بخش 2: نقش های متمایز برای دامنه داستیلاز HDAC3 در هیپوکامپ و قشر پیش پیشانی داخلی در شکل گیری و انقراض حافظه

برای اطلاعات بیشتر:ali.ma@wecistanche.com

لطفا برای قسمت 3 اینجا را کلیک کنید

لطفا برای قسمت 1 اینجا را کلیک کنید

کلیک کنید تافواید عصاره سیستانچ برای بهبود حافظه

نتایج

بیان ویروس جهش یافته نقطه ای AAV-HDAC3 (Y298H)

برای هدف قرار دادن فعالیت HDAC3 deacetylase، ما یک جهش نقطه‌ای (Y298H) ایجاد کردیم که از ویروس مرتبط با آدنو (AAV2.{4}}HDAC3 (Y298H)-v5) بیان می‌شود. جایگزینی هیستیدین به جای تیروزین (Y298H) فعالیت آنزیمی HDAC3 را لغو می کند (Kwapis et al., 2017؛ Lahm et al., 2007, Sun et al., 2013). ما همچنین یک برچسب اپی توپ V5 را برای اندازه‌گیری واکنش‌پذیری ایمنی و تعیین کمیت بیان mRNA ویروسی جهش نقطه HDAC3 مستقل از HDAC3 درون‌زا اضافه کردیم (شکل 1A). به موش‌ها تزریق دوطرفه ویروس جهش یافته نقطه‌ای (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) یا شاهد (AAV-EV) داده شد. دو هفته بعد (با اجازه بیان بهینه (بارت و همکاران، 2011؛ ​​کواپیس و همکاران، 2017، مک کوون و همکاران، 2011؛ ​​روگ و همکاران، 2013)، موش‌ها قربانی شدند و V5 و HDAC3 با واکنش‌پذیری ایمنی و اندازه‌گیری شدند. RT-qPCR برای تأیید اینکه تزریق‌های ویروسی ما DH را هدف قرار می‌دهند، ما واکنش‌پذیری ایمنی را نسبت به اپی توپ V5 روی AAV-HDAC3 (Y298H) ارزیابی کردیم. ما انتقال موفقیت‌آمیز AAV-HDAC3(Y298H)-v5 را در مناطق CA1 و CA3 DH مشاهده کردیم. از تمام حیوانات تزریق شده با ویروس جهش یافته نقطه ای، بدون رنگ آمیزی V5 در حیوانات تزریق شده با ویروس کنترل AAV-EV (شکل 1B). ما همچنین V5 و HDAC3 نوع وحشی را در بافت DH با استفاده از RT-qPCR اندازه گیری کردیم. پرایمرها علیه هر دو V{{{ 49}}حاوی رونوشت HDAC3(Y298H) و رونوشت Hdac3 درون زا (که هم Hdac3 درون زا و هم Hdac3(Y298H)-v5 جهش یافته را می شناسد) سطوح به طور قابل توجهی بالاتری را در موش های تزریق شده با AAV-HDAC3(Y298H:T(T(Y298V5:-v5) تایید کرد. 7)=4.14؛ * p <0.01، بردار="" خالی="" n="5؛" y298h="" n="4؛" hdac3:="" t(9)="3.12،" *="" p="" {{="" 76}}.012،="" خالی="" y="" بردار="" n="6;" y298h="" n="6)" (شکل="" 1c،="">

مسدود کردن فعالیت HDAC3 در هیپوکامپ پشتی با AAV-HDAC3(Y298H)-v5 باعث افزایش حافظه بلند مدت برای مکان یابی اشیا می شود.

مطالعات قبلی نشان داده اند که مهار HDAC3 افزایش می یابدحافظهبه طوری که یک رویداد یادگیری زیرآستانه ای که منجر به طولانی مدت نمی شودحافظهبه یک رویداد منجر به طولانی مدت تبدیل می شودحافظه(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) تأیید می کند که 3 دقیقه یک دوره آموزشی زیرآستانه است (شکل 2B). در مقابل، موش‌های Y298H حافظه قابل‌توجهی برای مکان شی نشان دادند، که با شاخص تمایز به‌طور قابل‌توجهی آشکار شد (DI=28.76 ± 4.45 درصد؛ t(12)=4.587، * p <{20 }}.001,="" n="6؛" شکل="" 2b).="" گروه="" ها="" در="" کل="" زمان="" اکتشاف="" دو="" شی="" تفاوتی="" نداشتند="" (t(12)="1.024;" p=""> 0.05; شکل 2C).

در مرحله بعد، ما از گروه جدیدی از حیوانات استفاده کردیم تا آزمایش کنیم که آیا تزریق ویروس جهش یافته نقطه ای در DH بر بلندمدت تأثیر می گذارد یا خیر.حافظهدر یک کار جدید استاندارد تشخیص شی (ORM؛ شکل 2D).

در این کار، یکی از اشیاء آشنا با یک شی جدید جایگزین می شود، اما تغییری در زمینه یا مکان شی ایجاد نمی شود. همانطور که در شکل 2E نشان داده شده است، پس از آموزش زیرآستانه (3 دقیقه)، هر دو موش Empty Vector و Y298H زمان مشابهی را با اشیاء آشنا و جدید در روز آزمون سپری کردند (t(14)=0.55; p > 0.05، بردار خالی n=9؛ Y298H n=7). گروه ها در کل زمان اکتشاف دو شی تفاوتی نداشتند (t(14)=0.88; p > 0.05; شکل 2F). با هم، داده های شکل 2 نشان می دهد که تزریق ویروس HDAC3 جهش یافته با نقطه مرده دی استیلاز در DH منجر به افزایش انتخابی طولانی مدت می شود.حافظهبرای مکان شی (شکل 2B) اما نه خود شی (شکل 2E).

اختلال در فعالیت HDAC3 در هیپوکامپ پشتی با AAV-HDAC3(Y298H)-v5 هیچ تاثیری بر تشکیل حافظه مرتبط با کوکائین ندارد.

در موش‌ها نشان داده شده است که DH در ارتباط با مواد مخدر نقش داردحافظهفرآیندها به طور خاص، ضایعات اکسیتوتوکسیک DH در موش‌ها نشان داده شده است که کسب کوکائین-CPP را مختل می‌کند (Meyers et al., 2003). با توجه به یافته‌های اولیه خودمان که نشان می‌دهد دستکاری HDAC3 در هیپوکامپ بر حافظه بلندمدت برای مکان جسم تأثیر می‌گذارد (شکل 2B) و شواهد نشان می‌دهد که DH در ارتباط با مواد مخدر نقش دارد.حافظهformation, 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). پس از شرطی سازی با دو جفت کوکائین، هر دو گروه بردار خالی و Y298H ترجیحی برای محیط جفت کوکائین در پس آزمون ایجاد کردند (شکل 3B). ANOVA اندازه‌گیری‌های مکرر دو طرفه تأثیر اصلی مهم شرطی‌سازی را نشان داد (F(1,28)=16.36, p <0.001) اما="" نه="" گروه="" (f(1،28)="0.18،" p=""> 0.05) و هیچ تعامل درمان به آزمون (F(1،28)=0.05، p > 0.05). Bonferronipost-hocanalysis تفاوتی بین Empty Vector و موش Y298H در پیش آزمون (t(56)=0.47, p > 0.05) یا پس آزمون (t(56)=0 نشان نداد. p > 0.05، n=15 در هر گروه) (شکل، 3B). این نتایج نشان می‌دهد که تزریق AAV-HDAC3 (Y298H) به DH هیچ تأثیری بر کسب کوکائین ندارد.حافظه.

حذف HDAC3 در هیپوکامپ پشتی هیچ تاثیری بر تشکیل کوکائین نداردحافظه

بعداً بررسی کردیم که آیا حذف کل Hdac3gene در DH بر روی کوکائین تأثیر می گذارد یا خیر.حافظهتشکیل. در این آزمایش، حذف های هموزیگوت اختصاصی Hdac3 در موش های بالغ ایجاد شد. از آنجایی که HDAC3 در نورون‌ها، الیگودندروسیت‌ها و گلیا بیان می‌شود (Broide et al., 2007; Baltan et al., 2011)، استفاده از سروتیپ AAV 2.1 که ترجیحاً نورون‌ها را تبدیل می‌کند (برگر و همکاران، 2004) مجاز است. حذف Hdac3 به طور خاص در نورون ها. همچنین، ما از CAMKII-Cre استفاده کردیم و پروموتر CAMKII باید بیان Cre را به نورون های تحریک کننده جلو مغز محدود کند (کوجیما و همکاران، 1997). موش های Hdac3 plus / plus و Hdac3flox / flox تحت CPP القا شده با کوکائین قرار گرفتند تا اثر حذف Hdac3 اختصاصی DH بر تشکیل حافظه CPP بررسی شود. شماتیک روش CPP در شکل 4A نشان داده شده است. همانطور که در شکل 4B نشان داده شده است، موش های Hdac3 plus / plus و Hdac3flox/flox

در پس آزمون ترجیحی برای محیط جفت کوکائین ایجاد کرد. هنگامی که داده ها با استفاده از آنالیز واریانس فاکتوریل (درمان × ژنوتیپ) تجزیه و تحلیل شدند، یک اثر اصلی مهم شرطی سازی وجود داشت (F(1،21)=12.03، p < 0.="" 01)="" اما="" نه="" ژنوتیپ="" (f(1,21)="" {{10}}.52,="" p=""> 0.05) و هیچ برهمکنشی (F) (1,21)=0.12, p > 0.05). Bonferronipost-hocanalysis تفاوتی بین Hdac3 plus / plus و Hdac3flox/flox در پیش آزمون (t(42)=0.80, p > 0.05) یا پس آزمون (t(42) {{31} نشان نداد. }.42، p > 0.05، Hdac3 plus / plus n=12، Hdac3flox/flox n=11) (شکل، 4B). میزان حذف HDAC3 در موش های Hdac3flox/flox در شکل 4C نشان داده شده است. تزریق‌های ویروسی و حذف‌های کانونی دوطرفه بودند و حذف‌های Hdac3 به DH در تمام موش‌های Hdac3flox/flox که در داده‌های ارائه‌شده در شکل‌های بعدی ارائه شده‌اند، محدود شد. برای تأیید اینکه تزریق ویروسی ما به طور مناسب DH را هدف قرار می‌دهد و منجر به حذف Hdac3 می‌شود، ما رنگ‌پذیری HDAC3 را اندازه‌گیری کردیم. شکل 4C بیان HDAC3 را در DH پس از رنگ آمیزی ایمونوفلورسانس با آنتی بادی ضد HDAC3 نشان می دهد. رنگ آمیزی DAPI وجود هسته در DH هر دو ژنوتیپ را تایید کرد. رنگپذیری کمی HDAC3 در DH تمام موشهای Hdac3 plus/plus و Hdac3flox/flox استفاده شده در این مطالعه در شکل 4D نشان داده شده است. رنگپذیری HDAC3 به طور قابل توجهی در موش DH ofHdac3flox/flox در مقایسه با Hdac3 plus / plus کاهش یافت (میانگین درصد Hdac3 plus / plus ±sem: Hdac3 plus / plus=100±26.0؛ Hdac3flox/flox=30.2 7.8 ±، t(9)= 2.790، * p <>

اختلال در فعالیت HDAC3 در PrL با AAV-HDAC3(Y298H)-v5 هیچ تاثیری بر تشکیل حافظه مرتبط با کوکائین ندارد.

سپس، ما آزمایش کردیم که آیا اختلال در فعالیت HDAC3 در قشر پیش‌لیمبیک (PrL) با HDAC{1}}(Y298H)-v5 بر کوکائین-CPP تأثیر می‌گذارد یا خیر.حافظهتشکیل. نشان داده شده است که PrL نقش مهمی در کسب کوکائین-CPP ایفا می کند (ایزاک و همکاران، 1989؛ تزچنتکه و اشمیت 1998، 1999). علاوه بر این، نوروپلاستیسیته قشر جلوی مغز می‌تواند به‌طور غیرطبیعی توسط داروهای اعتیادآور سوء مصرف مانند کوکائین از طریق تنظیم بیان ژن تغییر یابد (کراسنووا و همکاران، 2008؛ ماری-کلر و همکاران، 2003). بنابراین، ما فرض کردیم که فعالیت داستیلاز HDAC3 ممکن است نقش مهمی در PrL مربوط به کوکائین بازی کند.حافظهformation. 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). پس از شرطی سازی با دو جفت کوکائین، هر دو گروه بردار خالی و Y298H ترجیحی برای محیط جفت کوکائین در پس آزمون ایجاد کردند (شکل 5B). یک آنالیز واریانس با اندازه‌گیری‌های مکرر دو طرفه، تأثیر اصلی مهم شرطی‌سازی را نشان داد (F(1،22) {{1{18}}}}.10، p < 0.{{="" 44}}001)="" اما="" نه="" گروه="" (f(1،22)="0.11،" p=""> 0.05) و هیچ تعامل درمان به آزمون (F(1،22)=0.10، p > 0.05). Bonferronipost-hocanalysis تفاوتی بین موش‌های AAV-EV و HDAC3(Y298H)-v5 در پیش‌آزمون (t(44)=0.11، p > 0.05) یا پس‌آزمون (t(44) {{ 42}}.45، p > 0.05، n=12 در هر گروه) (شکل 5B). برای تأیید اینکه تزریق‌های ویروسی ما به‌طور خاص PrL را هدف قرار می‌دهند، ما واکنش‌پذیری ایمنی را نسبت به اپی توپ V5 در AAV-HDAC3 (Y298H) اندازه‌گیری کردیم. ما انتقال موفقیت آمیز AAV-HDAC3(Y298H)-v5 را در تمام حیوانات نقطه ای تزریق شده با ویروس جهش یافته در سراسر PrL مشاهده کردیم، در حالی که از گسترش به ناحیه قشر infralimbic (IL) قشر پیش پیشانی داخلی (mPFC) جلوگیری کردیم. همانطور که انتظار می رفت، هیچ رنگ آمیزی V5 در حیوانات تزریق شده با ویروس کنترل AAV-EV مشاهده نشد (شکل 5C). شکل 5D تزریق ویروسی هدفمند در PrL را نشان می دهد. تزریق به PrL در تمام حیوانات موجود در داده های ارائه شده محدود شد. این نتایج نشان می دهد که، مانند تزریق DH، AAV-HDAC3 (Y298H) به PrL نیز هیچ تأثیری بر کسب حافظه مرتبط با کوکائین نداشت.

مسدود کردن فعالیت HDAC3 در قشر infralimbic با AAV-HDAC3(Y298H)-v5 هیچ تاثیری بر انقراض حافظه مرتبط با کوکائین ندارد.

در مرحله بعد، ما بررسی کردیم که آیا مسدود کردن انتخابی فعالیت HDAC3 deacetylase در IL باعث افزایش انقراض کوکائین-CPP می شود یا خیر. نشان داده شده است که IL در انقراض جستجوی کوکائین نقش دارد (LaLumiere et al., 2010; Peters et al., 2008, 2009). حیوانات تحت تهویه کوکائین-CPP با دوز آموزشی 20 میلی گرم بر کیلوگرم کوکائین-HCl قرار گرفتند. دلیل این دوز بالاتر کوکائین در این آزمایش انقراض و همچنین تمام مطالعات انقراض بعدی، جلوگیری از اثرات کف انقراض و ایجاد یک ترجیح قوی برای دو هفته لازم برای بیان ویروس پس از تزریق ویروس بود. به دنبال تهویه کوکائین-CPP، حیوانات ترجیح قابل توجهی در پس آزمون 1 نشان دادند (پس آزمون 1؛ t(64)=15.11؛ p <0.001). سپس="" hdac3(y298h)-v5="" یا="" aav-ev="" را="" به="" صورت="" دوطرفه="" به="" داخل="" il="" تزریق="" کردیم،="" و="" موش‌ها="" دو="" هفته="" بعد="" از="" تزریق="" تحت="" آزمایش‌های="" بدون="" دارو="" (آموزش="" انقراض)="" قرار="" گرفتند="" (شکل="" 6a).="" اختلال="" در="" فعالیت="" hdac3="" در="" il="" با="" hdac3="" (y298h)="" هیچ="" تاثیری="" بر="" انقراض="" cpp="">حافظه. با استفاده از ANOVA اندازه گیری های مکرر دو طرفه، اثر اصلی مهم آزمون را یافتیم (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 در هر گروه) (شکل 6B). برای تأیید اینکه تزریق‌های ویروسی ما به‌طور خاص انفرالیمبیک را هدف قرار می‌دهند، ما واکنش‌پذیری ایمنی را نسبت به اپی توپ V5 در AAV-HDAC3 (Y298H) اندازه‌گیری کردیم. ما انتقال موفقیت آمیز AAV-HdAC3 (Y298H) -v5 را در تمام حیوانات تزریق شده با ویروس جهش یافته نقطه ای در سراسر IL مشاهده کردیم، در حالی که از گسترش به منطقه PrL mPFC جلوگیری کردیم. هیچ رنگ آمیزی V5 در حیوانات تزریق شده با ویروس کنترل AAV-EV مشاهده نشد (شکل 6C). شکل 6D تزریق ویروسی هدفمند در IL را نشان می دهد. تزریق در تمام حیوانات موجود در داده های ارائه شده به IL محدود شد.

مسدود کردن فعالیت HDAC3 در هیپوکامپ پشتی با AAV-HDAC3(Y298H)-v5 از بین رفتن حافظه مرتبط با کوکائین را تسهیل می کند.

بعد، ما بررسی کردیم که آیا مسدود کردن انتخابی فعالیت HDAC3 deacetylase در DH باعث افزایش انقراض کوکائین-CPP می‌شود یا خیر. همانطور که در بالا توضیح داده شد، حیوانات تحت تهویه کوکائین-CPP قرار گرفتند و ترجیح قابل توجهی در پس آزمون 1 نشان دادند (پس آزمون 1؛ t(42)=9.79؛ p <{10}}.0001). سپس="" hdac3(y298h)-v5="" یا="" aav-ev="" را="" به="" صورت="" دوطرفه="" به="" dh="" تزریق="" کردیم="" و="" حیوانات="" را="" دو="" هفته="" پس="" از="" تزریق="" تحت="" آزمایش‌های="" بدون="" دارو="" (آموزش="" انقراض)="" قرار="" دادیم="" (شکل="" 7a).="" بر="" هم="" زدن="" فعالیت="" hdac3="" در="" dh="" با="" hdac3="" (y298h)="" منجر="" به="" انقراض="" قابل="" توجه="" cpp="" در="" پس="" آزمون="" 2="" شد،="" همانطور="" که="" توسط="" anova="" مقایسه="" امتیاز="" ترجیحی="" (ps)="" گروه="" های="" aav-ev="" و="" hdac3(y298h)-v5="" در="" سراسر="" پس="" آزمون="" آشکار="" شد.="" 1="" و="" 2="" نشان="" دهنده="" تأثیر="" اصلی="" مهم="" آزمون="" (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="">

بحث

نشان داده شده است که تجویز سیستمیک یک بازدارنده انتخابی HDAC{0}}موقعیت طولانی مدت شی را افزایش می‌دهد.حافظهو همچنین انقراض کوکائین مرتبط استحافظه(Malvaez et al., 2013). علاوه بر این، مهار HDAC3 یک الگوی مشخص از استیلاسیون هیستون مرتبط با بیان ژن در هیپوکامپ و قشر infralimbic را ترویج می‌کند (Malvaez et al., 2013). آزمایشگاه ما نقش HDAC3 را در DH و هسته اکومبنس در OLM و همچنین مرتبط با کوکائین بررسی کرده است.حافظهبه ترتیب (McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013). با این حال، اینکه آیا دامنه داستیلاز HDAC3 برای این فرآیندهای حافظه در مناطق خاص مغز ضروری است یا نه، نامشخص باقی مانده است. در اینجا، ما نقش خاصی را که حوزه دی استیلاز HDAC3 در تشکیل OLM طولانی مدت، تشکیل حافظه مرتبط با زمینه کوکائین و همچنین انقراض زمینه مرتبط با کوکائین ایفا می کند، بررسی کردیم.حافظه.

در این آزمایش‌ها، ما از یک ویروس جهش یافته نقطه مرده دی استیلاز (AAV-HDAC3(Y298H)-v5 استفاده کردیم که به طور انتخابی فعالیت دی استیلاز HDAC3 را مسدود می‌کند (لام و همکاران، 2007؛ سان و همکاران، 2013). ما دریافتیم که به طور انتخابی مسدود می‌شود. دامنه داستیلاز HDAC3 در DH در دراز مدت افزایش یافته استحافظهبرای مکان یابی شی پس از یک دوره آموزشی زیرآستانه. این یافته مختص تشکیل حافظه محل اعتراض بود زیرا به نظر می‌رسد حوزه دی استیلاز HDAC3 در DH هیچ نقشی در اکتساب/تجمیع کوکائین ندارد.حافظهتشکیل. ما همچنین نقش HDAC3 را در قشر prelimbic با توجه به تشکیل حافظه کوکائین-CPP بررسی کردیم و دریافتیم که فعالیت داستیلاز HDAC3 در آن ناحیه مغز برای اکتساب حافظه کوکائین-CPP حیاتی به نظر نمی رسد. در نهایت، ما دریافتیم که مسدود کردن فعالیت HDAC3 در DH همچنین انقراض کوکائین-CPP را تسهیل می‌کند، در حالی که همین دستکاری تأثیری در قشر infralimbic، منطقه‌ای که در یادگیری انقراض دخیل است، نداشت (Quirk et al., 2000; Quirk et al. ، 2006؛ Lebrón و همکاران 2004؛ Sierra-Mercado و همکاران، 2006؛ Laurent و Westbrook، 2009). این نتایج نشان می دهد که حوزه دی استیلاز HDAC3 نقش انتخابی در مناطق خاصی از مغز که زمینه ساز تشکیل حافظه بلندمدت مکان شی و همچنین شکل گیری و انقراض حافظه مرتبط با کوکائین است، ایفا می کند.

اخیراً نشان دادیم که این ویروس جهش یافته با نقطه مرده دی استیلاز، فعالیت دی استیلاز HDAC3 را مسدود می کند و استیلاسیون هیستون ناشی از یادگیری را ترویج می کند (Kwapis et al., 2017). کواپیس و همکاران (2017) دریافتند که مسدود کردن انتخابی فعالیت HDAC3 deacetylase در DH یا هسته پایه آمیگدال، ترس از زمینه را بدون تأثیر بر ترس تن افزایش می دهد. با این حال، مسدود کردن فعالیت HDAC3 در هسته جانبی آمیگدال باعث افزایش لحن می‌شود، اما نه حافظه ترس زمینه. بنابراین، فعالیت HDAC3 جنبه های مختلف ترس را تنظیم می کندحافظهدر زیر ناحیه قاعده ای و جانبی آمیگدال. با هم، یافته های ارائه شده در Kwapis و همکاران. (2017) همراه با مطالعه حاضر نشان می دهد که حوزه دی استیلاز HDAC3 برای فرآیندهای حافظه مهم است.

در مقابل، سان و همکاران. (2013) نشان داد که دامنه داستیلاز HDAC3 برای عملکرد HDAC3 در کبد غیر ضروری است. آنها دریافتند که یک جهش HDAC3 مرده با دی استیلاز قادر است تقریباً به طور کامل بیان ژن لیپوژنیک سرکوب شده و همچنین متابولیسم لیپید را نجات دهد. علاوه بر این، آنها نشان دادند که تعامل با هسته‌پرسور NCOR برای عملکرد HDAC3 مستقل از داستیلاز مورد نیاز است. بنابراین، علیرغم شواهدی مبنی بر نقش مهم حوزه داستیلاز HDAC3، HDAC3 همچنین نقش غیرآنزیمی مهمی در فرآیندهای رونویسی دارد.

در مطالعه قبلی ما، مک کوون و همکاران، (2011)، دریافتیم که حذف کانونی HDAC3 در DH منجر به افزایش طولانی مدت می شود.حافظهبرای OLM، اما نه ORM. به همین ترتیب، در مطالعه فعلی، ما دریافتیم که مسدود کردن انتخابی فعالیت HDAC3 deacetylase (با استفاده از جهش یافته نقطه مرده دی استیلاز HDAC3) در DH باعث اختلال در OLM شد، اما هیچ تاثیری بر ORM نداشت. در جوندگان، دخالت هیپوکامپ در تشخیص اشیا محل بحث بوده است (Mumby, 2001؛ Dere et al., 2007; Winters et al., 2008; Ennaceur 2010). آزمایشگاه ما قبلاً هنگامی که از موسیمول پس از تمرین برای غیرفعال کردن هیپوکامپ استفاده کردیم، یک اختلال قابل توجه در ORM پیدا کرد. با این حال، زمانی که هیپوکامپ قبل از بازیابی ORM غیرفعال شد، هیچ اثری مشاهده نشد (Haettig et al., 2011). بنابراین، به نظر می رسد که هیپوکامپ برای تثبیت اما نه بازیابی ORM در همان کار موش مورد استفاده در مطالعه حاضر ضروری است. مطالعات متعدد از آزمایشگاه ما (بارت و همکاران، 2011؛ ​​مک کوون و همکاران، 2011؛ ​​ووگل-سیرنیا و همکاران، 2013) و دیگران (بالدراس و همکاران، 2008) به طور مشابه نشان می‌دهند که دستکاری هیپوکامپ پشتی تنها بر OLM و نه ORM در آزمایش‌های خود، ما یک ژن مورد علاقه را دستکاری می‌کنیم (CBP، بارت و همکاران، 2011؛ ​​HDAC3، McQuown و همکاران، 2011؛ ​​BAF53b، Vogel-Ciernia و همکاران، 2013)، که ارتباط بین DH و سایر مغزها را ترک می‌کند. مناطق دست نخورده در حالی که به طور انتخابی شکل پذیری محلی را مختل می کنند. به طور مشابه، مسدود کردن سنتز پروتئین با آنیزومایسین باعث ایجاد اختلال در تثبیت ORM نمی شود (بالدراس و همکاران، 2008). از طرف دیگر، مسدود کردن فعالیت هیپوکامپ با موسیمول، تثبیت ORM را مختل می کند. موسیمول سلول های هیپوکامپ را غیرفعال می کند و از برقراری ارتباط با نواحی کلیدی مغز که برای اکتساب/تثبیت ORM ضروری هستند جلوگیری می کند. بنابراین، به نظر می‌رسد که دستکاری بیان ژن یا مسدود کردن سنتز پروتئین در DH برای برهم زدن مکانیسم‌های اکتساب/تثبیت مورد نیاز برای حافظه بلندمدت برای تشخیص شی کافی نیست. در واقع، مطالعات نشان داده است که طولانی مدتحافظهزیرا تشخیص اشیا به جای DH به قشرهای اطراف پس از بینی و منزوی متکی است (بالدراس و همکاران، 2008؛ روزندال و همکاران، 2010).

مطالعات قبلی از آزمایشگاه ما از مهارکننده‌های HDAC3 استفاده می‌کردند که به‌صورت سیستمی برای مسدود کردن شدید فعالیت آنزیمی HDAC3 تجویز می‌شد (Malvaez et al., 2013). در اینجا، ما از دستکاری های ویروسی برای مهار مزمن فعالیت دی استیلاز HDAC3 استفاده می کنیم. این بازداری مزمن ممکن است به مکانیسم‌های جبرانی اجازه دهد تا در ناحیه مغزی که دستکاری ما در آن انجام شده است، ایجاد شود و منجر به یادگیری طبیعی شود. دامنه داستیلاز HDAC3 در DH ممکن است در انقراض کوکائین-CPP نقش داشته باشد.حافظه، از آنجایی که تزریق ویروس HDAC3 جهش یافته نقطه ای به DH منجر به انقراض آسان شد. جالب است بدانید که مسدود کردن فعالیت دی استیلاز HDAC3 در DH یادگیری انقراض را افزایش داد اما هیچ تأثیری بر اکتساب / تثبیت با استفاده از مدل CPP نداشت. یک توضیح احتمالی برای این موضوع این است که اعتقاد بر این است که یادگیری که در طول انقراض رخ می دهد در مقایسه با شرطی سازی اولیه مستعد دستکاری است. مطالعات نشان داده اند که سرعت انقراض می تواند کندتر از سرعت اکتساب اولیه باشد (رسکولا، 2002)، که نشان می دهد انقراض چالش برانگیزتر است و بنابراین مستعد اختلال است. وقتی صحبت از خاطرات قوی مرتبط با کوکائین می شود، این کاملاً قابل قبول به نظر می رسد زیرا Neurobiol LearnMem اصلی بود. دست نوشته نویسنده؛ موجود در PMC 2018 01 نوامبر.

شکل‌گیری این خاطرات شامل کوکائین محرک روانی قوی است که ساختن این اصلی را برای حیوانات آسان‌تر می‌کند.حافظهدر مقابل انقراض بعدیحافظه.

با توجه به اکتساب/تثبیت خاطرات مرتبط با دارو، متوجه شدیم که چه از یک ویروس جهش یافته نقطه مرده دی استیلاز استفاده کنیم و چه کل Hdac3ژن را با استفاده از حذف هموزیگوت Hdac3 در DH حذف کنیم، دستکاری های ما هیچ تاثیری بر اکتساب/تثبیت نداشتند. کوکائین-CPPحافظه. DH با پردازش اطلاعات مرتبط است (برای بررسی، به Fanselow و Dong 2010 مراجعه کنید) و نشان داده شده است که ضایعات اکسیتوتوکسیک DH در موش ها باعث اختلال در کسب کوکائین-CPP می شود (Meyers et al., 2003). اگرچه DH پیشنهاد شده است که نقشی در بیان جستجوی کوکائین ناشی از زمینه مواد مخدر ایفا کند (Fuchs et al., 2005; 2007) و برای پردازش اطلاعات متنی مورد نیاز است، DH برای ارتباط یک شرط شنوایی مورد نیاز نیست. بر اساس ادبیات ترس، محرک با محرک غیرشرطی (مارن 2001). بنابراین، در حالی که DH اطلاعات مربوط به زمینه را پردازش می کند، تصور نمی شود که محل همگرایی انجمنی بین زمینه و شوک باشد (مارن 2001). بنابراین، اگرچه به نظر می‌رسد HDAC3 نقش ضروری در کسب/تثبیت حافظه کوکائین-CPP در نواحی مغزی مانند هسته اکومبنس دارد که نقش اصلی را در مدارهای پاداش بازی می‌کند و واسطه اصلی خواص تقویت‌کننده مواد مخدر است. پردازش محرک های شرطی شده با دارو (پارکینسون و همکاران، 1999؛ کالیواس و مک فارلند، 2003؛ روگ و همکاران، 2013)، یافته های کنونی ما نشان می دهد که حوزه دی استیلاز HDAC3 در DH به نظر نمی رسد واسطه تشکیل کوکائین باشد. -مرتبط استخاطرات.

نتایج ما نشان می‌دهد که ناحیه دی استیلاز HDAC3 در مناطق خاصی از مغز که در انقراض کوکائین مرتبط است نقش دارد.حافظه. ما ابتدا نقش فعالیت آنزیمی HDAC3 را در قشر infralimbic بررسی کردیم زیرا این ناحیه مغز به عنوان یک مکان مرکزی برای خاموش شدن خاطرات در نظر گرفته شده است (Peters et al., 2008; LuLumiere et al., 2010). استافورد و همکاران (2012) نقش مکانیسم‌های استیل‌زدایی هیستون در IL را در انقراض ترس برجسته کرد و نشان داد که مهارکننده هیستون داستیلاز کلاس I NaB منجر به انقراض بیشتر در هنگام تزریق به IL می‌شود، اما نه PrL. هنگامی که ما ویروس HDAC3 جهش یافته نقطه ای را به IL تزریق کردیم، هیچ تاثیری بر سرعت انقراض حافظه مرتبط با کوکائین نیافتیم. خانواده HDAC کلاس I شامل HDAC-1، -2، -3 و -8 است (هابرلند و همکاران، 2009). Ressler و همکاران (2015) دریافتند که بازدارنده HDAC-1، -2 و -3، RGFP963، یکپارچگی انقراض ترس را افزایش می دهد، اما RGFP966، یک بازدارنده انتخابی HDAC3، این کار را انجام نداد. . علاوه بر این، رامباو و همکاران. (2015) نشان داد که RGFP963 و یک بازدارنده HDAC{20}}، -2، و -3 دیگر، RGFP968، در تحریک سیناپتوژنز مؤثرترین بودند، در حالی که RGFP966 بی تأثیر بود. این نتایج تفاوت‌های مهم در یافته‌های مشاهده‌شده را بسته به اینکه دامنه داستیلاز HDAC3، کل خانواده HDAC کلاس 1 یا زیرمجموعه‌ای از HDAC‌های کلاس I هدف قرار می‌گیرند برجسته می‌کند و نشان می‌دهد که هدف قرار دادن چندین ایزوفرم از HDAC‌های کلاس I ممکن است اثرات قوی‌تری داشته باشد. فرآیندهای یادگیری و حافظه

در مجموع، یافته‌های ما نقش حوزه دی استیلاز HDAC3 را در مناطق خاصی از مغز که در مکان شیء دخیل هستند برجسته می‌کند.حافظهو شکل گیری و انقراض کوکائین مرتبط استحافظه. توجه به این نکته مهم است که مطالعات قبلی HDAC3 را با استفاده از دستکاری‌های سیستمیک که از سد خونی مغزی عبور می‌کنند و بسیاری از مناطق مغز را هدف قرار می‌دهند، هدف قرار داده‌اند (مانند Malvaez و همکاران، 2010، 2013؛ Stafford و همکاران، 2012). در اینجا، نشان می‌دهیم که چگونه دستکاری مزمن ناحیه دی استیلاز HDAC3 در نواحی کلیدی مغز درگیر در یادگیری مکان شی و شکل‌گیری و انقراض خاطرات مرتبط با کوکائین بر این فرآیندهای حافظه تأثیر می‌گذارد. یافته‌های ما یافته‌های قبلی را گسترش می‌دهند که فعالیت دی استیلاز HDAC3 نقش مهمی در فرآیندهای حافظه بلندمدت بازی می‌کند و از نقش ویژه فعالیت HDAC3 deacetylase با توجه به هر دو ناحیه مغز و همچنین فرآیند حافظه صحبت می‌کند.