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文章

血糖挑战与蓝斑和孤立束核的快速细胞激活有关:磷酸化MAP激酶免疫反应性的限定空间分析

1
德克萨斯大学埃尔帕索分校生物科学系UTEP系统神经科学实验室,埃尔帕索,德克萨斯州79968,美国
2
德克萨斯大学埃尔帕索分校生物科学系生物科学博士课程,埃尔帕索,TX 79968,美国
3
美国南加州大学生物科学系,洛杉矶90089
4
德克萨斯大学埃尔帕索分校生物科学系生物学硕士项目,埃尔帕索,德克萨斯州79968,美国
5
德克萨斯大学奥斯汀分校信息学院,美国德克萨斯州奥斯汀78701
6
德克萨斯大学埃尔帕索分校边境生物医学研究中心,埃尔帕索,德克萨斯州79968,美国
信件应寄给的作者。
__
这些作者对这项工作贡献均等。
j .中国。地中海。 202312(7), 2483; https://doi.org/10.3390/jcm12072483
收稿日期:2023年1月9日 / 修订日期:2023年2月24日 / 录用日期:2023年3月2日 / 出版日期:2023年3月24日
这篇文章属于特刊 食欲调节的分子机制

摘要

啮齿类动物的研究表明,葡萄糖利用受损或低血糖与神经元的细胞激活有关 髓质(温斯洛,1733年)(MY),被认为控制摄食行为和葡萄糖反调节。然而,这种激活主要是在挑战的几个小时内被追踪到,而不是更早,并且在标准化的大脑图谱中被绘制得很差。在这里,我们报告,在15分钟内接受2-脱氧- d葡萄糖(2 dg;250 mg/kg,静脉注射),可以触发葡萄糖摄食行为,观察到的数量显著升高 菱形脑(His, 1893)(RB)神经元细胞谱对细胞活化标记物(s)、磷酸化的p44/42 MAP激酶(phospho-ERK1/2)具有免疫反应,其中一些谱也具有儿茶酚胺能。我们在开放获取的大鼠脑图谱中绘制了它们的分布,发现2- dg处理的大鼠(与盐处理的对照组相比)显示出更多的磷酸化erk1 /2 +大脑中的神经元 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812)(LC)和 孤立束核(>1840)(nt)。因此,某些RB神经元的2- dg激活可能比以前认识到的要快,涉及服务于多种功能系统和不同细胞表型的神经元。在标准化脑图谱中绘制这些人群的地图,简化了它们在临床前啮齿动物疾病模型中的定位和/或可比绘制。

1. 介绍

葡萄糖是大脑必不可少的代谢燃料来源,持续充足的供应是正常功能和生存所必需的。医源性低血糖是糖尿病患者的一个严重的临床问题[1],尽管长期糖尿病管理稳步改善[2],但对于I型和II型糖尿病患者来说,医源性低血糖仍然是一个主要的限制因素[1,3,4,5]。葡萄糖反调节机制通过分别增加胰高血糖素和减少胰腺α细胞和β细胞的胰岛素分泌,以及增加肾上腺髓质的肾上腺素释放来保护机体免受血糖急剧下降的影响[6]。在I型和晚期II型糖尿病中,这些防御功能受损,从而损害了身体维持葡萄糖稳态的能力。在低血糖相关性自主神经衰竭(HAAF)期间,这种损害会加剧,在这种情况下,先前的医源性低血糖会减弱血浆肾上腺素对随后一定水平低血糖的反应,从而导致葡萄糖反调节缺陷——所有这些都面临着胰高血糖素释放受损和胰岛素减少[7]。除了葡萄糖反调节缺陷外,HAAF还常伴有低血糖无意识,“认知功能受到严重干扰,患者可能出现困倦、不协调、思维混乱甚至昏迷”[8]。
HAAF的人类和动物模型已经存在,但需要改进[ 9],部分原因是并非所有潜在的反监管基本机制都已被阐明[ 10]。尽管周围的传感器(如门静脉)[ 11[])有助于对血糖挑战的反调节反应,越来越多的人认识到大脑机制也有助于这些反应[ 12131415]。因此,一直有密集的努力来了解如何 中枢神经系统(Carus, 1814) [ 16[CNS](参见 2.1节对于本研究中使用的正式(斜体)地图集命名),CNS感知循环葡萄糖水平并启动反调节反应,以及CNS损伤如何导致有缺陷的葡萄糖反调节[ 17181920]。一个令人信服的证据体已经确立了各种各样的关键作用 菱形脑(His, 1893) [ 21(RB)区域在血糖感知、喂养和/或对血糖挑战的反调节反应中的作用[ 2223242526272829303132333435363738394041],其中大部分工作集中在儿茶酚胺能神经元在大脑中的作用 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)在这些功能中[ 17434445464748495051]。某些神经细胞群 下丘脑(Kuhlenbeck, 1927) [ 52(HY)似乎也对血糖敏感和/或反调节至关重要[ 5354555657585960616263646566],连接RB和HY的神经回路有助于触发进食和下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)对血糖挑战的反应[ 156768697071727374]。此外,外周糖感机制可以通过神经回路与控制反调节反应的RB区域联系起来[ 18197576].
尽管我们对RB糖感和反调节的理解取得了这些进展,但关于这些反应的时空动态的两点仍不清楚,这两者都与本研究的目的有关。首先,就时间动力学而言,目前还不完全清楚RB神经元网络在体内追踪血糖状态变化的速度有多快。转录因子Fos的免疫检测已被用于追踪与血糖挑战相关的RB神经元激活[30,38,41,50,75],但其蛋白表达通常在1-3小时内达到峰值[77]。因此,很难将其延迟表达归因于血糖状态本身的变化,而不是由这种变化引起的继发性效应。理想情况下,“激活”神经元的解剖学上不稳定的生物标志物应该在更接近刺激事件的时间被诱导(在[78]中讨论)。在这项研究中,p44/42 MAP激酶的磷酸化形式被用于快速跟踪血糖挑战,这是Watts实验室首先采用的策略[67,68,69,70]。
其次,就空间动力学而言,在血糖挑战后被激活的RB神经元群的位置尚未在标准化的大脑地图集中精确绘制出来,这使得它们的可重复实验靶向和记录更加困难(在[ 79])。同样不清楚的是,RB神经元群是否也被血糖挑战迅速激活,而这一研究更多地是在唤醒而不是激素反调节的背景下进行的。这些知识可以帮助我们了解这些区域是否可能在产生对低血糖事件的认知感知中起作用,缺乏这些区域可能会导致糖尿病患者对低血糖不知情。 880]。在这里,我们以以前的工作为基础[ 69将与血糖挑战相关的RB神经元激活映射到开放获取的大鼠脑图谱中[ 81],并找出 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) [ 82[a],一个关键的唤醒促进RB结构,作为一个区域显示快速激活血糖挑战,以及其他RB结构,更传统地理解为在糖感和反调节网络中服务。总的说来,这项工作的结果,其中部分已以初步形式提出[ 83848586878889],提供的证据表明,参与糖感、反调节和唤醒的RB神经元群可以在15分钟内跟踪血糖挑战的开始。重要的是,我们的工作提供了两组新的结果,以解决我们的研究目标:(1)血糖挑战后RB的快速时间激活的证明;(2)使用开放获取的脑图谱对这些激活模式进行精确的空间映射。本研究中绘制的细胞激活模式是开发针对血糖挑战的全球中枢神经系统细胞激活图谱的一个有用的起点。

2. 材料与方法

2.1. 本研究中使用的神经解剖学命名惯例

在本研究中,作为我们鼓励使用标准化命名法以实现跨实验室(以及我们自己实验室内的此类数据集)神经解剖学数据集无缝注册的持续努力的一部分,我们使用Swanson [ 8190]。这些术语以斜体列出,以及首次使用该术语的相关引用。请注意,作者引用日期是 标准术语的一部分,这些嵌入术语的引文也包含在参考文献列表中。如果无法确定该术语的优先级,则Swanson将其指定为引用。 (> 1840)”;也就是说,“在1840年之后的某个时候定义的”。参考Swanson [ 8190]查阅有关这个标准化命名系统的进一步详情。

2.2. 研究对象及手术方法

所有程序均经南加州大学机构动物护理和使用委员会批准(协议代码#11239)。成年雄性Sprague-Dawley大鼠(Harlan Labs, Indianapolis, IN, USA; n= 12;手术当天体重(BW)在258-270 g之间)的大鼠单独饲养,置于12h:12h明暗循环(光照时间:06:00),可自由使用标准实验动物饲料和水。手术当日,每只大鼠用50%氯胺酮(100 mg/mL)、25%噻嗪(100 mg/mL)和10%乙酰丙嗪(10 mg/mL)混合的鸡尾酒麻醉(按0.1 mL鸡尾酒/100 g BW滴注)。通过跟踪麻醉后呼吸频率的预期降低,以及对短暂的尾巴或爪子捏捏没有反射反应,判断动物处于适当的麻醉手术平面。
在无菌手术条件下,经颈静脉进行房内导管置入,如先前报道[67,91],补充方法第S1节中有详细说明。术后护理包括给予氟尼新甲氨明镇痛药(0.25 mg/100 g BW, i.m)和庆大霉素抗生素(0.2-0.4 mg/100 g BW, i.m),并在3 - 6天的恢复期对每只动物进行仔细的日常监测和温柔的处理,在此期间对每只动物称重以确定它们是否达到手术前体重。在恢复期间,还检查了他们新安装的导管,并每天用肝素化盐水冲洗以确保其通畅。

2.3. 体内实验程序

在实验当天,在光照期的早期,动物通过导管注射0.9%无菌生理盐水作为载体对照( n= 7)或250毫克/公斤的2-脱氧- d葡萄糖(2 dg;目录# D6134-5G;MilliporeSigma, Inc., Burlington, MA, USA)在载具中溶解( n= 5)。静脉注射的目的是消除与疼痛相关的神经元激活,否则会通过腹腔注射进行治疗。在接受生理盐水或2-DG约15分钟后,受试者静脉输注~1.0 mL戊巴比妥钠麻醉(50mg /kg),持续30 s。在深度镇静状态下,受试者被转移到通风橱中,在通风橱下经心脏灌注,首先灌注0.01 M磷酸钠缓冲盐水,然后灌注新鲜解聚的4% ( w/ vp-甲醛,用硼酸钠缓冲至pH值9.5。将固定的大脑从头盖骨中取出,置于摇床上,4°C, 4% ( w/ vp-甲醛含量12% ( w/ v)蔗糖,阻断成前脑和后脑部分,然后用己烷在干冰粉床上过冷冷冻。冷冻块从己烷槽中取出,保存在- 80°C的小瓶中,直到切片。

2.4. 组织加工和免疫细胞化学

2.4.1. 脑组织的组织学处理

菱形脑(His, 1893) [ 21[b] (RB)块从- 80°C取出,安装在Reichert滑动切片机的冷冻台上,切成20 μ m厚的冠状切片。保存用于组织化学染色的切片分为8个1 / 8系列,在组织培养孔中填充冷冻保护剂(50%磷酸盐缓冲液,30%乙二醇,20%甘油;pH 7.4),保存在- 20°C,等待进一步处理。在大多数情况下,收集的第四个组织系列保留用于准备细胞结构 参考(R)系列使用尼氏染色法(见 2.5节),而其余组织系列保留用于免疫组织化学分析。的 R系列对于任何一个主题都被定义为组织系列,我们使用细胞结构信息来确定绘制图谱的边界条件 灰质区域(Swanson and Bota, 2010) [ 92我们的免疫反应性神经元群,这些细胞在来自同一受试者的相邻组织系列中可见。

2.4.2. 免疫组织化学

主要程序

使用tris缓冲盐水(TBS) (0.05 M;室温pH为7.4),切片用冷冻保护剂冲洗(每次5次,每次5分钟;5 × 5),然后在含2% TBS ( v/ v)正常驴血清(目录# S30-100 ML;EMD-Millipore, Burlington, MA, USA)和0.1% ( v/ vTriton X-100在室温下加热1.5-2.0小时。将组织与阻断溶液和针对多巴胺-β-羟化酶(EC 1.14.17.1)的一抗组成的鸡尾酒反应。 https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC1/14/17/1.html),胆碱乙酰转移酶(EC 2.3.1.6, https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC2/3/1/6.html),或erk1和erk2的磷酸化形式(EC 2.7.11.24, https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC2/7/11/24.html)(见 表1详情)。再用5 × 5 TBS冲洗后,切片与适当的二次鸡尾酒反应(同样用阻断溶液),然后用偶联试剂( 表1). 在Superfrost™Plus载玻片上覆盖碳酸氢钠缓冲甘油(室温下pH为8.6),用透明指甲油密封,4°C保存,避光以待进一步分析。

抗体信息和免疫组织化学对照

表1提供有关本研究中使用的抗体的信息。我们自己或其他实验室进行的预吸附实验已经证明了我们在本研究中使用的一抗与预期抗原靶点结合的特异性。首先,如前所述[ 68],我们在本研究中使用的兔phospho-ERK1/2抗体与用于产生该抗体的免疫肽预吸附可消除脑组织中的所有免疫染色(AMK; 未发表的数据). 其次,据报道,我们使用的小鼠单克隆抗DBH抗体产生免疫反应性,当抗体预先吸附10倍过量的牛肾上腺DBH时,这种免疫反应性在大鼠脑组织切片中完全消除[ 93]。同样,我们使用的一抗ChAT抗体是针对人胎盘ChAT而培养的,据报道,当用大鼠重组ChAT蛋白预吸附时,不产生免疫反应信号[ 94]。此外,萨顿和同事[ 9596已经证明了这一点 孤立束核(>1840)(NTS)组织使用我们在研究中使用的相同抗体显示phospho-ERK1/2的特定带,这些带可以使用针对酶的未磷酸化形式的抗体共同标记。请参考 补充方法第S2条详细了解我们的免疫组织化学对照实验。

2.5. 参考(R)组织系列的尼氏染色

R系列组织切片(与免疫组化染色相邻)在TBS中洗涤5 × 5,然后装在明胶包被的载玻片上,用浓度递增的乙醇(50%、70%、95%、100%)脱水,并用二甲苯去脂。切片再水化并用0.25%染色 w/ v硫氨酸溶液(美国密苏里州圣路易斯Sigma-Aldrich公司以“醋酸硫氨酸”销售);MW 287.34 g/mol;猫# T7029;([ 97],第151页);[ 98])。用0.4%的冰醋酸溶液去除多余的硫氨酸,组织载玻片在浓度升高的乙醇溶液(50%,70%,95%,100% × 3)中脱水,然后用混合异构体二甲苯清除,然后用DPX mountant盖盖,进行明场显微镜观察( 2.6.1节).

2.6. 显微镜和显微摄影

2.6.1. 亮场显微镜

共93个 R系列(nsll染色)组织切片,用于生理盐水和2- dg处理的一部分受试者( n= 2和3),使用带有X-Y-Z电动舞台的奥林巴斯BX63光学显微镜和附加的DP74彩色CMOS相机(冷却,20.8 MP像素偏移,60 fps) (Olympus America, Inc., Waltham, MA, USA)在明场照明下拍摄。图像采集使用cellSense™Dimension软件(Version 2.3;奥林巴斯)安装在惠普个人电脑工作站。使用该软件驱动电动平台,并使用×10放大物镜(Olympus UPlanSApo, N.A. 0.40, FN 26.5 mm)生成整个组织切片的平铺和缝合的宽视场马赛克显微照片。拼接在单个图像重叠15%的情况下进行。

2.6.2. 聚光和暗场显微镜

从接受生理盐水或2-DG的受试者中选择组织切片,用荧光照射拍照。一名团队成员(AMK)首先在所有组织切片上模糊识别信息,然后由另一名团队成员(GPT)拍摄切片,因此对治疗组一无所知。摄影使用Axio Imager M.2立式荧光显微镜(Carl Zeiss, Inc., Thornwood, NY, USA),配备X-Y-Z电动舞台和100 W卤素光源。使用合适的滤光片在独立的互不干扰通道中检测切片的免疫荧光,由一台EXi Blue单色相机(Teledyne QImaging, Inc., Surrey, BC, Canada)捕获,由Volocity软件(版本6.0.0-6.1.1;Quorum Technologies, Puslinch, ON, Canada)安装在Mac Pro计算机上(Apple Corp, Cupertino, CA, USA)。单视场和×20-magnification (Plan-Apochromat物镜;在Volocity中获得了单个视场的宽视场马赛克(拼接有20-40%的重叠),并导出为未压缩的tiff格式文件。这些显微照片亦已汇出jpeg格式的压缩文件,以供在会议上介绍初步结果[ 8586]。每个受试者的感兴趣区域(roi)从左侧和右侧拍摄 菱形脑(His, 1893) [ 21(RB),并包括 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82], 后期面积(>1840)内侧孤立束核(>1840)迷走神经背侧运动核(>1840);舌下核(>1840). 注意确保在相似的照明条件下捕获所有显微照片。对于某些路段的同伴 R系列组织受损或无法作为参考,在暗场照明下拍摄荧光组织系列的显微照片,以获得基准地标,以帮助划定细胞结构边界并确定组织切片的图谱水平分配。

2.6.3. 共焦显微镜

对选定的 菱形脑(His, 1893) [ 21] (RB)组织切片,使用连接蔡司观测仪的蔡司LSM 700共聚焦激光扫描系统进行额外成像。Z1倒置荧光显微镜(Carl Zeiss, Inc., Thornwood, NY, USA),位于UT El Paso边境生物医学研究中心的细胞表征和生物库核心设施。该系统配备了四个固态激光器,包括488 nm, 5555 nm和639 nm波长,分别用于检测Alexa 488, Cy3和Alexa 647荧光团信号。显微镜驱动采用Zen 2009软件(发布版本6.0 SP2;版本6.0.0.303;Carl Zeiss Microimaging GmbH, Dublin, CA, USA)。
一旦确定信号在探测器的动态范围内(见 补充方法第S3.1条进一步的细节),使用plani - neofluar物镜×10 (n.a., 0.3;Ph1), ×20 (N.A, 0.5),或×40 (N.A, 1.3;石油)的放大。针孔设置保持在或接近1艾里单位[ 99],定义为该通道的点扩散函数的宽度;然而,对于用于共定位分析的图像,将针孔调整在1 Airy单位设置的上方或下方,以便每个通道的光学切片的宽度在轴向( z)尺寸,以确保信号的准确比较[ 100].
除了少数例外,帧大小被设置为2048 × 2048像素。图像尺寸为618.9 μm × 618.9 μm(像素尺寸= 0.30 μm)。扫描以慢扫描速度(设置:4)进行,扫描时间平均为~36分钟(~12分钟/通道),平均16帧。扫描被导出为全分辨率未压缩的tiff格式文件,并导入到Adobe Illustrator CC(版本25.0;Adobe Systems, Inc., San Jose, CA, USA)为这项研究准备数据。

2.6.4. 检查荧光串扰

进行了一些质量控制检查,这些检查也被推荐为社区标准(例如,[100,101]),以评估我们在本研究中检测到的荧光信号的串扰(漏光)。其中包括在荧光标记、表观荧光成像和共聚焦成像水平上对串扰进行评估(详见补充方法第S4节)。

2.7. 空间分析和制表

2.7.1. 采样区域

为了初步表征生理盐水和2- dg处理的受试者的免疫荧光标记模式,我们在大脑的选定区域取样 菱形脑(His, 1893) [ 21] (RB)在三个选定的背侧水平( 图1). 具体来说,我们检查的组织切片是在推断的- 9.80 mm的正反立体坐标上取样的,从bregma (β)(对应于51级) BM4.0β为- 13.44 mm(水平67),β为- 13.76 mm(水平69)。我们的分析包括观察部分的免疫荧光模式 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82) (LC), 后期面积(>1840)孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(十二)。

2.7.2. 剖面平面分析、地图集水平分配和区域划分

为了确定组织切片是否位于与我们旨在取样的寰椎水平相对应的背侧位置,我们对收集的每个组织切片进行了切片平面分析。我们已经简要报道了在禁食和再喂养条件下对fos免疫反应组织进行的这类分析[102],并在这里说明了与本研究相关的其他细节(有关该主题的更全面回顾,请咨询Simmons和Swanson[103])。
首先,所有 R系列通过在电子表格上记录每个组织切片的状况,评估组织是否适合帮助确定细胞结构边界。被认为适合使用的部分被照在 2.6.1节. 团队成员(GPT, JVSP)通过仔细检查和记录可识别细胞群的最近邻空间关系,暂时为该部分分配了一个图谱水平 R系列显微照片,并将其与 脑图4.0阿特拉斯。在两个间隔很近的部分对应于同一地图集级别的情况下,只有一个部分被认为是最好地代表该地图集级别的分布模式(即,只有一个部分及其标记模式用于将模式映射到该特定级别)。
一旦初步分配给所有人 R系列将它们迁移到Adobe Illustrator (AI) 2022中并手动注释。为每个显微照片创建透明的数据层叠加,并在nisl染色模式中可识别的相关细胞分组周围绘制边界,以产生区域包裹。切片的左右两侧也被仔细地记录下来,以便与经过免疫荧光处理的组织系列准确地登记nsl定义的边界。这是通过记录组织半球形状的不对称性来实现的,特别是在某些关键区域(例如,锥体束之间的区域;横切面位于腹侧的血管投资组织)。例如,如果nisl染色切片缺失或损坏,无法用于收集信息以帮助进行切片平面分析和图谱水平分配,则使用荧光标记组织系列的化学结构及其相关基准。在某些情况下,在暗场照明下荧光标记的组织切片的可视化足以为团队成员提供重要的基准来做出所需的决定。用于确定每个ROI的正确空间上下文的具体标准和注意事项将在 补充方法第S5条

2.7.3. 标准化的映射

将免疫标记的组织切片图像导入Adobe Illustrator (AI)中,并与包含相应相邻层显微照片的数据层精确对齐 R系列作为细胞结构参考的nissl染色组织切片(见 2.4.1节2.5节). 然后将在nisl照片数据层上绘制的区域边界叠加到底层荧光图像上,使每个图像集都能配准到适当的水平 脑图4.0 (BM4.0)开放获取地图集[ 81].
将免疫标记的元素绘制到 BM4.0AI中的图谱模板,荧光标记的纤维和核周轮廓分别在单独的数据层上进行跟踪和线段和圆圈标记。如果这些表示共享一个共同的区域边界(即,如果它们都在同一区域内),则它们在各自的层中分组在一起。然后将这一层作为一组绘制元素的集合复制并粘贴到包含相应的图谱水平模板和相应的大脑区域的底层数据层中。绘制元素的导入是通过对齐分组元素,使其尽可能接近地图上有界区域的注册来实现的。校准通常包括旋转绘制的图案,使其与地图的区域边界正确对齐。通过这种方式,为每个受试者创建了DBH-、ChAT-和phospho- erk1 /2免疫反应信号图谱。

2.7.4. 信号共定位的区域划分量化与评估

计算程序

为感兴趣的读者提供了计数过程的基本原理 补充方法第S6条是基于已发表的建议[ 104105]。免疫标记的外核谱被人工计数和注释,其方式与我们中的一位之前报道的类似[ 67],但使用的是数字透明覆盖层,而不是贴在印刷图像硬拷贝上的醋酸胶片。具体来说,roi对应于的截面图像 BM4.0在Adobe Illustrator (AI) 2022中打开atlas关卡51、67和69,并将其排列到包含叠加合并通道和单通道图像的文件中,每个文件都在一个单独的图层中。另外创建了两个层,用于手动注释DBH-和perk1 /2标记的核周围剖面。
为了标记DBH标记的核周轮廓的位置,审稿人使含有DBH免疫荧光对应的单通道图像的层可见,并使用 椭圆工具在胸径层标记的核周轮廓上放置白色的椭圆。保留包含DBH的层 +周围核的轮廓标记可见,团队成员切换单通道的pERK1/2图像打开和关闭,确定是否每个DBH +根据pERK1/2剖面在一个通道或两个通道的可见性分别进行单标记或双标记。
为了记录双重标记的核周轮廓 智能指南使用AI中的“快照到中心”功能,将黑色椭圆精确地放置在DBH的质心坐标上 +在“pERK1/2”层的“pERK1/2 + DBH”子层上进行剖面标记。当以这种方式识别所有共标记的周围核剖面时,使用pERK1/2单通道图像记录在称为“仅pERK1/2”的子层中仅显示pERK1/2信号的剖面。的67和69级对应的图像注释 BM4.0, ChAT免疫标记容易识别DMX的胆碱能运动神经元;周围核的剖面图是DBH +或pERK1/2 +在DMX附近,但不在ChAT +不被认为是DMX神经元。
为了获得核周剖面计数,选择层或子层,并记录该层内物体的数量。pERK1/2的个数 ++胸径 +将周围核谱和pERK1/2-only谱相加,以确定pERK1/2标记谱的总数和pERK1/2的数量 ++胸径 +周围核剖面从总胸径数中减去 +配置文件,以确定仅dbh配置文件的数量。

过采样误差的校正

我们采用了Abercrombie[106]的方法来纠正对我们的外围核剖面计数的高估,如补充方法的第S6.2节所述。

2.7.5. 统计分析

的pERK1/2 +,胸径 +,以及ChAT +在相应的切片上统计LC、NTSm和DMX内的双侧核周剖面 BM4.0阿特拉斯51 67 69。生理盐水和2- dg处理的大鼠每个区域的双侧核周轮廓计数的平均值[(左侧计数+右侧计数)/2]被认为是免疫反应细胞的代表性数量。每个脑区的图谱数量作为因变量,生理盐水或2-DG处理作为自变量,用于统计和探索性数据分析。夏皮罗-威尔克测验[ 107],确定各治疗组因变量的高斯分布。Phospho-ERK1/2 +2- dg处理大鼠NTSm中67和69水平的核周轮廓数在a时不符合高斯分布假设 p-值为0.05。由于分布不是正态分布,并且在整个研究中保持一致,因此在本研究中,使用非参数统计检验来分析抽样大脑区域中轮廓数的所有差异。
采用Wilcoxon秩和检验分析各区域生理盐水处理大鼠与2- dg处理大鼠免疫反应性核周轮廓数分布差异的显著性[ 108109]。一个 p-值小于或等于0.05被认为具有统计学意义。通过计算Benjamini-Hochberg来控制错误发现率[ 110)调整 p-值,FDR为5%或以下被认为具有统计学意义。计算效应量,并用于解释生理盐水和2- dg处理的受试者之间差异的大小。效应量从0.1到小于0.3、0.3到小于0.5和大于或等于0.5分别被归类为小、中、大量级。RStudio (R, version 3.6.2) [ 111)与 rstatix [ 112), ggplot2 [ 113]软件包用于统计分析,并构建箱形图和饼状图。

3.结果

本研究的结果主要分为两个部分。首先,喙的 菱形脑(His, 1893) [ 21(RB)数据的生理盐水和2- dg处理的受试者,特别是 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82) (LC)。其次,考虑尾侧RB数据,类似地比较两组的标记模式 孤立束核(>1840)(nt)和 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑)。对于每个部分,首先展示个体受试者,重点是组织学结果的成对比较,地图集图中免疫反应的个体模式,以及信号的形态学考虑。随后,对生理盐水和2- dg处理的受试者的免疫反应性核周轮廓计数和按细胞表型分类的活化核周轮廓计数进行组水平的统计比较。

3.1. 生理盐水和2- dg处理的受试者LC中的细胞活化谱

3.1.1. 单对受试者的代表性结果

磷酸化- erk1 /2免疫反应模式映射到51水平

图2显示了我们从接受静脉生理盐水或2-DG注射的受试者中取样的部分LC中磷酸化- erk1 /2免疫反应神经元的映射分布。为了确定两组组织切片的适当的背侧位置,我们在组织内的基准地标的指导下,在暗场照明下在同一切片上可视化( 图2A(i))或在从同一受试者收集的相邻系列组织的硫氨酸染色切片(即, R系列;参见材料与方法 图2B (i))。参考组织使我们能够将荧光图像中观察到的轮廓的位置映射到51级 BM4.0阿特拉斯( 81]。生理盐水处理与明显数量的phospho-ERK1/2无关 +LC ( 图2(3))。相反,phospho-ERK1/2的数量显著升高 +2-DG处理后观察核周轮廓( 图2B(3))。几乎所有的磷酸化- erk1 /2免疫反应似乎都在dbh免疫反应神经元内( 图2B(iv)),一种在该结构中大量存在的细胞表型(例如,[ 114115116117118119]);这些双重标记的核周剖面被映射为 金色相应地图集地图上的圆圈符号( 图2B (v))。在这个水平上,所有磷酸化erk1 /2 +似乎是双标记的dbh免疫反应性,因为没有一个似乎只包含phospho-ERK1/2单独的单标记。

Phospho-ERK1/2+和胸径+在LC的其他层次的外围核体剖面

虽然我们没有正式地绘制免疫反应模式 BM4.0在含有LC的组织切片的图谱模板中,我们确实观察到了phospho-ERK1/2 +主要在2- dg治疗的受试者中,在所有背侧侧水平的LC中包含该结构。例如,对于另一个2- dg处理的受试者(#K10-027), LC中的核周轮廓再次显示出对组织切片中激活标记物的强大免疫反应性,就在51水平上绘制的组织切片的尾侧( 图3). 具体来说,在尾侧约480 μm的位置映射到位于两者之间的组织平面 BM4.0图谱52和53,磷酸化erk1 /2 +外围核体的轮廓再次明显,特别是位于结构背面的核体( 图3B)。
在×20高倍率物镜下观察,作为单平面共聚焦扫描,可以在核周和神经突延伸内观察到dbh免疫反应信号,这已经被其他人报道[ 114115116117118119]。有些神经突平行于脑的外侧边缘 第四脑室主部(Swanson, 2018) [ 81[4] [4] 图3A)。尽管双标记核周剖面在这一水平很明显( 图3D),在这些谱图中,Alexa-488荧光的相对丰度、亮度和饱和度淹没了phospho-ERK1/2免疫反应性的较暗Cy3信号。如果将Alexa-488信号的不透明度设置为35%而不改变Cy3信号( 图3C;在双标记的神经元中,一些核周核室中明显存在磷酸化- erk1 /2免疫反应性,在许多核周核室中明显没有荧光信号表明核核的存在( 图3D)。

3.1.2. 生理盐水与2-脱氧-的组水平效应d葡萄糖对LC活化的影响

LC活化的定量分析

为了确定LC激活与生理盐水和2-DG处理的关系,我们在LC中计算了pERK1/2-和dbh免疫反应性的核周细胞谱 BM4.0所有科目的阿特拉斯等级为51。 图4示abercrombie校正的phospho-ERK1/2的箱形图 +和胸径 +外围核剖面计数和 补充表S1给出了我们定量分析的描述性统计。生理盐水组和2-DG组磷酸化- erk1 /2免疫反应谱的中位数分别为15和33个( 表S1),两组间分布差异有统计学意义(Wilcoxon统计量= 25; n 1 = n 2= 5,经罗斯福调整 p < 0.05; 表S2). 具体来说,与盐水处理的大鼠相比,2-DG-在LC中显示的perk1 /2免疫反应谱的数量显著增加( 图4“总”列(pERK1/2: +);FDR-adjusted p< 0.05;效应量:大; 表S2). 同样,生理盐水组和2-DG组双标记基因的中位数分别为13个和33个( 表S1),两组的分布又有显著差异(Wilcoxon统计量= 25; n 1 = n 2= 5,经罗斯福调整 p < 0.05; 表S2). 因此,与盐水处理大鼠相比,2-DG大鼠的LC谱双标记计数明显升高( 图4“double-labeled”列(pERK1/2, DBH均为+) 效应量:大; 表S2). 相比之下,生理盐水处理大鼠与2- dg处理大鼠DBH外核数无统计学差异( 图4“总”列(胸径:+)和 “single-labeled”列(DBH: +, pERK1/2:−);另请参阅 表S2).

生理盐水和2- dg处理的受试者LC中dbh免疫反应性核周谱数量的相对差异

为了确定2-DG处理是否与LC中dbh免疫反应神经元数量的变化有关,Abercrombie-corrected single (pERK1/2)的相对百分比 +仅或DBH +仅限)和双标签(pERK1/2) +和胸径 +)计算生理盐水组和2-DG组的核周分布,并以饼状图的形式可视化 (补充)图S1. 与我们的显微观察一致,大部分的pERK1/2 +LC的外核剖面被鉴定为DBH +生理盐水处理(94.9%)和2- dg处理(98.3%)大鼠( 图S1, pERK1/2 +行,pERK1/2 +&胸径 +黄色的分数)。为DBH总数 +近核体剖面中,pERK1/2的比例较高 +2-DG-大鼠的LC(36.2%)比盐水处理大鼠(17.7%)( 图S1,胸径 +行,pERK1/2 +和胸径 +黄色的分数)。相比之下,平均总胸径数 +两组间的核外轮廓无显著差异(经fdr校正) p = 0.22; 表S2).

3.2. 生理盐水和2- dg处理的受试者NTS和DMX的细胞激活谱

3.2.1. 在atlas水平67的单对受试者中有代表性的结果

phospho - erk1 /2免疫反应模式映射到67水平

图5图中显示了生理盐水或2-DG给药后活化的NTS和DMX神经元中磷酸化- erk1 /2免疫反应信号的映射分布。生理盐水治疗与NTS中大量磷酸化- erk1 /2免疫阳性核周谱无关( 图5(3))。相比之下,2-DG处理与NTSm内标记磷酸化- erk1 /2免疫反应性核周谱的背景上荧光信号的适度升高相关(见图2中的微弱荧光谱) 图5(3), 用箭头标明;也看到 图S2A B放大视图)。这一提升达到了统计学意义(见 3.2.2节组水平效应),对应于单标记的phospho-ERK1/2谱和双标记的DBH免疫反应性( 图5B(vi)),表示为 红色的- - - 黄色的在相应的地图集地图( 图5B (v))。
DMX中的chat免疫阳性神经元,如图 蓝色的,在盐水处理的受试者中显示出低水平的基础激活( 图5A(vii)),并显示为 品红色的当phospho-ERK1/2免疫反应时,在图谱上出现圆圈。在一些受试者中,phospho-ERK1/2的数量 +2-DG处理后DMX的核周轮廓升高,但盐水处理后没有升高( 图5B(vii)),但如 3.2.2节在组水平上,差异无统计学意义。在某些情况下,chat标记的核周轮廓也观察到dbh免疫阳性,如图所示 荧光绿圆,表示为 黑色的三种标记物均有免疫反应。相比之下,未观察到磷酸化erk1 /2免疫反应性 舌下核(>1840)(XII),脑组织内很少或没有观察到dbh免疫反应纤维 孤立束外侧核(>1840)

3.2.2. 生理盐水与2-脱氧-的组水平效应d葡萄糖给药对NTS和DMX激活的影响BM4.0 Atlas Level 67

67级核周细胞NTS活化及dbh免疫反应的定量分析

为了确定NTS激活与生理盐水和2-DG处理的关系,在NTS中计算了pERK1/2-和dbh免疫反应性核周谱 BM4.0Atlas所有科目67级( n盐水处理组= 6; n2- dg组= 5)。 图6示abercrombie校正的phospho-ERK1/2的箱形图 +和胸径 +外围核剖面计数。 表S3和S4分别给出定量分析的描述性统计和检验统计。
生理盐水组和2-DG组的perk1 /2免疫反应谱中位数分别为1.7和6.1 ( 表S3),两组的分布差异显著(经fdr校正后,Wilcoxon统计量= 30) p < 0.05; 表S4). 与盐水处理的对照组相比,2-DG处理后NTS内perk1 /2免疫反应谱的数量显著增加( 图6“总”列(pERK1/2: +);FDR-adjusted p< 0.05;效应量:大; 表S4). 生理盐水组和2-DG组双标记谱的中位数分别为0.2和1.9 ( 表S3),组间分布差异显著(经罗斯福校正后,Wilcoxon统计量= 29) p < 0.05; 表S4). 在2- dg处理的大鼠中观察到的升高的计数在单- ( 图6“single-labeled”列(pERK1/2: +, DBH:−);FDR-adjusted p< 0.05;效应量:大; 表S4)和双标记核周轮廓计数( 图6“double-labeled”列(pERK1/2: +, DBH: +);FDR-adjusted p< 0.05;效应量:大; 表S4). 生理盐水和2- dg处理的大鼠dbh免疫反应谱计数无显著差异( 图6“总”列(胸径:+);另请参阅 表S4).

67级核周细胞NTS活化及dbh免疫反应的定量分析

为了确定生理盐水和2- dg处理的受试者在67水平时NTS中dbh免疫反应神经元的数量,Abercrombie-corrected single- (pERK1/2)的相对百分比 +仅或DBH +仅限)和双标签(pERK1/2) +和胸径 +)计算生理盐水组和2-DG组的核周分布,并以饼状图的形式可视化 图S2C. 与在图谱水平51的LC中观察到的相对百分比相反,大部分pERK1/2 +在NTS的周围核剖面在67层被确定为DBH - - - - - -生理盐水处理(86.9%)和2- dg处理(74.0%)大鼠( 图S2C, pERK1/2 +行,pERK1/2 +只有; stonewashed分数)。为DBH总数 +近核体剖面中,共定位的pERK1/2百分比较高 +2-DG-组的NTS(55.0%)比盐处理大鼠(11.9%)( 图S2C,胸径 +行,pERK1/2 +和胸径 +黄色的分数)。

DMX活化及DBH-和chat -免疫反应的定量分析

为了确定DMX激活与生理盐水和2-DG处理的关系,在DMX中计算了pERK1/2-, ChAT-和dbh免疫反应性核周细胞谱 BM4.0Atlas level 67(除一门科目外) n盐水处理组= 6; n2- dg处理组= 5;2- dg处理的受试者的组织K10-008在这个水平上是不可用的)。 图7示abercrombie校正的phospho-ERK1/2的箱形图 +、聊天 +和胸径 +这11个研究对象的外核剖面都很重要。 表S3和S4分别给出这些科目在这一水平上的所有比较的描述性统计和检验统计。虽然我们观察到与治疗相关的abercrombie校正谱的差异,显示DMX at的pERK1/2免疫反应性 BM4.0Atlas部分科目67级( 图5),在组水平上,生理盐水处理大鼠和2- dg处理大鼠的图谱(单标记、双标记或三标记)数量没有显著差异(见 图7表S4). 同样,在ChAT的数量上也没有观察到差异 +和胸径 +治疗组间核周分布。
在DMX周围核谱数量没有明显变化的情况下,计算生理盐水组和2-DG组abercrombie校正的单、双、三标记谱的相对百分比,并将其可视化为饼状图 图S3. 大部分的pERK1/2 +DMX中67层的核周剖面被确定为ChAT +生理盐水处理(97.7%)和2- dg处理(97.8%)的大鼠DBH呈阴性( 图S3, pERK1/2 +行,pERK1/2 +和聊天 +品红色分数)。有趣的是,对于ChAT的总数 +外核剖面,pERK1/2的百分比 +和聊天 +2-DG-组(45.0%)比盐处理组(33.9%)双标记核周谱更大。

3.2.3. Atlas水平69的单对受试者代表性结果

磷酸化- erk1 /2免疫反应模式映射到69水平

图8在生理盐水或2-DG给药后,磷酸化- erk1 /2免疫反应性在NTS和DMX周围核谱中的分布。生理盐水治疗与NTS中相对较少的磷酸化- erk1 /2免疫反应性核周谱相关( 图8(3); 参见箭头标记的配置文件;也看到 图S4A B放大视图)。相比之下,2-DG处理在可比组织切片中对应更多的免疫反应谱( 图8B (iii); 参见箭头标记的配置文件;也看到 图S4A B放大视图)。生理盐水治疗还与少量碱性激活的chat免疫阳性核周细胞有关,这些细胞在DMX中以69水平微弱地发出磷酸化erk1 /2信号( 图8(七))。与67水平类似,2-DG给药后,磷酸化- erk1 /2免疫反应性核周谱的总数和荧光信号的相对亮度略有增加( 图8(七))。在两组中,在这个水平上观察到较少的chat免疫反应谱也是dbh免疫阳性或三重标记。在NTSco中发现少量磷酸化- erk1 /2免疫反应谱,但在NTSl或XII中未发现。
图9展示了组织切片的共聚焦显微图像,与接受生理盐水载体的受试者相比,该图像更好地显示了2- dg处理的受试者在NTS和DMX中显示磷酸化erk1 /2免疫反应性的核周剖面数量的增加。在NTS中观察到,与2-DG处理相关的共标记DBH免疫反应性的核周谱和仅表达磷酸化- erk1 /2免疫反应性的核周谱数量增加(图9B”(ii))。在DMX中,盐处理的受试者显示很少的磷酸化- erk1 /2免疫反应谱,主要分布在细胞核的内侧部分(图9A”(ii))。2-DG处理与DMX内磷酸化- erk1 /2免疫反应谱数量的轻微升高有关,这些谱在细胞核中似乎没有优先分布(图9B " (ii))。

3.2.4. 生理盐水与2-脱氧-的组水平效应d葡萄糖给药对NTS和DMX激活的影响BM4.0 Atlas Level 69

69级核周细胞NTS活化及dbh免疫反应的定量分析

为了确定NTS激活与生理盐水和2-DG处理的关系,我们在NTS中计算了磷酸化- erk1 /2-和dbh免疫反应性核周细胞谱 BM4.0Atlas水平69生理盐水- ( n= 6)和2- dg处理( n= 4)受试者。 图10示abercrombie校正的phospho-ERK1/2的箱形图 +和胸径 +外围核剖面计数。 表S5和S6分别给出定量分析的描述性统计和检验统计。生理盐水组和2-DG组磷酸化- erk1 /2免疫反应谱中位数分别为3.6和8.3 ( 表S5),两组的分布差异显著(经fdr校正后,Wilcoxon统计量= 24) p< 0.05;效应量:大; 表S6). 与盐水处理的对照组相比,2-DG处理后NTS内磷酸化- erk1 /2免疫反应谱的数量显著增加( 图10“总”列(pERK1/2: +);FDR-adjusted p< 0.05;效应量:大; 表S6). 生理盐水组和2-DG组双标记基因的中位数分别为0.8和2.9个( 表S5),再次有显著性差异(Wilcoxon统计量= 24,经罗斯福校正 p < 0.05; 表S6). dbh标记的概要文件总数( 图10“总”列(胸径:+);另请参阅 表S6)在治疗组间无显著差异。

69级核周细胞NTS活化及dbh免疫反应的定量分析

为了确定2- dg处理相关的NTS周围核表型组成在69水平的变化,abercrombie校正的单一(pERK1/2)的相对百分比 +仅或DBH +仅限)和双标签(pERK1/2) +和胸径 +)计算生理盐水组和2-DG组的核周分布,并以饼状图的形式可视化 图自己. 与NTS地区在地图集水平67观测到的相对百分比相似,大部分是pERK1/2 +外核剖面被确定为DBH - - - - - -生理盐水处理(74.8%)和2- dg处理(62.7%)大鼠( 图自己, pERK1/2 +行,pERK1/2 +只有; stonewashed分数)。胸径与NTS 67级核周围剖面的相对百分比一致 +近核体剖面中,pERK1/2的比例较高 +2-DG-组的NTS(27.7%)比盐水处理大鼠(9.2%)( 图自己,胸径 +行,pERK1/2 +和胸径 +黄色的分数)。

DMX活化及DBH-和chat - 69水平核周免疫反应的定量分析

为了确定DMX激活与生理盐水和2-DG处理的关系,我们在DMX细胞中计算了磷酸化- erk1 /2-、ChAT-和dbh免疫反应性核周细胞谱 BM4.0Atlas水平69生理盐水- ( n= 6)和2- dg处理( n= 4)受试者。 图11示abercrombie校正的phospho-ERK1/2的箱形图 +、聊天 +、DBH +外围核剖面计数。 表S5和S6分别给出定量分析的描述性统计和检验统计。生理盐水组和2-DG组的磷酸化- erk1 /2免疫反应谱中位数分别为8.8和8.5 ( 表S5),两组的分布无统计学差异(经fdr校正后,Wilcoxon统计量= 11.5) p = 1; 表S6). chat标记的概要文件的总数( 图11 ,“total”列(聊天:+);另请参阅 表S6)或ChAT-profiles也对DBH呈免疫阳性( 图11;另请参阅 表S6)在治疗组间无显著差异。因此,三重标记的核周轮廓数( 图11“triple-labeled”列;另请参阅 表S6),组间差异不显著。
在DMX周围核谱数量没有显著差异的情况下,计算生理盐水组和2-DG组abercrombie校正的单、双和三标记谱的相对百分比,并将其可视化为饼状图 图S5. 与水平67的结果相似,大部分磷酸化- erk1 /2 +DMX中69层的核周剖面被确定为ChAT +生理盐水组(99.7%)和2- dg组(100%)DBH呈阴性( 图S5, pERK1/2 +行,pERK1/2 +和聊天 +品红色分数)。然而,在总ChAT中 +外核剖面,pERK1/2的百分比 +和聊天 +2-DG-组双阳性核周分布(53.5%)似乎高于盐处理组(43.6%),但差异不像67级相对百分比那么明显。

4. 讨论

在这项研究中,我们发现静脉注射血糖刺激,2-脱氧- d-葡萄糖(2-DG),与快速激活 菱形脑(His, 1893) (RB) [ 21神经元,特别是那些在 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) (LC) [ 82), 孤立束核(>1840)(nt)。这些被采样和映射到离散的背向水平 脑图4.0开放获取大鼠脑图谱[ 81]。激活是通过在攻击后15分钟内在这些区域显示ERK1/2磷酸化形式的免疫反应性的核周谱数量的增加来编码的。这些激活的神经元包括儿茶酚胺能神经元和非儿茶酚胺能神经元,其中一些在盐处理的受试者中也显示出基础水平的激活。下面,我们将讨论这些发现与进食和血糖反调节过程中神经回路的相关生理学和解剖学。

4.1. 生理方面的考虑

在血糖挑战期间,神经回路的激活,与其他系统级过程一样,可以在多个尺度上观察和测量,仔细考虑这些尺度,为整个系统得出的结论提供证据的集合。在这里,我们考虑了我们测量的读数(phospho-ERK1/2免疫反应性),我们选择的刺激(2-DG注射)及其在大脑中的耦合的多尺度问题,着眼于这些成分如何在一起考虑时,提供大脑对血糖挑战的生理反应的证据,这种反应具有可以可靠跟踪的时空成分。

4.1.1. 磷酸化- erk1 /2作为神经元激活的快速追踪者

与大多数科学的现象学概念一样([ 120(第3-5页)),术语“激活”在不同的语境下意味着不同的东西。在大脑中,激活可以指结构或功能条件的无数变化中的任何一种,仅举几个例子,包括神经元放电率、细胞内钙离子 2 +代谢,神经传递,基因转录,蛋白质翻译或翻译后修饰。这些激活措施是否总是反映 有关一种功能或一组功能背后的生理变化已成为许多讨论的主题[ 7778121122123124125126].
在这里,我们将“活化”称为与2-DG处理相关的RB神经元中丝裂原活化蛋白(MAP)激酶磷酸化状态的变化。MAP激酶(EC 2.7.11.24; https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC2/7/11/24.html)由蛋白激酶组成,催化有层次组织的磷酸化调控级联事件[ 127]。MAP激酶的ERK亚家族成分已经定位在我们研究的RB结构中,包括LC、NTS和DMX [ 128]。Thr-X残基上ERK1/2激酶的磷酸化 aa酶激活环中的-Tyr双磷酸化基序(在人类中:Thr 202和酪氨酸 204;老鼠:是的 183和酪氨酸 185)已被证明是催化活性所必需的[ 129]。使用针对MAP激酶的磷酸特异性抗体是间接鉴定催化活性酶的一种既定方法[ 130],尽管这些抗体结合并检测到的磷酸化残基在技术上是由免疫标记酶上游的MAP激酶催化的磷酸化反应的产物[ 130].
重要的是,尽管我们在这里根据磷酸化状态的变化来定义激活,但我们并不测量磷酸化本身,而是测量显示磷酸化MAP激酶免疫反应信号变化的神经元数量。磷酸化特异性抗体是选择性的,只能标记酶的磷酸化形式,而不能标记酶的非磷酸化形式。因此,这种标记反映了MAP激酶分子池的激活,正如从成像细胞轮廓的核周和细胞核中积累的免疫反应信号所观察到的那样。由此产生的免疫反应信号在生理盐水和2- dg处理的受试者之间以及不同区域之间的强度不同,这里没有进行定量比较。相反,显示高于背景水平的免疫反应信号的核周谱的数量被计算为评估细胞群体水平募集的一种手段。
我们观察到更多的phospho-ERK1/2 +相对于盐水处理的对照组,2- dg处理组的LC水平为51,NTSm水平为67和69。这种对phospho-ERK1/2有免疫反应的神经元数量变化的生理意义目前尚不清楚。然而,我们从这些变化中推断,面对这种血糖挑战,更多的神经元被“招募”来执行生理相关活动。为了支持这一观点,有三种证据表明,这种增加反映了LC和NTSm神经元整体信号状态的变化,以启动基因表达的从头变化和/或2-DG给药后神经元放电率的变化。这些证据将按照其与血糖升高相关程度的递减顺序进行考虑。
首先,我们之前已经表明,与胰岛素或2-DG静脉注射等血糖挑战相关,磷酸化- erk1 /2可靠地跟踪细胞激活 室旁下丘脑核(>1840)(PVH)和 下丘脑弓状核(>1840) [ 6768697072]。此外,在这些条件下,至少在我们为 细胞小分裂(>1840)PVH的磷酸化- erk1 /2不仅在这些挑战中跟踪细胞激活,而且可能在这些挑战所涉及的下游过程中起因果作用,例如转录因子的募集,某些基因表达模式的诱导,以及神经元放电率的增加[ 7073]。因此,考虑在相同的血糖挑战下,RB神经元中观察到的phospho-ERK1/2也可能具有类似的功能,似乎是合理的。然而,证据链中的环节需要建立磷酸化- erk1 /2在RB神经元对血糖挑战反应中的因果作用,正如它已被确定为PVH对这些挑战的反应[ 71],尚未被伪造。
其次,除了我们对磷酸化erk1 /2与RB中血糖挑战相关的研究之外,这些酶已经在大脑的这一细分的其他背景下进行了研究。例如,在LC中,ERK1/2追踪与雄性关节炎大鼠疼痛相关焦虑相关的细胞激活[131],并在某些实验条件下似乎有助于LC神经元的强直抑制[132]。光遗传学刺激下丘脑中表达下丘脑促下丘脑分泌素/食欲素的神经元可触发LC组织匀浆中生化可检测的磷酸化erk1和2的升高[133]。在NTS中,phospho-ERK1/2介导胆囊收缩素或黑素皮质素受体激动剂对食物摄入的抑制作用[95,96,134]。在其他RB区域,包括那些与功能定义的延髓吻侧腹外侧相对应的区域,ERK通路参与了尿紧张素诱导的交感血管舒缩张力的增加[135]。因此,在RB的整个部分,磷酸化的ERK1/2似乎参与了信号转导的因果链,将刺激与适当的生理反应联系起来。因此,这一系列证据支持ERK1/2在血糖升高的情况下具有类似的作用。
最后,更普遍的问题是磷酸化- erk1 /2的升高是否与其他“激活”的增加相关,如神经元放电率升高或导致基因表达的信号级联增加,菲尔兹和同事在许多使用背根神经节神经元作为模型系统的深入研究中已经系统地解决了这个问题。从这些研究中,他们已经确定ERK1/2能够以相当高的保真度跟踪特定的动作电位放电模式,并协调转录网络[136,137,138,139]。
综上所述,这三条证据线为我们提供了独立但概念上可整合的实验结果集,表明在这些实验条件下,ERK1/2激酶的磷酸化修饰构成了一个快速可靠地跟踪我们干预的细胞内生化过程。此外,它们支持这样一种观点,即它们不仅跟踪我们的干预,而且还可能参与调解对干预产生的生理上有意义的反应。在为我们慎重的反应建立了这个框架之后,我们接下来关心的是我们所采取的干预措施的性质。

4.1.2. 静脉注射2-Deoxy -d-葡萄糖作为生理相关的血糖挑战

虽然phospho-ERK1/2很好地定位为血糖挑战的可靠读数,但2-DG是产生这种挑战的生理相关刺激吗?历史上,Warburg在肿瘤中发现有氧糖酵解[ 140141引起了人们对利用糖酵解抑制剂(如2-脱氧-)的极大兴趣 d-葡萄糖(2-DG),作为损害肿瘤葡萄糖利用的手段(例如,[ 142143]),这种兴趣导致它被用作癌症患者的治疗方法[ 144]。这种损害葡萄糖利用的策略也在其他临床领域得到了应用,最值得注意的是使用2-DG来评估人类的生理反调节反应[ 145]和其他动物[ 146147148]。在完整生物体的尺度上,2-DG也被用作实验性诱导食物摄入的手段[ 74148149150151152153],一种受时间影响的行为反应[ 151],饮食[ 152]和营养状况[ 153]。尽管进食和血糖调节控制回路可能是重叠但不冗余的神经系统的组成部分,但2-DG对反调节过程和食物摄入的影响已经得到充分证实,足以为其在这种规模上继续探索这些系统提供理由。
在细胞或无细胞(分离的生化)尺度上对2-DG进行的研究进一步支持了这一论断。特别是酶动力学研究,每项研究都在不同的实验起始条件下进行,提供了惊人的间接或直接证据,证明2-DG是糖酵解的抑制剂[ 154155156157]。2-DG直接结合及其引起的糖酵解抑制的主要节点似乎是在己糖激酶催化的反应步骤中。 https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC2/7/1/1.html) [ 154156157]和葡萄糖-6-磷酸异构酶(GPI;EC 5.3.1.9, https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC5/0301p.html#0109) [ 155]。虽然2-DG与脑己糖激酶结合的亲和力比葡萄糖低(在大鼠中:K = 1.1 × 10 −42-DG比4.5 × 10 mol/L −5mol/L葡萄糖[ 158]),线织者-伯克[ 159]对己糖激酶动力学的分析表明,在不同浓度的葡萄糖存在下,2-DG作为酶的竞争性抑制剂,但Mg-ATP不起作用[ 156]。相反,肾源性GPI在无细胞系统中被证明是2-DG-6-PO的主要靶标 4 [ 155],它是在2-DG存在下由己糖激酶产生的。综上所述,这些数据表明有多种主要模式可以阻断2-DG的糖酵解。此外,2-DG-6-PO对己糖激酶有变构反馈抑制作用 4可以作为通道的第二个阻塞物[ 160]。这些步骤的靶向抑制似乎反映在体内葡萄糖利用的处置中[ 160]和葡萄糖激酶家族的己糖激酶同型体(EC 2.7.1.2, https://iubmb.qmul.ac.uk/enzyme/EC2/0701a.html#2)在大脑中表达,最近发现对由2-DG [ 161]。因此,对2-DG作用的生化和生理评价支持其在损害葡萄糖利用中的作用。
然而,尽管有证据表明2-DG作为糖酵解抑制剂的直接作用,但越来越多的证据表明,2-DG的更复杂的作用可能与其对中间代谢的作用同时发生,也可能是其作用的结果。早期使用分离的周围神经制剂的研究表明,2-DG对放电神经中钠钾泵的电活性有抑制作用[ 162163],并且2-DG似乎通过触发突触外GABA释放对更集中的神经电活动产生可观察到的影响,这导致中枢神经元在网络水平上产生强直的GABA电流,并抑制K 三磷酸腺苷单个神经元中的通道[ 164]。这些观察结果对采用生酮饮食治疗癫痫发作的个体具有重要的临床意义[ 165]。因此,除了和/或可能作为2-DG对糖酵解作用的结果,大脑中神经元和回路水平的电生理发生了改变。结合最近报道的脑内皮细胞进行有氧糖酵解(如上所述的肿瘤)的观察结果,2-DG可以改变这些细胞的血脑屏障跨细胞运输机制和通透性[ 166],似乎全身注射2-DG的影响是多样和复杂的。虽然我们在这里简单列举了那些仍然属于血糖挑战和代谢抑制的影响,但我们现在考虑以下与这些情况有所不同的影响。

4.1.3. 刺激-反应耦合:2-DG与磷酸化- erk1 /2的耦合以及交替耦合关系和关联

在这项研究中,我们提供了2-DG给药与我们样本中显示免疫反应性磷酸化erk1 /2的可观察细胞数量增加之间存在关联的证据。如上所述,有令人信服的理由支持使用2-DG作为血糖挑战的生理相关性以及随后的磷酸化- erk1 /2反应跟踪血糖挑战的可靠性。然而,调用外部刺激和细胞内信号级联之间的因果关系是具有挑战性的(例如,参见参考文献[1])。 167]),在我们的研究中,两者之间的联系有待进一步加强,并应被视为刺激-反应关系的初步表征。许多问题依然存在。例如,2-DG是一种甘露糖,因此可以通过改变糖基化蛋白的补体来深刻地影响细胞[ 168169,这可能会改变正在研究的细胞的敏感性或反应。因此,2-DG可能与糖基化信号过程耦合,而不依赖于其糖酵解靶点或对电信号或血脑屏障通透性的下游影响。此外,全身给予2-DG可引起轻度体温过低和低血压[ 170171],这是我们在研究中没有测量的反应。目前尚不清楚这些生理变化是否与此有关 菱形脑(His, 1893) [ 21[RB]虽然一个实验室已经深刻地研究了低血压和葡萄糖活化所涉及的神经元群([ 171];看到 4.2节有关此的更多信息)。
与此类似,2-DG可以触发多种生理条件的观点也从我们的观察中找到了对应的观点,迄今为止仅以初步形式报道[83,85],即磷酸erk1 /2可以在相同的RB区域被多种血糖刺激触发。具体来说,我们在本研究中报道了静脉注射胰岛素可以像2-DG一样触发LC中的磷酸化- erk1 /2[83]。这些发现为2-DG与phospho-ERK1/2的偶联编码对血糖状态变化的生理反应的观点提供了强有力的支持。我们的工作也建立在Watts实验室早期工作的基础上,证明了NTS和DMX中磷酸化erk1 /2免疫反应神经元的数量与低血糖浓度相关,并且在峰值表达上也表现出一天中的时间差异[69]。因此,磷酸化erk1 /2似乎与RB部分的血糖挑战密切相关,尽管现在很清楚,还有其他关键分子可能有助于糖感或标记糖感神经元的存在(例如,AMP激酶[172,173];GLUT2转运蛋白[28];phospho-TH[174])。这些分子的激活可能只在RB的特定位置和不同条件下显着,以与分子所服务的子系统相关的方式编码血糖和其他过程。人们可以想象,它们本质上代表了特定于上下文的组合代码——一种新兴的“生物数字爵士乐”[175],表现为对不断变化的事件进行动态编码(也见参考文献)。[78139176])。我们现在讨论这种编码在RB中的生理重要性与我们的结果。

4.1.4. 生理意义

记住之前关于我们测量读数的可靠性的讨论,2-DG作为血糖挑战的相关性,以及两者如何很好地耦合,我们现在转向考虑我们的结果的功能重要性。首先,我们考虑了2-DG刺激后LC神经元的快速募集。考虑到左脑皮层在控制清醒、觉醒和认知方面所起的作用(例如,参考文献。[177,178]),这种补充可以在概念上整合到血糖挑战期间产生或重置唤醒状态的更广泛框架中,可能作为帮助生物体意识到营养和/或能量不足的一种手段。如果这是真的,这可能反映了一组lc连接电路的招募,使生物体能够进行更大规模的行为状态重置,与此同时,传输编码糖感和反调节反应的信号的电路也被其他RB结构处理,如NTS和DMX。这种功能二分法可能有助于解释胰岛素依赖型糖尿病患者的低血糖无意识可以逆转,而不会有效逆转受损的葡萄糖反调节[179]。也许产生这些不同的临床能量不足症状的神经系统也不同,或者至少部分不同。然而,从最近LC中神经元素的模块化组织的证据可以清楚地看出,这种结构非常适合处理两组信息,从而产生两种结果。小鼠的电生理证据支持LC可以接收关于葡萄糖缺陷的神经编码信息,即已知可被低血糖和许多其他生理条件激活的延髓吻侧腹外侧神经元可以通过释放谷氨酸来单突触激活LC神经元[182]。此外,在全身或第四心室注射胰岛素或2-DG后,使用Fos表达追踪LC中的细胞活化[36,38,183,184,185];血糖挑战还与LC单单位活性[187]、酪氨酸羟化酶表达[188]和磷酸化[189](但见参考文献[174])以及去甲肾上腺素转运蛋白表达[190]的改变有关。胰岛素给药也与LC中葡萄糖利用率下降有关,但有证据表明,这可能是胰岛素本身的直接作用,而不是胰岛素产生的低血糖[185,191,192]。
然而,LC在一系列研究中也占有重要地位,这些研究表明其神经元对缺氧或高碳酸血症引起的扰动高度敏感,在这种情况下调节其兴奋性以保存能量(例如,[ 193194195196197])。因此,文献表明,LC神经元可能对多种生理扰动有多模态反应,而不仅仅是那些影响血糖状态的扰动(参见参考文献[1])。 185])。在2- dg处理的受试者LC中,磷酸化erk1 /2免疫标记的神经元数量增加,可能反映了这种结构的神经元激活的普遍机制,这种机制不一定是编码信号的 独家血糖状态的变化。
对于NTSm来说可能也是如此。与LC中的细胞一样,该结构内的细胞似乎对缺氧和高碳酸血症有反应[194]。另一方面,大量证据也表明NTS神经元积极响应血糖状态的变化[23,24,25,26,27,28,29,31,198,199]。它们具有atp敏感的钾通道,这似乎赋予了它们糖感能力[198]。这些神经元在低细胞外葡萄糖的情况下会去极化,但在高葡萄糖的情况下不会去极化[199]。因此,我们在NTS核周谱中观察到的磷酸化- erk1 /2免疫反应性可能反映了糖敏元件的激活。其中一些基因在NTS中没有显示出ChAT或DBH的免疫反应性,因此是已知填充该区域的一种或多种其他表型的成员[200]。目前还不清楚这些是否是神经元的特征;事实上,NTS具有星形胶质细胞,对血糖传感、反调节反应和其他功能至关重要[26,27,46]。[201202])。
最后,当我们结束对我们的研究结果的功能考虑的讨论时,关于这些激活区域在更大的代谢调节和摄食控制过程中的作用仍然存在几个悬而未决的问题。例如,由于目前尚不清楚这些激活区域所服务的扩展网络的确切组织,因此尚不清楚是否存在允许身体充分切换其厌氧与氧化能力的子系统[140]。同样不清楚的是,在面对血糖挑战时,这种代谢的转换是否允许生物体相应地转换宏量营养素饮食[45],并调整其反调节和/或摄入额外食物以获得能量的能力。

4.2. 解剖因素

在本研究中,我们鉴定了51水平的LC, 67和69水平的NTSm和DMX,它们含有磷酸化erk1 /2免疫反应神经元的数量增加,这些神经元被鉴定为儿茶酚胺能或非儿茶酚胺能;这些神经元与维持觉醒状态、自主控制和/或营养感知有关[203,204]。下面,我们将讨论这些与我们的方法相关的主要发现,以及与RB已知解剖结构相关的发现。

4.2.1. 大脑激活模式的标准化映射

本研究的一个关键目标是通过使用标准化的大鼠脑图谱明确地绘制神经元激活与血糖挑战的模式,从而建立和扩展主流文献。正如我们之前所说的[79,102,205,206],使用标准化地图集来正式绘制细胞分布,使研究人员能够以一种便于直接比较的形式检查多个空间数据集。我们选择了,就像我们对老鼠的所有空间映射工作一样(例如,Refs。[102,205,207]),利用Swanson的开放获取大鼠脑图谱[81],该图谱附有可追溯到原始文献的定义命名法。
通过将我们观察到的免疫反应模式映射到这个参考空间,我们可以将我们的数据集与我们自己和其他实验室的数据集对齐并相互关联,这些实验室已经将他们的数据集映射到相同的图谱中。例如,瓦特实验室已经证明[ 69在血浆葡萄糖水平< 3.15 mM时,NTS和DMX的背侧位置的磷酸化erk1 /2免疫反应细胞数量增加,其水平分别为65-66、68-69和69-70 脑图4.0阿特拉斯( 81]。重要的是,相比之下,当血浆葡萄糖水平> 3.15 mM时,表现出这种免疫反应性的细胞数量要少得多。在本研究中,2-DG被用作血糖挑战,它增加了血浆葡萄糖水平,同时降低了葡萄糖的利用率。因此,与Watts实验室的发现一致,我们在这些图谱水平上观察到的激活可能归因于葡萄糖利用率的降低,而不是高血糖本身。
此外,其他激活已被记录并绘制在或接近我们在这里报告的图谱水平。例如,外周注射GLP-1受体激动剂exendin-4与图谱水平为52、66、70和71的神经元群体中大鼠LC和NTSm中的Fos表达有关[208]。在相同的水平上,GLP-1免疫反应细胞和纤维也被定位到NTS亚区和周围区域,这些区域与fos免疫反应神经元大部分不重叠。同样,我们观察到,在禁食40小时后允许进食2小时的动物中,与禁食40小时但不允许再次进食的动物相比,在atlas水平69上,fos免疫反应性NTSm神经元(值得注意的是,几乎没有DMX神经元)有所增加[102]。这个水平的NTSm与我们在本研究中观察到的神经元在血糖刺激下被招募的水平相同。因此,我们实验室从两项独立研究中收集的数据表明,在图谱水平为69的NTSm中包含对再进食或血糖挑战有反应的神经元。同样的神经元是否能在这一区域被两种扰动激活还有待确定。

4.2.2. 激活模式与大脑连接数据的一致性

我们在这里记录的激活模式也可以与已知的神经连接模式放在一起,这些模式是由神经解剖学的束追踪实验建立的,这些实验已经用 脑图4.0 [ 81框架或其早期迭代。例如,据报道,51级的大鼠LC接收来自大脑区域的输入,该区域被作者指定为MnPO [ 209],这在本质上与 视前正中核(Loo, 1931) [ 210[au:]在 脑图4.0 [ 81]。使用 BM4.0框架,这些研究人员仔细地绘制了10 kda生物素化葡聚糖胺(BDA)注射后顺行标记纤维的轴突按钮和终端区域[ 211进入这个结构。在光镜下,LC中观察到清晰可识别的轴突和钮扣(见文献中的图7a-c)。 209]),发现它们与LC的酪氨酸羟化酶免疫反应细胞密切相关(见图7a,b)。这些投影显示在第二版的数字模板上 大脑地图 [ 212],并通过向LC注射逆行示踪剂来证实它们的存在。有趣的是,逆行标记模式显示,标记细胞不仅在MEPO,而且在下丘脑外区域,包括 末端纹床核,前分裂,卵形核(Ju和Swanson, 1989) [ 213) (BSTov;参见他们的图8f’),这是先前在初步通讯中报告过的区域[ 78214215]也显示了2-DG给药后磷酸化erk1 /2免疫反应神经元的升高。总的来说,这些初步的观察结果将表明基于图谱的MEPO→LC和BSTov→LC连接映射,以及我们基于图谱的BSTov映射[ 78214215]和LC激活(参考文献。[ 83848586878889];(本研究)与2-DG治疗相关,揭示了一组更大的神经连接,可能参与将下降信息传递到LC,这在血糖挑战期间可能是显著的。这一点也得到了证据的支持,证据表明,尽管很少,但与LC有联系 下丘脑外侧区,侧腹内侧区,背侧区(Swanson, 2004) [ 216] LHAjvd [ 217]。然而,这些连接对NTS的投入更大,正如我们在这里绘制的NTS区域的地图所示(见图4,AAA和BBB面板)。
尽管外周器官和RB神经元群之间的联系已经被深入研究,但很少有人在大鼠中使用神经网络追踪和绘制这些联系 大脑地图Atlas框架的各种版本。然而,Garcia-Luna等人。[ 76]已经提供了一个基于地图集的映射的优雅演示,使用这个空间模型来帮助记录周围神经系统与RB神经元群的连接。具体来说,这些同事已经表明,支配肝门静脉壁和肠系膜上静脉的迷走感觉末梢与肝门静脉内的神经元群有多级连接 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑)。此外,他们还表明,将病毒示踪剂注射到左侧 结节神经节(>1840))产生的跨突触标记,作为存活时间的函数,逐渐到达NTS胶质细胞(24小时)和AP、NTS和DMX神经元(48和72小时)。

4.3. 本研究的局限性

在这项研究中,我们提供了在静脉给药后15分钟内激活的神经元群的新的定位和基于图谱的定位。在本研究中,这种激活被定义为对磷酸化erk1 /2具有免疫反应的核周(细胞体)谱数量的增加。关于使用此标记来跟踪激活,必须记住一些注意事项。首先,与其他系统不同的是[ 7071739596135218],磷酸化- erk1 /2尚未被确定在RB水平的全身性血糖挑战与低血糖反调节之间的因果链中。其次,尚不清楚观察到的激活是神经输入触发网络活动的结果还是2-DG对细胞本身直接作用的结果。后一种可能性当然是合理的,考虑到[ 14C]2-DG在静脉给药后短短5分钟内就在大鼠脑组织中被观察到(例如,参见参考文献中的图5)。 219])。最后,在本研究中只检查了一个时间点,这只在LC, NTS和DMX的非常有限的部分。涉及深度学习算法和计算机视觉的高通量细胞计数方法,例如我们正在开发的[ 220],可以简化分析工作流程,以便对血糖挑战后的全脑激活模式进行更广泛的时空调查。

5. 结论

本研究的结果提供了新的证据,证明在LC和NTSm的神经元中有快速激活的神经元,可能还有胶质元件,在血糖挑战的15分钟内参与。有些神经元是儿茶酚胺能神经元,但不是全部。重要的是,我们将这些神经元映射到标准化的图谱模板 脑图4.0这是一个开放获取的大鼠脑图谱,允许多个实验室的数据相互比较。我们讨论了我们的数据集如何与那些显示神经连接的地图集相匹配,这些地图集映射到来自下丘脑或外周的这些区域。本研究提供的新图谱是对血糖挑战的细胞反应进行标准化全球图谱和全脑评估的重要一步,这可能为那些因医源性低血糖和/或葡萄糖利用受损而出现并发症的个体提供更精细的临床或治疗干预。

补充材料

以下支援资料可于以下网址下载: https://www.mdpi.com/article/10.3390/jcm12072483/s1图S1:核周表型的相对差异百分比 蓝色轨迹(Wenzel & Wenzel, 1912) [ 82] (LC)区域;图S2:激活 孤立束核(>1840)(NTS)和NTS核周表型在生理盐水和2- dg处理的受试者中的相对百分比差异;图S3。核周表型的相对百分数差异 BM4.0阿特拉斯67级注册 迷走神经背侧运动核(>1840)(DMX)在生理盐水和2- dg处理的受试者中;图S4。激活 孤立束核(>1840)(NTS)和核周表型变化的相对百分比 BM4.02-DG给药后15分钟,atlas水平69注册NTS;图S5。核周表型的相对变化百分比 BM4.0阿特拉斯69级注册 迷走神经背侧运动核(>1840)(DMX)给药后15分钟;表S1: Atlas 51层LC核周剖面描述性统计摘要;表S2。阿特拉斯51级LC外围核剖面非参数试验统计量和效应量综述表S3。Atlas 67层NTS和DMX外围核剖面描述性统计综述表S4。Atlas 67水平NTS和DMX外围核剖面的非参数试验统计和效应量综述表S5。地图集69层NTS和DMX外围核剖面描述性统计综述表S6。Atlas 69水平NTSm/DMX周围核剖面的非参数试验统计和效应量综述文件S1。补充方法。

作者的贡献

实验构思和设计:A.M.K.项目管理:A.M.K.、r.h.t.、G.P.T.和S.B.手术和体内实验:L.J.A.和A.M.K.灌注和组织学:L.J.A.、a.a.s.组织清查:A.M.K.、G.P.T.、a.a.s.免疫组织化学:S.D.C.和V.I.N.显微镜和成像:G.P.T.、A.M.K.和S.D.C.细胞结构分析和基于图谱的制图:G.P.T.和J.V.S.P.定量和探索性数据分析:研究经费采购:A.M.K.和R.H.T.研究监督和培训:A.M.K.、g.p.t.、R.H.T.、S.B.、L.J.A.和V.I.N.会议主持人:g.p.t.、J.V.S.P.、s.d.c.和A.A./G.S.稿件准备:A.M.K, G.P.T, S.B.和V.I.N,最后由所有共同作者审核。稿件修改:A.M.K.和G.P.T.所有作者都已阅读并同意稿件的出版版本。

资金

这项工作由美国国立卫生研究院(NIH)授予A.M.K.的资金支持(DK081937, GM109817, GM127251)。L.J.A.和A.A.得到了南加州大学本科生研究援助计划(授予A.M.K,并联合授予A.M.K和R.H.T.)和玫瑰山基金会(授予A.M.K)的资助。S.D.C.部分由nih资助的UTEP SMART MIND项目(R25DA033613;PI: l·e·奥戴尔)。G.P.T.和J.V.S.P.是由美国国家科学基金会资助的UTEP ASPIRE计划的2022年研究员(PI: B. Flores;合作导演:M. O. Montes, J. I. Villalobos)。该项目也得到了美国国立卫生研究院资助的UTEP边境生物医学研究中心(U54MD007592)的支持。

院校检讨委员会声明

动物研究方案由南加州大学机构动物护理和使用委员会批准(方案代码11249,于2009年8月26日批准)。

数据可用性声明

所有相关的协议和数据都包含在文章中,以及它的补充文件。

致谢

我们感谢Alan G. Watts和Graciela Sanchez-Watts(南加州大学)在这个项目的早期阶段允许他们慷慨地使用他们的手术和实验室空间,感谢Larry W. Swanson(南加州大学)和Cathleen Crayton在Swanson的研究空间中促进我们小组的每周讨论,并使用他的实验室进行组织处理,感谢Ted Berger(南加州大学)使用他的实验室。蒂芙尼·纳姆、迈克尔·佐贝尔和乔丹·迈克尔斯参加了有价值的讨论。Jeannie Y. Zhang, Danielle Goodrich, Michael Zobel, Ellen M. Walker, Evangelina Espinoza, Kenichiro根岸和Marina Peveto提供了宝贵的技术援助或数据集,Anne Jokiaho(南加州大学)慷慨地促进了对南加州大学遗留记录的访问。AMK和RHT感谢南加州大学本科教育办公室的David Glasgow对我们学生的支持。我们也感谢Armando Varela-Ramirez在UTEP边境生物医学研究中心的细胞表征和生物储存库核心设施中的帮助,以及Larry W. Swanson对他的图谱命名法的澄清。所有 BM4.0在知识共享by - nc 4.0许可协议( https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). 作者对互联网档案馆和位于德国哈勒的萨克森-安哈尔特大学和国家图书馆提供的宝贵数字资源表示感谢。AMK和GPT将这项研究献给已故的Sue Ritter(华盛顿州立大学),以纪念她对血糖调节控制后脑机制的开创性和系统性研究。

利益冲突

作者声明无利益冲突。资助者在研究的设计中没有任何作用;数据分析:对数据的收集、分析或解释;在撰写稿件时,还是在决定发表结果时。

缩写

美联社 后期面积(>1840)
BSTov 末端纹床核,前分裂,卵形核(Ju和Swanson, 1989) [211
C 中央运河(Bellingeri, 1823年) [221
Cmd 髓质中央运河(>1840年)
DMX 迷走神经背侧运动核(>1840)
ht 舌下三角(>1840)
信用证 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) [82
LDT 外侧背侧被盖核(>1840)
MEPO 视前正中核(Loo, 1931) [210
兆电子伏 三叉神经中脑核(>1840)
我的 《髓质》(温斯洛,1733) [42
nt 孤立束核(>1840)
NTSce 孤立束核,中心亚区(>1840)
NTSco 孤立束核,相接部分(>1840)
NTSge 孤立束核,胶状亚区(>1840)
NTSl 孤立束核,外侧(>1840)
NTSm 内侧孤立束核(>1840)
NTSmc 孤立束核,内侧部分,尾侧一般区,尾侧亚区(>1840)
NTSmc 孤立束核,内侧,尾区一般(>1840)
PB 臂旁核(>1840)
PCG 庞廷中心灰色(>1840)
PCGg 庞廷中央灰色将军(斯旺森,2004) [216
RB 菱形脑(His, 1893) [21
scp 小脑上柄(Procháska, 1800) [222
slm 第四脑室局限性沟(>1840)
ts 孤独的束(> 1840)
V4f 第四脑室底(赖尔,1807-1808) [223
vt 迷走三角(>1840)
十二世 舌下核(>1840)
z z核(>1840)

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图1所示。实验数据集的组织采样概述。( 一个大鼠脑的矢状面图,改编自 脑图4.0 (BM4.0)开放获取大鼠脑图谱[ 81],这是我们在这项研究中使用的空间模型。( B)所示的框内轮廓的放大图载于( 一个),其中提供了有关部分的详细信息 菱形脑(His, 1893) [ 21我们研究了() 红色阴影部分). 这些包括 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82) (LC), 后期面积(>1840)(美联社) 孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(XII).这些结构的部分在组织切片中被鉴定为与特定的图谱水平密切相关 BM4.0 ( 显示为垂直的蓝线). 有关详细信息,请参阅方法部分。
图1所示。实验数据集的组织采样概述。( 一个大鼠脑的矢状面图,改编自 脑图4.0 (BM4.0)开放获取大鼠脑图谱[ 81],这是我们在这项研究中使用的空间模型。( B)所示的框内轮廓的放大图载于( 一个),其中提供了有关部分的详细信息 菱形脑(His, 1893) [ 21我们研究了() 红色阴影部分). 这些包括 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82) (LC), 后期面积(>1840)(美联社) 孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(XII).这些结构的部分在组织切片中被鉴定为与特定的图谱水平密切相关 BM4.0 ( 显示为垂直的蓝线). 有关详细信息,请参阅方法部分。
Jcm 12 02483 g001
图2。增加招聘 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82(LC)神经元在静脉注射2-脱氧-后15分钟 d-葡萄糖(2-DG)给药,从生理盐水- ( 一个)及2- dg处理( B)科目。( 人工智能- - - - - - Aiv):受试者K10-012(经盐水处理)。右半球的LC,在暗视场图像中可见( 人工智能),行DBH免疫染色( 绿色;( ))和活化标记phospho-ERK1/2 ( 红色的, ( )),但实际上对后一种分子没有显示任何信号。( Bi- - - - - - 出像):受试者K10-026 (2- dg处理)。相比之下,该受试者在LC中显示出强大的磷酸化- erk1 /2免疫反应信号( Biii),其边界使用从同一受试者收集的相邻组织系列中使用nissl染色的组织切片确定(明场显微照片,见( Bi). 的地图 AvBv)是信用证的一部分 BM4.0参考图集[ 81]。( 人工智能) / ( Bi)及( /Bii),每个标记20 μm,并应用于图中所示的其余显微照片。注:对于( 人工智能),使用与免疫荧光反应的同一组织的暗场图像来识别受试者K10-012脑内LC的边界,而不是相邻的nissl染色切片,后者在组织处理过程中受损。( 一个B)注意推断出的前后立体定位坐标,以距离颅骨缝线的毫米表示。请参阅本文末尾的缩略词列表,以了解地图上标记的缩略词的描述。
图2。增加招聘 蓝色轨迹(温泽尔和温泽尔,1912年) [ 82(LC)神经元在静脉注射2-脱氧-后15分钟 d-葡萄糖(2-DG)给药,从生理盐水- ( 一个)及2- dg处理( B)科目。( 人工智能- - - - - - Aiv):受试者K10-012(经盐水处理)。右半球的LC,在暗视场图像中可见( 人工智能),行DBH免疫染色( 绿色;( ))和活化标记phospho-ERK1/2 ( 红色的, ( )),但实际上对后一种分子没有显示任何信号。( Bi- - - - - - 出像):受试者K10-026 (2- dg处理)。相比之下,该受试者在LC中显示出强大的磷酸化- erk1 /2免疫反应信号( Biii),其边界使用从同一受试者收集的相邻组织系列中使用nissl染色的组织切片确定(明场显微照片,见( Bi). 的地图 AvBv)是信用证的一部分 BM4.0参考图集[ 81]。( 人工智能) / ( Bi)及( /Bii),每个标记20 μm,并应用于图中所示的其余显微照片。注:对于( 人工智能),使用与免疫荧光反应的同一组织的暗场图像来识别受试者K10-012脑内LC的边界,而不是相邻的nissl染色切片,后者在组织处理过程中受损。( 一个B)注意推断出的前后立体定位坐标,以距离颅骨缝线的毫米表示。请参阅本文末尾的缩略词列表,以了解地图上标记的缩略词的描述。
Jcm 12 02483 g002
图3。放大后的视野(如: 图2)中观察到的细胞活化 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) (LC) [ 82] 2-DG给药后15分钟。主题k10 - 027。( 一个)标记多巴胺β-羟化酶(DBH, 绿色)及( B)磷酸化- erk1 /2 (pERK1/2, 红色的)似乎共同标记了相同的核外轮廓(( D), 箭头). ( C) LC中共同标记的核周轮廓(相同标记为 箭头例如( D))与A488 ( 绿色)通道设置为35%不透明度,可以看到phospho-ERK1/2的细微,渐变激活曲线 +信号。 箭头 ( 绿色在( 一个); 红色的在( B))分别标记单标记的神经突对DBH或pERK1/2具有免疫反应。( BD)标记50 μm,适用于所有显微照片。
图3。放大后的视野(如: 图2)中观察到的细胞活化 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) (LC) [ 82] 2-DG给药后15分钟。主题k10 - 027。( 一个)标记多巴胺β-羟化酶(DBH, 绿色)及( B)磷酸化- erk1 /2 (pERK1/2, 红色的)似乎共同标记了相同的核外轮廓(( D), 箭头). ( C) LC中共同标记的核周轮廓(相同标记为 箭头例如( D))与A488 ( 绿色)通道设置为35%不透明度,可以看到phospho-ERK1/2的细微,渐变激活曲线 +信号。 箭头 ( 绿色在( 一个); 红色的在( B))分别标记单标记的神经突对DBH或pERK1/2具有免疫反应。( BD)标记50 μm,适用于所有显微照片。
Jcm 12 02483 g003
图4。增加招聘 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) (LC) [ 822-DG给药后15分钟。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单标记和双标记谱 BM4.0阿特拉斯51级(地图) 右上角). 星号(*)表示组间经fdr校正后具有统计学意义 p< 0.05。看到 表S1和表S2获取详细信息。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
图4。增加招聘 蓝色轨迹(Wenzel and Wenzel, 1812) (LC) [ 822-DG给药后15分钟。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单标记和双标记谱 BM4.0阿特拉斯51级(地图) 右上角). 星号(*)表示组间经fdr校正后具有统计学意义 p< 0.05。看到 表S1和表S2获取详细信息。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
Jcm 12 02483 g004
图5。血糖升高与背侧肌的补充有关 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)神经元映射到脑地图集水平67 脑图4.0 (BM4.0) [ 81]。基于细胞结构和化学结构的分布磷酸化MAP激酶(pERK1/2)信号在背RB神经元水平上的空间分析 孤立束核(>1840)(nt) ( BM4.067级)。( 一个B)展板显示亮场尼氏显微照片( ), single- ( 2- - - - - - 4)及双通道( 6- - - - - - 8)荧光图像,以及 BM4.0地图集地图( v)为生理盐水- ( 一个);受试者K10-011)和2- dg处理( B);受试者K10-026)多巴胺β-羟化酶(DBH)的个体免疫反应模式。 绿色),磷酸erk1 /2 (pERK1/2, 红色的)和胆碱乙酰转移酶(ChAT, 蓝色的). 这些模式在NTS的边界附近和范围内, 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑)和 舌下核(>1840)(十二).注意NTS标签是有颜色的 绿色用绿色通道中观察到的DBH的免疫反应性模式来表示其边界的确定,DMX和XII标记是彩色的 蓝色的用远红通道中的chat免疫反应信号来表示它们的边界确定。冠状面显示组织。( 2),标记为20 μm,以及( v),适用于所有显微照片。 箭头在( Biii)在NTS中标记pERK1/2免疫反应的周围核谱。 星号在( Aiv出像)使用Adobe Photoshop标记放置在心室空间上的面罩的位置,以覆盖在安装介质的远红色通道下观察到的分散视觉的自身荧光;此掩模用于所有包含远红色( 蓝色)信号(因此,这也适用于( Avii/ Aviii)及( Bvii/ Bviii)). ( 一个B)注意推断出的前后立体定位坐标,以距离颅骨缝线的毫米表示。请参阅本文末尾的缩略词列表,以了解地图上标记的缩略词的描述。
图5。血糖升高与背侧肌的补充有关 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)神经元映射到脑地图集水平67 脑图4.0 (BM4.0) [ 81]。基于细胞结构和化学结构的分布磷酸化MAP激酶(pERK1/2)信号在背RB神经元水平上的空间分析 孤立束核(>1840)(nt) ( BM4.067级)。( 一个B)展板显示亮场尼氏显微照片( ), single- ( 2- - - - - - 4)及双通道( 6- - - - - - 8)荧光图像,以及 BM4.0地图集地图( v)为生理盐水- ( 一个);受试者K10-011)和2- dg处理( B);受试者K10-026)多巴胺β-羟化酶(DBH)的个体免疫反应模式。 绿色),磷酸erk1 /2 (pERK1/2, 红色的)和胆碱乙酰转移酶(ChAT, 蓝色的). 这些模式在NTS的边界附近和范围内, 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑)和 舌下核(>1840)(十二).注意NTS标签是有颜色的 绿色用绿色通道中观察到的DBH的免疫反应性模式来表示其边界的确定,DMX和XII标记是彩色的 蓝色的用远红通道中的chat免疫反应信号来表示它们的边界确定。冠状面显示组织。( 2),标记为20 μm,以及( v),适用于所有显微照片。 箭头在( Biii)在NTS中标记pERK1/2免疫反应的周围核谱。 星号在( Aiv出像)使用Adobe Photoshop标记放置在心室空间上的面罩的位置,以覆盖在安装介质的远红色通道下观察到的分散视觉的自身荧光;此掩模用于所有包含远红色( 蓝色)信号(因此,这也适用于( Avii/ Aviii)及( Bvii/ Bviii)). ( 一个B)注意推断出的前后立体定位坐标,以距离颅骨缝线的毫米表示。请参阅本文末尾的缩略词列表,以了解地图上标记的缩略词的描述。
Jcm 12 02483 g005a Jcm 12 02483 g005b
图6。增加招聘 BM4.0阿特拉斯- 67注册 孤立束核(>1840)(NTS)神经元给药后15分钟。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单标记和双标记谱 BM4.0地图集67级(地图) 右上角). 星号(*)表示组间经fdr校正后具有统计学意义 p< 0.05。看到 表S4和S5获取详细信息。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
图6。增加招聘 BM4.0阿特拉斯- 67注册 孤立束核(>1840)(NTS)神经元给药后15分钟。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单标记和双标记谱 BM4.0地图集67级(地图) 右上角). 星号(*)表示组间经fdr校正后具有统计学意义 p< 0.05。看到 表S4和S5获取详细信息。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
Jcm 12 02483 g006
图7。2-DG给药,在组水平上,与细胞激活模式的改变无关 迷走神经背侧运动核(>1840)(DMX)登记于 BM4.0阿特拉斯,67级。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数以箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或ChAT-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单、双和三标记谱 BM4.0地图集67级(地图) 右上角). 核周剖面数量差异不显著;看到 表S3和S4用于统计摘要。
图7。2-DG给药,在组水平上,与细胞激活模式的改变无关 迷走神经背侧运动核(>1840)(DMX)登记于 BM4.0阿特拉斯,67级。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数以箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或ChAT-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单、双和三标记谱 BM4.0地图集67级(地图) 右上角). 核周剖面数量差异不显著;看到 表S3和S4用于统计摘要。
Jcm 12 02483 g007
图8。血糖升高与背侧肌的补充有关 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)神经元映射到脑地图集水平69 脑图4.0 (BM4.0) [ 81在…的水平上 后期面积(>1840)(美联社)。基于细胞结构和化学结构的多巴胺β-羟化酶(DBH)免疫反应模式空间分析 绿色),磷酸erk1 /2 (pERK1/2, 红色的)和胆碱乙酰转移酶(ChAT, 蓝色的)在背侧MY神经元内。( 一个B)面板显示冠状面尼氏显微照片( ), single- ( 2- - - - - - 4)及双通道( 6- - - - - - 8)荧光图像,以及 BM4.0地图集地图( v)为生理盐水- ( 一个);受试者K10-011)和2- dg处理( B);受试者K10-026)受试者。这些模式在AP的边界附近或范围内, 孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(十二)。 箭头在( Biii)在NTS中标记pERK1/2免疫反应的周围核谱。AP、NTS、DMX和XII标签的颜色与用于帮助定义其边界的标签模式的颜色相匹配。( 2),标记为20 μm,中间方向见( v),适用于所有图像。( 一个B)注意推断出的前后立体定位坐标,以距离颅骨缝线的毫米表示。请参阅本文末尾的缩略词列表,以了解地图上标记的缩略词的描述。
图8。血糖升高与背侧肌的补充有关 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)神经元映射到脑地图集水平69 脑图4.0 (BM4.0) [ 81在…的水平上 后期面积(>1840)(美联社)。基于细胞结构和化学结构的多巴胺β-羟化酶(DBH)免疫反应模式空间分析 绿色),磷酸erk1 /2 (pERK1/2, 红色的)和胆碱乙酰转移酶(ChAT, 蓝色的)在背侧MY神经元内。( 一个B)面板显示冠状面尼氏显微照片( ), single- ( 2- - - - - - 4)及双通道( 6- - - - - - 8)荧光图像,以及 BM4.0地图集地图( v)为生理盐水- ( 一个);受试者K10-011)和2- dg处理( B);受试者K10-026)受试者。这些模式在AP的边界附近或范围内, 孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(十二)。 箭头在( Biii)在NTS中标记pERK1/2免疫反应的周围核谱。AP、NTS、DMX和XII标签的颜色与用于帮助定义其边界的标签模式的颜色相匹配。( 2),标记为20 μm,中间方向见( v),适用于所有图像。( 一个B)注意推断出的前后立体定位坐标,以距离颅骨缝线的毫米表示。请参阅本文末尾的缩略词列表,以了解地图上标记的缩略词的描述。
Jcm 12 02483 g008a Jcm 12 02483 g008b
图9。增加背部的招募 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)神经元在静脉注射2-脱氧-后15分钟 d-葡萄糖(2-DG)给药相对于盐水处理的受试者。单通道( 一个B)、双通道( 一个“B”)及三通道( 一个“B”)冠状面图像,从生理盐水- ( 一个一个“一个“);受试者K10-007)和2- dg处理( BB”B”);受试者K10-027),多巴胺β-羟化酶(DBH)的个体免疫反应模式; 绿色), phospho-ERK1/2 (pERK1/2; 红色的)和胆碱乙酰转移酶(ChAT; 蓝色的)在… 后期面积(>1840)(美联社) 孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(十二)、在…的附近 髓质中央运河(>1840年)(Cmd)。单个单通道图像显示于( 一个B)为胸径信号(( 人工智能Bi))、磷酸化- erk1 /2信号( Bii),以及聊天信号( Biii). 类似地,双通道图像显示了信号对( 一个“B”): DBH与磷酸化erk1 /2 ( 一个“B(胡)、DBH及ChAT ( 一个'iiB 'ii),与phospho-ERK1/2 ( 一个'iiiB 'iii). 最后,所有信号组合(DBH, phospho-ERK1/2, ChAT)的三通道图像如图( “我“我),并将方框内的区域扩大为( “二世B”二世),核周谱双标记为phospho-ERK1/2, DBH或ChAT标记为 箭头. 注意,AP和NTS标签是彩色的 绿色用绿色通道中观察到的DBH免疫反应性模式来表示它们的边界确定,DMX和XII位置标记为 蓝色的用远红通道中的ChAT免疫反应信号来表示它们的边界确定。有关更多细节,请参阅方法部分。磷酸化erk1 /2免疫反应性( 红色的)也存在于表型不明的NTS核周谱(见 虚线圆圈在( B”二世))在2- dg处理而非盐处理的受试者中。
图9。增加背部的招募 髓质(温斯洛,1733年) [ 42(MY)神经元在静脉注射2-脱氧-后15分钟 d-葡萄糖(2-DG)给药相对于盐水处理的受试者。单通道( 一个B)、双通道( 一个“B”)及三通道( 一个“B”)冠状面图像,从生理盐水- ( 一个一个“一个“);受试者K10-007)和2- dg处理( BB”B”);受试者K10-027),多巴胺β-羟化酶(DBH)的个体免疫反应模式; 绿色), phospho-ERK1/2 (pERK1/2; 红色的)和胆碱乙酰转移酶(ChAT; 蓝色的)在… 后期面积(>1840)(美联社) 孤立束核(>1840)(nt), 迷走神经背侧运动核(>1840)(电脑), 舌下核(>1840)(十二)、在…的附近 髓质中央运河(>1840年)(Cmd)。单个单通道图像显示于( 一个B)为胸径信号(( 人工智能Bi))、磷酸化- erk1 /2信号( Bii),以及聊天信号( Biii). 类似地,双通道图像显示了信号对( 一个“B”): DBH与磷酸化erk1 /2 ( 一个“B(胡)、DBH及ChAT ( 一个'iiB 'ii),与phospho-ERK1/2 ( 一个'iiiB 'iii). 最后,所有信号组合(DBH, phospho-ERK1/2, ChAT)的三通道图像如图( “我“我),并将方框内的区域扩大为( “二世B”二世),核周谱双标记为phospho-ERK1/2, DBH或ChAT标记为 箭头. 注意,AP和NTS标签是彩色的 绿色用绿色通道中观察到的DBH免疫反应性模式来表示它们的边界确定,DMX和XII位置标记为 蓝色的用远红通道中的ChAT免疫反应信号来表示它们的边界确定。有关更多细节,请参阅方法部分。磷酸化erk1 /2免疫反应性( 红色的)也存在于表型不明的NTS核周谱(见 虚线圆圈在( B”二世))在2- dg处理而非盐处理的受试者中。
Jcm 12 02483 g009
图10。2-DG给药可显著改变脑内的激活模式 孤立束核(>1840)(NTS)解剖注册的核周轮廓为 BM4.0阿特拉斯69级。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单标记和双标记谱 BM4.0阿特拉斯69级(地图) 右上角). 星号(*)表示经fdr调整后的组间差异有统计学意义 p< 0.05;双星号(**)表示fdr调整 p< 0.01。看到 表S5和S6获取详细信息。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
图10。2-DG给药可显著改变脑内的激活模式 孤立束核(>1840)(NTS)解剖注册的核周轮廓为 BM4.0阿特拉斯69级。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中确定的要登记的磷酸化- erk1 /2-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示单标记和双标记谱 BM4.0阿特拉斯69级(地图) 右上角). 星号(*)表示经fdr调整后的组间差异有统计学意义 p< 0.05;双星号(**)表示fdr调整 p< 0.01。看到 表S5和S6获取详细信息。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
Jcm 12 02483 g010
图11。2-DG给药不改变细胞的激活模式 迷走神经背侧运动核(>1840)(DMX)单元注册到 BM4.0阿特拉斯69级。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中识别出的磷酸化- erk1 /2-、ChAT-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示了单、双和三标记谱 BM4.0阿特拉斯69级(地图) 右上角). 外核数差异不显著;看到 表S5和S6用于统计摘要。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
图11。2-DG给药不改变细胞的激活模式 迷走神经背侧运动核(>1840)(DMX)单元注册到 BM4.0阿特拉斯69级。Abercrombie-corrected [ 106生理盐水和2- dg处理的受试者的核周谱计数用箱形图表示,显示了从组织切片中识别出的磷酸化- erk1 /2-、ChAT-或dbh免疫反应谱的总数,或仅显示了单、双和三标记谱 BM4.0阿特拉斯69级(地图) 右上角). 外核数差异不显著;看到 表S5和S6用于统计摘要。在箱形图上,潜在的异常值用开圈表示。
Jcm 12 02483 g011
表1。抗体的组合。
表1。抗体的组合。
试剂一个 抗原或偶联物 主人 类型 b,目录# 效价c RRID 反应
(h, temp.) d
反应系列1
主要的 Phospho-ERK1/2 e Rb 保利免疫球蛋白 中科9101j 1:1000 AB_331646 64 - 66,4°c
二次 兔IgG (H + L)f Dk Cy3-labeled 吉尔,711-165-152k 1:500 AB_2307443 5 - 6,4°c
主要的 胸径 女士 Mono免疫球蛋白 米,MAB308l 1:10,000 AB_2245740 64 - 66,4°c
二次 小鼠IgG (H + L)g Dk 生物素化的 吉尔,715-065-150 1:500 AB_2307438 5 - 6,4°c
共轭 链霉亲和素 A488-labeled TF, s - 11223n 1:2000 na 1,4°c
主要的 人类胎盘ChAT Gt 保利免疫球蛋白 米,AB144Po 1:6000 AB_2079751 64 - 66,4°c
二次 山羊IgG (H+L)h Dk A647-labeled 吉尔,705-605-147p 1:500 AB_2340437 5 - 6,4°c
复染色 DAPI - - - - - - RNA的标签 TF, D1306 1:4000 na 0.5, RT
反应系列2
主要的 Phospho-ERK1/2 e Rb 保利免疫球蛋白 中科9101j 1:1000 AB_331646 60-65℃,4℃
二次 兔IgG (H + L)f Dk 生物素化的 [j], 711-065-152 ^ 1:500 AB_2340593 4 - 5℃,4℃
共轭 链霉亲和素 A488-labeled TF, s - 11223n 1:2000 na 1,4°c
主要的 胸径 女士 Mono免疫球蛋白 米,MAB308l 1:10,000 AB_2245740 60-65℃,4℃
二次 小鼠IgG (H + L)g Dk Cy3-labeled [j], 715-165-150 1:500 AB_2340813 4 - 5℃,4℃
主要的 人类胎盘ChAT Gt 保利免疫球蛋白 米,AB144Po 1:6000 AB_2079751 60-65℃,4℃
二次 山羊IgG (H + L)h Dk A647-labeled 吉尔,705-605-147p 1:500 AB_2340437 4 - 5℃,4℃
^批号不可用。一个在一个共同的反应集中使用的试剂按反应系列分组。每个系列代表一套共同的试剂应用于一个系列的组织切片。b供应商的全名见下面的缩写。c列出的稀释度是根据供应商的库存计算的。供应商提供的所有二级和偶联原液在甘油中稀释1:2(即50%甘油,50%缓冲液),列出的稀释度(例如1:500)为最终稀释度。因此,例如,我们计算1:2的工作库存的1:250稀释,以获得最终的1:500稀释。d列出了孵育的总持续时间(以小时为单位),然后是孵育进行时的温度。在许多情况下,持续时间表示为一个范围,基于在不同场合运行的反应的确切参数。ePhospho-ERK1/2抗体识别p44/42 MAP激酶残基Thr上的磷酸化修饰202和酪氨酸204(用力推183和酪氨酸185大鼠ERK2)。f根据供应商的信息,这种亲和纯化的二抗与牛、鸡、山羊、豚鼠、叙利亚仓鼠、马、人、小鼠、大鼠或羊血清蛋白的交叉反应性极小。g根据供应商的信息,这种亲和纯化的二抗与牛、鸡、山羊、豚鼠、叙利亚仓鼠、马、人、兔或羊血清蛋白的交叉反应性极小。h根据供应商的信息,这种亲和纯化的二抗与鸡、豚鼠、叙利亚仓鼠、马、人、小鼠、兔或大鼠血清蛋白的交叉反应性极小。对于一些反应,但不是全部,使用这种试剂的组合,4,6二氨基-2-苯基吲哚二盐酸(DAPI),被用作反染剂。j批号19或27号(由SDC运营);批号30(由VIN管理)。k批号131748(由VIN管理)。l批号2029625(由SDC运营);批号3736685(由VIN管理)。批号107814(由VIN管理)。n批号1103102(由SDC, VIN运行)。o批号NG1825168(由SDC运行);批号3233120(由VIN管理)。p批号103972(由SDC运行);批号116978(由VIN运行)。批号1159932(由SDC运营)。缩写:A488, Alexa 488;A647, Alexa 647;ChAT,胆碱乙酰转移酶;Cell Signaling Technology, Inc.;DBH,多巴胺-羟化酶;Dk,驴;ERK1/2,细胞外调节激酶1和2;Gt,山羊;(H + L),免疫球蛋白重链和轻链;IgG,免疫球蛋白G;JIL,杰克逊免疫研究实验室;米,MilliporeSigma;Mono单克隆;女士,鼠标;不,不适用;聚,多克隆;Rb,兔子;RT,室温;TF,赛默飞世尔。
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分享和引用

MDPI和ACS风格

Tapia几何级数;Agostinelli,剩下;Chenausky金丝;帕迪拉,J.V.S.;纳瓦罗:;Alagh, a;如果g;汤普森,相对湿度;Balivada,美国;汗,点血糖挑战与蓝斑和孤立束核的快速细胞激活有关:磷酸化MAP激酶免疫反应性的限定空间分析。j .中国。医学杂志,2023,12,2483。https://doi.org/10.3390/jcm12072483

AMA风格

Tapia GP, Agostinelli LJ, Chenausky SD, Padilla JVS, Navarro VI, Alagh A, Si G, Thompson RH, Balivada S, Khan AM血糖挑战与蓝斑和孤立束核的快速细胞激活有关:磷酸化MAP激酶免疫反应性的限定空间分析。临床医学杂志。2023;12(7): 2483。https://doi.org/10.3390/jcm12072483

芝加哥/ Turabian风格

Tapia, Geronimo P., Lindsay J. Agostinelli, Sarah D. Chenausky, Jessica V. Salcido Padilla, Vanessa I. Navarro, Amy Alagh, Gabriel Si, Richard H. Thompson, Sivasai Balivada和Arshad M. Khan. 2023。“血糖挑战与蓝斑和孤立束核的快速细胞激活有关:磷酸化MAP激酶免疫反应性的限定空间分析”,《临床医学杂志》12,第12期。7: 2483。https://doi.org/10.3390/jcm12072483

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