2. osa: HDAC3 deatsetülaasi domeeni erinevad rollid hipokampuses ja mediaalses prefrontaalses ajukoores mälu kujunemisel ja väljasuremisel

Lisateabe saamiseks:ali.ma@wecistanche.com

3. osa vaatamiseks klõpsake siin

Palun klõpsake siin 1. osa vaatamiseks

Klõpsake selleksTistanche ekstrakti eelised mälu parandamiseks

Tulemused

Punktmutantse viiruse AAV-HDAC3 (Y298H) ekspressioon

HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse sihtimiseks töötasime välja punktmutandi (Y298H), mida ekspresseeriti adeno-assotsieerunud viirusest (AAV2.1-HDAC3 (Y298H)-v5). Histidiini asendamine türosiiniga (Y298H) kaotab HDAC3 ensümaatilise aktiivsuse (Kwapis et al., 2017; Lahm et al., 2007, Sun et al., 2013). Lisasime ka V5 epitoobimärgise, et mõõta immunoreaktiivsust ja kvantifitseerida HDAC3 punktmutandi viiruse mRNA ekspressiooni sõltumatult endogeensest HDAC3-st (joonis 1A). Hiirtele manustati kahepoolselt kas punktmutantse viiruse (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) või kontrolli (AAV-EV) infusiooni. Kaks nädalat hiljem (võimaldades optimaalset ekspressiooni (Barrett et al., 2011; Kwapis jt, 2017, McQuown et al., 2011; Rogge jt, 2013) hiired surmati ning V5 ja HDAC3 mõõdeti immunoreaktiivsuse ja RT-qPCR. Kinnitamaks, et meie viirusinfusioonid on suunatud DH-le, hindasime AAV-HDAC3(Y298H) immunoreaktiivsust V5 epitoobi suhtes. Täheldasime AAV-HDAC3(Y298H)-v5 edukat transduktsiooni DH piirkondades CA1 ja CA3 kõigist punktmutantviirusega infundeeritud loomadest, ilma V5 värvumiseta loomadel, kellele oli infundeeritud AAV-EV kontrollviirus (joonis 1B). Mõõtsime ka V5 ja metsiktüüpi HDAC3 DH koes, kasutades RT-qPCR. Praimerid mõlema V{{ vastu 49}}, mis sisaldas HDAC3(Y298H) transkripti ja endogeenset Hdac3 transkripti (mis tunneb ära nii endogeense Hdac3 kui ka muteerunud Hdac3(Y298H)-v5 mRNA), kinnitas oluliselt kõrgemat taset hiirtel, kellele oli infundeeritud AAV-HDAC3(Y298H)-t((v5:) 7)=4.14; * p < 0,01,="" tühi="" vektor="" n="5;" y298h="" n="4;" hdac3:="" t(9)="3.12," *="" p="" {{="" 76}}.012,="" tühi="" y="" vektor="" n="6;" y298h="" n="6)" (joonis="" 1c,="">

HDAC3 aktiivsuse blokeerimine dorsaalses hipokampuses AAV-HDAC3(Y298H)-v5 abil suurendab objekti asukoha pikaajalist mälu

Varasemad uuringud on näidanud, et HDAC3 inhibeerimine suurenebmäluselline, et alamläve õppesündmus, mis ei tooks kaasa pikaajalistmälumuudetakse sündmuseks, mis viib pikaajaliselemälu(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), mis kinnitab, et 3 minutit oli alamlävi treeningperiood (joonis 2B). Seevastu Y298H hiirtel oli objekti asukoha määramisel märkimisväärne mälu, mida näitab oluliselt suurem eristusindeks (DI=28,76 ± 4,45 protsenti; t(12)=4.587, * p < {{20="" }}.001,="" n="6;" joonis="" 2b).="" rühmad="" ei="" erinenud="" kahe="" objekti="" uurimise="" koguaja="" poolest="" (t(12)="1,024;" p=""> 0,05; joonis 2C).

Järgmisena kasutasime uut loomade rühma, et testida, kas punktmutantse viiruse infusioon DH-s mõjutab pikaajalist toimet.mälustandardses uudses objektituvastusülesandes (ORM; joonis 2D).

Selles ülesandes asendatakse üks tuttav objekt uudse objektiga, kuid konteksti ega objekti asukohta ei muudeta. Nagu on näidatud joonisel 2E, veetsid nii tühi vektor kui ka Y298H hiired pärast alamläve treeningut (3 minutit) testipäeval sarnaselt nii tuttavate kui ka uute objektidega (t(14)=0.55; p > 0.05, tühi vektor n=9; Y298H n=7). Rühmad ei erinenud kahe objekti uurimise koguaja poolest (t(14)=0,88; p > 0,05; joonis 2F). Üheskoos näitavad joonisel 2 olevad andmed, et deatsetülaasi surnud punktmutantse HDAC3 viiruse infundeerimine DH-s suurendab selektiivset pikaajalist toimet.mäluobjekti asukoha jaoks (joonis 2B), kuid mitte objekti enda jaoks (joonis 2E).

HDAC3 aktiivsuse häirimine dorsaalses hipokampuses koos AAV-HDAC3(Y298H)-v5-ga ei mõjuta kokaiiniga seotud mälu teket

Rottidel on näidatud, et DH mängib ravimitega seotud rollimäluprotsessid. Täpsemalt on näidatud, et DH eksitotoksilised kahjustused rottidel häirivad kokaiini-CPP omandamist (Meyers et al., 2003). Arvestades meie enda esialgset järeldust, mis näitab, et HDAC3 manipuleerimine hipokampuses mõjutab pikaajalist mälu objekti asukoha määramiseks (joonis 2B), ja tõendeid, mis viitavad sellele, et DH mängib rolli ravimitega seotudmäluformation, 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}}.{17}}5). Pärast konditsioneerimist kahe kokaiinipaariga eelistasid nii Tühi vektor kui ka Y298H rühmad pärast testimist kokaiiniga paaritud keskkonda (joonis 3B). Kahesuunaline korduvmõõtmise ANOVA näitas konditsioneerimise olulist peamist mõju (F(1,28)=16.36, p < 0.001),="" kuid="" mitte="" rühm="" (f(1,28)="0,18," p=""> 0,05) ja puudub ravipõhine interaktsioon (F(1,28)=0,05, p > 0,05). Bonferronipost-hocanalysis ei näidanud eeltestil (t(56)=0.47, p > 0,05) ega järeltestil (t(56)=0.19, tühivektori ja Y298H hiirte vahel erinevust). p > 0,05, n=15 rühma kohta) (joonis 3B). Need tulemused näitavad, et AAV-HDAC3 (Y298H) infusioon DH-sse ei mõjutanud kokaiiniga seotud aine omandamist.mälu.

HDAC3 kustutamine dorsaalses hipokampuses ei mõjuta kokaiiniga seotud teketMälu

Järgmisena uurisime, kas kogu Hdac3 geeni kustutamine DH-st mõjutaks kokaiiniga seotudmälumoodustamine. Selles katses genereeriti täiskasvanud hiirtel DH-spetsiifilised, homosügootsed Hdac3 deletsioonid. Kuna HDAC3 ekspresseerub neuronites, oligodendrotsüütides ja glias (Broide et al., 2007; Baltan et al., 2011), võimaldas AAV serotüübi 2.1 kasutamine, mis eelistatavalt transdutseerib neuroneid (Burger et al., 2004), Hdac3 deletsioon spetsiifiliselt neuronites. Samuti kasutasime CAMKII-Cre ja CAMKII promootor peaks piirama Cre ekspressiooni eesaju ergastavate neuronitega (Kojima et al., 1997). Hdac3 plus / plus ja Hdac3flox / flox hiirtel tehti kokaiinist indutseeritud CPP, et uurida DH-spetsiifilise Hdac3 deletsiooni mõju CPP mälu moodustumisele. CPP protseduuri skemaatiline skeem on näidatud joonisel 4A. Nagu on näidatud joonisel 4B, nii Hdac3 plus/plus kui ka Hdac3flox/flox hiired

kehtestas katsejärgsel ajal kokaiiniga seotud keskkonna eelistuse. Kui andmeid analüüsiti faktoriaalse ANOVA abil (ravi × genotüüp), ilmnes konditsioneerimise põhimõju (F(1,21)=12.03, p < 0).="" 01),="" kuid="" mitte="" genotüüp="" (f(1,21)="" {{10}}.52,="" p=""> 0.05) ja interaktsioon puudub (F (1,21)=0.12, p > 0.05). Bonferronipost-hocanalysis ei näidanud eeltestil (t(42)=0.80, p > 0,05) ega järeltestil (t(42) {{31} mingit erinevust Hdac3 plus/plus ja Hdac3flox/flox hiirte vahel. },42, p > 0,05, Hdac3 pluss / pluss n=12, Hdac3flox/flox n=11) (joonis 4B). HDAC3 deletsiooni ulatus Hdac3flox/flox hiirtel on näidatud joonisel 4C. Viiruse infusioonid ja fokaalsed deletsioonid olid kahepoolsed ja Hdac3 deletsioonid piirdusid DH-ga kõigil Hdac3flox / flox hiirtel, mis sisaldusid järgmistel joonistel esitatud andmetes. Kinnitamaks, et meie viiruse infusioon oli asjakohaselt suunatud DH-le ja põhjustas Hdac3 kustutamise, mõõtsime immunoreaktiivsust HDAC3 suhtes. Joonis fig 4C näitab HDAC3 ekspressiooni DH-s pärast immunofluorestsentsvärvimist anti-HDAC3 antikehaga. DAPI värvimine kinnitas tuumade olemasolu mõlema genotüübi DH-s. Kvantifitseeritud HDAC3 immunoreaktiivsus kõigi selles uuringus kasutatud Hdac3 plus/plus ja Hdac3flox/flox hiirte DH-s on näidatud joonisel 4D. HDAC3 immunoreaktiivsus vähenes oluliselt Hdac3flox/flox hiirte DH võrreldes Hdac3 plus/plusiga (Hdac3 plus/plus keskmine protsent ±sem: Hdac3 plus / plus=100±26,0; Hdac3flox/flox=30.2 ±7,8, t(9)= 2,790, * p <>

HDAC3 aktiivsuse katkestamine PrL-is koos AAV-HDAC3(Y298H)-v5-ga ei mõjuta kokaiiniga seotud mälu teket

Järgmisena testisime, kas HDAC3 aktiivsuse katkestamine prelimbilises ajukoores (PrL) HDAC3-(Y298H)-v5-ga mõjutab kokaiini-CPP-dmälumoodustamine. On näidatud, et PrL mängib kokaiini-CPP omandamises kriitilist rolli (Isaac et al., 1989; Tzschentke ja Schmidt, 1998, 1999). Lisaks võivad prefrontaalse ajukoore neuroplastilisust geeniekspressiooni reguleerimise kaudu ebanormaalselt muuta sõltuvust tekitavad narkootikumid, nagu kokaiin (Krasnova et al., 2008; Marie-Claire et al., 2003). Seega oletasime, et HDAC3 deatsetülaasi aktiivsus võib mängida olulist rolli kokaiiniga seotud PrL-is.mäluformation. 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). Pärast konditsioneerimist kahe kokaiinipaariga eelistasid nii Tühi vektor kui ka Y298H rühmad pärast testimist kokaiiniga paaritud keskkonda (joonis 5B). Kahesuunaline korduva mõõtmise ANOVA näitas konditsioneerimise olulist peamist mõju (F(1,22) {{10}.10, p < 0.{{="" 44}}001),="" kuid="" mitte="" rühm="" (f(1,22)="0.11," p=""> 0,05) ja puudub ravipõhine interaktsioon (F(1,22)=0.10, p > 0,05). Bonferronipost-hocanalysis ei näidanud AAV-EV ja HDAC3(Y298H)-v5 hiirte vahel erinevust eeltestil (t(44)=0.11, p > 0,05) ega järeltestil (t(44) {{ 42}},45, p > 0,05, n=12 rühma kohta) (joonis 5B). Kinnitamaks, et meie viirusinfusioonid on suunatud konkreetselt PrL-ile, mõõtsime AAV-HDAC3 (Y298H) immunoreaktiivsust V5 epitoobi suhtes. Me täheldasime kõigi punktmutantviirusega infundeeritud loomade AAV-HDAC3 (Y298H)-v5 edukat transduktsiooni kogu PrL-i ulatuses, vältides samal ajal levikut mediaalse prefrontaalse ajukoore (mPFC) infralimbilise ajukoore (IL) piirkonda. Nagu oodatud, ei täheldatud AAV-EV kontrollviirusega infundeeritud loomadel V5 värvumist (joonis 5C). Joonis 5D illustreerib sihitud viiruse infusiooni PrL-is. Kõigil esitatud andmetes sisalduvatel loomadel piirdus infusioon PrL-ga. Need tulemused näitavad, et nagu DH, ei avaldanud AAV-HDAC3 (Y298H) infusioon PrL-i ka kokaiiniga seotud mälu omandamist.

HDAC3 aktiivsuse blokeerimine infralimbilises ajukoores AAV-HDAC3(Y298H)-v5 abil ei mõjuta kokaiiniga seotud mälu väljasuremist

Järgmisena uurisime, kas HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse selektiivne blokeerimine IL-s suurendab kokaiini-CPP väljasuremist. On näidatud, et IL on seotud kokaiini otsimise väljasuremisega (LaLumiere et al., 2010; Peters et al., 2008, 2009). Loomad läbisid kokaiini-CPP konditsioneerimise 20 mg/kg kokaiini-HCl treeningannusega. Selle suurema kokaiiniannuse põhjuseks selles ekstinktsioonikatses ja kõigis järgnevates väljasuremisuuringutes oli väljasuremispõranda mõju ärahoidmine ja piisavalt tugeva eelistuse loomine, mis suudaks vastu pidada viiruse infusioonijärgseks viiruse ekspressiooniks vajaliku kahe nädala jooksul. Pärast kokaiini-CPP konditsioneerimist näitasid loomad märkimisväärset eelistust 1. järeltesti ajal (1. järgne test; t(64)=15.11; p < 0,001).="" seejärel="" infundeerisime="" kahepoolselt="" hdac3(y298h)-v5="" või="" aav-ev-i="" il-i="" ja="" kaks="" nädalat="" pärast="" infusiooni="" hiirtele="" tehti="" ravimivabad="" järeltestid="" (väljasuremiskoolitus)="" (joonis="" 6a).="" hdac3="" aktiivsuse="" katkestamine="" il-is="" hdac3="" (y298h)="" abil="" ei="" mõjutanud="" cpp="">mälu. Kasutades kahesuunalist kordusmõõtmistega ANOVA-d, leidsime testi olulise peamise efekti (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 rühma kohta) (joonis 6B). Kinnitamaks, et meie viirusinfusioonid on suunatud spetsiifiliselt infralimbilisele, mõõtsime AAV-HDAC3 (Y298H) immunoreaktiivsust V5 epitoobi suhtes. Me täheldasime kõigi punktmutantse viirusega infundeeritud loomade AAV-HdAC3 (Y298H)-v5 edukat transduktsiooni kogu IL-is, vältides samal ajal levikut mPFC PrL piirkonda. AAV-EV kontrollviirusega infundeeritud loomadel V5 värvumist ei täheldatud (joonis 6C). Joonisel fig 6D on näidatud sihitud viiruse infusioon IL-s. Kõigil esitatud andmetes sisalduvatel loomadel piirdus infusioon IL-ga.

HDAC3 aktiivsuse blokeerimine dorsaalses hipokampuses AAV-HDAC3(Y298H)-v5 abil hõlbustab kokaiiniga seotud mälu väljasuremist

Järgmisena uurisime, kas HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse selektiivne blokeerimine DH-s suurendab kokaiini-CPP väljasuremist. Nagu ülalpool kirjeldatud, läbisid loomad kokaiini-CPP konditsioneerimise ja näitasid märkimisväärset eelistust 1. järeltestil (1. järgne test; t(42)=9.79; p < 0.0001).="" seejärel="" infundeerisime="" kahepoolselt="" hdac3(y298h)-v5="" või="" aav-ev-i="" dh-sse="" ja="" lasime="" loomadel="" kaks="" nädalat="" pärast="" infusiooni="" läbida="" ravimivabad="" järeltestid="" (väljasuremiskoolitus)="" (joonis="" 7a).="" hdac3="" aktiivsuse="" katkestamine="" dh-s="" hdac3(y298h)="" abil="" põhjustas="" cpp="" märkimisväärse="" väljasuremise="" 2.="" järeltestil,="" nagu="" näitas="" anova,="" mis="" võrreldi="" aav-ev="" ja="" hdac3(y298h)-v5="" rühmade="" eelisskoori="" (ps)="" järeltestide="" lõikes.="" 1="" ja="" 2,="" mis="" näitavad="" testi="" olulist="" peamist="" mõju="" (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="">

Arutelu

On näidatud, et HDAC{0}}selektiivse inhibiitori süsteemne manustamine parandab pikaajalist objekti asukoha määramistmälusamuti kokaiiniga seotud väljasureminemälu(Malvaez et al., 2013). Lisaks soodustab HDAC3 inhibeerimine histooni atsetüülimise selget mustrit, mis on seotud geeniekspressiooniga hipokampuses ja infralimbilises ajukoores (Malvaez et al., 2013). Meie labor on uurinud HDAC3 rolli OLM-is DH-s ja nucleus accumbensis ning kokaiiniga seotudmälu, vastavalt (McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013). Siiski jäi ebaselgeks, kas HDAC3 deatsetülaasi domeen on nende mäluprotsesside jaoks spetsiifilistes ajupiirkondades vajalik või mitte. Siin uurisime spetsiifilist rolli, mida HDAC3 deatsetülaasi domeen mängib pikaajalises OLM-i moodustumisel, kokaiinikontekstiga seotud mälu moodustumisel ja ka kokaiinikontekstiga seotud väljasuremisel.mälu.

Nendes katsetes kasutasime deatsetülaasi surnud punkti mutantset viirust (AAV-HDAC3(Y298H)-v5, mis blokeerib selektiivselt HDAC3 deatsetülaasi aktiivsust (Lahm et al., 2007; Sun et al., 2013). Leidsime, et selektiivselt blokeerib HDAC3 deatsetülaasi domeen DH-s paranes pikaajaliseltmäluobjekti asukoha jaoks pärast alamläve koolitusperioodi. See leid oli spetsiifiline vastuväite asukohamälu moodustumisele, kuna HDAC3 deatsetülaasi domeen DH-s ei mänginud mingit rolli kokaiiniga seotud aine omandamisel/konsolideerimisel.mälumoodustamine. Samuti uurisime HDAC3 rolli prelimbilises ajukoores seoses kokaiini-CPP mälu moodustumisega ja leidsime, et HDAC3 deatsetülaasi aktiivsus selles ajupiirkonnas ei tundunud kokaiini-CPP mälu omandamiseks kriitiline. Lõpuks leidsime, et HDAC3 aktiivsuse blokeerimine DH-s hõlbustas ka kokaiini-CPP väljasuremist, samas kui samal manipulatsioonil ei olnud mõju infralimbilises ajukoores, piirkonnas, mis on seotud väljasuremise õppimisega (Quirk et al., 2000; Quirk et al. , 2006; Lebrón jt 2004; Sierra-Mercado jt, 2006; Laurent ja Westbrook, 2009). Need tulemused viitavad sellele, et HDAC3 deatsetülaasi domeen mängib selektiivset rolli spetsiifilistes ajupiirkondades, mis on objekti asukoha pikaajalise mälu kujunemise, samuti kokaiiniga seotud mälu moodustumise ja väljasuremise aluseks.

Hiljuti näitasime, et see spetsiifiline deatsetülaasi surnud punkti mutantne viirus blokeerib HDAC3 deatsetülaasi aktiivsust ja soodustab õppimisest indutseeritud histooni atsetüülimist (Kwapis et al., 2017). Kwapis et al. (2017) leidsid, et HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse selektiivne blokeerimine kas mandelkeha DH- või basaaltuumas suurendas konteksti hirmu, ilma et see mõjutaks toonihirmu. HDAC3 aktiivsuse blokeerimine mandelkeha külgmises tuumas suurendas aga toonust, kuid mitte konteksti hirmumälu. Seega reguleerib HDAC3 aktiivsus hirmu erinevaid aspektemäluamügdala basaal- ja lateraalpiirkondades. Üheskoos on Kwapis et al. (2017) koos käesoleva uuringuga näitavad, et HDAC3 deatsetülaasi domeen on mäluprotsesside jaoks oluline.

Seevastu Sun et al. (2013) näitas, et HDAC3 deatsetülaasi domeen pole HDAC3 funktsiooni jaoks maksas vajalik. Nad leidsid, et deatsetülaasi surnud HDAC3 mutant suutis peaaegu täielikult päästa represseeritud lipogeense geeniekspressiooni ja lipiidide metabolismi. Lisaks näitasid nad, et HDAC3 deatsetülaasist sõltumatu funktsiooni jaoks on vajalik interaktsioon korepressoriga NCOR. Seega, hoolimata tõenditest HDAC3 deatsetülaasi domeeni olulise rolli kohta, on HDAC3-l transkriptsiooniprotsessides ka kriitiline mitteensümaatiline roll.

Meie eelmises uuringus McQuown et al., (2011) leidsime, et HDAC3 fokaalne deletsioon DH-s põhjustab pikaajalist paranemist.mäluORM-i jaoks, kuid mitte ORM-i jaoks. Samuti leidsime praeguses uuringus, et HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse selektiivne blokeerimine (kasutades HDAC3 deatsetülaasi surnud punkti mutanti) kahjustas DH-s OLM-i, kuid ei mõjutanud ORM-i. Näriliste puhul on hipokampuse kaasamine objektide tuvastamisse tekitanud vaidlusi (Mumby, 2001; Dere et al., 2007; Winters et al., 2008; Ennaceur 2010). Meie labor avastas varem ORM-i olulise kahjustuse, kui kasutasime hipokampuse inaktiveerimiseks treeningjärgset muskimoli. Kui aga hipokampus enne ORM-i leidmist inaktiveeriti, ei täheldatud mingit mõju (Haettig et al., 2011). Seetõttu näib, et hipokampus on vajalik ORM-i konsolideerimiseks, kuid mitte taastamiseks samas hiireülesandes, mida kasutatakse käesolevas uuringus. Mitmed meie labori uuringud (Barret jt, 2011; McQuown et al., 2011; Vogel-Ciernia jt, 2013) ja teised (Balderas et al., 2008) näitavad sarnaselt, et dorsaalne hipokampuse manipuleerimine mõjutab ainult OLM-i ja mitte ORM. Oma katsetes manipuleerime huvipakkuva geeniga (CBP, Barrett et al., 2011; HDAC3, McQuown et al., 2011; BAF53b, Vogel-Ciernia jt, 2013), mis jätab DH ja muu aju vahelise suhtluse. piirkonnad puutumata, häirides selektiivselt kohalikku plastilisust. Samamoodi ei kahjusta valgusünteesi blokeerimine anisomütsiiniga ORM-i konsolideerumist (Balderas et al., 2008). Hipokampuse aktiivsuse blokeerimine muskimoliga seevastu kahjustab ORM-i konsolideerumist. Muscimol inaktiveerib hipokampuse rakud, takistades suhtlemist peamiste ajupiirkondadega, mis on vajalikud ORM-i omandamiseks / konsolideerimiseks. Seega näib, et geeniekspressiooni manipuleerimine või valgusünteesi blokeerimine DH-s ei ole piisav, et häirida objekti tuvastamise pikaajaliseks mäluks vajalikke omandamis-/konsolideerimismehhanisme. Tõepoolest, uuringud on näidanud, et pikaajalinemäluobjektide äratundmine tugineb pigem peri-postrinaalsetele ja isolaarsetele ajukoortele, mitte DH-le (Balderas et al., 2008; Roozendaal et al., 2010).

Meie labori varasemates uuringutes kasutati HDAC3 inhibiitoreid, mida manustati süsteemselt HDAC3 ensümaatilise aktiivsuse ägedaks blokeerimiseks (Malvaez et al., 2013). Siin kasutame HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse krooniliseks pärssimiseks viiruslikke manipuleerimisi. See krooniline pärssimine võib võimaldada kompenseerivatel mehhanismidel siseneda ajupiirkonda, kus meie manipuleerimine läbi viidi, mille tulemuseks on normaalne õppimine. HDAC3 deatsetülaasi domeen DH-s võib mängida rolli kokaiini-CPP väljasuremiselmälu, kuna punktmutantse HDAC3 viiruse infundeerimine DH-sse põhjustas hõlbustatud väljasuremise. Huvitav on märkida, et HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse blokeerimine DH-s suurendas väljasuremise õppimist, kuid ei mõjutanud CPP mudelit kasutades omandamist / konsolideerimist. Üks võimalik seletus sellele on see, et väljasuremise ajal toimuv õppimine arvatakse olevat manipulatsioonidele vastuvõtlikum kui algne konditsioneerimine. Uuringud on näidanud, et väljasuremise määr võib olla aeglasem kui algse omandamise kiirus (Rescorla, 2002), mis viitab sellele, et väljasuremine on keerulisem ja seetõttu vastuvõtlikum häiretele. See tundub üsna usutav, kui tegemist on tugevate kokaiiniga seotud mälestustega, kuna algne Neurobiol LearnMem. Autori käsikiri; saadaval PMC-s 2018 november 01.

Nende mälestuste moodustamine hõlmab võimsat psühhostimulaatorit kokaiini, mis muudab loomadel selle originaali moodustamise lihtsamaksmäluversus järgnev väljasureminemälu.

Mis puudutab ravimitega seotud mälestuste omandamist / konsolideerimist, leidsime, et olenemata sellest, kas kasutasime deatsetülaasi surnud punkti mutantset viirust või kustutasime kogu Hdac3 geeni, kasutades DH-s homosügootset Hdac3 deletsiooni, ei avaldanud meie manipulatsioonid omandamist / konsolideerimist. kokaiin-CPPmälu. DH-d on korrelatsioonis teabe töötlemisega (ülevaate saamiseks vt Fanselow ja Dong 2010) ning on näidatud, et DH eksitotoksilised kahjustused rottidel häirivad kokaiini-CPP omandamist (Meyers et al., 2003). Kuigi on väidetud, et DH mängib rolli narkootikumide kontekstist põhjustatud kokaiini otsimise väljendamisel (Fuchs et al., 2005; 2007) ja on vajalik kontekstuaalse teabe töötlemiseks, ei ole DH vajalik kuulmistingimustega seostamiseks. stiimul koos tingimusteta stiimuliga, vastavalt hirmukirjandusele (Maren 2001). Seega, kuigi DH töötleb teavet konteksti kohta, ei usuta, et see oleks konteksti ja šoki vahelise assotsiatiivse lähenemise koht (Maren 2001). Seega, kuigi HDAC3 näib mängivat vajalikku rolli kokaiini-CPP mälu omandamisel/konsolideerimisel sellistes ajupiirkondades nagu nucleus accumbens, mis mängib keskset rolli premeerimisahelates ning on kuritarvitavate ja assotsiatiivsete ravimite tugevdavate omaduste peamine vahendaja. ravimiga seotud konditsioneeritud stiimulite töötlemine (Parkinson et al., 1999; Kalivas ja McFarland, 2003; Rogge et al., 2013), näitavad meie praegused leiud, et HDAC3 deatsetülaasi domeen DH-s ei näi vahendavat kokaiini moodustumist -seotudmälestusi.

Meie tulemused näitavad, et HDAC3 deatsetülaasi piirkond mängib rolli spetsiifilistes ajupiirkondades, mis on seotud kokaiiniga seotud väljasuremisega.mälu. Esmalt uurisime HDAC3 ensümaatilise aktiivsuse rolli infralimbilises ajukoores, kuna seda ajupiirkonda on peetud mälestuste väljasuremise keskseks lookuseks (Peters et al., 2008; LuLumiere et al., 2010). Stafford et al. (2012) tõstsid esile histooni deatsetüülimise mehhanismide rolli IL-s väljasuremise hirmus, näidates, et I klassi histooni deatsetülaasi inhibiitor NaB põhjustas IL-i infundeerimisel suurenenud väljasuremise, kuid mitte PrL-i. Kui infundeerisime punktmutantse HDAC3 viiruse IL-i, ei leidnud me mingit mõju kokaiiniga seotud mälu väljasuremise kiirusele. I klassi HDAC perekond koosneb HDAC-st-1, -2, -3 ja -8 (Haberland et al., 2009). Ressler ja kolleegid (2015) leidsid, et HDAC-1, -2 ja -3 inhibiitor RGFP963 tugevdab hirmu väljasuremist, kuid HDAC3 selektiivne inhibiitor RGFP966 seda ei teinud. . Lisaks Rumbaugh et al. (2015) näitasid, et RGFP963 ja teine ​​HDAC-1, -2 ja -3 inhibiitor RGFP968 stimuleerisid kõige tõhusamalt sünaptogeneesi, samas kui RGFP966 oli ebaefektiivne. Need tulemused toovad esile olulisi erinevusi leidudes, mis on täheldatud sõltuvalt sellest, kas sihikule on võetud HDAC3 deatsetülaasi domeen, kogu 1. klassi HDAC perekond või I klassi HDAC-de alamhulk, ja viitavad sellele, et I klassi HDAC-de mitme isovormi sihtimine võib anda tugevama mõju. õppimis- ja mäluprotsessid.

Kokkuvõttes rõhutavad meie leiud HDAC3 deatsetülaasi domeeni rolli konkreetsetes ajupiirkondades, mis on seotud objekti asukohagamäluning kokaiiniga seotud toodete teke ja väljasureminemälu. Oluline on märkida, et varasemad uuringud on teravalt suunatud HDAC3-le, kasutades süsteemseid manipuleerimisi, mis läbivad hematoentsefaalbarjääri ja on suunatud paljudele ajupiirkondadele (nt Malvaez et al., 2010, 2013; Stafford et al., 2012). Siin näitame, kuidas HDAC3 deatsetülaasi piirkonna krooniline manipuleerimine peamistes ajupiirkondades, mis on seotud objekti asukoha õppimisega ning kokaiiniga seotud mälestuste moodustumine ja väljasuremine, mõjutavad neid mäluprotsesse. Meie leiud laiendavad varasemaid leide, et HDAC3 deatsetülaasi aktiivsus mängib kriitilist rolli pikaajalistes mäluprotsessides ja räägib HDAC3 deatsetülaasi aktiivsuse spetsiifilisest rollist nii ajupiirkondade kui ka mäluprotsesside osas.