Alkoholovo špecifická transkripčná dynamika obnovy pamäte a relapsu, časť 1

Relaps, kritický problém závislosti od alkoholu, môže byť oslabený narušením spomienok spojených s alkoholom. Predpokladá sa, že spomienky sa dočasne destabilizujú po vyhľadaní počas procesu rekonsolidácie.

Vzťah medzi závislosťou od alkoholu a pamäťou je veľmi diskutovanou témou. Mnoho ľudí verí, že zneužívanie alkoholu môže poškodiť funkciu mozgu a viesť k strate pamäti, ale realita nie je taká jednoduchá.

Alkohol je neurotoxín a nadmerné pitie môže poškodiť mozgové bunky, čo vedie k poklesu kognitívnych funkcií a možným stavom, ako je amnézia. Mierne pitie však môže byť užitočné pre pamäť. Štúdie ukazujú, že pitie jedného až dvoch pohárov červeného vína denne môže zlepšiť kognitívne a pamäťové schopnosti.

Zložky v červenom víne môžu zlepšiť zdravie krvných ciev, zlepšiť prietok krvi a zvýšiť prísun kyslíka, čo je veľmi dôležité pre zdravie mozgu. Okrem toho môže alkohol stimulovať mozgové bunky k produkcii nových neurónov, urýchliť proces regenerácie nervov a zlepšiť mozgové spojenia a schopnosti učenia, čím sa zlepší pamäť. Ale toto funguje len s mierou. Nadmerné pitie môže spôsobiť poškodenie mozgu.

Preto, ak ste alkoholik a chcete si zlepšiť pamäť, je najlepšie prestať piť alebo znížiť množstvo, ktoré pijete. Zároveň si môžete zabezpečiť zdravú výživu tým, že budete jesť viac potravín, ktoré zlepšujú pamäť, ako sú sójové bôby, ryby, citróny, zelená zelenina atď., a vykonávať správny mentálny tréning, ako je učenie sa novým zručnostiam a čítanie kníh, podporuje činnosť mozgu a pamäť. To nielenže zlepší zdravie alkoholikov, ale pomôže aj k zdravšiemu mozgu a zlepší kvalitu života. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál, ktorý má mnoho jedinečných účinkov, jedným z nich je zlepšenie pamäte. Účinnosť mletého mäsa pochádza z jeho rôznych aktívnych zložiek, vrátane kyselín, polysacharidov, flavonoidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na spoznajte 10 spôsobov, ako zlepšiť pamäť

Tu uvádzame dôkazy o jedinečnej transkripčnej dynamike, ktorá podporuje rekonsolidáciu alkoholovej pamäte. Pomocou procedúry kondicionovania myšou ukazujeme, že získavanie alkoholovej pamäte zvyšuje expresiu mRNA bezprostredne skorých génov v dorzálnom hipokampe a mediálnom prefrontálnom kortexe a že vyhľadávanie alkoholu je zrušené nešpecifickou inhibíciou transkripcie génu po získaní, resp. downreguláciou expresie ARC pomocou antisense-oligodeoxynukleotidov.

Keďže však získavanie spomienok za prirodzenú odmenu (sacharóza) tiež zvýšilo rovnakú bezprostrednú skorú génovú expresiu, skúmali sme transkripčné zmeny špecifické pre alkohol pomocou sekvenovania RNA.

Odhalili sme jedinečný transkripčný odtlačok prsta aktivovaný spomienkami na alkohol, pretože expresia tohto súboru génov súvisiacich s plasticitou nebola zmenená získavaním pamäte sacharózy.
Naše výsledky naznačujú, že alkoholové spomienky môžu aktivovať dva paralelné transkripčné programy: jeden sa podieľa na rekonsolidácii pamäte vo všeobecnosti a druhý je špecificky aktivovaný počas spracovania alkoholovej pamäte.

ÚVOD

Porucha užívania alkoholu (AUD) je škodlivá neuropsychiatrická porucha so závažnou medicínskou, sociálnou a ekonomickou záťažou [1], dostupná farmakoterapia je však obmedzená [2]. Takmer u 70 % pacientov dôjde k relapsu v priebehu prvého roku abstinencie [3], čo predstavuje závažný klinický problém.

Relaps je často vyvolaný túžbou po alkohole, vyvolanou prostredím a podnetmi, ktoré boli predtým spojené s alkoholom [4]. Preto sa očakáva, že narušenie spomienok, ktoré evokujú správanie súvisiace s alkoholom, zníži alebo dokonca zabráni recidíve vyvolanej narážkou [5, 6].
Čoraz viac sa akceptuje, že dobre konsolidované spomienky môžu byť po získaní znovu aktivované.

Získané pamäte prechádzajú dočasnou destabilizáciou a následnou opätovnou stabilizáciou, ktorá sa nazýva rekonsolidácia [7–11]. Reaktivácia pamäte teda iniciuje dočasné „okno rekonsolidácie“, trvajúce niekoľko hodín, počas ktorých je pamäť labilná pre určité manipulácie [7, 8, 11, 12].

Ukázalo sa, že interferencia s opätovnou konsolidáciou spomienok na lieky zmierňuje ich následnú expresiu a recidívu vyvolanú podnetom, čím poskytuje potenciálnu stratégiu prevencie relapsu [13, 14].

Hoci presné mechanizmy, na ktorých je založené spracovanie reaktivovaných spomienok na drogy, ešte musia byť charakterizované, vo všeobecnosti sa ukázalo, že rekonsolidácia spomienok na drogy a alkohol je prerušená inhibíciou NMDA [15–17] orbeta-adrenergných receptorov [17, 18]; alebo zabránením syntézy proteínov [5, 10, 15].

Podľa nedávnych štúdií o strachu a liekoch si rekonsolidácia pamäte vyžaduje nielen syntézu proteínov, ale aj génovú transkripciu [19]. Okrem toho sa transkripcia určitých bezprostredných skorých génov (IEG), vrátane Arc, kódujúcich proteín súvisiaci s cytoskeletom regulovaným aktivitou a transkripčný faktor kódujúci Egr1 (Zif268), podieľala na rekonsolidácii rôznych typov pamäte [19–22], čo znamená, že podobná dynamika by mohla kontrolovať opätovné ukotvenie alkoholových spomienok.

Podobne sme predtým ukázali, že inhibícia mechanického cieľa rapamycínového komplexu 1 (mTORC1), ktorý riadi syntézu podskupiny dendritických proteínov [23], narušila rekonsolidáciu alkoholových spomienok[5] a ďalšie štúdie ukázali, že tiež narušila upevnenie spomienok spojených so strachom [24] alebo s post-ingestívnymi živinami [25].

Existujú však aj dôkazy, že niektoré z mechanizmov, ktoré sú základom hľadania alkoholu, sa môžu líšiť od mechanizmov, ktoré kontrolujú prirodzené hľadanie odmeny [5, 26–28]. Okrem toho existujú dôkazy, že spomienky na rôzne odmeny (vrátane rôznych zneužívaných drog) sú spracované odlišne [29–32].

Rekonsolidácia alkoholovej pamäte preto môže byť charakterizovaná jedinečným transkripčným profilom.

Ako takú sme sa snažili určiť transkripčnú dynamiku, ktorá je základom rekonsolidácie alkoholovej pamäte v dorzálnom hipokampe (DH) a mediálnom prefrontálnom kortexe (mPFC) [5, 33, 34], oblastiach mozgu podieľajúcich sa na poruche užívania alkoholu [35, 36] a pri tvorbe , retencia a expresia spomienok na drogy [5, 37, 38].

VÝSLEDKY

Rekonsolidácia alkoholovej pamäte závisí od de novo genovej transkripcie v DH

Aj keď sa zistilo, že opätovná konsolidácia alkoholových spomienok vyžaduje de novo syntézu proteínov [5, 15], zostáva nejasné, či je závislá aj od de novo genovej transkripcie.

Preto sme hodnotili úlohu génovej transkripcie počas rekonsolidácie alkoholovej pamäte v rámci DH, mozgovej oblasti, ktorá sa podieľa na poruche užívania alkoholu [35] a podieľa sa na tvorbe, retencii a expresii drogovej pamäte [37, 38], okrem rekonsolidácie pamäte [39, 40 ].

Na vytvorenie spomienok spojených s alkoholom sme použili paradigmu preferencie miesta s alkoholom (CPP).

Táto paradigma sa použila na skúmanie posilňujúcich vlastností alkoholu, ako aj na skúmanie spracovania a udržiavania spomienok, ktoré u hlodavcov vyvolávajú recidívu hľadania alkoholu [41, 42], najmä u DH [43].

Aby sme zhodnotili úlohu transkripcie hipokampálneho génu pri rekonsolidácii alkoholovej pamäte, vytvorili sme s alkoholom spomienky spojené s alkoholom-CPP, kondicionovaním jedného kompartmentu CPP-prístroja na alkohol (obr. 1A, experimentálny dizajn).

Deň po potvrdení silnej preferencie pre oddelenie s alkoholom v teste CPP boli myši znovu vystavené oddeleniu s alkoholom na 3 minúty, aby sa získali spomienky spojené s alkoholom, ako sme už predtým preukázali [44, 45].

Ihneď po načítaní pamäte bol do DH infúziou podaný aktinomycín D (4 µg/µl; 0,5 µl na stranu) alebo vehikulum [19]. V retenčnom teste vykonanom o 24 hodín neskôr sme zistili, že myši, ktoré dostali postretrieval aktinomycín D, nevykazovali alkohol-CPP, zatiaľ čo preferencia pre kompartment spojený s alkoholom zostala vysoká u myší liečených vehikulom (obr. 1B; pozri obrázok S1 pre jednotlivé údaje). .

Inhibícia génovej transkripcie v DH po získaní pamäte teda viedla k strate alkoholu-CPP, čo naznačuje, že rekonsolidácia alkoholovej pamäte vyžaduje transkripciu génu denovo v DH.

Obr. 1 Inhibícia transkripcie v dorzálnom hipokampe po požití alkoholovej pamäte narúša expresiu alkoholom podmienenej preferencie miesta (CPP). Schematické znázornenie experimentálneho dizajnu a časovej osi.

Aktinomycín D (4 ug/ul) bol obojstranne infúziou do dorzálneho hipokampu myší okamžite po získaní alkoholových spomienok. B Skóre preferencií, vyjadrené ako priemer ± SEM percenta času stráveného v oddelení s alkoholom.

Myši, ktoré vykazovali silný alkoholCPP (t(17)=8.31, p < 0.0001) stratili preferenciu alkoholu pri načítavaní pamäte nasledovala intra-DH infúzia aktinomycínuD a nie vehikula (zmiešaný model ANOVA: Test X Treatment(F(1,16) {{10}}.97, p < 0,01), post hoc: CPP test 2 (p < 0,05)). *p < 0,05,**p < 0,05; n=9 na skupinu).

Aby sme zhodnotili úlohu transkripcie hipokampálneho génu pri rekonsolidácii alkoholovej pamäte, vytvorili sme s alkoholom spomienky spojené s alkoholom-CPP, kondicionovaním jedného kompartmentu CPP-prístroja na alkohol (obr. 1A, experimentálny dizajn).

Deň po potvrdení silnej preferencie pre oddelenie s alkoholom v teste CPP boli myši znovu vystavené oddeleniu s alkoholom na 3 minúty, aby sa získali spomienky spojené s alkoholom, ako sme už predtým preukázali [44, 45].
Ihneď po načítaní pamäte bol do DH infúziou podaný aktinomycín D (4 µg/µl; 0,5 µl na stranu) alebo vehikulum [19]. V retenčnom teste vykonanom o 24 hodín neskôr sme zistili, že myši, ktoré dostali postretrieval aktinomycín D, nevykazovali alkohol-CPP, zatiaľ čo preferencia pre kompartment spojený s alkoholom zostala vysoká u myší liečených vehikulom (obr. 1B; pozri obrázok S1 pre jednotlivé údaje). .

Inhibícia génovej transkripcie v DH po získaní pamäte teda viedla k strate alkoholu-CPP, čo naznačuje, že rekonsolidácia alkoholovej pamäte vyžaduje transkripciu génu denovo v DH.

Vyvolanie spomienok súvisiacich s alkoholom spôsobuje časovo závislú upreguláciu Arc a Egr1, ale nie expresiu Bdnf mRNA v DH a mPFC

Ďalej sme zhodnotili, či získavanie alkoholovej pamäte mení expresiu génov, ktoré sa predtým podieľali na rekonsolidácii pamäte, a to aktivitou regulovaný proteín asociovaný s cytoskeletom (Arc) [5, 22, 46, 47], transkripčný faktor Egr1 (tiež známy ako Zif268) [19, 21, 48] a neurotrofický faktor odvodený od mozgu (Bdnf)[49] v DH a mPFC, oblastiach mozgu podieľajúcich sa na konsolidácii spomienok na lieky [5, 33, 34, 39, 40, 50].

Na posúdenie expresie mRNA Arc, Egr1 a Bdnf po získaní pamäte s alkoholom sme najprv vycvičili myši na alkohol-CPP (obr. 2A, B). O 24 hodín neskôr boli myši znovu vystavené oddeleniu s alkoholom (skupina získavania) alebo sa s nimi manipulovalo (skupina bez získavania).

Rozhodli sme sa znovu nevystavovať kontrolné zvieratá fyziologickému párovému kontextu, aby sme zabránili získaniu spomienok nesúvisiacich s alkoholom, ktoré sú tiež charakterizované zmenami v expresii IEG [46, 47, 50–52] alebo získaním Pavloviainhibičná alkoholová pamäť, pretože kompartment spárovaný s fyziologickým roztokom je spojený s neprítomnosťou alkoholu. Mozgové tkanivá sa odobrali v piatich rôznych časových bodoch po získaní pamäte a analyzovali sa cieľové hladiny mRNA.

For more information:1950477648nn@gmail.com