Nat Neurosci. Aŭtoro manuskripto; havebla en PMC Jan 1, 2014.
Eldonita en fina redaktita formo kiel:
Nat Neurosci. Jul 2013; 16 (7): 10.1038 / nn.3420.
Publikigita interrete Jun 2, 2013. doi: 10.1038 / nn.3420
PMCID: PMC3703824
NIHMSID: NIHMS477621
Hui Wang,*,1,2,3 Floriano Duclot,*,1,2 Yan Liu,2,3 Zuoxin Wang,2,3 kaj Mohamed Kabbaj1,2
La fina redaktita versio de la eldonisto de ĉi tiu artikolo haveblas ĉe Nat Neurosci
Vidu aliajn artikolojn en PMC tio citas La artikolo eldonita.
abstrakta
En la socie monogama praa volatilo (Microtus ochrogaster), pariĝo induktas daŭrajn parojn ligitajn per kompaniaj preferformoj kaj reguligitaj per vario de neurotransmisiloj inkluzive de oksitocino, vasopresino kaj dopamino. Ĉi tie ni ekzamenis eblajn epigenetikajn mekanismojn mediaciajn regulojn de duoblaj ligoj. Ni montras, ke la histona deacetilasa malhelpas natria butirato kaj TrichoStatin A (TSA) faciligas partneron formi preferon en virinaj praderaj volvoj forestante mankojn. Ĉi tio estis asociita kun specifa suprenreguligo de oksitocino (OTR) kaj vasopresinaj riceviloj V1a (V1aR) en la kerno acumbens, per kresko de histona acetilado ĉe ilia respektiva iniciatinto. Plue, TSA-faciligita partnera prefero estis malhelpita per OTR aŭ V1aR-blokado en la kerno accumbens. Grave, pariĝo-induktita partnera prefero deĉenigis la saman epigenetikan reguladon de OTR kaj V1aR-genaj iniciatintoj kiel TSA. Ĉi tiuj observoj tiel indikas, ke TSA kaj pariĝo faciligas partneran preferon per epigenetikaj eventoj, havigante la unuan rektan evidentecon por epigenetika regulado de par-ligado.
Enkonduko
Socia aparteno estas esenca trajto de homaj sociaj kondutoj kaj sociaj kognaj deficitoj estas oftaj trajtoj en amaso da neuropsikiatriaj malordoj inkluzive de skizofrenio kaj spektro-malsanoj, same kiel toksomanio kaj depresio.1. La socie monogama praa vulpo (Microtus ochrogaster) aperis kiel tre interesa modelo por la enketo de la neŭrobiologiaj bazoj de socia korinklino, ĉar kaj laboratoriaj kaj libervivaj individuoj establas longtempajn parajn ligojn2-4, kiuj unue estas iniciatitaj per la formado de selektemaj afilaj kondutoj al la partnero, nomata partnera prefero5. Ĉi tiu formado de partnera prefero implikas varion de neurotransmisiloj kaj hormonaj sistemoj, inkluzive de la neuropeptidoj oksitocino kaj vasopresino (AVP) kaj mezolimbika dopamino5.
IĜenerale, partnera preferoformado estas mediaciita per AVP-neŭtransmisio en la ventra pallidum kaj laterala septumo (LS) en viroj, kaj oksitocina neŭrotransmisio en la kerno de akcentoj (NAcc) kaj prelimbika kortekso en inaj pradoj volaj.6-8.
Tipe implikita en natura rekompenco kiel pariĝo, dopamino ankaŭ funkcias kiel kritika mediatoro de partnereca prefero en pradfolioj. Aktivigo de la dopaminaj D2-tipaj riceviloj (D2R) en la NAcc faciligas dum aktivigo de la dopaminaj D1-tipaj riceviloj (D1R) malhelpas partneran preferon formiĝi en kaj viraj kaj virinaj praaj voloj.9-11.
Grave, variaĵoj en gena esprimo de oksitocino kaj AVP V1a-riceviloj, OTR kaj V1aR, respektive, povas mem draste influi partian preferon. En virinaj praaj vulpoj, ekzemple, la troa elpremo de OTR en la NAcc faciligas partneran preferon en foresto de pariĝo12-14.
Preter la regulado de paro-ligado, oksitocino kaj AVP ankaŭ estas implikitaj en vasta gamo de sociaj kondutoj, inkluzive de socia rekono, agreso, kaj patrina prizorgado.15, 16. Notinde, interrompoj de ĉi-lasta konduto en ronĝuloj induktas longdaŭrajn neŭroadaptojn per epigenetikaj mekanismoj, inkluzive de DNA-metilado de estrogen-ricevilo alfa.17 kaj genoj AVP18, same kiel histona acetilado de la reklamilo de la glucocorticoidoj19. Plie, inhibiloj de histona deacetilase (HDAC), plibonigante genan esprimon per pliigita histona acetilado en la cerbula cerbo20, povas reverti ĉi tiujn ŝanĝojn19, kaj rekte influas sociajn kondutojn kiel seksan receptivecon21. Grave, en pulmo-kancero-ĉela linio, la inhibitoro de HDAC-trikostatino A (TSA) rekte plibonigas OTR-transskribon per loke antaŭenigante histonan acetilacion22.
Tial, epigenetika bazo en partnera prefero-formado en prasaj volvoj povas esti sugestita. Por testi ĉi tiun hipotezon, ni unue taksis la efikojn de du HDAC-inhibidores, natria butirato (NaB) kaj TSA, sur partnereca formado en plenkreskaj inaj praderaj volvoj. Poste ni esploris la molekulajn mekanismojn mediantajn la efikojn de TSA en induktado de partnereca prefero en virinaj praderaj volvaĵoj. Fine ni serĉis determini ĉu la epigenetikaj ŝanĝoj induktitaj de TSA dum kunvivado ankaŭ estis deĉenigitaj de pariĝo.
rezultoj
TSA-kuracado faciligas partneran preferon
Sekse virinaj pradaj volboj estis injektitaj intracerebroventrikule (icv.) Kun CSF aŭ CSF enhavanta 0.08, 0.4 aŭ 4 ng de TSA tuj antaŭ la 6-hora kunvivado kun masklo sen pariĝo, kaj ilia partnero preferis tiam. Ses horoj de kunvivado kun masklo sen pariĝo ne induktas partian preferon formiĝi en virinaj praaj voloj4 kaj tiel ĉi tiu kondutisma paradigmo estis vaste uzata por taksi la efikojn de diversaj drogoj sur faciligado de partnera prefero5.
CSF-traktitaj bestoj montris ne-selekteman flankan kontakton kun la partnero aŭ la fremdulo post 6-horoj de kunvivado sen pariĝo (t15= 0.76, P = 0.46; Fig. 1). Tamen, bestoj traktitaj kun TSA ĉe ĉiuj dozoj testitaj pasis prefere pli da tempo kun la kompaniano ol kun la nekonato (t8= 4.35, P = 0.002 por la TSA 0.08 ng grupo; t15= 3.63, P = 0.002 por la TSA 0.4 ng grupo; kaj t8= 2.58, P = 0.03 por la TSA 4 ng grupo). Grave, neniuj grupaj diferencoj estis trovitaj en lokomotora agado (F3,46 = 1.25, P= 0.30, Fig. 1b) kaj neniu agresema konduto de la testina ino al aŭ la fremdulo aŭ la partnero estis observitaj, pruvante ke la efikoj de TSA estis specifaj al socia prefero, anstataŭ esti sekundaraj al ŝanĝo de lokomocio aŭ socia aversio al la fremdulo.
Por esplori, ĉu TSA plibonigas histonan acetiladon en cerbaj strukturoj implikitaj en formado de partnereca prefero, aparta grupo de inoj estis injektita kun la meza dozo de TSA (0.4 ng) kaj kunvivita kun masklo en foresto de pariĝo dum 30-min, 2 aŭ 9-horoj. Notinde, neniu signifa variaĵo en la tutmonda histona H3-acetilacio (Lys14) niveloj povus esti detektita en iu ajn punkto en ambaŭ la NAcc kaj caudate putamen (P > 0.05 por ĉiuj grupoj, Fig. 1c & d). Ĉi tio pruvas, ke TSA faciligas formadon de partneroj en la foresto de pariĝo, malgraŭ ne tuŝi tutmondan histonon H3-acetiladon en la NAcc aŭ la caudata putamen.
Grave, natria butirato ankaŭ faciligis partian preferon en inaj praderaj volvaĵoj post kunvivado kun masklo dum 6-horoj sen pariĝo, asociita kun kresko de tutmonda histona H3-acetilacio (Lys14) en la NAcc (Suplementa Figuro 1). La efikoj de TSA sur partnereca formado povus tiel esti reproduktitaj kun alia HDAC-inhibilo, sugestante la implikiĝon de HDAC-inhibo, anstataŭ ne specifa efiko de TSA en faciligado de partnera prefero. Konsiderante, ke TSA estas pli specifa kaj afina klaso I / II HDAC-inhibitoro23, 24, Kaj ke la kondutaj efikoj de TSA estis pli prononcitaj ol NaB, ni elektis uzi TSA super NaB por enketado de la specifaj molekulaj korelacioj en la sekvaj partoj de la studo.
Molekulaj korelacioj de TSA-faciligita partnereca prefero
Kiel variaĵoj en genaj esprimaj niveloj en la volatila NAcc estis asociitaj kun malsamaj pariĝaj strategioj inter monogamaj kaj ne-monogamaj voloj, kaj kun ŝanĝo de partnera prefero-formado en praaj vulpoj precipe12, 13, 25, 26, ni taksis, ĉu TSA-faciligita partnera prefero-formado estis asociita kun variaĵoj de gena esprimo en la NAcc.
TSA-kuracado (0.4) ng, icv.) induktis pliiĝon en OTR-mRNA-niveloj en la NAcc post 2-horoj de kunvivado kompare kun CSF-traktitaj kontroloj (t10 = 2.38, P = 0.038, Fig. 2), Kiu tendencis esti daŭrigita post 9 horoj de kunvivado (t9 = 2.17, P = 0.058, Fig. 2b). Kvankam malgrava sed ne signifa kresko de V1aR mRNA povus esti observita en la NAcc 2-horoj post la TSA-injekto, neniuj aliaj grupaj diferencoj estis detektitaj ĉe ambaŭ tempopunkto por iu ajn el la aliaj ARNm mezuritaj, inkluzive de D1R aŭ D2R (P > 0.05, Fig. 2a, b). Grave, neniuj grupaj diferencoj estis observitaj en la caudata putameno ĉe ia ajn punkto-punkto kaj por iu ARNm mezurita (P > 0.05 por ĉiuj grupoj, Fig. 2c, d), sugestante ke la kresko de OTR-mRNA observita en TSA-traktitaj bestoj estis specifa por la NAcc. Plue, tia altregulado ĉeestis nur sekvante kunvivadon kun masklo, ĉar OTR kaj V1aR mRNA-niveloj en la NAcc restis senŝanĝaj 2 horoj post TSA-injekto sen kunloĝado (OTR: 100.0% ± 11.70 por CSF-grupo, 86.7% ± 12.11 por TSA grupo, t12 = 0.79, P = 0.444; V1aR: 100.0% ± 26.24 por CSF-grupo, 92.3% ± 13.75 por TSA-grupo, t9 = 0.27, P = 0.791).
En linio kun pli altaj OTR-mRNA-niveloj, TSA-traktitaj bestoj ankaŭ elmontris pli altajn OTR-proteinajn nivelojn ĉe ambaŭ tempopunktoj en la NAcc (2-horoj: t10 = 2.34, P = 0.041; 9 horoj: t10 = 3.16, P = 0.01, Fig. 2e, f), sed ne kaudema putamen (t10 = 0.41, P = 0.69, Fig. 2g, h). Interese, dum neniu signifa ŝanĝo de V1aR mRNA-niveloj povus esti detektita en la NAcc ĉe 2 aŭ 9 horojn post la TSA-injekto (Fig. 2a, b), la proteinaj niveloj de V1aR estis pliigitaj signife je 9-horoj, kompare kun CSF-traktitaj bestoj, en la NAcc (t9 = 3.46, P = 0.007, Fig. 2f) sed ne kaudema putamen (t10 = 0.98, P = 0.35, Fig. 2h). Kvankam kun iuj variadoj, D1R kaj D2R-proteinaj niveloj en la NAcc kaj caudata putamen ne estis grave influitaj de TSA-administrado (P > 0.05, Fig. 2e-h).
TSA faciligas histonan acetiladon de oxtr kaj avpr1a
La kresko de kaj la mRNA kaj la proteinaj niveloj por OTR sekvante kunvivadon post TSA-kuracado sugestis, ke TSA verŝajne pliigis la transskribon de OXTR, la geno kodanta por OTR, prefere ol ŝanĝado de traduko aŭ turno de la proteino. Plie, V1aR-proteinaj niveloj estis pli altaj en la NAcc, asociita kun malgrava sed ne signifa kresko en mRNA-niveloj post TSA-traktado (Figo. 2). Konsiderante, ke TSA estas potenca klaso I kaj II HDAC-inhibilo23, 24, 27, ni hipotezis, ke TSA pliigis histilan acetiladon ĉe la OXTR kaj avpr1a iniciatintoj en la NAcc, poste plibonigante ilian transskribon. Nova loto de bestoj ricevis icv. injekto de TSA (0.4) ng) kaj tuj kunvivis kun masklo sen pariĝo dum 30 minutoj antaŭ ol esti oferita. La fenestro 30-min estis elektita surbaze de antaŭa laboro raportanta maksimuman kreskon de histona acetilado post loka TSA-injekto en ratoj kaj musoj28, 29. H3K14 acetilado ĉe la OXTR kaj avpr1a iniciatintoj tiam estis analizitaj per kromatina imunoprecipitado.
Konforme al la kresko de OTR-mRNA kaj proteinaj niveloj antaŭe observitaj, TSA-traktataj bestoj montris tre altan kreskon (+ 460%) en histona H3-acetilado ĉe la OXTR geno-iniciatinto, kompare kun CSF-traktitaj kontroloj, en la NAcc (t10 = 5.88, P = 0.0002), sed ne kavaj putamen (t9= 0.31, P = 0.76, Fig. 3). Plie, histona H3-acetilado ĉe la avpr1a iniciatinto estis signife levita 30 min post TSA-administrado (+ 196%) en la NAcc (t10 = 3.12, P = 0.01) sed ne kavaj putamen (t9= 0.38, P = 0.71), kompare kun CSF-traktataj kontroloj (Fig. 3b). Sekve, TSA pliigis histonan acetilation-lokon specife en la NAcc tiel frue kiel 30 minutojn post la komenco de la kunvivado kun masklo.
TSA faciligas partneran preferon per OTR kaj V1aR
El la antaŭa aro de eksperimentoj, reaperas molekula modelo, kie dum kunvivado TSA potencas histonan acetiladon ĉe OXTR kaj avpr1a iniciatintoj, poste plibonigos ilian transskribon kaj rezultigos pli altajn nivelojn de proteino OTR kaj V1aR ĝis 9 horojn post la komenco de la kunvivada periodo. Grave, ĉi tiu TSA-efiko estas retejo-specifa ĉar la kaŭdata putamen restas netuŝita. Ĉi tie ni testis, ĉu ĉi tiu TSA-induktita kresko de OTR kaj V1aR rilatas al faciligo de partnera prefero-formado. Virinaj praaj volvoj ricevis intra-NAcc-injekton de TSA (0.04)ng ĉiuflanke) kun aŭ sen antaŭa injekto (30minutas antaŭ TSA-injekto, 0.5)ng ĉiuflanken) de CSF aŭ CSF enhavanta unu el du malsamaj OTR-antagonistoj, OTA (B) kaj OTA (T), aŭ V1aR-antagoniston (V1aRA). Tuj post la TSA-injekto, la inoj kunvivis kun masklo dum 6-horoj sen pariĝo, sekvata de partnereca testo.
CSF-traktitaj bestoj ne montris partian preferon (t5 = 0.17, P = 0.87, Fig. 4). Tamen, TSA-traktataj bestoj pasigis signife pli da tempo en flank-al-flanke kontaktoj kun la "partnero" ol kun la "fremdulo", sugestante ke ununura TSA-injekto rekte en la NAcc sufiĉas por faciligi la formadon de partneroj sen pariĝo (t5 = 7.04, P = 0.0009). Interese, blokado de aŭ OTR aŭ V1aR per antaŭ-traktado kun OTA (B), OTA (T), aŭ V1aRA malhelpis la efikojn de TSA (P > 0.05 por ĉiuj grupoj). Ĉar neniuj grupaj diferencoj troviĝis en lokomotora agado (F4,32 = 1.89, P = 0.14, Fig. 4b), ĉi tiuj datumoj sugestas, ke TSA en la NAcc faciligas partneran formadon per OTR- kaj V1aR-mediaciitaj mekanismoj laŭ kondut-specifa maniero.
La apareamiento induktas similajn neŭroadaptojn kiel TSA
Sekvante niajn antaŭajn observojn, ni konstatis, ke la epigenetika potencigo de neŭtransmisio de oksitocino kaj vasopresino en la ina NAcc estis sufiĉa por faciligi la formadon de partnero en la foresto de pariĝo. Por esplori, ĉu ĉi tiuj neŭroadaptiĝoj ankaŭ okazas dum natura formado de partnereca prefero, inaj pradaj volvoj estis kunvivitaj kun masklo dum 24-horoj en ĉeesto de pariĝo, kio induktas partneran preferon.4, kaj oferita. Ni observis pliiĝon en ARN kaj V1aR mRNA kaj proteinaj niveloj en la NAcc, kompare kun sekse naivaj inoj (OTR: + 38%, t10 = 2.68, P = 0.02 por mRNA, kaj + 58%, t8 = 3.05, P = 0.01 por proteino; V1aR: + 89%, t14= 2.53, P = 0.02 por mRNA, kaj + 26%, t20 = 2.23, P = 0.037 por proteino, Fig. 5a, b).
Dum kaj mRNA kaj proteino niveloj por OTR kaj V1aR estis pliigitaj per kunvivado kun pariĝo, ni poste esploris, ĉu ĉi tiu reguligo estis asociita kun epigenetika plibonigo de OXTR kaj avpr1a transskribo de genoj. Tiel nova amaso da inoj estis kunvivita ĉe masklo dum 6-horoj kun pariĝo kaj acetilado de H3K14 ĉe la OXTR kaj avpr1a iniciatantoj mezuritaj per kromatina imunoprecipitado. Konforme al OTR kaj V1aR mRNA kaj proteinaj niveloj, inaj praderaj volvaĵoj montras pli altan H3K14-acetilacion ĉe la OXTR kaj avpr1a iniciatintoj en la NAcc, kompare kun sekse naivaj inoj (OXTR: t9 = 2.64, P = 0.02; avpr1a: t9 = 2.91, P = 0.017 Fig. 5c, d). Ĉi tiuj datumoj sugestas, ke kunvivaj paradigmoj, kiuj fidinde indikas partneran preferon en virinaj praaj voloj, ekigas altreguligon de OTR kaj V1aR-esprimo en la NAcc per epigenetikaj mekanismoj, kiel observite post TSA-kuracado.
diskuto
En la nuna studo, ni raportas por la unua fojo epigenetika regulado pri partnereca formado. Unue, ni pruvis, ke kreskanta histona acetilado en la NAcc per administrado de HDAC-inhibilo faciligas kompanian preferon formiĝi en plenkreskaj inaj praderaj voloj en foresto de pariĝo. Tkokino, ni malkaŝis rektan evidentecon, ke partnera prefero ĉe inoj estas epigenetike, ĉar kunvivado kaj pariĝo kun masklo pliiĝis OXTR kaj avpr1a esprimo de genoj per plibonigita histona acetilado en la NAcc. TSA-administrado en la NAcc-induktita partnereca prefero kaj kondukis al pli altaj niveloj de OTR-mRNA kaj proteinoj en la NAcc. Plie, kvankam la tutmonda histona H3-acetilado ne estis tuŝita en inoj traktitaj kun TSA, markita riĉiĝo de histona acetilado ĉe OXTR iniciatinto en la NAcc estis observita tiel frue kiel 30-minutoj post TSA-administrado. Finfine, blokado de OTR en la NAcc estis sufiĉa por malhelpi la preferon de TSA-faciligita partnero. Pro tio, ke similaj epigenetike-modifoj estis detektitaj post kunvivado kun pariĝo, sub proceduroj sciataj por indiki partian preferon, niaj datumoj proponis modelon por epigenetika regulado de socia konduto. Durĝanta kunvivadon kun masklo, TSA, aŭ pariĝo, rapide induktas specifan histonon H3-acetiladon ĉe la OXTR iniciatinto en la NAcc, kiu plibonigas ĝian transskribon, rezultigante pli altajn OTR-mRNA kaj proteinajn nivelojn, kiuj poste faciligas partneron preferi formadon.
En virinaj praaj vulpoj, 6-horoj da kunvivado kun masklo sen pariĝo ne induktas partneron preferi formadon4, kaj ĉi tiu kondutisma paradigmo estis uzita por ekzameni la efikojn de farmakologiaj manipuladoj sur la indukto de partnera prefero5. En nia studo, dum salaj aŭ CSF-traktitaj kontroloj ne disvolvis partnerajn preferojn, inaj praderaj voloj traktitaj kun NaB aŭ TSA faris. Ĉar nek NaB nek TSA influis la ĝeneralan lokomotivon, iliaj efikoj al partnera prefero ŝajnis esti kondut-specifaj prefere ol sekundaraj efikoj sur lokomotivo. Ĉi tiu specifa efiko de TSA estis plue konfirmita de niaj molekulaj observoj. Efektive, kvankam administrite icv., Ni povis detekti specifan ŝanĝon de gena esprimo en la NAcc sed ne en apuda strukturo, la caudate putamen. Krome, eĉ ene de la NAcc, D1R kaj D2R mRNA kaj proteinaj niveloj restis ne tuŝitaj. Tia specifeco ŝajnas esti mirinda por larĝa HDAC-inhibilo kiel TSA, kiu efikas kaj klasojn I kaj II HDAC. Tamen, TSA estis raportita ke ĝi influas la esprimon de nur malgranda subaro de genoj en la mamula genomo30-32, inkluzive en musoj20.
Ni pruvis ĉi tie ke acetilación de histono H3 sur Lys14 ĉe la OXTR iniciatinto, modifo asociita kun plibonigita gena transskribo inkluzive dum cerba plastikeco33, 34, substrekas pli altajn OTR-mRNA kaj proteinajn nivelojn. Responde al TSA, histona acetilado ĉe la OXTR iniciatinto pliigas kaj faciligas aktivigon de ĝia transskribo en homa ĉellinio22, subtenante nian konstaton OXTR povas esti reguligita epigenetike. Ĉar loka blokado de OTR en la NAcc estis sufiĉa por malhelpi kondutajn efikojn de TSA, niaj datumoj sugestas, ke TSA-induktita esprimo de OTR en la NAcc dum kunvivado mediacis la faciligon de partnera prefero-formado. Plie, 24-horoj da kunvivado kun pariĝo, proceduro konata por fidinde indiki partneron en virinaj praaj voloj, induktis similan kreskon de OTR-esprimo en ina NAcc. Ĉi tio konsentas komplete kun la konata implikiĝo de oksitocino kaj ĝia ricevilo en la neurobiologio de formado de partneroj en virinaj volvoj. La apareamiento induktas pliiĝon en la eksterĉelaj oksitocinaj niveloj en la NAcc25Kaj loka infuzaĵo de oksitocino en la NAcc faciligas partneron formiĝi en la foresto de pariĝo8. Plie, OTR-antagonistoj blokas partneron preferi formadon induktitan de oksitocina administrado aŭ pariĝo8, 35. Grave, la viral-media troa ekspreso de OTR en la ina NAcc estas sufiĉa por faciligi kunan preferon12, 13.
Krom plifortigi la rolon de OTR, niaj rezultoj ankaŭ donas evidentecon por aktivigo de OTR-gena esprimo per epigenetikaj mekanismoj dum kunvivado kun masklo en foresto de pariĝo. Efektive, kvankam nesufiĉe por indiki partneran preferon, tia kunvivado sen pariĝo dum mallongaj tempodaŭroj aktivigas la neŭrobiologiajn procezojn sub la partnera prefero-formado. Ekzemple, du horoj da senpaga ekspozicio al masklo indikas malgravajn sed ne signifajn altojn en liberigo de oksitocino ĉe la ina NAcc25. Oni povas do proponi, ke TSA aŭ NaB potencigu la neŭroadaptojn induktitajn de kunvivado kun masklo, faciligante la disvolviĝon de partnereca prefero. Interese, ke tia potenco jam estis raportita en ronĝuloj, kie klasoj I kaj II HDAC-inhibidores, inkluzive de NaB kaj TSA, faciligas firmiĝon de lernada evento, kiu ne rezultigas longtempan formadon de memoro en kontrolaj bestoj.36, 37. Subteno de ĉi tiu nocio, pli longaj periodoj de kunvivado (ekz., 48hours) povas indukti partneran preferon eĉ en foresto de pariĝo4. Gravas ankaŭ konstati, ke kunvivado kun pariĝo ekigis en la ina NAcc altreguligon de esprimo OTR kaj V1aR per la samaj epigenetikaj mekanismoj kiel tiuj observitaj post kunvivado kun TSA-kuracado, kiuj pruvas, ke TSA kaj pariĝo influas la samajn vojojn por antaŭenigi. partnereca formado. Grave, TSA ne induktas altregadon de OTR kaj V1aR en ina NAcc en foresto de kunvivado kun masklo. Entute tio subtenas la hipotezon, ke TSA faciligas la formadon de partnereca prefero per potenco de endogenaj neŭroadaptadoj nature ekigitaj de la kunvivado kun masklo, anstataŭ aktivi per si mem ĉi tiujn aŭ malsamajn neŭroadaptojn.
OUr-studo ankaŭ emfazas kritikan rolon de la NAcc V1aR en la partnera prefero-formado de inoj, ĉar TSA-traktataj bestoj elmontras pli altajn nivelojn de V1aR, kies blokado malhelpis TSA-faciligita partian preferon formado. Plie, ĉi tiuj efikoj estis asociitaj kun pli alta histona acetilado ĉe la avpr1a iniciatinto, malgraŭ neniu signifa altigo de V1aR mRNA probable pro ne-optimuma tempopunkto. Kvankam ni ne povas forĵeti regulon de proteina stabileco de TSA per acetilado de ne-histonaj proteinoj38, ĉi tiu trovo sugestas tion, simile al la OXTR iniciatinto, TSA eble promocios avpr1a transskribo tra loka histona acetilado. Dum la kontribuo de AVP en vira paro-ligado estas priskribita5, ĝia rolo en la konduto de la ino ankoraŭ estas diskutinda. Unuflanke, an icv. AVP-injekto faciligas partneran formadon en kaj viraj kaj virinaj volboj, kio estas malhelpita per blokado de aŭ V1aR aŭ OTR39. Aliflanke, an icv. injekto de la V1aR-antagonisto blokas la pariĝ-induktitan partneran preferon en viraj, sed ne en inaj, praaj voloj40. Tamen ĉiuj ĉi tiuj studoj uzis icv. injektoj, malebligante plian komprenon pri la koncernaj strukturoj. Ĉi tie, ni donas la unuajn pruvojn, ke AVP-neŭtransmisio ene de la NAcc povas esti implikita en partnera prefero-formado en la inaj voloj, dum plejparto de la literaturo priskribas ĝian implikiĝon en diversaj areoj kiel la ventrala pallidum, flanka septo, la lito-kerno de la stria terminalis, kaj amigdala en viroj5. Tial fariĝas interese rimarki, ke la blokado de aŭ OTR aŭ V1aR en la NAcc de la inoj sufiĉis por malebligi formadon de partnereca prefero post TSA-kuracado, sugestante, ke partnera prefero-formado postulas la aktivigon de ambaŭ V1aR kaj OTR.. Tlia trovo kongruas kun, kaj subtenas, pli fruan observon en viraj praaj voloj, ke samtempa aliro al kaj OTR kaj V1aR en la LS estas esenca por AVP-induktita partnera prefero6. Plie, la observado de specifa kresko de kaj OTR kaj V1aR-niveloj en TSA-traktitaj bestoj plue subtenas la postulon de samtempa aktivigo de la neŭtransmisioj de AVP kaj oksitocino por paro-ligado.
En kombinaĵo kun oksitocino kaj AVP, la dopamina neŭrotransmisio en la NAcc modulas en partnera prefero-formado en la inaj voloj9. Kvankam pariĝo indikas liberigan dopaminon en la NAcc9, variadoj en ricevilniveloj estas observataj nur post plilongigita periodo - pli longa ol 24h- de kunvivado kun pariĝo, grava por konservado de paraj ligoj.10. Lige al ĉi tiuj rimarkoj, inaj praderaj volvoj traktitaj kun TSA montris partian preferon sen signifa variado en la dopaminaj D1R kaj D2R-riceviloj. Tial ĉi tiu foresto de dopamina receptoro reguligas alian pruvon por la specifeco de TSA.
Niaj datumoj raportas la unuan fojon epigenetika komponento en la neurobiologio de par-ligado, kaj sugestas, ke TSA indu "permesan staton" en virinaj praaj voloj, potencante la naturan molekulan respondon al la kunvivado kaj antaŭenigante la formadon de pli fortaj sociaj interagoj. kondukante al partia prefero. Estas do tentante hipotezi, ke TSA-faciligita partnera prefero povus plue fortigi kaj konduki al persista interligo. Kvankam la specifaj HDAC-oj partoprenantaj restas identigeblaj, estus do interese esplori plu la efikojn de TSA sur aliaj kondutoj asociitaj kun la monogama vivo-strategio en praaj voloj, kiel selektema agreso kaj bopatrino. Pripensi la gravecon de la praderaj volvoj en modeligado de la neurobiologiaj mekanismoj de paraj ligoj en homoj5, kaj la promesplenaj HDAC-inhibidores jam en klinikaj provoj24, 41, 42Niaj datumoj malfermas la vojon por novaj farmacologiaj eblecoj influi sociajn kondutojn.
metodoj
temoj
Sekse virinaj praaj vulpoj (Microtus ochrogaster) de laboratorio-reprodukta kolonio estis eluzitaj je 21-aĝaj tagoj kaj enloĝitaj en samseksaj gefratoj en plastaj kaĝoj (12 × 28 × 16 cm) kun akvo kaj manĝaĵoj provizitaj ad libitum. Ĉiuj kaĝoj estis konservitaj sub 14: 10 h lumo-malluma ciklo, kaj la temperaturo estis proksimume 20 ° C. Ĉiuj bestoj estis hazarde atribuitaj en eksperimentajn grupojn kiam ili atingis 70-90-tagojn. La nombro de bestoj uzataj baziĝis sur antaŭaj studoj en la kampo fare de nia grupo kaj aliaj, kombinita kun potenca analizo. Eksperimentaj proceduroj estis aprobitaj de la Institucia Besto-Prizorgo kaj Uzo-Komitato en Florida Ŝtata Universitato.
drogoj
Natria butirato (NaB), solvita en salo, kaj Trichostatin A (TSA), solvita en artefarita cerebrospinal fluida portanto (CSF, BioFluids, Rockville, MD) estis ambaŭ aĉetitaj de Sigma-Aldrich (Sankta Luiso, MO). NaB estis injektita intraperitoneale (ip) je dozo de 600 mg / kg, pri tio oni scias, ke indu histona acetilado en pluraj cerbaj strukturoj en musoj43, 44. Simile, la doza gamo uzita por TSA baziĝis sur antaŭa laboro determinanta ĝian efikecon en induktado de lokaj histonaj acetilaj eventoj kaj variadoj en gena esprimo en ronĝuloj.19, 20. La antagonisto de la ricevilo V1aR selektema V1aRA, d(Ĉ2)5[Tyr (Me)] AVP, kaj la OTR-antagonisto OTA (B), [d(Ĉ2)5, Tyr (Mi)2, Thr4, Tyr-NH29] -OVT), estis akiritaj de Bachem (Torrance, CA). Dua, pli unuaranga OTR-antagonisto, OTA (T), dGly-NH2-d(Ĉ2)5 [Tyr (Mi)2, Thr4] OVT45, estis bonkore provizita de D-ro Maurice Manning (Universitato de Toledo, OH). Ĉi tiuj uzataj antagonistoj kaj dozoj estis elektitaj surbaze de antaŭaj studoj montrantaj sian selekteblecon por aŭ V1aR aŭ OTR, respektive.35, 39, 46-49.
Stereotaksa kanulado kaj mikroinjekto
Inoj estis anestezitaj kun natria pentobarbital (1mg / 10g korpa pezo), kaj 26-mezurilo neoksidebla ŝtala gvidilo-kanulo (Plastics One, Roanoke, VA) estis stereotakse enplantitaj, celitaj al la latera ventriklo (unuflanke; nazo-strio ĉe −2.5 mm, 0.6 mm) rostral, 1.0 mm flanka, kaj 2.6 mm ventral al bregma) aŭ ejo specife al la NAcc (bilateralmente; naztrinkejo −2.5 mm, 1.7 mm rostral, ± 1.0 mm bilateral, kaj 4.5 mm ventral al bregma). Post 3-tagoj de resaniĝo, subjektoj ricevis mikroinjektojn de CSF aŭ CSF enhavantajn malsamajn koncentriĝojn de TSA. Kiam selektemaj antagonistoj por OTR aŭ V1aR estis uzataj, oni injektis 30-minutojn antaŭ TSA. Injektoj estis faritaj kun 33-mezurilo-nadlo, kiu etendis 1 mm sub la gvidan kanelon en la celan areon, en injekta volumo de 500 nL en la flankan ventriklo (icv.) aŭ 200 nL ĉiuflanke en la NAcc. La kudrilo estis konektita al Hamilton-siringo (Hamilton, Reno, NV) per tubo de polietileno-20 kaj plonĝa depresio estis farita malrapide, postulante 1-minuton per injekto. Ĉe la fino de la eksperimento, ĉiuj subjektoj estis oferitaj per rapida dekapigo kaj la cerbo ĉerpitaj por kontroli la lokadon de kanulaoj fare de observanto blinda al eksperimentaj kondiĉoj. Temoj kun misformitaj kanulaoj estis ekskluditaj de datuma analizo.
Testo pri kunvivado kaj kunulo
Tuj sekvante ip., icv. Aŭ intra-NAcc-injektoj de drogoj, la inoj estis kunvivitaj kun masklo dum 6-horoj sen pariĝo. La foresto de apareamiento estis kontrolita per ekzamenado de la videokaptita konduto. Por la enketo de la neŭroadaptiĝoj deĉenigitaj de kunvivado kun pariĝo, estrogen-inaj inoj (2µg tage, ip, dum 3 tagoj) kunvivis kun masklo dum 6 aŭ 24-horoj, kaj la ĉeesto de pariĝo estis kontrolita posteriori en videoludo (intervalante de 6 ĝis 11-pafoj dum la unuaj 6-horoj de kunvivado).
La testo de la partnero preferis tuj post la kunvivado de 6-horoj, kiel antaŭe priskribite11. Resume, la triĉambra testaparato konsistis el neŭtrala kaĝo ligita al du paralelaj identaj kaĝoj, ĉiu loĝanta stimulobesto - nekonata vira "fremdulo" aŭ konata vira "partnero" uzata dum la kunvivada periodo. Inaj temoj estis liberaj moviĝi tra la aparato dum la 3-hora testado, kaj la stimulo-viroj estis ligitaj en siaj kaĝoj, permesante neniun rektan kontakton inter si. La tuta kunsido estis vidbendigita kaj la daŭro de la flank-al-flanka kontakto de la subjekto kun aŭ la partnero aŭ fremdulo poste estis kvantigita de trejnita eksperimentisto nekonscia pri la biologiaj grupoj. Partnera prefero estis difinita kiel subjektoj pasantaj signife pli da tempo en korpa kontakto kun la partnero kontraŭ fremdulo, kiel determinite de paro, du-vosta. t-testo. Krome la tri-ĉambra aparato estis ekipita per fotobjekt-sensiloj, permesantaj la determinadon de lokomotora agado indikita per la nombro de eniroj de la ino en la stimulajn ĉambrojn. Ĉi tiu lokomotora poentaro tiel permesas al ni regi pri putaj sekundaraj efikoj de la drogoj sur la konduto de la inoj, kiel ĝenerala aktiveco, angoro aŭ ŝanĝita esplorado de nova medio, kiel kutime uzata de nia grupo kaj aliaj.12.
RNA kaj eltiro de proteinoj
Inoj estis oferitaj per rapida dekapigo, kaj cerboj tuj estis ĉerpitaj kaj frostigitaj sur seka glacio. Koronaj sekcioj (200 µm) estis tranĉitaj sur krioostato kaj frostiĝis sur mikroskopaj lumbildoj. Flankaj histaj punĉoj kun 1 mm-diametro estis prenitaj de la tuta NAcc kaj caudata putamen, ĉi-lasta estanta kontrol-areo, kaj stokitaj je −80 ° C ĝis pretigo. Tuta RNA kaj proteinoj estis ĉerpitaj uzante la TRI-Reagentan protokolon laŭ la instrukcioj de fabrikanto (Molekula Esplorcentro, Cincinnati, OH).
Analizo de esprimo de proteinoj de Western-blot
Post disiĝo sur 10% poliacrilamida ĝelo (15% por histonoj), proteinoj estis translokigitaj al nitrocelulosa membranoj kaj inkubitaj per la jenaj primaraj antikorpoj: kontraŭ-OTR (sc-8102, 1: 1000), -V1aR (sc-18096, 1: 500), -D1R (sc-33660, 1: 1000), -D2R (sc-9113, 1: 1000, Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), -aktino (A2066, 1: 1000, Sigma St Louis, MO), aŭ kontraŭ-acetila histono H3 (Lys14, # 06 – 911, 1: 1000) kaj tuta H3 (# 05 – 928, 1: 1000, Millipore, Temecula, CA). Ĉiuj antikorpoj estas validigitaj por sia uzo en homoj, ratoj, kaj musoj, kun kiuj pradera voloj dividas altajn procentojn de homologio (kiuj iras de 81 ĝis 96%). Post hibridiĝo kun HRP-konjugita malĉefa antikorpo, membranoj estis rivelitaj kun ECL (ECL SuperSignal West Dura substrato, Pierce Biotechnologies, Rockford, IL) kaj elmontritaj al Fuji XAR-filmo (Fuji Film, Tokio, Japanio). Kvantigado estis farita per AIS 6.0 Image-programaro (Imaging Research, St. Catharines, Ontario, Kanado), kaj ĉiuj signaloj estis normaligitaj ene de la sama membrano al actino, krom la acetila-H3-signalo, kiu estis normaligita al la tuta histona H3-signalo. Normaligitaj datumoj tiam estas esprimitaj kiel procento de CSF-traktitaj bestoj.
Semi-kvanta reala tempo polimeraza ĉena reago (RT-PCR)
0.5 µg de tuta RNA estis prilaboritaj por komplementa sintezo de DNA, kaj poste analizitaj kiel antaŭe priskribitaj50 kun normaligo al la genotinamida adenina dinucleotida dehidrogenase (NADH) geno. Ĉiuj reagoj estis faritaj triobligitaj kaj ilia specifeco kontrolita per fandado de kurba analizo kaj disiĝo sur 2% Agarosa ĝelo. La komencaj sekvencoj uzitaj estis kiel sekvas: 5'-TCCAAGGCCAAAATCCGCACGG-3 '(Fwd) kaj 5'-GGCAGAAGCTTCCTTGGGCGC-3' (Rev) por OTR, 5'-GAGGTGAACAATGATGACXGGGXXG (Rev) por AVP3aR, 5'- TTAACAACAATGGGGCTGTG-3 '(For) kaj 1'-GGCATGAGGGATCAGGTAAA-5' (Rev) por D3R, 5'-GTGAAGGCGCTGGGGGGGGGGXGG ) por D3R, kaj 1'-CTATTAATCCCCGCCTGACC-5 '(For) kaj 3'-GGAGCTCGATTTGTTTCTGC-5' (Rev) por NADH. La normaligitaj datumoj estas esprimitaj kiel procento de CSF-traktataj bestoj.
Imunoprecipitado kun Kromatino
Histona H3-acetilado (Lys14) en NAcc kaj caudate putamen-histaj punĉoj estis analizita per la uzado de Magna ChIP-proteino G Tissue Kit (Millipore, Temecula, CA) sekvante la instrukciojn de la fabrikanto. Mallonge, post interplektado kun 1% formaldehido, oni tondis kromatinon uzante Misonix XL-2000 al fragmentoj de 200-600 bp. Imunoprecipitado de acetilata histono H3 (Lys14) tiam estis realigita per 10µg de kontraŭ acetil-H3 (Lys14) antikvo (Millipore) dum la nokto ĉe 4 ° C. Post lavoj, eluzo de bidoj kaj renversado de interliga ligilo, imunoprecipitata DNA estis purigita kaj analizita en triobligitaj per RT-PCR sur iCycler-platformo (vidu supre) kun interna norma kurbo farita el kunigitaj INPUT-specimenoj. La printiloj estis dizajnitaj por amplifi 236 bp-longan regionon situantan 128 bp supren laŭ la unua ekzona kodado por la praa volapuŝa OTR (OXTR, Genbank-aliro #AF079980), aŭ 192 bp-longa regiono situanta 141 bp sube de la unua ekzona kodado por la praa volforto V1aR (avpr1a, Genbank-aliro #AF069304). La sekvencoj estis kiel sekvas: 5'-CTCCGGAGCCGGGGCTAAGT-3 '(Fwd) kaj 5'-ACCGCTTCCCCGAGAGTAGGG-3' (Rev) por OXTR, kaj 5'-GGTGGACCAGCCAGACCCCA-3 '(Fwd) kaj 5'-TGCAGAGCCAGGCGCTTTCC-3' (Rev) por avpr1a. Ĉiu specimeno estis normaligita per la respektiva INPUT-valoro, kaj datumoj tiam estas esprimitaj kiel procento de CSF-traktitaj bestoj.
Statistikaj analizoj kaj prilaborado de datumoj
Por analizoj pri partnereca prefero, bestoj, kiuj montris pariĝajn kondutojn dum la kunvivperiodo aŭ kun neplenumitaj kanuletoj, estis ekskluditaj. Por ĉiuj aliaj molekulaj analizoj, maksimume unu datuma punkto per biologia grupo estis ekskludita kiam identigita kiel pli frua. Plej multaj el la eksperimentoj estis replikitaj, krom kiam la rezultoj estis tre klaraj. La tempo pasigita en flank-al-flanka kontakto kun aŭ stimula besto dum la partnereca prefero estis analizita kun duvosta paro. t-testo. La lokomotivdatenoj estis analizitaj uzante duflankan t-testo (por du grupoj) aŭ unudirekta ANOVA (por pli ol du grupoj), kaj laŭbezone, PLSD de Fischer post-hoc testoj estis faritaj kun signifa sojlo de P <0.05. Post konfirmo de normaleco, ĉiuj aliaj datumoj estis analizitaj per duvostaj t-li supozas, ke antaŭe estas egalaj aŭ neegalaj variancoj. Ĉiuj statistikaj analizoj estis faritaj per la programaro StatView (SAS Institute). Kiam datumoj estas normigitaj al siaj respektivaj kontroloj (% de CSF, Salina aŭ Ekipa grupo), la statistikaj analizoj estis faritaj sur la krudaj datumoj.
Dankojn
Ĉi tiu laboro estis subtenata de la Nacia Instituto pri Mensa Sano (NIMH) koncedas MHR21-083128 al MK kaj ZW, kaj MHR01-058616 al ZW Ni dankas ankaŭ D-ron Maurice Manning pro la malavara donaco de la OTR-antagonisto OTR (T).
Piednotoj
Konflikto de intereso: La aŭtoroj deklaras neniun konflikton de intereso.
Aportaj kontribuoj
HW, FD kaj YL faris la eksperimentojn. HW kaj FD analizis la datumojn. HW, FD, ZW kaj MK desegnis la studon. FD, ZW kaj MK skribis la artikolon. Ĉiuj aŭtoroj diskutis la rezultojn kaj komentis la manuskripton.
Referencoj
;
