Nat Neurosci. Manuscrit de l'auteur; disponible dans PMC Jan 1, 2014.
Publié sous forme finale modifiée en tant que:
Nat Neurosci. Jul 2013; 16 (7): 10.1038 / nn.3420.
Publié en ligne Jun 2, 2013. est ce que je: 10.1038 / nn.3420
PMCID: PMC3703824
NIHMSID: NIHMS477621
Hui Wang,*,1,2,3 Florian Duclot,*,1,2 Yan Liu,2,3 Zuoxin Wang,2,3 ainsi que Mohamed Kabbaj1,2
La version finale modifiée de cet article par l'éditeur est disponible à l'adresse Nat Neurosci
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Abstract
Dans le campagnol des prairies socialement monogame (Microtus ochrogastre), l'accouplement induit des liaisons par paires durables initiées par la formation de préférences de partenaires et régulées par divers neurotransmetteurs, notamment l'ocytocine, la vasopressine et la dopamine. Ici, nous avons examiné les mécanismes épigénétiques potentiels intervenant dans la régulation des liaisons de paires. Nous montrons que les inhibiteurs d'histone désacétylase, butyrate de sodium et TrichoStatin A (TSA) facilitent la formation de préférences des partenaires chez les campagnols des prairies femelles en l'absence d'accouplement. Ceci était associé à une régulation à la hausse spécifique des récepteurs V1a (V1aR) de l'ocytocine (OTR) et de la vasopressine (V1aR) dans le noyau accumbens, via une augmentation de l'acétylation de l'histone au niveau de leur promoteur respectif. En outre, le blocage par OTR ou V1aR dans le noyau accumbens a empêché la préférence des partenaires facilitée par la TSA. De manière importante, la préférence du partenaire induite par la reproduction a déclenché la même régulation épigénétique des promoteurs du gène OTR et VXNUMXaR que la TSA. Ces observations indiquent donc que la TSA et l'accouplement facilitent la préférence du partenaire lors d'événements épigénétiques, fournissant ainsi la première preuve directe d'une régulation épigénétique de la liaison de paires.
Introduction
L'affiliation sociale est une caractéristique essentielle des comportements sociaux humains et les déficits cognitifs sociaux sont des caractéristiques communes dans une multitude de troubles neuropsychiatriques, notamment la schizophrénie et les troubles du spectre autistique, ainsi que de dépendance et de dépression.1. Les campagnols des prairies socialement monogames (Microtus ochrogastre) sont apparus comme un modèle très intéressant pour l'étude des bases neurobiologiques de l'attachement social, étant donné que les individus vivant en laboratoire et ceux vivant en liberté établissent des liens de paires à long terme2-4, qui sont d’abord initiées par la formation de comportements d’affiliation sélectifs envers le partenaire, appelé préférence de partenaire5. Cette formation de partenaire préférentiel implique une variété de neurotransmetteurs et de systèmes hormonaux, notamment les neuropeptides ocytocine et vasopressine (AVP) et la dopamine mésolimbique.5.
IEn général, la formation des préférences du partenaire est médiée par la neurotransmission de l'AVP dans le pallidum ventral et le septum latéral (LS) chez les mâles, et par la neurotransmission par l'ocytocine dans le noyau accumbens (NAcc) et le cortex pré-limimique chez les voles femelles6-8.
Généralement impliquée dans une récompense naturelle telle que l'accouplement, la dopamine agit également comme un médiateur essentiel de la préférence du partenaire chez le campagnol des prairies. L'activation des récepteurs de type dopaminergique de type D2 (D2R) dans le NAcc est facilitée, alors que l'activation de récepteurs de type dopaminergique de type D1 (D1R) inhibe la formation de préférences des partenaires chez les volailles des deux sexes9-11.
Il est important de noter que les variations dans l'expression des gènes des récepteurs de l'ocytocine et de l'AVP V1a, respectivement OTR et V1aR, peuvent elles-mêmes affecter considérablement les préférences du partenaire. Par exemple, chez les femelles des prairies, la surexpression de OTR dans le NAcc facilite la préférence du partenaire en l'absence d'accouplement12-14.
Au-delà de la régulation de la liaison de paires, l'ocytocine et l'AVP sont également impliquées dans un large éventail de comportements sociaux, y compris la reconnaissance sociale, l'agressivité et les soins maternels.15, 16. Notamment, les perturbations de ce dernier comportement chez les rongeurs induisent des neuroadaptations durables par le biais de mécanismes épigénétiques, notamment la méthylation de l'ADN du récepteur des œstrogènes alpha.17 et gènes AVP18, ainsi que l'acétylation des histones du promoteur du récepteur des glucocorticoïdes19. De plus, des inhibiteurs de l’histone désacétylase (HDAC), améliorant l’expression des gènes par l’acétylation accrue de l’histone dans le cerveau des rongeurs.20, peut inverser ces altérations19et influencer directement les comportements sociaux tels que la réceptivité sexuelle21. Il est important de noter que dans une lignée cellulaire de cancer du poumon, la trichostatine A (TSA), inhibiteur des HDAC, améliore directement la transcription de l'OTR en favorisant localement l'acétylation de l'histone.22.
Par conséquent, une base épigénétique dans la formation des préférences du partenaire chez les campagnols des Prairies peut être suggérée. Pour tester cette hypothèse, nous avons d'abord évalué les effets de deux inhibiteurs d'HDAC, le butyrate de sodium (NaB) et la TSA, sur la formation des préférences des partenaires chez les campagnols des plaines adultes. Par la suite, nous avons étudié les mécanismes moléculaires impliqués dans les effets de la TSA sur la préférence des partenaires chez les campagnols des prairies. Enfin, nous avons cherché à déterminer si les altérations épigénétiques induites par la TSA pendant la cohabitation étaient également déclenchées par l'accouplement.
Résultats
Le traitement TSA facilite la préférence du partenaire
Des campagnols des prairies sexuellement naïfs ont été injectés par voie intracérébroventriculaire (icv.) avec CSF ou CSF contenant 0.08, 0.4 ou 4 ng de TSA immédiatement avant la cohabitation heure 6 avec un homme sans accouplement, et la préférence de leur partenaire a ensuite été testée. Six heures de cohabitation avec un mâle sans accoupler n'induisent pas la formation de préférence du partenaire chez les campagnols des Prairies4 et donc ce paradigme comportemental a été largement utilisé pour évaluer les effets de divers médicaments sur la facilitation de la formation des préférences du partenaire5.
Les animaux traités par le LCR ont présenté un contact côte à côte non sélectif avec le partenaire ou l’étranger après les heures de cohabitation 6 sans accouplement (t15= 0.76, P = 0.46; Fig. 1a). Cependant, les animaux traités avec la TSA à toutes les doses testées ont passé préférentiellement plus de temps avec le partenaire qu'avec l’étranger (t8= 4.35, P = 0.002 pour le TSA 0.08 ngroupe g; t15= 3.63, P = 0.002 pour le TSA 0.4 ngroupe g; et t8= 2.58, P = 0.03 pour le TSA 4 ngroupe g). Fait important, aucune différence de groupe n’a été observée dans l’activité locomotrice (F3,46 = 1.25, P= 0.30, Fig. 1b) et aucun comportement agressif de la part de la femme testée envers l'étranger ou le partenaire n'a été observé, ce qui démontre que les effets de la TSA étaient spécifiques à une préférence sociale et non secondaires à une altération de la locomotion ou à l'aversion sociale pour l'étranger.
Pour rechercher si la TSA améliore l’acétylation des histones dans les structures cérébrales impliquées dans la formation de la préférence du partenaire, un groupe séparé de femmes a été injecté avec la dose moyenne de TSA (0.4 ng) et a cohabité avec un mâle en l'absence d'accouplement pendant les heures 30 min, 2 ou 9. Notamment, aucune variation significative des niveaux globaux d’acétylation de l’histone H3 (Lys14) n’a pu être détectée à aucun moment dans le putamen tant chez le NACAM que chez le putamen caudé (P > 0.05 pour tous les groupes, Fig. 1c et d). Cela démontre que la TSA facilite la formation des préférences du partenaire en l'absence d'accouplement, bien qu'elle n'affecte pas l'acétylation globale de l'hxone H3 dans le NAcc ou le putamen caudé.
Fait important, le butyrate de sodium a également facilité la préférence des partenaires chez les campagnols des prairies après la cohabitation avec un mâle pendant X heures sans accouplement, associé à une augmentation de l’acétylation globale de l’histone H6 (Lys3) dans le NAcc (Figure supplémentaire 1). Les effets de la TSA sur la formation des préférences du partenaire pourraient ainsi être reproduits avec un autre inhibiteur d'HDAC, suggérant l'implication de l'inhibition de la HDAC, plutôt qu'un effet non spécifique de la TSA dans la facilitation de la préférence du partenaire. Considérant que la TSA est un inhibiteur plus spécifique et affine des HDAC de classe I / II23, 24et que les effets comportementaux de la TSA étaient plus prononcés que ceux de NaB, nous avons choisi d'utiliser TSA sur NaB pour étudier les corrélats moléculaires spécifiques dans les parties suivantes de l'étude.
Corrélats moléculaires de la préférence du partenaire facilité par la TSA
Les variations dans les niveaux d’expression des gènes chez les campagnols ont été associées à différentes stratégies d’accouplement entre les campagnols monogames et non monogames, et à l’altération de la formation de préférences des partenaires chez les campagnols des prairies en particulier.12, 13, 25, 26, nous avons évalué si la formation de préférences de partenaires facilitée par la TSA était associée à des variations de l’expression des gènes dans le NAcc.
Traitement TSA (0.4 ng, icv.) induit une augmentation des taux d’ARNm de OTR dans le NAcc après 2 heures de cohabitation par rapport aux témoins traités au LCR (t10 = 2.38, P = 0.038, Fig. 2a), qui avaient tendance à se maintenir après les heures de cohabitation 9 (t9 = 2.17, P = 0.058, Fig. 2b). Bien qu'une augmentation légère mais non significative de l'ARNm de V1aR ait pu être observée dans les heures NAcc 2 suivant l'injection de TSA, aucune autre différence de groupe n'a été détectée à aucun moment dans le temps pour aucun des autres ARNm mesurés, y compris D1R ou D2R (P > 0.05, Fig. 2a, b). Il est important de noter qu’aucune différence de groupe n’a été observée dans le putamen caudé à aucun moment et pour aucun ARNm mesuré (P > 0.05 pour tous les groupes, Fig. 2c, d), suggérant que l'augmentation de l'ARNm de l'OTR observée chez les animaux traités à la TSA était spécifique au NAcc. En outre, cette régulation positive n'était présente qu'après la cohabitation avec un homme, car les taux d'ARNm de OTR et de V1aR dans le NAcc demeuraient inchangés pendant 2 heures après l'injection de TSA sans cohabitation (OTR: 100.0% ± 11.70 pour le groupe CSF, 86.7% ± 12.11 pour TSA groupe, t12 = 0.79, P = 0.444; V1aR: 100.0% ± 26.24 pour le groupe CSF, 92.3% ± 13.75 pour le groupe TSA, t9 = 0.27, P = 0.791).
Parallèlement aux taux plus élevés d'ARNm d'OTR, les animaux traités à la TSA présentaient également des taux de protéine d'OTR plus élevés aux deux moments du NAcc (heures 2: t10 = 2.34, P = 0.041; Heures 9: t10 = 3.16, P = 0.01, Fig. 2e, f), mais pas le putamen caudé (t10 = 0.41, P = 0.69, Fig. 2g, h). Il est intéressant de noter qu’aucune modification significative des taux d’ARNm de V1aR n’a pu être détectée dans le NAcc à 2 ou 9 heures après l’injection de TSA (Fig. 2a, b), les taux de protéine V1aR étaient significativement augmentés au 9 heures, par rapport aux animaux traités au LCR, chez le NAcc (t9 = 3.46, P = 0.007, Fig. 2f) mais pas le putamen caudé (t10 = 0.98, P = 0.35, Fig. 2h). Même avec quelques variations, les taux de protéines D1R et D2R dans le NAAM et le putamen caudé ne sont pas significativement affectés par l'administration de TSA (P > 0.05, Fig. 2e-h).
La TSA facilite l'acétylation d'histones de oxtr et d'avpr1a
L'augmentation des niveaux d'ARNm et de protéines pour l'OTR après la cohabitation après le traitement à la TSA suggère que la TSA a probablement augmenté la transcription de oxtr, le gène codant pour OTR, plutôt que de modifier la traduction ou le chiffre d'affaires de la protéine. De plus, les taux de protéines V1aR étaient plus élevés dans le NAcc, associés à une augmentation légère mais non significative des niveaux d’ARNm après traitement par la TSA (Fig. 2). Considérant que la TSA est un puissant inhibiteur des HDAC de classe I et II23, 24, 27, nous avons émis l’hypothèse que la TSA augmentait l’acétylation des histones au oxtr ainsi que avpr1a promoteurs dans le NAcc, améliorant ensuite leur transcription. Un nouveau lot d'animaux reçu icv. injection de TSA (0.4 ng) et immédiatement cohabité avec un mâle sans s'accoupler pendant 30 minutes avant d'être sacrifié. La fenêtre temporelle 30-min a été choisie sur la base de travaux antérieurs faisant état d'une augmentation maximale de l'acétylation de l'histone après une injection locale de TSA chez le rat et la souris.28, 29. Acétylation H3K14 au niveau de la oxtr ainsi que avpr1a les promoteurs ont ensuite été analysés par immunoprécipitation de la chromatine.
Parallèlement à l'augmentation des taux d'ARNm et de protéines d'OTR précédemment observée, les animaux traités à la TSA ont présenté une très forte augmentation (+ 460) de l'acétylation de l'histone H3 au oxtr promoteur du gène, comparé aux témoins traités au CSF, dans le NAcc (t10 = 5.88, P = 0.0002), mais pas le putamen caudé (t9= 0.31, P = 0.76, Fig. 3a). En outre, l’acétylation de l’histone H3 au niveau de la avpr1a 30 min après l’administration de la TSA (+ 196%) dans le NAcc (t10 = 3.12, P = 0.01) mais pas le putamen caudé (t9= 0.38, P = 0.71), par rapport aux témoins traités avec le LCR (Fig. 3b). Par conséquent, la TSA a augmenté le site d'acétylation des histones spécifiquement dans le NAcc dès 30, quelques minutes après le début de la cohabitation avec un homme.
TSA facilite la préférence des partenaires via OTR et V1aR
De la précédente série d’expériences, un modèle moléculaire d’action apparaît, dans lequel, lors de la cohabitation, la TSA potentialise l’acétylation des histones à la oxtr ainsi que avpr1a promoteurs, améliorant ensuite leur transcription et entraînant des niveaux plus élevés de protéines OTR et V1aR jusqu’à 9 heures après le début de la période de cohabitation. Fait important, cet effet TSA est spécifique au site car le putamen caudé reste inchangé. Ici, nous avons vérifié si l’augmentation de l’OTR et de V1aR induite par la TSA était liée à la facilitation de la formation de préférences de partenaires. Les campagnols des prairies ont reçu une injection intra-NAcc de TSA (0.04ng par côté) avec ou sans injection préalable (30 minutes avant injection de TSA, 0.5ng par côté) de CSF ou de CSF contenant l'un des deux antagonistes différents de l'OTR, l'OTA (B) et l'OTA (T), ou un antagoniste de V1aR (V1aRA). Immédiatement après l'injection de TSA, les femelles ont cohabité avec un mâle pendant X heures sans accouplement, suivies d'un test de préférence du partenaire.
Les animaux traités par CSF ne montraient pas de préférence de partenaire (t5 = 0.17, P = 0.87, Fig. 4a). Cependant, les animaux traités au TSA ont passé beaucoup plus de temps en contacts côte à côte avec le "partenaire" que avec "l'étranger", ce qui suggère qu'une seule injection de TSA directement dans le NAcc est suffisante pour faciliter la formation des préférences du partenaire sans accouplement (t5 = 7.04, P = 0.0009). Fait intéressant, le blocage de l’OTR ou de V1aR par un prétraitement avec de l’OTA (B), de l’OTA (T) ou de V1aRA a empêché les effets de la TSA (P > 0.05 pour tous les groupes). Comme aucune différence de groupe n'a été trouvée dans l'activité locomotrice (F4,32 = 1.89, P = 0.14, Fig. 4b), ces données suggèrent que la TSA dans le NAcc facilite la formation des préférences du partenaire via les mécanismes médiés par OTR et V1aR d’une manière spécifique au comportement.
L'accouplement induit des neuroadaptations similaires à celles de la TSA
À la suite de nos observations précédentes, nous avons établi que la potentialisation épigénétique de l’ocytocine et de la neurotransmission de la vasopressine chez le NCC féminin était suffisante pour faciliter la formation des préférences des partenaires en l’absence d’accouplement. Pour déterminer si ces neuro-adaptations se produisent également lors de la formation naturelle de la préférence du partenaire, les campagnols des Prairies ont été cohabités avec un mâle pendant les heures 24 en présence d'accouplement, ce qui induit la préférence du partenaire.4et sacrifié. Nous avons observé une augmentation des taux d'ARNm et de protéines OTR et V1aR dans le NAcc, par rapport aux femmes naïves sexuellement (OTR: + 38%, t10 = 2.68, P = 0.02 pour l'ARNm et + 58%, t8 = 3.05, P = 0.01 pour la protéine; V1aR: + 89%, t14= 2.53, P = 0.02 pour l'ARNm et + 26%, t20 = 2.23, P = 0.037 pour la protéine, Fig. 5a, b).
Comme les niveaux d'ARNm et de protéines pour OTR et V1aR ont augmenté lors de la cohabitation avec l'accouplement, nous avons ensuite examiné si cette régulation à la hausse était associée à une augmentation épigénétique de oxtr ainsi que avpr1a transcription de gènes. Un nouveau lot de femelles a ainsi été cohabité avec un mâle pendant X heures avec accouplement et acétylation H6K3 à la oxtr ainsi que avpr1a promoteurs mesurés par immunoprécipitation de la chromatine. Conformément aux niveaux d'ARNm et de protéines OTR et V1aR, les campagnols des Prairies présentent une acétylation de H3K14 plus élevée à la oxtr ainsi que avpr1a promoteurs du NACC, par rapport aux femmes naïves sexuellement (oxtr: t9 = 2.64, P = 0.02; avpr1a: t9 = 2.91, P = 0.017 Fig. 5c, d). Ces données suggèrent que les paradigmes de cohabitation qui induisent de manière fiable la préférence du partenaire chez les campagnols des Prairies déclenchent une régulation à la hausse de l'expression de OTR et de V1aR dans le cancer de la nature par le biais de mécanismes épigénétiques observés après un traitement par TSA.
a lieu
Dans la présente étude, nous rapportons pour la première fois une régulation épigénétique de la formation de préférences de partenaires. Premièrement, nous avons démontré que l’augmentation de l’acétylation des histones dans le NAcc par l’administration d’un inhibiteur de HDAC facilite la formation des préférences des partenaires chez les campagnols des prairies adultes en l'absence d'accouplement. Tpoule, nous avons dévoilé la preuve directe que la formation des préférences du partenaire chez les femmes est dictée par l’épigénèse, car la cohabitation et l’accouplement avec un homme augmentent. oxtr ainsi que avpr1a expression de gènes par acétylation accrue d'histones dans le NAcc. L'administration de TSA chez le partenaire induit par le NAcc a conduit à une augmentation des niveaux d'ARNm et de protéines d'OTR dans le NAcc. De plus, bien que l'acétylation globale des histones H3 n'ait pas été modifiée chez les femmes traitées au TSA, un enrichissement marqué de l'acétylation des histones au oxtr Le promoteur dans le NAcc a été observé dès les minutes 30 après l'administration de la TSA. Enfin, le blocage de l'OTR dans le NAcc était suffisant pour empêcher la préférence du partenaire facilitée par la TSA. Comme des modifications similaires à caractère épigénétique ont été détectées après la cohabitation avec l'accouplement, selon des procédures connues pour induire la préférence du partenaire, nos données ont mis en avant un modèle de régulation épigénétique du comportement social. DLa cohabitation avec un mâle, un TSA ou un accouplement induit rapidement une acétylation de l’histone H3 spécifique oxtr promoteur dans le NAcc qui améliore sa transcription, entraînant des niveaux plus élevés d’ARNm et de protéines d’OTR, ce qui facilite ensuite la formation de la préférence du partenaire.
Chez les campagnols des Prairies, le nombre d'heures 6 de cohabitation avec un mâle sans accouplement n'induit pas la formation de préférence de partenaire4, et ce paradigme comportemental a été utilisé pour examiner les effets des manipulations pharmacologiques sur l'induction de la préférence du partenaire5. Dans notre étude, bien que les témoins traités avec une solution saline ou avec le LCR n'aient pas développé de préférence de partenaire, les campagnols des Prairies traités avec NaB ou TSA l'ont fait. Comme ni NaB ni TSA n’affectaient la locomotion en général, leurs effets sur les préférences des partenaires semblaient être spécifiques au comportement plutôt que secondaires. Cet effet spécifique de la TSA a été confirmé par nos observations moléculaires. En effet, bien que administré icv., nous avons pu détecter une altération spécifique de l’expression des gènes dans le NAcc mais pas dans une structure adjacente, le putamen caudé. En outre, même au sein du NAcc, les niveaux d'ARNm et de protéines de D1R et D2R ne sont pas affectés. Une telle spécificité semble être surprenante pour un inhibiteur large des HDAC tel que la TSA qui affecte à la fois les HDAC de classe I et II. Néanmoins, il a été rapporté que la TSA n’affecte que l’expression d’un petit sous-ensemble de gènes dans le génome du mammifère.30-32, y compris chez la souris20.
Nous avons démontré ici que l’acétylation de l’histone H3 sur Lys14 à la oxtr promoteur, une modification associée à une transcription améliorée du gène, y compris pendant la plasticité cérébrale33, 34, souligne les niveaux plus élevés d’ARNm et de protéines d’OTR. En réponse à la TSA, l’acétylation des histones à la oxtr promoteur augmente et facilite l'activation de sa transcription dans une lignée cellulaire humaine22, soutenant notre conclusion que oxtr peut être réglé épigénétiquement. Etant donné qu'un blocus local d'OTR dans le NAcc était suffisant pour prévenir les effets comportementaux du TSA, nos données suggèrent que l'expression de l'OT induite par le TSA dans le NAcc pendant la cohabitation a joué un rôle médiateur dans la facilitation de la formation de préférences de partenaires. De plus, le nombre d'heures 24 de cohabitation avec l'accouplement, une procédure connue pour induire de manière fiable la préférence du partenaire chez les campagnols femelles des Prairies, a entraîné une augmentation similaire de l'expression de la OTR chez les femelles NAcc. Ceci est en parfait accord avec l'implication connue de l'ocytocine et de son récepteur dans la neurobiologie de la formation de préférences de partenaires chez les campagnols femelles. L'accouplement induit une augmentation des niveaux d'ocytocine extracellulaire dans le NAcc25et la perfusion locale d'ocytocine dans le NACC facilite la formation de préférences de partenaire en l'absence d'accouplement8. De plus, les antagonistes de l'OTR bloquent la formation de préférences de partenaire induite par l'administration d'oxytocine ou l'accouplement8, 35. Il est important de noter que la surexpression de OTR à médiation virale dans le NAcc féminin est suffisante pour faciliter la formation des préférences du partenaire.12, 13.
En plus de renforcer le rôle de l'OTR, nos résultats fournissent également des preuves d'une activation de l'expression du gène de l'OTR par des mécanismes épigénétiques lors de la cohabitation avec un homme en l'absence d'accouplement. En effet, bien que insuffisante pour induire une préférence de partenaire, une telle cohabitation sans accouplement pendant de courtes périodes active les processus neurobiologiques sous-jacents à la formation de préférence de partenaire. Par exemple, deux heures d'exposition libre chez un homme induisent une légère augmentation non significative de la libération d'oxytocine chez les femmes atteintes de cancer du sein.25. On peut donc proposer que TSA ou NaB potentialisent les neuroadaptations induites par la cohabitation avec un homme, facilitant ainsi le développement de la préférence du partenaire. Fait intéressant, une telle potentialisation a déjà été rapportée chez des rongeurs où les inhibiteurs d'HDAC de classe I et II, y compris NaB et TSA, facilitent la consolidation d'un événement d'apprentissage ne conduisant pas à une formation de mémoire à long terme chez les animaux témoins.36, 37. À l’appui de cette notion, des périodes de cohabitation plus longues (par exemple., 48hours) peuvent induire la préférence du partenaire même en l'absence d'accouplement4. Il est également important de noter que la cohabitation avec l'accouplement a déclenché chez la femme NACC une régulation à la hausse de l'expression de l'OTR et de V1aR par le biais des mêmes mécanismes épigénétiques que ceux observés après la cohabitation avec le traitement par la TSA, ce qui démontre que la TSA et l'accouplement affectent les mêmes voies de promotion. formation de préférence de partenaire. Il est important de noter que la TSA n'induit pas une régulation à la hausse de l'OTR et du V1aR chez les femmes NACC en l'absence de cohabitation avec un homme. Globalement, cela conforte l’hypothèse selon laquelle la TSA facilite la formation de la préférence du partenaire grâce à la potentialisation de neuroadaptations endogènes naturellement déclenchées par la cohabitation avec un homme, plutôt qu’à l’activation individuelle de ces neuroadaptations ou de différentes.
ONotre étude souligne également le rôle crucial du V1aR NAcc dans la formation des préférences des partenaires féminins, car les animaux traités à la TSA présentent des taux de V1aR plus élevés, dont le blocage a empêché la formation de la préférence des partenaires facilitée par la TSA. De plus, ces effets étaient associés à une acétylation plus élevée des histones à la avpr1a promoteur, malgré l'absence d'élévation significative de l'ARNm de V1aR, probablement due à un moment non optimal. Bien que nous ne puissions pas exclure une régulation de la stabilité des protéines par la TSA via l’acétylation de protéines non histones38, cette découverte suggère que, semblable au oxtr promoteur, la TSA pourrait promouvoir avpr1a transcription par acétylation locale d'histones. Bien que la contribution de l’AVP dans l’association de paires de mâles ait été décrite5, son rôle dans le comportement de la femme reste controversé. D'une part, un icv. L'injection d'AVP facilite la formation des préférences du partenaire chez les campagnols mâles et femelles, ce qui est empêché par le blocage de V1aR ou de OTR39. D'autre part, un icv. l'injection de l'antagoniste de V1aR bloque la préférence du partenaire induite par l'accouplement chez les campagnols mâles, mais pas chez les femelles40. Cependant, toutes ces études ont utilisé icv. injections, empêchant ainsi de mieux comprendre les structures impliquées. Nous fournissons ici la première preuve que la neurotransmission de l'AVP au sein du CNRS peut être impliquée dans la formation des préférences des partenaires chez les campagnols, alors que la plupart de la littérature décrit son implication dans différents domaines tels que le pallidum ventral, le septum latéral, le noyau du lit du patient. stria terminalis et amygdale chez les mâles5. Il devient donc intéressant de noter que le blocage de l'OTR ou de V1aR dans le NAcc de la femme était suffisant pour empêcher la formation de préférences de partenaires après le traitement par TSA, suggérant que la formation de préférences de partenaires nécessite l'activation de V1aR et d'OTR.. TCette découverte va dans le même sens que les précédentes et confirme les observations faites précédemment chez les campagnards des Prairies, selon lesquelles un accès simultané à la fois à OTR et à V1aR dans le LS est essentiel pour la préférence du partenaire induite par l'AVP.6. De plus, l'observation d'une augmentation spécifique des taux d'OTR et de V1aR chez les animaux traités à la TSA confirme la nécessité d'activer simultanément les neurotransmissions de l'AVP et de l'oxytocine pour la liaison de paires.
En association avec l'ocytocine et l'AVP, la neurotransmission de la dopamine dans le NAcc module la formation de la préférence des partenaires chez les campagnols femelles.9. Bien que l'accouplement induise la libération de dopamine dans le NAcc9, les variations des niveaux de récepteur ne sont observées qu’après une période prolongée - supérieure à 24h - de cohabitation avec l’accouplement, importante pour le maintien de la liaison de paires10. Conformément à ces observations, les campagnols des Prairies traités à la TSA ont montré une préférence de partenaire sans variation significative des récepteurs D1R et D2R de la dopamine. Par conséquent, cette absence de régulation des récepteurs de la dopamine fournit une autre preuve de la spécificité de la TSA.
Nos données rapportent pour la première fois un composant épigénétique dans la neurobiologie de la liaison de paires et suggèrent que la TSA induit un «état permissif» chez les campagnols des Prairies, potentialisant ainsi la réponse moléculaire naturelle à la cohabitation et favorisant la formation d'interactions sociales plus fortes. conduisant à la préférence du partenaire. Il est donc tentant de faire l'hypothèse qu'une préférence de partenaire facilitée par le CST pourrait être encore renforcée et conduire à une liaison persistante. Bien que les HDAC spécifiques impliqués restent à identifier, il serait donc intéressant d'étudier plus en détail les effets de la TSA sur d'autres comportements associés à la stratégie de vie monogame dans les campagnols des Prairies, tels que l'agression sélective et la garde des deux parents. Considérant la pertinence des campagnols des prairies dans la modélisation des mécanismes neurobiologiques de la liaison de paires chez l'homme5et les inhibiteurs d'HDAC prometteurs déjà en essais cliniques24, 41, 42, nos données ouvrent la voie à de nouvelles possibilités pharmacologiques d’influencer les comportements sociaux.
Méthodologie
Sujets
Campagnols naïves sexuellement féminins (Microtus ochrogastre) d'une colonie de reproduction de laboratoire ont été sevrés à l'âge de 21 et logés dans des cages en plastique dans des cages en plastique (12 × 28 × 16 cm), avec de l'eau et de la nourriture ad libitum. Toutes les cages ont été maintenues selon un cycle lumière-obscurité 14: 10 h et la température était d'environ 20 ° C. Tous les animaux ont été répartis au hasard dans des groupes expérimentaux lorsqu'ils ont atteint l'âge de 70 – 90. Le nombre d'animaux utilisés était basé sur des études antérieures menées sur le terrain par notre groupe et d'autres, combiné à une analyse de puissance. Les procédures expérimentales ont été approuvées par le comité de protection des animaux et d'utilisation des animaux de la Florida State University.
Médicaments
Le butyrate de sodium (NaB), dissous dans une solution saline, et la trichostatine A (TSA), dissoute dans un fluide vecteur de liquide céphalo-rachidien artificiel (CSF, BioFluids, Rockville, MD) ont été achetés auprès de Sigma-Aldrich (St Louis, MO). NaB a été injecté par voie intrapéritonéale (ip) à une dose de 600 mg / kg, connue pour induire une acétylation de l'histone dans plusieurs structures cérébrales chez la souris43, 44. De même, la gamme de doses utilisée pour la TSA était basée sur des travaux antérieurs déterminant son efficacité pour induire des événements locaux d'acétylation d'histones et des variations de l'expression des gènes chez les rongeurs.19, 20. L'antagoniste sélectif du récepteur V1aR, V1aRA, d(CH2)5[Tyr (Me)] AVP, et l'antagoniste de l'OTR OTA (B), [d(CH2)5, Tyr (moi)2, Thr4, Tyr-NH29] -OVT), ont été obtenus auprès de Bachem (Torrance, CA). Un second antagoniste plus sélectif de l'OTR, l'OTA (T), dGly-NH2-d(CH2)5 [Tyr (moi)2, Thr4] OVT45, a été gracieusement fourni par le Dr Maurice Manning (Université de Toledo, OH). Ces antagonistes et les doses utilisées ont été choisis sur la base d'études antérieures démontrant leur sélectivité pour V1aR ou pour OTR, respectivement.35, 39, 46-49.
Canulation stéréotaxique et microinjection
Les femelles ont été anesthésiées avec du pentobarbital de sodium (1mg / 10g), et des canules de guidage en acier inoxydable de type 26 (Plastics One, Roanoke, VA) ont été implantées de manière stéréotaxique vers le ventricule latéral (barre de nez unilatérale; barre de nez à −2.5, 0.6 rostral, 1.0 mm latéral et 2.6 mm ventral à bregma) ou spécifiquement à l'emplacement du NAcc (bilatéralement; barre nasale à -2.5 mm, 1.7 mm rostral, ± 1.0 mm bilatéral et 4.5 mm ventral à bregma). Après des jours de récupération 3, les sujets ont reçu des micro-injections de CSF ou de CSF contenant différentes concentrations de TSA. Lorsque des antagonistes sélectifs de l'OTR ou de V1aR ont été utilisés, ils ont été injectés 30 minutes avant la TSA. Les injections ont été faites avec une aiguille de calibre 33 qui dépassait 1 mm sous la canule guide dans la zone cible, dans un volume d’injection de 500 nL dans le ventricule latéral (icv.) ou 200 nL par côté dans le NAcc. L'aiguille a été connectée à une seringue Hamilton (Hamilton, Reno, NV) par l'intermédiaire d'un tube en polyéthylène-20 et la dépression du piston a été effectuée lentement, nécessitant 1 minute par injection. À la fin de l'expérience, tous les sujets ont été sacrifiés par décapitation rapide et les cerveaux ont été extraits pour vérifier la position de la canule par un observateur aveugle aux conditions expérimentales. Les sujets avec des canules mal placées ont été exclus de l'analyse des données.
Test de cohabitation et de préférence de partenaire
Immédiatement après ip., icv., ou d'injections intra-NACC de drogues, les femelles ont cohabité avec un mâle pendant 6 heures sans accouplement. L'absence d'accouplement a été vérifiée en examinant le comportement enregistré sur bande vidéo. Pour l’étude des neuro-adaptations déclenchées par la cohabitation avec des femelles accouplées et amorcées aux œstrogènes (2µg par jour, ip., pendant 3 jours) ont cohabité avec un mâle pendant les heures 6 ou 24 et la présence de la reproduction a été vérifiée a posteriori sur bande vidéo (allant de combats de 6 à 11 au cours des premières heures de cohabitation avec 6).
Le test de préférence du partenaire a été effectué immédiatement après la cohabitation heure 6, comme décrit précédemment11. En bref, l'appareil d'essai à trois chambres consistait en une cage neutre reliée à deux cages identiques parallèles, chacune abritant un animal stimulant - un «étranger» mâle inconnu ou un «partenaire» mâle familier utilisé pendant la période de cohabitation. Les sujets femelles étaient libres de se déplacer dans l'appareil pendant les 3 heures de test, et les mâles stimulants étaient attachés dans leurs cages, ne permettant aucun contact direct les uns avec les autres. La session entière a été enregistrée sur bande vidéo et la durée du contact côte à côte du sujet avec le partenaire ou l'étranger a ensuite été quantifiée par un expérimentateur qualifié ignorant les groupes biologiques. Une préférence de partenaire a été définie comme les sujets passant beaucoup plus de temps en contact corporel avec le partenaire par rapport à un étranger, tel que déterminé par une paire t-tester. De plus, l'appareil à trois chambres était équipé de capteurs à faisceau photographique, permettant de déterminer l'activité locomotrice indiquée par le nombre d'entrées de la femelle dans les chambres de stimulation. Ce score locomoteur nous permet donc de contrôler les effets secondaires putatifs des médicaments sur le comportement des femmes, tels que l'activité générale, l'anxiété ou la modification de l'exploration d'un nouvel environnement, couramment utilisés par notre groupe et d'autres.12.
Extraction d'ARN et de protéines
Les femelles ont été sacrifiées par décapitation rapide et les cerveaux ont été immédiatement extraits et congelés sur de la glace sèche. Des coupes coronales (200 µm) ont été coupées sur un cryostat et givrées sur des lames de microscope. Des poinçons tissulaires bilatéraux d'un diamètre de 1 mm ont été prélevés dans tout le putam cNC et caudé, ce dernier constituant une zone de contrôle, et conservés à -80 ° C jusqu'à leur traitement. L'ARN total et les protéines ont été extraits à l'aide du protocole TRI-Reagent selon les instructions du fabricant (Molecular Research Center, Cincinnati, OH).
Analyse de l'expression des protéines par Western-blot
Après séparation sur un gel 10% Polyacrylamide (15% pour les histones), les protéines ont été transférées sur des membranes de nitrocellulose et incubées avec les anticorps primaires suivants: anti-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), -actin (A2066, 1: 1000, XSD). St Louis, MO), ou anti-acétyl histone H3 (Lys14, 06 – 911, 1: 1000) et total H3 (# 05 – 928, 1: 1000, Millipore, Temecula, CA). Tous les anticorps sont validés pour leur utilisation chez les humains, les rats et les souris, avec lesquels les campagnols des Prairies partagent des pourcentages d'homologie élevés (allant de 81 à 96%). Après hybridation avec un anticorps secondaire conjugué à la HRP, les membranes ont été révélées avec ECL (substrat ECL SuperSignal West Dura, Pierce Biotechnologies, Rockford, IL) et exposées sur un film Fuji XAR (Fuji Film, Tokyo, Japon). La quantification a été effectuée à l'aide du logiciel AIS 6.0 Image (Imaging Research, St. Catharines, Ontario, Canada) et tous les signaux ont été normalisés dans la même membrane en actine, à l'exception du signal acétyl-H3 qui a été normalisé par rapport au signal H3 total de l'histone. Les données normalisées sont ensuite exprimées en pourcentage d'animaux traités avec le LCR.
Réaction en chaîne par polymérase en temps réel semi-quantitative (RT-PCR)
0.5 µg d’ARN total a été traité pour la synthèse complémentaire de l’ADN, puis analysé comme décrit précédemment50 avec normalisation au gène de la nicotinamide adénine dinucléotide déshydrogénase (NADH). Toutes les réactions ont été effectuées en triple et leur spécificité vérifiée par analyse de la courbe de fusion et séparation sur gel 2% Agarose. Les séquences d’amorces utilisées étaient les suivantes: 5'-TCCAAGGCCAAAATCCGCGG-3 '(Fwd) et 5'-GGCAGAAGCTTCCTTGGGCGCAGGCU pour le repousser, Vous avez le choix parmi les catégories suivantes: ) pour D3R et 5'-CTATTAATCCCCGCCTGACC-3 '(For) et 5'-GGAGCTCGATTTGTTTTTGC-3' (Rev) pour NADH. Les données normalisées sont exprimées en pourcentage d'animaux traités au LCR.
Immunoprécipitation à la chromatine
L'acétylation de Histone H3 (Lys14) dans des poinçons de tissu de putamen cnc et de Naud et caudé a été analysée en utilisant le kit de tissus G de protéine G Magna ChIP (Millipore, Temecula, CA) en suivant les instructions du fabricant. En bref, après réticulation avec 1% formaldéhyde, la chromatine a été cisaillée à l'aide d'un Misonix XL-2000 en fragments de 200 – 600 bp. Une immunoprécipitation de l'histone acétylée H3 (Lys14) a ensuite été réalisée avec 10µg d'anticorps anti-acétyl-H3 (Lys14) (Millipore) pendant une nuit à 4 ° C. Après les lavages, l'élution des billes et l'inversion des liaisons croisées, l'ADN immunoprécipité a été purifié et analysé en triple par RT-PCR sur une plate-forme iCycler (voir ci-dessus) avec une courbe d'étalonnage interne réalisée à partir d'échantillons INPUT regroupés. Les amorces ont été conçues pour amplifier une région 236 pb-longue située 128 pb en amont du premier codage exon pour la OTR du campagnol des prairies (oxtr, Numéro d'accession GenbankAF079980), ou 192 pg-région longue située 141 pb en amont du premier exon codant pour le campagnol des prairies V1aR (avpr1a, Numéro d'accession GenbankAF069304) Les séquences étaient les suivantes: 5'-CTCCGGAGCCGGGGCTAAGT-3 '(Fwd) et 5'-ACCGCTTCCCCGAGAGTGGG-3' (Rev) pour oxtr, et 5'-GGTGGACCAGCCAGACCCCA-3 '(Fwd) et 5'-TGCAGAGCCAGGCGCTTTCC-3' (Rev) pour avpr1a. Chaque échantillon a été normalisé par la valeur INPUT respective et les données sont ensuite exprimées en pourcentage d'animaux traités au LCR.
Analyses statistiques et traitement de données
Pour les analyses des préférences des partenaires, les animaux ayant eu un comportement d'accouplement pendant la période de cohabitation ou avec des canules mal placées ont été exclus. Pour toutes les autres analyses moléculaires, un maximum d'un point de données par groupe biologique a été exclu lorsqu'il a été identifié comme étant aberrant. La plupart des expériences ont été répliquées, sauf lorsque les résultats étaient très clairs. Le temps passé en contact côte à côte avec l’un ou l’autre animal stimulant au cours du test de préférence du partenaire a été analysé avec un test bilatéral par paire. t-tester. Les scores de locomotion ont été analysés à l’aide d’un test bilatéral. t-test (pour deux groupes) ou une ANOVA unidirectionnelle (pour plus de deux groupes) et, le cas échéant, le test PLSD de Fischer post-hoc les tests ont été effectués avec un seuil de signification de P <0.05. Après vérification de la normalité, toutes les autres données ont été analysées avec un double t-test en supposant des variances égales ou inégales préalablement testées. Toutes les analyses statistiques ont été effectuées à l'aide du logiciel StatView (SAS Institute). Lorsque les données ont été normalisées en fonction de leurs contrôles respectifs (% de groupes de LCR, de solutions salines ou d’accouplement), les analyses statistiques ont été effectuées sur les données brutes.
Remerciements
Ce travail a été soutenu par l'Institut national de la santé mentale (NIMH) attribue MHR21-083128 à MK et ZW et MHR01-058616 à ZW Nous remercions également le Dr Maurice Manning pour le don généreux de l'antagoniste de l'OTR, OTA (T).
Notes
Conflit d'intérêt: Les auteurs ne déclarent aucun conflit d'intérêt.
Contributions d'auteur
HW, FD et YL ont effectué les expériences. HW et FD ont analysé les données. HW, FD, ZW et MK ont conçu l'étude. FD, ZW et MK ont écrit le journal. Tous les auteurs ont discuté des résultats et commenté le manuscrit.
Bibliographie
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