Специфічна для алкоголю динаміка транскрипції повторної консолідації та рецидиву пам’яті. Частина 3

Використовуючи DESeq2 [58], ми ідентифікували набір із 44 генів, рівні експресії яких були значно змінені в DH, причому 34 гени були активовані, а 10 генів були знижені (Padj< 0.05; Fig. 5C, D and Table S2). 

В останні роки дослідники виявили, що гени мають важливий вплив на здоров’я та розвиток людини. Серед них зниження регуляції генів пов’язане з багатьма проблемами зі здоров’ям, такими як рак, тривожні розлади, депресія тощо. У той же час є також дослідження, які показують, що зниження регуляції генів може впливати на пам’ять людей.

Однак ми також повинні бачити, що люди мають сильну адаптивність і можуть покращувати рівень експресії своїх генів за допомогою різних методів, тим самим покращуючи пам’ять і когнітивні здібності.

По-перше, підтримання хорошого здоров’я може допомогти нам зменшити ймовірність пригнічення генів. Це включає дотримання звичок здорового харчування та уникнення нездорового способу життя, такого як куріння та зловживання алкоголем. Крім того, регулярна фізична активність і відповідна розумова підготовка також можуть допомогти покращити пам’ять і покращити когнітивні здібності.

По-друге, підтримка позитивного емоційного стану також може мати позитивний вплив на експресію генів. Дослідження показують, що позитивний емоційний стан може допомогти зменшити стрес, полегшити симптоми депресії та покращити пам’ять і навички мислення.

Крім того, деякі дрібні звички в повсякденному житті також можуть впливати на експресію генів. Наприклад, дослідження виявили, що як правильна кількість сну, так і перебування у природному середовищі можуть сприяти експресії генів. Тому ми можемо покращити свою пам’ять і когнітивні здібності, змінивши свій спосіб життя та звички.

Коротше кажучи, пам’ять і когнітивні здібності людини можна постійно вдосконалювати та підтримувати за допомогою активного способу життя та здорових звичок. Хоча зниження регуляції генів може мати певні негативні наслідки для нашого життя, доки ми реагуємо проактивно, ми можемо стабільно рухатися вперед на шляху до здоров’я, довголіття та щастя. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність м’ясного фаршу полягає в його різноманітних активних інгредієнтах, включаючи кислоти, полісахариди, флавоноїди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть дізнатися про 10 способів покращити пам’ять

Крім того, ми виявили, що в mPFC експресія 9 генів була значно змінена (3 були активовані, а 6 були знижені); жоден із цих генів не збігався з тими генами DH, які демонструють змінену експресію (рис. 5C).

Потім ми зосередилися на генах, які раніше були причетні до досліджень пам’яті та/або залежності. Таким чином, ми оцінили зміни експресії генів, що представляють інтерес після пошуку, виявлені за допомогою RNA-seq, виконуючи кількісний аналіз зворотної транскриптази-полімеразної ланцюгової реакції (qRT-PCR) зразків мозку, зібраних у іншої партії тварин, у п’ять часових точок після алкогольної пам’яті. пошук. Загалом ми протестували 10 генів у DH та 2 гени в mPFC (таблиця S2).

Ми виявили, що відновлення алкогольної пам’яті призвело до зниження регуляції експресії мРНК Adcy8 (кодує аденілатциклазу 8) і Slc8a3 (кодує сімейство переносників розчиненої речовини 8 (обмінник натрію/кальцію), член 3) і до зниження регуляції Neto1 (кодує нейропілін (NRP) і експресії, подібної до толоїду (TLL) 1) у DH (рис. 5E–G), а також до посилення експресії Fkbp5 (кодує FK506-зв’язуючий білок 5) у mPFC.

Згідно з нашими попередніми результатами qRT-PCR (рис. 2), експресії Arc і Egr1 показали тенденцію посилення регуляції шляхом відновлення пам’яті в DH і mPFC, а також у RNA-seq (табл. S2). Нарешті, дуже подібні результати були отримані з використанням новішого еталонного геному mm10 (рис. S6).

Далі ми перевірили, чи вплинуло на експресію конкретних генів, які, як ми виявили, змінені після відновлення спогадів про алкоголь, відновлення спогадів, пов’язаних із сахарозою, не пов’язаних із алкоголем, як-от звичайна регуляція експресії мРНК Arc та Egr1 (рис. 6A, B).

Як показано на рис. 6C–F, на експресію мРНК Adcy8, Slc8a3, Neto1 та Fkbp5 не вплинуло відновлення пам’яті сахарози, хоча тенденція до посилення експресії мРНК Neto1 була відмічена після 10 хвилин відновлення пам’яті сахарози, тобто у напрямку, протилежному до зниження експресії мРНК, спричинене відновленням спогадів про алкоголь.

Підсумовуючи, ці експерименти виявили унікальну транскрипційну динаміку, спричинену відновленням пам’яті про алкоголь, що не характерно для спогадів про природну винагороду, а саме для спогадів, пов’язаних із сахарозою.

ДИСКУСІЯ

Ми показуємо тут, що повторна консолідація спогадів, пов’язаних з алкоголем, вимагає транскрипції гена de novo, і що пошук алкоголю може бути порушений інгібуванням транскрипції після відновлення пам’яті про алкоголь.

Важливо те, що наші висновки свідчать про те, що, хоча змінена експресія деяких генів, ймовірно, є звичайним механізмом повторної консолідації кількох типів спогадів, обробка спогадів, пов’язаних з алкоголем, також характеризується унікальним профілем транскрипції.

Ми виявили, що відновлення або спогадів про алкоголь, або спогадів, пов’язаних із природною винагородою (сахарозою), викликало подібне збільшення експресії мРНК IEGs Arc і Egr1 в DH і mPFC.

Навпаки, аналіз РНК-seq виявив підмножину генів (Adcy8, Slc8a3 і Neto1 в DH і Fkbp5 в нихPFC), експресія яких змінювалася вибірково шляхом пошуку алкоголю, але не спогадів винагороди за сахарозу, що підвищує інтригуючу можливість того, що алкоголь -асоційовані спогади, які викликають рецидив, мають унікальні молекулярні механізми, які можуть бути спрямовані на їх вибіркове порушення.

Ми показуємо, що зниження регуляції ARC незабаром після відновлення спогадів про алкоголь скасовує пошук алкоголю (вираження алкогольного CPP), що вказує на критичну роль експресії ARC в гіпокампі у повторній консолідації спогадів про алкоголь. Arc – це регульований aCREB IEG, який швидко індукується активністю нейронів і, як відомо, регулює синаптичну пластичність і опосередковує формування пам’яті [56].

Раніше ми показали, що інгібування трансляційного механізму, який контролює синтез білка ARC, порушує повторну консолідацію пам’яті про алкоголь і запобігає рецидиву пошуку та вживання алкоголю в парадигмі самоприйняття щурів [5]. Дійсно, Арк був описаний як ключовий гравець у повторній консолідації спогадів, пов’язаних із наркотиками [5, 13, 22] і страхом [46, 47].

Ми виявили, що експресія мРНК Arc досягла піку через 30 хвилин після відновлення пам’яті про алкоголь і повернулася до базового рівня протягом наступних 30 хвилин, після чого спостерігалося тимчасове підвищення рівня білка ARC, пік якого досягав через 1 годину після відновлення пам’яті.

Ця тимчасова динаміка ARC означає, що відновлення спогадів про алкоголь індукує швидку деградацію мРНК [59] і білка [60]. Відповідно, ми виявили, що реконсолідація спогадів про алкоголь була порушена, коли ми знищили експресію ARC через 1 годину, але не через 3 або 9 годин після відновлення пам’яті.

Прийнято вважати, що «вікно повторної консолідації» триває ~5–6 годин, оскільки маніпуляції, проведені через 5–6 годин після відновлення пам’яті, не вплинули на цільову поведінку [7, 10, 11]. Таким чином, наші результати свідчать про те, що вікно повторної консолідації може бути вужчим за 5 годин, принаймні, коли для рестабілізації пам’яті необхідна регуляція експресії білка ARC.

Цей висновок підкреслює ідею про те, що тривалість лабільності пам’яті після відновлення змінюється в умовах експерименту залежно від маніпуляцій і цікавої молекулярної події.

У той час як ми локалізували причинну роль ARC у реконсолідації спогадів про алкоголь до DH, області мозку, яка раніше була залучена до реконсолідації контекстних спогадів про наркотики [39, 40, 48, 50], експресія мРНК Arc і Egr1 також регулювалася в mPFC.

Як прелімбічна, так і інфралімбічна префронтальні субобласті були залучені до реконсолідації пам’яті про наркотики [33, 34], що свідчить про те, що mPFC є кандидатом у мозкову область, яка регулює пошук алкоголю через механізми реконсолідації.

Наші поточні висновки узгоджуються з нашими попередніми спостереженнями підвищених рівнів білка ARC у цій ділянці мозку після відновлення спогадів про алкоголь під час оперативної процедури самостійного вживання алкоголю [5].

For more information:19450477648nn@gmail.com