PLoS One. 2010; 5(10): e15401.
Abstract
Tha crìochnachadh pàtrain, an comas cuimhneachain coileanta fhaighinn air a thòiseachadh le glaisean pàirt, na fheart riatanach den phròiseas cuimhne. Ach, chan eil fios aig mòran mu na h-innealan molecular agus ceallach a tha mar bhunait air a ’phròiseas seo. Gus sgrùdadh a dhèanamh air àite dopamine ann an ath-ghairm cuimhne, tha sinn air sgrùdadh a dhèanamh air luchagan bualadh heterozygous còmhdhail dopamine (DAT+/−), agus fhuair iad a-mach, ged a tha ionnsachadh àbhaisteach, daingneachadh agus cuimhne cuimhne aig na luchagan sin fo chumhachan làn cue, tha iad a ’nochdadh easbhaidhean sònraichte ann an crìochnachadh pàtran fo chumha cue pàirt. Faodar an seòrsa easbhaidh cuimhne cuimhne seo ann an luchagan bualadh heterozygous còmhdhail dopamine a thionndadh air ais le dòs ìseal den antagonist dopamine haloperidol, a ’dearbhadh tuilleadh gu bheil an neo-chomas pàtranan cuimhne fhaighinn air ais mar thoradh air mì-chothromachadh dopamine. Mar sin, tha na toraidhean againn a ’nochdadh gu bheil smachd fìnealta air ìre dopamine na h-eanchainn deatamach airson crìochnachadh pàtran rè ath-ghairm cuimhne associative.
Ro-ràdh
Tha ath-ghairm cuimhne a ’toirt a-steach ath-aithris air fiosrachadh a fhuaireadh roimhe [1], [2]. A rèir staid nan suidheachaidhean cuimhne, faodaidh lorg cuimhne tachairt leis a ’mhòr-chuid no a h-uile gin de na cuisean a thachair roimhe seo co-cheangailte ri ionnsachadh (me a’ faicinn neach agus a ’cluinntinn a ghuth aig an aon àm, no a’ tadhal air ais air baile dachaigh nach do dh'atharraich mòran, msaa). Air an làimh eile, ann an iomadh cùis, bidh ath-lorg cuimhne mar as trice a ’tachairt nuair nach eil ach fo-sheataichean de chiad chogaidhean an làthair (me ath-thogail seann mhapaichean sràide baile a’ bhaile nuair nach robh ach beagan de sheann chomharran-tìre gun atharrachadh). Canar crìochnachadh pàtran ris an seo anns am bi an eanchainn ag ath-thogail agus a ’faighinn air ais pàtrain cuimhne iomlan bho chogaidhean taobh a-muigh no pròiseasan taobh a-staigh fèin-thòiseachadh. An-dràsta, chan eil fios aig mòran mu na h-innealan molecular agus ceallach a tha mar bhunait air ath-ghairm pàtran cuimhne cuimhne. Ach, tha sgrùdaidhean a tha a ’tighinn am bàrr a’ nochdadh gum faodadh pàirt a bhith aig comharran monoamine ann a bhith a ’lorg cuimhne [3].
Anns an sgrùdadh seo, chuir sinn romhainn sgrùdadh a dhèanamh air mar a tha pàirt aig an dopamine neurotransmitter modulatory ann a bhith a ’riaghladh crìochnachadh pàtran cuimhne rè ath-ghairm pàirt cue. Tha Dopamine na phrìomh neurotransmitter a bheir buaidh air eòlas-inntinn, faireachdainn, agus gluasad. Tha tar-chur dopaminergic annasach air a bhith an sàs ann an grunn eas-òrdugh inntinn-inntinn agus eanchainn a ’toirt a-steach easbhaidh aire agus eas-òrdugh trom-inntinn (ADHD), Sgitsophrenia, agus galar Pharkinson [4]-[8]. Ged nach eil neurons dopaminergic a ’tighinn ach bhon sgìre teasach ventral agus substantia nigra compacta, tha na toraidhean aca a’ pròiseict gu cha mhòr a h-uile àite san eanchainn, a ’toirt a-steach an cortex prefrontal, lobe temporal temporal, agus hippocampus, roinnean a tha aithnichte a bhith air an cur an gnìomh rè cuimhne cuimhne.l [3], [9]-[14].
Bu chòir a thoirt fa-near cuideachd gu robhas den bheachd gu robh dopamine deatamach a thaobh aire agus cuimhne obrach air a mheadhanachadh le os cionn roinnean eanchainn [15]-[18], bha gach cuid air an cleachdadh ann am pròiseas ath-lorg cuimhne fo chumhachan pàirteach [19]. Mar a ’phrìomh dhòigh cealla gus crìoch a chuir air soidhneadh dopamine, bidh an neach-còmhdhail dopamine (DAT), a tha suidhichte aig na h-ionadan neuronal presynaptic, ag ath-ghlacadh dopamine bhon sgoltadh synaptic air ais gu na neurons dopaminergic. Mar sin, tha DAT na moileciuil èiginneach ann a bhith a ’riaghladh ìrean synaptic de dopamine, agus mar sin a’ dearbhadh fad ùineail gnìomhan dopamine air na cuairtean neòil ionadail. Gu dearbh, bidh bualadh ginteil den ghine còmhdhail dopamine a ’leantainn gu easbhaidhean domhainn. Tha na luchagan DAT-KO homozygous a ’fulang le ana-cainnt follaiseach a’ toirt a-steach dàil fàis, trom-inntinn locomotor làidir, agus mòran easbhaidhean eile a ’toirt a-steach easbhaidhean ann an àiteachadh agus eadar-obrachadh sòisealta a bharrachd air motility gut, smachd analach, msaa. [6], [20], [21]. Tha na h-uireasbhaidhean iomlan ann an luchagan DAT-KO homozygous air a dhèanamh cho freagarrach airson sgrùdadh a dhèanamh air àite dopamine ann a bhith a ’riaghladh phròiseasan cuimhne.
Gu inntinneach, tha na luchagan bualadh heterozygous (DAT+/− tha luchagan), fhathast le allele den ghine DAT gnìomh, a rèir coltais gu math àbhaisteach nan giùlan iomlan iomlan [6], [20], [21]. Mar sin, an DAT+/− is dòcha gum bi luchagan a ’toirt seachad modail luachmhor airson a bhith a’ sgrùdadh cuid de na phenotypes fìnealta, ach cudromach, leithid pròiseasan cuimhne associative, agus uidheamachdan co-cheangailte air an riaghladh le circuitry dopaminergic. An seo, chleachd sinn seata de phàtranan giùlain gus measadh a dhèanamh air builean gnìomh mì-chothromachadh dopamine air crìochnachadh pàtran rè ath-ghairm cuimhne associative.
toraidhean
Gus sgrùdadh a dhèanamh air àite dopamine ann a bhith a ’lorg cuimhne, chleachd sinn luchagan bualadh còmhdhail còmhdhail dopamine heterozygous (DAT+/−). Chleachd sinn bataraidh de thomhasan giùlain bunaiteach gus measadh a dhèanamh air gnìomhachd locomotor achadh fosgailte (Figear 1A), coileanaidhean rotarod (Figear 1B agus 1C), agus lorg iad gu bheil na luchagan bualadh heterozygous seo gu tur àbhaisteach. Dhearbh sinn cuideachd gu bheil an DAT+/− bidh luchagan a ’taisbeanadh coileanaidhean nach gabh aithneachadh anns an ìre imcheist mar a tha air a thomhas leis a’ chuartan àrdaichte (Figear 1D).
A bharrachd air an sin, rinn sinn measadh air na gnìomhan bunaiteach ionnsachaidh is cuimhne san DAT+/− luchagan. An toiseach, chleachd sinn an deuchainn aithneachaidh nì nobhail agus chunnaic sinn gu robh na luchagan sin a ’taisbeanadh coileanaidhean giùlain gu tur àbhaisteach ann an deuchainnean glèidhidh latha 1 an taca ris an smachd sgudail seòrsa fiadhaich aca (Figear 1E). A bharrachd air an sin, tha na luchagan sin cuideachd a ’taisbeanadh gleidheadh àbhaisteach eagal 1-latha a tha eadar-dhealaichte bho na luchagan smachd seòrsa fiadhaich aca (Figear 1F). Mar sin, tha na toraidhean sin a ’moladh gum bi an DAT+/− tha gnìomh ionnsachaidh is cuimhne àbhaisteach aig luchagan san dà sheòrsa deuchainn cuimhne bun-sgoile.
Chaidh an deuchainn cuimhne iomraidh spàsail a chleachdadh roimhe seo gus measadh a dhèanamh air crìochnachadh pàtran ath-ghairm cuimhne. Ghabh sinn an DAT+/− bidh luchainn agus seòrsa fiadhaich a ’cumail smachd air a’ ghnìomh seo. A ’cleachdadh am protocol cuimhne iomraidh spàsail a chaidh a mhìneachadh roimhe seo [22], rinn sinn trèanadh air na luchagan sin anns a ’chuartan uisge àrd-ùrlar falaichte. Bha an trèanadh a ’toirt a-steach ceithir deuchainnean san latha, agus eadar uair a-thìde eadar deuchainnean. Lorg sinn gu robh an dà chuid an DAT+/− bha luchainn agus na luchagan seòrsa fiadhaich a ’taisbeanadh ionnsachadh coimeasach agus daingneachadh cuimhne thar seiseanan latha 10 agus le astaran snàmh coltach (Figear 2A agus 2B).
An ath rud, rinn sinn sgrùdadh air na cuimhneachain aca air àite falaichte an àrd-chabhsair le bhith a ’cleachdadh an deuchainn dearbhaidh (P1) air latha 11, aon latha às deidh an seisean trèanaidh mu dheireadh a chrìochnachadh. Mar a chaidh a thomhas a rèir còmhnaidh ceàrnach, an dà chuid DAT+/− bha luchainn agus an luchd-sgudail smachd aca comasach air an rannsachadh aca a chuimseachadh anns a ’cheathramh targaid an làthair làn chuisean (Figear 3A). A bharrachd air an sin, DAT+/− bha luchainn cuideachd a ’taisbeanadh roghainn làidir ann an raon àrd-ùrlar phantom, agus cha robh eadar-dhealachadh sam bith ann an coimeas ri cleachdadh àrd-ùrlar nan smachdan (Figear 3B). A bharrachd air an sin, mar a bhiodh dùil, an dà chuid DAT+/− bha luchainn agus na sgudal-sgudail seòrsa fiadhaich a ’nochdadh àrdachadh mòr anns an àireamh de chroisean-tarsainn (Figear 3C). Mar sin, tha na tomhasan sin uile a ’moladh DAT+/− faodaidh luchagan an obair seo ionnsachadh gu h-àbhaisteach agus a ’chuimhne cheangail seo fhaighinn air ais mar as trice fo chumhachan làn-cue.
Gus faighinn a-mach a bheil an cothromachadh fìnealta de dopamine riatanach airson crìochnachadh pàtran fo chumhachan pàirteach cue, rinn sinn an dàrna deuchainn dearbhaidh (P2) an ath latha le bhith a ’toirt air falbh trì de na ceithir cuisean distal (latha 12). Gus a dhol à bith bhon t-seisean ath-ghairm roimhe seo a sheachnadh, chaidh aon bhloc a bharrachd (deuchainnean 4) de thrèanadh a lìbhrigeadh 1 uair às deidh deuchainn dearbhaidh P1. Rè an deuchainn dearbhaidh pàirt-cue seo, fhad ‘s a bha na luchagan smachd a’ cumail orra a ’cuimseachadh an ùine sgrùdaidh anns a’ cheathramh targaid seach na ceàrnan eile, an DAT+/− cha robh luchagan a ’sealltainn ach coileanadh aig ìre cothrom mar a chaidh a thomhas a rèir seilbh ceàrnach targaid (Figear 3D). A bharrachd air an sin, dhearbh tomhas còmhnaidh nan raointean àrd-ùrlar phantom gu robh na DAT sin+/− bha luchainn air am milleadh le bhith a ’cuimhneachadh àite an àrd-chabhsair (Figear 3E). Chaidh an easbhaidh trusaidh seo a shealltainn cuideachd leis an dìth àrdachadh anns an àireamh de thar-chuiridhean àrd-ùrlar (Figear 3F), ach bha an luchd-sgudail seòrsa fiadhaich làn chomasach air cuimhne cuimhne pàirt-cue a dhèanamh. Mar sin, tha an dàta seo a ’moladh gum bi an DAT+/− tha luchainn easbhaidheach ann a bhith a ’faighinn cuimhneachain iomraidh spàsail fo chumhachan pàirt-cue.
Mu dheireadh, dh ’fhaighnich sinn am b’ urrainn dhuinn crìochnachadh pàtran a thoirt air ais anns na DAT sin+/− luchainn a ’cleachdadh modhan cungaidh-leigheis. Chaidh aithris gum faodadh dòs ìseal den antagonist dopamine, haloperidol, a bhith feumail ann a bhith a ’faochadh cuid de dhuilgheadasan dopamine [20]. Is e an fheallsanachd gum faodadh an dòs ìseal de haloperidol buaidh a thoirt air buaidh an dopamine àrdaichte anns na luchagan heterozygous aig nach eil ath-ghlacadh dopamine gu leòr mar thoradh air call aon allele den ghine còmhdhail dopamine àbhaisteach. Chuir sinn an aon sheata de luchagan ris an deuchainn teasairginn. Air latha 13 agus latha 14, chuir sinn na luchagan gu h-àrd chun treas deuchainn dearbhaidh (P3) fo chumhachan làn-cue agus an ceathramh deuchainn dearbhaidh (P4) fo chumhachan pàirt-cue. A-rithist, gus cuir an aghaidh dol-a-mach sam bith a dh ’fhaodadh a bhith air tachairt rè an deuchainn dearbhaidh, rinn sinn aon bhloc a bharrachd (deuchainnean 4) de thrèanadh 1 uair a thìde às deidh crìoch a chur air an dàrna cuid deuchainn dearbhaidh P2 no P3. Tha na tomhais againn de shealbhachadh ceàrnach targaid air deuchainn dearbhaidh P3 a ’sealltainn gu bheil an dà chuid an DAT+/− Thug luchagan agus na sgudal-sgudail smachd air an rannsachadh aca anns a ’cheathramh targaid an làthair làn chuisean (Figear 4A). A bharrachd air an sin, chaidh an cuimhne cuimhne àbhaisteach aca a dhearbhadh a-rithist le tomhas seilbh an àrd-ùrlair (Figear 4B) a bharrachd air an àireamh de thar-chuiridhean àrd-ùrlar (Figear 4C). Mar sin, bha na luchagan mutant sin làn chomasach air cuimhne spàsail fhaighinn air ais fo chumhachan làn-cue.
Air an latha 14, thug sinn air falbh trì de na ceithir cuisean distal agus rinn sinn an ceathramh deuchainnean dearbhaidh (P4) fo chumha pàirt-cue. Chuir sinn an DAT a-steach+/− luchagan gu intraperitoneally le dòs ìseal de haloperidol (0.002 mg / kg de chuideam cuirp) 30 mionaidean ro na deuchainnean glèidhidh. Fhuair na sgudal-sgudail seòrsa fiadhaich stealladh saline mar smachd. Lorg sinn gu robh an DAT+/− Bha luchainn a ’cuimseachadh an ùine sgrùdaidh anns a’ cheathramh targaid agus a ’sealltainn coileanaidhean a bha coltach gu staitistigeil an coimeas ris na co-aoisean seòrsa fiadhaich (Figear 4E). Cuideachd, dhearbh tomhas còmhnaidh nan raointean àrd-ùrlar phantom gu robh na DAT sin+/− faodaidh luchagan cuimhne a chumail air àite an àrd-ùrlar (Figear 4F). Chaidh an cuimhne cuimhne àbhaisteach aca a dhearbhadh a-rithist le àrdachadh anns an àireamh de thar-chuiridhean àrd-ùrlair, a bha aig an aon ìre ris na luchagan seòrsa fiadhaich (Figear 4G). Mar sin, tha na deuchainnean sin a ’moladh gu bheil easbhaidhean crìochnachaidh pàtran a chaidh fhaicinn an toiseach anns an DAT+/− faodaidh luchagan a bhith air adhbhrachadh leis an neo-chothromachadh dopamine.
Gus casg a chuir air a ’chomas gum biodh na toraidhean airson an phenotype a chaidh a stealladh le haloperidol ann an deuchainn dearbhaidh P4 mar thoradh air a dhol thairis air rè nan deuchainnean dearbhaidh a-rithist, chleachd sinn seata eile de DAT+/− agus smachd a chumail air sgudal-sgudail agus a-rithist an deuchainn gu lèir. Mar a bhiodh dùil, an dà chuid DAT+/− bha luchainn agus na luchagan seòrsa fiadhaich aca a ’nochdadh ìrean ionnsachaidh math thairis air seiseanan trèanaidh latha 10 (Figear 5A). Air latha 11, chuir sinn na luchagan sin fo dheuchainnean ath-ghairm làn-cue, chan eil eadar-dhealachadh mòr ann an toraidhean deuchainnean glèidhidh cuimhne eadar an DAT+/− luchagan agus na sgudal-sgudail smachd mar a tha air a thomhas a rèir cleachdadh ceàrnach (Figear 5B), còmhnaidh ceàrnach targaid (Figear 5C), agus an àireamh de thar-chuiridhean àrd-ùrlar (Figear 5D). Uair a-thìde às deidh an deuchainn dearbhaidh làn-cue a chrìochnachadh, rinn sinn ath-thrèanadh air na luchagan sin le aon bhloca trèanaidh a bharrachd gus casg a chuir air buaidh à bith. Air latha 12, chaidh na luchagan sin a chur fo dheuchainnean ath-ghairm pàirt-cue. Chaidh dòs ìseal de haloperidol (no saline) airson na smachdan a thoirt a-steach do na luchagan intraperitoneally 30 mionaidean ron deuchainn pàirt-cue. Fhuair sinn a-mach gu bheil an làimhseachadh seo gu dearbh air leantainn gu na coileanaidhean àbhaisteach anns na luchagan mutant. Bha na luchagan mutant agus smachd a ’taisbeanadh coileanaidhean coimeasach ann an seilbh ceàrnach (Figear 5E), còmhnaidh ceàrnach targaid (Figear 5F), agus an àireamh de thar-chuiridhean àrd-ùrlar (Figear 5G). Cha do rinn tomhas an astar snàmh aca eadar-dhealachadh sam bith cuideachd (Figear 5H). Mar sin, sheall an dàta seo gu soilleir gu robh an easbhaidh trusaidh pàirt-cue a chaidh a shàbhaladh anns an DAT+/− cha robh luchagan le haloperidol mar thoradh air a bhith a ’dol thairis air grunn thursan rè deuchainnean dearbhaidh.
Deasbaireachd
Ged a tha fios gu bheil an siostam dopamine deatamach airson riaghladh mòran phròiseasan inntinneil [8], [16]-[18], [23]-[25], tha an sgrùdadh làithreach againn a ’toirt seachad fianais airson a’ chiad uair gun do dh ’adhbhraich mì-chothromachadh dopamine, mar thoradh air call aon allele den ghine còmhdhail dopamine àbhaisteach, easbhaidh sònraichte ann an crìochnachadh pàtran rè ath-ghairm cuimhne spàsail associative. Tha an easbhaidh cuimhne cuimhne seo ri fhaicinn dìreach fo na cumhaichean pàirt-spàsail-cue, ach chan ann fo chumhachan làn-cue. A bharrachd air an sin, tha e coltach gu bheil an easbhaidh cuimhne cuimhne seo a ’nochdadh cruth fìor shònraichte de dh’ easbhaidh cuimhne oir tha taobhan farsaing de ghiùlan bunaiteach (locomotaibh raon fosgailte, rotarod, agus iomagain) agus seòrsachan cuimhne eile leithid suidheachadh eagal co-theacsail agus aithneachadh nì nobhail fhathast àbhaisteach.
Tha grunn mholacilean agus suidheachaidhean cealla a dh ’fhaodadh a bhith còmhla a’ cur ris an easbhaidh cuimhne spàsail pàirt-cue air a bhrosnachadh, am measg sin thathas den bheachd gu bheil dopamine mar phrìomh mholac tagraiche a tha mar bhunait air a ’phròiseas cuimhne seo air sgàth gu bheil aire agus cuimhne obrach, sa mhòr-chuid fo smachd Thathas ag aithris gu bheil comharran dopamine deatamach airson cuimhneachain spàsail fhaighinn air ais [15]-[18], [26]. Tha fios gu bheil neurons dopaminergic, a thàinig dìreach bhon sgìre teasach ventral agus substantia nigra compacta, a ’pròiseict gu cha mhòr a h-uile àite san eanchainn, a’ toirt a-steach an cortex prefrontal, lobe temporal temporal, agus hippocampus [5], [19], [27]-[28], roinnean a tha aithnichte a bhith air an cur an gnìomh aig àm ath-lorg cuimhne a bharrachd air pròiseasan aire [3], [9]-[14], [29], [30]. Leis an fhianais fharsaing gu bheil dopamine deatamach airson aire agus cuimhne obrach [15]-[18] agus gu bheilear den bheachd gu bheil am polymorphism ginteil anns a ’ghine DAT ceangailte ri ADHD [31]-[33], tha e comasach gum faodadh an dà chuid aire agus cuimhne obrach pàirt a ghabhail ann a bhith a ’crìochnachadh pàtran ath-lorg cuimhne fo na cumhaichean pàirt-cue tro riaghladh dopamine meadhanaichte DAT. Mar sin, dh ’fhaodadh gum bi easbhaidhean crìochnachaidh pàtran cuimhne a chaidh fhaicinn ann an luchagan mutant heterozygous DAT mar thoradh air neo-chomas na luchaige coinneachadh ris na h-iarrtasan aire nas motha rè ath-ghairm cuimhne stèidhichte air cue mar thoradh air dragh dopamine synaptic.
Tha an lorg againn gun do dh ’adhbhraich mì-chothromachadh dopamine easbhaidh trusaidh cuimhne inntinneach cuideachd mar thoradh air an dementia clionaigeach a chaidh fhaicinn ann an euslaintich Parkinson's. Mar as trice tha e coltach gu bheil na h-euslaintich sin a ’cumail an comas a bhith ag ionnsachadh, a’ daingneachadh agus a ’stòradh cuimhne ùr ach tha iad gu mòr ann a bhith a’ faighinn cuimhneachain air ais gu h-àraidh fo chuisean taobh a-muigh no ath-ghairm fèin-thòiseachadh [34], [35]. Tha an easbhaidh seo gu sònraichte domhainn nuair nach robh sanasan soilleir [8], [23], [34]-[36], mar sin a ’nochdadh tuilleadh gum faodadh dopamine a bhith an sàs anns a’ phròiseas ath-ghairm cuimhne. Tha na seòrsaichean easbhaidhean sin ann an ath-ghairm cuimhne ann an euslaintich Parkinson's gu math eadar-dhealaichte bho na h-easbhaidhean cuimhne ann an siostaman neurotransmitter eile [37] no an trom-inntinn tràth ann an euslaintich Alzheimer a tha mar as trice le duilgheadasan ionnsachaidh agus a ’daingneachadh cuimhneachain ùra fhad‘ s a tha iad a ’gleidheadh comas seann chuimhneachain a thoirt air ais [34], [35]. Tha seo a ’sealltainn an fheum air ro-innleachdan teirpeach eadar-dhealaichte a leasachadh air sgàth nan diofar chugallachd ri pròiseasan moileciuil agus ùineail taobh a-staigh cuairtean cuimhne.
Tha an taisbeanadh againn gum faodar crìochnachadh pàtran a shàbhaladh gu tur le in-stealladh haloperiodol aig àm ath-ghairm a ’daingneachadh a’ bheachd mu àite ìrean dopamine cothromach ann a bhith a ’faighinn cuimhne air ais. Tha an deuchainn teasairginn cungaidh-leigheis seo a ’toirt seachad fianais a bharrachd airson sònrachas ùineail a dh’ adhbhraicheas an easbhaidh ath-ghairm stèidhichte air cue. Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil eas-òrdughan dopamine ann an DAT+/− tha luchainn agus ann an euslaintich le Galar Pharkinson gu math eadar-dhealaichte bho chèile, ach tha an dà chuid a ’leantainn gu easbhaidhean ath-lorg pàtran. Tha an cumantas seo a ’toirt taic choitcheann don bheachd gu bheil cothromachadh fìnealta an t-siostam dopamine deatamach airson cuimhne fhaighinn air ais, agus dh’ adhbhraicheadh mì-chothromachadh anns gach taobh (suas no sìos) easbhaidhean ann an crìochnachadh pàtran cuimhne aig àm ath-ghairm. Gu cudromach, bu mhath leinn a chomharrachadh nach bu chòir an anailis a th ’againn an-dràsta a bhith air a mhìneachadh mar fhianais airson a bhith a’ cleachdadh luchagan mutant DAT mar mhodal galair Pharkinson. Air an làimh eile, ann am vivo tha tomhas dopamine ann an luchagan bualadh homozygous DAT a ’sealltainn lùghdachadh mòr ann an sgaoileadh dopamine air a bhrosnachadh le brosnachadh burst [38]-[40]. Tha seo a ’sealltainn gum faodadh an comas eadar-theangachadh gnìomhachd neòil a thionndadh gu comharran dopamine ann an diofar roinnean eanchainn de luchagan bualadh a bhith easbhaidheach. Tha e comasach gum faodadh atharrachaidhean co-mheas dopamine lùghdaichte leantainn gu atharrachaidhean fiseòlasach anns na pàtranan losgaidh taobh a-staigh na cuairtean neòil a tha an sàs ann an giullachd cuimhne. An-dràsta, chan eil fios a bheil an atharrachadh coltach ris cuideachd a ’tachairt ann an luchagan bualadh heterozygous DAT no ann an euslaintich le galar Pharkinson.
Ged nach eil fios air mòran mu na cuairtean neòil a chaidh a ghnìomhachadh aig àm cuimhne cuimhne spàsail, tha coltas ann gum bi e a ’fastadh grunn roinnean a’ toirt a-steach an cortex prefrontal, an cortex temporal medial, agus an hippocampus. Tha seo a ’dol gu math leis an fhianais anatomical gu bheil na toraidhean dopaminergic bhon sgìre teasach ventral a’ pròiseict gu mòr gu sgìre CA1 ventral agus an cortex entorhinal[13], [28]. Dh ’fhaodadh gum bi pàirt chudromach aig an lùb prefrontal-hippocampal-VTA seo airson a bhith a’ gineadh eòlas co-theacsail a bhios, an uair sin, a ’brosnachadh crìochnachadh pàtran rè ath-ghairm cuimhne spàsail stèidhichte air cue tro bhith a’ comasachadh aire air a riaghladh le dopamine. [3], [14], [26], [28]. Bidh e cudromach ann an sgrùdaidhean san àm ri teachd tuilleadh mìneachadh a dhèanamh air na loci anatomical às an tàinig na h-easbhaidhean crìochnachaidh pàtran a chaidh fhaicinn. Bhiodh e gu sònraichte inntinneach sgrùdadh a dhèanamh air làraich thagraichean mar an cortex cingular anterior, an cortex temporal agus an hippocampus a ’cleachdadh dòighean clàraidh pharmacologic, ginteil, agus mòr-sgèile in vivo [11], [41]-[44]. Tha e cuideachd cudromach measadh a bheil dìoladh ginteil no atharrachaidhean slaodach san eanchainn mutant a ’cur ris na h-easbhaidhean cuimhne a chaidh fhaicinn. Tha comharran ann cuideachd gum faodadh siostaman neurotransmitter eile a bhith gu mòr an sàs ann a bhith a ’riaghladh lorg cuimhne [3], [37], [45], [46], agus bhiodh e air leth inntinneach a bhith a ’sgrùdadh agus a’ dèanamh coimeas eadar na h-eadar-obrachaidhean fiùghantach aca eadar crìochnachadh pàirt de phàtran air a tharraing le cue agus an làn chuimhneachadh stèidhichte air cue. Gu crìch, tha an sgrùdadh againn a ’moladh gu bheil cothromachadh fìnealta ann an ìrean dopamine deatamach airson crìochnachadh pàtran rè ath-ghairm cuimhne spàsail associative.
Stuthan agus Dòighean-obrach
Aithrisean eiticeil
Chaidh a h-uile obair bheathaichean a chaidh a mhìneachadh san sgrùdadh a dhèanamh a rèir stiùiridhean NIH agus chaidh aontachadh le comataidh Institiùd IACUC aig Colaiste Leigheis Georgia (Aonta àireamh AUP: BR07-11-001).
Dèanamh agus Gintinneachd de luchagan siùbhlach
Bha na luchagan DAT nan tiodhlac fialaidh bho obair-lann an Dotair XiaoXi Zhuang à Oilthigh Chicago. Tha briodadh agus gintinneachd luchagan cnagadh heterozygous DAT an aon rud mar a chaidh a mhìneachadh [6]. Airson na deuchainnean againn, chaidh luchagan fireann agus boireann an aon chleachdadh aig co-mheas de 1![[co-mheas]](http://www.ncbi.nlm.nih.gov/corehtml/pmc/pmcents/x2236.gif){kind=small}
1. PCR airson DAT+/− chaidh luchagan a leantainn le protocol mar a chaidh a mhìneachadh [6]. Chaidh na luchagan uile a chumail fo chumhachan àbhaisteach (23.1 ° C, taiseachd 50.5%) ann an Goireas Ainmhidhean Colaiste Meidigeach Georgia. Chaidh a h-uile deuchainn a dhèanamh ann an seòmar giùlan dìonach agus sònraichte. Bha a h-uile neach-deuchainn dall air genotype an ainmhidh fa leth.
Tasg Aithneachaidh Ùr-nodha
Bha am protocol deuchainneach an aon rud mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [37], [47]. Goirid, chaidh luchagan a chuir a-steach do bhogsa a-muigh fosgailte (20 × 20 × 10 òirleach àrd) airson làithean 3. Tro na seiseanan trèanaidh, chaidh dà rud ùr a chur san raon fosgailte, agus bha cead aig a ’bheathach sgrùdadh a dhèanamh airson 15 min. Chaidh an ùine a chaidh a chaitheamh a ’sgrùdadh gach nì a chlàradh. Rè na deuchainnean cuimhneachaidh uair a-thìde, chaidh am beathach a chuir air ais anns an aon bhogsa, anns an deach aon de na stuthan eòlach rè trèanadh a chuir an àite stuth nobhail, agus leig e sgrùdadh gu saor airson 15 min. Chaidh clàr-amais roghainn, co-mheas den ùine a chaidh a chaitheamh a ’sgrùdadh aon de na dà nì (seisean trèanaidh) no an nobhail aon (seisean glèidhidh) thairis air an ùine iomlan a chaidh a chaitheamh a’ sgrùdadh an dà nì, a chleachdadh gus cuimhne aithneachaidh a thomhas.
Deuchainnean achadh fosgailte agus slat-slat
Bha na protocalan an aon rud mar a chaidh a mhìneachadh [48]. Airson tomhas gnìomhachd an raoin fosgailte, chaidh luchagan a chuir ann an raon fosgailte, air an dèanamh de bhogsa dubh 14 × 14 òirleach. Chaidh am bogsa a chomharrachadh le cliathan beaga ceàrnagach 2 × 2 òirleach (ceàrnagan 7 le ceàrnagan 7 le ceàrnagan 49 gu h-iomlan). Chaidh gnìomhachd raon fosgailte bheathaichean a thomhas leis an àireamh de chroisean a tha na luchagan air a dhol seachad taobh a-staigh na h-ùine 3-mionaid. Airson deuchainn slat Rota a thomhas, chaidh na luchagan a chuir gu slat-fiodha rothlach luathaichte. Tha an t-slat 12 inched fada agus 1 òirleach ann an trast-thomhas. Bha a ’chiad astar cuairteachaidh aig 4 rpm agus an uairsin air a luathachadh gu cunbhalach gu 40 rpm. Chaidh an coileanadh a thomhas a rèir na h-ùine (ann an diogan) a dh ’fhàs luchainn a’ fuireach air an t-slat rothlach rè na deuchainnean cuimhne còig-mionaidean no aon uair a-thìde.
Deuchainnean Maze Plus Àrdaichte
Bha na protocalan an aon rud mar a chaidh a mhìneachadh [49]. Tha a ’chuartan àrdaichte air a dhèanamh de stàilinn gun staoin, a tha air a pheantadh dubh matte, agus tha ceithir gàirdeanan ann (dhà fosgailte gun bhallachan agus dhà dùinte le ballachan àrda 15.25 cm) 30 cm de dh'fhaid agus 5 cm de leud. Tha gach gàirdean den chuartan ceangailte ri casan meatailt làidir gus am bi e àrd 40 cm os cionn a ’bhòrd air am bi e na laighe. Chaidh gnìomhachd a chlàradh le camara didseatach (Camara Logitech, Modail Àir. N231) air a chuir 130 cm os cionn a ’chuartan. Chaidh deuchainnean a dhèanamh fo sholas dim (aon bholg solais geal 40-W agus aon 60-W, an dà chuid ceàrnach gus solais neo-dhìreach a chruthachadh air a ’chuartan) aig ìre solais a’ chearcall circadian (eadar 0900 h agus 1400 h). Chaidh a ’chuartan a ghlanadh le 5% acetic acid eadar deuchainnean. Bha fuaim geal (30 dB) a ’falach fuaim cùl-raon a-muigh. Air latha na deuchainn, chaidh beathaichean a thoirt a-steach don t-seòmar deuchainn anns na cèidsichean dachaigh aca, agus chaidh gach paidhir bheathaichean a thoirt a-mach às a ’chèidse dachaigh aca agus an cur ann an cèidse grèim air leth airson 5 min mus deach an cur air a’ chuartan. Chaidh beathaichean a chuir leotha fhèin ann am meadhan a ’chuartan, le suidheachadh ceann air a chothromachadh eadar luchagan, agus chaidh giùlan a chlàradh airson 5 min. chaidh an ùine a chaidh a chaitheamh air a ’ghàirdean fhosgailte agus a’ ghàirdean dùinte (nuair a tha na ceithir spògan creimich air a ’ghàirdean fosgailte no dùinte) a chlàradh agus a sgrùdadh.
Suidheachadh eagal co-theacsail
Chaidh eagal a dhèanamh mar a chaidh a mhìneachadh roimhe [45]. Chaidh an deuchainn a dhèanamh ann an siostam fuarachaidh eagal, seòmar suidhichte ann am bogsa fuaimichte le solas taighe air a ’mhullach agus làr clèithe stàilinn gun staoin (Coulbourn Instruments, Whitehall, PA). Chaidh làr a ’ghriod a shreapadh gu gineadair clisgeadh agus thàinig comharra claisneachd bho àrd-labhraiche ceangailte air balla an t-seòmair. Chaidh a h-uile brosnachadh a smachdachadh gu fèin-ghluasadach a ’cleachdadh coimpiutair pearsanta le prògram Stàite Grafach. Chaidh camara bhidio a chuir air beulaibh a ’chèidse gus giùlan a chlàradh. Chaidh luchagan a làimhseachadh airson làithean 3 agus an uairsin a chuir a-steach don t-seòmar trèanaidh airson 5 min. B ’e an spreagadh suidheachadh (CS) a chaidh a chleachdadh fuaim 85 dB aig 2.8 kHz, fhad‘ s a bha an spreagadh gun chumha (US) na chlisgeadh coise leantainneach aig 0.8 mA airson 2 s. Às deidh aon pharadh CS / US co-chrìochnach, dh'fhuirich am beathach anns an t-seòmar airson 30 s eile airson reothadh a thomhas sa bhad. Rè an deuchainn glèidhidh, chaidh gach luchag a chuir air ais san aon seòmar, agus chaidh na freagairtean reòta a chlàradh airson 5 min (freagairt reòta co-theacsail). Chaidh a h-uile deuchainn a chlàradh ann an solas dearg. Chaidh an ùine reòta iomlan a thomhas mar chlàr-amais de chuimhne eagal. Bha giùlan reòta air a mhìneachadh mar dìth gluasaid iomlan às aonais faochadh. Chaidh giùlan reòta a sgòradh le bathar-bog (Coulbourn Instruments) agus chaidh atharrachadh gu freagairt reòta [freagairt reòta 
= (ùine reòta iomlan / ùine deuchainn iomlan) × 100%].
Deuchainnean Cuimhne Iomraidh Spàsail
B ’e an deuchainn cuimhne iomraidh spàsail a’ chuartan uisge falaichte. Lean sinn am protocol mar a chaidh a mhìneachadh roimhe le Nakazawa et al. [22]. Bha an trèanadh a ’toirt a-steach ceithir deuchainnean san latha, le uair a thìde eadar deuchainnean. Chaidh gluasad luchainn a leantainn le camara bhidio agus air a thomhas le bathar-bog (Teicneòlas Fiosrachaidh Noldul, An Òlaind). Chaidh latency teicheadh chun àrd-ùrlar a bharrachd air seilbh ceàrnach agus dol-tarsainn àrd-ùrlar uile a chlàradh agus a sgrùdadh. Tha trast-thomhas de 118 cm aig an amar agus tha an àrd-ùrlar 9.5 cm ann an trast-thomhas. Chaidh ceithir deuchainnean dearbhaidh a dhèanamh. Chaidh a ’chiad deuchainn dearbhaidh (P1) a dhèanamh an latha às deidh an seisean trèanaidh mu dheireadh fo chumhachan làn-cue (Latha 11). Chaidh an dàrna deuchainn dearbhaidh (P2) a dhèanamh air latha 12 fo chumhachan pàirt-cue (le bhith a ’toirt air falbh trì de na ceithir cuisean lèirsinneach a tha crochte air a’ bhalla cùirteir dubh). Airson an DAT+/− luchagan, rinn sinn an treas deuchainn dearbhaidh (P3) air latha 13 fo chumhachan làn-cue agus an ceathramh deuchainn dearbhaidh (P4) air latha 14 fo chumhachan pàirt-cue. Chaidh aon bhloc a bharrachd (deuchainnean 4) de thrèanadh a lìbhrigeadh 1 uair às deidh deuchainnean dearbhaidh P1, P2 agus P3 fa leth, gus cuir an-aghaidh cuir à bith a dh ’fhaodadh a bhith air tachairt rè an deuchainn dearbhaidh. A bharrachd air an sin, gus casg a chuir air a ’bhuaidh teannachaidh a th’ aig a bhith a ’dol thairis air ro P4 (deuchainn dearbhaidh le in-stealladh pàirt-cue agus haloperidol), chuir sinn buidheann eile de DAT+/− luchainn a bharrachd air an smachd sgudail seòrsa fiadhaich gu dà dheuchainn dearbhaidh a bharrachd (deuchainnean P3 ′ agus P4 ′). Chaidh an deuchainn dearbhaidh P3 ′ a dhèanamh aon latha às deidh an seisean trèanaidh mu dheireadh fo chumhachan làn-cue (latha 10). Chaidh an deuchainn dearbhaidh P4 ′ a dhèanamh air latha 11 fo chumhachan pàirt-cue. Rè na deuchainnean dearbhaidh againn uile, chaidh an àrd-ùrlar a thoirt air falbh agus bha cead aig na luchagan snàmh san amar airson an aon ùine agus a chaidh a chleachdadh rè trèanadh (60 diog). Chaidh an ùine a chaidh a chaitheamh anns gach quadrant a chlàradh. Gus na h-ìrean dopamine a thoirt air ais [6], [20], [21], luchagan bho DAT+/− agus chaidh buidhnean smachd a thoirt a-steach gu intraperitoneally le haloperidol (0.002 mg / kg de chuideam bodhaig) no le saline 30 mionaid ro na deuchainnean dearbhaidh P4 agus P4 ′.
Mion-sgrùdadh Dàta
Gus cunntas a thoirt air co-dhàimh taobh a-staigh beathach eadar grunn thomhasan, chaidh modalan measgaichte loidhneach a chleachdadh gus tuairmse a dhèanamh air coileanadh giùlain ann an chuartan uisge Morris, aithneachadh stuth nobhail, suidheachadh eagal co-theacsail agus deuchainnean slat rota. Chaidh an dòigh Tukey - Kramer a chleachdadh gus cudromachd nan tomhasan giùlain sin eadar DAT a dhearbhadh+/− luchagan agus na sgudal-sgudail smachd. Anns an raon fosgailte agus deuchainnean cuairtean àrda a bharrachd, chaidh ANOVA aon-shligheach agus deuchainn Dunnett post-hoc a chleachdadh gus buaidhean genotype a dhearbhadh. Tha caochladairean leantainneach air an toirt seachad mar mhearachd cuibheasach agus mearachd cuibheasach na cuibheas (SEM). Chaidh dàta a sgrùdadh le bhith a ’cleachdadh SPSS dreach 13.0 (SPSS Inc., Chicago, IL). Bha eadar-dhealachaidhean air am meas cudromach nuair a bha P <0.05.
Acknowledgments
Tha sinn a ’toirt taing don Dr Xiaoxi Zhuang bho Oilthigh Chicago airson DAT a thoirt seachad+/− Luchagan KO agus Brianna Klein airson taic theicnigeach airson deuchainnean.
Footnotes
Ùidhean farpaiseach: Tha na h-ùghdaran air innse nach eil com-pàirtean sam bith ann.
Maoineachadh: Fhuair an rannsachadh seo taic bho mhaoin bho NIMH (MH060236), NIA (AG024022, AG034663 & AG025918), USAMRA00002, Caidreachas Rannsachaidh Georgia, agus Coimisean Saidheans is Teicneòlas Bailteas Shanghai (10140900500) (uile gu JZT). Stèidheachd Nàiseanta Saidheans Sìona (81000592), Coimisean Saidheans agus Teicneòlas Bailteas Shanghai (10DZ2272200, 09DZ2200900, 10PJ1407500 agus 10JC1411200), Coimisean Foghlaim Bailteil Shanghai (11ZZ103) gu FL agus XMS. Cha robh pàirt aig an luchd-maoineachaidh ann an dealbhadh sgrùdaidh, cruinneachadh is sgrùdadh dàta, co-dhùnadh foillseachadh, no ullachadh an làmh-sgrìobhainn.
;
