Ειδική για το αλκοόλ Μεταγραφική Δυναμική Ανασυγκρότησης και Υποτροπής Μνήμης Μέρος 1

Η υποτροπή, ένα κρίσιμο ζήτημα στον εθισμό στο αλκοόλ, μπορεί να αμβλυνθεί με τη διακοπή των αναμνήσεων που σχετίζονται με το αλκοόλ. Οι μνήμες πιστεύεται ότι αποσταθεροποιούνται προσωρινά κατά την ανάκτηση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ενοποίησης.

Η σχέση μεταξύ του εθισμού στο αλκοόλ και της μνήμης είναι ένα θέμα που συζητείται έντονα. Πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η κατάχρηση αλκοόλ μπορεί να βλάψει τη λειτουργία του εγκεφάλου και να οδηγήσει σε απώλεια μνήμης, αλλά η πραγματικότητα δεν είναι τόσο απλή.

Το αλκοόλ είναι μια νευροτοξίνη και η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να βλάψει τα εγκεφαλικά κύτταρα, οδηγώντας σε γνωστική έκπτωση και πιθανές καταστάσεις όπως η αμνησία. Ωστόσο, η μέτρια κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να είναι χρήσιμη για τη μνήμη. Μελέτες δείχνουν ότι η κατανάλωση ενός έως δύο ποτηριών κόκκινου κρασιού καθημερινά μπορεί να ενισχύσει τις γνωστικές και μνημονικές δεξιότητες.

Τα συστατικά του κόκκινου κρασιού μπορούν να ενισχύσουν την υγεία των αιμοφόρων αγγείων, να βελτιώσουν τη ροή του αίματος και να αυξήσουν την παροχή οξυγόνου, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για την υγεία του εγκεφάλου. Επιπλέον, το αλκοόλ μπορεί να διεγείρει τα εγκεφαλικά κύτταρα να παράγουν νέους νευρώνες, να επιταχύνει τη διαδικασία αναγέννησης των νεύρων και να ενισχύσει τις εγκεφαλικές συνδέσεις και τις ικανότητες μάθησης, βελτιώνοντας έτσι τη μνήμη. Αλλά αυτό λειτουργεί μόνο με μέτρο. Η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ μπορεί να προκαλέσει βλάβη στον εγκέφαλο.

Επομένως, εάν είστε αλκοολικός και θέλετε να βελτιώσετε τη μνήμη σας, είναι καλύτερο να σταματήσετε να πίνετε ή να μειώσετε την ποσότητα που πίνετε. Ταυτόχρονα, μπορείτε επίσης να εξασφαλίσετε μια υγιεινή διατροφή τρώγοντας περισσότερες τροφές που βελτιώνουν τη μνήμη, όπως σόγια, ψάρια, λεμόνια, πράσινα λαχανικά κ.λπ., και να κάνετε σωστή νοητική εκπαίδευση, όπως η εκμάθηση νέων δεξιοτήτων και η ανάγνωση βιβλίων. προάγει την εγκεφαλική δραστηριότητα και την ικανότητα μνήμης. Αυτό όχι μόνο θα βελτιώσει την υγεία των αλκοολικών αλλά και θα βοηθήσει να γίνει ο εγκέφαλος πιο υγιής και να βελτιώσει την ποιότητα ζωής. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola είναι ένα παραδοσιακό κινέζικο φαρμακευτικό υλικό που έχει πολλά μοναδικά αποτελέσματα, ένα από τα οποία είναι η βελτίωση της μνήμης. Η αποτελεσματικότητα του κιμά προέρχεται από τα διάφορα ενεργά συστατικά του, όπως οξύ, πολυσακχαρίτες, φλαβονοειδή κ.λπ. Αυτά τα συστατικά μπορούν να προάγουν την υγεία του εγκεφάλου με διάφορους τρόπους.

Κάντε κλικ στο Μάθετε 10 τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη

Εδώ, παρέχουμε στοιχεία για τη μοναδική μεταγραφική δυναμική που στηρίζει την επανασύνδεση της μνήμης του αλκοόλ. Χρησιμοποιώντας μια διαδικασία ρύθμισης θέσης σε ποντίκι, δείχνουμε ότι η ανάκτηση μνήμης αλκοόλ αυξάνει την έκφραση mRNA των γονιδίων άμεσης-πρώιμης στον ραχιαίο ιππόκαμπο και τον έσω προμετωπιαίο φλοιό και ότι η αναζήτηση αλκοόλ καταργείται με τη μη ειδική αναστολή της γονιδιακής μεταγραφής μετά την ανάκτηση, ή με μείωση της έκφρασης ARC χρησιμοποιώντας αντιπληροφοριακά ολιγοδεοξυνουκλεοτίδια.

Ωστόσο, δεδομένου ότι η ανάκτηση αναμνήσεων για μια φυσική ανταμοιβή (σακχαρόζη) αύξησε επίσης την ίδια άμεση-πρώιμη έκφραση γονιδίου, εξερευνήσαμε μεταγραφικές αλλαγές που σχετίζονται με το αλκοόλ χρησιμοποιώντας την αλληλουχία RNA.

Αποκαλύψαμε ένα μοναδικό μεταγραφικό αποτύπωμα που ενεργοποιήθηκε από μνήμες αλκοόλ, καθώς η έκφραση αυτού του συνόλου γονιδίων που σχετίζονται με την πλαστικότητα δεν αλλοιώθηκε από την ανάκτηση μνήμης σακχαρόζης.
Τα αποτελέσματά μας υποδεικνύουν ότι οι μνήμες αλκοόλ μπορεί να ενεργοποιήσουν δύο παράλληλα προγράμματα μεταγραφής: το ένα εμπλέκεται στην επανενοποίηση της μνήμης γενικά και ένα άλλο ενεργοποιείται ειδικά κατά την επεξεργασία της μνήμης αλκοόλης.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η διαταραχή χρήσης αλκοόλ (AUD) είναι μια επιζήμια νευροψυχιατρική διαταραχή με σοβαρές ιατρικές, κοινωνικές και οικονομικές επιβαρύνσεις [1], ωστόσο η διαθέσιμη φαρμακοθεραπεία είναι περιορισμένη [2]. Σχεδόν το 70% των ασθενών υποτροπιάζει εντός του πρώτου έτους της αποχής [3], γεγονός που αποτελεί σημαντική κλινική πρόκληση.

Η υποτροπή προκαλείται συχνά από μια λαχτάρα για αλκοόλ, που προκαλείται από περιβάλλοντα και ενδείξεις που προηγουμένως συνδέονταν με το αλκοόλ [4]. Ως εκ τούτου, η διαταραχή των αναμνήσεων που προκαλούν συμπεριφορές που σχετίζονται με το αλκοόλ αναμένεται να μειώσει ή να αποτρέψει την υποτροπή που προκαλείται από τα σημάδια [5, 6].
Είναι όλο και περισσότερο αποδεκτό ότι οι καλά ενοποιημένες μνήμες μπορούν να επανενεργοποιηθούν κατά την ανάκτηση.

Οι ανακτηθείσες μνήμες υπόκεινται σε προσωρινή αποσταθεροποίηση και επακόλουθη επανασταθεροποίηση, που ονομάζεται επανασυγκέντρωση [7-11]. Έτσι, η επανενεργοποίηση της μνήμης ξεκινά ένα προσωρινό «παράθυρο επανενοποίησης», που διαρκεί μερικές ώρες, κατά τη διάρκεια του οποίου η μνήμη είναι ασταθής για ορισμένους χειρισμούς[7, 8, 11, 12].

Πράγματι, η παρέμβαση στην επανασύνδεση των αναμνήσεων φαρμάκων αποδείχθηκε ότι μειώνει την επακόλουθη έκφρασή τους και την υποτροπή που προκαλείται από τα σημάδια, παρέχοντας έτσι μια πιθανή στρατηγική για την πρόληψη της υποτροπής [13, 14].

Αν και οι ακριβείς μηχανισμοί στους οποίους βασίζεται η επεξεργασία των αναμνήσεων επανενεργοποιημένων φαρμάκων δεν έχουν ακόμη χαρακτηριστεί, η επανενοποίηση των αναμνήσεων ναρκωτικών και οινοπνεύματος γενικά αποδείχθηκε ότι διακόπτεται από την αναστολή των ορβήτα-αδρενεργικών υποδοχέων NMDA [15-17] [17, 18]. ή με την πρόληψη της πρωτεϊνοσύνθεσης [5, 10, 15].

Σύμφωνα με πρόσφατες μελέτες μνήμης φόβου και φαρμάκων, η ανασυγκρότηση της μνήμης απαιτεί όχι μόνο πρωτεϊνοσύνθεση αλλά και γονιδιακή μεταγραφή [19]. Επιπλέον, η μεταγραφή ορισμένων άμεσων πρώιμων γονιδίων (IEGs), συμπεριλαμβανομένου του Arc, που κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που σχετίζεται με τον κυτταροσκελετό ρυθμιζόμενης δραστηριότητας και του Egr1 που κωδικοποιεί τον παράγοντα μεταγραφής (Zif268), ενοχοποιήθηκε στην επανένωση διαφόρων τύπων μνήμης [19-22], υπονοώντας ότι παρόμοια δυναμική θα μπορούσε να ελέγξει την ανασύνθεση των αναμνήσεων αλκοόλ.

Ομοίως, προηγουμένως δείξαμε ότι η αναστολή του μηχανιστικού στόχου του συμπλέγματος ραπαμυκίνης 1 (mTORC1), το οποίο ελέγχει τη σύνθεση μιας υποομάδας δενδριτικών πρωτεϊνών [23], διέκοψε την ανασύσταση των αναμνήσεων αλκοόλ[5] και πρόσθετες μελέτες έχουν δείξει ότι επίσης διαταράσσει εμπέδωση των αναμνήσεων που σχετίζονται με το φόβο [24] ή με τα θρεπτικά συστατικά μετά την κατανάλωση [25].

Ωστόσο, υπάρχουν επίσης στοιχεία ότι ορισμένοι από τους μηχανισμούς που διέπουν την αναζήτηση αλκοόλ μπορεί να διαφέρουν από εκείνους που ελέγχουν την αναζήτηση φυσικής ανταμοιβής [5, 26-28]. Επιπλέον, υπάρχουν ενδείξεις ότι οι μνήμες για διαφορετικές ανταμοιβές (συμπεριλαμβανομένων διαφορετικών φαρμάκων κατάχρησης) υποβάλλονται σε διαφορετική επεξεργασία [29-32].

Επομένως, η επανασύνδεση της μνήμης του αλκοόλ μπορεί να χαρακτηρίζεται από ένα μοναδικό μεταγραφικό προφίλ.

Ως εκ τούτου, επιδιώξαμε να προσδιορίσουμε τη μεταγραφική δυναμική που αποτελεί τη βάση της επανασυγκεντρώσεως της μνήμης του αλκοόλ εντός του ραχιαίου ιππόκαμπου (DH) και του έσω προμετωπιαίου φλοιού (mPFC) [5, 33, 34], των περιοχών του εγκεφάλου που εμπλέκονται στην διαταραχή χρήσης αλκοόλ [35, 36] και στον σχηματισμό , κατακράτηση και έκφραση αναμνήσεων φαρμάκων [5, 37, 38].

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Η επανασύνδεση της μνήμης του αλκοόλ εξαρτάται από την de novo γενετική μεταγραφή στο DH

Ενώ έχει διαπιστωθεί ότι η επανασύνδεση των αλκοολικών αναμνήσεων απαιτεί de novo πρωτεϊνοσύνθεση [5, 15], παραμένει ασαφές εάν εξαρτάται επίσης από την de novo γενετική μεταγραφή.

Ως εκ τούτου, αξιολογήσαμε το ρόλο της γονιδιακής μεταγραφής της επανασυγκράτησης της μνήμης του αλκοόλ εντός της DH, μιας εγκεφαλικής περιοχής που εμπλέκεται στη διαταραχή χρήσης αλκοόλ [35] και εμπλέκεται στον σχηματισμό, την κατακράτηση και την έκφραση της μνήμης του φαρμάκου [37, 38], εκτός από την επαναεδροποίηση της μνήμης [39, 40 ].

Για να σχηματίσουμε αναμνήσεις που σχετίζονται με το αλκοόλ, χρησιμοποιήσαμε το παράδειγμα προτίμησης θέσης που εξαρτάται από το αλκοόλ (CPP).

Αυτό το παράδειγμα έχει χρησιμοποιηθεί για την εξέταση των ενισχυτικών ιδιοτήτων του αλκοόλ, καθώς και για τη διερεύνηση της επεξεργασίας και διατήρησης των αναμνήσεων που προκαλούν υποτροπή στην αναζήτηση αλκοόλ σε τρωκτικά [41, 42], ιδιαίτερα στο DH [43].

Για να εκτιμηθεί ο ρόλος της μεταγραφής του γονιδίου του ιππόκαμπου στην επανασύνδεση της αλκοολικής μνήμης, σχηματίσαμε μνήμες που σχετίζονται με το αλκοόλ στη διαδικασία αλκοόλης-CPP, ρυθμίζοντας ένα διαμέρισμα της συσκευής CPP σε αλκοόλ (Εικ. 1Α, πειραματικός σχεδιασμός).

Μια μέρα μετά την επιβεβαίωση της έντονης προτίμησης για το ζευγαρωμένο διαμέρισμα με αλκοόλ σε μια δοκιμή CPP, τα ποντίκια εκτέθηκαν ξανά σε διαμέρισμα με ζεύγη αλκοόλης για 3 λεπτά για να ανακτήσουν μνήμες που σχετίζονται με το αλκοόλ, όπως δείξαμε προηγουμένως [44, 45].

Αμέσως μετά την ανάκτηση μνήμης, ακτινομυκίνη D (4 μg/μl, 0,5 μl ανά πλευρά) ή όχημα εγχύθηκε στο DH [19]. Σε μια δοκιμή κατακράτησης που διεξήχθη 24 ώρες αργότερα, διαπιστώσαμε ότι τα ποντίκια που έλαβαν ακτινομυκίνη D μετά την ανάκτηση δεν εμφάνισαν CPP αλκοόλης, ενώ η προτίμηση για το διαμέρισμα που σχετίζεται με το αλκοόλ παρέμεινε υψηλή στα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με όχημα (Εικ. 1Β, βλ. Εικόνα S1 για μεμονωμένα δεδομένα) .

Έτσι, η αναστολή της γονιδιακής μεταγραφής στην ανάκτηση μνήμης μετά από DH οδήγησε στην απώλεια της αλκοόλης-CPP, υποδηλώνοντας ότι η επανασύνδεση της μνήμης αλκοόλ απαιτεί μεταγραφή γονιδίου denovo στο DH.

Εικ. 1 Η αναστολή της μεταγραφής στον ραχιαίο ιππόκαμπο μετά την ανάκτηση της αλκοολικής μνήμης διαταράσσει την έκφραση της προτίμησης θέσης που εξαρτάται από το αλκοόλ (CPP). Σχηματική απεικόνιση του πειραματικού σχεδιασμού και του χρονοδιαγράμματος.

Η ακτινομυκίνη D (4 μg/μl) εγχύθηκε αμφίπλευρα στον ραχιαίο ιππόκαμπο ποντικών αμέσως μετά την ανάκτηση αναμνήσεων αλκοόλ. B Τοποθετήστε τις βαθμολογίες προτιμήσεων, που εκφράζονται ως μέσοι όροι ± SEM του ποσοστού του χρόνου που αφιερώνεται στο διαμέρισμα με σύζευξη αλκοόλης.

Ποντίκια που εμφάνισαν ισχυρό αλκοόλ CPP (t(17)=8.31, p < 0.0001) έχασαν την προτίμηση για το αλκοόλ κατά την ανάκτηση μνήμης. ακολούθησε έγχυση ακτινομυκίνηςD εντός DH και όχι του οχήματος (ANOVA μικτού μοντέλου: Test X Treatment(F(1,16) {{10}}.97, p <0,01), post hoc: Δοκιμή CPP 2 (ρ < 0,05)). *p < 0,05,**p < 0,05; n=9 ανά ομάδα).

Για να εκτιμηθεί ο ρόλος της μεταγραφής του γονιδίου του ιππόκαμπου στην επανασύνδεση της αλκοολικής μνήμης, σχηματίσαμε μνήμες που σχετίζονται με το αλκοόλ στη διαδικασία αλκοόλης-CPP, ρυθμίζοντας ένα διαμέρισμα της συσκευής CPP σε αλκοόλ (Εικ. 1Α, πειραματικός σχεδιασμός).

Μια μέρα μετά την επιβεβαίωση της έντονης προτίμησης για το ζευγαρωμένο διαμέρισμα με αλκοόλ σε μια δοκιμή CPP, τα ποντίκια εκτέθηκαν ξανά σε διαμέρισμα με ζεύγη αλκοόλης για 3 λεπτά για να ανακτήσουν μνήμες που σχετίζονται με το αλκοόλ, όπως δείξαμε προηγουμένως [44, 45].
Αμέσως μετά την ανάκτηση μνήμης, ακτινομυκίνη D (4 μg/μl, 0,5 μl ανά πλευρά) ή όχημα εγχύθηκε στο DH [19]. Σε μια δοκιμή κατακράτησης που διεξήχθη 24 ώρες αργότερα, διαπιστώσαμε ότι τα ποντίκια που έλαβαν ακτινομυκίνη D μετά την ανάκτηση δεν εμφάνισαν CPP αλκοόλης, ενώ η προτίμηση για το διαμέρισμα που σχετίζεται με το αλκοόλ παρέμεινε υψηλή στα ποντίκια που έλαβαν θεραπεία με όχημα (Εικ. 1Β, βλ. Εικόνα S1 για μεμονωμένα δεδομένα) .

Έτσι, η αναστολή της γονιδιακής μεταγραφής στην ανάκτηση μνήμης μετά από DH οδήγησε στην απώλεια της αλκοόλης-CPP, υποδηλώνοντας ότι η επανασύνδεση της μνήμης αλκοόλ απαιτεί μεταγραφή γονιδίου denovo στο DH.

Η ανάκτηση αναμνήσεων που σχετίζονται με το αλκοόλ προκαλεί μια χρονικά εξαρτώμενη ανοδική ρύθμιση του Arc και του Egr1 αλλά όχι της έκφρασης mRNA του Bdnf στο DH και το mPFC

Στη συνέχεια, αξιολογήσαμε εάν η ανάκτηση μνήμης αλκοόλ μεταβάλλει την έκφραση των γονιδίων που προηγουμένως εμπλέκονταν στην επανασυγκράτηση της μνήμης, δηλαδή την πρωτεΐνη που σχετίζεται με τον κυτταροσκελετό (Arc) [5, 22, 46, 47], τον παράγοντα μεταγραφής Egr1 (επίσης γνωστό ως Zif221, 19, 19, ). 48], και τον προερχόμενο από τον εγκέφαλο νευροτροφικό παράγοντα (Bdnf)[49], στις περιοχές του εγκεφάλου DH και mPFC που εμπλέκονται στην ενοποίηση των αναμνήσεων φαρμάκων [5, 33, 34, 39, 40, 50].

Για να αξιολογήσουμε την έκφραση mRNA Arc, Egr1 και Bdnf μετά από ανάκτηση μνήμης αλκοόλης, πρώτα εκπαιδεύσαμε ποντίκια για αλκοόλη-CPP (Εικ. 2Α, Β). Εικοσιτέσσερις ώρες αργότερα, τα ποντίκια εκτέθηκαν εκ νέου στο διαμέρισμα ζευγαρωμένου με αλκοόλ (ομάδα Ανάκτησης) ή χειρίστηκαν (Χωρίς ομάδα ανάκτησης).

Επιλέξαμε να μην εκθέσουμε εκ νέου τα ζώα ελέγχου σε περιβάλλον ζευγαρώματος φυσιολογικού ορού για να αποτρέψουμε την ανάκτηση αναμνήσεων που δεν σχετίζονται με το αλκοόλ που χαρακτηρίζονται επίσης από αλλαγές στην έκφραση των IEGs [46, 47, 50-52] ή από την ανάκτηση ενός Η παβλοβιανή ανασταλτική μνήμη αλκοόλης, καθώς το διαμέρισμα σε συνδυασμό με αλατούχο διάλυμα συσχετίζεται με την απουσία αλκοόλ. Οι ιστοί του εγκεφάλου συλλέχθηκαν σε πέντε διαφορετικά χρονικά σημεία μετά την ανάκτηση μνήμης και τα επίπεδα mRNA στόχου αναλύθηκαν.

For more information:1950477648nn@gmail.com