Dio 2: Različite uloge za domen deacetilaze HDAC3 u hipokampusu i medijalnom prefrontalnom korteksu u formiranju i izumiranju pamćenja
Mar 15, 2022
Za više informacija:ali.ma@wecistanche.com
Molimo kliknite ovdje za dio 3
Kliknite zaKoristi ekstrakta cistanche za poboljšanje pamćenja
Rezultati
Ekspresija virusa točkastog mutanta AAV-HDAC3(Y298H)
Da bismo ciljali aktivnost deacetilaze HDAC3 razvili smo tačkasti mutant (Y298H) eksprimiran iz virusa povezanog s adeno (AAV2.1-HDAC3 (Y298H)-v5). Zamjena histidina za tirozin (Y298H) ukida enzimsku aktivnost HDAC3 (Kwapis et al., 2017; Lahm et al., 2007., Sun et al., 2013.). Takođe smo dodali V5 epitopsku oznaku za merenje imunoreaktivnosti i kvantifikaciju ekspresije virusne mRNA HDAC3 tačkastog mutanta nezavisno od endogenog HDAC3 (slika 1A). Miševima su date bilateralne infuzije ili tačkastog mutantnog virusa (AAV-HDAC3(Y298H)-v5) ili kontrole (AAV-EV). Dvije sedmice kasnije (omogućujući optimalnu ekspresiju (Barrett et al., 2011.; Kwapis et al., 2017., McQuown et al., 2011.; Rogge et al., 2013.), miševi su žrtvovani, a V5 i HDAC3 su mjereni imunoreaktivnošću i RT-qPCR. Da bismo potvrdili da naše virusne infuzije ciljaju na DH, procijenili smo imunoreaktivnost na epitop V5 na AAV-HDAC3(Y298H).Primijetili smo uspješnu transdukciju AAV-HDAC3(Y298H)-v5 kroz područja CA1 i CA3 DH svih životinja sa tačkastim mutiranim virusom, bez bojenja V5 kod životinja koje su infuzirane sa kontrolnim virusom AAV-EV (slika 1B). Također smo izmjerili V5 i divlji tip HDAC3 u DH tkivu koristeći RT-qPCR. Prajmeri protiv oba V{{ 49}}koji sadrži HDAC3(Y298H) transkript i endogeni transkript Hdac3 (koji prepoznaje i endogeni Hdac3 i mutiranu mRNA Hdac3(Y298H)-v5) potvrdio je značajno više razine kod miševa koji su dobili infuziju AAV-HDAC3(Y298H)- v5 7)=4.14; * p < 0.01,="" prazan="" vektor="" n="5;" y298h="" n="4;" hdac3:="" t(9)="3.12," *="" p="" {{="" 76}}.012,="" emp="" y="" vektor="" n="6;" y298h="" n="6)" (slika="" 1c,="">
Blokiranje aktivnosti HDAC3 u dorzalnom hipokampusu pomoću AAV-HDAC3(Y298H)-v5 poboljšava dugoročnu memoriju za lokaciju objekta
Prethodne studije su pokazale da se inhibicija HDAC3 pojačavamemorijatako da je događaj učenja ispod praga koji ne bi rezultirao dugoročnimmemorijatransformiše se u događaj koji vodi ka dugoročnommemorija(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) potvrđujući da je 3 min bio period obuke ispod praga (slika 2B). Nasuprot tome, Y298H miševi su pokazali značajnu memoriju za lokaciju objekta, što je vidljivo po značajno većem indeksu diskriminacije (DI=28.76 ± 4.45 posto ; t(12)=4.587, * p < {{20="" }}.001,="" n="6;" slika="" 2b).="" grupe="" se="" nisu="" razlikovale="" u="" ukupnom="" vremenu="" istraživanja="" dva="" objekta="" (t(12)="1.024;" p=""> 0.05; sl. 2C).
Zatim smo koristili novu grupu životinja da testiramo da li je infuzija virusa točkastog mutanta u DH dugoročno utjecalamemorijau standardnom novom zadatku za prepoznavanje objekata (ORM; slika 2D).
U ovom zadatku, jedan od poznatih objekata zamijenjen je novim objektom, ali nema promjene u kontekstu ili lokaciji objekta. Kao što je prikazano na slici 2E, nakon treninga ispod praga (3 min), i Empty Vector i Y298H miševi su proveli sličnu količinu vremena sa poznatim i novim objektima na dan testiranja (t(14)=0.55; p > 0.05, prazan vektor n=9; Y298H n=7). Grupe se nisu razlikovale u ukupnom vremenu istraživanja dva objekta (t(14)=0.88; p > 0.05; slika 2F). Zajedno, podaci na slici 2 sugeriraju da infuzija virusa HDAC3 mutanta deacetilaze mrtve tačke u DH rezultira selektivnim poboljšanjem dugotrajnogmemorijaza lokaciju objekta (slika 2B), ali ne i sam objekat (slika 2E).
Ometanje HDAC3 aktivnosti u dorzalnom hipokampusu pomoću AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nema efekta na formiranje pamćenja povezanog s kokainom
Kod štakora je pokazano da DH igra ulogu u vezi sa lijekovimamemorijaprocesi. Konkretno, pokazalo se da ekscitotoksične lezije DH kod pacova ometaju stjecanje kokain-CPP (Meyers et al., 2003). S obzirom na naše početno otkriće koje pokazuje da manipulacija HDAC3 u hipokampusu utječe na dugoročnu memoriju za lokaciju objekta (slika 2B), i dokaze koji sugeriraju da DH igra ulogu umemorijaformation, 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). Nakon kondicioniranja sa dva uparivanja kokaina, i grupe Empty Vector i Y298H su ustanovile preferenciju za okruženje upareno s kokainom nakon testiranja (slika 3B). Dvosmjerna ponovljena ANOVA mjerenja otkrila je značajan glavni efekat kondicioniranja (F(1,28)=16.36, p < 0.001),="" ali="" nije="" grupa="" (f(1,28)="0.18," p=""> 0,05) i nema interakcije tretman-po-test (F(1,28)=0.05, p > 0,05). Bonferronipost-hokanaliza nije pokazala razliku između Empty Vector i Y298H miševa na pre-testu (t(56)=0.47, p > 0.05) ili post-testu (t(56)=0.19, p > 0,05, n=15 po grupi) (Slika, 3B). Ovi rezultati pokazuju da infuzija AAV-HDAC3(Y298H) u DH nije imala efekta na nabavku kokaina povezanihmemorija.
Brisanje HDAC3 u dorzalnom hipokampusu nema efekta na stvaranje kokaina povezanihMemorija
Zatim smo ispitali da li će brisanje cijelog Hdac3gena u DH utjecati na kokain povezanmemorijaformiranje. U ovom eksperimentu, DH-specifične, homozigotne delecije Hdac3 generirane su kod odraslih miševa. Budući da je HDAC3 eksprimiran u neuronima, oligodendrocitima i gliji (Broide et al., 2007; Baltan et al., 2011), upotreba AAV serotipa 2.1, koji prvenstveno transdukuje neurone (Burger et al., 2004), omogućila je brisanje Hdac3 specifično u neuronima. Također, koristili smo CAMKII-Cre i CAMKII promotor bi trebao ograničiti ekspresiju Cre na ekscitatorne neurone prednjeg mozga (Kojima et al., 1997). Hdac3 plus / plus i Hdac3flox/flox miševi su podvrgnuti CPP-u izazvanom kokainom kako bi se ispitao učinak DH-specifične delecije Hdac3 na formiranje CPP memorije. Šema CPP procedure je prikazana na slici 4A. Kao što je prikazano na slici 4B, i Hdac3 plus / plus i Hdac3flox/flox miševi
utvrdio preferenciju za okruženje upareno s kokainom nakon testiranja. Kada su podaci analizirani faktorskom ANOVA (tretman × genotip), postojao je značajan glavni efekat kondicioniranja (F(1,21)=12.03, p < 0.="" 01)="" ali="" ne="" i="" genotip="" (f(1,21)="" {{10}}.52,="" p=""> 0.05) i bez interakcije (F (1,21)=0.12, p > 0.05). Bonferronipost-hokanaliza nije pokazala razliku između Hdac3 plus / plus i Hdac3flox/flox miševa na pre-testu (t(42)=0.80, p > 0.05) ili post-testu (t(42) {{31} }.42, p > 0.05, Hdac3 plus / plus n=12, Hdac3flox/flox n=11) (Slika, 4B). Stepen delecije HDAC3 kod miševa Hdac3flox/flox prikazan je na slici 4C. Virusne infuzije i fokalne delecije bile su bilateralne, a delecije Hdac3 su ograničene na DH kod svih miševa Hdac3flox/flox uključenih u podatke prikazane na sljedećim slikama. Da bismo potvrdili da je naša virusna infuzija na odgovarajući način ciljala DH i rezultirala brisanjem Hdac3, izmjerili smo imunoreaktivnost na HDAC3. Slika 4C prikazuje ekspresiju HDAC3 u DH nakon imunofluorescentnog bojenja anti-HDAC3 antitelom. DAPI bojenje je potvrdilo prisustvo jezgara u DH oba genotipa. Kvantifikovana HDAC3 imunoreaktivnost u DH svih Hdac3 plus / plus i Hdac3flox/flox miševa korištenih u ovoj studiji prikazana je na slici 4D. HDAC3 imunoreaktivnost je značajno smanjena u DH miševa Hdac3flox/flox u poređenju sa Hdac3 plus / plus (srednji postotak Hdac3 plus / plus ±sem: Hdac3 plus / plus=100±26.0; Hdac3flox/flox=30.2 ±7,8, t(9)= 2.790, * p <>
Ometanje HDAC3 aktivnosti u PrL sa AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nema efekta na formiranje pamćenja povezanog sa kokainom
Zatim smo testirali da li ometanje aktivnosti HDAC3 u prelimbičkom korteksu (PrL) sa HDAC3-(Y298H)-v5 utiče na kokain-CPPmemorijaformiranje. Pokazalo se da PrL igra ključnu ulogu u sticanju kokaina-CPP (Isaac et al., 1989; Tzschentke i Schmidt 1998, 1999). Nadalje, neuroplastičnost prefrontalnog korteksa može biti abnormalno promijenjena drogama koje izazivaju ovisnost, kao što je kokain kroz regulaciju ekspresije gena (Krasnova et al., 2008; Marie-Claire et al., 2003). Stoga smo pretpostavili da aktivnost deacetilaze HDAC3 može igrati ključnu ulogu u PrL kod kokaina povezanihmemorijaformation. 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). Nakon kondicioniranja sa dva uparivanja kokaina, i Empty Vector i Y298H grupe su ustanovile preferenciju za okruženje upareno s kokainom nakon testiranja (slika 5B). Dvosmjerna ANOVA ponovljenih mjera otkrila je značajan glavni efekat kondicioniranja (F(1,22) {{10}}.10, p < 0.{{="" 44}}001)="" ali="" ne="" grupa="" (f(1,22)="0.11," p=""> 0,05) i bez interakcije tretman-po-test (F(1,22)=0.10, p > 0,05). Bonferronipost-hokanaliza nije pokazala razliku između AAV-EV i HDAC3(Y298H)-v5 miševa na pre-testu (t(44)=0.11, p > 0,05) ili post-testu (t(44) {{ 42}}.45, p > 0.05, n=12 po grupi) (slika 5B). Da bismo potvrdili da naše virusne infuzije specifično ciljaju na PrL, izmjerili smo imunoreaktivnost na epitop V5 na AAV-HDAC3 (Y298H). Primijetili smo uspješnu transdukciju AAV-HDAC3(Y298H)-v5 svih životinja infuziranih virusom s tačkastim mutantima kroz PrL, izbjegavajući širenje u infralimbički korteks (IL) region medijalnog prefrontalnog korteksa (mPFC). Kao što se očekivalo, nije primijećeno bojenje V5 kod životinja koje su dobile infuziju AAV-EV kontrolnim virusom (slika 5C). Slika 5D ilustruje ciljanu virusnu infuziju u PrL. Infuzija je bila ograničena na PrL kod svih životinja uključenih u prikazane podatke. Ovi rezultati pokazuju da, poput DH, AAV-HDAC3(Y298H) infuzija u PrL također nije imala utjecaja na stjecanje memorije povezane s kokainom.
Blokiranje HDAC3 aktivnosti u infralimbičkom korteksu pomoću AAV-HDAC3(Y298H)-v5 nema efekta na izumiranje pamćenja povezanog s kokainom
Zatim smo ispitali da li selektivno blokiranje aktivnosti HDAC3 deacetilaze u IL pojačava izumiranje kokain-CPP. Pokazalo se da je IL uključen u izumiranje traženja kokaina (LaLumiere et al., 2010; Peters et al., 2008, 2009). Životinje su bile podvrgnute kokain-CPP kondicioniranju sa dozom treninga od 20 mg/kg kokain-HCl. Razlog za ovu veću dozu kokaina u ovom eksperimentu izumiranja, kao i svim kasnijim studijama izumiranja, bio je sprječavanje efekata dna izumiranja i uspostavljanje dovoljno jake preferencije koja bi mogla izdržati dvije sedmice potrebne za ekspresiju virusa nakon infuzije virusa. Nakon kondicioniranja kokain-CPP, životinje su pokazale značajnu preferenciju nakon testa 1 (post-test 1; t(64)=15.11; p < 0,001).="" zatim="" smo="" bilateralno="" ubrizgali="" hdac3(y298h)-v5="" ili="" aav-ev="" u="" il,="" a="" miševi="" su="" prošli="" post-testove="" bez="" lijekova="" (trening="" za="" izumiranje)="" dvije="" sedmice="" nakon="" infuzije="" (slika="" 6a).="" ometanje="" hdac3="" aktivnosti="" u="" il="" sa="" hdac3(y298h)="" nije="" imalo="" efekta="" na="" izumiranje="">memorija. Koristeći dvosmjerne ponovljene mjere ANOVA, pronašli smo značajan glavni efekat testa (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 po grupi) (slika 6B). Da bismo potvrdili da naše virusne infuzije specifično ciljaju na infralimbičku, izmjerili smo imunoreaktivnost na epitop V5 na AAV-HDAC3 (Y298H). Primijetili smo uspješnu transdukciju AAV-HdAC3(Y298H)-v5 svih životinja infuziranih s tačkastim mutantima kroz IL, izbjegavajući širenje u PrL regiju mPFC-a. Nije primećeno bojenje V5 kod životinja koje su dobile AAV-EV kontrolni virus (slika 6C). Slika 6D prikazuje ciljanu virusnu infuziju u IL. Infuzija je ograničena na IL kod svih životinja uključenih u prikazane podatke.
Blokiranje HDAC3 aktivnosti u dorzalnom hipokampusu pomoću AAV-HDAC3(Y298H)-v5 olakšava izumiranje pamćenja povezanog s kokainom
Zatim smo ispitali da li selektivno blokiranje aktivnosti HDAC3 deacetilaze u DH pojačava izumiranje kokain-CPP. Kao što je gore opisano, životinje su podvrgnute kondicioniranju kokainom-CPP i pokazale su značajnu preferenciju nakon testa 1 (post-test 1; t(42)=9.79; p < 0.0001).="" zatim="" smo="" bilateralno="" ubrizgali="" hdac3(y298h)-v5="" ili="" aav-ev="" u="" dh="" i="" dali="" životinje="" da="" se="" podvrgnu="" post-testovima="" bez="" lijekova="" (trening="" za="" izumiranje)="" dvije="" sedmice="" nakon="" infuzije="" (slika="" 7a).="" poremećaj="" aktivnosti="" hdac3="" u="" dh="" sa="" hdac3(y298h)="" rezultirao="" je="" značajnim="" izumiranjem="" cpp-a="" na="" post-testu="" 2,="" kao="" što="" je="" otkriveno="" anova-om="" upoređujući="" preference="" score="" (ps)="" grupa="" aav-ev="" i="" hdac3(y298h)-v5="" u="" post-testovima="" 1="" i="" 2="" pokazuju="" značajan="" glavni="" efekat="" testa="" (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="">
Diskusija
Pokazalo se da sistemska primjena HDAC3-selektivnog inhibitora poboljšava dugoročnu lokaciju objektamemorijakao i izumiranje povezanih s kokainommemorija(Malvaez et al., 2013). Nadalje, HDAC3 inhibicija promovira različit obrazac acetilacije histona povezan s ekspresijom gena u hipokampusu i infralimbičkom korteksu (Malvaez et al., 2013). Naša laboratorija je ispitala ulogu HDAC3 u DH i nucleus accumbens u OLM-u, kao iu vezi s kokainom.memorija, odnosno (McQuown et al., 2011; Rogge et al., 2013). Međutim, ostaje nejasno da li je domen deacetilaze HDAC3 neophodan za ove memorijske procese u specifičnim regijama mozga. Ovdje smo ispitali specifičnu ulogu koju domena deacetilaze HDAC3 igra u dugoročnom formiranju OLM-a, formiranju sjećanja povezanog s kontekstom kokaina, kao i izumiranju konteksta povezanog s kokainom.memorija.
U ovim eksperimentima koristili smo mutantni virus mrtve tačke deacetilaze (AAV-HDAC3(Y298H)-v5 koji selektivno blokira aktivnost deacetilaze HDAC3 (Lahm et al., 2007; Sun et al., 2013). Otkrili smo da selektivno blokira deacetilazni domen HDAC3 u DH je poboljšan dugoročnomemorijaza lokaciju objekta nakon perioda obuke ispod praga. Ovaj nalaz je bio specifičan za formiranje memorije lokacije prigovora jer se činilo da domen deacetilaze HDAC3 u DH ne igra nikakvu ulogu u sticanju/konsolidaciji kokaina povezanihmemorijaformiranje. Također smo istražili ulogu HDAC3 u prelimbičkom korteksu u pogledu formiranja memorije kokain-CPP i otkrili da aktivnost deacetilaze HDAC3 u toj regiji mozga nije kritična za stjecanje memorije kokain-CPP. Konačno, otkrili smo da blokiranje HDAC3 aktivnosti u DH također olakšava izumiranje kokain-CPP, dok ova ista manipulacija nije imala efekta u infralimbičkom korteksu, regiji uključenoj u učenje o izumiranju (Quirk et al., 2000; Quirk et al. , 2006; Lebrón i dr. 2004; Sierra-Mercado i dr., 2006; Laurent i Westbrook, 2009). Ovi rezultati sugeriraju da domen deacetilaze HDAC3 igra selektivnu ulogu u specifičnim regijama mozga koji su u osnovi formiranja dugotrajne memorije lokacije objekta, kao i formiranja i izumiranja memorije povezanih s kokainom.
Nedavno smo pokazali da ovaj specifični mutantni virus mrtve tačke deacetilaze blokira aktivnost deacetilaze HDAC3 i potiče acetilaciju histona izazvanu učenjem (Kwapis et al., 2017.). Kwapis et al. (2017) otkrili su da selektivno blokiranje aktivnosti HDAC3 deacetilaze u DH ili bazalnom jezgru amigdale pojačava strah od konteksta bez utjecaja na strah od tona. Međutim, blokiranje aktivnosti HDAC3 u lateralnom jezgru amigdale pojačalo je tonus, ali ne i pamćenje konteksta straha. Dakle, aktivnost HDAC3 reguliše različite aspekte strahamemorijau bazalnim i lateralnim podregijama amigdale. Zajedno, nalazi predstavljeni u Kwapis et al. (2017) zajedno sa ovom studijom pokazuju da je domen deacetilaze HDAC3 važan za procese pamćenja.
Nasuprot tome, Sun et al. (2013) su pokazali da je domen deacetilaze HDAC3 nepotreban za funkciju HDAC3 u jetri. Otkrili su da je deacetilaza mrtav HDAC3 mutant bio u stanju da gotovo u potpunosti spasi potisnutu ekspresiju lipogenih gena, kao i metabolizam lipida. Nadalje, oni su pokazali da je interakcija s korepresorom NCOR potrebna za funkciju HDAC3 nezavisnu od deacetilaze. Dakle, uprkos dokazima o važnoj ulozi domena deacetilaze HDAC3, HDAC3 takođe ima kritičnu neenzimsku ulogu u transkripcionim procesima.
U našoj prethodnoj studiji, McQuown et al., (2011.), otkrili smo da fokalna delecija HDAC3 u DH rezultira poboljšanim dugoročnimmemorijaza OLM, ali ne i za ORM. Isto tako, u trenutnoj studiji otkrili smo da selektivno blokiranje HDAC3 aktivnosti deacetilaze (koristeći mutant HDAC3 mrtve tačke deacetilaze) u DH poremeti OLM, ali nije imalo efekta na ORM. Kod glodara, uključenost hipokampusa u prepoznavanje objekata bila je tačka kontroverze (Mumby, 2001; Dere et al., 2007; Winters et al., 2008; Ennaceur 2010). Naša laboratorija je ranije otkrila značajno oštećenje ORM-a kada smo koristili muscimol nakon treninga da inaktiviramo hipokampus. Međutim, kada je hipokampus inaktiviran prije uzimanja ORM-a, nije uočen nikakav učinak (Haettig et al., 2011). Stoga se čini da je hipokampus neophodan za konsolidaciju, ali ne i za preuzimanje ORM-a u istom zadatku miša koji se koristi u trenutnoj studiji. Više studija iz naše laboratorije (Barret et al., 2011; McQuown et al., 2011; Vogel-Ciernia et al., 2013) i drugih (Balderas et al., 2008) na sličan način pokazuju da manipulacija dorzalnim hipokampusom utiče samo na OLM i ne ORM. U našim eksperimentima manipuliramo genom od interesa (CBP, Barrett et al., 2011; HDAC3, McQuown et al., 2011; BAF53b, Vogel-Ciernia et al., 2013), koji ostavlja komunikaciju između DH i drugog mozga regije netaknute dok selektivno narušavaju lokalnu plastičnost. Slično, blokiranje sinteze proteina anisomicinom ne utječe na konsolidaciju ORM (Balderas et al., 2008). S druge strane, blokiranje hipokampalne aktivnosti muscimolom otežava konsolidaciju ORM-a. Muscimol inaktivira ćelije hipokampusa, sprečavajući komunikaciju sa ključnim regionima mozga neophodnim za akviziciju/konsolidaciju ORM. Stoga se čini da manipuliranje ekspresijom gena ili blokiranje sinteze proteina unutar DH nije dovoljno da poremeti mehanizme akvizicije/konsolidacije potrebne za dugoročnu memoriju za prepoznavanje objekata. Zaista, studije su sugerirale da je to dugoročnomemorijajer se prepoznavanje objekata oslanja na peri-postrinalne i inzularne kortike, a ne na DH (Balderas et al., 2008; Roozendaal et al., 2010).
Prethodne studije iz naše laboratorije koristile su inhibitore HDAC3 koji se daju sistemski kako bi akutno blokirali HDAC3 enzimsku aktivnost (Malvaez et al., 2013). Ovdje koristimo virusne manipulacije kako bismo kronično inhibirali aktivnost deacetilaze HDAC3. Ova kronična inhibicija može omogućiti da se kompenzacijski mehanizmi uključe u regiju mozga u kojoj je izvršena naša manipulacija, što rezultira normalnim učenjem. Deacetilazni domen HDAC3 u DH može igrati ulogu u izumiranju kokain-CPPmemorija, budući da je infuzija HDAC3 virusa točkastog mutanta u DH rezultirala olakšanim izumiranjem. Zanimljivo je napomenuti da je blokiranje aktivnosti deacetilaze HDAC3 u DH poboljšalo učenje o izumiranju, ali nije imalo efekta na stjecanje/konsolidaciju korištenjem CPP modela. Jedno od mogućih objašnjenja za ovo je da se veruje da je učenje koje se dešava tokom izumiranja podložnije manipulacijama u poređenju sa početnim uslovljavanjem. Studije su pokazale da stopa izumiranja može biti sporija od brzine inicijalne akvizicije (Rescorla, 2002), što sugerira da je izumiranje izazovnije i stoga podložnije poremećajima. Ovo se čini prilično uvjerljivim kada su u pitanju robusna sjećanja povezana s kokainom jer je originalni Neurobiol LearnMem. Autorski rukopis; dostupno u PMC 2018 01. novembra.
formiranje ovih sjećanja uključuje moćni psihostimulans kokain, koji životinjama olakšava stvaranje ovog originalamemorijanaspram naknadnog izumiranjamemorija.
Što se tiče akvizicije/konsolidacije sjećanja povezanih s lijekovima, otkrili smo da bez obzira da li smo koristili virus mutanta mrtve tačke deacetilaze ili izbrisali cijeli Hdac3gen koristeći homozigotnu Hdac3deleciju u DH, naše manipulacije nisu imale bilo kakav učinak na stjecanje/konsolidaciju kokaina-CPPmemorija. DH je bio u korelaciji sa obradom informacija (za pregled vidjeti Fanselow i Dong 2010) i pokazalo se da ekscitotoksične lezije DH kod pacova ometaju stjecanje kokain-CPP (Meyers et al., 2003). Iako je sugerirano da DH igra ulogu u izražavanju traženja kokaina izazvanog kontekstom droge (Fuchs et al., 2005; 2007) i potreban je za obradu kontekstualnih informacija, DH nije potreban za povezivanje slušnih uvjetovanih stimulus sa bezuslovnim stimulusom, prema literaturi o strahu (Maren 2001). Stoga, dok DH obrađuje informacije o kontekstu, ne vjeruje se da je to mjesto asocijativne konvergencije između konteksta i šoka (Maren 2001). Stoga, iako se čini da HDAC3 igra neophodnu ulogu u sticanju/konsolidaciji memorije kokain-CPP u regijama mozga kao što je nucleus accumbens koji igra centralnu ulogu u krugovima nagrađivanja i primarni je posrednik pojačavajućih svojstava droga za zloupotrebu i asocijativnost procesiranje uslovljenih stimulansa povezanih s drogom (Parkinson et al., 1999; Kalivas i McFarland, 2003; Rogge et al., 2013), naši sadašnji nalazi sugeriraju da se čini da domen deacetilaze HDAC3 u DH ne posreduje u formiranju kokaina -povezanouspomene.
Naši rezultati pokazuju da regija deacetilaze u HDAC3 igra ulogu u specifičnim regijama mozga koji su uključeni u izumiranje kokaina povezanihmemorija. Prvo smo istražili ulogu enzimske aktivnosti HDAC3 u infralimbičkom korteksu jer se ova regija mozga smatra centralnim lokusom za izumiranje sjećanja (Peters et al., 2008; LuLumiere et al., 2010). Stafford et al. (2012) su istakli ulogu mehanizama deacetilacije histona u IL u izumiranju straha pokazujući da inhibitor histon deacetilaze klase I NaB dovodi do pojačanog izumiranja kada se unese u IL, ali ne i u PrL. Kada smo ubrizgali HDAC3 virus točkastog mutanta u IL, nismo našli nikakve efekte na brzinu izumiranja memorije povezane s kokainom. Porodicu HDAC klase I čine HDAC-1, -2, -3 i -8 (Haberland et al., 2009). Ressler i kolege (2015) su otkrili da inhibitori HDAC-1, -2 i -3, RGFP963, poboljšavaju konsolidaciju nagovještajenog izumiranja straha, ali RGFP966, selektivni inhibitor HDAC3, nije . Nadalje, Rumbaugh et al. (2015) su pokazali da su RGFP963 i drugi inhibitori HDAC-1, -2 i -3, RGFP968, najefikasniji u stimulaciji sinaptogeneze, dok je RGFP966 bio neefikasan. Ovi rezultati naglašavaju važne razlike u uočenim nalazima u zavisnosti od toga da li je ciljana domena deacetilaze HDAC3, cijela porodica HDAC klase 1 ili podskup HDAC klase I i sugeriraju da ciljanje na nekoliko izoforma HDAC klase I može dati snažnije efekte na procesi učenja i pamćenja.
Ukratko, naši nalazi ističu ulogu domene deacetilaze HDAC3 u specifičnim regijama mozga uključenim u lokaciju objekta.memorijai stvaranje i nestanak kokaina povezanihmemorija. Važno je napomenuti da su prethodne studije akutno ciljale HDAC3 koristeći sistemske manipulacije koje prelaze krvno-moždanu barijeru i ciljaju mnoge regije mozga (npr. Malvaez et al., 2010, 2013; Stafford et al., 2012). Ovdje pokazujemo kako kronično manipuliranje deacetilaznom regijom HDAC3 u ključnim regijama mozga uključenim u učenje lokacije objekta i formiranje i izumiranje sjećanja povezanih s kokainom utječe na ove memorijske procese. Naši nalazi proširuju prethodne nalaze da aktivnost deacetilaze HDAC3 igra ključnu ulogu u procesima dugotrajnog pamćenja i govori o specifičnoj ulozi aktivnosti deacetilaze HDAC3 u pogledu oba područja mozga kao i procesa pamćenja.