PLoS One. 2013 Samhain 25; 8 (11): e81245. doi: 10.1371 / journal.pone.0081245.
Nishijima T, Kawakami M, Kita I.
Foinse
Saotharlann na Fiseolaíochta Iompraíochta, Scoil Iarchéime na nEolaíochtaí Sláinte Daonna, Ollscoil Chathrach Tóiceo, Tóiceo, an tSeapáin.
Abstract
Feabhsaíonn cleachtadh coirp ilghnéithe de fheidhm hippocampal. Ag teacht leis an gcoincheap go bhfuil gníomhaíocht néarónach ríthábhachtach chun feidhmeanna néarónacha a chur chun cinn, léirigh litríocht roimhe seo go leanúnach go spreagann géarchéimeanna géarghníomhaíochta gníomhachtú neuronal sa hippocampus. Mar thoradh ar spreagthaigh ghníomhachtaithe arís agus arís eile, tugtar carnadh an fhachtóra trascríobh ΔFosB, a dhéanann plasticity fadtéarmach nóral a idirghabháil.
Sa staidéar seo, rinneamar tástáil ar an hipitéis a spreagann an roth deonach fadtéarmach a ritheann ΔFosB sa hippocampus, agus scrúdaíodh aon éifeachtaí réigiún-shonracha a d'fhéadfadh a bheith ann laistigh de na subfields hippocampal feadh na haise droma-ventral. Bhí lucha C57BL / 6 Fireann lonnaithe le nó gan roth reatha le haghaidh seachtainí 4. Rothaíocht fhadtéarmach ag rith go mór le himdhíontacht FosB / ΔFosB i ngach réigiún hippocampal arna tomhas (.i. i bhfo-réimsí DG, CA1, agus CA3 na hippocampus droma agus ventral). Deimhníodh leis na torthaí gur rith an roth imdhíontachtacht FosB / ΔFosB a bhí spreagtha go sonrach don réigiún sa chortex, ag tabhairt le tuiscint nach iarmhairt neamhshonrach í an méadú aonfhoirmeach i FosB / ΔFosB laistigh den hippocampus. Thug sonraí blot an Iarthair le fios gurbh é ba chúis leis an imdhíonadh méadaithe hipicampach FosB / ΔFosB ná ΔFosB méadaithe. Tugann na torthaí seo le fios go bhfuil cleachtadh coirp fadtréimhseach ina spreagadh mór don ionduchtú BFosB ar fud na hippocampus ar fad, rud a mhíneodh cén fáth ar féidir le cleachtadh feidhmeanna droma droma agus hippocampus spleách a fheabhsú. Is díol spéise é go raibh comhghaol dearfach idir an abairt FosB / ΔFosB san Ard-Stiúrthóireacht agus líon na néaróin dúbailte-imdhíonach (ie, neamhaibí).
Cé go bhfuil na meicníochtaí trína ndéanann ΔFosB idirghabháil neurogenesis a spreagann cleachtadh fós neamhchinnte, tugann na sonraí seo le tuiscint go bhfuil neurogenesis a spreagann cleachtadh ag brath ar ghníomhaíocht ar a laghad. Le chéile, tugann ár dtorthaí reatha le tuiscint gur sprioc nua mhóilíneach é osFosB a bhaineann le rialtacht hippocampal a spreagann cleachtadh a rialáil.
Réamhrá
Tugann cleachtadh buntáistí éagsúla ar ghnéithe móilíneacha, struchtúracha agus feidhmiúla na hippocampus i creimirí [1,2], cuid acu a bhí tacaithe ag staidéir dhaonna [3,4]. Mar sin féin, ní thuigtear go leordhóthanach na meicníochtaí atá mar bhonn leis na hathruithe a rinneadh ar phlaisteacht hippocampal. Léirigh litríocht roimhe seo go spreagann cleachtadh gníomhachtú neuronal hippocampal i creimirí. Léirigh staidéir Immunohistochemical ag baint úsáide as c-Fos, marcóir gníomhachtaithe neuronal neamhbhuan, gur mhéadaigh rith éigeantach agus deonach léiriú c-Fos sa ghíreas fiaclóireachta (DG), CA1, agus subfields CA3 na hippocampus creimire [5-7]. Ina theannta sin, léirigh staidéar roimhe seo ag baint úsáide as sreabhmhéadar léasair-Doppler (LDF) gur mhéadaigh treadmill éadrom sreabhadh fola cheirbreach réigiúnach (rCBF), marcóir malartach de ghníomhachtú neuronal, i bhfostóir CA1 i bhfrancach [8]. Cumasaíonn staidéir imdhíonchéimeimiceacha anailísí mionsonraithe a bhaineann go sonrach leis an réigiún tar éis deireadh a chur leis an gcleachtadh, agus cuireann LDF ar chumas monatóireachta fíor-ama ar rCBF i gceantar logánta. In ainneoin na mbuntáistí agus na dteorainneacha a bhaineann le gach staidéar, léirigh na staidéir seo freisin go raibh tionchar ag géarchúrsaí aclaíochta ar ghníomhaíocht néarólach hippocampal. Molann na torthaí seo meicníocht trína gcuireann cleachtadh rialta fadtéarmach plaisteacht hippocampal chun cinn trí ghníomhachtú neuronal a spreagadh arís agus arís eile [9].
Tarlaíonn an fachtóir trascríobh ΔFosB, isform spice teasctha de FosB ar fhad iomlán, de bharr cineálacha éagsúla spreagthacha arís agus arís eile i réigiúin shonracha inchinne, áit a ngineann sé de réir a chéile mar gheall ar a chobhsaíocht uathúil (leathré seachtain) [10-12]. Léirítear i gcorp fianaise atá ag fás go méadaíonn leibhéil mhéadaithe ΔFosB plaisteachas nóral agus iompraíochta fadtréimhseach a bhaineann le spreagthaí áirithe [11,13]. Mar shampla, is minic a ardaíonn chronicFosB léiriú i riaradh ainsealach drugaí mí-úsáide, mar shampla cóicín agus moirfín, in ionannas ar cheann de na meicníochtaí móilíneacha atá mar bhonn le híogaireacht mhéadaithe na ndrugaí seo [11,14,15]. Sgo spreagúil eile le spreagadh luaíochta eile, lena n-áirítear aiste bia ardmhéathrais agus taithí ghnéasach [16,17], lMhéadaigh reáchtáil roth deonach ar bhonn leanúnach freisin imdhíontachtacht FosB / ΔFosB i núicléasaigh francach, ag tabhairt le tuiscint gur luach saothair nádúrtha é rith deonach do chreimirí [18,19]. Mar sin féin, chomh fada agus is eol dúinn, ní dhearnadh aon litríocht a scrúdú cibé an dtarlaíonn léiriú repeatedFosB sa hippocampus le cleachtadh coirp arís agus arís eile. Toisc go spreagann cleachtadh gníomhachtú neuronal sa hippocampus, rinneamar hipitéisiú go spreagfadh rith roth deonach fadtéarmach expressionFosB léiriú sa hippocampus. Cé go bhfuil na meicníochtaí beachta trína rialaíonn exactFosB plaisteachacht hippocampal fós neamhchinnte, tá sé léirithe ag staidéir go bhfuil easpa lucha ag staidéir fosB taispeánann géine neurogenesis hippocampal lagaithe agus iompar méadaithe cosúil le dúlagar [20,21]. Iis eol go bhfeidhmíonn an cleachtadh neurogenesis agus go bhfuil airíonna frithdhúlagráin aige [22-25]. If go bhfuil ár hipitéis ceart, exerciseBa chóir go mbeadh BFosB ina sprioc idirghabhála sprioc mhóilíneach nua a spreagfadh plasticity hippocampal.
Tá grádán anatamaíocha agus feidhmiúil ag an hippocampus feadh a haise fadaimseartha (dorso-ventral) [26]. Tá ról lárnach ag an hippocampus droma i bhfoghlaim spásúil agus i gcuimhne [27,28], cé go bhfuil baint mhór ag an ventral hippocampus le hiompar mothúchán a rialáil [29,30]. Ina theannta sin, léirigh staidéir go spreagann spreagthaí fiseolaíocha patrúin dhifriúla de léiriú c-Fos i gcodanna droma agus ventral an hippocampus [31-33]. Toisc go bhfeabhsaíonn an cleachtadh an dá dhroim [34-37] agus feidhmeanna a bhraitheann ar hippocampus ventral [24,25,38], tá sé tábhachtach scrúdú a dhéanamh ar cibé acu is cúis le léiriú deonach fadtéarmach ΔFosB sa hippocampus.
Ba é príomh-hipitéis an staidéir seo go n-éireodh léiriú expressionFosB sa hippocampus luch. Rinne FosB / ΔFosB immunohistochemistry imscrúdú ar an hipitéis seo i bhfo-réimsí droma agus ventral hippocampal, DG, CA1, agus CA3, le béim bhreise ar ionduchtú réigiún-shonrach a aithint. Deimhníodh na torthaí le blotáil an iarthair, a úsáideadh chun an t-ábhar a aithint fosB táirgí géine a tharlódh sa hippocampus. Scrúdaíomar freisin an cortex maidir le hionduchtú FosB / ΔFosB réigiún-shonrach chun deireadh a chur leis an bhféidearthacht gur mhéadaigh an cleachtadh fadtéarmach imdhíoneacht FosB / ΔFosB san inchinn. Mar fhocal scoir, rinneadh imscrúdú ar an gcomhar comhghaolmhar idir léiriú FosB / osFosB agus neurogenesis mar an chéad chéim chun impleachtaí feidhmiúla ionduchtaithe BFosB a spreagann cleachtadh a lorg i leith rialtacht hippocampal a rialáil.
Ábhair agus Modhanna
1: Ráiteas ainmhithe agus eitice
Ceannaíodh lucha fiche fear C57BL / 6 (seachtainí 8) ó phóraitheoir tráchtála (SLC, Shizuoka, an tSeapáin). Baineadh úsáid as deich lucha le haghaidh Turgnamh 1, agus an deich gcinn eile le haghaidh Turgnamh 2. Cuireadh lucha faoi choinníollacha rialaithe teochta (22-24 ° C) agus solas (timthriall éadrom / dorcha 12 / 12-h, solas ar 0500), agus cuireadh bia agus uisce ar fáil dóibh roghnach. D'fhaomhaigh Coiste Eitice Turgnamhaí Ainmhithe Ollscoil Chathair Tóiceo gach nós imeachta turgnamhach.
I ngach turgnamh, nuair a tháinig siad isteach, sannadh lucha go randamach do ghrúpa rialaithe (Control, n = 5) nó grúpa reatha (Runner, n = 5). Le linn na chéad seachtaine, bhí gach lucha lonnaithe i gcaighean plaisteacha caighdeánacha i ngrúpaí (lucha 5 / caighean) don chéad chleachtadh. Ansin, aistríodh lucha Runner isteach i gcliabhán le roth reatha (ENV-046, Med Associate Inc., Georgia, VT, SAM). Toisc go bhfuil sé ar eolas go n-eisiatar aonrú sóisialta neurogenesis a spreagann cleachtadh sa hippocampus [39], Coinníodh lucha reatha mar ghrúpa (lucha / cáis 5) ar feadh seachtainí breise 4. Taifeadadh líon na rothlaithe roth gach maidin agus rinneadh meáchan coirp (g) a thomhas gach seachtain.
2: Turgnamh 1. Scrúdú Immunohistochemical ar léiriú FosB / ΔFosB agus neurogenesis hippocampal
2.1: Próiseáil bréige agus fíocháin
An mhaidin (0900-1100) tar éis an lae dheiridh den tréimhse reatha, bhí na lucha ainéistéitithe go domhain le sóidiam pentobarbital agus tar éis iad a fhuilaistriú le salann fuar. Aistríodh an inchinn go tapa agus iar-shocraíodh í i paraformaldehyde 4% i salanda maolánaithe fosfáite 0.1 M (PBS, pH 7.4) thar oíche. Rinneadh an inchinn a chromadh ansin i siúcrós% 30 i PBS agus é a reo go dtí go ndéanfaí tuilleadh próiseála air. Fuarthas codanna inchinne corónacha (40 μm) de leathsféar ag baint úsáide as microtome reo agus bailíodh iad i PBS le hazide sóidiam 0.01%.
2.2: Immunohistochemistry
Roghnaíodh sraith rannóga de rannóga go randamach do immunostaining FosB / ΔFosB. Baineadh úsáid as sraith in aice láimhe le lipéadú décortin (DCX), marcóir néaróin neamhaibí a bailíodh chun neurogenesis a mheasúnú [40,41]. Tar éis duit gníomhaíocht sárocsaíde endogenous a mhúchadh le 1% H2O2 i PBS, rinneadh réamhráite ar chodanna saor-snámh le réiteach blocála ina raibh gnáth-serum capall 10% i PBS do 2 h. Tar éis rinsíní i PBS, rinneadh codanna a ghoradh le antasubstaint uile-FosBónach polyclonal (1: 1000, sc-48, Biteicneolaíocht Santa Cruz, Dallas, TX, USA) a chaolaítear i PBS le 0.5 Triton X-100 agus 0.5% BSA (PBST -BSA) le haghaidh 24 h ag 4 ° C. Rinneadh sraith eile de chodanna a ghoradh le antasubstaint frith-DCX gabhar polyclonal (1: 500, sc-8066, Santa Cruz) i PBST-BSA le haghaidh 48 h ag 4 ° C. Rinneadh na hailt a ghoradh tuilleadh le hantasubstaint thánaisteach biotinylated cuí (frith-choinín IgG, 1: 1000, AP182B; IgG frith-ghabhar, 1: 1000, AP180B, idir antasubstaintí ó EMD Millipore, Billerica, MA, SAM) i PBST-BSA le haghaidh 2 h ag teocht an tseomra. Rinneadh cóireáil ar na rannóga ansin le coimpléasc peroxidase avidin-biotin (trealamh peroxidase ABC Vectastain, Vector Laboratories Inc, Burlingame, CA, SAM) le haghaidh 90 min tar éis treoracha an mhonaróra. Rinneadh na hantaiginí a shamhlú ar deireadh le 0.02% 3,3-diaminobenzidine (DAB) i 0.1 M Tris-HCl (pH 7.6) ina bhfuil XNUM% H2O2. Maidir le immunostaining FosB / ΔFosB, treisíodh an t-imoibriú le sulfáit amóiniam nicil. Maidir le smálú DCX, coinníodh núicléas ceall le smálú Nissl. Suiteáladh rannóga ar shleamhnáin agus iad clúdaithe le geilitín.
2.3: Cainníochtú imdhíontachta FosB / ΔFosB ag baint úsáide as sealúchas íomhá
Ardaíodh an antashubstaint uile-FosB a úsáideadh sa staidéar seo i gcoinne réigiúin inmheánaigh a roinn an réigiún FosB agus ΔFosB N-terminal, mar sin ní féidir leo idirdhealú a dhéanamh idir an dá mhadra. Dá bhrí sin, cuireadh síos ar na struchtúir imdhíonachta mar núicléis imdhíontacha FosB / ΔFosB (FosB / ΔFosB-ir). Maidir le cainníochtú dall neamhchlaonta, códaíodh sleamhnáin roimh an anailís. Atlas inchinne na luiche [42Baineadh úsáid as chun suíomh na réigiún leasa seo a leanas a shainaithint: ciseal cealla gráinníní (GCL) DG (rannóga 3), ciseal cealla pirimide de chuid CA1 (3 ranna) agus CA3 (rannóga 2-3) sa hippocampus droma (dúnta go -2.2 mm ón bregma); DG (rannóga 2), CA1 (rannóga 2), agus CA3 (rannóga 2) sa hippocampus ventral (dúnta go -3.4 mm ón bregma) (Figiúr 4, ar chlé). Tá codanna droma agus aerála na hippocampus sna rannáin chablaí, ach díríodh ar an gcuid ventral. San AS, rinneadh anailís ar leithligh ar lanna suprapyramidal (DGsp) agus infrapyramidal (DGip). Motor cortex (ailt 2-3, dúnta le -0.6 mm ón bregma), cortex bairille somatosensory (rannóga 2-3, dúnta go -0.6 mm ón bregma), cortex amhairc (rannóga 3, dúnta go -2.9 mm ón rinneadh anailís freisin ar chortex mallachar cloisteála (rannóga 3, a dúnadh go -2.9 mm ón bregma), agus bolgán olfactory (rannóga 3, dúnta go + 4.3 mm ón bregma) freisin (Figiúr 6, ar chlé).
Tógadh íomhánna digiteacha (2070 × 1548 pixel) de gach Roi ag baint úsáide as micreascóp optúil (BX-51, Olympus, Tóiceo, an tSeapáin) a bhfuil ceamara CCD acu (DP-73, Olympus) agus bogearraí íomháithe (cellSens, Olympus). ba é formhéadú lionsa oibiachtúil 10 × i gcomhair Roi-Photaí hippocampal agus 4 × i gcás IOnna cortical. Chun imdhíontacht FosB / ΔFosB measartha go láidir a aithint (Fíor 1D – G(b), ag baint úsáide as roinnt rannóga roimh ré, rinneadh an dá shuíomh éadála íomhá (déine solais, méid stad allamuigh, am nochta agus cothromaíocht bán) agus leibhéil tairsí do gach ceann de na comhpháirteanna RGB a bharrfheabhsú do IOnna hippocampal agus cortical. Rinneadh an anailís seo a leanas ansin faoi na coinníollacha optamaithe (1). Roghnaigh polagáin neamhrialta múnlaithe RÉannaFigiúr 1A, B) (2). Tairsíodh an íomhá, rud a rinne dath dearg ar an núicléis FosB / ΔFosB-ir (Fíor 1C-G) (3). Ansin ríomhadh an% RÉ go huathoibríoch mar seo a leanas:% ROI = (limistéar athchóirithe (i ndath dearg) / achar iomlán Roi) × 100.
Chun an anailís shiarchoinneálach íomhá seo a bhailíochtú, roghnaíodh réigiúin 20 go randamach ó limistéir inchinn éagsúla le méideanna éagsúla réigiúin. Chomh maith leis an gcainníochtú coinneála íomhá, rinneadh líon na n-núiclí FosB / ΔFosB-ir a chomhaireamh de láimh agus fuarthas dlús núicléis FosB / ΔFosB-ir trí líon na núicléis FosB / ΔFosB-ir a roinnt de réir na dtomhas limistéar (mm2).
2.4: Cainníochtú na néaróin neamhaibí DCX-ir sa ghíreascóir déadach
Bhí na néaróin neamhaibí DCX-ir i lucha DG DG Runner forluí agus forluiteach, rud a chiallaíonn go raibh sé deacair líon scoite DCX-ir soma a chomhaireamh go beacht trí úsáid a bhaint as micreascóp optúil. Mar sin féin, i staidéar roimhe seo, léirigh anailís Sholl ar mheastóireacht mhoirfeolaíoch go bhfuil dí-ilt amháin ar an meán ag gach néarón DCX-ir nuair a thomhaistear é laistigh de 40 μm de na soma [43]. Dá bhrí sin, forbraíodh an anailís bhunaidh seo a leanas chun gur féidir cainníochtú néaróin DCX-ir a shonrú go sonrach don réigiún.
- (1) Rinneadh íomhá den GCL a réamh-mheas ar taispeáint ríomhaire ag úsáid bogearraí íomháithe agus lionsa oibiachtúil 40 × (2). Ar an íomhá bheo, tarraingíodh mírlíne (150 ± 0.1 μm) feadh lár an GCL (Figiúr 2) (3). Athraíodh an doimhneacht fócasach, líon na n-uaireanta a thrasnaigh an deighleog líne DCX-ir dendrites (4). Bhí na ROIanna (droma DGsp, dDGsp; dorsal DGip, dDGip; ventral DGsp, vDGsp; ventral DGip, vDGip) comhfhreagrach leis na réigiúin ina ndearnadh anailís ar imdhíontaíocht FosB / ΔFosB (5). I ngach Roi, tarraingíodh deighleoga líne 2-3 in aghaidh an ailt agus meánlíon na gcrosairí thar chodanna 2-3 in aghaidh na luiche. Toisc go bhfuil tiús an GCL thart ar 60-80 ,m, ba chóir go léireodh líon na gcrosairí líon na néaróin DCX-ir laistigh den réigiún srianta a ndearnadh anailís orthu.
Íomhá ionadaíoch de néaróin neamhaibí DCX-ir agus mírlíne (150 ± 0.1 )m) forleagtha chun líon na gcrosairí le dendrites DCX-ir a chomhaireamh.
3. Turgnamh 2. Sainaithint an FosB / ΔFosB isoform a spreagtar trí roth a reáchtáil
3.1: Próiseáil bréige agus fíocháin
Caitheadh le cohórt breise lucha thuas mar atá thuas in Turgnamh 1. Tar éis XNUM seachtain d'idirghabháil reatha, rinneadh salanda fuar a chur ar na lucha go tragóideach faoi ainéistéiseach domhain. Rinneadh an hippocampus a dhioscadh amach agus a reo go tapa le nítrigin leachtach agus a stóráil ag -4 ° C. Rinneadh homogenized an hippocampi de gach luch i maolán RIPA (80 mM NaCl, 150 mM Tris-HCl pH 25, 7.6% NP-1, 40% sodium deoxycholate, 1% SDS, #0.1, Thermo Scientific, IL, SAM) ina bhfuil protease coscairí (cOmplete Mini, Roche, Manheim, an Ghearmáin). Rinneadh na líonta a lártheifneáil le haghaidh 8990 min ag RPM 15 ag 5000 ° C agus bailíodh maoir. Rinneadh comhchruinnithe próitéine a thomhas le paca Assay Protein BCA (#4, Thermo Scientific, IL, SAM).
3.2: Scagadh an Iarthair
Rinneadh leictreafóiriú ar mhéideanna comhionanna próitéine (30 μg / lána) ar ghlóthach polyacrylamide 10, a aistríodh ansin chuig scannán PVDF (Immun-Blot, 0.2 μm, Bio-Rad, MD, SAM). Cuireadh bac ar Nonspecific ceangailteach ag preincub an scannán do 1 h in TBST (0.5 M NaCl, 20 m Tris-HCl pH 7.5, 0.1% Tween-20) ina bhfuil 3% BSA. Rinneadh an scannán a ghoradh leis an antashubstaint uile-FosB (1: 1000) a úsáideadh thuas le haghaidh imdhíonhaistéimeimic, a tuaslagadh in TBST ina bhfuil an BSA 3%. Tar éis washes le TBST, rinneadh an membrane a ghoradh le antasubstaint frith-choinín IgG HRP (1: 5000 in TBST, NA934, GE Healthcare, Buckinghamshire, an Ríocht Aontaithe) le haghaidh 1 h ag teocht an tseomra. Tar éis a nite le TBST, rinneadh bannaí próitéine a shamhlú trí ghorlann le Enhanced Chemiluminescence (Western Lightning Plus-ECL, PerkinElmer, MA, SAM) agus gabhadh iad ag úsáid mion Íomhá Quant LAS 4000 (GE Healthcare, Buckinghamshire, UK). Ansin athpholaíodh an scannán leis antasubstaint dehydrogenase frith-glyceraldehyde-3 (GAPDH) (#2275, 1: 5000 i TBS-T, Trevigen, MD, SAM) mar rialú lódála. Rinneadh dlús optúil na mbandaí próitéine a chainníochtú ag úsáid Íomhá-J agus normalaithe go dtí leibhéal GAPDH.
4: Anailís staitistiúil
Rinneadh anailís ar athruithe ar mheáchan coirp na luch de réir ANOVA (grúpa × am) ath-bhearta dhá bhealach. Baineadh úsáid as t-thástáil neamhchaite chun difríochtaí staitistiúla a chinneadh idir grúpaí (Rialú vs Rith). Baineadh úsáid as anailís chomhghaoil Pearson chun anailís imdhíoneachta FosB / ΔFosB a bhailíochtú (comhaireamh láimhe vs coinneáil siar na híomhá), agus chun scrúdú a dhéanamh ar an gcomhcheangal idir leibhéal léiriú FosB / ΔFosB agus líon na gcrosairí DCX san Ard-Stiúrthóireacht. Cuireadh sonraí i láthair mar mheán ± SEM. Socraíodh an tairseach le haghaidh suntas staitistiúil P <0.05.
Torthaí
1: Meáchan coirp agus fad reatha i dTurgnaimh 1 agus 2
Déantar athruithe ar mheáchan coirp na lucha Rialaithe agus Runner araon i dTurgnaimh 1 agus 2 a chomhthiomsú agus a thaispeáint i Figiúr 3. Bearta athdhéanta débhealaigh Léirigh ANOVA idirghníomhaíocht shuntasach (grúpa × am, F(4, 72) = 13.6, P <0.001) agus príomhéifeacht an ghrúpa F(1, 18) = 6.07, P <0.05), rud a léiríonn meáchan coirp atá i bhfad níos ísle i lucha Runner. Taispeántar an fad reatha in aghaidh an chliabháin i Tábla 1. Cé go raibh neamhchinnteacht ann maidir le hachar reatha beacht gach luch toisc go raibh na lucha lonnaithe le chéile, deimhníodh go mbreathnófaí go rialta go ndéanfadh gach luch luí ag rith. Rith na lucha reatha sa Turgnamh 2 níos faide ná na lucha i dTurgnamh 1, ach bhí an meánfhad reatha (m / day / cage) comhsheasmhach le linn gach turgnaimh.
2: Cainníochtú imdhíonachta FosB / ΔFosB a bhailíochtú trí leas a bhaint as coinneáil íomhá
Bhí comhghaol suntasach idir an limistéar FosB / ΔFosB-ir a fuarthas trí shealúchas íomhá agus dlús núicléis FosB / ΔFosB-ir a fuarthas trí chomhaireamh láimhe (r = 0.941, P <00001, Figiúr 4).
3: Imdhíontaíocht fosB / ΔFosB sa hippocampus
Taispeánadh íomhánna ionadaíocha de immunostaining FosB / ΔFosB sa subfields droma droma agus aerála i Figiúr 5. I ngach RIA a ndearnadh anailís air, imdhíontacht FosB / ΔFosB i lucha Rith (Figiúr 5, ar dheis) a bhí níos airde go cáilíochtúil ná mar a bhí i lucha Rialúcháin (Figiúr 5, ionad). I lucha reatha, léirigh anailís chainníochtúil méadú suntasach ar réimse FosB / ΔFosB-ir sa dá dhroim (DGsp: P <0.01; DGip: P <0.01; CA1: P <0.05; CA3: P <0.05) agus na fo-réimsí hippocampal ventral (DGsp: P <0.01; DGip: P <0.05; CA1: P <0.05; CA3: P <0.05; Figiúr 6).
4: Immunoreactivity FosB / ΔFosB sa chortex
Léirítear íomhánna ionadaíocha de chuid FosB / ΔFosB ag imdhíonadh sna ROIanna cortical Figiúr 7. Léirigh anailís chainníochtúil athruithe a bhí ag brath ar an réigiún in imdhíontaíocht FosB / ΔFosB le reáchtáil fhadtéarmach (Figiúr 8). I lucha reatha, bhí an limistéar FosB / ΔFosB-ir i bhfad níos airde sa chortex mótair (P <0.05) agus an cortex bairille somatosensory (P <0.05), ach ní sa cortex amhairc (P = 0.662) nó an bolgán olfactory (P = 0.523). Sa chortex mallachar cloisteála, bhí an limistéar FosB / ΔFosB-ir i dtreo méadú ar lucha reatha (P =
5: Neurogenesis
Taispeántar íomhánna ionadaíocha d’imdhíonadh DCX i Figiúr 9. Sa hippocampus droma, DCX imdhíontacht i lucha reatha (Figiúr 9, ceart) a bhí níos airde go cáilíochtúil i gcomparáid le lucha Rialaithe (Figiúr 9, ar chlé). I gcomparáid leis an hippocampus droma, bhí imdhíontachtacht DCX sa hippocampus ventral níos laige i lucha Rialaithe agus Rith. I lucha reatha, bhí líon na gcrosairí i bhfad níos airde sa dDGsp (P <0.01) agus dDGip (P <0.01; Figiúr 10). Sa hippocampus ventral, bhí claonadh ann go dtiocfadh méadú ar líon na gcrosairí i lucha Runner, ach ní raibh aon difríochtaí suntasacha idir grúpaí (vDGsp, P = 0.101; vDGip, P = 0.257; Figiúr 10).
6: Comhghaol idir léiriú FosB / ΔFosB agus neurogenesis
Rinneadh anailís chomhghaoil idir an limistéar FosB / ΔFosB-ir agus líon na gcrosairí DCX (Figiúr 11). Toisc nach bhfuil ach péirí 5 i ngach tacar sonraí (mar shampla, lucha droma DGsp in Control), rinneadh an anailís ar dtús leis na péirí 40. Ar ndóigh, bhí comhghaol suntasach idir an limistéar FosB / ΔFosB-ir agus líon na gcrosairí DCX (r = 0.885, P <0.0001). Ina theannta sin, aithníodh comhghaolta suntasacha freisin nuair a bhí an DG droma (r = 0.762, P <0.05) agus an DG ventral (r = 0.816, P Rinneadh anailís ar leithligh ar <0.01).
7: Sainaithint an FosB / ΔFosB isoform a spreagann rith fadtréimhseach
Mar fhocal scoir, an t-eolas a shainaithint fosB táirgí géine a tharlódh sa hippocampus mar fhreagra ar reáchtáil fhadtéarmach, bhí na hippocampi ó chohórt breise lucha faoi réir blot an iarthair leis an antashubstaint uile-FosB céanna a úsáid. Bannaí iolracha de 35-37 kDa, arb ionann iad agus isfoirmeacha modhnaithe de ΔFosB [44], a mhéadú go suntasach i lucha Runner in aghaidh Control (Figiúr 12, P <0.01). Ar an láimh eile, bhí an isoform FosB 48 kDa do-thuigte i gceachtar grúpa. Is dócha go léiríonn banda eile atá le feiceáil os cionn 25 kDa an isoform Δ2ΔFosB (27 kDa). Bhí dhá bhanda eile ann, os cionn 50 kDa agus 37 kDa, is dóichí mar gheall ar cheangal neamhshonrach. Nuair a bhí siad cainníochtaithe, ní bhfuarthas aon difríochtaí sna bandaí neamh-ΔFosB seo idir grúpaí (sonraí gan a thaispeáint).
Plé
Go hachomair, rinne an staidéar reatha anailís imdhíon-cheimiceimiceach ar dtús chun scrúdú a dhéanamh ar 1) cibé acu a spreagann roth deonach fadtréimhseach léiriú FosB / ΔFosB sa hippocampus; agus 2) an bhfuil freagra ar leith ar an réigiún feadh a haise dorso-ventral.
D'eascair méadú suntasach ar imdhíontaíocht FosB / ΔFosB i ngach ceann de na réigiúin hippocampal a ndearnadh anailís orthu (.i. An DG, CA1, agus subfields CA3 de na codanna droma agus ventral den hippocampus) i gceann ceithre seachtaine den roth deonach. Dheimhníomar gurb é an t-ollfhoirm 35-37kDa ΔFosB fosB táirge géine ag carnadh mar fhreagra ar reáchtáil fhadtéarmach. Tacaíonn na torthaí seo go soiléir leis an hipitéis go spreagann cleachtadh rialta fadtéarmach an t-ionduchtú BFosB ar fud na hippocampus, agus go bhféadfadh a ionduchtú a bheith ina mheicníocht mhóilíneach núíosach trína dtéann an cleachtadh i bhfeidhm ar chineálacha éagsúla feidhmeanna droma agus / nó hippocampus-spleáigh.
1: Bailíochtú agus srianta ar imdhíontaíocht FosB / ΔFosB a chainníochtú ag baint úsáide as sealúchas íomhá
Glacadh le teicníc shiarchoinneála íomhá, a úsáidtear go forleathan i staidéir imdhíon-cheimiceimiceacha chun líon na sprioc-chillíní a chomhaireamh agus chun meastóireacht a dhéanamh ar mhoirfeolaíocht na gceall, sa staidéar seo maidir le himdhíoneacht FosB / ΔFosB réigiún-shonrach [15,45,46]. Léiríodh comhghaol suntasach idir leibhéil na himdhíoneachta FosB / ΔFosB arna gcainníochtú trí shiarchoimeád íomhá agus trí chomhaireamh láimhe (Figiúr 4). Mar sin féin, toisc gur chuir dlús agus forluí cosc ar líon na núicléas FosB / ΔFosB-ir a chomhaireamh i gceantair an-dlúth, ní thugann an comhghaol léirithe ach cruinneas an mhodha tairsigh íomhá nuair nach ionann na ceantair FosB / ΔFosB-ir agus <~ 40% den Roi iomlán limistéar. Dá bhrí sin, is gá léirmhíniú cúramach a dhéanamh ar cheantair FosB / ΔFosB-ir> 40% d’achar iomlán an PÉ.
Go háirithe, i lucha DG de Runner (Figiúr 4), Ba chúis leis an léiriú FosB / ΔFosB go raibh roth ag rith agus tháinig forluí ar fhormhór an núicléis FosB / ΔFosB-ir. Sna réimsí seo, bíonn ró-mheastachán níos mó ar leibhéal na cainte mar thoradh ar ionduchtú méadaithe ar léiriú FosB / ΔFosB, beag beann ar an modh cainníochtaithe a úsáidtear (coinneáil íomhá nó comhaireamh láimhe). Mar sin féin, in ainneoin an riosca ró-mheastacháin, tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara gur léirigh an staidéar reatha méaduithe suntasacha i limistéar FosB / ΔFosB-ir i lucha DG DG Runner. Tugann sé seo le tuiscint nach gcuireann na teorainneacha modheolaíochta isteach ar ár dtorthaí. Ina áit sin, méadaíonn an tearcmheastachán féideartha iontaofacht an chinnidh go bhfuil imdhíontachtacht méadaitheach FosB / ΔFosB sa hippocampus méadaithe.
2: Ionduchtú Éide ΔFosB laistigh den hippocampus ag rith fadtéarmach
Tá grádáin anatamaíocha agus feidhmiúla ag an hippocampus feadh na haise fadaimseartha [26], mar sin don staidéar atá ann faoi láthair rinneadh anailís ar leith ar imdhíontachtacht FosB / ΔFosB i gcodanna droma agus aerála na hippocampus. Léirigh na sonraí gur mhéadaigh léiriú fadtréimhseach léiriú FosB / ΔFosB go fadtéarmach i ngach ROI hippocampal arna dtomhas. D'fhéadfadh athruithe meitibileacha sistéamacha a bhaineann le reáchtáil fhadtéarmach a bheith ina gcúis leis an ionduchtú aonfhoirmeach seo ar imdhíoneacht FosB / ΔFosB. Mar sin féin, tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara go raibh méaduithe ar imdhíontaíocht FosB / ΔFosB sa réigiún go sonrach sa chortex. Tacaíonn torthaí le déanaí leis an toradh seo a thaispeánann go raibh méadú mór ar shreabhadh fola cheirbreach réigiúnach sa hippocampus, ach nach raibh sa bholgán olfactory8]. Ina theannta sin, tá Rhodes et al. (2003) a léirigh nár tomhaiseadh XNUM lá de roth deonach ag rith léiriú c-Fostha spreagtha in DG agus CA7 / 2 den hippocampus (CA3) agus sa chortex céadfach, ach ní sa chortex amhairc [47]. Le chéile, tugann na staidéir seo le fios nach iarmhairt neamhshonrach é an t-ionduchtú aonfhoirmeach ar léiriú FosB / ΔFosB sa hippocampus sa tsraith fhadtéarmach. Is díol spéise é go bhfuil Hawley et al. tuairiscíodh le déanaí gur mhéadaigh an strus ainsealach a thuar aitheasc FosB / ΔFosB sa droma, ach gan a bheith sa ventral, DG den francach hippocampus [48]. Le himscrúdú breise, cuirfidh patrúin ar leith ionduchtaithe FosB / ΔFosB ar nós na n-ionduchtuithe a leanann cleachtadh nó strus léargas leanúnach ar thionchair spleácha ar an hippocampus.
Is eol go n-aithníonn an príomh-antashubstaint uile-FosBó a úsáidtear sa staidéar seo gach ceann de phróitéiní FosB. Ar anailís blotála an iarthair, fuaireamar amach gurb iad na holafoirmeacha mionathraithe de ΔFosB (35 – 37 kDa), an t-aon isfoirm chobhsaí i measc na bpróitéiní teaghlaigh Fos11]. Tá an toradh seo de réir na hoibre roimhe seo ag baint úsáide as antasubstaint uile-Fos chun a léiriú go bhfuil 35-37 kDa BFosB proteinFosB próitéin an teaghlaigh Fostaí a spreagtar sa chortex tosaigh trí strus ainsealach [44]. Dá réir sin, is dóchúil go léireoidh an méadú ar imdhíontaíocht FosB / ΔFosB hippocampal a tharlóidh anseo ag rith fadtéarmach go leibhéal ΔFosB.
Tá níos lú ar eolas faoi éifeachtaí a bhaineann go sonrach le réigiúin ar ghnéithe móilíneacha agus struchtúracha den hippocampus. Mar sin féin, léiríonn go leor staidéar iompraíochta go bhfuil acmhainneacht mhór ann d'fheabhsuithe a spreagann cleachtadh sna feidhmeanna droma droma agus hippocampal araon. Léiríodh cleachtadh chun feabhas a chur ar fhoghlaim spásúil agus ar chuimhne [34-38agus braitheann próiseáil spásúil agus comhthéacsúil go príomha ar an hippocampus droma [27,28]. I gcodarsnacht leis sin, is eol go bhfuil airíonna imní agus frithdhúlagróra ag cleachtadh [24,25,38agus is iad an ventral hippocampus den chuid is mó a rialaíonn na freagraí mothúchánacha seo [29,30]. Tugann an t-ionduchtú aonfhoirmeach ΔFosB de réir rith fhadtéarmach atá le feiceáil sa staidéar seo le tuiscint gur tharla cineál éigin athruithe neuroplastic ar fud na hippocampus ar fad. Thabharfadh sé seo míniú ar an gcúis gur féidir le feidhmiú difear a dhéanamh do fheidhmeanna droma droma agus hippocampus atá ag brath ar an droma.
3: Anailís réigiún-sonrach ar neurogenesis a spreagann cleachtadh
Tá aird mhéadaitheach ar dhí-chomhcheangal feidhme neurogenesis idir an dippalampus droma agus an t-aeráil [49]. Sa staidéar seo, leas a bhaint as tréithe moirfeolaíocha néaróin neamhaibí DCX-ir [43], chuireamar líon na gcrosbhealaí idir DCX-ir dendrites agus mírlíne a tarraingíodh feadh lár an GCL san áireamh. Níor sholáthair an tomhas seo líon iomlán na néaróin DCX-ir san Ard-Stiúrthóireacht, ach chuir sé ar chumas cainníochtú réigiún-sonrach a bhí riachtanach chun anailís chomhghaoil a dhéanamh le sonraí léirithe FosB / ΔFosB (féach thíos). Tar éis a bheith ag rith go fadtréimhseach, tháinig méadú suntasach ar líon na néaróin DCX-ir sa droma, ach ní mhéadaigh an ventral, DG. Tugann sé seo le fios go bhféadfadh cleachtadh neurogenesis a spreagadh níos déine sa droma i gcomparáid leis an gcuid ventral den DG. Mar sin féin, thuairiscigh staidéir roimhe seo torthaí a bhí ag teacht salach ar a raibh méadú ag teacht ar neurogenesis roth sna DG droma agus san fhiontar [50,51]. Sa staidéar seo, bhí méadú ag teacht ar líon na gcrosairí DCX-ir sa bhfiontar DG, cé go bhféadfadh an méid beag sampla (lucha 5 in aghaidh an ghrúpa) a bheith teoranta don difríocht difríocht shuntasach staitistiúil a aimsiú idir grúpaí. Dá bhrí sin, is dócha go mbeidh sé ró-luath gan an fhéidearthacht a bheith ann go spreagfaidh rith rothlach deonach neurogenesis hippocampal ventral. Tá gá le tuilleadh staidéir mhionsonraithe chun sainiúlacht réigiún na neurogenesis a spreagann cleachtadh a thuiscint maidir lena phróiseas ilphlé (iomadú ceall, idirdhealú, imirce, agus marthanas).
4: Impleachtaí feidhmiúla ionduchtaithe BFosB a spreagann cleachtadh le haghaidh rialtacht hippocampal a rialáil
Mar fhocal scoir, mar an chéad chéim chun impleachtaí feidhme ionduchtaithe BFosB a spreagann cleachtadh sa hippocampus a aithint, scrúdaíomar an imdhíoneacht FosB / ΔFosB chuig crosairí DCX-ir sa DG droma agus san fhiontar araon agus fuair muid comhghaol dearfach dearfach idir an dá athróg. Cé go bhfuil na meicníochtaí beachta trína rialaíonn BFosB neurogenesis spreagtha ar fheidhmiú fós neamhchinnte, léirigh staidéar le déanaí go bhfuil fosBlucha lucha, nach bhfuil FosB, ΔFosB, agus Δ2ΔFosB acu ( fosB táirgí), a léirigh easnaimh i neurogenesis hippocampal basal, lena n-áirítear laghdú ar iomadú cealla neuronal progenitor, imirce eapopach méadaithe néaróin nuabheirthe, agus struchtúir neamhghnácha AS [20]. Mar sin féin, níor breathnaíodh na hathruithe seo fosB(d / d(d) lucha, nach bhfuil FosB acu, ach nach bhfuil ΔFosB / Δ2ΔFosB iontu. Is díol spéise é fosBlucha lucha, léiriú ar roinnt géinte a bhaineann le neurogenesis, lena n-áirítear Vgf (Fachtóir VGF ar fhás néarógach) agus Gal (Galanin prepropeptide) síos20]. Ó tharla gur móilíní rúnda iad VGF agus GAL, measann togra amháin a thugann gealltanas go bhféadfadh néaróin a chuireann BFosB in iúl neurogenesis a rialáil trí ghníomhaíocht autocrine / paracrine [20].
Ina theannta sin, ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil an réigiún ina spreagtar BFosB ag forluí go spásúil leis an réigiún ina bhfuil gníomhaíocht néarógach ard. Tugann an toradh seo le fios go bhfuil neurogenesis a spreagann cleachtadh ag an íosmhéid gníomhaíochta-spleách. Tá gníomhachtú neuronal ríthábhachtach chun feidhm lárchóras na néaróg a chothabháil agus a fheabhsú [9], trí mheicníochtaí lena n-áirítear léiriú agus scaoileadh fachtóra neodrófaíoch díorthaithe ón inchinn (BDNF) [52,53], glacadh le fachtóir fáis-1 (IGF-1) cosúil le serum insulin trí bhac na hinchinne fola [54,55], cosc a chur ar apoptosis [56], agus rialáil gluaiseachta mitochondach [57]. Dá bhrí sin, tugann an staidéar reatha le fios gur tharraing cleachtadh fadtéarmach tús le gníomhachtú néarónach arís agus arís eile, atá le feiceáil sa léiriú ΔFosB méadaithe, a chuidíonn le plaisteacht hippocampal a fheabhsú, trí na meicníochtaí iomadúla a thuairiscítear thuas.
Ní dhearna an staidéar reatha measúnú ach ar neurogenesis a spreagann cleachtadh agus a chomhcheangal le léiriú FosB / ΔFosB san Ard-Stiúrthóireacht. Mar sin féin, spreagtar imdhíontaíocht FosB / ΔFosB i bhfo-réimsí CA1 agus CA3. Cé go bhfuil gá le tuilleadh staidéir chun níos mó tuisceana a fháil ar na róil fheidhmiúla a bhaineann le léiriú ΔFosB a spreagann cleachtadh laistigh de na fo-réimsí seo, is deis mhaith é an litríocht roimhe seo. Guan et al. (2011) a léirigh gur lagaíodh an comhdhlúthú nó an aisghabháil chuimhne, faoi seach []58]. Is díol spéise é gurb é an Cdk5 an sprioc iartheachtach BFosB [59] agus tá baint aige le plasticity synaptic a rialáil [60]. Dá bhrí sin, d’fhéadfadh baint a bheith ag expressionFosB abairt a spreagann cleachtadh a bheith i gceist le rialtacht synaptic a rialáil trí ghníomhachtú Cdk5 i bhfo-réimsí CA1 agus CA3.
Conclúid
Cé go raibh sé ar eolas go raibh géarchéimeanna géara ar léiriú próitéiní géine luatha sa hippocampus, soláthraíonn an staidéar reatha an chéad fhianaise go spreagann cleachtadh rialta fadtéarmach expressionFosB abairt sa hippocampus ar fad. This ionduchtú aonfhoirmeach ΔFosB a thacaíonn leis an tuiscint atá ann faoi láthair gur idirghabháil neamhchógaseolaíoch éifeachtach é an cleachtadh atá in ann feabhas a chur ar ilfheidhmeanna hippocampal. In éineacht leis an gcomhghaol suntasach idir léiriú FosB / ΔFosB agus neurogenesis, tá na sonraí seo gríosaitheach agus léiríonn siad go bhfuil gá le tuilleadh staidéir ag léiriú ról BFosB maidir le héifeachtaí cleachtadh ar fheidhm hippocampal, neurogenesis san áireamh.
Ráiteas Maoinithe
tagairtí
;