliseen hypotalamukseen ruokahalun säätelyssä
| Title: | Pedunkulopontisen tegmentaalitumakkeen kolinergisten neuronien projektio lateraaliseen hypotalamukseen ruokahalun säätelyssä |
| Author(s): | Helminen, Heidi |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Pharmacy |
| Discipline: | Pharmacology |
| Language: | Finnish |
| Acceptance year: | 2017 |
| Abstract: |
Obesity is considered one of the major public health challenges. One way to control obesity is to regulate appetite. Because brain is the primary regulative unit responsible for food intake, the research in this field has now been allocated especially to the central nervous system. The aim of this thesis was to clarify the role of cholinergic projections from pedunculopontine tegmentum (PPT) to lateral hypothalamus (LH) in food intake.
In this study, DREADD-technology (designed receptors exclusively activated by designer drugs) based on chemogenetics was utilized with a gene manipulated mouse strain. For the experimental part of this work the mice were divided in three separate groups: one transducted with an activating DREADD-receptor (hM3Dq), one transducted with an inhibiting DREADD-receptor (hM4Di) and one transducted only with a fluorescent protein called m-Cherry. The last group was also defined as a control group of this study. In addition, the gene which coded m-Cherry fluorescent protein was transducted together with hM3Dq- and hM4Di-receptor genes for the first two groups to be able to examine the receptor expression later.
At the baseline level, no differences were observed in food intake between the three study groups. The food intake did not differ between the groups while clozapine-N-oxide (CNO), a selective DREADD-receptor ligand, was administered straight into the LH area (0,03 µg/injection) with or without fasting of the animals. While administrating CNO to the mice intraperitoneally (1 mg/kg), the hM3Dq-group mice were observed to consume more food compared to the hM4Di-group or the control group. This difference was detected while food consumption was examined cumulatively during total four measuring hours. When the animals were fasted before the intraperitoneal administration test, however no differences were found between the study groups regarding food intake.
As a conclusion of this study, cholinergic projections from pedunculopontine tegmentum (PPT) to lateral hypothalamus (LH) were not regulating food intake in mice. However, the cholinergic cells in PPT and some of their axons might be involved in the regulation of food intake while the food consumption is studied continuously and long-term. More studies are required to better define the role of the cholinergic projections from pedunculopontine tegmentum (PPT) to lateral hypothalamus (LH) in food intake.
Lihavuutta pidetään yhtenä nykyajan suurimmista kansanterveydellisistä ongelmista. Yksi keino lihavuuden ehkäisemiseksi on vaikuttaa ruokahalun säätelyyn. Aivot toimivat ruoankulutuksen kannalta ensisijaisena säätely-yksikkönä, joten ruokahalun säätelyyn liittyvä tutkimus viime aikoina kohdennettu erityisesti keskushermostoon. Erikoistyöni tavoitteena oli selvittää, miten aivorungossa sijaitsevan pedunkulopontisen tegmentaalitumakkeen (PPT) kolinergisten neuronien yhteydet lateraaliseen hypotalamukseen (LH) vaikuttavat ruokahalun säätelyyn hiirillä.
Tutkimuksessa hyödynnettiin kemogenetiikkaan perustuvaa DREADD-teknologiaa (engl. designed receptors exclusively activated by designer drugs) yhdessä geenimanipuloidun hiirikannan kanssa. Erikoistyön kokeellista osuutta varten hiiret jaettiin yhteensä kolmeen koeryhmään: aktivoivalla DREADD-reseptorilla (hM3Dq) transduktoituun hiiriryhmään, inhibitorisella DREADD-reseptorilla (hM4Di) transduktoituun hiiriryhmään sekä ainoastaan fluoresoivalla proteiinilla (m-Cherry) transduktoituun kontrolliryhmään. Myös kahdelle ensimmäiselle, DREADD-reseptoreilla transduktoidulle hiiriryhmälle, liitettiin DREADD-reseptoreita koodaaviin geeneihin fluoresoivaa proteiinia (m-Cherry) koodaava geeni reseptorien myöhemmän tarkastelun mahdollistamista varten.
Lähtötasolla syödyn ruoan määrä ei eronnut koeryhmien välillä. Syödyn ruoan määrä ei eronnut eri koeryhmien välillä myöskään annosteltaessa DREADD-reseptorien selektiivisenä ligandina toimivaa klotsapiini-N-oksidia (CNO) suoraan LH:n alueelle (0,03 µg/injektio) ilman paastotusta tai eläinten paastotuksen jälkeen. Annosteltaessa CNO:a hiirille vatsaontelonsisäisesti (1 mg/kg) havaittiin, että hM3Dq-reseptorilla transduktoidun ryhmän hiiret söivät enemmän kuin hM4Di-reseptorilla transduktoidun ryhmän hiiret tai kontrollihiiret. Kyseinen ero ilmeni tarkasteltaessa syödyn ruoan määrää kumulatiivisesti yhteensä neljän tunnin aikana. Vastaavassa paastokokeessa koeryhmien välillä ei kuitenkaan havaittu eroja syödyn ruoan määrässä.
PPT:n ja LH:n välisillä kolinergisilla yhteyksillä ei tulosten perusteella näytä olevan selkeää vaikutusta ruokahalun säätelyyn. Toisaalta PPT:n alueen kolinergisilla neuroneilla ja joillakin näiden muodostamilla aksoneilla näyttäisi kuitenkin olevan vaikutusta ruokahalun säätelyyn, kun syödyn ruoan määrää tarkastellaan yhtäjaksoisesti pidemmällä aikavälillä. Lisää tutkimustietoa tarvitaan, jotta voidaan selvittää tarkemmin PPT:n ja LH:n alueiden välisten kolinergisten yhteyksien merkitystä ruokahalun säätelyssä.
|
| Keyword(s): | DREADD CNO obesity regulation of appetite food intake cholinergic lihavuus ruokahalun säätely ruoankulutus kolinerginen |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Pro_gradu_Helminen_final_version_2017.pdf | 2.093Mb |
This item appears in the following Collection(s)
-
Faculty of Pharmacy [538]