Ειδική για το αλκοόλ Μεταγραφική Δυναμική Ανασυγκρότησης και Υποτροπής Μνήμης Μέρος 2

Η ανάκτηση αλκοολικής μνήμης πυροδότησε ταχεία αλλά παροδική ανοδική ρύθμιση στην έκφραση του mRNA του Arc και του Egr1, αλλά όχι του Bdnf, στο DH (Εικ. 2C–E, I).

Καθώς περνά ο καιρός, οι άνθρωποι αποκτούν σταδιακά μια νέα κατανόηση του μυστηρίου της λήθης. Σε αυτή τη διαδικασία, μια νέα τεχνολογία ανάκτησης μνήμης έχει γίνει σταδιακά ένα ερευνητικό hotspot.

Υπάρχει λοιπόν σχέση μεταξύ της ανάκτησης της μνήμης του αλκοόλ και της απόδοσης της μνήμης; Ελάτε να ρίξετε μια ματιά τώρα! Πρώτα απ 'όλα, πρέπει να είμαστε ξεκάθαροι: Η ανάκτηση μνήμης αλκοόλ δεν είναι μια ξεχωριστή τεχνολογία. Είναι μια τεχνολογία που επηρεάζει τους εγκεφαλικούς νευρώνες μέσω του αλκοόλ. Αυτή η διαδικασία μπορεί να ενεργοποιήσει ορισμένες αναμνήσεις στον εγκέφαλο, επιτρέποντάς μας να ανανεώσουμε αυτές τις αναμνήσεις.

Δεύτερον, πρέπει να γνωρίζουμε ότι η βελτίωση της μνήμης δεν μας επιτρέπει απλώς να «θυμόμαστε» περισσότερα πράγματα αλλά είναι μια διαδικασία ανάκτησης και αναδόμησης αναμνήσεων με διαφορετικούς τρόπους. Αυτή η διαδικασία μπορεί να μας βοηθήσει να εδραιώσουμε και να κατανοήσουμε καλύτερα τις γνώσεις που έχουμε μάθει, βελτιώνοντας έτσι τη μνήμη μας.

Επομένως, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι υπάρχει σχέση μεταξύ της ανάκτησης της μνήμης του αλκοόλ και της απόδοσης της μνήμης. Όταν χρησιμοποιούμε αυτήν την τεχνολογία για να ανασύρουμε προηγούμενες αναμνήσεις μετά την κατανάλωση αλκοόλ, υποβάλλουμε σε μια διαδικασία ενοποίησης αυτών των αναμνήσεων, βελτιώνοντας έτσι τη μνήμη μας σε κάποιο βαθμό.

Φυσικά, πρέπει επίσης να σημειώσουμε ότι η ανάκτηση μνήμης αλκοόλ δεν είναι μια μακροχρόνια και αξιόπιστη τεχνική για τη βελτίωση της μνήμης. Αν θέλουμε να έχουμε εξαιρετική μνήμη για μεγάλο χρονικό διάστημα, χρειάζεται να εδραιώνουμε και να βελτιώνουμε συνεχώς τη μνήμη μας μέσα από την καθημερινή μελέτη και τη ζωή, σε συνδυασμό με άλλες τεχνικές εκπαίδευσης μνήμης.

Σε αυτή τη διαδικασία, πρέπει να διατηρούμε μια αισιόδοξη στάση ανά πάσα στιγμή, για να διεγείρουμε καλύτερα τα μαθησιακά μας κίνητρα και τις δυνατότητες μνήμης. Επομένως, ας αντιμετωπίσουμε ενεργά την εκπαίδευση της μνήμης, ας είμαστε ο εαυτός μας αδιάκοπα και ας προχωρήσουμε με θάρρος στο δρόμο της συνεχούς βελτίωσης της μνήμης! Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση των επιπέδων ακετυλοχολίνης και αυξητικών παραγόντων. Αυτές οι ουσίες είναι πολύ σημαντικές για τη μνήμη και τη μάθηση. Επιπλέον, το κρέας μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος λαμβάνει επαρκή θρεπτικά συστατικά και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Συγκεκριμένα, τα επίπεδα Arc και Egr1 mRNA κορυφώθηκαν 30 λεπτά μετά την ανάκτηση μνήμης αλκοόλ και επέστρεψαν στα βασικά επίπεδα εντός 60 λεπτών μετά την ανάκτηση μνήμης, όπως και η ομάδα NoRetrieval.
Στο mPFC, η ανάκτηση μνήμης αλκοόλ προκάλεσε παροδική ανοδική ρύθμιση στην έκφραση Arc και Egr1 αλλά όχι στην έκφραση mRNA του Bdnf, παρόμοια με το πρότυπο έκφρασης που φαίνεται στο DH (Εικ.2G, H, J).

Οι αυξήσεις στην έκφραση mRNA Arc και Egr1 στο DHand mPFC προηγήθηκαν από αυξημένη φωσφορυλίωση της πρωτεΐνης που δεσμεύει το στοιχείο απόκρισης cAMP παράγοντα μεταγραφής (CREB) (Εικόνα S2), που είχε προηγουμένως δειχθεί ότι ρυθμίζει την έκφραση αυτών των γονιδίων [53].

Μαζί, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ανάκτηση αναμνήσεων που σχετίζονται με το αλκοόλ προκάλεσε μια χρονικά εξαρτώμενη ανοδική ρύθμιση στην έκφραση του Arc και του Egr1 αλλά όχι του Bdnf στο DH και το mPFC, αυξάνοντας την πιθανότητα ότι η αλλοιωμένη έκφραση αυτών των γονιδίων μπορεί να εμπλέκεται στην επανασυγκέντρωση του αλκοόλ. αναμνήσεις.

Η ανάκτηση αναμνήσεων που σχετίζονται με το αλκοόλ αυξάνει τα επίπεδα ARCprotein στο DH

Το ARC έχει έναν καλά εδραιωμένο ρόλο στη συναπτική πλαστικότητα [54] και στη νευρωνική επικοινωνία [55], και προηγουμένως είχε αποδειχθεί ότι παίζει ρόλο στην επανασύνδεση διαφόρων αναμνήσεων[5, 22, 46, 47].

Πιο σχετικά, δείξαμε προηγουμένως ότι η ανάκτηση αλκοολικής μνήμης αύξησε τα επίπεδα πρωτεΐνης ARC στην αμυγδαλή και στο mPFC [5]. Ρωτήσαμε τώρα εάν τα επίπεδα πρωτεΐνης ARC αυξήθηκαν επίσης στο DH, δεδομένης της ανοδικής ρύθμισης του Arc mRNA που προκαλείται από την ανάκτηση μνήμης αλκοόλ (Εικ. 2C).

Συνεπώς, τα ποντίκια εκπαιδεύτηκαν να εκφράζουν αλκοόλη-CPP, όπως περιγράφεται παραπάνω (Σχήμα S3A, Β). Μια μέρα μετά το τεστ CPP, ανακτήθηκαν μνήμες αλκοόλ και συλλέχθηκαν εγκεφαλικοί ιστοί 60, 120 ή 360 λεπτά αργότερα.

Διαπιστώσαμε ότι τα επίπεδα πρωτεΐνης ARC στο DH αύξησαν την ανάκτηση μνήμης μετά την αλκοόλη 60 λεπτών, επιστρέφοντας στα αρχικά επίπεδα εντός της επόμενης ώρας (Εικόνα S3). Μαζί, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η ανάκτηση αλκοολικής μνήμης αυξάνει την έκφραση τόσο του Arc mRNA όσο και της πρωτεΐνης ARC στο DH.

Η μείωση της έκφρασης του ARC στο DH διαταράσσει την επανασύνδεση της αλκοολικής μνήμης

Εάν η αύξηση της έκφρασης του ARC στο DH μετά την ανάκτηση αλκοολικής μνήμης είναι απαραίτητη για την επανασύνδεση της μνήμης του αλκοόλ, τότε η υπορρύθμισή του μετά την ανάκτηση της μνήμης αλκοόλης θα πρέπει να διαταράξει αυτή τη μνήμη, με αποτέλεσμα την κατάργηση της έκφρασης αλκοόλης-CPP.

Για τη μείωση των επιπέδων ARC στο DH κατά την επανασύνδεση της μνήμης του αλκοόλ, χρησιμοποιήσαμε αντιπληροφοριακά ολιγοδεοξυνουκλεοτίδια (AS-ODN) που στρέφονται κατά του Arc mRNA [56]. Η καταστροφή του ARC σε περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με την ενοποίηση της μνήμης και την επανασύνδεση χρησιμοποιώντας το Arc AS-ODN είχε προηγουμένως αποδειχθεί ότι διαταράσσει την ενοποίηση των αποτρεπτικών και ορεκτικών αναμνήσεων [46, 47, 56, 57] και των αναμνήσεων του φόβου επανασύνδεσης [46, 47, 57], καθώς και για να βλάψει την επαναεδροποίηση της μνήμης που σχετίζεται με τη μορφίνη [22].

Για να ελέγξουμε εάν η καθοδική ρύθμιση ARC διαταράσσει την επανενοποίηση της μνήμης του αλκοόλ και καταργεί την αναζήτηση αλκοόλ, εκπαιδεύσαμε ποντίκια να δείχνουν αλκοόλ-CPP (Εικ. 3Β, βλ. Εικόνα S4 για δεδομένα ατόμων).

Την ημέρα μετά τη δοκιμή CPP 1, τα ποντίκια έλαβαν ενδο-ιπποκαμπική έγχυση Arc AS-ODN ή κρυπτογραφημένου ελέγχου (SCR)-ODN. Δεδομένου ότι το AS-ODN μείωσε τα επίπεδα πρωτεΐνης ARC 5 ώρες μετά την έγχυση [57] (Εικόνα S5, επικύρωση AS-ODN), η μνήμη αλκοόλ ανακτήθηκε 4 μετά την έγχυση, επιτρέποντας την υπορρύθμιση να συμβεί μία ώρα μετά την ανάκτηση, περίπου στην κορυφή της αύξησης του ARC επίπεδα πρωτεΐνης που προκαλούνται από την ανάκτηση μνήμης αλκοόλ (Εικόνα S3C).

Όταν η προτίμηση θέσης δοκιμάστηκε την επόμενη μέρα, διαπιστώσαμε ότι το αλκοόλ-CPP καταργήθηκε σε ποντίκια που είχαν λάβει Arc AS-ODN, ενώ τα ποντίκια που είχαν υποβληθεί σε θεραπεία με SCRODN εξακολουθούσαν να παρουσιάζουν CPP (Εικ. 3Β).

Τα ευρήματά μας υποδηλώνουν έτσι ότι η ενδο-ιππόκαμπική έγχυση του Arc AS-ODN διέκοψε την ενοποίηση των αναμνήσεων αλκοόλ αποτρέποντας τις αυξήσεις των επιπέδων πρωτεΐνης ARC που προκαλούνται από την ανάκτηση μνήμης.

Για να ελέγξουμε περαιτέρω εάν αυτή η διαταραχή μνήμης οφειλόταν στον αποκλεισμό της επαγωγής ARC μετά την ανάκτηση, επιλέξαμε ένα σημείο δεύτερης φοράς εντός του θεωρητικού 5–6 ωρών [9, 10] "παραθύρου επανασύνδεσης" για την έγχυση Arc AS-ODN.

Δεδομένου ότι η αύξηση στην έκφραση της πρωτεΐνης ARC κορυφώθηκε 1 ώρα μετά την ανάκτηση μνήμης και έπεσε στην αρχική τιμή 2 ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης (όπως υποδεικνύεται στο Σχήμα S3C), στοχεύσαμε την έκφραση πρωτεΐνης ARC 3 ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης.

Έτσι, εγχύσαμε το Arc ASODN ή το SCR-ODN ελέγχου στο DH 2 ώρες πριν από την ανάκτηση μνήμης, το οποίο αναμένεται να μειώσει τα επίπεδα ARC 5 ώρες αργότερα, δηλαδή, 3 μετά την ανάκτηση μνήμης (Εικόνα S5B).

Σε μια δοκιμή προτίμησης θέσης που διεξήχθη μια μέρα αργότερα, διαπιστώσαμε ότι και οι δύο ομάδες επέμεναν να δείχνουν αλκοόλ-CPP (Εικ. 3C).

Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η προς τα κάτω ρύθμιση των επιπέδων ARC πέρα ​​από την επαγωγή που εξαρτάται από την ανάκτησή του δεν παρεμβαίνει στη συνεχιζόμενη επανενοποίηση των αναμνήσεων αλκοόλ. Επιπλέον, εδώ αποδεικνύουμε ότι το "παράθυρο επανενοποίησης" που εξαρτάται από το ARC δεν διαρκεί περισσότερο από 3 ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης.

"παράθυρο επανενοποίησης", δηλαδή, περισσότερες από 5-6 ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης [9, 10], δεν θα επηρεάσει την επακόλουθη έκφραση μνήμης.

Για να ελέγξουμε αυτήν την υπόθεση, εγχύαμε το Arc AS-ODN ή το SCRODN ελέγχου στο DH 4 ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης (Εικ. 3D), το οποίο αναμένεται να επηρεάσει την έκφραση της πρωτεΐνης ARC 9 ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης (δηλαδή, 5 ώρες αργότερα, Εικόνα S5).

Οι δοκιμές μια μέρα αργότερα αποκάλυψαν ότι και οι δύο ομάδες έδειξαν ισχυρές προτιμήσεις για το διαμέρισμα σε συνδυασμό με αλκοόλ. Αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η αρνητική ρύθμιση της έκφρασης της πρωτεΐνης ARC αρκετές ώρες μετά την ανάκτηση μνήμης (δηλαδή, εκτός του παραθύρου επανασύνδεσης που εξαρτάται από το ARC) δεν επηρεάζει τις μνήμες που κρύβονται πίσω από την έκφραση του αλκοόλ-CPP.

Μαζί, αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η ιπποκαμπική ρύθμιση της έκφρασης της πρωτεΐνης ARC που παρατηρήθηκε λίγο μετά την ανάκτηση της αλκοολικής μνήμης είναι απαραίτητη για την επανασύνδεση των αλκοολικών αναμνήσεων, καθώς η αναστολή αυτών των επαγόμενων από την ανάκτηση αυξήσεων των επιπέδων της πρωτεΐνης ARC οδήγησε στην απώλεια της αναζήτησης αλκοόλ, πιθανώς διαταράσσοντας τη διαδικασία επανασύνδεσης της μνήμης.

Κατά την ανάκτηση, οι ορετικές μνήμες που σχετίζονται με αλκοόλ και μη μοιράζονται παρόμοιες μεταγραφικές δυναμικές Arc και Egr1

Τα ευρήματά μας που εμπλέκουν την έκφραση Arc και Egr1 στην ενοποίηση των αναμνήσεων αλκοόλ είναι σύμφωνα με προηγούμενες μελέτες που έδειξαν ότι αυτά τα IEG εμπλέκονται στην επανασύνδεση διαφορετικών τύπων μνήμης [19, 22, 46, 47, 57].

Υποθέσαμε ότι η μεταγραφή και η μετάφραση αυτών των IEG δεν είναι ειδική για αλκοόλη και μάλλον μπορεί να διαδραματίσει ρόλο στους κοινούς βασικούς μηχανισμούς για την επεξεργασία των επανενεργοποιημένων αναμνήσεων, συμπεριλαμβανομένων των ορεκτικών αναμνήσεων [16]. Για να διερευνηθεί περαιτέρω αυτή η πιθανότητα, εξετάστηκε εάν η ανάκτηση αναμνήσεων που δεν σχετίζονται με αλκοόλη, που σχετίζονται με σακχαρόζη μέσω ενός παρόμοιου πρωτοκόλλου CPP θα άλλαζε την έκφραση Arc και/ή Egr1mRNA, όπως συνέβη με τις μνήμες που σχετίζονται με το αλκοόλ.

Για αυτό, πρώτα εκπαιδεύσαμε ποντίκια σε μια διαδικασία σακχαρόζης-CPP παρόμοια με τη διαδικασία αλκοόλης-CPP που χρησιμοποιήθηκε παραπάνω, συνδυάζοντας ένα διαμέρισμα της συσκευής CPP με την εθελοντική κατανάλωση σφαιριδίων σακχαρόζης (Εικ. 4Α, Πειραματικός σχεδιασμός).

Μετά από τέσσερα ζεύγη, τα ποντίκια έδειξαν ισχυρή προτίμηση για το διαμέρισμα που σχετίζεται με τη σακχαρόζη (Εικ. 4Β). Στη συνέχεια, η μνήμη που σχετίζεται με τη σακχαρόζη ανακτήθηκε με επανέκθεση στο διαμέρισμα με ζεύγη σακχαρόζης. Εγκεφαλικοί ιστοί από τις ομάδες ελέγχου Ανάκτησης και Χωρίς ανάκτηση συλλέχθηκαν 10, 30 ή 60 λεπτά μετά την ανάκτηση μνήμης. Στη συνέχεια αξιολογήθηκαν τα επίπεδα mRNA Arc και Egr1 στο DH και το mPFC.

Βρήκαμε ότι η ανάκτηση μνήμης σακχαρόζης προκάλεσε ταχεία και παροδική ανοδική ρύθμιση της έκφρασης mRNA Arc και Egr1 τόσο στο DH όσο και στο mPFC (Εικ. 4C–F). Όπως απεικονίζεται από τις διακεκομμένες γραμμές στο Σχ.

4C–F, τα μοτίβα της ανοδικής ρύθμισης της έκφρασης του mRNA και στις δύο περιοχές του εγκεφάλου, που προκαλούνται από την ανάκτηση αναμνήσεων σακχαρόζης, έμοιαζαν με την ανοδική ρύθμιση αυτών των γονιδίων που παρατηρήθηκε κατά την ανάκτηση μνήμης αλκοόλης.

Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν έτσι ότι η ταχεία και παροδική ανοδική ρύθμιση στην έκφραση mRNA Arc και Egr1 στο DH και το mPFC σχετίζεται με την ανάκτηση αναμνήσεων που σχετίζονται τόσο με το αλκοόλ όσο και με τη σακχαρόζη.

Χαρακτηρισμός της ειδικής για το αλκοόλ μεταγραφική δυναμική για την ανάκτηση μνήμης: μια μεταγραφική ανάλυση

Δεδομένου του ευρήματός μας ότι η μεταγραφή Arc και Egr1 τροποποιήθηκαν κατά την ανάκτηση αναμνήσεων σχετιζόμενων με το αλκοόλ και μη, προσπαθήσαμε στη συνέχεια να προσδιορίσουμε τη μεταγραφική υπογραφή που είναι ειδική για την ανάκτηση μνήμης αλκοόλ πραγματοποιώντας αλληλουχία RNA των DH και mPFC (Εικ. 5Α, Πείραμα σχέδιο).

Για το σκοπό αυτό, μετά από εκπαίδευση αλκοόλ-CPP (Εικ. 5Β), ανακτήθηκαν μνήμες που σχετίζονται με το αλκοόλ (με μια ομάδα ελέγχου Χωρίς ανάκτηση). Το DH και το mPFC συλλέχθηκαν 30 λεπτά αργότερα και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία για ανάλυση RNAseq (Εικ. 5C, D).

For more information:1950477648nn@gmail.com