Investigation of the electrical and behavioral effects of chronic high-fat diet on leptin receptor neurons in the tuberomammillary nucleus in transgenic mice

Nöronal histamin, arka hipotalamus tuberomamilar çekirdekteki (TMN) histaminerjik nöronlar tarafından üretilir, hipotalamik nöronları uyararak uyanıklılığı etkilemektedir. Tam anlaşılamayan bu mekanizma, beslenme ile ilişkili olabilir. Leptinin obeziteyle ilişkili oreksijenik, anoreksijenik yolaklarda önemli rolü vardır. Obez insanlardaki uyku-uyanıklık problemlerinin leptin-histamin mekanizmasıyla ilişkili olabileceği düşünülmektedir. Histaminerjik ve leptin reseptör (LepR) nöronları arasındaki ilişkiyi, ve bu nöronların beslenme üzerine etkisini gösteren bir çalışma bulunmamaktadır. Bu çalışmada, yüksek yağlı diyetin LepR-Cre farelerde TMN bölgesindeki LepR nöronları üzerindeki elektrofizyolojik ve davranışsal etkilerinin incelemesi amaçlanmıştır. Çalışmada 48 adet LepR-Cre transgenik fare kullanıldı. Farelerin bir kısmı standart diyetle beslenirken bir kısmı kronik yüksek yağlı diyetle beslendi. Elektrofizyolojik çalışmalar için farelere Cre-bağımlı GFP virüsü TMN bölgesine intrakraniyal olarak enjekte edildi, nöronlardaki elektriksel aktivite değişiklikleri patch-clamp tekniği ile kaydedildi. Davranışsal etkileri açık alan ve artı labirent testleriyle gözlemlendi. Kemogenetik aktivasyon/inhibisyon, intraperitonel olarak N-Oksit Klozapin uygulanarak gerçekleştirildi. İstatistiksel analizler için GraphPad programı kullanıldı. Yüksek yağlı diyetle beslenen farelerde LepR nöronlarının ateşleme frekansının standart diyetle beslenenlere göre anlamlı derecede azaldığı görüldü (p<0.0001). Davranış testlerinde, yüksek yağlı diyet lokomotor aktiviteyi azalttı. OFT'nde bu nöronlarının aktivasyonu lokomotor aktiviteyi azalttı, anksiyete benzeri davranışları tetikledi (p<0.01). Bu çalışmada, kronik yüksek yağlı diyetle beslenen farelerde TMN bölgesindeki LepR nöronlarının davranışsal ve elektrofizyolojik etkileri ilk kez incelenmiştir. Bu bulgular, yüksek yağlı diyetin LepR-Cre farelerde davranış özelliklerini ve nöronal aktiviteyi değiştirdiğini göstermiştir.