Časť 2: Odlišné úlohy pre deacetylázovú doménu HDAC3 v Hipokampe a mediálnej prefrontálnej kôre pri tvorbe a zániku pamäte
Mar 15, 2022
Pre viac information:ali.ma@wecistanche.com
Kliknutím na položkuVýhody cistanchového extraktu pre zlepšenie pamäte
Výsledky
Expresia bodového mutantného vírusu AAV-HDAC3(Y298H)
Na zacielenie aktivity HDAC3 deacetylázy sme vyvinuli bodový mutant (Y298H) vyjadrený z vírusu pridruženého k adeno (AAV2.1-HDAC3 (Y298H)-v5). Nahradenie histidínu tyrozínom (Y298H) ruší enzymatickú činnosťHDAC3 (Kwapis et al., 2017; Lahm et al, 2007, Sun et al., 2013). Pridali sme tiež značku epitope V5 na meranie imunoreaktivity a kvantifikáciu vírusovej mRNA expresie HDAC3 bodového mutantu nezávisle od endogénneho HDAC3 (obr. 1A). Myšiam boli podané bilaterálne infúzie buď bodového mutantného vírusu (AAV- HDAC3(Y298H)-v5) alebo kontroly (AAV-EV). O dva týždne neskôr (umožnenie optimálneho vyjadrenia (Barrett et al., 2011; Kwapis et al., 2017, McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013), myši boli obetované a V5 a HDAC3 boli merané imunoreaktivitou a RT-qPCR. Aby sme potvrdili, že naše vírusové infúzie sa zameriavajú na DH, posúdili sme imunoreaktivitu na epitop V5 na AAV-HDAC3 (Y298H). Pozorovali sme úspešnú transdukciu AAV- HDAC3(Y298H)-v5 v oblastiach CA1 a CA3 DH všetkých bodových mutantných zvierat napustených vírusom bez zafarbenia V5 u zvierat naplnených kontrolným vírusom AAV-EV (obr. 1B). Merali sme tiež V5 a wildtyp HDAC3 v DH tkanive pomocou RT-qPCR. Primery proti prepisu HDAC3 (Y298H) obsahujúcemu V5 a endogénnemu prepisu HDAC3 (ktorý rozpoznáva endogénny Hdac3 aj mutovaný Hdac3(Y298H)-v5 mRNA) potvrdených výrazne vyššie hladiny u myší naplnených AAV-HDAC3(Y298H)- v5 (v5: t(7) = 4,14; * p< 0.01,="" empty="" vector="" n="5;" y298h="" n="4;" hdac3:="" t(9)="3.12," *="" p="0.012," empty="" vector="" n="6;" y298h="" n="6)" (fig.="" 1c,="">
Blokovanie aktivity HDAC3 v chrbtovom hipokampe s AAV-HDAC3(Y298H)-v5 zvyšuje dlhodobú pamäť pre umiestnenie objektu
Predchádzajúce štúdie ukázali, že inhibícia HDAC3 zvyšujepamäťtak, aby sa pododborová vzdelávacia udalosť, ktorá by nemala za následok dlhodobépamäťJe premenený na udalosť vedúcu k dlhodobémupamäť(McQuown et al., 2011; Malvaez et al., 2013). Na testovanie toho, či mutantná verziaHDAC3 s deacetylázou a mŕtvym bodom ovplyvňuje dlhodobú pamäť, myši dostali dvojstranné infúzie buď bodového mutantného vírusu ((AAV-HDAC3(Y298H)- v5) alebo kontroly (AAV-EV). O dva týždne neskôr boli myši vycvičené na úlohu OLM. Počas výcviku boli myši umiestnené v aréne s dvoma identickými predmetmi na 3 min tréning, čo nemá za následok dlhodobú pamäť (Stefanko, et al, 2009; Malvaez et al., 2013), a potom testovaný o 24 hodín neskôr v tej istej aréne s jedným známym objektom presunutým na nové miesto (obr. 2A). V tomto experimente, ako aj vo všetkých nasledujúcich experimentoch, každé zviera zahrnuté do behaviorálnych analýz malo vírusovú infúziu potvrdenú imunohistochémiou. Prázdne myši Vector nevykazovali významnú diskrimináciu (DI = 3, 66 ± 3,4%, t(12) = 1,085, p>0,1, n = 8) potvrdzujúcu, že 3 minúty boli tréningové obdobie subthreshold (obr. 2B). Naproti tomu myši Y298H vykazovali významnú pamäť pre umiestnenie objektu, čo je zrejmé z výrazne väčšieho indexu diskriminácie (DI = 28,76 ± 4,45%; t(12) = 4,587, * p< 0.001,="" n="6;" fig.="" 2b).="" groups="" did="" not="" differ="" in="" total="" exploration="" time="" of="" the="" two="" objects="" (t(12)="1.024;" p="">0.05; Obr. 2C).
Ďalej sme použili novú skupinu zvierat, aby sme otestovali, či infúzia bodového mutantného vírusu v DH ovplyvnila dlhodobopamäťv štandardnej úlohe rozpoznávania nových objektov (ORM; obr. 2D).
V tejto úlohe je jeden zo známych objektov nahradený novým objektom, ale nedochádza k zmene kontextu ani umiestnenia objektu. Ako je znázornené na obr. 2E, po tréningu subthreshold (3 min) myši Empty Vector aj Y298H strávili podobné množstvo času so známymi aj novými objektmi v testovací deň (t(14) = 0,55; p > 0,05, Prázdny vektor n = 9; Y298H n = 7). Skupiny sa nelíšili v celkovom čase prieskumu týchto dvoch objektov (t(14) = 0,88; s > 0,05; obr. 2F). Údaje na obrázku 2 spolu naznačujú, že infúzia deacetylázy-mŕtveho bodu mutantného vírusu HDAC3 v DH vedie k selektívnemu zlepšeniu dlhodobého zlepšenia.pamäťpre umiestnenie objektu (obr. 2B), ale nie pre samotný objekt (obr. 2E).
Narušenie aktivity HDAC3 v chrbtovom hipokampe pomocou AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nemá žiadny vplyv na tvorbu pamäte spojenej s kokaínom
U potkanov sa ukázalo, že DH hrá úlohu v drogách spojených s drogamipamäťProcesy. Konkrétne sa ukázalo, že excitotoxické lézie DH u potkanov narúšajú získavanie kokaínu-CPP (Meyers et al., 2003). Vzhľadom na naše vlastné počiatočné zistenie, ktoré ukazuje, že manipulácia s HDAC3 v hipokampe ovplyvňuje dlhodobú pamäť pre umiestnenie objektu (obr. 2B) a dôkazy naznačujúce, že DH hrá úlohu v drogách spojených s drogamipamäťformácia, rozhodli sme sa preskúmať, či narušenie aktivity HDAC3 v DH s AAV-HDAC3(Y298H)- v5 by ovplyvnilo nadobudnutie kokaínu-CPP. Schéma postupu CPP je znázornená na obr. 3A (úplne opísaná v materiáloch a metódach). Tréningová dávka kokaínu- HCl použitá na tento experiment14, ako aj všetky budúce akvizičné experimenty boli 5 mg / kg. Túto nižšiu dávku sme použili, aby sme sa vyhli stropnému efektu (pozri Rogge et al., 2013). Prázdny vektor ani skupina Y298H nevykazovali počiatočnú preferenciu ani jedného kontextu pred kondicionovaním (predbežný test: Prázdny vektor: t(14) = 0,347; Y298H: t(14) = 1,841, s>0,05). Po podmieňovaní dvoma pármi kokaínu skupiny Empty Vector aj Y298H stanovili preferenciu prostredia páru kokaínu po teste (obr. 3B). Obojsmerné opakované opatrenia ANOVA odhalili významný hlavný účinok kondicionovania (F(1,28) = 16,36, p< 0.001)="" but="" not="" group="" (f(1,28)="0.18," p="">0,05) a žiadna interakcia podľa jednotlivých ošetrení (F(1,28) = 0,05, p > 0,05). Bonferronipost-hocanalýza nepreukázala žiadny rozdiel medzi dutým vektorom a myšami Y298H na predskúšaní (t(56) = 0, 47, p > 0, 05) alebo post-teste (t(56) = 0, 19, p > 0, 05, n = 15 na skupinu) (obr, 3B). Tieto výsledky ukazujú, že infúzia AAV-HDAC3(Y298H) do DH nemala žiadny vplyv na získanie kokaínu spojeného s kokaínom.pamäť.
Vypustenie HDAC3 v chrbtovom hipokampe nemá žiadny vplyv na tvorbu súvisiaceho s kokaínomPamäť
Ďalej sme skúmali, či by odstránenie celého Hdac3gene v DH ovplyvnilo kokaín spojený s kokaínompamäťtvorenie. V tomto experimente, DH-špecifické, homozygotné vymazanie Hdac3were generované u dospelých myší. Pretože HDAC3 je vyjadrený v neurónoch, oligodendrocytoch a gliach (Broide et al., 2007; Baltan et al., 2011), použitie AAV sérotypu 2.1, ktorý prednostne prenáša neuróny (Burger et al., 2004), umožnilo vymazanie Hdac3specifificky v neurónoch. Tiež sme použili CAMKII-Cre a promotér CAMKII by mal obmedziť expresiu Cre na excitačné neuróny predného mozgu (Kojima et al., 1997). Myši HDAC3+/+ a Hdac3flox/flox podstúpili CPP vyvolané kokaínom, aby preskúmali účinok delécie Hdac3 špecifického pre DH na tvorbu pamäte CPP. Schéma postupu CPP je znázornená na obr. 4A. Ako je znázornené na obr. 4B, myši Hdac3+/+ aj Hdac3flox/flox
stanovila preferenciu prostredia páru kokaínu po teste. Keď boli údaje analyzované faktoriálnou ANOVA (liečba genotypom ×), došlo k významnému hlavnému účinku kondicionovania (F(1,21) = 12,03, p< 0.01)="" but="" not="" genotype="" (f(1,21)="0.52," p="">0,05) a žiadna interakcia (F(1,21) = 0,12, s > 0,05). Bonferronipost-hocanalýza nepreukázala žiadny rozdiel medzi myšami Hdac3+/+ a Hdac3flox/flox na predskúške (t(42) = 0,80, p > 0,05) alebo po teste (t(42) = 0,42, p > 0,05, Hdac3+/+ n = 12, Hdac3flox/flox n = 11) (obr, 4B). Rozsah odstránenia HDAC3 u myší Hdac3flox/flox je znázornený na obr. 4C. Vírusové infúzie a fokálne delécie boli bilaterálne a vymazania Hdac3 boli obmedzené na DH u všetkých myší Hdac3flox/flox zahrnutých do údajov predložených v nasledujúcich číslach. Aby sme potvrdili, že naša vírusová infúzia sa primerane zamerala na DH a viedla k odstráneniuHdac3, merali sme imunoreaktivitu na HDAC3. Obr. 4C ukazuje expresiu HDAC3 v DH po imunofluorescenčnom zafarbení protilátkou proti HDAC3. Farbenie DAPI potvrdilo prítomnosť jadier v DH oboch genotypov. Kvantifikovaná imunoreaktivita HDAC3 v DH všetkých myší Hdac3+/+ a Hdac3flox/flox použitých v tejto štúdii je znázornená na obrázku 4D. Imunoreaktivita HDAC3 bola významne znížená u DH myšíHdac3flox/flox v porovnaní s Hdac3+/+ (priemerné percentoHdac3+/+ ±s.e.m: Hdac3+/+ = 100±26,0; Hdac3flox/flox = 30,2 ±7,8, t(9)= 2,790, * p<>
Narušenie aktivity HDAC3 v PrL s AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nemá žiadny vplyv na tvorbu pamäte spojenej s kokaínom
Ďalej sme testovali, či narušenie aktivity HDAC3 v prelimbickej kôre (PrL) s HDAC3-(Y298H)-v5 ovplyvní kokaín-CPPpamäťtvorenie. Ukázalo sa, že PrL zohráva rozhodujúcu úlohu pri akvizícii kokaínu-CPP (Isaac et al., 1989; Tzschentke a Schmidt 1998, 1999). Okrem toho neuroplasticita prefrontálnej kôry môže byť abnormálne zmenená návykovými drogami zneužívania, ako je kokaín, reguláciou génovej expresie (Krasnova et al., 2008; Marie-Claire a kol., 2003). Predpokladali sme teda, že deacetylázová aktivitaHDAC3 môže zohrávať rozhodujúcu úlohu v PrL pre kokaín spojený s kokaínom.pamäťtvorenie. Schéma postupu CPP bola rovnaká ako na obr. 3 a schéma je znázornená na obr. 5A. Ani prázdny vektor, ani skupina Y298H, ktorá dostala infúziu vírusu AAV-HDAC3-(Y298H)-v5, nevykazovali počiatočnú preferenciu pre ktorýkoľvek kontext pred kondicionovaním (pretest: Prázdny vektor: t(11) = 0,166; Y298H: t(11) = 0,655, s>0,1). Po kondicionovaní dvoma pármi kokaínu skupiny Empty Vector aj Y298H stanovili preferenciu prostredia páru kokaínu po teste (obr. 5B). Obojsmerné opakované opatrenia ANOVA odhalili významný hlavný účinok kondicionovania (F(1,22) = 24,10, p< 0.0001)="" but="" not="" group="" (f(1,22)="0.11," p="">0,05) a žiadna interakcia podľa jednotlivých ošetrení (F(1,22) = 0,10, p > 0,05). Bonferronipost-hocanalýza nepreukázala žiadny rozdiel medzi myšami AAV-EV a HDAC3(Y298H)-v5 na predskúšaní (t(44) = 0,11, p > 0,05) alebo po teste (t(44) = 0,45, p > 0,05, n = 12 na skupinu) (obr. 5B). Aby sme potvrdili, že naše vírusové infúzie sa špecificky zameriavajú na PrL, merali sme imunoreaktivitu na epitop V5 na AAV-HDAC3 (Y298H). Pozorovali sme úspešnú transdukciu AAV-HDAC3(Y298H)- v5 všetkých bodových mutantných vírusom napustených zvierat v celej PrL, pričom sme sa vyhli šíreniu do infralimbickej kôry (IL) oblasti mediálnej prefrontálnej kôry (mPFC). Ako sa očakávalo, u zvierat naplnených kontrolným vírusom AAV-EV (obr. 5C) sa nepozorovalo žiadne zafarbenie V5. Obrázok 5D ilustruje cielenú vírusovú infúziu v PrL. Infúzia bola obmedzená na PrL u všetkých zvierat zahrnutých do predložených údajov. Tieto výsledky ukazujú, že podobne ako infúzia DH,AAV-HDAC3(Y298H) do PrL tiež nemala žiadny vplyv na získanie pamäte spojenej s kokaínom.
Blokovanie aktivity HDAC3 v infralimbickej kôre s AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nemá žiadny vplyv na vyhynutie pamäte spojenej s kokaínom
Ďalej sme skúmali, či selektívne blokovanie aktivity HDAC3 deacetylázy v IL zvyšuje vyhynutie kokaínu-CPP. Ukázalo sa, že IL sa podieľa na vyhynutí hľadania kokaínu (LaLumiere et al., 2010; Peters et al., 2008, 2009). Zvieratá podstúpili podmienku kokaínu a CPP s tréningovou dávkou 20 mg/kg kokaínu-HCl. Dôvodom tejto vyššej dávky kokaínu v tomto experimente vyhynutia, ako aj všetkých následných štúdií vyhynutia bolo zabrániť účinkom na vyhynutie podlahy a vytvoriť dostatočne silnú preferenciu, ktorá by mohla vydržať dva týždne potrebné na vírusovú expresiu po infúzii vírusu. Po podmieňovaní kokaínom-CPP zvieratá vykazovali významnú preferenciu po teste 1 (po teste 1; t(64) = 15,11; p< 0.001).="" then="" we="" bilaterally="" infused="" hdac3(y298h)-v5="" or="" aav-ev="" into="" the="" il,="" and,="" mice="" underwent="" drug-free="" post-tests="" (extinction="" training)="" two="" weeks="" following="" infusions="" (fig.="" 6a).="" disrupting="" hdac3="" activity="" in="" the="" il="" with="" hdac3(y298h)="" had="" no="" effect="" on="" the="" extinction="" ofcpp="">pamäť. Použitím obojsmerných opakovaných mier ANOVA sme zistili významný hlavný účinok testu (F (1, 155) = 35,91, p< 0.001),="" as="" expected,="" but="" no="" significant="" treatment-by-test="" interaction="" (f="" (5,="" 155)="0.62," p="">0, 05) ani účinok hlavnej liečebnej skupiny (F (1, 31) = 0, 75, p> 0, 05) (AAV-EV: n = 17, HDAC3(Y298H)-v5: n = 16 na skupinu) (obr. 6B). Aby sme potvrdili, že naše vírusové infúzie sa špecificky zameriavajú na infralimbic, merali sme imunoreaktivitu na epitop V5 na AAV-HDAC3 (Y298H). Pozorovali sme úspešnú transdukciu AAV-HdAC3(Y298H)-v5 všetkých bodových mutantných zvierat napustených vírusom v celom IL, pričom sme sa vyhli šíreniu do oblasti PrL mPFC. U zvierat naplnených kontrolným vírusom AAV-EV (obr. 6C) sa nepozorovalo žiadne zafarbenie V5. Obrázok 6D ukazuje cielenú vírusovú infúziu v IL. Infúzia bola obmedzená na IL u všetkých zvierat zahrnutých do predložených údajov.
Blokovanie aktivity HDAC3 v chrbtovom hipokampe s AAV-HDAC3(Y298H)-v5 uľahčuje vyhynutie pamäte spojenej s kokaínom
Ďalej sme skúmali, či selektívne blokovanie aktivity HDAC3 deacetylázy v DH zvyšuje vyhynutie kokaínu-CPP. Ako je opísané vyššie, zvieratá podstúpili podmienku kokaínu - CPP a vykazovali významnú preferenciu po teste 1 (po teste 1; t(42) = 9,79; p< 0.0001).="" then="" we="" bilaterally="" infused="" hdac3(y298h)-v5="" or="" aav-ev="" into="" the="" dh="" and="" had="" animals="" undergo="" drug-free="" post-tests="" (extinction="" training)="" two="" weeks="" following="" infusions="" (fig.="" 7a).="" disrupting="" hdac3="" activity="" in="" the="" dh="" with="" hdac3(y298h)="" resulted="" in="" a="" significant="" extinction="" of="" cpp="" on="" post-test="" 2,="" as="" revealed="" by="" anova="" comparing="" preference="" score="" (ps)="" ofthe="" aav-ev="" and="" hdac3(y298h)-v5="" groups="" across="" post-tests="" 1="" and="" 2="" showing="" a="" significant="" main="" effect="" of="" test="" (f="" (1,="" 20)="25.58,">< 0.001)="" and="" a="" significant="" treatment-by-test="" interaction="" (f="" (1,="" 20)="5.67," p="0.02)." both="" the="" aav-ev="" control="" and="" the="" hdac3(y298h)="" animals="" showed="" similar="" cpp="" preferences="" on="" post-test="" 1,="" but="" after="" viral="" manipulation,="" the="" animals="" that="" received="" the="" point="" mutant="" virus="" showed="" a="" significant="" decrease="" in="" ps="" on="" post-test="" 2="" compared="" to="" the="" aav-ev="" control="" animals="" as="" shown="" by="" bonferronipost-="" hocanalysis="" (t(40)="2.73," p="0.02;" aav-ev="" n="10," hdac3(y298h)-v5="" n="12)" (fig,="" 7b).these="" findings="" demonstrate="" that="" mice="" infused="" with="" aav-hdac3(y298h)-v5="" showed="" enhanced="" extinction="" of="" cocaine-associated="">
Diskusia
Ukázalo sa, že systémové podávanie inhibítora selektívneho HDAC3 zlepšuje dlhodobé umiestnenie objektupamäťAko aj vyhynutie kokaínu spojeného s kokaínompamäť(Malvaez a kol., 2013). Ďalej inhibícia HDAC3 podporuje odlišný vzor histónovej acetylácie spojený s génovou expresiou v hipokampe a infralimbickej kôre (Malvaez et al., 2013). Naše laboratórium skúmalo úlohuHDAC3 v DH a nucleus accumbens v OLM, ako aj v kokaíne spojenýchpamäť, resp. (McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013). Avšak, či je deacetylázová doménaHDAC3 potrebná pre tieto pamäťové procesy v konkrétnych oblastiach mozgu, zostáva nejasné. Tu sme skúmali špecifickú úlohu, ktorú deacetylázová oblasťHDAC3 zohráva pri dlhodobej tvorbe OLM, tvorbe pamäte súvisiacej s kokaínovým kontextom, ako aj pri vymieraní kokaínového kontextu spojeného spamäť.
V týchto experimentoch sme použili mutantný vírus deacetylázy-mŕtveho bodu (AAV- HDAC3(Y298H)-v5, ktorý selektívne blokuje aktivitu deacetylázyHDAC3 (Lahm et al., 2007; Slnko a kol., 2013). Zistili sme, že selektívne blokovanie deacetylázy domény HDAC3 v DH dlhodobo vylepšenépamäťpre umiestnenie objektu po tréningovom období subthresholdu. Toto zistenie bolo špecifické pre námietku tvorby pamäte na umiestnenie, pretože sa zdalo, že deacetylázová doménaHDAC3 v DH nezohráva žiadnu úlohu pri získavaní / konsolidácii súvisiacej s kokaínom.pamäťtvorenie. Skúmali sme tiež úlohu HDAC3 v prelimbickej kôre, pokiaľ ide o tvorbu pamäte kokaín-CPP, a zistili sme, že aktivita deacetylázyHDAC3 v tejto oblasti mozgu sa nezdá byť rozhodujúca pre získavanie pamäte kokaín-CPP. Nakoniec sme zistili, že blokovanie činnosti HDAC3 v DH tiež uľahčilo vyhynutie kokaínu-CPP, zatiaľ čo rovnaká manipulácia nemala žiadny účinok na infralimbickú kôru, región zapojený do učenia sa o vyhynutí (Quirk et al., 2000; Quirk et al., 2006; Lebrón et al. 2004; Sierra-Mercado et al., 2006; Laurent a Westbrook, 2009). Tieto výsledky naznačujú, že deacetylázová doménaHDAC3 hrá selektívnu úlohu v špecifických oblastiach mozgu, ktoré sú základom dlhodobej tvorby pamäte umiestnenia objektu, ako aj tvorby a vyhynutia pamäte spojenej s kokaínom.
Nedávno sme ukázali, že tento špecifický mutantný vírus deacetylázy-mŕtveho bodu blokuje aktivitu deacetylázyHDAC3 a podporuje acetyláciu indukovanú učením-histón (Kwapis et al., 2017). Kwapis et al. (2017) zistil, že selektívne blokovanie aktivity HDAC3 deacetylázy v DH alebo bazálnom jadre amygdaly zvýšilo kontextový strach bez toho, aby to malo vplyv na strach z tónu. Avšak blokovanie aktivity HDAC3 v bočnom jadre amygdaly zlepšilo tón, ale nie kontext, strach pamäť. Aktivita HDAC3 teda reguluje rôzne aspekty strachupamäťv bazálnych a bočných subregiónoch amygdaly. Zistenia prezentované v Kwapis et al. (2017) spolu so súčasnou štúdiou ukazujú, že deacetylázová doménaHDAC3 je dôležitá pre pamäťové procesy.
Naproti tomu Sun et al. (2013) ukázal, že deacetylázová doménaHDAC3 nie je potrebná pre funkciu HDAC3 v pečeni. Zistili, že deacetylázovo mŕtvy mutant HDAC3 bol schopný takmer úplne zachrániť potlačenú lipogénnu génovú expresiu, ako aj metabolizmus lipidov. Ďalej ukázali, že interakcia s corepressorom NCOR je potrebná pre funkciuHDAC3 nezávislú od deacetylázy. Takže napriek dôkazom o dôležitej úlohe deacetylázy domény HDAC3 má HDAC3 aj kritické neenzymatické úlohy v transkripčných procesoch.
V našej predchádzajúcej štúdii McQuown et al., (2011), sme zistili, že fokálne vymazanieHDAC3 v DH vedie k zlepšeniu dlhodobého hľadiskapamäťpre OLM, ale nie ORM. Podobne sme v súčasnej štúdii zistili, že selektívne blokovanie aktivity HDAC3 deacetylázy (s použitím deacetylázy-mŕtveho bodu mutanta HDAC3) v DH postihnutom OLM, ale nemalo žiadny vplyv na ORM. U hlodavcov bolo zapojenie hipokampu do rozpoznávania objektov predmetom kontroverzie (Mumby, 2001; Dere et al., 2007; Winters a kol., 2008; Ennaceur 2010). Naše laboratórium predtým zistilo významné poškodenie ORM, keď sme použili muscimol po tréningu na inaktiváciu hipokampu. Keď bol však hipokampus inaktivovaný pred získaním ORM, nebol pozorovaný žiadny účinok (Haettig et al., 2011). Preto sa zdá, že hipokampus je potrebný na konsolidáciu, ale nie na získanie ORM v tej istej myšacej úlohe použitej v súčasnej štúdii. Viaceré štúdie z nášho laboratória (Barret et al., 2011; McQuown et al., 2011; Vogel-Ciernia et al., 2013) a ďalšie (Balderas et al., 2008) podobne dokazujú, že manipulácia s chrbtovým hipokampom ovplyvňuje iba OLM a nie ORM. V našich experimentoch manipulujeme s génom záujmu (CBP, Barrett et al., 2011; HDAC3, McQuown et al., 2011; BAF53b, Vogel-Ciernia et al., 2013), ktorý ponecháva komunikáciu medzi DH a inými oblasťami mozgu nedotknutú a zároveň selektívne narúša miestnu plasticitu. Podobne blokovanie syntézy bielkovín anizomykínom nenarúša konsolidáciu ORM (Balderas et al., 2008). Blokovanie hipokampálnej aktivity muscimolom na druhej strane zhoršuje konsolidáciu ORM. Muscimol inaktivuje hipokampálne bunky a zabraňuje komunikácii s kľúčovými oblasťami mozgu potrebnými na získanie/ konsolidáciu ORM. Zdá sa teda, že manipulácia s génovou expresiou alebo blokovanie syntézy bielkovín v rámci DH nestačí na narušenie mechanizmov získavania / konsolidácie potrebných pre dlhodobú pamäť na rozpoznávanie objektov. Štúdie naznačujú, že dlhodobépamäťpre rozpoznávanie objektov sa spolieha skôr na peri-postrhinálne a ostrovné kortiky než na DH (Balderas et al., 2008; Roozendaal et al., 2010).
Predchádzajúce štúdie z nášho laboratória používali inhibítory HDAC3 podávané systémovo s cieľom akútne blokovať enzymatickú aktivitu HDAC3 (Malvaez et al., 2013). Tu používame vírusové manipulácie na chronickú inhibíciu deacetylázy aktivityHDAC3. Táto chronická inhibícia môže umožniť, aby sa kompenzačné mechanizmy dostali na palubu v oblasti mozgu, v ktorej bola vykonaná naša manipulácia, čo vedie k normálnemu učeniu. Deacetylázová doménaHDAC3 v DH môže zohrávať úlohu pri zániku kokaínu-CPPpamäť, pretože infúzia bodového mutantného vírusu HDAC3 do DH viedla k uľahčeniu vyhynutia. Je zaujímavé poznamenať, že blokovanie deacetylázy aktivityHDAC3 v DH zlepšilo učenie o zániku, ale nemalo žiadny vplyv na akvizíciu / konsolidáciu pomocou modelu CPP. Jedným z možných vysvetlení je, že učenie, ku ktorému dochádza počas vyhynutia, sa považuje za náchylnejšie na manipulácie v porovnaní s počiatočným podmieňovaním. Štúdie ukázali, že miera vyhynutia môže byť pomalšia ako miera počiatočnej akvizície (Rescorla, 2002), čo naznačuje, že vyhynutie je náročnejšie, a preto náchylnejšie na narušenie. To sa zdá byť celkom pravdepodobné, pokiaľ ide o robustné spomienky spojené s kokaínom, pretože pôvodný Neurobiol LearnMem. Autorský rukopis; k dispozícii v PMC 2018 november 01.
tvorba týchto spomienok zahŕňa silný psychostimulant kokaín, ktorý uľahčuje zvieratám vytvoriť tento originálpamäťVerzus následné vyhynutiepamäť.
Pokiaľ ide o získavanie/konsolidáciu spomienok spojených s drogami, zistili sme, že bez ohľadu na to, či sme použili mutantný vírus deacetylázy a mŕtveho bodu alebo sme odstránili celý Hdac3gene pomocou homozygotnej Hdac3deletion v DH, naše manipulácie nemali žiadny vplyv na získanie / konsolidáciu kokaínu-CPPpamäť. Dh bol korelovaný so spracovaním informácií (pre preskúmanie, pozri Fanselow a Dong 2010) a ukázalo sa, že excitotoxické lézie DH u potkanov narúšajú nadobudnutie kokaínu-CPP (Meyers et al., 2003). Hoci sa navrhlo, aby DH zohrávala úlohu pri vyjadrovaní hľadania kokaínu vyvolaného kontextom drog (Fuchs et al., 2005; 2007) a je potrebná na spracovanie kontextových informácií, DH sa nevyžaduje na spojenie sluchovo podmieneného stimulu s nepodmieneným stimulom podľa literatúry o strachu (Maren 2001). Zatiaľ čo DH spracováva informácie o kontexte, nepovažuje sa za miesto asociatívneho zbližovania medzi kontextom a šokom (Maren 2001). Preto, hoci sa zdá, že HDAC3 zohráva nevyhnutnú úlohu pri získavaní/konsolidácii pamäte kokaín-CPP v oblastiach mozgu, ako sú nucleus accumbens, ktoré zohrávajú ústrednú úlohu v odmeňovacích obvodoch a sú primárnym sprostredkovateľom posilňujúcich vlastností drog zneužívania a asociatívneho spracovania podmienených podnetov párovaných drogami (Parkinson et al., 1999; Kalivas a McFarland, 2003; Rogge et al., 2013), naše súčasné zistenia naznačujú, že deacetylázová doménaHDAC3 v DH zrejme nesprostredkúva tvorbu kokaínu spojenej s kokaínomSpomienky.
Naše výsledky ukazujú, že oblasť deacetylázyHDAC3 zohráva úlohu v špecifických oblastiach mozgu, ktoré sa podieľajú na vyhynutí kokaínu spojeného s kokaínom.pamäť. Najprv sme skúmali úlohu enzymatickej aktivity HDAC3 v infralimbickej kôre, pretože táto oblasť mozgu bola považovaná za centrálne miesto zániku spomienok (Peters et al., 2008; LuLumiere et al., 2010). Stafford et al. (2012) zdôraznil úlohu histónových deacetylačných mechanizmov v IL pri vymieraní strachu tým, že ukázal, že inhibítor histónovej deacetylázy triedy I NaB viedol k zvýšenému vyhynutiu pri infúzii do IL, ale nie do PrL. Keď sme do IL vložili bodový mutantný vírus HDAC3, nenašli sme žiadne účinky na mieru vyhynutia pamäte spojenej s kokaínom. Rodina HDAC triedy I sa skladá z HDAC-1, -2, -3 a -8 (Haberland et al., 2009). Ressler a jeho kolegovia (2015) zistili, že inhibítor HDAC-1, -2 a -3, RGFP963, zvyšuje konsolidáciu vymierania strachu, ale RGFP966, selektívny inhibítor HDAC3, to neurobil. Ďalej Rumbaugh et al. (2015) ukázali, že RGFP963 a ďalší inhibítor HDAC-1, -2 a -3, RGFP968, boli najúčinnejšie pri stimulácii synaptogenézy, zatiaľ čo RGFP966 bol neúčinný. Tieto výsledky poukazujú na dôležité rozdiely v pozorovaných zisteniach v závislosti od toho, či je zacielená deacetylázová doména HDAC3, celá rodina HDAC triedy 1 alebo podmnožina HDAC triedy I a naznačujú, že zacielenie na niekoľko izoformátov HDAC triedy I môže priniesť robustnejšie účinky na procesy učenia a pamäte.
Stručne povedané, naše zistenia zdôrazňujú úlohu deacetylázy doményHDAC3 v špecifických oblastiach mozgu zapojených do umiestnenia objektupamäťa vznik a vyhynutie kokaínu spojeného s kokaínompamäť. Je dôležité poznamenať, že predchádzajúce štúdie sa akútne zamerali na HDAC3 pomocou systémových manipulácií, ktoré prekračujú hematoencefalickú bariéru a zameriavajú sa na mnohé oblasti mozgu (napr. Malvaez et al., 2010, 2013; Stafford et al., 2012). Tu ukazujeme, ako chronická manipulácia s oblasťou deacetylázyHDAC3 v kľúčových oblastiach mozgu, ktoré sa podieľajú na učení sa polohy objektov a tvorbe a zániku spomienok spojených s kokaínom, ovplyvňuje tieto pamäťové procesy. Naše zistenia rozširujú predchádzajúce zistenia, že deacetylázová aktivitaHDAC3 hrá rozhodujúcu úlohu v dlhodobých pamäťových procesoch a hovorí o špecifickej úlohe deacetylázyHDAC3, pokiaľ ide o oblasti mozgu, ako aj pamäťový proces.
