2. rész: A HDAC3 deacetiláz doménjének megkülönböztető szerepe a hippocampusban és a mediális prefrontális kéregben az emlékezet kialakulásában és kihalásában
Mar 15, 2022
További információ:ali.ma@wecistanche.com
Kattintson ideA Cistanche kivonat előnyei a memória javításában
Eredmények
Az AAV-HDAC3(Y298H) pontmutáns vírus expressziója
A HDAC3 dezacetiláz aktivitás megcélzására kifejlesztettünk egy pontmutánst (Y298H), amely adeno-asszociált vírusból (AAV2.1-HDAC3 (Y298H)-v5) expresszálódik. A hisztidin tirozinra (Y298H) való helyettesítése megszünteti a HDAC3 enzimaktivitását (Kwapis és mtsai, 2017; Lahm és mtsai, 2007, Sun és mtsai, 2013). Hozzáadtunk egy V5 epitóp címkét is az immunreaktivitás mérésére és a HDAC3 pontmutáns vírus mRNS expressziójának számszerűsítésére, függetlenül az endogén HDAC3-tól (1A. ábra). Az egereknek vagy a pontmutáns vírus (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) vagy a kontroll (AAV-EV) kétoldali infúzióját adták. Két héttel később (lehetővé téve az optimális expressziót (Barrett és mtsai, 2011; Kwapis és mtsai, 2017, McQuown és mtsai, 2011; Rogge és mtsai, 2013) az egereket leölték, és a V5 és HDAC3 értékeket immunreaktivitás és RT-qPCR Annak igazolására, hogy vírusinfúzióink a DH-t célozzák, megvizsgáltuk az AAV-HDAC3(Y298H) V5 epitóppal szembeni immunreaktivitást. Megfigyeltük az AAV-HDAC3(Y298H)-v5 sikeres transzdukcióját a DH CA1 és CA3 területén. Az összes pontmutáns vírussal infundált állat közül V5-festés nélkül az AAV-EV kontrollvírussal infundált állatokban (1B. ábra). Mértük a V5-öt és a vad típusú HDAC3-at is DH-szövetben RT-qPCR segítségével. Primerek mind a V{{ A HDAC3(Y298H) transzkriptumot és az endogén Hdac3 transzkriptumot (amely felismeri az endogén Hdac3-at és a mutált Hdac3(Y298H)-v5 mRNS-t is) szignifikánsan magasabb szintet igazolt az AAV-HDAC3(Y298H)-t((v5:) egerekben. 7)=4.14; * p < 0,01,="" üres="" vektor="" n="5;" y298h="" n="4;" hdac3:="" t(9)="3.12," *="" p="" {{="" 76}}.012,="" ür="" y="" vektor="" n="6;" y298h="" n="6)" (1c,="" d="">
A HDAC3 aktivitás blokkolása a dorsalis hippocampusban az AAV-HDAC3(Y298H)-v5 segítségével javítja a hosszú távú memóriát az objektum helyére
Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy a HDAC3 gátlás fokozódikmemóriaolyan, hogy egy küszöb alatti tanulási esemény, amely nem eredményezne hosszú távúmemóriahosszú távú eseménnyé alakul átmemória(McQuown et al., 2011; Malvaez et al., 2013). To test whether the deacetylase-dead point mutant version ofHDAC3 affects long-term memory, mice received bilateral infusions of either the point mutant virus ((AAV-HDAC3(Y298H)- v5) or control (AAV-EV). Two weeks later, mice were trained on the OLM task. During training, mice were placed in an arena with two identical objects for a 3 min training session, which does not result in long-term memory (Stefanko, et al, 2009; Malvaez et al., 2013), and then tested 24h later in the same arena with one familiar object moved to a novel location (Fig. 2A). In this experiment as well as all subsequent experiments, every animal included in the behavioral analyses had viral infusion confirmed by immunohistochemistry. Empty Vector mice did not show significant discrimination (DI = 3.66 ± 3.4%, t(12) = 1.085, p>{{0}.1, n=8), amely megerősíti, hogy a 3 perc a küszöb alatti edzési időszak (2B. ábra). Ezzel szemben az Y298H egerek szignifikáns memóriát mutattak az objektum helyének meghatározásához, ami a szignifikánsan nagyobb diszkriminációs indexből látható (DI=28,76 ± 4,45 százalék; t(12)=4.587, * p < {{20="" }}.001,="" n="6;" 2b.="" ábra).="" a="" csoportok="" nem="" különböztek="" a="" két="" objektum="" teljes="" feltárási="" idejében="" (t(12)="1,024;" p=""> 0,05; 2C. ábra).
Ezután egy új állatcsoportot használtunk annak tesztelésére, hogy a pontmutáns vírus DH-ban történő infúziója hosszú távon befolyásolja-e.memóriaszabványos újszerű objektumfelismerési feladatban (ORM; 2D. ábra).
Ebben a feladatban az egyik ismerős objektumot egy új objektumra cseréljük, de a kontextusban vagy az objektum helyében nincs változás. Amint a 2E. ábrán látható, a küszöb alatti edzés (3 perc) után az Empty Vector és az Y298H egerek hasonló sok időt töltöttek mind az ismerős, mind az új objektumokkal a tesztnapon (t(14)=0.55; p > 0.05, Üres vektor n=9; Y298H n=7). A csoportok nem különböztek a két objektum teljes feltárási idejében (t(14)=0,88; p > 0,05; 2F ábra). A 2. ábrán látható adatok együttesen arra utalnak, hogy a deacetiláz-halott pont mutáns HDAC3 vírus DH-ba infúziója a hosszú távú szelektív fokozódást eredményezi.memóriaaz objektum helyére (2B. ábra), de nem magára az objektumra (2E. ábra).
A HDAC3 aktivitás megzavarása a háti hippocampusban az AAV-HDAC3(Y298H)-v5-tel nincs hatással a kokainhoz kapcsolódó memória kialakulására
Patkányokon kimutatták, hogy a DH szerepet játszik a gyógyszerrel kapcsolatos problémákbanmemóriafolyamatokat. Pontosabban, patkányokban a DH excitotoxikus elváltozásairól kimutatták, hogy megzavarják a kokain-CPP felvételét (Meyers és mtsai, 2003). Tekintettel saját kezdeti megállapításunkra, amely azt mutatja, hogy a HDAC3 manipulálása a hippocampusban befolyásolja a hosszú távú memóriát az objektum helyére vonatkozóan (2B. ábra), valamint arra utaló bizonyítékok, hogy a DH szerepet játszik a gyógyszerekkel kapcsolatosmemóriaformation, we set out to examine whether disrupting HDAC3 activity in the DH with AAV-HDAC3(Y298H)- v5 would affect the acquisition of cocaine-CPP. The schematic ofthe CPP procedure is shown in Fig. 3A (fully described in Materials and Methods). The training dose of cocaine- HCl used for this14 experiment as well as all future acquisition experiments was 5 mg/kg. We used this lower dose in order to avoid a ceiling effect (see Rogge et al., 2013). Neither the Empty Vector nor the Y298H group displayed an initial preference for either context before conditioning (pre-test: Empty vector: t(14) = 0.347; Y298H: t(14) = 1.841, p>{{0}}.05). A két kokainpáros kondicionálást követően mind az Empty Vector, mind az Y298H csoport a kokainpáros környezetet preferálta a teszt után (3B. ábra). Egy kétirányú, ismételt mérési ANOVA kimutatta a kondicionálás szignifikáns fő hatását (F(1,28)=16.36, p < 0.001),="" de="" nem="" csoportos="" (f(1,28)="0,18," p=""> 0,05), és nincs kezelésenkénti interakció (F(1,28)=0,05, p > 0,05). A Bonferronipost-hocanalízis nem mutatott ki különbséget az Empty Vector és az Y298H egerek között az előteszt (t(56)=0.47, p > 0,05) vagy az utóteszt (t(56)=0.19, p > 0,05, n=15 csoportonként) (3B. ábra). Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az AAV-HDAC3(Y298H) DH-ba történő infúziója nem volt hatással a kokainnal kapcsolatosmemória.
A HDAC3 törlése a háti hippocampusban nincs hatással a kokainhoz kapcsolódó képződésrememória
Ezután megvizsgáltuk, hogy a teljes Hdac3 gén törlése a DH-ban befolyásolja-e a kokainhoz kapcsolódómemóriaképződés. Ebben a kísérletben a Hdac3 DH-specifikus, homozigóta delécióit hoztuk létre felnőtt egerekben. Mivel a HDAC3 neuronokban, oligodendrocitákban és gliasejtekben expresszálódik (Broide és mtsai, 2007; Baltan és mtsai, 2011), az AAV 2.1 szerotípus alkalmazása, amely elsősorban neuronokat transzdukál (Burger et al., 2004), lehetővé tette a a Hdac3 deléciója specifikusan a neuronokban. Ezenkívül CAMKII-Cre-t használtunk, és a CAMKII promoternek az előagyi serkentő neuronokra kell korlátoznia a Cre expresszióját (Kojima et al., 1997). A Hdac3 plus / plus és Hdac3flox/flox egerek kokainnal indukált CPP-n estek át, hogy megvizsgálják a DH-specifikus Hdac3 deléció hatását a CPP memória kialakulására. A CPP eljárás vázlatos rajza a 4A. ábrán látható. Amint a 4B. ábra mutatja, mind a Hdac3 plus/plus, mind a Hdac3flox/flox egerek
a kokainpáros környezetet preferálta a teszt után. Amikor az adatokat faktoriális ANOVA-val (kezelés × genotípus) elemeztük, a kondicionálásnak jelentős fő hatása volt (F(1,21)=12.03, p < 0).="" 01),="" de="" nem="" genotípus="" (f(1,21)="" {{10}}.52,="" p=""> 0.05) és nincs interakció (F) (1,21)=0.12, p > 0.05). A Bonferronipost-hocanalízis nem mutatott ki különbséget a Hdac3 plus/plus és a Hdac3flox/flox egerek között az előzetes teszt során (t(42)=0.80, p > 0,05) vagy az utótesztben (t(42) {{31} },42, p > 0,05, Hdac3 plus / plus n=12, Hdac3flox/flox n=11) (4B. ábra). A HDAC3 deléció mértékét Hdac3flox/flox egerekben a 4C. ábra mutatja. A vírusinfúziók és a fokális deléciók kétoldalúak voltak, és a Hdac3 deléciók a DH-ra korlátozódtak az összes Hdac3flox/flox egérben, amelyek szerepelnek a következő ábrákon bemutatott adatokban. Annak megerősítésére, hogy vírusinfúziónk megfelelően célozta a DH-t, és a Hdac3 delécióját eredményezte, megmértük a HDAC3 elleni immunreaktivitást. A 4C. ábra a HDAC3 expresszióját mutatja a DH-ban anti-HDAC3 antitesttel végzett immunfluoreszcens festés után. A DAPI festés megerősítette a sejtmagok jelenlétét mindkét genotípus DH-jában. A számszerűsített HDAC3 immunreaktivitás a vizsgálatban használt összes Hdac3 plus/plus és Hdac3flox/flox egér DH-jában a 4D. ábrán látható. A HDAC3 immunreaktivitás szignifikánsan csökkent a Hdac3flox/flox egerek DH-jában a Hdac3 plus/plushoz képest (Hdac3 plus/plus átlagos százalékos aránya ±sem: Hdac3 plus / plus=100±26,0; Hdac3flox/flox=30.2 ±7,8, t(9)= 2,790, * p <>
A HDAC3 aktivitás megzavarása a PrL-ben az AAV-HDAC3(Y298H)-v5-tel nincs hatással a kokainhoz kapcsolódó memória kialakulására
Ezt követően megvizsgáltuk, hogy a HDAC3 aktivitás megzavarása a prelimbicus kéregben (PrL) HDAC3-(Y298H)-v5-tel hatással lenne-e a kokain-CPP-rememóriaképződés. A PrL-ről kimutatták, hogy kritikus szerepet játszik a kokain-CPP megszerzésében (Isaac et al., 1989; Tzschentke és Schmidt, 1998, 1999). Ezenkívül a prefrontális kéreg neuroplaszticitását abnormálisan megváltoztathatják a függőséget okozó kábítószerek, például a kokain a génexpresszió szabályozása révén (Krasnova és mtsai, 2008; Marie-Claire és mtsai, 2003). Így feltételeztük, hogy a HDAC3 deacetiláz aktivitása kritikus szerepet játszhat a kokainhoz kapcsolódó PrL-ben.memóriaformation. The schematic ofthe CPP procedure was the same as in Fig. 3 and the schematic is depicted in Fig. 5A. Neither the Empty Vector nor the Y298H group that received an infusion the AAV-HDAC3-(Y298H)-v5 virus displayed an initial preference for either context before conditioning (pretest: Empty Vector: t(11) = 0.166; Y298H: t(11) = 0.655, p>{{0}}.1). A két kokainpárral végzett kondicionálást követően mind az Empty Vector, mind az Y298H csoport a kokainpáros környezetet preferálta a teszt után (5B. ábra). Egy kétirányú, ismételt mérésű ANOVA a kondicionálás jelentős fő hatását tárta fel (F(1,22) {{10}.10, p < 0.{{="" 44}}001),="" de="" nem="" csoport="" (f(1,22)="0.11," p=""> 0,05), és nincs kezelésenkénti interakció (F(1,22)=0.10, p > 0,05). A Bonferronipost-hocanalízis nem mutatott különbséget az AAV-EV és a HDAC3(Y298H)-v5 egerek között az előteszt (t(44)=0.11, p > 0,05) vagy az utóteszt (t(44) {{ 42}},45, p > 0,05, n=12 csoportonként) (5B. ábra). Annak igazolására, hogy vírusinfúzióink specifikusan a PrL-t célozzák, az AAV-HDAC3(Y298H) V5 epitóppal szembeni immunreaktivitást mértük. Megfigyeltük az AAV-HDAC3(Y298H)-v5 sikeres transzdukcióját minden pontmutáns vírussal infundált állatnál a PrL-ben, miközben elkerültük a mediális prefrontális kéreg (mPFC) infralimbic cortex (IL) régiójába való terjedést. Ahogy az várható volt, az AAV-EV kontrollvírussal infundált állatokban nem figyeltek meg V5 festődést (5C. ábra). Az 5D. ábra szemlélteti a célzott vírusinfúziót a PrL-ben. Az infúzió a PrL-re korlátozódott a bemutatott adatokban szereplő összes állatnál. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a DH-hoz hasonlóan az AAV-HDAC3(Y298H) PrL-be történő infúzió sem volt hatással a kokainhoz kapcsolódó memória megszerzésére.
A HDAC3 aktivitás blokkolása az infralimbicus kéregben AAV-HDAC3(Y298H)-v5-tel nincs hatással a kokainhoz kapcsolódó memória kihalására
Ezt követően megvizsgáltuk, hogy a HDAC3 dezacetiláz aktivitásának szelektív blokkolása az IL-ben fokozza-e a kokain-CPP extinkcióját. Kimutatták, hogy az IL részt vesz a kokainkeresés kihalásában (LaLumiere et al., 2010; Peters et al., 2008, 2009). Az állatokat kokain-CPP kondicionálásnak vetették alá 20 mg/kg kokain-HCl edzési dózissal. Ebben az extinkciós kísérletben és minden további kioltási vizsgálatban a kokain e magasabb dózisának oka az volt, hogy megakadályozzák az extinction floor hatásokat, és elég erős preferenciát alakítsanak ki, amely kibírja a vírusinfúziót követő vírusexpresszióhoz szükséges két hetet. A kokain-CPP kondicionálást követően az állatok szignifikáns preferenciát mutattak az 1. teszt után (1. utóvizsgálat; t(64)=15.11; p < 0,001).="" ezután="" kétoldalúan="" hdac3(y298h)-v5-öt="" vagy="" aav-ev-t="" infundáltunk="" az="" il-be,="" és="" az="" egerek="" gyógyszermentes="" utóteszteken="" (extinkciós="" tréningen)="" estek="" át="" két="" héttel="" az="" infúziók="" után="" (6a.="" ábra).="" a="" hdac3="" aktivitás="" megzavarása="" az="" il-ben="" hdac3(y298h)-val="" nem="" volt="" hatással="" a="" cpp="">memória. Egy kétirányú ismételt mérési ANOVA segítségével a teszt szignifikáns fő hatását találtuk (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) nor main treatment group effect (F (1, 31) = 0.75, p>0.05) (AAV-EV: n=17, HDAC3(Y298H)-v5: n=16 csoportonként) (6B. ábra). Annak igazolására, hogy vírusinfúzióink specifikusan az infralimbikust célozzák, az AAV-HDAC3(Y298H) V5 epitóppal szembeni immunreaktivitást mértük. Megfigyeltük az AAV-HdAC3(Y298H)-v5 sikeres transzdukcióját minden pontmutáns vírussal infundált állatnál az IL-ben, miközben elkerültük az mPFC PrL régiójába való átterjedést. Nem figyeltek meg V5 festődést az AAV-EV kontrollvírussal infundált állatokban (6C. ábra). A 6D. ábra a célzott vírusinfúziót mutatja az IL-ben. Az infúziót az IL-re korlátozták a bemutatott adatokban szereplő összes állatnál.
A HDAC3 aktivitás blokkolása a hátsó hippocampusban az AAV-HDAC3(Y298H)-v5 segítségével elősegíti a kokainhoz kapcsolódó memória kihalását
Ezt követően megvizsgáltuk, hogy a HDAC3 dezacetiláz aktivitásának szelektív blokkolása a DH-ban fokozza-e a kokain-CPP extinkcióját. A fent leírtak szerint az állatok kokain-CPP kondicionáláson estek át, és szignifikáns preferenciát mutattak az 1. utótesztben (1. utóteszt; t(42)=9.79; p < 0.0001).="" ezután="" kétoldalúan="" hdac3(y298h)-v5="" vagy="" aav-ev="" infúziót="" adtunk="" a="" dh-ba,="" és="" az="" állatokat="" gyógyszermentes="" utóteszteken="" (kioltási="" tréning)="" végeztük="" el="" két="" héttel="" az="" infúziók="" után="" (7a.="" ábra).="" a="" hdac3="" aktivitás="" megzavarása="" a="" dh-ban="" hdac3(y298h)="" segítségével="" a="" cpp="" szignifikáns="" extinkcióját="" eredményezte="" a="" 2.="" utótesztben,="" amint="" azt="" az="" anova="" kimutatta,="" összehasonlítva="" az="" aav-ev="" és="" a="" hdac3(y298h)-v5="" csoportok="" preferencia="" pontszámát="" (ps)="" az="" utótesztek="" között.="" az="" 1.="" és="" 2.="" ábra="" a="" teszt="" szignifikáns="" fő="" hatását="" mutatja="" (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="">
Vita
Kimutatták, hogy egy HDAC{0}}szelektív inhibitor szisztémás beadása javítja a hosszú távú objektum-helymeghatározástmemóriavalamint a kokainhoz köthető kihalásmemória(Malvaez et al., 2013). Ezenkívül a HDAC3 gátlás elősegíti a hiszton acetiláció egy különálló mintáját, amely a génexpresszióhoz kapcsolódik a hippocampusban és az infralimbicus kéregben (Malvaez et al., 2013). Laboratóriumunk megvizsgálta a HDAC3 szerepét a DH-ban és a nucleus accumbensben az OLM-ben, valamint a kokainhoz kapcsolódómemória, illetve (McQuown et al., 2011; Rogge és mtsai, 2013). Azonban továbbra is tisztázatlan maradt, hogy a HDAC3 deacetiláz doménje szükséges-e ezekhez a memóriafolyamatokhoz bizonyos agyi régiókban. Itt megvizsgáltuk, hogy a HDAC3 deacetiláz doménje milyen specifikus szerepet játszik a hosszú távú OLM-képzésben, a kokain-kontextushoz kapcsolódó memóriaképződésben, valamint a kokain-kontextushoz kapcsolódó kihalásban.memória.
Ezekben a kísérletekben egy deacetiláz-halott pont mutáns vírust (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) használtunk, amely szelektíven blokkolja a HDAC3 deacetiláz aktivitását (Lahm és mtsai, 2007; Sun et al., 2013). Azt találtuk, hogy szelektíven blokkolja a HDAC3 deacetiláz doménje a DH-ban hosszú távon fokozottmemóriaa küszöb alatti betanítási periódus utáni objektumok helyére. Ez a megállapítás az ellenvetési helymemória kialakulására vonatkozott, mivel a HDAC3 dezacetiláz doménje a DH-ban úgy tűnt, hogy nem játszik szerepet a kokainhoz kapcsolódó sejtek megszerzésében/konszolidációjában.memóriaképződés. Megvizsgáltuk a HDAC3 szerepét a prelimbicus kéregben a kokain-CPP memóriaképzés tekintetében, és azt találtuk, hogy a HDAC3 deacetiláz aktivitása abban az agyi régióban nem tűnik kritikusnak a kokain-CPP memóriaszerzés szempontjából. Végül azt találtuk, hogy a HDAC3 aktivitás blokkolása a DH-ban a kokain-CPP kihalását is elősegítette, míg ugyanez a manipuláció nem volt hatással az infralimbicus kéregre, amely régió az extinkciós tanulásban szerepet játszik (Quirk et al., 2000; Quirk et al. , 2006; Lebrón és munkatársai 2004; Sierra-Mercado és munkatársai, 2006; Laurent és Westbrook, 2009). Ezek az eredmények azt sugallják, hogy a HDAC3 dezacetiláz doménje szelektív szerepet játszik bizonyos agyi régiókban, amelyek az objektumok helyének hosszú távú memóriaképződésében, valamint a kokainhoz kapcsolódó memóriaképződésben és kihalásban állnak.
Nemrég kimutattuk, hogy ez a specifikus deacetiláz-halott pont mutáns vírus blokkolja a HDAC3 deacetiláz aktivitását, és elősegíti a tanulás által kiváltott hiszton acetilációt (Kwapis et al., 2017). Kwapis et al. (2017) azt találták, hogy a HDAC3 dezacetiláz aktivitásának szelektív blokkolása akár az amygdala DH, akár bazális magjában fokozza a kontextustól való félelmet anélkül, hogy hatással lett volna a tónusfélelemre. Azonban a HDAC3 aktivitás blokkolása az amygdala laterális magjában fokozta a tónust, de nem a kontextus félelem memóriáját. Így a HDAC3 aktivitása a félelem különböző aspektusait szabályozzamemóriaaz amygdala bazális és laterális alrégiójában. A Kwapis et al. (2017) jelen tanulmányával együtt azt mutatják, hogy a HDAC3 deacetiláz doménje fontos a memóriafolyamatokhoz.
Ezzel szemben Sun et al. (2013) kimutatták, hogy a HDAC3 deacetiláz doménje szükségtelen a HDAC3 májműködéséhez. Azt találták, hogy egy deacetiláztól elhalt HDAC3 mutáns szinte teljesen megmentette az elnyomott lipogén génexpressziót, valamint a lipidmetabolizmust. Továbbá kimutatták, hogy a HDAC3 dezacetiláz-független működéséhez kölcsönhatásra van szükség az NCOR korepresszorral. Így annak ellenére, hogy bizonyíték van a HDAC3 deacetiláz doménjének fontos szerepére, a HDAC3-nak kritikus nem enzimatikus szerepe is van a transzkripciós folyamatokban.
McQuown és munkatársai (2011) korábbi tanulmányunkban azt találtuk, hogy a HDAC3 fokális deléciója a DH-ban megnövelt hosszú távú hatást eredményez.memóriaaz OLM-hez, de nem az ORM-hez. Hasonlóképpen, a jelenlegi tanulmányban azt találtuk, hogy a HDAC3 dezacetiláz aktivitásának szelektív blokkolása (a HDAC3 deacetiláz-halott pont mutánsát használva) a DH-ban károsította az OLM-et, de nem volt hatással az ORM-re. Rágcsálóknál a hippokampusz részvétele a tárgyfelismerésben vita tárgyát képezte (Mumby, 2001; Dere et al., 2007; Winters és mtsai, 2008; Ennaceur 2010). Laboratóriumunk korábban szignifikáns károsodást talált az ORM-ben, amikor muscimol utótréninget alkalmaztunk a hippocampus inaktiválására. Azonban, amikor a hippocampust az ORM visszanyerése előtt inaktiválták, nem figyeltek meg hatást (Haettig et al., 2011). Ezért úgy tűnik, hogy a hippokampusz szükséges az ORM megszilárdításához, de nem az ORM visszakereséséhez, ugyanabban az egérfeladatban, amelyet a jelenlegi vizsgálatban használunk. Laboratóriumunk több tanulmánya (Barret és mtsai, 2011; McQuown és mtsai, 2011; Vogel-Ciernia és mtsai, 2013) és mások (Balderas és mtsai, 2008) hasonlóképpen bizonyítják, hogy a dorsalis hippocampus manipuláció csak az OLM-re és az OLM-re van hatással. nem ORM. Kísérleteink során egy érdeklődésre számot tartó gént manipulálunk (CBP, Barrett és mtsai, 2011; HDAC3, McQuown és mtsai, 2011; BAF53b, Vogel-Ciernia et al., 2013), amely meghagyja a kommunikációt a DH és más agy között régiók érintetlenek, miközben szelektíven megzavarják a helyi plaszticitást. Hasonlóképpen, a fehérjeszintézis anizomicinnel történő blokkolása nem rontja az ORM konszolidációját (Balderas et al., 2008). A hippocampális aktivitás muscimollal történő blokkolása viszont rontja az ORM konszolidációját. A Muscimol inaktiválja a hippocampális sejteket, megakadályozva az ORM megszerzéséhez/konszolidációjához szükséges kulcsfontosságú agyi régiókkal való kommunikációt. Így úgy tűnik, hogy a génexpresszió manipulálása vagy a fehérjeszintézis blokkolása a DH-n belül nem elegendő a tárgyfelismeréshez szükséges hosszú távú memóriához szükséges akvizíciós/konszolidációs mechanizmusok megzavarásához. A tanulmányok valóban azt sugallták, hogy hosszú távonmemóriaa tárgyfelismerés a peripostrhinalis és insuláris kéregekre támaszkodik, nem pedig a DH-ra (Balderas és mtsai, 2008; Roozendaal és mtsai, 2010).
Laboratóriumunk korábbi tanulmányaiban szisztémásan alkalmazták a HDAC3 inhibitorokat a HDAC3 enzimaktivitás akut blokkolására (Malvaez et al., 2013). Itt vírusos manipulációkat alkalmazunk a HDAC3 deacetiláz aktivitásának krónikus gátlására. Ez a krónikus gátlás lehetővé teheti a kompenzációs mechanizmusok működését abban az agyi régióban, amelyben a manipulációt végrehajtottuk, ami normális tanulást eredményez. A HDAC3 deacetiláz doménje a DH-ban szerepet játszhat a kokain-CPP kiürítésébenmemória, mivel a pontmutáns HDAC3 vírus DH-ba infúziója megkönnyítette a kihalást. Érdekes megjegyezni, hogy a HDAC3 dezacetiláz aktivitásának blokkolása a DH-ban fokozta az extinkciós tanulást, de nem volt hatással az akvizícióra/konszolidációra a CPP modell használatával. Ennek egyik lehetséges magyarázata az, hogy a kihalás során fellépő tanulás a kezdeti kondicionáláshoz képest érzékenyebb a manipulációkra. Tanulmányok kimutatták, hogy a kihalás üteme lassabb lehet, mint a kezdeti gyűjtés sebessége (Rescorla, 2002), ami arra utal, hogy a kihalás nagyobb kihívást jelent, és ezért érzékenyebb a zavarokra. Ez meglehetősen hihetőnek tűnik, ha robusztus kokainhoz kapcsolódó emlékekről van szó, mivel az eredeti Neurobiol LearnMem. Szerzői kézirat; elérhető a PMC-ben 2018 november 01.
Ezeknek az emlékeknek a kialakulása magában foglalja az erős pszichostimuláns kokaint, ami megkönnyíti az állatok számára ennek az eredetinek a kialakításátmemóriaszemben egy későbbi kihalássalmemória.
A gyógyszerrel kapcsolatos emlékek megszerzésével/konszolidációjával kapcsolatban azt találtuk, hogy akár deacetiláz-holtpont mutáns vírust használtunk, akár a teljes Hdac3gént homozigóta Hdac3 delécióval töröltük a DH-ban, manipulációink nem gyakoroltak semmilyen hatást a megszerzésre/konszolidációra. kokain-CPPmemória. A DH-t összefüggésbe hozták az információfeldolgozással (lásd Fanselow és Dong 2010), és kimutatták, hogy a DH excitotoxikus léziói patkányokban megzavarják a kokain-CPP megszerzését (Meyers és mtsai, 2003). Bár a DH-ról azt feltételezték, hogy szerepet játszik a kábítószer-kontextus által kiváltott kokainkeresés kifejezésében (Fuchs et al., 2005; 2007), és szükséges a kontextuális információk feldolgozásához, a DH-ra nincs szükség egy hallási kondicionált társításhoz. inger a feltétlen ingerrel, a félelem szakirodalma szerint (Maren 2001). Így, míg a DH a kontextusra vonatkozó információkat dolgoz fel, nem gondolják, hogy ez a kontextus és a sokk közötti asszociatív konvergencia helyszíne (Maren 2001). Ezért, bár úgy tűnik, hogy a HDAC3 szükséges szerepet játszik a kokain-CPP memória megszerzésében/megszilárdításában olyan agyi régiókban, mint például a nucleus accumbens, amely központi szerepet játszik a jutalmazási körökben, és a visszaélés és asszociatív kábítószerek megerősítő tulajdonságainak elsődleges közvetítője. gyógyszerpáros kondicionált ingerek feldolgozása (Parkinson és mtsai, 1999; Kalivas és McFarland, 2003; Rogge és mtsai, 2013), jelenlegi eredményeink arra utalnak, hogy a HDAC3 dezacetiláz doménje a DH-ban nem közvetíti a kokain képződését -társultemlékek.
Eredményeink azt mutatják, hogy a HDAC3 dezacetiláz régiója szerepet játszik azokban az agyi régiókban, amelyek szerepet játszanak a kokainnal kapcsolatos kihalásban.memória. Először a HDAC3 enzimaktivitás szerepét vizsgáltuk az infralimbicus kéregben, mivel ezt az agyi régiót az emlékek kihalásának központi helyének tekintették (Peters és mtsai, 2008; LuLumiere et al., 2010). Stafford et al. (2012) a hiszton-dezacetilációs mechanizmusok szerepét emelték ki az IL-ben a félelemkioltásban azzal, hogy kimutatták, hogy az I. osztályú hiszton-deacetiláz gátló NaB fokozott extinkciót eredményezett az IL-be infundálva, a PrL azonban nem. Amikor beadtuk a pontmutáns HDAC3 vírust az IL-be, nem találtunk hatást a kokainhoz kapcsolódó memória kihalásának sebességére. Az I. osztályú HDAC család a HDAC-1, -2, -3 és -8 elemekből áll (Haberland et al., 2009). Ressler és munkatársai (2015) azt találták, hogy a HDAC-1, -2 és -3 inhibitor, az RGFP963 fokozza a félelemkioltás megszilárdulását, de az RGFP966, a HDAC3 szelektív inhibitora nem. . Továbbá Rumbaugh et al. (2015) kimutatták, hogy az RGFP963 és egy másik HDAC-1, -2 és -3 inhibitor, az RGFP968 volt a leghatékonyabb a szinaptogenezis stimulálásában, míg az RGFP966 nem volt hatékony. Ezek az eredmények rávilágítanak a megfigyelt fontos különbségekre attól függően, hogy a HDAC3 dezacetiláz doménje, a teljes 1. osztályú HDAC család vagy az I. osztályú HDAC-k egy részhalmaza a célpont, és arra utalnak, hogy az I. osztályú HDAC-k több izoformájának megcélzása erőteljesebb hatást eredményezhet tanulási és memóriafolyamatok.
Összefoglalva, eredményeink rávilágítanak a HDAC3 deacetiláz doménjének szerepére az objektum elhelyezkedésében szerepet játszó specifikus agyi régiókban.memóriavalamint a kokainhoz kapcsolódó kialakulása és kihalásamemória. Fontos megjegyezni, hogy a korábbi vizsgálatok akut módon célozták meg a HDAC3-at olyan szisztémás manipulációkkal, amelyek átjutnak a vér-agy gáton, és számos agyi régiót céloznak meg (pl. Malvaez et al., 2010, 2013; Stafford és mtsai, 2012). Itt bemutatjuk, hogy a HDAC3 dezacetiláz régiójának krónikus manipulálása az objektum elhelyezkedésének tanulásában és a kokainhoz kapcsolódó emlékek kialakulásában és kihalásával kapcsolatos kulcsfontosságú agyi régiókban hogyan befolyásolja ezeket a memóriafolyamatokat. Eredményeink kiterjesztik korábbi megállapításainkat, miszerint a HDAC3 deacetiláz aktivitása kritikus szerepet játszik a hosszú távú memória folyamatokban, és a HDAC3 deacetiláz aktivitásának sajátos szerepéről beszél mind az agyi régiók, mind a memóriafolyamat tekintetében.
