Část 2: Rozdílné role deacetylázové domény HDAC3 v hippocampu a mediálním prefrontálním kortexu při vytváření a zániku paměti
Mar 15, 2022
Další informace:{0}}
Klikněte naExtrakt z cistanche prospívá zlepšení paměti
Výsledek
Exprese bodového mutantního viru AAV-HDAC3(Y298H)
Pro zacílení aktivity HDAC3 deacetylázy jsme vyvinuli bodovou mutantu (Y298H) exprimovanou z adeno-asociovaného viru (AAV2.1-HDAC3 (Y298H)-v5). Nahrazení histidinu za tyrosin (Y298H) ruší enzymatickou aktivitu HDAC3 (Kwapis et al., 20}17; Lahm et al., 2007, Sun et al., 2013). Také jsme přidali značku epitopu V5 pro měření imunoreaktivity a kvantifikaci virové mRNA exprese bodového mutantu HDAC3 nezávisle na endogenním HDAC3 (obr. 1A). Myším byly podávány bilaterální infuze buď bodového mutantního viru (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) nebo kontroly (AAV-EV). O dva týdny později (umožňující optimální expresi (Barrett et al., 2011; Kwapis et al., 2017, McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013) byly myši usmrceny a V5 a HDAC3 byly měřeny imunoreaktivitou a RT-qPCR. Abychom potvrdili, že naše virové infuze cílí na DH, hodnotili jsme imunoreaktivitu vůči epitopu V5 na AAV-HDAC3(Y298H). Pozorovali jsme úspěšnou transdukci AAV-HDAC3(Y298H)-v5 v oblastech CA1 a CA3 DH všech zvířat s infuzí bodového mutantního viru, bez barvení V5 u zvířat infundovaných kontrolním virem AAV-EV (obr. 1B). Také jsme měřili V5 a HDAC3 divokého typu v DH tkáni pomocí RT-qPCR. Primery proti oběma V{{ 49}} obsahující HDAC3(Y298H) transkript a endogenní Hdac3 transkript (který rozpoznává jak endogenní Hdac3, tak mutovanou Hdac3(Y298H)-v5 mRNA) potvrdily významně vyšší hladiny u myší, kterým byla podána infuze AAV-HDAC3(Y298H)-v5 (v5: 7)=4,14; * p < 0,01,="" prázdný="" vektor="" n="5;" y298h="" n="4;" hdac3:="" t(9)="3,12," *="" p="" {{="" 76}}.012,="" prázdná="" y="" vektor="" n="6;" y298h="" n="6)" (obr.="" 1c,="">
Blokování aktivity HDAC3 v dorzálním hipokampu pomocí AAV-HDAC3(Y298H)-v5 zlepšuje dlouhodobou paměť pro umístění objektu
Předchozí studie ukázaly, že inhibice HDAC3 se zvyšujePaměťtaková, že podprahová vzdělávací akce, která by neměla za následek dlouhodobéPaměťse promění v událost vedoucí k dlouhodobémuPaměť(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) potvrzující, že 3 minuty byly podprahové tréninkové období (obr. 2B). Naproti tomu myši Y298H vykazovaly významnou paměť pro umístění objektu, což je zřejmé z výrazně vyššího diskriminačního indexu (DI=28,76 ± 4,45 procenta; t(12)=4,587, * p < {{20="" }}.001,="" n="6;" obr.="" 2b).="" skupiny="" se="" nelišily="" v="" celkové="" době="" průzkumu="" dvou="" objektů="" (t(12)="1,024;" p=""> 0,05; obr. 2C).
Dále jsme použili novou skupinu zvířat, abychom otestovali, zda infuze viru bodového mutantu v DH ovlivnila dlouhodoběPaměťve standardní úloze rozpoznávání nových objektů (ORM; obr. 2D).
V tomto úkolu je jeden ze známých objektů nahrazen novým objektem, ale nedochází ke změně kontextu nebo umístění objektu. Jak je znázorněno na obr. 2E, po podprahovém tréninku (3 min) trávily myši s prázdným vektorem a Y298H podobné množství času se známými i novými objekty v testovací den (t(14)=0,55; p > 0.05, prázdný vektor n=9; Y298H n=7). Skupiny se nelišily v celkové době průzkumu dvou objektů (t(14)=0,88; p > 0,05; obr. 2F). Údaje na obrázku 2 společně naznačují, že infuze deacetylázového mutantního viru HDAC3 v DH vede k selektivnímu zvýšení dlouhodobéhoPaměťpro umístění objektu (obr. 2B), ale ne pro objekt samotný (obr. 2E).
Narušení aktivity HDAC3 v dorzálním hipokampu pomocí AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nemá žádný vliv na tvorbu paměti spojené s kokainem
U potkanů se ukázalo, že DH hraje roli v souvislosti s drogamiPaměťprocesy. Konkrétně se ukázalo, že excitotoxické léze DH u potkanů narušují získávání kokainu-CPP (Meyers et al., 2003). Vzhledem k našemu vlastnímu počátečnímu zjištění, které ukazuje, že manipulace s HDAC3 v hippocampu ovlivňuje dlouhodobou paměť na umístění objektu (obr. 2B), a důkazy naznačující, že DH hraje roli v drogáchPaměťformation, 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). Po úpravě dvěma páry kokainu, jak skupiny Empty Vector, tak Y298H, upřednostnily po testu prostředí spárované s kokainem (obr. 3B). Obousměrná opakovaná měření ANOVA odhalila významný hlavní účinek kondicionování (F(1,28)=16.36, p < 0.001),="" ale="" není="" skupina="" (f(1,28)="0,18," p=""> 0,05) a žádná interakce mezi jednotlivými testy (F(1,28)=0,05, p > 0,05). Bonferronipost-hokanalýza neukázala žádný rozdíl mezi myší Empty Vector a Y298H před testem (t(56)=0,47, p > 0,05) ani po testu (t(56)=0,19, p > 0,05, n=15 na skupinu) (obr. 3B). Tyto výsledky ukazují, že infuze AAV-HDAC3(Y298H) do DH neměla žádný vliv na získání kokainuPaměť.
Delece HDAC3 v dorzálním hipokampu nemá žádný vliv na tvorbu kokainu.Paměť
Dále jsme zkoumali, zda by odstranění celého genu Hdac3 v DH ovlivnilo související s kokainemPaměťformace. V tomto experimentu byly DH-specifické, homozygotní delece Hdac3 vytvořeny u dospělých myší. Protože HDAC3 je exprimován v neuronech, oligodendrocytech a gliích (Broide et al., 2007; Baltan et al., 2011), umožnilo použití AAV sérotypu 2.1, který přednostně transdukuje neurony (Burger et al., 2004). delece Hdac3 specificky v neuronech. Také jsme použili CAMKII-Cre a promotor CAMKII by měl omezit expresi Cre na excitační neurony předního mozku (Kojima et al., 1997). Myši Hdac3 plus/plus a Hdac3flox/flox podstoupily CPP indukovaný kokainem, aby se prozkoumal účinek DH-specifické delece Hdac3 na tvorbu paměti CPP. Schéma CPP procedury je znázorněno na obr. 4A. Jak je znázorněno na obr. 4B, obě myši Hdac3 plus / plus a Hdac3flox/flox
stanovili po testu preferenci prostředí s párem kokainu. Když byla data analyzována faktoriální analýzou ANOVA (léčba × genotyp), došlo k významnému hlavnímu účinku kondicionování (F(1,21)=12.03, p < 0.="" 01),="" ale="" ne="" genotyp="" (f(1,21)="" {{10}}.52,="" p=""> 0.05) a žádná interakce (F (1,21)=0.12, p > 0.05). Bonferronipost-hokanalýza neukázala žádný rozdíl mezi Hdac3 plus / plus a Hdac3flox/flox myšmi před testem (t(42)=0,80, p > 0,05) ani po testu (t(42) {{31} },42, p > 0,05, Hdac3 plus / plus n=12, Hdac3flox/flox n=11) (obr. 4B). Rozsah delece HDAC3 u myší Hdac3flox/flox je ukázán na obr. 4C. Virové infuze a fokální delece byly bilaterální a delece Hdac3 byly omezeny na DH u všech myší Hdac3flox/flox zahrnutých v datech uvedených na následujících obrázcích. Abychom potvrdili, že naše virová infuze vhodně zacílila na DH a vedla k deleci Hdac3, měřili jsme imunoreaktivitu vůči HDAC3. Obr. 4C ukazuje expresi HDAC3 v DH po imunofluorescenčním barvení protilátkou anti-HDAC3. Barvení DAPI potvrdilo přítomnost jader v DH obou genotypů. Kvantifikovaná imunoreaktivita HDAC3 v DH všech myší Hdac3 plus/plus a Hdac3flox/flox použitých v této studii je znázorněna na obrázku 4D. Imunoreaktivita HDAC3 byla významně snížena u DH myší Hdac3flox/flox ve srovnání s Hdac3 plus / plus (průměrné procento Hdac3 plus / plus ± sem: Hdac3 plus / plus=100±26,0; Hdac3flox/flox=30.2 ±7,8, t(9)= 2,790, * p <>
Narušení aktivity HDAC3 v PrL pomocí AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nemá žádný vliv na tvorbu paměti spojené s kokainem
Dále jsme testovali, zda by narušení aktivity HDAC3 v prelimbické kůře (PrL) pomocí HDAC3-(Y298H)-v5 ovlivnilo kokain-CPPPaměťformace. Ukázalo se, že PrL hraje kritickou roli při získávání kokainu-CPP (Isaac a kol., 1989; Tzschentke a Schmidt 1998, 1999). Dále, neuroplasticita prefrontálního kortexu může být abnormálně změněna návykovými drogami, jako je kokain, prostřednictvím regulace genové exprese (Krasnova et al., 2008; Marie-Claire et al., 2003). Předpokládali jsme tedy, že deacetylázová aktivita HDAC3 může hrát kritickou roli v PrL pro kokainPaměťformation. 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). Po úpravě dvěma páry kokainu, jak skupiny Empty Vector, tak Y298H, upřednostnily po testu prostředí spárované s kokainem (obr. 5B). Obousměrná opakovaná měření ANOVA odhalila významný hlavní účinek kondicionování (F(1,22) {{10}}.10, p < 0.{{{{101}="" 44}}001),="" ale="" ne="" skupina="" (f(1,22)="0.11," p=""> 0,05) a žádná interakce mezi jednotlivými testy (F(1,22)=0.10, p > 0,05). Bonferronipost-hokanalýza neukázala žádný rozdíl mezi AAV-EV a HDAC3(Y298H)-v5 myšmi před testem (t(44)=0.11, p > 0,05) ani po testu (t(44) {{ 42}},45, p > 0,05, n=12 na skupinu) (obr. 5B). Abychom potvrdili, že naše virové infuze specificky cílí na PrL, měřili jsme imunoreaktivitu vůči epitopu V5 na AAV-HDAC3(Y298H). Pozorovali jsme úspěšnou transdukci AAV-HDAC3(Y298H)-v5 u všech zvířat s infuzí bodového mutantního viru v celé PrL, přičemž jsme se vyhnuli šíření do oblasti infralimbické kůry (IL) mediální prefrontální kůry (mPFC). Jak se očekávalo, nebylo pozorováno žádné barvení V5 u zvířat infundovaných kontrolním virem AAV-EV (obr. 5C). Obrázek 5D znázorňuje cílenou virovou infuzi v PrL. Infuze byla omezena na PrL u všech zvířat zahrnutých v prezentovaných datech. Tyto výsledky ukazují, že stejně jako DH, AAV-HDAC3(Y298H) infuze do PrL také neměla žádný vliv na získání paměti spojené s kokainem.
Blokování aktivity HDAC3 v infralimbické kůře pomocí AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nemá žádný vliv na zánik paměti spojené s kokainem
Dále jsme zkoumali, zda selektivní blokování aktivity HDAC3 deacetylázy v IL zvyšuje zánik kokainu-CPP. Ukázalo se, že IL se podílí na vyhynutí vyhledávání kokainu (LaLumiere et al., 20}10; Peters et al., 2008, 2009). Zvířata podstoupila kondicionování kokain-CPP s tréninkovou dávkou 20 mg/kg kokainu-HCl. Důvodem této vyšší dávky kokainu v tomto extinkčním experimentu, stejně jako ve všech následných extinkčních studiích, bylo zabránit efektům extinkce a vytvořit dostatečně silnou preferenci, která by mohla vydržet dva týdny nezbytné pro virovou expresi po infuzi viru. Po úpravě kokainem-CPP vykazovala zvířata významnou preferenci po testu 1 (post-test 1; t(64)=15 0,11; p < 0,001).="" poté="" jsme="" do="" il="" bilaterálně="" podali="" infuzi="" hdac3(y298h)-v5="" nebo="" aav-ev="" a="" myši="" podstoupily="" post-testy="" bez="" léků="" (trénink="" extinkce)="" dva="" týdny="" po="" infuzích="" (obr.="" 6a).="" narušení="" aktivity="" hdac3="" v="" il="" pomocí="" hdac3(y298h)="" nemělo="" žádný="" vliv="" na="" zánik="">Paměť. Pomocí dvoucestného opakovaného měření ANOVA jsme zjistili významný hlavní účinek testu (F (1, 155)=35.91, s.< 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 na skupinu) (obr. 6B). Abychom potvrdili, že naše virové infuze specificky cílí na infralimbické buňky, měřili jsme imunoreaktivitu vůči epitopu V5 na AAV-HDAC3(Y298H). Pozorovali jsme úspěšnou transdukci AAV-HdAC3(Y298H)-v5 u všech zvířat s infuzí bodového mutantního viru v celém IL, přičemž jsme zabránili šíření do oblasti PrL mPFC. Žádné barvení V5 nebylo pozorováno u zvířat infundovaných kontrolním virem AAV-EV (obr. 6C). Obrázek 6D ukazuje cílenou virovou infuzi v IL. Infuze byla omezena na IL u všech zvířat zahrnutých v prezentovaných datech.
Blokování aktivity HDAC3 v dorzálním hipokampu pomocí AAV-HDAC3(Y298H)-v5 usnadňuje zánik paměti spojené s kokainem
Dále jsme zkoumali, zda selektivní blokování aktivity HDAC3 deacetylázy v DH zvyšuje zánik kokainu-CPP. Jak je popsáno výše, zvířata podstoupila kondicionování kokainem-CPP a vykazovala významnou preferenci po testu 1 (post-test 1; t(42)=9,79; p < 0,0001).="" poté="" jsme="" bilaterálně="" infundovali="" hdac3(y298h)-v5="" nebo="" aav-ev="" do="" dh="" a="" nechali="" zvířata="" podstoupit="" post-testy="" bez="" léků="" (trénink="" extinkce)="" dva="" týdny="" po="" infuzích="" (obr.="" 7a).="" narušení="" aktivity="" hdac3="" v="" dh="" pomocí="" hdac3(y298h)="" vedlo="" k="" významnému="" zániku="" cpp="" po="" testu="" 2,="" jak="" odhalila="" anova="" srovnávající="" skóre="" preferencí="" (ps)="" skupin="" aav-ev="" a="" hdac3(y298h)-v5="" napříč="" posttesty.="" 1="" a="" 2="" ukazující="" významný="" hlavní="" účinek="" testu="" (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="">
Diskuse
Bylo prokázáno, že systémové podávání HDAC3-selektivního inhibitoru zlepšuje dlouhodobé umístění objektuPaměťstejně jako vyhynutí spojené s kokainemPaměť(Malvaez et al., 2013). Inhibice HDAC3 dále podporuje odlišný vzor acetylace histonů spojený s genovou expresí v hipokampu a infralimbické kůře (Malvaez et al., 2013). Naše laboratoř zkoumala roli HDAC3 v DH a nucleus accumbens v OLM a také v souvislosti s kokainemPaměť, respektive (McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013). Nicméně, zda je nebo není deacetylázová doména HDAC3 nezbytná pro tyto paměťové procesy ve specifických oblastech mozku, zůstalo nejasné. Zde jsme zkoumali specifickou roli, kterou hraje deacetylázová doména HDAC3 při dlouhodobé tvorbě OLM, utváření paměti související s kokainem, stejně jako zániku souvisejícího s kokainovým kontextem.Paměť.
V těchto experimentech jsme použili deacetylázový-dead point mutantní virus (AAV-HDAC3(Y298H)-v5, který selektivně blokuje deacetylázovou aktivitu HDAC3 (Lahm et al., 2007; Sun et al., 2013). Zjistili jsme, že selektivně blokuje deacetylázová doména HDAC3 v DH se dlouhodobě zvyšujePaměťpro umístění objektu po podprahovém tréninku. Toto zjištění bylo specifické pro tvorbu paměti umístění námitek, protože se zdálo, že deacetylázová doména HDAC3 v DH nehraje žádnou roli při získávání/konsolidaci kokainem spojenýchPaměťformace. Také jsme zkoumali roli HDAC3 v prelimbické kůře s ohledem na tvorbu paměti kokain-CPP a zjistili jsme, že deacetylázová aktivita HDAC3 v této oblasti mozku se nezdá být kritická pro získávání paměti kokain-CPP. Nakonec jsme zjistili, že blokování aktivity HDAC3 v DH také usnadnilo zánik kokainu-CPP, zatímco stejná manipulace neměla žádný účinek v infralimbické kůře, oblasti, která se podílí na učení o zániku (Quirk et al., 2000; Quirk et al. , 2006; Lebrón a kol., 2004; Sierra-Mercado a kol., 2006; Laurent a Westbrook, 2009). Tyto výsledky naznačují, že deacetylázová doména HDAC3 hraje selektivní roli ve specifických oblastech mozku, které jsou základem tvorby dlouhodobé paměti o umístění objektu, stejně jako při tvorbě a zániku paměti spojené s kokainem.
Nedávno jsme ukázali, že tento specifický mutantní virus deacetylázy-mrtvého bodu blokuje deacetylázovou aktivitu HDAC3 a podporuje učením indukovanou acetylaci histonů (Kwapis et al., 2017). Kwapis a kol. (2017) zjistili, že selektivní blokování aktivity HDAC3 deacetylázy buď v DH, nebo v bazálním jádře amygdaly zvýšilo kontextový strach, aniž by mělo vliv na strach z tónu. Blokování aktivity HDAC3 v laterálním jádru amygdaly však zlepšilo tonus, ale ne kontextový strach z paměti. Aktivita HDAC3 tedy reguluje různé aspekty strachuPaměťv bazální a laterální podoblasti amygdaly. Společně zjištění prezentovaná v Kwapis et al. (2017) spolu s touto studií ukazují, že deacetylázová doména HDAC3 je důležitá pro paměťové procesy.
Naproti tomu Sun a kol. (2013) ukázali, že deacetylázová doména HDAC3 je zbytečná pro funkci HDAC3 v játrech. Zjistili, že deacetylázou mrtvá mutanta HDAC3 byla schopna téměř úplně zachránit potlačenou expresi lipogenních genů a také metabolismus lipidů. Dále ukázali, že pro funkci HDAC3 nezávislou na deacetyláze je nutná interakce s korepresorem NCOR. Navzdory důkazům o důležité roli deacetylázové domény HDAC3 má tedy HDAC3 také kritické neenzymatické role v transkripčních procesech.
V naší předchozí studii, McQuown et al., (2011), jsme zjistili, že fokální delece HDAC3 v DH vede ke zvýšené dlouhodobéPaměťpro OLM, ale ne ORM. Podobně jsme v současné studii zjistili, že selektivní blokování aktivity deacetylázy HDAC3 (pomocí mutantu HDAC3 v mrtvém bodě deacetylázy) u DH narušilo OLM, ale nemělo žádný vliv na ORM. U hlodavců bylo zapojení hippocampu do rozpoznávání objektů předmětem sporu (Mumby, 2001; Dere a kol., 2007; Winters a kol., 2008; Ennaceur 2010). Naše laboratoř již dříve zjistila významné poškození ORM, když jsme po tréninku použili muscimol k inaktivaci hipokampu. Nicméně, když byl hipokampus inaktivován před získáním ORM, nebyl pozorován žádný účinek (Haettig et al., 2011). Proto se zdá, že hipokampus je nezbytný pro konsolidaci, ale ne pro získání ORM ve stejné úloze na myši použité v současné studii. Mnoho studií z naší laboratoře (Barret et al., 2011; McQuown et al., 2011; Vogel-Ciernia et al., 2013) a dalších (Balderas et al., 2008) podobně ukazuje, že manipulace dorzálního hippocampu ovlivňuje pouze OLM a ne ORM. V našich experimentech manipulujeme se zájmovým genem (CBP, Barrett et al., 2011; HDAC3, McQuown et al., 2011; BAF53b, Vogel-Ciernia et al., 2013), který zanechává komunikaci mezi DH a jiným mozkem oblasti neporušené a přitom selektivně narušují místní plasticitu. Podobně blokování syntézy proteinů anisomycinem nenarušuje konsolidaci ORM (Balderas et al., 2008). Blokování aktivity hipokampu muscimolem naopak narušuje konsolidaci ORM. Muscimol inaktivuje hipokampální buňky a brání komunikaci s klíčovými oblastmi mozku nezbytnými pro získání/konsolidaci ORM. Zdá se tedy, že manipulace s genovou expresí nebo blokování syntézy proteinů v DH nestačí k narušení akvizičních/konsolidačních mechanismů potřebných pro dlouhodobou paměť pro rozpoznávání objektů. Studie totiž naznačovaly, že dlouhodoběPaměťpro rozpoznávání objektů se spoléhá spíše na peri-postrhinální a insulární kortexy než na DH (Balderas et al., 2008; Roozendaal et al., 2010).
Předchozí studie z naší laboratoře používaly inhibitory HDAC3 podávané systémově, aby akutně blokovaly enzymatickou aktivitu HDAC3 (Malvaez et al., 2013). Zde používáme virové manipulace k chronické inhibici deacetylázové aktivity HDAC3. Tato chronická inhibice může umožnit, aby se kompenzační mechanismy dostaly na palubu v oblasti mozku, ve které byla provedena naše manipulace, což vede k normálnímu učení. Deacetylázová doména HDAC3 v DH může hrát roli při zániku kokainu-CPPPaměťprotože infuze bodového mutantního viru HDAC3 do DH vedlo k usnadnění zániku. Je zajímavé poznamenat, že blokování deacetylázové aktivity HDAC3 v DH zlepšilo učení extinkce, ale nemělo žádný vliv na akvizici/konsolidaci pomocí modelu CPP. Jedním z možných vysvětlení je to, že učení, ke kterému dochází během vyhynutí, je ve srovnání s počátečním podmiňováním náchylnější k manipulacím. Studie ukázaly, že rychlost vymírání může být pomalejší než rychlost počáteční akvizice (Rescorla, 2002), což naznačuje, že vymírání je náročnější, a proto je náchylnější k narušení. To se zdá být docela pravděpodobné, pokud jde o robustní vzpomínky spojené s kokainem, protože původní Neurobiol LearnMem. Autorský rukopis; k dispozici v PMC 2018 1. listopadu.
vytváření těchto vzpomínek zahrnuje silný psychostimulační kokain, který zvířatům usnadňuje vytvoření tohoto origináluPaměťproti následnému vyhynutíPaměť.
Pokud jde o získávání/konsolidaci pamětí spojených s léky, zjistili jsme, že ať už jsme použili deacetylázový mutantní virus mrtvého bodu nebo odstranili celý gen Hdac3 pomocí homozygotní delece Hdac3 v DH, naše manipulace neměly žádný vliv na získání/konsolidaci. kokainu-CPPPaměť. DH byla korelována se zpracováním informací (přehled viz Fanselow a Dong 2010) a ukázalo se, že excitotoxické léze DH u potkanů narušují získávání kokainu-CPP (Meyers et al., 2003). Ačkoli se předpokládá, že DH hraje roli v projevu hledání kokainu vyvolaného drogovým kontextem (Fuchs et al., 2005; 2007) a je vyžadováno pro zpracování kontextových informací, DH není vyžadováno pro asociaci sluchově podmíněného podnět s nepodmíněným podnětem, podle literatury o strachu (Maren 2001). Zatímco tedy DH zpracovává informace o kontextu, nevěří se, že je místem asociativní konvergence mezi kontextem a šokem (Maren 2001). Ačkoli se tedy zdá, že HDAC3 hraje nezbytnou roli při získávání/konsolidaci paměti kokain-CPP v oblastech mozku, jako je nucleus accumbens, které hraje ústřední roli v okruzích odměny a je primárním zprostředkovatelem posilujících vlastností návykových a asociativních drog. zpracování podmíněných stimulů spárovaných s drogami (Parkinson et al., 1999; Kalivas a McFarland, 2003; Rogge et al., 2013), naše současná zjištění naznačují, že deacetylázová doména HDAC3 v DH zřejmě nezprostředkovává tvorbu kokainu -přidruženévzpomínky.
Naše výsledky ukazují, že oblast deacetylázy HDAC3 hraje roli ve specifických oblastech mozku, které se podílejí na zániku kokainuPaměť. Nejprve jsme zkoumali roli enzymatické aktivity HDAC3 v infralimbické kůře, protože tato oblast mozku byla považována za centrální místo pro zánik vzpomínek (Peters et al., 2008; LuLumiere et al., 2010). Stafford a kol. (2012) zdůraznili roli mechanismů deacetylace histonů v IL při vyhynutí strachu tím, že ukázali, že inhibitor histondeacetylázy I. třídy NaB vedl ke zvýšené extinkci při infuzi do IL, ale ne PrL. Když jsme do IL podali bodový mutantní virus HDAC3, nezjistili jsme žádné účinky na rychlost vymírání paměti spojené s kokainem. Rodina HDAC I. třídy se skládá z HDAC-1, -2, -3 a -8 (Haberland et al., 2009). Ressler a kolegové (2015) zjistili, že inhibitory HDAC-1, -2 a -3, RGFP963, zvyšují konsolidaci vymírání vyvolaného strachu, ale RGFP966, selektivní inhibitor HDAC3, nikoli . Dále Rumbaugh et al. (2015) ukázali, že RGFP963 a další inhibitor HDAC-1, -2 a -3, RGFP968, byly nejúčinnější při stimulaci synaptogeneze, zatímco RGFP966 byl neúčinný. Tyto výsledky zdůrazňují důležité rozdíly v nálezech pozorovaných v závislosti na tom, zda je cílem deacetylázová doména HDAC3, celá rodina HDAC 1. třídy nebo podskupina HDAC I. třídy, a naznačují, že zacílení na několik izoforem HDAC I. třídy může přinést robustnější účinky na procesy učení a paměti.
Stručně řečeno, naše zjištění zdůrazňují roli deacetylázové domény HDAC3 ve specifických oblastech mozku, které se podílejí na umístění objektuPaměťa vznik a zánik související s kokainemPaměť. Je důležité poznamenat, že předchozí studie se akutně zaměřovaly na HDAC3 pomocí systémových manipulací, které procházejí hematoencefalickou bariérou a zaměřují se na mnoho oblastí mozku (např.Malvaez et al., 2010, 2013; Stafford et al., 2012). Zde ukazujeme, jak chronická manipulace s oblastí deacetylázy HDAC3 v klíčových oblastech mozku zapojených do učení o umístění objektu a vytváření a zániku vzpomínek spojených s kokainem ovlivňuje tyto paměťové procesy. Naše zjištění rozšiřují předchozí zjištění, že deacetylázová aktivita HDAC3 hraje kritickou roli v procesech dlouhodobé paměti a hovoří o specifické úloze aktivity HDAC3 deacetylázy s ohledem na oblasti mozku i paměťový proces.