Časť 1: Epigenetická regulácia cirkadiánneho génu Per1 prispieva k vekom podmieneným zmenám v hipokampálnej pamäti
Mar 19, 2022
Kontakt: Audrey Huaudrey.hu@wecistanche.com
Janine L. Kwapis1,2,3, Yasaman Alaghband1,2, Enikö A. Kramár1,2, Alberto J. López1,2, Annie Vogel Ciernia4, André O. White5, Guanhua Shu1,2, Diane Rhee1,2,
Christina M. Michael1,2, Emilie Montellier6, Yu Liu7,8, Christophe N. Magnan7,8, Siwei Chen7,8, Paolo Sassone-Corsi6, Pierre Baldi7,8, Dina P. Matheos1,2 & Marcelo A. Wood1,2 ,3
Starnutie je sprevádzané poruchami v cirkadiánnej rytmike a dlhodobomPamäť. Aj keď je jasné, žePamäťvýkon je ovplyvnený cirkadiánnym cyklovaním, nie je známe, či narušenie cirkadiánnych hodín súvisiace s vekom spôsobuje zhoršenie hipokampuPamäť. Tu ukazujeme, že represívna históndeacetyláza HDAC3 obmedzuje dlhodobú pamäť, synaptickú plasticitu a skúsenosťou indukovanú expresiu cirkadiánneho génu Perlin v starnúcom hipokampe bez ovplyvnenia rytmických vzorcov cirkadiánnej aktivity. Tiež demonštrujeme, že hippocampal Per] je kritický z dlhodobého hľadiskaPamäťtvorenie. Naše údaje spoločne spochybňujú tradičnú myšlienku, že zmeny v základných cirkadiánnych hodinách riadia zmeny súvisiace s cirkadiánomPamäťa namiesto toho argumentujú za autonómnejšiu úlohu génovej funkcie cirkadiánnych hodín v hipokampálnych bunkách, aby sa zabezpečila pravdepodobnosť tvorby dlhodobej pamäte.
Zvieratá majú vnútorné cirkadiánne hodiny, ktoré riadia rytmický cyklus biologických procesov každých ~24 hodín. Cirkadiánne rytmy riadia početné fyziologické udalosti, vrátane cyklu spánok-bdenie, kŕmenia, telesnej teploty a metabolizmu. V hlavných cirkadiánnych hodinách, suprachiazmatickom jadre (SCN), skupina základných hodinových génov osciluje v negatívnej spätnoväzbovej slučke, ktorá sa cykluje každých ~24 h1,2. Okrem regulácie základných biologických procesov majú cirkadiánne hodiny tiež silný vplyvPamäť. Dlhodobá pamäť, ktorá je závislá od transkripcie, vykazuje silný vplyv na dennú dobu, s vrcholovým výkonom pamäte počas dňa (neaktívna fáza) u myší3,4. Pozoruhodné, obe dlhodobéPamäťa cirkadiánna rytmicita sa zhoršuje s vekom5, čo naznačuje, že spoločné molekulárne mechanizmy môžu byť základom oboch procesov. Jedna myšlienka je, že hodinové gény sa nachádzajú vPamäť-relevantné štruktúry, ako je dorzálny hipokampus, môžu brániť schopnosti zvieraťa dlhodobo vytváraťPamäťpodľa dennej doby 6. V súlade s tým môže narušenie niekoľkých individuálnych hodinových génov v mozgu poškodiť hipokampálnu dlhodobú pamäť u mladých zvierat. Keďže žiadna štúdia doteraz selektívne nenarušila cirkadiánnu génovú funkciu v dorzálnom hipokampe, nie je jasné, či hodinové gény pôsobia v hipokampálnych bunkách tak, aby dlhodobo ovplyvňovaliPamäťalebo či sú tieto pamäťové deficity výsledkom mimocieľových účinkov v iných oblastiach mozgu, ako sú narušené cirkadiánne rytmy, deficit spánku alebo dokonca vývojové abnormality.
V starnúcom mozgu je znížená génová expresia, čo môže byť dôsledkom represívnejšej chromatínovej štruktúry. Transkripcia je čiastočne riadená zmenami v štruktúre chromatínu, ktoré môžu dynamicky podporovať alebo obmedzovať prístup k neurónovej DNA po udalosti učenia. Jedna hypotéza, ktorú predložili Barnes a Sweatt, predpokladá, že epigenóm je v starnúcich neurónoch zmenený, čo vedie k represívnej chromatínovej štruktúre, ktorá zabraňuje normálnej génovej expresii potrebnej na tvorbu dlhodobej pamäte7. Niekoľko štúdií podporuje túto myšlienku, ktorá ukazuje zmenené mechanizmy modifikácie histónov v starnúcom mozgu8–10. Či však mechanizmy modifikácie chromatínu abnormálne regulujú cirkadiánnu génovú expresiu v kľúčovom učení aPamäťoblasť mozgu nie je známa. Tu sme skúmali túto možnosť zameraním sa na úlohu regulácie pamäte a génovej expresie závislej od histón deacetylázy 3 (HDAC3). Zistili sme, že delécia alebo narušenie HDAC3 v dorzálnom hipokampe zlepšuje poruchy dlhodobej pamäti súvisiace s vekom a synaptickú plasticitu u 18-mesačných myší, čo je účinok, ktorý sa zdá byť čiastočne sprostredkovaný základnými cirkadiánnymi hodinami gén Period1 (Per1). Vo všeobecnosti táto práca naznačuje, že Per1 môže byť mechanizmom prispievajúcim k poruchám súvisiacim s vekom v oboch dlhodobýchPamäťa cirkadiánnou rytmikou v závislosti od štruktúry.
Výsledky
HDAC3 prispieva k vekuPamäťoslabenia. Najprv sme testovali, či represívna históndeacetyláza HDAC3 hrá úlohu v súvislosti s vekomPamäťpokles. HDAC3 je silný negatívny regulátor tvorby pamäte a narušenie HDAC3 u mladých zvierat môže premeniť podprahovú udalosť učenia na jednu generujúcu trvalú dlhodobú pamäť pre viaceré úlohy11–14. Použili sme dva spôsoby narušenia HDAC3 v dorzálnom hipokampe starnúcich (18-mesačných) myší. Najprv sme vytvorili fokálne homozygotné delécie HDAC3 infúziou AAV2.{10}}CaMKII-Cre rekombinázy (1 μl na stranu) do dorzálnych hipokampov HDAC3flox/flox myší (doplnkový obrázok 1a). Po druhé, na selektívne blokovanie enzymatickej aktivity HDAC3 sme použili dominantne negatívny bodový mutantný vírus AAV2.{18}}CMV-HDAC3(Y298H)-v5, ktorý špecificky blokuje aktivitu deacetylázy HDAC3 bez ovplyvnenia interakcií proteín-proteín (pozri ref. 12,15–17 Doplnkový obrázok 1b). Vírusy dostali infúziu dvatýždňov pred tréningom, čo umožňuje prísnu priestorovú a časovú kontrolu nad našimi manipuláciami s HDAC3, aby sa predišlo potenciálnym vedľajším účinkom, ktoré by sa mohli vyskytnúť z dlhodobého narušenia HDAC3 počas vývoja18,19. Dva týždne po infúzii AAV-CaMKII-Cre (doplnkový obrázok 1c) sme pozorovali, že expresia mRNA Hdac3 nebola ovplyvnená tréningom v mieste objektuPamäť(OLM), ale genetická delécia hipokampálneho Hdac3 narušila expresiu Hdac3 mRNA (doplnkový obrázok 1d) okrem proteínu HDAC3 (doplnkový obrázok 1a).
Na určenie, či sa vymazanie HDAC3 zlepšujePamäťu starnúcich myší sme testovali účinky hipokampálnej delécie HDAC3 (HDAC3flox/flox) alebo narušenia aktivity (HDAC3 (Y298H)) na dlhodobú pamäť pre OLM (obr. 1a). V súlade s mnohými správami o deficitoch hipokampálnej pamäte súvisiacej s vekom sme zistili, že starnúce, 18-mo divoké myši (HDAC3 plus / plus ) vykazovali slabú pamäť na OLM po 10-minútovom tréningu, pričom nevykazovali žiadne významné zvýšenie DI medzi tréningom a testovaním (obr. 1b, sivé stĺpce). Dôležité je, že 10-minútový tréning.
2 PRÍRODA KOMUNIKÁCIE|(2018)9:3323 |DOI: 10.1038/s41467-018-05868-0 |www.nature.com/naturecommunications
Obr. 1 Vymazanie alebo narušenie HDAC3 zlepšuje vekom podmienené poškodenia v hipokampálnej pamäti. postup OLM. AAV dostali infúziu 2 týždne pred tréningom. b 18-mesiac myší HDAC3flox/flox vykazovali výrazne lepšiu pamäť pre OLM v porovnaní s divokým typom (HDAC3 plus / plus) súrodencami (Dvojcestná ANOVA: Významná interakcia genotypu x relácia (F(1,29) {{1{ {12}}}}.96, p < 0.001),="" sidakove="" posthoc="" testy,="" ***p="">< 0.001,="" n="" {{="" 16}}(5f),="" 17(6f)).="" c="" celkový="" prieskum="" bol="" podobný="" pre="" obe="" skupiny="" v="" teste="" (t(29)="1.67," ***p="0.11)." d="" prerušenie="" aktivity="" hdac3="" v="" dorzálnom="" hipokampe="" pomocou="" aav-hdac3="" (y298h)-v5="" tiež="" zlepšilo="" poruchy="" hipokampálnej="" pamäte="" u="" 18-mo="" myší="" (dvojcestná="" anova:="" hlavný="" účinok="" relácie="" (f(1,16)="" {{35="" }}.96,="" p="">< 0,001),="" sidakove="" post="" hoc="" testy,="" ***p="">< 0,001,="" *p="">< 0,05,="" n="9,10;" všetci="" muži).="" e="" celkový="" čas="" skúmania="" bol="" v="" teste="" podobný="" pre="" obe="" skupiny="" (t(16)="0.28," p="0.78)." f="" orm="" experimentálny="" postup,="" 2="" týždne="" po="" ukončení="" olm.="" g="" obe="" 18-mo="" myši="" hdac3flox/flox="" a="" hdac3="" plus/plus="" súrodenci="" vykazovali="" malú="" preferenciu="" pre="" nový="" objekt="" (obojsmerná="" anova,="" žiadne="" hlavné="" účinky="" alebo="" interakcia,="" n="14(5" f),="" 17(="" 6="" f)).="" h="" celkový="" čas="" skúmania="" bol="" v="" teste="" podobný="" pre="" obe="" skupiny="" (t(29)="0,59," p="0,56)." i="" prerušenie="" aktivity="" hdac3="" v="" dorzálnom="" hipokampe="" pomocou="" aav-hdac3(y298h)="" tiež="" nemalo="" žiadny="" vplyv="" na="" orm,="" pričom="" ani="" jedna="" skupina="" neprejavila="" preferenciu="" pre="" nový="" objekt="" (dvojsmerná="" anova,="" žiadne="" hlavné="" účinky="" alebo="" interakcia,="" n="9" ,10;="" všetci="" muži).="" j="" skupiny="" vykazovali="" podobný="" celkový="" čas="" skúmania="" pri="" teste="" (t(16)="0,28," p="0,78)." údaje="" sú="" prezentované="" ako="" priemer="" ±="" sem;="" čierne="" kruhy,="" muži;="" sivé="" štvorce,="" samice="" normálne="" produkujú="" silnú="" dlhodobú="" pamäť="" u="" mladých="" myší20.="" na="" rozdiel="" od="" toho="" si="" súrodenci="" 18-mo="" hdac3flox/flox="" vytvorili="" robustnú="" dlhodobú="" pamäť="" (obr.="" 1b,="" modrozelené="" pruhy),="" s="" výrazným="" zvýšením="" preferencie="" pohybujúceho="" sa="" objektu="" v="" pokoji="" v="" porovnaní="" s="" tréningom.="" myši="" hdac3flox/flox="" vykazovali="" signifikantne="" vyšší="" di="" pri="" teste="" ako="" myši="" hdac3="" plus/plus="" napriek="" podobným="" úrovniam="" celkového="" prieskumu="" počas="" testovacej="" relácie="" (obr.="" 1c).="" podobné="" účinky="" sme="" pozorovali="" s="" vírusom="" aav-hdac3="" (y298h)="" špecifickým="" pre="" aktivitu.="" starnúce="" kontrolné="" myši="" s="" prázdnym="" vektorom="" (ev)="" vykazovali="" slabú="" pamäť="" na="" olm,="" zatiaľ="" čo="" myši="" s="" infúziou="" aav-hdac3="" (y298h)="" do="" dh="" vykazovali="" výrazne="" vyššiu="" preferenciu="" pre="" pohybujúci="" sa="" objekt="" bez="" zmeny="" celkového="" prieskumu="" (obr.="" 1d,="" e).="" na="" rozdiel="" od="" slabej="" dlhodobej="" pamäte="" pozorovanej="" u="" 18-mes="" myší="" divokého="">
(obr. 1b, d), krátkodobá pamäť pre OLM (testované 60 m po
akvizícia; Doplnkový obrázok 2a) bol neporušený pre myši HDAC3 plus / plus a HDAC3flox/flox (doplnkový obrázok 2b, c) a medzi týmito skupinami nebol žiadny významný rozdiel v úzkosti (doplnkový obrázok 2d). Počas habituácie sme tiež nepozorovali žiadny významný rozdiel v pohybe medzi skupinami (doplnkové obrázky 2e, f, 8a, b). Tieto výsledky spolu ukazujú, že vekom súvisiace poruchy v OLM sa zlepšujú deléciou alebo narušením HDAC3 v dorzálnom hipokampe.
Ďalej sme testovali, či naša ohnisková manipulácia s HDAC3 ovplyvnila rozpoznávanie objektovPamäť(ORM), ktorý na získanie nevyžaduje dorzálny hipokampus20. V tejto úlohe je jeden známy objekt nahradený novým predmetom (obr. 1f). Vymazanie HDAC3 v dorzálnom hipokampe nezachrániloPamäťpre ORM, pričom myši HDAC3 plus/plus a HDAC3flox/flox nevykazovali žiadnu preferenciu pre nový objekt pri teste v porovnaní s tréningom (obr. 1g). Skupiny sa opäť nelíšili v celkových úrovniach prieskumu počas testovacej relácie (obr. 1h). Podobne, prerušenie HDAC3 špecifické pre aktivitu v hipokampe nebolo schopné zlepšiť poruchy ORM súvisiace s vekom (obr. 1i, j). Poruchy dlhodobého ORM súvisiace s vekom sa teda nezlepšili hipokampálnou deléciou alebo narušením HDAC3.
Naše výsledky spolu naznačujú, že delécia alebo narušenie HDAC3 v dorzálnom hipokampe môže dlhodobo zlepšiť vek súvisiaciPamäťdeficity pre úlohu závislú od hipokampu (OLM; obr. 1a–e) bez ovplyvnenia pamäte pre úlohu nezávislú od hipokampu (ORM; obr. 1f–j). Dôležité je, že všetky myši vykazovali krátkodobo neporušenéPamäťpre OLM (doplnkový obrázok 2), čo naznačuje, že tieto zvieratá získavajú pamäť normálne, ale nedokážu konsolidovať tieto informácie do pozorovateľných dlhodobýchPamäť. Keďže krátkodobá pamäť je nezávislá od transkripcie (pre prehľad 21), toto zistenie je v súlade s myšlienkou, že génová expresia vyvolaná učením sa u starnúcich myší mení, čo vedie k poruchám dlhodobej pamäte súvisiacim s vekom.
Narušenie HDAC3 zvráti poruchy LTP súvisiace s vekom.
Aby sme otestovali, či HDAC3 prispieva aj k poruchám synaptickej plasticity súvisiacim s vekom, skúmali sme dlhodobú potenciáciu (LTP) v akútnych hipokampálnych rezoch po delécii alebo narušení HDAC3. LTP sa tiež zhoršuje s vekom, najmä keď je stimulačný protokol blízko prahu indukcie LTP22. Dva týždne po vírusovej infúzii sme pripravili hipokampálne rezy a indukovali LTP jediným sledom 5 theta vzplanutí do Schafferových kolaterálnych vstupov a zaznamenali pole EPSP z apikálnych dendritov CA1b. Táto relatívne mierna forma stimulácie produkovala stabilnú hladinu LTP v mladých rezoch HDAC3 plus/plus (obr. 2a). Odstránenie HDAC3 v hipokampe zvýšilo LTP, pričom myši HDAC3flox/flox vykazovali výrazne vyššiu potenciáciu ako kontroly divokého typu. Ako sa predpokladalo, starnúce-18-mo myši HDAC3 plus / plus vykazovali zhoršený LTP a delécia HDAC3 zlepšila tento deficit, čím sa vytvoril LTP porovnateľný s tým u mladých myší divokého typu (obr. 2b, c) bez vplyvu na základnú synaptickú líniu prenos (obr. 2g, h).
Podobné výsledky sme pozorovali pri prerušení špecifických pre aktivitu. Tu sme použili návrh v rámci subjektov, v ktorom boli mladým a starým myšiam divokého typu infúzne podávaný kontrolný vírus (AAV-EV) do jedného hipokampu a AAV-HDAC3 (Y298H) do kontralaterálneho hipokampu. Ako predtým, zistili sme, že narušenie aktivity HDAC3 zvýšilo LTP v plátkoch z mladých myší (obr. 2d) a zlepšilo poruchy LTP súvisiace s vekom v plátkoch zo starnúcich myší (obr. 2e, f) bez toho, aby narušilo základný synaptický prenos (obr. 2i , j). Buď delécia alebo narušenie HDAC3 môže preto zlepšiť poruchy súvisiace s vekom v hipokampálnom LTP.
Deléciou HDAC3 sa zlepší podskupina vekom poškodených génov. Naše údaje naznačujú, že vymazanie alebo narušenie HDAC3 zlepšuje poruchy dlhodobej pamäte a synaptickú plasticitu súvisiace s vekom. Ďalej sme sa pýtali, či by sa deficity v hipokampálnej génovej expresii súvisiace s vekom mohli zlepšiť aj odstránením HDAC3. Predpokladali sme, že dysregulácia aktivity HDAC3 v starom mozgu vedie k nezvyčajne represívnej chromatínovej štruktúre, ktorá obmedzuje génovú expresiu, čo v konečnom dôsledku zhoršuje dlhodobéPamäť. Aby sme zistili, ktoré špecifické gény sú regulované HDAC3 v mladom a starnúcom mozgu, uskutočnili sme experiment so sekvenovaním RNA, v ktorom sme porovnávali mladé (3-mes.) myši divokého typu, starnúce (18-mes.) HDAC3 plus/plus myši a starnúce (18-mes.) HDAC3flox/flox súrodenci. Na identifikáciu zmien génovej expresie počasPamäťkonsolidácii boli zvieratá v každej skupine usmrtené 60 m po 10-minútovom tréningu OLM a porovnané s kontrolami v domácej klietke (HC). Po mapovaní a zvážení haploidného genómu23, 24 sa hodnotila kvalita sekvenovania (doplnkový obrázok 3a, b) a skúmali sa významné rozdiely v profiloch expresie medzi všetkými pármi vzoriek pre p <>
Očakávali sme, že génová expresia vyvolaná skúsenosťami sa v starom mozgu zmení, ako už bolo opísané, pričom podskupina génov sa po učení neexprimuje. Preto sme sa zamerali na tie gény exprimované na výrazne vyšších úrovniach v trénovaných skupinách v porovnaní s kontrolami v domácej klietke. Zatiaľ čo každá skupina (mladý WT, starý WT, starý HDAC3flox/flox) vykazovala značný počet génov indukovaných tréningom OLM, každá skupina vykazovala jedinečný profil génovej expresie (obr. 3a, doplnkové tabuľky 1–3). Staré mozgyupregulované v skupine mladého divokého typu aj v starej skupine HDAC3flox/flox, ktoré nevykazujú zvýšenie vyvolané skúsenosťami v starom hipokampe divokého typu. Toto sú gény, ktoré sa po tréningu OLM normálne neexprimujú v starom mozgu, ale sú zachránené deléciou HDAC3, a preto môžu fungovať ako mechanizmus, prostredníctvom ktorého delécia HDAC3 zlepšuje poruchy pamäti súvisiace s vekom. V tejto skupine boli identifikované štyri gény: Nr4a1, Egr1, Tsc22d3 a Per1. Všetky tieto gény sa vo veľkej miere podieľajú na tvorbe pamäte6, 26, 27, hoci toto je prvá štúdia, ktorá demonštruje, že skúsenosťou indukovaná expresia týchto génov je s vekom narušená a zachránená deléciou HDAC3.
Vymazanie HDAC3 zlepšuje deficity súvisiace s vekom v Per1. Z génov identifikovaných prostredníctvom našej RNA-seq bola perióda 1 (Per1) najsilnejšie indukovaná tréningom OLM v skupine HDAC3flox/flox (obr. 3c). Tento cieľ je obzvlášť zaujímavý, pretože Per1 sa zvyčajne študuje v kontexte cirkadiánnych rytmov, ale podieľa sa aj na hipokampe.Pamäťformácia6,28,29. Keďže je známe, že starnutie je sprevádzané poruchami cirkadiánnych rytmov5 a pamäť je spojená s časom dňa2, 30, tento cieľ HDAC3 môže predstavovať kritické a nedostatočne preskúmané rozhranie medzi starnutím, modifikáciou chromatínu a cirkadiánnymi hodinami.
Na ďalšie skúmanie expresie Per1 u starých zvierat HDAC3 plus / plus a starých zvierat HDAC3flox/flox sme použili RT-qPCR a ChIP-qPCR. Zistili sme, že OLM tréning nedokázal vyvolať upreguláciu Per1 v dorzálnom hipokampe 18-mo HDAC3 plus / plus myší, ale v neprítomnosti HDAC3 (HDAC3flox/flox) tréning OLM spustil významný nárast Per1 mRNA ( Obr. 3f). Merali sme tiež expresiu dvoch ďalších génov, ktoré dlhodobo hrajú dobre zdokumentovanú úlohuPamäťformácia: Oblúk a cFos31. Expresia Arc vyvolaná skúsenosťou bola neporušená v starnúcom mozgu divokého typu a nebola ovplyvnená deléciou HDAC3 (doplnkový obrázok 3c). Na druhej strane expresiu cFos sa nepodarilo vyvolať tréningom OLM v starom hipokampe HDAC3 plus / plus, ale vymazanie HDAC3 nebolo dostatočné na obnovenie tejto neúspešnej indukcie (doplnkový obrázok 3d). Vymazanie HDAC3 preto obnovuje iba expresiu podskupiny génov vyvolaných skúsenosťami v starnúcom mozgu, vrátane Per1.
Aby sme určili, či delécia HDAC3 obnovuje expresiu Per1 podporou acetylácie histónu spolu s jeho promótorom, ďalej sme merali acetyláciu histónu 4, lyzínu 8 (H4K8Ac) v mieste promótora Per1 CRE pomocou imunoprecipitácie chromatínu (ChIP-qPCR). H4K8Ac je marker transkripčnej aktivácie32 a predpokladá sa, že je cieľom HDAC311,12. Tréning OLM nezmenil hladiny H4K8Ac na promótore Per1 v starom mozgu divokého typu, ale v neprítomnosti HDAC3 boli hladiny H4K8Ac na promótore Per1 významne zvýšené v reakcii na tréning OLM (obr. 3g). Pre Arc a cFos sme nezaznamenali žiadnu zmenu obsadenosti H4K8Ac medzi skupinami (doplnkový obrázok 3e, f). Tieto výsledky spoločne naznačujú, že delécia HDAC3 zvyšuje acetyláciu na promótore Per1 a expresiu mRNA Per1 v reakcii na učenie.
Jednou dôležitou otázkou je, či sú pozorované zmeny v Per1 spôsobené zmenami v cirkadiánnom rytme myší HDAC3flox/flox. Ak delécia HDAC3 v dorzálnom hipokampe zmení cirkadiánnu rytmiku, mohlo by to vysvetliť pozorované zmeny v expresii Per1 aj v dlhodobom horizontePamäťtvorenie. Aby sme to vylúčili, hodnotili sme cirkadiánnu rytmicitu mladých (3-mes.) a starnúcich (18-}mes.) myší HDAC3flox/flox a ich HDAC3 plus/plus súrodencov po infúzii AAV-CaMKII-Cre. Po 2 týždňoch strhnutia do 12-hodinového cyklu svetlo/tma (LD) boli myši umiestnené do konštantnej tmy (DD), aby sa zmerali endogénne cirkadiánne rytmy (doplnkový obrázok 4a). Nepozorovali sme žiadny rozdiel vo vzorcoch cirkadiánnej aktivity medzi myšami HDAC3 plus / plus a HDAC3flox/flox v žiadnej vekovej skupine (doplnkový obrázok 4b – f), čo naznačuje, že hipokampálny HDAC3 nemá žiadny vplyv na cirkadiánnu rytmiku. Pozorované zmeny v expresii Per1 a tvorbe dlhodobej pamäte po delécii HDAC3 teda nemožno vysvetliť zmenami v cirkadiánnej rytmike.
Per1 je indukovaný tréningom OLM a regulovaný HDAC3.
Ďalej sme chceli zistiť, či je hipokampálny Per1 potrebný dlhodoboPamäťtvorenie. Najprv sme zhodnotili, či učenie závislé od hipokampu typicky indukuje expresiu Per1 mRNA. Obetovali sme mladé (3-mes.) myši divokého typu 60 m po získaní buď OLM alebo kontextového podmieňovania strachu (CFC)12. Expresia Per1 mRNA bola výrazne upregulovaná u zvierat trénovaných buď s OLM (obr. 4a) alebo CFC (obr. 4b) v porovnaní s kontrolami v domácej klietke, čo naznačuje, že expresia Per1 mRNA je typicky indukovaná v hipokampe počas konsolidácie pamäte pre viaceré úlohy.
Aby sme určili, či tento skúsenosťou vyvolaný nárast Per1 môže byť sprostredkovaný prostredníctvom HDAC3, ďalej sme použili ChIP-qPCR na meranie obsadenosti HDAC3 po tréningu OLM na rôznych miestach spolu s promótorom Per1 v mladom hipokampe (obr. 4c, hore). Zistili sme, že obsadenosť HDAC3 v promótore Per1 bola znížená na všetkých troch testovaných miestach po tréningu OLM (obr. 4c, dole). Spolu s naším predchádzajúcim zistením, že delécia HDAC3 obnovuje acetylácie pri expresii mRNA Per1 aj Per1 (obr. 3), to silne naznačuje, že HDAC3 reguluje expresiu Per1 v dorzálnom hipokampe a dysregulácia HDAC3 môže prispieť k vekom podmieneným poruchám pri skúsenostiach vyvolaných Per1 výraz. PER1 môže byť preto súčasťou kľúčového mechanizmu, prostredníctvom ktorého delécia HDAC3 zlepšuje dlhodobé poškodenia súvisiace s vekom v hipokampePamäťtvorenie.
