Διευκρίνιση του ρόλου της πρωτεϊνοσύνθεσης στην εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο παγίωση της μνήμης κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας

Επικοινωνία: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email:audrey.hu@wecistanche.com

Αφηρημένη

Είναι ευρέως αποδεκτό ότι η de novo πρωτεϊνική σύνθεση είναι ζωτικής σημασίας για το σχηματισμό και την εδραίωση μακροπρόθεσμων αναμνήσεων. Ενώ η βασική δραστηριότητα πολλών καταρρακτών σηματοδότησης που ρυθμίζουν την πρωτεϊνική σύνθεση κυμαίνεται με κιρκάδιο τρόπο, δεν είναι σαφές εάν η χρονική δυναμική της εξαρτώμενης από τη σύνθεση πρωτεϊνών παγίωσης μνήμης ποικίλλει ανάλογα με την ώρα της ημέρας. Πιο συγκεκριμένα, δεν είναι σαφές εάν η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης επηρεάζει την εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο εδραίωση της μνήμης στα τρωκτικά κατά τη διάρκεια της ημέρας (δηλαδή, την ανενεργή φάση με άφθονο ύπνο) και τη νύχτα (δηλ. την ενεργό φάση με λίγο ύπνο). Για την αντιμετώπιση αυτής της ερώτησης, αρσενικά και θηλυκά ποντίκια C57Bl6/J εκπαιδεύτηκαν σε μια εργασία προσαρμογής του φόβου με βάση τα συμφραζόμενα στην αρχή του τέλους της φάσης φωτός. Τα ζώα έλαβαν μία μόνο συστηματική ένεση με τον αναστολέα της πρωτεϊνικής σύνθεσης ανισομυκίνη ή όχημα απευθείας, 4, 8 ώρες ή 11,5 ώρες μετά την εκπαίδευση και η μνήμη αξιολογήθηκε μετά από 24 ώρες. Εδώ, δείχνουμε ότι η αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης μείωσε την εδραίωση των αναμνήσεων περιβάλλοντος-φόβου επιλεκτικά όταν ο αναστολέας πρωτεϊνοσύνθεσης χορηγήθηκε στις πρώτες τρεις φορές, ανεξάρτητα από το χρόνο της προπόνησης. Παρόλο που η βασική δραστηριότητα των μονοπατιών σηματοδότησης που ρυθμίζουν την de novo πρωτεϊνική σύνθεση μπορεί να κυμαίνεται κατά τη διάρκεια του κύκλου 24-ώρας, αυτά τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι η χρονική δυναμική της παγίωσης μνήμης που εξαρτάται από τη σύνθεση πρωτεϊνών είναι παρόμοια για τη μάθηση την ημέρα και τη νύχτα .

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ ανισομυκίνη, ιππόκαμπος, μνήμη, ποντίκια, πρωτεϊνοσύνθεση

Συμπλήρωμα έρημου cistanche: βελτίωση της μνήμης

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Η ικανότητα σχηματισμού νέων αναμνήσεων είναι ζωτικής σημασίας για την προσαρμογή των ζώων σε ένα περίπλοκο και συχνά μεταβαλλόμενο περιβάλλον (Bruel-Jungerman, Davis, & Laroche, 2007). Ο σχηματισμός νέων αναμνήσεων περιλαμβάνει ένα ευρύ φάσμα μοριακών και κυτταρικών διεργασιών (Asok, Leroy, Rayman, & Kandel, 2019; Nadel, Hupbach, Gomez, & Newman-Smith, 2012). Οι διαδικασίες μνήμης μπορούν να χωριστούν σε διαφορετικές φάσεις και περιλαμβάνουν τα ακόλουθα: (α) την απόκτηση νέων πληροφοριών, (β) την ενοποίηση της βραχυπρόθεσμης σε μακροπρόθεσμη μνήμη και (γ) την ανάκτηση των αποθηκευμένων πληροφοριών (Abel & Lattal, 2001). Αυτές οι διεργασίες συμβαίνουν σε διαφορετικά χρονικά πλαίσια και εξαρτώνται από διαφορετικούς μοριακούς μηχανισμούς, αν και ορισμένοι από τους υποκείμενους μηχανισμούς μπορεί να επικαλύπτονται (Abel & Lattal, 2001; Akkerman, Blokland, & Prickaerts, 2016).

Η αρχική απόκτηση των αισθητηριακών εισροών λαμβάνει χώρα τη στιγμή που παρουσιάζονται νέες πληροφορίες και περιλαμβάνει την κωδικοποίηση αυτών των πληροφοριών (Abel & Lattal, 2001; Tonegawa, Pignatelli, Roy, & Ryan, 2015). Η ενοποίηση της μνήμης ξεκινά αμέσως μετά την απόκτηση (Abel & Lattal, 2001; Havekes, Meerlo, & Abel, 2015). Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, η αρχική ασταθής μνήμη σταθεροποιείται σε μακροπρόθεσμη μνήμη και αυτή η διαδικασία είναι ευαίσθητη σε διαταραχή (Abel & Lattal, 2001; Havekes et al., 2015). Στη συνέχεια, όταν είναι απαραίτητο, οι αποθηκευμένες πληροφορίες μπορούν να προσπελαστούν και να ανακληθούν κατά την ανάκτηση (Abel & Lattal, 2001; Havekes et al., 2015).

Ο ιππόκαμπος συμβάλλει κριτικά στο σχηματισμό δηλωτικών και επεισοδιακών αναμνήσεων, συμπεριλαμβανομένων των χωρικών και συμφραζόμενων αναμνήσεων (Daumas, Halley, Frances, & Lassalle, 2005; Eichenbaum & Cohen, 2014; Morris, Garrud, Rawlins, & O'Keefe, & O'Keefe, 19 Moser, 1998· Nadel & Moscovitch, 1997· Oliveira, Hawk, Abel, & Havekes, 2010· Phillips & LeDoux, 1992· Scoville & Milner, 1957· Squire, 1992). Ένα συχνά χρησιμοποιούμενο παράδειγμα για την αποσαφήνιση των μοριακών υποστρωμάτων των αναμνήσεων που σχετίζονται με το πλαίσιο είναι η εργασία ρύθμισης του φόβου με βάση τα συμφραζόμενα (CFC), η οποία βασίζεται τόσο στον ιππόκαμπο όσο και στην αμυγδαλή (Daumas et al., 2005· Havekes, Park, Tolentino, et al. , 2016a· Kochi, Thompson, Fricke, Postle, & Quinn, 2015· Parsons, Gafford, Baruch, Riedner, & Helmstetter, 2006· Phillips & LeDoux, 1992· Rudy, Barrientos, & O'Reilly, 2002). Η εκπαίδευση σε αυτό το παράδειγμα οδηγεί σε μια συσχέτιση περιβάλλοντος-φόβου του πλαισίου προετοιμασίας (το εξαρτημένο ερέθισμα, CS) με ένα απροσδόκητο δυσμενές ερέθισμα, συχνά ένα ήπιο σοκ στο πόδι (το ερέθισμα χωρίς όρους, ΗΠΑ).

Μετά την επανέκθεση στο ίδιο πλαίσιο, τα ποντίκια που έμαθαν επιτυχώς να συσχετίζουν το CS με τις ΗΠΑ εμφανίζουν υψηλά επίπεδα κατάψυξης (δηλαδή, πλήρη έλλειψη κίνησης εκτός από την αναπνευστική συμπεριφορά), υποδεικνύοντας μια μνήμη περιβάλλοντος-φόβου. Καθώς απαιτείται μόνο μία προπόνηση για να σχηματιστεί μια ισχυρή μνήμη φόβου με βάση τα συμφραζόμενα, αυτή η δοκιμή είναι ιδανική για να εξετάσει τους μοριακούς μηχανισμούς που συμβάλλουν στα διαφορετικά στάδια της μνήμης. Η εδραίωση σταθερών, φυσικά ανακτήσιμων μακροπρόθεσμων αναμνήσεων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που εξαρτώνται από τη σωστή λειτουργία του ιππόκαμπου, απαιτεί de novo πρωτεϊνική σύνθεση (Bourtchouladze et al., 1998; Davis & Squire, 1984; Jarome & Helmstetter, 2014; Lattal, Honarvar, & A. 2004, Ryan, Roy, Pignatelli, Arons, & Tonegawa, 2015). Πράγματι, η παρεμπόδιση της πρωτεϊνοσύνθεσης με χρήση αναστολέων πρωτεϊνοσύνθεσης εξασθενεί το σχηματισμό αναμνήσεων αντικειμένων (Rossato et al., 2007), χωρικών αναμνήσεων (Artinian et al., 2008) και συσχετισμών περιβάλλοντος-φόβου (Bourtchouladze et al., 1998). Είναι ενδιαφέρον ότι η ρύθμιση των διαδικασιών που εμπλέκονται στη μάθηση και τη μνήμη, όπως η πρωτεϊνική σύνθεση, μπορεί να ποικίλλει κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας (Aten et al., 2018; Frank, 2016; Gerstner & Yin, 2010; Jilg et al., 2010; Kim et al., 2019· Nakanishi et al., 1997· Ramm & Smith, 1990· Rawashdeh, Jilg, Maronde, Fahrenkrug, & Stehle, 2016· Snider, Sullivan, & Obrietan, 2018). Για παράδειγμα, τα επίπεδα cAMP του ιππόκαμπου καθώς και η φωσφορυλίωση της ενεργοποιημένης από μιτογόνο πρωτεΐνη κινάσης (MAPK) και η πρωτεΐνη που δεσμεύει το στοιχείο απόκρισης cAMP (CREB) εμφανίζουν καθημερινές ταλαντώσεις, οι οποίες μπορεί να υποδηλώνουν κιρκαδική ρύθμιση των οδών cAMP/MAPK/CREB (Eckel- Mahan et al., 2008· Mizuno & Giese, 2005· Rawashdeh et al., 2016· Snider et al., 2018· Trifilieff et al., 2006).

Είναι σημαντικό ότι η ρύθμιση του στόχου των θηλαστικών της οδού σηματοδότησης του συμπλέγματος ραπαμυκίνης 1 (mTORC1), που είναι το κλειδί για τη σύνθεση πρωτεϊνών με την έναρξη της μετάφρασης, δείχνει επίσης καθημερινές ταλαντώσεις (Jouffe et al., 2013; Robles, Humphrey, & Mann, 2017; Saraf, Luo, Morris, & Storm, 2014). Πρόσφατα, αποδείχθηκε ότι η συσσώρευση της Per2, μιας πρωτεΐνης ρολογιού του πυρήνα, έχει ως αποτέλεσμα την αδρανοποίηση του mTORC1, μειώνοντας τη μετάφραση των πρωτεϊνών (Wu et al., 2019). Ως εκ τούτου, η ρύθμιση των διαδικασιών που είναι σημαντικές για τη μάθηση και τη μνήμη παρουσιάζει ταλαντώσεις κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας. Παρά αυτές τις παρατηρήσεις, δεν είναι σαφές εάν αυτές οι καθημερινές ταλαντώσεις στη βασική δραστηριότητα των μονοπατιών σηματοδότησης που είναι κρίσιμες για τη μάθηση και τη μνήμη επηρεάζουν τη χρονική δυναμική της παγίωσης μνήμης που εξαρτάται από τη σύνθεση πρωτεϊνών. Με άλλα λόγια, η καθημερινή διακύμανση στη βασική δραστηριότητα αυτών των οδών σημαίνει ότι η επεξεργασία και η αποθήκευση νέων πληροφοριών που εξαρτώνται από τη σύνθεση πρωτεϊνών ποικίλλει επίσης κατά τη διάρκεια της ημέρας; Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, αξιολογήσαμε σε ποντίκια εάν η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης επηρεάζει την εδραίωση της μνήμης με παρόμοιο τρόπο κατά τη διάρκεια της φωτεινής φάσης (η φάση ηρεμίας) και της σκοτεινής φάσης (η ενεργός φάση). Τα ζώα εκπαιδεύτηκαν στην αρχή ή στο τέλος της ελαφριάς φάσης και ο αναστολέας της πρωτεϊνικής σύνθεσης ανισομυκίνη ή το όχημα χορηγήθηκε συστηματικά σε διαφορετικά χρονικά σημεία μετά την εκπαίδευση στην εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο εργασία προετοιμασίας του φόβου.

εκχύλισμα κιστάνς: βελτίωση της μνήμης

2. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ

Υποκείμενα Συνολικά 64 αρσενικά και 64 θηλυκά ποντίκια C57BL/6J ελήφθησαν σε ηλικία 6 εβδομάδων (Janvier Labs) και στεγάστηκαν σε ζευγάρια του ίδιου φύλου καθ' όλη τη διάρκεια του πειράματος. Τα κλουβιά περιείχαν ένα ρολό από χαρτόνι, τυπικά κλινοσκεπάσματα και υλικό ένθεσης. Τροφή και νερό ήταν διαθέσιμα κατά βούληση. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, τα ποντίκια στεγάστηκαν σε σταθερή θερμοκρασία (21 βαθμοί ) και σε πρόγραμμα 12-ωρών φωτός/12-ωρών σκότους με φώτα αναμμένα στις 10 π.μ. για ζώα που εκπαιδεύτηκαν στην αρχή του ελαφριά φάση και τα φώτα αναμμένα στις 10 μ.μ. για ζώα που εκπαιδεύονται στο τέλος της φάσης φωτός (βλ. επόμενη παράγραφο). Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν όταν τα ζώα ήταν 12-16 εβδομάδων. Όλες οι περιγραφόμενες διαδικασίες εγκρίθηκαν από την εθνική Κεντρική Αρχή για τις Επιστημονικές Διαδικασίες για τα Ζώα (CCD) και τον Ιδρυματικό Φορέα Ευημερίας των Ζώων (IvD, Πανεπιστήμιο του Groningen, Ολλανδία).

2.2 Πειραματικός σχεδιασμός

Αυτή η μελέτη αποτελούνταν από 16 ομάδες ποντικών, η καθεμία με συνολικά 7-8 ζώα (ίσα αρσενικά και θηλυκά) και τα ζώα χωρίστηκαν τυχαία στις ομάδες. Οι μισές από τις ομάδες εκπαιδεύτηκαν στην εργασία CFC στην αρχή της ελαφριάς φάσης, δηλαδή στην αρχή της κιρκαδικής φάσης ανάπαυσης, και τα μισά από τα ζώα εκπαιδεύτηκαν την τελευταία ώρα της ελαφριάς φάσης, δηλαδή μόλις πριν την έναρξη της ενεργού φάσης τους. Το δεύτερο χρονικό σημείο επιλέχθηκε για να αποφευχθεί η ανάγκη να εκτεθούν αυτά τα ζώα στο φως όταν κανονικά δεν θα το αντιλαμβάνονταν, κάτι που θα συνέβαινε αν τα ζώα είχαν εκπαιδευτεί στην αρχή στη σκοτεινή φάση. Και στις δύο ομάδες ποντικών εγχύθηκε ένας αναστολέας πρωτεϊνικής σύνθεσης (βλ. παρακάτω) ή διάλυμα φορέα είτε απευθείας ("T{3}}"), 4 ώρες μετά την προπόνηση ("T4"), 8 ώρες μετά την προπόνηση ("T8") , ή 11,5 ώρες μετά την προπόνηση ("T11,5"). Σε όλες τις περιπτώσεις, η δοκιμή CFC πραγματοποιήθηκε 24 ώρες μετά την αρχική εκπαίδευση. Για μια επισκόπηση του πειραματικού σχεδιασμού, βλέπε Εικόνα 1.

2.3 Συνήθεια και φόβος

Τρεις συνεχόμενες ημέρες πριν από την εργασία CFC, τα ζώα μεταφέρθηκαν στο πειραματικό δωμάτιο και τα χειρίστηκε ο πειραματιστής για 2 λεπτά την ημέρα. Την τελευταία ημέρα εξοικείωσης, τα ζώα ζυγίστηκαν και έλαβαν ένα σημάδι της ουράς με μαύρο μόνιμο δείκτη για αναγνώριση. Επιπλέον, την ημέρα πριν από την εκπαίδευση CFC, τα ποντίκια έλαβαν επίσης μια υποδόρια ψευδή ένεση 50 ul 0,9 τοις εκατό φυσιολογικού ορού, προκειμένου να συνηθίσουν σε αυτήν τη διαδικασία. Τα ζώα εκπαιδεύτηκαν στην εργασία CFC χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο προετοιμασίας πρώτου πλάνου (Havekes et al., 2012; Havekes, Park, Tolentino, et al., 2016a). Την ημέρα της εκπαίδευσης, τα ποντίκια τοποθετήθηκαν στο κουτί προετοιμασίας φόβου (Ugo Basile). Μετά από 2,5 λεπτά, τα ποντίκια υποβλήθηκαν σε ένα μόνο σοκ ποδιού 0,75 mA. Τριάντα δευτερόλεπτα μετά το σοκ, τα ποντίκια επέστρεψαν στον θάλαμο στέγασης και έλαβαν υποδόρια ένεση ανισομυκίνης ή φορέα σε ένα συγκεκριμένο χρονικό σημείο όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Είκοσι τέσσερις ώρες μετά την εκπαίδευση, τα ζώα εκτέθηκαν ξανά στο κουτί προετοιμασίας για 5 συνεχόμενα λεπτά, χωρίς την παροχή σοκ. Πριν από την προπόνηση και τη δοκιμαστική συνεδρία κάθε νέου ποντικιού, το κουτί κλιματισμού φόβου καθαριζόταν με 70 τοις εκατό αιθανόλη. Η προετοιμασία του φόβου αξιολογήθηκε με τη βαθμολόγηση της συμπεριφοράς κατάψυξης, που ορίζεται ως η πλήρης έλλειψη κίνησης εκτός από την αναπνευστική συμπεριφορά, η οποία προσδιορίστηκε χρησιμοποιώντας το λογισμικό EthoVision XT (Noldus Information Technology). Αυτό το λογισμικό παρέχει αξιόπιστες μετρήσεις της συμπεριφοράς κατάψυξης (Pham, Cabrera, Sanchis-Segura, & Wood, 2009).

2.4 Φαρμακευτική αγωγή

Στα ζώα εγχύθηκε υποδορίως ανισομυκίνη (150 mg/kg, A&E Scientific, Marcq, Βέλγιο) για να ανασταλεί προσωρινά η πρωτεϊνική σύνθεση ή με ισοδύναμο όγκο διαλύματος φορέα (0,9 τοις εκατό αλατούχο διάλυμα). Η ανισομυκίνη διαλύθηκε σε 0,9 τοις εκατό αλατούχο διάλυμα χρησιμοποιώντας 3,7 τοις εκατό HCl, μετά το οποίο το ρΗ ρυθμίστηκε στο 7,4 χρησιμοποιώντας 4 τοις εκατό NaOH. Στη συγκέντρωση που χρησιμοποιείται, η ανισομυκίνη αναστέλλει την εγκεφαλική πρωτεϊνική σύνθεση σε ποντίκια για 15-45 λεπτά (Davis & Squire, 1984). Οι ενέσεις πραγματοποιήθηκαν στο δωμάτιο στέγασης από έναν πειραματιστή διαφορετικό από αυτόν που εκτέλεσε την εργασία συμπεριφοράς.

2.5 Στατιστικά στοιχεία

Τα επίπεδα κατάψυξης δέλτα λήφθηκαν κανονικοποιώντας τη συμπεριφορά κατάψυξης του ζώου κατά τη διάρκεια της δοκιμής σε επίπεδα κατάψυξης (= πριν από το σοκ). Οι διαφορές στην κανονικοποιημένη κατάψυξη της συμπεριφοράς μεταξύ των ποντικών με ένεση ανισομυκίνη και των ποντικών ελέγχου ανά φάση και χρονικό σημείο υπολογίστηκαν με ANOVA. Χρησιμοποιήθηκε μια μονόδρομη ANOVA για τον υπολογισμό των διαφορών μεταξύ των χρονικών σημείων για τα ζώα στα οποία έγινε ένεση με όχημα ανά φάση. Χρησιμοποιήθηκε ANCOVA μονής κατεύθυνσης μεταξύ των υποκειμένων για τον έλεγχο της επίδρασης του φύλου. Επιπρόσθετα, για να υπολογίσουμε τις σχετικές διαφορές μεταξύ της ανισομυκίνης και των ζώων στα οποία έγινε ένεση με όχημα, πρώτα υπολογίσαμε τον μέσο όρο των ποντικών που έλαβαν ένεση με όχημα ανά χρονικό σημείο, ανά φάση. Στη συνέχεια, αφαιρέσαμε όλα τα μεμονωμένα σημεία δεδομένων ανισομυκίνης από τον αντίστοιχο μέσο όρο του οχήματος. Μια αμφίδρομη ANOVA, χρησιμοποιώντας το χρονικό σημείο και τη φάση ως ανεξάρτητα, και την ανισομυκίνη κανονικοποιημένη στα επίπεδα κατάψυξης του οχήματος ως εξαρτώμενη, πραγματοποιήθηκε για να εξεταστεί εάν η επίδραση της ανισομυκίνης στην κατάψυξη εξαρτιόταν από το χρονικό σημείο της έγχυσης, (2) φωτεινή ή σκοτεινή φάση , και (3) εάν υπήρξε επίδραση αλληλεπίδρασης χρονικού σημείου και φάσης.

Πέντε ζώα εμφάνισαν πολύ υψηλά επίπεδα κατάψυξης κατά τη διάρκεια του διαστήματος προπόνησης πριν από το σοκ, δηλαδή πάνω από 2 SD πάνω από τον μέσο όρο της ομάδας, και επομένως αποκλείστηκαν από την ανάλυση (SPSS ανάλυση ακραίας τιμής). Αυτά τα πέντε ζώα ανήκαν στις ομάδες: Φάση φωτός, Τ0, Ανισομυκίνη. Σκοτεινή φάση, Τ4, Ανισομυκίνη; Σκοτεινή φάση, Τ8, Όχημα; Σκοτεινή φάση, Τ8, Ανισομυκίνη; και Σκοτεινή φάση, Τ11.5, Ανισομυκίνη. Τα δεδομένα παρουσιάζονται ως μέσος όρος ± SEM, συμπεριλαμβανομένου ενός πειρατικού σχεδίου που δείχνει την εξάπλωση των μεμονωμένων σημείων δεδομένων. Οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με χρήση λογισμικού SPSS 25.0 (IBM Corp). Τα στοιχεία δεδομένων παρήχθησαν στο R (Βοστώνη, MA, ΗΠΑ), χρησιμοποιώντας το πακέτο yard (Phillips, 2017). Οι διαφορές θεωρήθηκαν στατιστικά σημαντικές όταν p <>

συμπλήρωμα cistanche: βελτίωση της μνήμης

3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Εξετάσαμε για πρώτη φορά σε ποια χρονικά σημεία η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης βλάπτει την εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο παγίωση της μνήμης όταν τα ζώα εκπαιδεύτηκαν στην αρχή της ελαφριάς φάσης (Εικόνα 1). Τα ζώα έλαβαν υποδόριες ενέσεις φορέα ή ανισομυκίνης μετά από συνθήκη φόβου και 24 ώρες μετά την εκπαίδευση, τα ζώα εκτέθηκαν ξανά στον θάλαμο CFC και μετρήθηκαν τα επίπεδα κατάψυξης. Δεν βρέθηκαν διαφορές στα επίπεδα κατάψυξης πριν από το σοκ κατά τη διάρκεια της προπόνησης στην αρχή της ελαφριάς φάσης (T0: Έλεγχος 0.9 ± 0.3 τοις εκατό (n {{1 0}}), Ανισομυκίνη 0.7 ± 0.3 τοις εκατό (n {= 7), ANOVA F < 1;="" t4:="" έλεγχος="" {{2{{25}="" }}}.7="" ±="" 0.2="" τοις="" εκατό="" (n="8)," ανισομυκίνη="" 1,7="" ±="" 0.7="" τοις="" εκατό="" (n="8)," anova="" f="1" .7;="" t8:="" έλεγχος="" 1.3="" ±="" {0.3="" τοις="" εκατό="" (n="8)," ανισομυκίνη="" 1.2="" ±="" 0.4="" τοις="" εκατό="" (n="" {{40}}),="" anova="" f="">< 1,="" t11,5:="" έλεγχος="" 1,6="" ±="" 0,4="" τοις="" εκατό="" (n="8)," ανισομυκίνη="" 0,8="" ±="" 0,2="" τοις="" εκατό="" (n="8)," anova="" f="2.9," βλέπε="" επίσης="" σχήμα="" s1a).="" στη="" συνέχεια,="" υπολογίσαμε="" τα="" επίπεδα="" κατάψυξης="" δέλτα="" κανονικοποιώντας="" τη="" συμπεριφορά="" κατάψυξης="" του="" ζώου="" κατά="" τη="" διάρκεια="" της="" δοκιμής="" στα="" αρχικά="" επίπεδα="" κατάψυξης="">

Όπως υποδεικνύεται στο Σχήμα 2, η ανισομυκίνη ανέστειλε επιτυχώς τη σταθεροποίηση της μνήμης CFC όταν εγχύθηκε απευθείας, 4 ώρες και 8 ώρες μετά την προπόνηση, αντίστοιχα (F1,14=24.6, p <.001; f1,15="6.4" ,="" p="">< .05,="" f1,15="11.2," p="">< .01·="" εικόνα="" 2a).="" ωστόσο,="" η="" ανισομυκίνη="" δεν="" επηρέασε="" την="" εδραίωση="" της="" μνήμης="" όταν="" εγχύθηκε="" 11,5="" ώρες="" μετά="" την="" προπόνηση="" (f1,15="0.1," p=""> .5· Εικόνα 2α). Είναι σημαντικό ότι δεν υπήρχε διαφορά στα επίπεδα κατάψυξης μεταξύ των διαφορετικών χρονικών σημείων για τα ζώα στα οποία έγινε ένεση με όχημα (F3,31=0.9, p > .1· Εικόνα 2α). Ως εκ τούτου, η αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης αμέσως μετά την προπόνηση ή 4 και 8 ώρες μετά την προπόνηση μείωσε αποτελεσματικά την εδραίωση της μνήμης στην ελαφριά φάση. Αντίθετα, η χορήγηση του αναστολέα της πρωτεϊνοσύνθεσης στις 11,5 ώρες μετά την προπόνηση δεν επηρέασε την εδραίωση των αναμνήσεων περιβάλλοντος-φόβου.

Στο επόμενο σύνολο μελετών, εξετάσαμε εάν η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης βλάπτει την εδραίωση της μνήμης στα ίδια χρονικά σημεία μετά την προπόνηση όταν η εκπαίδευση διεξήχθη λίγο πριν από την έναρξη της σκοτεινής φάσης, δηλαδή της ενεργού φάσης των ζώων (Εικόνα 1). Και πάλι, τα ζώα δεν διέφεραν στα επίπεδα κατάψυξης πριν από το σοκ κατά τη διάρκεια της εκπαίδευσης στο τέλος της ελαφριάς φάσης (T0: Έλεγχος 2,4 ± 0,6 τοις εκατό (n=8), Ανισομυκίνη 2,3 ± {{10}},6 τοις εκατό (n=8), ANOVA F < 1,="" t4:="" έλεγχος="" 2,7="" ±="" 0,8="" τοις="" εκατό="" (n="8" ),="" ανισομυκίνη="" 4,6="" ±="" 0,7="" τοις="" εκατό="" (n="7)," anova="" f="2,9," t8:="" έλεγχος="" {{30}}.8="" ±="" {{="" 44}}.2="" τοις="" εκατό="" (n="7)," ανισομυκίνη="" 1.6="" ±="" 0.5="" τοις="" εκατό="" (n="7)," anova="" f="1.5;" t11.5:="" έλεγχος="" 1,1="" ±="" 0,3="" τοις="" εκατό="" (n="8)," ανισομυκίνη="" 0,8="" ±="" 0,2="" τοις="" εκατό="" (n="7)," anova="" f="">< 1,="" βλέπε="" επίσης="" σχήμα="" s1b).="" όπως="" φαίνεται="" στο="" σχήμα="" 2β,="" η="" απευθείας="" χορήγηση="" ανισομυκίνης,="" 4="" και="" 8="" ώρες="" μετά="" την="" προπόνηση="" κατά="" τη="" διάρκεια="" της="" σκοτεινής="" φάσης="" ανέστειλε="" την="" παγίωση="" της="" μνήμης="" cfc,="" αντίστοιχα="" (f1,15="14.8," p=""><.01; f1,{{62="" }}.4,="" p="">< .05·="" f1,13="23.9," p="">< .001·="" εικόνα="" 2β).="" ωστόσο,="" όταν="" εγχύθηκε="" 11,5="" ώρες="" μετά="" την="" προπόνηση,="" η="" ανισομυκίνη="" δεν="" οδήγησε="" σε="" έλλειμμα="" μνήμης="" (f1,15="1.0," p=""> .1· Εικόνα 2β).

Επιπλέον, τα ζώα στα οποία έγινε ένεση με όχημα δεν εμφάνισαν διαφορά στα επίπεδα κατάψυξης μεταξύ των διαφορετικών χρονικών σημείων της ένεσης (F3,30=1.1, p > .1· Σχήμα 2b). Επομένως, αυτά τα δεδομένα υποδεικνύουν ότι η αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης αμέσως μετά την προπόνηση καθώς και 4 και 8 ώρες μετά την προπόνηση εξασθενεί την εδραίωση της μνήμης, στη σκοτεινή και στη φωτεινή φάση με παρόμοιο τρόπο. Επιπλέον, υπολογίσαμε τις σχετικές διαφορές μεταξύ των ζώων στα οποία έγινε ένεση με ανισομυκίνη και με όχημα, λαμβάνοντας πρώτα τον μέσο όρο των ποντικών που έλαβαν ένεση με όχημα ανά χρονικό σημείο, ανά φάση.

Στη συνέχεια, αφαιρέσαμε όλα τα επιμέρους σημεία δεδομένων ανισομυκίνης από τον αντίστοιχο μέσο όρο του οχήματος και σχεδιάσαμε αυτό τόσο για τη φωτεινή όσο και για τη σκοτεινή φάση (Εικόνα 2γ). Σύμφωνα με τα προηγούμενα ευρήματα, υπάρχει σημαντική επίδραση του χρονικού σημείου της ένεσης, υποδεικνύοντας ότι η επίδραση της ανισομυκίνης στα επίπεδα κατάψυξης εξαρτάται από το χρόνο χορήγησης (F3,52=10.1, p < .001;="" εικόνα="">

Επιπλέον, δεν υπάρχει γενική επίδραση της φάσης, υποδηλώνοντας ότι τα επίπεδα κατάψυξης δέλτα δεν διαφέρουν μεταξύ της φωτεινής και της σκοτεινής φάσης (F1,52=3.2, p > .05· Εικόνα 2γ) . Επιπλέον, δεν υπάρχει επίδραση αλληλεπίδρασης μεταξύ φάσης και χρονικού σημείου έγχυσης (F3,52=1.0, p < .1·="" εικόνα="" 2c).="" συνολικά,="" αυτές="" οι="" πρόσθετες="" αναλύσεις="" υποδηλώνουν="" ότι="" η="" επίδραση="" της="" ανισομυκίνης="" στα="" επίπεδα="" κατάψυξης="" δέλτα="" εξαρτάται="" μόνο="" από="" το="" χρονικό="" σημείο="" της="" ένεσης,="" ανεξάρτητα="" από="" τη="" φάση,="" το="" οποίο="" είναι="" σύμφωνο="" με="" το="" συμπέρασμά="" μας="" με="" βάση="" τις="" παραπάνω="">

Τέλος, αξιολογήσαμε εάν οι διαφορές φύλου επηρέασαν τα επίπεδα κατάψυξης και την απόκριση στην αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης. Πραγματοποιήσαμε αρχικά μια μονόδρομη ANCOVA μεταξύ των ατόμων για να εξετάσουμε την επίδραση της αναστολής πρωτεΐνης στα επίπεδα κατάψυξης κατά τη διάρκεια της δοκιμαστικής φάσης (δηλαδή, 24 ώρες μετά την προπόνηση) ελέγχοντας την επίδραση του σεξ. Η ανάλυση έδειξε ότι το φύλο δεν συσχετίστηκε σημαντικά με τα επίπεδα κατάψυξης (F1,120=2.7, p > .1· δεδομένα διαχωρισμένα για τα φύλα που δεν εμφανίζονται). Συνολικά, η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης μείωσε τα επίπεδα κατάψυξης και στις δύο φάσεις με παρόμοιο τρόπο, ανεξάρτητα από το φύλο.

κιστανάκι

4. ΣΥΖΗΤΗΣΗ

Αυτή η μελέτη είχε στόχο να αποκτήσει μια εικόνα για το ρόλο της πρωτεϊνικής σύνθεσης στην εδραίωση των εξαρτώμενων από τον ιππόκαμπο μνήμες σε διάφορες φάσεις του κύκλου 24-ώρας. Για το σκοπό αυτό, εκπαιδεύσαμε ποντίκια στην εργασία CFC είτε στην αρχή είτε στο τέλος της ελαφριάς φάσης και ανέστειλαν τη σύνθεση πρωτεϊνών σε διαφορετικά χρονικά σημεία μετά την προπόνηση. Βρήκαμε ότι η αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης μείωσε τη σταθεροποίηση της μνήμης των CFC ανεξάρτητα από το χρονοδιάγραμμα της προπόνησης, άμεσα, 4 και 8 ώρες μετά την προπόνηση. Αυτά τα δεδομένα υπογραμμίζουν τη σημασία της de novo πρωτεϊνοσύνθεσης για την εδραίωση των αναμνήσεων φόβου με βάση τα συμφραζόμενα και προτείνουν ότι η χρονική δυναμική της ενοποίησης των αναμνήσεων φόβου που εξαρτάται από την πρωτεϊνική σύνθεση είναι παρόμοια σε όλες τις φωτεινές και σκοτεινές φάσεις.

Είναι ενδιαφέρον ότι βρήκαμε ότι ο αποκλεισμός της πρωτεϊνοσύνθεσης 8 ώρες μετά την προπόνηση με CFC στην αρχή της ελαφριάς φάσης βλάπτει την εδραίωση της μνήμης. Αυτό το εύρημα είναι κάπως εκπληκτικό καθώς προηγούμενες εργασίες αποκάλυψαν ότι η μνήμη CFC επηρεάζεται επιλεκτικά από την αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης είτε άμεσα είτε 4 ώρες, αλλά όχι 8 ώρες μετά την προπόνηση (Bourtchouladze et al., 1998). Σχετικά με αυτήν την ασυμφωνία, θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο Bourtchouladze και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν τη ρύθμιση παρασκηνίου αντί για ένα πρωτόκολλο προετοιμασίας προσκηνίου. Κατά τη διάρκεια της προετοιμασίας φόντου, οι ΗΠΑ συνδυάζονται με έναν τόνο, ο οποίος λειτουργεί ως δεύτερο CS εκτός από το εκπαιδευτικό πλαίσιο.

Έτσι, ανεπαίσθητες διαφορές στο πρωτόκολλο προπόνησης CFC (στην περίπτωση αυτή η παρουσία ή η έλλειψη τόνου κατά τη διάρκεια του σοκ) μπορεί να αλλάξουν τη χρονική δυναμική της εμπέδωσης μνήμης που εξαρτάται από τη σύνθεση πρωτεϊνών. Πράγματι, η χρήση ενός πιο ισχυρού προπονητικού πρωτοκόλλου προετοιμασίας του περιβάλλοντος (δηλαδή, με πολλαπλά σοκ) έχει ως αποτέλεσμα την εδραίωση αναμνήσεων περιβάλλοντος-φόβου που διαταράσσονται από τη θεραπεία με ανισομυκίνη αμέσως μετά την προπόνηση, αλλά όχι στο χρονικό σημείο των τεσσάρων ωρών (Bourtchouladze et. al., 1998). Ωστόσο, σύμφωνα με τις παρατηρήσεις μας, οι Trifilieff et al. έδειξε ότι η προπόνηση με CFC οδηγεί σε ενεργοποίηση της οδού ERK/CREB στην περιοχή CA1 του ιππόκαμπου περίπου εννέα ώρες μετά την προπόνηση (Trifilieff et al., 2006).

Αυτή η ενεργοποίηση μπορεί να συμβάλει στην de novo σύνθεση πρωτεϊνών που είναι ζωτικής σημασίας για την εδραίωση των αναμνήσεων φόβου με βάση τα συμφραζόμενα. Σε μελλοντικές μελέτες, θα ήταν ενδιαφέρον να εξεταστεί πώς οι ανεπαίσθητες αλλαγές στα πρωτόκολλα εκπαίδευσης CFC επηρεάζουν τη χρονική δυναμική της εξαρτώμενης από τη σύνθεση πρωτεϊνών ενοποίησης μνήμης και προτύπων ενεργοποίησης των σχετικών οδών σηματοδότησης

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η δραστηριότητα των μονοπατιών σηματοδότησης που περιλαμβάνουν MAPK, cAMP και PKA είναι κρίσιμη για τη μάθηση και τη μνήμη και ποικίλλει στον κιρκάδιο κύκλο (Eckel-Mahan et al., 2008). Ενώ ορισμένες μελέτες εξέτασαν τους βασικούς κιρκαδικούς ρυθμούς των μονοπατιών σηματοδότησης, άλλες μελέτες επικεντρώθηκαν στην πλαστικότητα που προκαλείται από τη μάθηση. Η προετοιμασία του υποβάθρου, για παράδειγμα, σχετίζεται με μία μόνο φάση ενεργοποίησης της οδού ERK/CREB στην περιοχή CA1 του ιππόκαμπου αμέσως μετά την προπόνηση. Η αποσύζευξη του τόνου και των Η.Π.Α.—δηλαδή, όταν ο τόνος δίνεται ψευδοτυχαία, όχι μαζί με τους κραδασμούς— οδηγεί σε ένα παράδειγμα που είναι πιο συγκρίσιμο με την προετοιμασία του πρώτου πλάνου και το πρωτόκολλο που χρησιμοποιήθηκε σε αυτή τη μελέτη.

Αυτό έχει ως αποτέλεσμα δύο διακριτά κύματα ενεργοποίησης ERK/CREB στην περιοχή CA1: το ένα αμέσως μετά την προπόνηση και το δεύτερο περίπου εννέα ώρες μετά την προπόνηση (Trifilieff et al., 2006). Η αναστολή του ERK/CREB κατά τη διάρκεια οποιασδήποτε από αυτές τις φάσεις ήταν αρκετή για να βλάψει το σχηματισμό μνήμης μετά από μη ζευγαρωτή προετοιμασία φόβου. Όπως αναφέρθηκε στην προηγούμενη παράγραφο, ο χρονισμός αυτών των δύο κυμάτων ενεργοποίησης ERK/CREB φαίνεται να είναι συγκρίσιμος με τα χρονικά σημεία άμεσα και οκτώ ώρες μετά την εκπαίδευση φόβου με βάση τα συμφραζόμενα σε αυτήν τη μελέτη, στην οποία η ενοποίηση των αναμνήσεων φόβου με βάση τα συμφραζόμενα εξαρτάται από το de novo σύνθεση πρωτεϊνών.

Έτσι, η σηματοδότηση ERK/CREB μπορεί να συμβάλει στην de novo σύνθεση πρωτεϊνών που είναι ζωτικής σημασίας για την εδραίωση των αναμνήσεων φόβου με βάση τα συμφραζόμενα άμεσα ή 8-9 ώρες μετά την προπόνηση. Η πρωτεϊνοσύνθεση στο χρονικό σημείο 4-ώρας μπορεί να ενορχηστρωθεί από άλλους μηχανισμούς ανεξάρτητους από το ERK, όπως η οδός PKA-CREB. Πράγματι, η ενδοιπποκαμπική ένεση με Rp-cAMPs (ένας αναστολέας PKA) στις 4 ώρες μετά την προετοιμασία του φόβου βλάπτει την εδραίωση των αναμνήσεων περιβάλλοντος-φόβου (Bourtchouladze et al., 1998). Η έννοια των δύο κυμάτων πρωτεϊνοσύνθεσης υποστηρίζεται από μια άλλη μελέτη που χρησιμοποίησε ένα παράδειγμα κινητικής μάθησης (Peng & Li, 2009).

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι είναι δύσκολο να διαχωριστούν οι κιρκαδικές επιδράσεις και/ή η ώρα της ημέρας στην εδραίωση της μνήμης από τις αλλαγές στον κύκλο ύπνου/εγρήγορσης (Snider et al., 2018). Ο ύπνος έχει ισχυρή επιρροή στις διαδικασίες μνήμης και οι μνήμες που εξαρτώνται από τον ιππόκαμπο είναι ευάλωτες στην απώλεια ύπνου (Graves, Heller, Pack, & Abel, 2003; Havekes et al., 2014; Havekes, Park, Tudor, et al., 2016b; Raven, Zee, Meerlo, & Havekes, 2017· Vecsey et al., 2009). Για παράδειγμα, 5-6 ώρες στέρησης ύπνου (SD) αμέσως μετά την προπόνηση με CFC βλάπτει την εδραίωση της μνήμης τόσο σε ποντίκια όσο και σε αρουραίους (Graves et al., 2003; Hagewoud et al., 2010; Kreutzmann, Havekes, Abel, & Meerlo, 2015 Vecsey et al., 2009). Είναι σημαντικό ότι αυτές οι μελέτες διεξήχθησαν στην ελαφριά φάση, η οποία είναι η κύρια φάση ηρεμίας της φάσης ύπνου των εργαστηριακών αρουραίων και ποντικών.

Αντίθετα, έξι ώρες στέρησης ύπνου απευθείας την επόμενη προπόνηση στην αρχή της σκοτεινής φάσης, την ενεργό φάση στην οποία τα τρωκτικά κοιμούνται πολύ λιγότερο, δεν επηρέασαν την εδραίωση της μνήμης (Hagewoud et al., 2010). Μόνο όταν τα ζώα στερήθηκαν τον ύπνο για δώδεκα ώρες, που κάλυπτε ολόκληρη τη σκοτεινή περίοδο, εμπόδισε το σχηματισμό μακροπρόθεσμων αναμνήσεων CFC (Hagewoud et al., 2010). Ενώ αυτά τα ευρήματα υποδεικνύουν ότι η χρονική ρύθμιση των μοριακών διεργασιών που διέπουν την εξαρτώμενη από τον ιππόκαμπο ενοποίηση μνήμης μπορεί να διαφέρει μεταξύ της ενεργού και της ανενεργής φάσης, ανάλογα με την ποσότητα ύπνου σε αυτές τις φάσεις, εγείρουν το ερώτημα πώς είναι δυνατή η πρωτεϊνοσύνθεση Η αναστολή επηρεάζει την εδραίωση της μνήμης ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας. Υπονοεί ότι οι αρνητικές συνέπειες της απώλειας ύπνου είναι τουλάχιστον εν μέρει ανεξάρτητες από την πρωτεϊνοσύνθεση; Για να υπάρξει μια μνήμη, πρέπει να δημιουργηθεί ένα αρχικό ίχνος μνήμης από πρωτεΐνες de novo, σχηματίζοντας τελικά νημάτια ακτίνης

δημιουργώντας νέες σπονδυλικές στήλες, δημιουργώντας έτσι νέες συναπτικές συνδέσεις. Επομένως, η αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης παρεμποδίζει άμεσα την εδραίωση της μνήμης καθώς δεν μπορούν να σχηματιστούν νέες μνήμες. Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει και είναι ευαίσθητη σε πολλούς μοριακούς κατασκευαστές που ρυθμίζουν το σχηματισμό νέων συνάψεων. Ένα παράδειγμα τέτοιου μοριακού κατασκευαστή είναι η cofilin. Η κοφιλίνη είναι μια πρωτεΐνη που αποσταθεροποιεί την ακτίνη και, όταν ενεργοποιηθεί, αποσυναρμολογεί τα νήματα ακτίνης προκαλώντας απώλεια των δενδριτικών σπονδύλων (Bamburg & Wiggan, 2002; Bernstein & Bamburg, 2010). Μια σύντομη περίοδος SD στην ελαφριά φάση αυξάνει την ενεργοποίηση της κοφιλίνης προκαλώντας τελικά απώλεια της σπονδυλικής στήλης (Havekes, Park, Tudor, et al., 2016b). Επιπλέον, η SD μειώνει τη σηματοδότηση δραστηριότητας mTORC1 στον ιππόκαμπο, επηρεάζοντας τη μετάφραση, μειώνοντας έτσι έμμεσα την πρωτεϊνοσύνθεση, οδηγώντας δυνητικά σε βλάβες της μνήμης (Tudor et al., 2016).

Μαζί, το SD βλάπτει σημαντικούς μοριακούς μεσολαβητές της συναπτικής πλαστικότητας, επηρεάζοντας έτσι έμμεσα την αποθήκευση μνήμης. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί το SD βλάπτει τη μνήμη μόνο στην ελαφριά φάση, όταν η πίεση ύπνου είναι υψηλή, στοχεύοντας τους κατασκευαστές αντί για τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία των ίδιων των αναμνήσεων (Εικόνα 3). Δεδομένου ότι η απώλεια ύπνου έχει ισχυρή επίδραση στη μάθηση και τη μνήμη (Havekes & Abel, 2017; Raven et al., 2017), θα μπορούσε κανείς να αναρωτηθεί εάν οι επιδράσεις της ανισομυκίνης στον σχηματισμό μνήμης δεν προκαλούνται μόνο άμεσα από την αναστολή της πρωτεϊνικής σύνθεσης, αλλά ίσως εν μέρει έμμεσα επηρεάζοντας τον ύπνο. Αν και στη μελέτη μας δεν μετρήσαμε το ΗΕΓ ή την κίνηση κατά τη διάρκεια του πειράματος, η βιβλιογραφία δείχνει ότι η ανισομυκίνη μπορεί να έχει ανεπαίσθητες επιδράσεις στον ύπνο. Για παράδειγμα, ενώ ο ύπνος με μη γρήγορες κινήσεις των ματιών (NREM) αναφέρεται συχνότερα ότι δεν επηρεάζεται, οι ενέσεις ανισομυκίνης μπορεί να μειώσουν τον ύπνο ταχείας κίνησης των ματιών (REM) (Drucker-Colin, Zamora, Bernal-Pedraza, & Sosa, 1979; Gutwein , Shiromani, & Fishbein, 1980· Rojas-Ramirez, Aguilar-Jimenez, Posadas-Andrews, Bernal-Pedraza, & Drucker-Colin, 1977). Ωστόσο, είναι αβέβαιο εάν αυτές οι επιδράσεις στον ύπνο είναι αρκετά ισχυρές για να εξηγήσουν τα ελλείμματα μνήμης στη μελέτη μας.

Επιπλέον, μια τέτοια έμμεση επίδραση της ανισομυκίνης στη μνήμη μέσω αλλαγών στον ύπνο δεν υποστηρίζεται από τα αποτελέσματα των ενέσεων στο τέλος της σκοτεινής φάσης, λίγο πριν την έναρξη της κύριας φάσης του κιρκάδιου ύπνου. Εάν η ανισομυκίνη είχε σημαντικές επιδράσεις στον ύπνο που θα μπορούσαν να βλάψουν το σχηματισμό μνήμης, θα περίμενε κανείς ότι αυτό είχε συμβεί και με τις ενέσεις εκείνη τη στιγμή, κάτι που δεν συνέβη. Αν και, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι έμμεσες επιδράσεις της ανισομυκίνης στη μνήμη είναι σε μεγάλο βαθμό άγνωστες, παραμένει ένα από τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα εργαλεία για τον χειρισμό της πρωτεϊνικής σύνθεσης προκειμένου να διερευνηθούν οι διαδικασίες μνήμης (Davis & Squire, 1984; Gold, 2008; Rudy, Biedenkapp , Moineau, & Bolding, 2006). Χρησιμοποιώντας ανισομυκίνη, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η πρωτεϊνοσύνθεση είναι απαραίτητη για να διατηρηθούν οι μακροπρόθεσμες αναμνήσεις. Έχουν διεξαχθεί αρκετές μελέτες εφαρμόζοντας τοπικά την ανισομυκίνη και συνεπώς αυξάνοντας τη χωρική ανάλυση, σε συνδυασμό με την ήδη πλεονεκτική χρονική της ανάλυση. Πρόσφατα, οι Ryan et al. (2015) έδειξε ότι η ανισομυκίνη βλάπτει τη μνήμη, αλλά ότι αυτή η αμνησία θα μπορούσε να ανακτηθεί, υπονοώντας έτσι ότι η πρωτεϊνική σύνθεση είναι σημαντική για τη δομική ενίσχυση της σύναψης, η οποία είναι απαραίτητη κατά την ανάκτηση μνήμης (Ryan et al., 2015). Ένα μειονέκτημα της ανισομυκίνης είναι ότι είναι επίσης ικανή να διαταράσσει βασικές νευροβιολογικές λειτουργίες, για παράδειγμα, προκαλώντας απόπτωση (Iordanov et al., 1997), η οποία μπορεί να επηρεάσει την ευημερία των νευρώνων και ως εκ τούτου να συμβάλει σε βλάβες της μνήμης.

κάψουλες cistanche: βελτίωση της μνήμης

ΕΙΚΟΝΑ 2 Η αναστολή της πρωτεϊνοσύνθεσης εξασθενεί την ενοποίηση των αναμνήσεων περιβάλλοντος-φόβου σε συγκεκριμένα χρονικά σημεία μετά την προπόνηση, ανεξάρτητα από την ώρα της ημέρας. Τα ζώα εκπαιδεύτηκαν στο πλαίσιο του παραδείγματος ρύθμισης του φόβου είτε στην αρχή του τέλους της φωτεινής φάσης. Οι ενέσεις χορηγήθηκαν είτε απευθείας (T0), 4 ώρες (T4), 8 ώρες (T8) ή 11,5 ώρες (T11,5) μετά την προπόνηση. Τα ζώα επανεκτέθηκαν στο ίδιο πλαίσιο 24 ώρες μετά την εκπαίδευση κατά την οποία μετρήθηκαν τα επίπεδα κατάψυξης. Στη συνέχεια, τα επίπεδα κατάψυξης δέλτα υπολογίστηκαν με ομαλοποίηση των επιπέδων κατάψυξης κατά τη διάρκεια της δοκιμής στην αρχική τιμή (προ-σοκ). (α) Επίπεδα κατάψυξης δέλτα μετά από προπόνηση φόβου με βάση τα συμφραζόμενα στην αρχή της ελαφριάς φάσης και θεραπεία με φάρμακα κατά την ελαφριά φάση. Τ0: όχημα n=8, Ανισομυκίνη n=7 (ρ < .001);="" τ4:="" όχημα="" n="8," ανισομυκίνη="" n="8" (ρ=".024);" t8:="" όχημα="" n="8," ανισομυκίνη="" n="8" (ρ=".005);" t11.5:="" όχημα="" n="8," ανισομυκίνη="" n="8" (ρ="0,912)." (β)="" επίπεδα="" κατάψυξης="" δέλτα="" μετά="" από="" εκπαίδευση="" στο="" πλαίσιο="" του="" φόβου="" στο="" τέλος="" της="" φωτεινής="" φάσης="" και="" θεραπεία="" με="" φάρμακα="" κατά="" τη="" σκοτεινή="" φάση.="" t0:="" όχημα="" n="8," ανισομυκίνη="" n="8" (ρ=".002);" t4:="" όχημα="" n="8," ανισομυκίνη="" n="7" (ρ=".017);" t8:="" όχημα="" n="7," ανισομυκίνη="" n="7" (ρ="">< .001);="" t11.5;="" όχημα="" n="8," ανισομυκίνη="" n="7" (ρ=".168)." (γ)="" επίπεδα="" κατάψυξης="" δέλτα="" σε="" ζώα="" που="" έλαβαν="" ανισομυκίνη="" σε="" σχέση="" με="" ζώα="" που="" έλαβαν="" θεραπεία="" με="" όχημα.="" t0:="" ανοιχτή="" φάση="" n="7," σκοτεινή="" φάση="" n="8;" t4:="" ανοιχτή="" φάση="" n="8," σκοτεινή="" φάση="" n="7;" t8:="" ανοιχτή="" φάση="" n="8," σκοτεινή="" φάση="" n="7;" t11.5:="" ανοιχτή="" φάση="" n="8," σκοτεινή="" φάση="" n="7." πλαίσιο="" α="" &="" β:="" τα="" δεδομένα="" εκφράζονται="" ως="" ο="" μέσος="" όρος,="" η="" περιοχή="" (ζώνη)="" γύρω="" από="" τη="" μέση="" υποδεικνύει="" sem,="" η="" καμπύλη="" εξομάλυνσης="" πυκνότητας="" (φασόλι)="" δείχνει="" την="" πλήρη="" κατανομή="" δεδομένων="" και="" οι="" τελείες="" υποδεικνύουν="" μεμονωμένα="" σημεία="" δεδομένων.="" η="" συμπεριφορά="" κατάψυξης="" αξιολογήθηκε="" κατά="" τη="" διάρκεια="" 300="" δευτερολέπτων.="" *="" p="">< 0,05,="" **p="">< ,01,="" ***p="">< ,001,="" όπως="" υπολογίζεται="" από="" την="" anova.="" πίνακας="" c:="" όλα="" τα="" δεδομένα="" εκφράζονται="" ως="" μέσος="" όρος="" ±="" sem.="" η="" συμπεριφορά="" κατάψυξης="" αξιολογήθηκε="" κατά="" τη="" διάρκεια="" 300="" δευτερολέπτων.="" χρονικό="" σημείο="" ***p="">< .001,="" φάση="" p=".081," αποτέλεσμα="" αλληλεπίδρασης="" p="0,386," όπως="" υπολογίζεται="" με="" αμφίδρομη="">

Για παράδειγμα, μερικές μελέτες έδειξαν ότι η ανισομυκίνη παρεμπόδισε τις βασικές ιδιότητες της μεμβράνης των νευρώνων του ιππόκαμπου (Scavuzzo et al., 2019; Sharma, Nargang, & Dickson, 2012). Επομένως, οι διαταραχές της μνήμης που παρατηρούνται μετά από ενέσεις ανισομυκίνης θα μπορούσαν επίσης να επηρεαστούν από αλλαγές στη νευρική δραστηριότητα που προκαλούνται από την ανισομυκίνη. Ωστόσο, στη μελέτη μας, δεν παρατηρήσαμε καμία επίδραση της ανισομυκίνης στο πιο πρόσφατο χρονικό σημείο, γεγονός που υποδεικνύει ότι εάν η ανισομυκίνη μείωσε τις βασικές ιδιότητες των κυττάρων, αυτές οι επιδράσεις είναι σχεδόν αμελητέα στο παράδειγμά μας για την εργασία ρύθμισης του φόβου με βάση τα συμφραζόμενα. Ωστόσο, η χρήση άλλων πιο ειδικών αναστολέων, όπως η ραπαμυκίνη, η οποία στοχεύει ειδικά το mTORC1 συνιστάται για να αποκλειστούν σε μεγάλο βαθμό τυχόν επιπτώσεις στη βασική κυτταρική λειτουργία.

Η γνώση της δυναμικής της ενοποίησης της μνήμης κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας είναι μεγάλης σημασίας για όλες τις μελέτες που στοχεύουν να ξεδιαλύνουν τους μοριακούς μηχανισμούς που κρύβονται πίσω από το σχηματισμό της μνήμης. Μελλοντική έρευνα θα πρέπει να εξετάσει εάν άλλοι μοριακοί μηχανισμοί που υποστηρίζουν τη μνήμη και είναι γνωστός ότι είναι ευαίσθητοι στη ΣΔ επηρεάζονται διαφορετικά κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν μεταγραφή, μετάφραση, δέσμευση RNA και ουβικουϊτινοποίηση, όπως αποκαλύπτεται από μια γονιδιωματική ανάλυση (Vecsey et al., 2012). Επιπλέον, οι μελλοντικές μελέτες μπορούν να χρησιμοποιήσουν νέες και πιο εξελιγμένες τεχνικές, όπως η οπτογενετική για την επισήμανση των νευρώνων με τρόπο εξαρτώμενο από τη δραστηριότητα για να δουν πώς και πότε ορισμένες μνήμες σχηματίζονται και διατηρούνται στο χρόνο (Ryan et al., 2015; Tonegawa et al., 2015). Αυτές οι τεχνολογικές εξελίξεις μπορεί να οδηγήσουν σε μια καλύτερη κατανόηση των μοριακών θεμελίων της ενοποίησης της μνήμης που εξαρτάται από τον ιππόκαμπο κατά τη διάρκεια της ημέρας και της νύχτας.