Jonathan P. Fadok, 1,2 Tavis MK Dickerson, 2 og Richard D. Palmiter2 *
J Neurosci. Höfundur handrit; fáanleg í PMC 2010 mars 9.
Birt í lokaskýrdu eyðublaði sem:
J Neurosci. 2009 September 9; 29 (36): 11089-11097.
doi: 10.1523 / JNEUROSCI.1616-09.2009.
1 framhaldsnám í taugaeinafræði og hegðun, University of Washington, Seattle, WA 98195
2 Department of Biochemistry og Howard Hughes Medical Institute, University of Washington, Seattle, WA, 98195
* Bréfaskipti skal beint til: Richard D. Palmiter, HHMI og deild líffræðigreina, Box 357370, University of Washington, Seattle, WA 98195. Netfang: [netvarið]
Lokaútgáfa útgáfunnar af þessari grein er fáanleg á J Neurosci
Sjá aðrar greinar í PMC sem vitna í greinina sem birt var.
Abstract
Dópamín (DA) er fólgið í mörgum hegðunum, þar á meðal mótorhreyfingu, skilningi og launavinnslu; þó hlutverk DA í ótta vinnslu er jafnvægi. Til að kanna hlutverk DA í ótta-tengdu námi, voru dópamínbrestur (DD) mýs prófaðir í ótta-aukinni skelfilegu hugmyndafræði. DA myndun er hægt að endurheimta í DD músum með gjöf 3, 4-díhýdroxý-L-fenýlalanín (L-Dopa), þannig að hægt sé að meta óttavinnslu í annaðhvort DA-tæma eða endurtekna stöðu. Ótti-öflugur skjálfti var fjarverandi í DD músum en gæti verið endurreist með L-Dopa gjöf strax í kjölfar ótta ástands. Valdar veiru-miðlaður endurreisn DA myndunar innan ventral tegmental svæðisins fullkomlega endurreist óttast að læra í DD músum og endurreisa DA myndun á DA taugafrumum sem miða að basolateral amygdala endurheimt skammtíma minni, en ekki langtíma minni eða lost næmi. Við sýnum einnig að DA D1 viðtaka (D1R) og D2-eins og viðtökur eru nauðsynlegar fyrir cue-háð ótta nám.
Þessar niðurstöður benda til þess að DA sem hefur áhrif á margar viðtakaundirgerðir innan margra markhópa auðveldar stöðugleika ótta minni.
Leitarorð: Dópamín, ótti, ótta-aukin hrollur, amygdala, dópamín D1 viðtaka, dópamín D2 viðtaka
Hvernig gengur lífið dag frá degi? Er það í jafnvægi og allt eins og það á að vera? Er jafnvægi hvort sem litið er á veraldlega stöðu eða andlega? Lífið er eins og það er. Það er ekki alltaf sólskyn. Það koma reglulega lægðir með rok og rigningu. Við vitum að í heildar samhenginu er lægð hluti af vistkerfi að leita að jafnvægi. Stundum erum við stödd í miðju lægðarinnar. Þar er logn og gott veður, sama hvað gengur á þar sem stormurinn er mestur. Sama lögmál gildir varðandi þitt eigið líf. Ef þú ert í þinn miðju, þínum sannleik þá heldur þú alltaf jafnvægi átakalaust. Sama hvað gustar mikið frá þér þegar þú lætur til þín taka. Huldufólk hefur gefið okkur hugleiðslu sem hjálpar okkur að finna þessa miðju, finna kjarna okkar og sannleikann sem í honum býr. Þegar þú veist hver þú ert og hvers vegna þú ert hér, mun líf þitt vera í flæðandi jafnvægi. Hugleiðslan virkjar þekkinguna sem er í vitund jarðar og færir hana með lífsorkunni inn í líkama okkar. Þar skoðar hún hugsana og hegðunar munstrið og athugar hvort það myndar átakalausu flæðandi jafnvægi. Hinn möguleikinn er falskt jafnvægi sem hafa þarf fyrir að viðhalda með tilheyrandi striti, áhyggjum og ótta. Síðan leiðbeinir þessi þekking okkur að því jafnvægi sem er okkur eðlilegt. Við blómstrum átakalaust, líkt og planta sem vex átakalaut frá fræi í fullþroska plöntu sem ber ávöxt.
Taugakerfið DA er mikilvægt fyrir launatengd nám og eiturverkandi hegðun (Schultz, 2002; Wise, 2004) og uppsöfnun sönnunargögn bendir til þess að DA gæti einnig verið mikilvægt fyrir ótta-tengda námi (Lamont og Kokkinidis, 1998; Guarraci et al. . 1999; Greba og Kokkinidis, 2000; Guarraci o.fl., 2000; Greba et al., 2001; Pezze and Feldon, 2004; de Oliveira et al., 2006). DA taugafrumur í ventral midbrain verkefni til limbic heila svæði mikilvægt að óttast að læra, og DA stigum á þessum heila sviðum aukast á afersive atburðum (Abercrombie o.fl., 1989; Kalivas og Duffy, 1995; Doherty og Gratton, 1997; Inglis og Moghaddam , 1999). Að auki auka sumir miðgrænu DA taugafrumur upphitunarhlutfall þeirra til afskipta áreiti og spádómar (Guarraci og Kapp, 1999; Horvitz, 2000; Joshua o.fl., 2008). Ennfremur hefur verið sýnt fram á að DA hefur gert kleift að auðvelda langtíma aukningu, sem er lykilhornsmynd af minni, á svæðum sem eru nauðsynleg vegna ótta við að læra, svo sem hippocampus og amygdala (Bissiere et al., 2003; Lemon and Manahan-Vaughan, 2006; Swant og Wagner, 2006).
Þrátt fyrir framfarir sem gerðar hafa verið varðandi DA neuron lífeðlisfræði til að óttast, er nákvæmlega hlutverk DA og vitræna viðtaka þess í ótta-tengdum námi óleyst. Sýnt hefur verið fram á inndælingu D1R-svipuðum mótefnavaka kerfisbundinnar eða í amygdala, að loka kaup eða tjáningu ótta-tengdrar náms; Hins vegar hafa aðrir sýnt að þessi lyf hafa engin áhrif (Guarraci et al., 1999; Greba og Kokkinidis, 2000; de Oliveira o.fl., 2006). Að auki hefur verið sýnt fram á að D1R-agonistar hafa annað hvort aukið eða hefur engin áhrif á óttaaðstöðu (Guarraci et al., 1999; Greba et al., 2000; Inoue et al., 2000; de Oliveira et al., 2006). Analogir misræmi hefur fundist í rannsóknum sem nýta örvandi lyf eða mótlyf fyrir D2R-eins viðtaka (Guarraci et al., 2000; Greba et al., 2001; Ponnusamy et al., 2005; de Oliveira et al., 2006). Þessar misræmi gætu verið vegna hegðunaraðferðar, skammtaháðra áhrifa lyfja sem eru sprautað eða mismunandi í vali á lyfjafræðilegum efnum. Til dæmis, DA viðtaka mótlyf breytilegt víða í sérhæfðni þeirra þannig, en sumar rannsóknir geta aukið D2 viðtaka með sértækum hætti, en aðrir geta verið almennt mótandi D2, D3 og D4 viðtaka (Missale et al., 1998).
Til að lýsa hlutverki DA í ótta-tengdum námi nýttum við músum sem sakna DA (DD mýs), auk músa sem sakna annað hvort D1R eða DA D2 viðtaka (D2R) og prófa þær í óttahreyfðri skelfilegu paradigma. Fear-potentiated startle er Pavlovian-ótti viðmiðunarháttur þar sem hlutlaus örvunarlækkun eykst í hljóðeinangruðu viðbrögðum eftir parning með fótskoti (Koch, 1999). Ótti-öflugur skjálfti er hugsjón paradigma fyrir þessar rannsóknir vegna þess að það er ekki háð mati á frystihegðun, sem er erfitt að mæla í ofvirkum DD músum (Zhou og Palmiter, 1995). Vegna þess að DD músar geta verið rannsakaðir í annaðhvort DA-uppteknum eða DA-fylltu ástandi, veita þeir hugsjón tækifæri til að læra hlutverk DA í námi og minni myndun. Ennfremur, með því að nota vírusmengaðan afhendingu Cre recombinasa, getur DA-merkja verið valið aftur til ákveðinna markhóps með endurvirkjun á Th-samtölum DD músa (Hnasko et al., 2006). Valdandi endurheimt DA til ákveðinna markhópa gerir kleift að meta heila svæði með reglulegu millibili af DA merkingu meðan á ótta stendur.
Efni og aðferðir
Dýr og meðferðir
DD mýs voru myndaðar eins og lýst er (Hnasko et al., 2006). Í stuttu máli, DD (Thfs / fs; DbhTh / +) mýs bera tvær óstarfhæfar týrósínhýdroxýlasa (Th) alleles, sem hafa verið óvirkir með því að setja neomycin viðnám (NeoR) gen flankað með lox P stöðum í fyrsta intron í Th geninu . Þessar mýs bera einnig eitt ónæmt dópamín β-hýdroxýlasa (Dbh) allel og ein Dbh allel með markvissri innsetningu Th gensins. Eftirlitsdýra bera að minnsta kosti eina ónæma Th allel og eina ónæma Dbh allel. Stærðir af dópamínvirkum katekólamínum eru eðlilegar hjá DD-dýrum og stig allra katekólamína eru eðlilegar í samanburðardýrum (Zhou og Palmiter, 1995, Szczypka o.fl., 1999). Mýs voru haldið á blönduðu erfðaefni C57BL / 6 X 129 / Sv. Vegna alvarlegs blóðflagna voru DD músar gefin daglega (ip) með L-Dopa í 50 mg / kg í rúmmáli 33 μl / g (Zhou og Palmiter, 1995), sem hefst um u.þ.b. Þessar inndælingar endurheimta DA virka fyrir 10 til 8 hr (Szczypka et al., 10). D1999R knockout (KO) og D1R KO mýs hafa verið lýst (Drago et al., 2; Kelly et al., 1994). Bæði stofnar voru viðhaldið á C1997BL / 57 bakgrunni. Vegna vaxtarskerðingar í D6R KO músum, voru þau fráleitt eftir fjórar vikur, og fengu þá vætt vökva til að stuðla að vexti. Öll dýr voru erfðabreytt með PCR greiningu. Karlkyns og kvenkyns músar voru undir hegðunareinkennum á milli 1-2 mánaða. Öll mús voru hýst undir 5: 12 (ljós: dökk) hringrás í hitastýrðu umhverfi með mat (12LJ5; PMI Feeds, St. Louis, MO) og vatn sem er tiltækt ad libitum. Allar hegðunarprófanir voru gerðar á ljósleiðaranum. Öll mús voru meðhöndluð í samræmi við viðmiðunarreglur sem stofnuð voru af National Institute of Health og University of Washington Institutional Animal Care and Use Committee
Til að meta hvort önnur D2-líkleg viðtaka eru mikilvæg fyrir ótti við að læra, voru D2R KO músar gefin D2-svipaðan etýlprópíð (Sigma, St. Louis, MO) við 0.5 mg / kg (ip). Etýprópíð var leyst upp í 0.9% saltlausn og gefið í lokuðum rúmmáli 10 μl / g. D2R villtra gerð (WT) mýs voru sprautaðir með ökutæki.
Tæki
Hljómsveitarhríðandi herbergi (SR-Lab, San Diego tækjabúnaður, San Diego, CA) voru notaðir til að mæla forvörnshömlun, svörun við svörum og ótta-öflugri hrollvekju. Fyrir svörun viðbrögð voru 65 1-msec lestur teknar, byrjað við upphaf púls. Til að mæla svörun við fótskoti voru 500 1-msec lestur teknar og byrjaði við upphafsslys. Hámarksstyrkur svörunarinnar var notaður til að reikna út hömlun á upphleyptum frumum, skyndilegum svörum, óttaþroskaðri skelfingu og lostviðbrögð. Hvítt hljóð hljóð var framleitt af hátíðni hátalara staðsett í loftinu í hólfinu. Bakgrunnssundur var haldið á stöðugum 65 dB stigi. Hljóðstig voru mæld í decibels (A mælikvarða) með hljóðstigalesara (RadioShack, Fort Worth, TX). Kvörðunarbúnaður var notaður til að tryggja heilleika svörunar viðbrögðin (San Diego Instruments, San Diego, CA). 8-Watt ljós var komið fyrir á bakhlið upphafslokans til notkunar sem hvata.
Byrjaðu svörunarferli
Eftir að 5-mín var á meðferðartímabilinu voru dýrin kynnt með röð sjö rannsókna með vaxandi hljóðstigum: frá 80 til 120 dB, með ITI af 30 sek. Þessi röð var kynnt 10 sinnum fyrir samtals 70 rannsóknum. Í öllum rannsóknum, nema núllprófanir þar sem ekkert hljóð var, var hljóðpúði 40 msec.
Pre-púls hömlun
Dýrin fengu 10-mín eftirlifunartíma eftir að einstaklingum var kynnt með 5 40-msec, 120-dB, púls-einum rannsóknum. Músar voru síðan kynntar með 50 rannsóknum, annaðhvort með einföldum púls-einni rannsókn, einum af þremur forsprautunarprófum (5, 10 og 15-dB yfir bakgrunn) eða nulrannsókn þar sem engin hljóðástungur var til staðar. Intertrial bilið (ITI) að meðaltali 15 sek (svið 5-25 sek). Hryðjuverkun samanstóð af 40-msec, 120-dB púls hvítum hávaða. Forsóknarprófunin samanstóð af 20-msec lengd fyrirfram 70, 75 eða 80-dB styrkleiki, sem fór fram á 40-msec 120-dB púls með 100 msec. Fyrirhvarfshömlun var reiknuð fyrir hvern forðaþrep með því að nota eftirfarandi formúlu:% hömlun = [(meðalhvarfasvörun við upphafsrannsókn / meðaltalsköst viðbrögð við púls-einni rannsókn) × 100]. DD mýs voru prófaðir í DA-tæma ástandi, 18-24 klst. Eftir L-Dopa inndælingu.
Ótti-styrkt hrifinn (7-dagur paradigm)
Á degi 1 (grunnlínu), í kjölfar 5-mín. Aðlögunartímabils, fengu músar pseudó-handahófi röð af 20 rannsóknum, skipt jafnt milli cue og no-cue skilyrði. Fyrir neikvæðar rannsóknir voru dýr kynntar með 40-msec, 105-dB hljóðeinangrun. Fyrir beinrannsóknir voru dýrin kynnt með 10-sek ljósrofi, sem samhliða 40-msec, 105-dB púls. The ITI að meðaltali 120 sek (svið 60 til 180 sek).
Þjálfun átti sér stað á dögum 2, 4 og 6. Eftir að 10-mín var búið til, voru músar gefin 10 kynningar á cue ljósinu, sem samhliða 0.2-mA, 0.5-sek fótskoti. The ITI að meðaltali 120 sek (svið 60 til 180 sek). Prófunarstundirnar áttu sér stað á dögum 3, 5 og 7 og voru eins og grunnröðin sem lýst er hér að ofan. DD mýs voru í rifnu ástandi, 18 til 24 klst. Eftir síðasta L-Dopa innspýtingu, í upphafi, þjálfun og prófunartímum. L-Dopa var sprautað eftir æfingu eins og sýnt er í myndritum. Eftirfarandi formúla var notuð til að reikna út ótta-aukin hrollvekjandi:% potentiation = [(meðaltal svörunar við cue rannsóknum / meðaltali svörunar við neikvæðum rannsóknum-1) × 100].
Ótti-styrkt hrifinn (3-dagur paradigm)
Dagar 1 og 3 (grunnlínu og próf) af þessari hugmyndafræði voru eins og þau sem lýst er fyrir 7-daginn, ótta-öflugan skelfilegan paradigm. Á degi 2 (þjálfun) fengu mýs 30 paringar af 10-sec cue ljósinu með 0.2-mA, 0.5-sek fótskoti. The ITI meina var 120 sek (svið 60 til 180 sek). DD mýs voru DA-tæma á grunnlínu, þjálfun og prófun.
Skammtímaminni
Grunngildi og prófunartímar voru eins og þær sem lýst er fyrir 7 daga dagbókina. Á 2 degi X, eftir að 5-mín var búið til, voru músar gefin 30 paringar af 10-sekúnduljósi, sem samhliða 0.5-sek, 0.2-mA fótskoti. The ITI að meðaltali 120 sek (svið 60 til 180). Eftir að hafa verið þjálfaðir voru músin sett í búr á heimili sínu fyrir 10 mín áður en þau voru prófuð. Skammtímaminni var metið með því að nota sömu formúlunni sem notaður var til ótta-aukinnar skelfingar.
Höggskynjun
Svör við neikvæðu ástandi á skammtímaminni grunnlínu og prófunarstundir voru að meðaltali fyrir hvert dýr og eftirfarandi formúla var notuð til að reikna út rofskynjun:% næmni = [(meðaltal svörun við prófun / meðaltali svörun við upphafsgildi- 1) × 100].
Búið til rekombinasa miðlað endurreisn Th gena virka
Isofluran (1.5-5%) svæfðar músar voru settar í staðalímynd (David Kopf Instruments, Tujunga, CA). Til að endurheimta Th-genafræðilega virkni í lokuðum tegmental svæði var raðbrigða AAV1-Cre-GFP veiran (títtuð við 1.2 × 1012 agnir / ml) sprautað tvíhliða inn í miðtaugakerfið (hnitin í mm: 3.5 baki Bregma, 0.5 hliðar að miðlínu , 4.5 ventral til Bregma; 0.5 μl / halla). Til sérstakrar endurbóta á BLA DA var sprautað með recombinant CAV2-Cre veiru (títrað við 2.1 × 1012 agnir / ml) sprautað bilaterally (hnit í mm: 1.5 aftan við Bregma, 3.25 hlið við miðlínu, 5 ventral að Bregma; 0.5 μl / hemisfær) . Ítarlegar lýsingar á báðum veiruvektum hafa verið gefin út (Hnasko et al., 2006; Zweifel et al., 2008). Veirur voru sprautaðir á 10-mín. Tímabili með því að nota 32-mæla sprautunnar nál (Hamilton, Reno, NV) sem tengd er við innrennslisdælu (WPI, Sarasota, FL).
Immunohistochemistry
Eftir svæfingu með 50 mg / ml af natríumpentóbarbítali (0.2-0.3 ml / dýrum), voru músar umbreyttar með hjartalínurit með fosfatbuffaðri saltvatni og síðan 4% paraformaldehýð í fosfatbuffaðri saltlausn. Dissected heila voru eftir föst í 4% paraformaldehýð á einni nóttu, cryoprotected í 30% súkrósi í fosfatbuffaðri saltlausn og síðan fljótt frosinn í ísópentan. Fljótandi kransæðakorn (30 μm) voru ónæmisbældar með mótefnum gegn músum gegn TH (1: 1000, Chemicon) eða kanínum gegn TH (1: 2000, Chemicon). Immunoflourescence var náð með því að nota Cy2- eða Cy3-samtengdar IgG auka mótefni (1: 200, Jackson ImmunoResearch). Litaðar kúlur voru festir á skyggnur, þakklæddir og ljósmyndaðir með uppréttu smásjá (Nikon).
Tölfræðilegar greiningar
Greiningar gerðar voru með endurteknum ráðstöfunum og einföldum ANOVA, Fisher post-hoc og t-prófum nemanda eins og fram kemur í niðurstöðunum. Tölfræðileg greining var gerð með því að nota Statistica hugbúnað (Statsoft, Tulsa, Oklahoma).
Niðurstöður
DD mýs hafa óvirkt hljóðnema svörun og eðlileg hömlun á áfyllingu
Ótti-öflugur skjálfti krefst ósnortins hljóðbylgjuþrýstingssvörunar og skynjunarhreyfingar. Til að ákvarða hvort hljóðbylgjuhrengingin breytist í fjarveru DA, voru mælingar á DA-tæma DD músum (18 til 24 klst eftir L-Dopa) í mörgum decibel hljóðstigum mældar og samanborið við stýringar (Mynd 1A). Endurteknar aðgerðir ANOVA sýndu engin aðaláhrif af arfgerð og engin marktæk samskipti milli arfgerð og hljóðstig.
Mynd 1
DA er mikilvægt til að læra hræðslu sem veldur hræðslu. A, Acoustic skelfingarviðbrögð stjórnunar (n=10, svartir ferningar) og DD músa (n=10, opnir ferningar) við mismunandi hljóðstyrk. Svör eru tilkynnt í handahófskenndum einingum. B, Prepulse hömlun var prófuð við 3 mismunandi forpulse styrkleika í stjórn (n=10, svartar súlur) og DD mýs (n=10, opnar súlur). Stjörnumerki tákna p<0.05, endurteknar mælingar ANOVA. C, Skýringarmynd sem sýnir 7-daga hræðsluhugmyndina. Á grunnlínu- og prófunardögum fengu mýs 10 kynningar á neitun (40 msek varandi framsetning á 105 dB bráppúlsi) og 10 kynningar á vísbendingaprófum (10 sekúndna léttar vísbendingar sem endar samhliða skelfingapúlsi) í gervihandahófi pöntun. Á þjálfunardögum fengu mýs 10 pörun af 10 sekúndu ljósmerkinu sem endaði með 0.5 sekúndu lengd, 0.2 mA fótlost. Nám var metið á prófdögum sem hlutfall af styrkingu á vísbendingatilraunum samanborið við tilraunir án vísbendinga. D, DD mýs (n=10, opnar stikur) sem fengu L-Dopa 3 klst eftir þjálfun (dagur 2 og 4) náðu ekki að læra (próf 1 og 2). Hins vegar, þegar DD mýs voru sprautaðar strax eftir þjálfun (dagur 6) sýndu þær verulegan hræðsluáhrif (Próf 3). Stjörnumerki tákna p<0.05, endurteknar mælingar ANOVA. E, Mælingar á höggviðbrögðum við æfingar (Stjórn n=10, svartar súlur; DD n=10, opnar súlur). Svör eru tilkynnt í handahófskenndum einingum. F, Skýringarmynd sem sýnir 3-daga hræðsluáhrifamættið sem notað er til að ákvarða mikilvægan tíma þar sem DA er mikilvægt. Allar 30 cue-shock pörin voru gefin á einum þjálfunardegi og DD mýs voru meðhöndluð með L-Dopa strax, 1 klst. eða 3 klst eftir þjálfun. G, Aðeins stjórn (n=8, heilar svartar stikur, C) og DD mýs sem sprautaðar voru strax eftir þjálfun (n=7, lóðréttar rendur, 0 klst.) sýndu hræðsluáhrif á prófdegi. Þetta stig hræðslu sem veldur hræðslu var marktækt hærra en það sem sást hjá DD músunum sem fengu L-Dopa 1 klst (n=6, ská rönd) eða 3 klst (n=6, opnar stangir) eftir þjálfun. Stjörnumerki tákna p<0.05 þegar borið er saman við grunnlínu, Fisher post-hoc. Öll gildi sem greint hefur verið frá eru meðaltal ± SEMDA-tæmd DD og viðmiðunarmýs voru einnig prófaðar í forpúls-hömlun, sem er almennt notað til að greina skort á skynhreyfingum. Prepulse hömlun var aukin í DD músum (Mynd 1B; endurteknar mælingar ANOVA, arfgerð: F1, 18=5.37; p<0.05; engin marktæk arfgerð með forpúlsstigi víxlverkun fannst). Þessar upplýsingar benda til þess að DD mýs hafi ekki skort á skelfingarviðbrögðum eða minnkun á skynhreyfingarhliðum á meðan þær eru í DA-tæmdu ástandi og sannreyna notkun þeirra í hræðsluáhrifum tilraunum.
Dópamín er nauðsynlegt á mikilvægum tímum til að læra ótta-aukin ógn
Til að ákvarða hvort DA sé nauðsynlegt til að læra skilyrðingarverkefni með vísbendingu um ótta, voru DD og eftirlitsmýs látnar sæta 7 daga óttastýrðri skelfingu (Mynd 1C). DD mýs voru þjálfaðar og prófaðar í DA-tæmdu ástandi. Þegar þær voru prófaðar 24 klst eftir þjálfun, sýndu viðmiðunarmýs óttastækkun eftir eina þjálfunarlotu sem ekki sást í DD músum (Mynd 1D; endurteknar mælingar ANOVA, arfgerð, F1, 18=7.4590, p<0.05). Jafnvel eftir viðbótarþjálfun, tókst DD músum ekki að tjá hræðslu sem veldur hræðslu, en stjórnamýs héldu áfram að tjá öflugt nám. Athyglisvert er að þegar L-Dopa var gefið strax eftir þjálfun á degi 6, sýndu DD mýs óttastækkun sem var marktækt hærra en grunnlína (einstefnu ANOVA F1, 18=9.1999, p<0.01) og voru ekki frábrugðin samanburðargildum ( mynd 1D). Áfallsviðbrögð yfir þjálfunardaga fyrir DD og viðmiðunarmús voru ekki marktækt frábrugðin milli arfgerða á neinum þjálfunardegi, sem bendir til þess að námsbrestur hjá DD músum hafi ekki verið vegna vanhæfni til að skynja fótáfallið (Mynd 1E). Til að einkenna mikilvægan tímaglugga fyrir DA aðgerð, viðbótarrannsókn breytti tíma L-Dopa gjafar. DD og viðmiðunarmýs fengu þjálfun sem samanstóð af 30 ljóslostapörum (Mynd 1F) og síðan sprautað með L-Dopa annað hvort strax, 1 klst eða 3 klst eftir þjálfun og þær voru prófaðar 24 klst síðar. DD mýs sem sprautaðar voru strax eftir þjálfun sýndu sterkan ótta-mögnuð skelfingu á prófunardeginum, svipað og hjá viðmiðum, en DD mýsnar sem sprautaðar voru með L-Dopa 1 klst eða 3 klst eftir þjálfun sýndu ekkert nám (Mynd 1G; endurteknar mælingar ANOVA; meðferð × lota F3, 23=5.1032, p<0.01). Þessi gögn gefa til kynna að DA sé nauðsynlegt innan takmarkaðs tímabils til að læra í hræðslu-hugmyndinni. Hins vegar er DA ekki nauðsynlegt fyrir tjáningu á bent-ótta minni þar sem DD dýr voru alltaf prófuð í fjarveru DA. Að auki, skortur á DA dregur ekki úr höggviðbrögðum.
D1R er nauðsynlegt fyrir ótta-öflugur hrollvekjandi
Til að kanna hvaða DA viðtakar eru nauðsynlegir fyrir skelfingu sem veldur ótta, greindum við fyrst D1R KO mýs. D1R KO og viðmiðunar-, villigerð (WT) mýs voru prófuð á mörgum stigum bræðslupúlsstyrks, eins og lýst er fyrir DD mýs (Mynd 2A). Enginn marktækur munur var á D1R KO og WT músum á hvaða hljóðstigi sem var prófað, sem gefur til kynna að D1R KO mýs hafi ósnortna hljóðeinangrun. Í samræmi við fyrri rannsóknir höfum við fylgst með ósnortinni prepulse hömlun í D1R KO músum (Ralph-Williams o.fl., 2002). Þegar D7R KO mýs voru prófuð í 1 daga hræðslu-mögnuðu skynjunarmyndinni tókst ekki að tjá nám á neinum prófdaga (Mynd 2B; endurteknar mælingar ANOVA arfgerð × prófunardagur F3, 48=6.28; p<0.01), en WT mýs voru með verulegan hræðsluáhrif á prófdögum 2 og 3 (p<0.05 og p<0.01, grunnlína viðmiðunar á móti prófi 2 og 3, í sömu röð, Fisher post-hoc). D1R KO mýs höfðu meiri lostviðbrögð en WT alla þrjá þjálfunardagana (Mynd 2C; endurteknar mælingar ANOVA, arfgerð F1, 16=10.18; p<0.01; engin marktæk arfgerð × þjálfunardagur sást). Þannig, þó að D1R KO mýs hafi aukin svörun við fótlost samanborið við WT mýs, hafa þær verulega skert hræðsluáhrif, jafnvel eftir 3 daga þjálfun. Þessi gögn benda til námsskerðingar hjá D1R KO dýrum og benda D1R til að miðla áhrifum DA í vísbendingháðri óttaskilyrðingu. Mynd 2 D1R KO mýs hafa verulega skert nám. A, Hljóðræn skelfingarsvörun D1R WT (n=9, svartir ferningar) og KO (n=9, opnir ferningar) músum. B, Niðurstöður 7 daga hræðslu-mögnuðrar skelfingarmyndar með D1R músum. D1R WT mýs (n=9, heilar svartar súlur) en ekki D1R KO mýs (n=9, opnar súlur), sýndu hræðsluáhrif á prófdegi 3. Stjörnumerki tákna p<0.01, þar sem KO er borið saman við WT, Fisher eftir- hoc. C, Mælingar á höggviðbrögðum. D1R KO mýs (n=9, opnar súlur) hafa hærri svörun við fótlost en WT (n=9, heilar súlur). Stjörnumerki tákna p<0.05, endurteknar mælingar ANOVA. Öll gildi sem greint er frá eru meðaltal ± SEM Fyrir skelfingarsvörun og lostviðbrögð, tölur sem eru skráðar í handahófskenndum einingum.
Ótti-öflugur skjálfti er ósnortinn í D2R KO músum, en þarfnast annarra D2-svipaða viðtaka
Til að kanna hvort D2-eins og viðtökur eru nauðsynlegar fyrir ótta-aukna hrollvekju, voru D2R KO og WT músirnar látnir í byrjunarsvörun og ótta-styrktar ristilprófanir. WT og D2R KO mýs hafa jafngildar byrjunarviðbrögð við öllum dB stigum sem eru prófaðar, sem gefur til kynna að D2R KO mýs hafi ósnortið hljóðnema svörun (mynd 3A). Líkt og D1R KO músum, höfum við komist að því að D2R KO mýs hafa ósnortinn hömlun á kviðarholi (Ralph-Williams o.fl., 2002). Þegar prófuð voru á 7-degi ótta-auknu skjálfandi hugmyndafræðinnar, sýndu bæði WT og D2R KO mýs ótta-aukin hrif á jafngildum stigum á öllum 3 prófadögum (Mynd 3B) og lostviðbrögð voru ekki mismunandi milli hópa (Mynd 3C). Þessar upplýsingar benda til þess að D2R sé ekki nauðsynlegt til að læra ótta-öflugan hrifinn.
Mynd 3
D2R KO mýs eru með ósnortnar skelfingu sem veldur ótta. A, Hljóðræn skelfingarsvörun D2R WT (n=8, svartir ferningar) og KO músa (n=8, opnir ferningar). B, Niðurstöður 7 daga hræðslu-mögnuðrar skelfingarmyndar með D2R músum. Bæði WT (n=8, heilar súlur) og KO (n=8, opnar súlur) mýs sýndu umtalsvert magn af hræðslu sem veldur hræðslu. C, Mælingar á höggviðbrögðum meðan á þjálfun stendur (WT, n=8, heilar stangir; KO, n=8, opnar stangir). D, WT og D2R KO mýs (n=11 hvor) voru undir 3 daga hræðsluáhrifamýsinni. D2R KO músum var gefið etiklópríð (0.5 mg/kg) fyrir þjálfun og tjáðu ekki hræðslu sem veldur hræðslu við prófun. Stjörnumerki tákna p<0.01, KO á móti WT, Fisher post-hoc. Öll gildi sem greint hefur verið frá eru meðaltal ± SEM Fyrir skelfingarsvörun og lostviðbrögð eru svörun tilkynnt í handahófskenndum einingum. Fyrri rannsóknir hafa sýnt að gjöf D2-líkra mótefna, annaðhvort kerfisbundið eða beint inn í amygdala, dregur úr skilyrtum ótta (Guarraci o.fl., 2000; Greba o.fl., 2001; Ponnusamy o.fl., 2005). Til að kanna misræmið á milli niðurstaðna þeirra og okkar, var D2R KO músum gefið D2R-líka mótlyfið eticloprid (0.5 mg/kg; afhent ip) áður en þeir voru þjálfaðir í 3-daga hræðsluhugmyndinni. Þegar þær voru prófaðar 24 klst. eftir þjálfun, sýndu WT mýs sem sprautað var í ökutæki sterkan ótta-mögnuð skelfingu, en D2R KO mýs sem sprautað var með eticlopríði sýndu ekki lærdóm (Mynd 3D; endurteknar mælingar ANOVA arfgerð × dagur F1, 20=7.5698, p<0.05) . Þessar niðurstöður benda til þess að, auk D1R, er meðlimur D2-eins fjölskyldu DA viðtaka, en ekki D2R, nauðsynlegur fyrir hræðslu sem veldur hræðslu.
Skammtímaminni er skert í DD og D1R KO músum
DA er krafist innan klukkustundar eftir þjálfun til að læra hræðsluöflun. Í þessum tilraunum var langtímaminni fyrir hræðsluöflun metið 24 klst eftir þjálfun. Við lögðum af stað til að prófa hvort DA sé einnig krafist fyrir skammtímaminni. DD dýr og eftirlit voru undir tveggja daga hugmyndafræði sem prófaði skammtímaminni 2 mín eftir þjálfun (mynd 10A). Á tilraunadeginum voru næmingar á losti og skammtímaminni metin. Skammtímaminni var skilgreint sem vísbendingarháð aukning á viðbrögðum við skelfingu, en næmi fyrir höggi er samhengisháð aukning á hljóðviðbragðsviðbrögðum í kjölfar fótstuðs sem er óháð vísbendingu (McNish o.fl., 1997; Richardson, 2000; Risbrough et. al., 2008). DD mýs höfðu marktækt minna næmi fyrir losti en viðmiðunarreglur (mynd 4B, p <0.05; t-próf nemenda). Á sama hátt sýndu samanburðarmús öflugt skammtímaminni sem var fjarverandi í DD músum (mynd 4B, p <0.05, DD á móti stjórn, t-próf námsmanns). Þessi gögn benda til þess að DA sé krafist fyrir skammtíma- og langtímaminni um ótta-styrkt skelfingu. Ennfremur er DA nauðsynlegt fyrir samhengisháðan ótta nám, eins og það er metið af næmi fyrir losti. Þessi gögn styrkja einnig fyrri ályktun um að DA sé nauðsynlegt á mikilvægu tímabili til að koma á stöðugleika á hræðsluskilyrðandi minnissporinu. Mynd 4 Skammtímaminni og höggnæming eru háð DA. A, Hönnun á atferlisstefnu. Á degi 1 fengust upphafssvörun við upphaf. Á 2. degi fengu mýs allar 30 cue-shock paranirnar og voru síðan settar aftur í heimahúsið sitt í 10 mínútur áður en þær voru prófaðar. B, stjórnarmýs (n = 10, svartar súlur) hafa marktækt meiri næmni fyrir losti og ótta-styrkt skelfingu miðað við DD (n = 10, opnar súlur). Stjörnur tákna p <0.05; T-próf nemenda. C, WT (n = 7, svartir súlur) og D1R KO (n = 7, opnir súlur) hafa ósnortinn næm fyrir losti. Aðeins WT hefur ótta-styrkt skelfingu við skammtímaminnisprófið. Stjörnur tákna p <0.05, KO á móti WT; T-próf nemenda. D, WT (n = 8, svartir súlur) mýs hafa verulega meiri næmingu fyrir höggum en D2R KO (n = 8, opnir súlur). Stig óttastyrktra er svipað milli WT og D2R KO músa. Stjörnur tákna p <0.05, KO á móti WT; T-próf nemenda. Öll gildi sem greint hefur verið frá eru meðaltöl ± SEM Til að kanna hvaða viðtakaundirgerðir miðla hlutverki DA í skammtímaminni og höggnæmingu, voru D1R og D2R KO mýs prófaðar í sömu hugmyndafræði og DD mýs. D1R KO mýs höfðu marktækt lægra skammtímaminni en WT mýs (mynd 4C, p <0.05; t-próf nemenda); þó var enginn marktækur munur á stigi næmis fyrir högg í D1R KO og samanburðarmúsum sem bentu til þess að samhengisháð nám væri ósnortið. D2R KO mýs höfðu marktækt lægra magn af lostnæmi en WT (mynd 4D, p <0.05; t-próf nemenda), en samt var enginn marktækur munur á stigi WT og KO músa í skammtímaminni.
Endurheimt DA til basolateral amygdala nægir til að leyfa skammtíma minni
The basolateral amygdala er mikilvægt fyrir kaup á cue-háð ótta minni (Maren, 2003; Maren og Quirk, 2004; Sigurdsson o.fl., 2007). Enn fremur eru vísbendingar sem gefa til kynna mikilvægu hlutverki í DA til að auðvelda basolateral amygdala virkni (Rosenkranz og Grace, 2002, Bissiere o.fl., 2003; Marowsky et al., 2005). Til að kanna hvort DA í basolateral amygdala er krafist fyrir ótta-aukna ræsingu, voru DD og stjórn músar sprautað tvíhliða með CAV2-Cre vektor í basolateral amygdala (Mynd 5A). Þessi vektor er retrogradely flutt frá stungustað til DA neurons þar sem hún endurheimtir Th gena virkni (Hnasko et al., 2006). Immunohistochemistry leiddi í ljós að TH var til staðar í basolateral amygdala af CAV2-Cre-sprautuðum DD músum (Mynd 5J) en fjarverandi í dorsal striatum og kjarna accumbens (Mynd 5G). TH var fyrst og fremst endurreist í lítinn fjölda taugafrumna í blæðingarhluta á ventral-tegmental svæðinu (mynd 5D). Það voru yfirleitt færri en 10 TH jákvæðar frumur á 30-μm kafla í innspýtta DD músum, sem er í samræmi við lítið magn af amygdala-útfærandi DA taugafrumum sem greint var frá í bókmenntum (Ford et al., 2006; Lammel o.fl. , 2008; Margolis o.fl., 2008).
Mynd 5
Svæðisbundin endurgerð á innbyggðu TH tjáningu í DD músum. A, Skýringarmynd sem sýnir innspýtingarhnit fyrir basolateral amygdala (BLA) björgunar tilraunir. DD (n = 7) og stjórn (n = 7) mýs voru sprautað tvíhliða inn í BLA með CAV2-Cre vektorum (0.5 uL / hemisfærum). B, Skýringarmynd sem sýnir innspýtingarmörk fyrir björgunaraðgerðir á vöðvabrotum (VTA). AAV1-Cre-GFP var sprautað tvíhliða (0.5 uL / hemisfær) inn í VTA af DD (n = 7) og eftirlitsmýs (n = 10). Tölur lagaðar frá Paxinos og Franklin, 2001. C-E, Samanburður á TH-litun í kransæðum (4 × stækkun) sem sýnir ventral midbrain vírusinsprautað WT-stýrð, BLA-sprautað DD og VTA-sprautað DD. C, TH immunhistochemistry in control midbrain sýnir nærveru DA taugafrumna í VTA og substantia nigra pars compacta (SNpc, tilgreint með örvum). D, BLA-bjarga DD músum höfðu lítið af TH-jákvæðum taugafrumum í VTA. Inset er 40 × stækkun á boxed svæðinu, sem sýnir TH tjáningu í sumum og ferlum. E, VTA bjarga DD músum höfðu TH tjáningu aðallega í VTA. Athugaðu fjarveru TH-litunar í SNpc (táknað með örvum). F-H, Coronal kafla (4 × stækkun) úr WT veiru sprautaðri stjórn, BLA bjargað og VTA bjargað DD músum, sem sýnir TH tjáningu í dorsal striatum og kjarna accumbens. F, WT veiru-sprautuðir stýringar hafa TH-tjáningu yfir heildina af dorsalum (sýnt með örvum) og ventralstriatumi. G, Það er engin TH tjáning sem finnst í striatum BLA-bjargað DD músum. H, VTA bjarga DD músum hafa TH tjáningu í kjarnanum accumbens, með aðeins paucity litun í dorsal striatum (táknað með örvum). I-K, Coronal kafla (10 × stækkun) sem sýnir TH-tjáningu í BLA vírusinsprautaðri WT-stjórn, BLA-bjargað og VTA-bjargað DD músum.
Basolateral amygdala-sprautaðar mýs voru látnar sæta 3 daga hræðsluáhrifamætti. Skammtímaminni og höggnæming voru metin 10 mínútum eftir þjálfun og langtímaminni fyrir hræðsluáhrif var metið 24 klst. eftir þjálfun (Mynd 6A). Athyglisvert var að aðeins skammtímaminni var endurheimt í basolateral amygdala-sprautuðum DD músum. Skammtímaminni var það sama og viðmiðunarstig, samt var styrkur langtímaminni (p<0.05; t-próf nemenda) og höggnæmi (p<0.05; t-próf nemenda) marktækt lægra en viðmiðunarhópur. Meðan á þjálfun stóð var magn höggviðbragða það sama milli hópa (Stjórn: 1613±333 á móti BLA-björguðu DD: 1758±260). Þessar upplýsingar benda til þess að DA vörpun til basolateral amygdala, sem stafar aðallega frá caudal hlið kviðhvolfsvæðisins, nægi til skammtímaöflunar á hræðsluminni, en samt sem áður er DA vörpun á önnur heilasvæði í heilaberki líklega nauðsynleg fyrir samhengisnám og langtímastöðugleiki á hræðsluminninu. Mynd 6 Basolateral amygdala (BLA)-björgaðar DD mýs hafa endurheimt skammtímaminni, en ventral tegmental area (VTA)-björgaðar DD mýs hafa endurheimt námið að fullu. A, vírussprautað WT stjórn (n=7) og BLA-björguðum DD músum (n=7) voru látnar sæta 3-daga hræðslu-mögnuðu hræðsluhugmyndinni. Til vinstri, lost næming er marktækt minni í BLA-björguðum músum. Mið-, skammtímaminni (STM) var endurheimt í stjórnunarstigum í BLA-björguðum músum. Hægri, langtímaminni (LTM), metið 24 klst. eftir þjálfun, er fjarverandi hjá músum sem BLA bjargað. B, Niðurstöður frá WT-stýringu (n=10) og VTA-björguðum DD-músum (n=7) í 3-daga ótta-mögnuðu skelfingarmyndinni. Til vinstri, lost næming í VTA-björguðum DD músum var ekki marktækt frábrugðin viðmiðunarhópi. Mið- og hægri, stig STM og LTM minni voru þau sömu og viðmiðun í VTA-björgunarmúsum. Stjörnumerki tákna p<0.05, björgun á móti stjórn, t-próf nemenda. Öll gildi sem tilkynnt er um eru meðaltal ± SEM
Endurreisn á TH til ventral tegmental area DA neurons nægir til að læra
Það eru tveir helstu DA hringrásar sem koma frá ventral midbrain; The mesostriatal hringrás, einkum stafar af substantia nigra pars compacta og mesocorticolimbic hringrás, upprunnin fyrst og fremst frá ventral tegmental svæði. Mesocorticolimbic hringrásin virkar víða um heila kjarn sem vitað er að vera mikilvægur fyrir cue-háð ótta ástand, þar á meðal basolateral amygdala (Bjorklund og Dunnett, 2007; Lammel o.fl., 2008). Til að kanna hvort fullgerandi endurheimt mesocorticolimbic DA er nauðsynlegt fyrir langtímameðferð og lostnæmi; DD og stýrimýsir voru sprautaðir tvíhliða með AAV1-Cre-GFP vektor inn í ventral tegmental svæðið til að virkja sérstaklega innra Th genið (Mynd 5B).
Immunohistochemistry var notað til að greina hvaða DA taugafrumur og hvaða markmið höfðu endurheimt TH tjáningu. TH litun er fjarverandi í DD-músum sem ekki eru bjargaðar (Hnasko et al., 2006). Immunohistochemistry leiddi í ljós að endurreisn TH í ventral tegmental area-sprautuðu DD-músum var mjög sértækur fyrir sjóntauga tegmental svæði og markmið hennar (Mynd 5E, H, K). Það var paucity af TH litun í dorsal striatum, aðalmarkmið DA neurons sem stafar af substantia nigra pars compacta (Mynd 5H), en kjarna accumbens og basolateral amygdala höfðu sterkan TH tjáningu (Fig 5H, K).
Ventral tegmental area-sprautað mús voru undir sömu 3-degi ótta-öflugri skjálfta-paradigma sem basolateral amygdala-sprautað mús (Mynd 6B). Skyndisskynjun, skammtímaminnkun og langtímaminni voru endurreist til að stjórna stigum í DD-músum með inntöku á dýrum. Stöggviðbrögð við þjálfun voru þau sömu milli hópa (Control: 1653 ± 268 móti VTA-bjargað DD: 1602 ± 198). Þessar upplýsingar benda til þess að DA-spár frá ventral tegmental svæðinu séu nægjanlegar til myndunar skammtíma og langvarandi cued-fear minni eins og heilbrigður eins og samhengis háð höggskynjun.
Discussion
Þessar niðurstöður sýna að DA er krafist fyrir cued-ótta ástand eins og mælt er með ótta-potentiated skelfingu. DD músar mistókst að sýna ótta-öflugan skelfingu nema DA væri endurreist strax eftir æfingu. DD mýs hafa einnig skerta skammtíma minni og lost næmi. Mikilvægt var að hindrun í upphafi var ekki lægri í DA-tæma DD músum, sem gefur til kynna að skynjari hreyfing sé ekki minnkuð í fjarveru DA. Fyrrverandi rannsóknir hafa sýnt að geðdeyfandi lyf sem auka DA-flutning geta lækkað forvörnshömlun (Schwarzkopf o.fl., 1992; Bubser og Koch, 1994; Ralph et al., 1999; Swerdlow o.fl., 2006; Doherty et al., 2007) aðrir hafa sýnt fram á að lyfjafræðileg hömlun dópamínsviðtaka bætir fyrirframbælingu (Schwarzkopf et al., 1993; Depoortere et al., 1997). Í samræmi við þessar niðurstöður höfðu DD mýs litla en marktæka aukningu á hömlun á prepulse yfir stjórn músum. Fyrri rannsóknir hafa einnig sýnt fram á að lyfjafræðileg hömlun á DA viðtökum getur dregið úr hljóðbylgjuviðbrögðum (Davis og Aghajanian, 1976, Schwarzkopf o.fl., 1993). Dópamínþrengdar DD mýs höfðu ekki marktækar breytingar á heyrnartruflunum; Hins vegar var tilhneiging til minni svörunar samanborið við eftirlit, einkum við mikla hvatningu, í samræmi við fyrri skýrslur (Schwarzkopf o.fl., 1993).
Gögnin sem hér eru kynntar sýna greinilega að DA er ekki mikilvægt fyrir endurheimt eða tjáningu cue-háð ótta minni vegna þess að DD mýs þurfa ekki DA á prófunarstaðnum til að tjá ótta-öflugan hrifningu sem áður var keypt með því að sprauta L-Dopa strax eftir þjálfun. Enn fremur eru tilraunir okkar til þess að DA sé krafist fyrir upphaflega örvunarvinnslu meðan á þjálfun stendur, vegna þess að DD mýs voru dópamínþrýddir á öllum æfingum. Þess í stað benda gögnin okkar til þess að DA sé nauðsynlegt fyrir snemma stöðugleika minnisferilsins vegna þess að DD mýs tjá ekki skammtíma minni og langtíma minni sést aðeins þegar L-Dopa er gefið strax en ekki 1 klst. Eftir þjálfun. Líklegt er að sprauta DD músum með L-Dopa strax eftir æfingu jafnvægi minnið rekja, leyfa því að slá inn langtíma formi. Aversive áreynsla veldur langvarandi hækkun á DA stigum innan heila svæðum sem eru mikilvæg fyrir ótta-ástand sem myndi leyfa slíkri stöðugleika ótta minni (Abercrombie o.fl., 1989; Kalivas og Duffy, 1995; Doherty og Gratton, 1997; Inglis og Moghaddam, 1999). Í samræmi við gögnin okkar hafa aðrir sýnt fram á að aðgerð eftir aðgerð á DA þjálfun breytir ótta-tengdum minni (Bernaerts og Tirelli, 2003; Lalumiere o.fl., 2004; LaLumiere et al., 2005).
Niðurstöður okkar gefa til kynna að margar DA viðtaka undirgerðir séu nauðsynlegar fyrir ótta-öflugri hrifningu. D1R KO mýs skorti skammtíma- og langtímaminnið af ótta-öflugri hrifningu, sem bendir til mikilvægu hlutverki fyrir þessa viðtaka undirgerð til að miðla áhrifum DA í cue-háð ótta nám. Athyglisvert var að samhengis háð ótta nám væri ósnortinn í D1R KO músum. Þessar upplýsingar staðfesta aðrar rannsóknir sem sýna að D1R-svipaðir blokkar draga úr ósjálfráða ótta við að læra án þess að hafa áhrif á lostskynjun og sýna að lyfjafræðilegar aðgerðir í þessum tilraunum voru sérstaklega við D1R (Lamont og Kokkinidis, 1998; Guarraci o.fl., 1999) . Þessar upplýsingar eru einnig í samræmi við rannsóknir sem sýna mikilvægu hlutverki fyrir D1R í öðrum cue-háðum kennsluaðferðum (Smith et al., 1998, Eyny og Horvitz, 2003).
D2R KO átti ósnortinn ótta-aukin ógn, en skorti enn á ónæmiskerfi. Greba o.fl. (2001) hefur sýnt að innan amygdalar mótspyrna D2R leiddi til skerðingar á ofnæmisviðbrögðum og óttaþroskaðri hrollvekju án þess að hafa áhrif á upphafsgildi eða svörun við fótspori. Virkjun D2R leiðir til framkalla langvarandi styrkingu í bláæðinu, sem væntanlega væri mikilvægt fyrir ótta-öflugt hrollvekjasafn (Bissiere et al., 2003). Gögnin okkar sýna að D2R er ekki nauðsynlegt fyrir cue-háð ótta nám, heldur að þetta DA viðtaka undirgerð er mikilvægt fyrir samhengis háð högg næmi. Innspýting D2R KO músa kerfisbundið með D2-svipuðum etýlprópíðs mótlyfinu áður en þjálfun kom í veg fyrir ótta-öflugan hrifningu; Þess vegna er líklegt að aðrir D2R-svipaðir viðtökur, sem einnig eru hamlar af etýprídríði, eru mikilvægir í ótta-auknu ræsi (Sigala o.fl., 1997; Bernaerts og Tirelli, 2003; Laviolette o.fl., 2005; Swant og Wagner , 2006). Þannig geta skerðingar á cue-háskólanemi, sem stafar af D2-svipuðum mótefnum í fyrri rannsóknum, rekja til þessara lyfja sem hamla öðrum meðlimum D2R fjölskyldunnar.
The sérhæfða endurreisn innvortis TH sérstaklega við ventral tegmental svæði leiddi til endurreisnar náms í DD músum. Ónæmissjúkdómafræði benti til þess að TH var endurreist til mikilvægra útlims kjarnanna eins og kjarna accumbens og basolateral amygdala, en ekki til dorsal striatum. Ennfremur voru mjög fáir taugafrumur jákvæðar fyrir TH í efnisþáttunum nigra pars compacta. Þessar upplýsingar benda til þess að DA frá taugafrumum í kviðarholi er mjög mikilvægt fyrir cued-og samhengis-ótta ástand.
Mýs með sértækri endurgerð á DA í basolateral amygdala lýstu skammtímaminni, en ekki langtímaminni eða áfallamyndun. Fyrstu rannsóknir hafa sýnt að DA auðveldar amygdala virkni með breytingum á GABAergic hamlandi tón og þessi áhrif eru miðlað af annaðhvort D1R eða D2R (Bissiere et al., 2003; Kroner o.fl., 2005; Marowsky et al., 2005). Gögnin sem hér eru sýnd sýna að DA í basolateral amygdala er mikilvægt fyrir kaup á skammtímaminni fyrir ótta-aukna ógn, en er ekki nægjanlegt fyrir langtíma stöðugleika minningarinnar. Endurreisn skammtímaminni er miðlað af lítilli fjölda basolateral amygdala-stækkandi DA taugafrumna sem myndast frá sjóndeildarhringnum. Mjög útbreidd endurreisn innvortis TH í hjartalínuritum DD-músum leiddi til ósnortins skamms tíma og langtíma minni; Því er líklega nauðsynlegt að endurheimta TH við önnur mesókorticolimbic brautir til að koma á langtímaminni fyrir ótta-aukna ógn. Fyrstu rannsóknir benda til þess að kjarninn sé áberandi og prefrontal heilaberki getur einnig verið mikilvægur markmið DA við óttaaðstöðu (Kalivas og Duffy, 1995; Murphy o.fl., 2000; Pezze o.fl., 2003; LaLumiere et al., 2005; Laviolette et al., 2005; Floresco og Tse, 2007). Þess vegna er mögulegt að DA-merkja í annaðhvort kjarnauppbygginguna eða prefrontal heilaberki er nauðsynleg til að mynda langtíma minni.
Í stuttu máli var rannsóknin notuð af samsettri erfðafræðilegu módelsmörkum, lyfjafræði og svæðisbundinni björgunaraðgerð til að sýna fram á að DA sé nauðsynlegt til að óttast hæfileika, ósjálfráða óttaþjálfunarverkefni. Þessar niðurstöður leggja áherslu á mikilvægu hlutverki þessarar taugaboðefnis utan vinnsluvinnslu. Enn fremur bendir rannsóknin á þörf fyrir DA sem starfar á mörgum DA viðtökum samtímis í mörgum heila svæðum fyrir cue-háð ótta ástand. Nýlegar rannsóknir hafa leitt í ljós að ventral tegmental area DA neurons breytilegt verulega í sameinda- og lífeðlisfræðilegum eiginleikum þeirra samkvæmt markmiðsstað (Ford et al., 2006; Margolis o.fl., 2006; Bjorklund og Dunnett, 2007; Lammel et al., 2008; Margolis et al., 2008). Tilraunirnar sem við gerðum þar sem Th-genið var valið endurvirkjað í DA-taugafrumum sem voru að miða á basolateral amygdala, sýna að þau eru lítill, valinn íbúa taugafrumna frá sjóntaugum, frekar en fylgikvilla DA-taugafrumum sem miða að öðrum heila svæðum. Gögnin okkar, ásamt rannsóknum sem sýna ólíkleika DA-taugakerfisins, leggja áherslu á nauðsyn þess að skilja hlutverk hvers þessara sértækra DA-hringrása. Aukin þekking á mörgum hegðunar- og lífeðlisfræðilegum aðgerðum DA til að fela ótta-tengd nám getur leitt til betri skilnings á algengum ótta-tengdum sjúkdómum, svo sem eftir áverka streitu röskun, þráhyggju-þvingunarröskun og almennt kvíðaröskun.
Acknowledgments
Þessi rannsókn var studd að hluta til af Public Health Service, National Research Service Award, T32 GM07270, frá National Institute of General Medical Sciences og NIH National Institute of General Medical Sciences 'Grant 4 R25 GM 058501-05. Við þökkum Ilene Bernstein, Lisa Beutler, Charles Chavkin og Larry Zweifel fyrir gagnlegar athugasemdir við handritið, Albert Quintana um hjálp á vefjafræði og Valerie Wall fyrir viðhald á músarhneigð. Við þökkum einnig Dr. Miguel Chillon (Vector Production Unit of CBATEG við Universitat Autonoma of Barcelona) fyrir CAV2 og Matthew During fyrir AAV1 veira.
Meðmæli
1. Abercrombie ED, Keefe KA, DiFrischia DS, Zigmond MJ. Mismunandi áhrif streitu á losun dópamíns in vivo í striatum, nucleus accumbens og miðlæga framan heilaberki. J Neurochem. 1989; 52: 1655 – 1658. [PubMed]
2. Bernaerts P, Tirelli E. Auðveldandi áhrif dópamín D4 viðtaka örva PD168,077 á minni styrkingu á hindrandi forðast lærð svörun í C57BL / 6J músum. Behav Brain Res. 2003;142:41–52. [PubMed]
3. Bissiere S, Humeau Y, Luthi A. Dópamín hlið LTP örvun í hliðar amygdala með því að bæla framhömlun. Nat Neurosci. 2003; 6: 587 – 592. [PubMed]
4. Bjorklund A, Dunnett SB. Dópamín taugafrumur í heila: uppfærsla. Þróun Neurosci. 2007; 30: 194 – 202. [PubMed]
5. Bubser M, Koch M. Prepulse hömlun á hljóðeinangrandi skelfingarsvörun rotta minnkar með 6-hýdroxýdópamínskemmdum í miðlægum forframheilsuberki. Psychopharmacology (Berl) 1994;113:487–492. [PubMed]
6. Davis M, Aghajanian GK. Áhrif apómorfíns og halóperidols á hljóðeinangrun hjá rottum. Sállyfjafræði (Berl) 1976;47:217–223. [PubMed]
7. de Oliveira AR, Reimer AE, Brandao ML. Dopamine D2 viðtakakerfi til að tjá skilyrtan ótta. Pharmacol Biochem Behav. 2006; 84: 102 – 111. [PubMed]
8. Depoortere R, Perrault G, Sanger DJ. Styrking á hömlun á hræðsluviðbragði í rottum: lyfjafræðilegt mat á aðferðinni sem fyrirmynd til að greina geðrofsvirkni. Psychopharmacology (Berl) 1997;132:366–374. [PubMed]
9. Doherty JM, Masten VL, Powell SB, Ralph RJ, Klamer D, Low MJ, Geyer MA. Framlag dópamíns D1, D2 og D3 viðtaka undirtegunda til truflandi áhrifa kókaíns á Prepulse hömlun í músum. Taugasállyfjafræði. 2007;12:12.
10. Doherty MD, Gratton A. NMDA viðtakar í kjarna þétta móta streitu-völdum dópamín losun í kjarna hnúka og ventral tegmental svæði. Synapse. 1997;26:225–234. [PubMed]
11. Drago J, Gerfen CR, Lachowicz JE, Steiner H, Hollon TR, Love PE, Ooi GT, Grinberg A, Lee EJ, Huang SP, o.fl. Breytt striatal virkni í stökkbreyttri mús sem skortir D1A dópamínviðtaka. Proc Natl Acad Sci US A. 1994;91:12564–12568. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
12. Eyny YS, Horvitz JC. Andstæð hlutverk D1 og D2 viðtaka í matarlyst. J Neurosci. 2003;23:1584–1587. [PubMed]
13. Floresco SB, Tse MT. Dópamínvirk stjórnun á hamlandi og örvandi sendingu í basolateral amygdala-prefrontal cortical pathway. J Neurosci. 2007;27:2045–2057. [PubMed]
14. Ford CP, Mark GP, Williams JT. Eiginleikar og ópíóíðhömlun mesolimbic dópamín taugafrumna eru mismunandi eftir markstaðsetningu. J Neurosci. 2006; 26: 2788 – 2797. [PubMed]
15. Greba Q, Kokkinidis L. Gjöf í útlægum og innan amygdalar dópamín D1 viðtaka mótlyfsins SCH 23390 hindrar skelfingu sem veldur hræðslu en ekki höggviðbrögðum eða höggnæmingu við hljóðbylgju. Hegðu þig Neurosci. 2000;114:262–272. [PubMed]
16. Greba Q, Munro LJ, Kokkinidis L. Þátttaka kólínvirkra múskarínviðtaka í kviðlægum hluta svæðisins í klassískum skilyrtum óttatjáningu sem mæld er með hræðslu sem veldur ótta. Brain Res. 2000;870:135–141. [PubMed]
17. Greba Q, Gifkins A, Kokkinidis L. Hömlun á amygdaloid dópamín D2 viðtökum skerðir tilfinningalegt nám mælt með hræðsluáhrifum. Brain Res. 2001;899:218–226. [PubMed]
18. Guarraci FA, Kapp BS. Lífeðlisfræðileg einkenni dópamínvirkra taugafrumna á ventral tegmental svæði við mismunadrif Pavlovian hræðslu við vöku kanínuna. Behav Brain Res. 1999; 99: 169 – 179. [PubMed]
19. Guarraci FA, Frohardt RJ, Kapp BS. Amygdaloid D1 dópamínviðtaka þátttaka í Pavlovian óttaskilyrðingu. Brain Res. 1999;827:28–40. [PubMed]
20. Guarraci FA, Frohardt RJ, Falls WA, Kapp BS. Áhrif innrennslis í amygdaloid D2 dópamínviðtaka mótlyfs á Pavlovian óttaskilyrði. Hegðu þig Neurosci. 2000;114:647–651. [PubMed]
21. Hnasko TS, Perez FA, Scouras AD, Stoll EA, Gale SD, Luquet S, Phillips PE, Kremer EJ, Palmiter RD. Cre recombinasa-miðluð endurheimt nigrostriatal dópamíns í dópamín-skorti músum snýr við blóðþurrð og hægslætti. Proc Natl Acad Sci US A. 2006;103:8858–8863. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
22. Horvitz JC. Mesolimbocortical og nigrostriatal dópamínviðbrögð við mikilvægum atburðum sem ekki eru umbun. Taugavísindi. 2000;96:651–656. [PubMed]
23. Inglis FM, Moghaddam B. Dópamínvirka innerving amygdala er mjög móttækileg fyrir streitu. J Neurochem. 1999; 72: 1088 – 1094. [PubMed]
24. Inoue T, Izumi T, Maki Y, Muraki I, Koyama T. Áhrif dópamíns D(1/5) mótlyfsins SCH 23390 á öflun skilyrts ótta. Pharmacol Biochem Behav. 2000;66:573–578. [PubMed]
25. Joshua M, Adler A, Mitelman R, Vaadia E, Bergman H. Dópamínvirkar taugafrumur í miðhimnu og katalínvirkar kyrningafæðar í fæðingu umrita muninn á umbun og andstyggilegum atburðum á mismunandi tímum líkindastigs klassískra ástand. J Neurosci. 2008; 28: 11673 – 11684. [PubMed]
26. Kalivas PW, Duffy P. Sérhæfð virkjun dópamíngjafar í skel kjarnarinnar vegna streitu. Brain Res. 1995; 675: 325 – 328. [PubMed]
27. Kelly MA, Rubinstein M, Asa SL, Zhang G, Saez C, Bunzow JR, Allen RG, Hnasko R, Ben-Jonathan N, Grandy DK, Low MJ. Laktótrópstækkun heiladinguls og langvarandi blóðprólaktínhækkun í músum sem skortir dópamín D2 viðtaka. Taugafrumur. 1997;19:103–113. [PubMed]
28. Koch M. Taugalíffræði við bráður. Prog Neurobiol. 1999; 59: 107 – 128. [PubMed]
29. Kroner S, Rosenkranz JA, Grace AA, Barrionuevo G. Dópamín mótar spennu basolateral amygdala taugafrumna in vitro. J Neurophysiol. 2005; 93: 1598 – 1610. [PubMed]
30. Lalumiere RT, Nguyen LT, McGaugh JL. Innrennsli dópamíns eftir þjálfun innan basóhliðar amygdala mótunar styrkingu á hamlandi forvarnarminni: þátttaka noradrenvirkra og kólínvirkra kerfa. Eur J Neurosci. 2004;20:2804–2810. [PubMed]
31. LaLumiere RT, Nawar EM, McGaugh JL. Aðlögun samsöfnun minni með basolateral amygdala eða nucleus accumbens skelinni þarfnast samtímis virkjun dópamínviðtaka á báðum heilasvæðum. Lærðu Mem. 2005; 12: 296 – 301. [Ókeypis grein PMC] [PubMed]
32. Lammel S, Hetzel A, Hackel O, Jones I, Liss B, Roeper J. Einstakir eiginleikar mesoprefrontal taugafrumna innan tvíþætts mesókortikólímbísks dópamínkerfis. Taugafrumur. 2008;57:760–773. [PubMed]
33. Lamont EW, Kokkinidis L. Innrennsli dópamín D1 viðtaka mótlyfsins SCH 23390 í amygdala hindrar tjáningu ótta í aukinni skelfingarmynd. Brain Res. 1998;795:128–136. [PubMed]
34. Laviolette SR, Lipski WJ, Grace AA. Undirhópur taugafrumna í miðlægum forfrontal heilaberki umritar tilfinningalegt nám með springa og tíðnikóðum í gegnum dópamín D4 viðtakaháð basolateral amygdala inntak. J Neurosci. 2005;25:6066–6075. [PubMed]
35. Lemon N, Manahan-Vaughan D. Dópamín D1/D5 viðtakar hliðið öflun nýrra upplýsinga í gegnum hippocampal langtíma styrkingu og langtíma þunglyndi. J Neurosci. 2006;26:7723–7729. [PubMed]
36. Maren S. Amygdala, synaptic plasticity, and fear memory. Ann NY Acad Sci. 2003;985:106–113. [PubMed]
37. Maren S, Quirk GJ. Taugaboð um óttaminni. Nat Rev Neurosci. 2004;5:844–852. [PubMed]
38. Margolis EB, Mitchell JM, Ishikawa J, Hjelmstad GO, Fields HL. Dópamín taugafrumur í miðjuhöfnum: vörpunarmarkmið ákvarðar tímalengd aðgerða og dópamín D (2) viðtaka. J Neurosci. 2008; 28: 8908 – 8913. [PubMed]
39. Margolis EB, Lock H, Chefer VI, Shippenberg TS, Hjelmstad GO, Fields HL. Kappa ópíóíðar stýra sértækum dópamínvirkum taugafrumum sem stökkva út í framhliðarberki. Proc Natl Acad Sci US A. 2006;103:2938–2942. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
40. Marowsky A, Yanagawa Y, Obata K, Vogt KE. Sérhæfður undirflokkur interneurons miðlar dópamínvirka greiðslu amygdala virka. Neuron. 2005; 48: 1025 – 1037. [PubMed]
41. McNish KA, Gewirtz JC, Davis M. Vísbendingar um samhengisótta eftir meinsemdir á hippocampus: truflun á frystingu en ekki hræðsluáhrifum. J Neurosci. 1997;17:9353–9360. [PubMed]
42. Missale C, Nash SR, Robinson SW, Jaber M, Caron MG. Dópamínviðtakar: frá byggingu til virkni. Physiol Rev. 1998;78:189–225. [PubMed]
43. Murphy CA, Pezze M, Feldon J, Heidbreder C. Mismunandi þátttaka dópamíns í skel og kjarna kjarnans í tjáningu duldrar hömlunar á afarsively skilyrt áreiti. Taugavísindi. 2000;97:469–477. [PubMed]
44. Pezze MA, Feldon J. Mesolimbic dópamínvirkar leiðir við hræðsluaðstæður. Prog Neurobiol. 2004; 74: 301 – 320. [PubMed]
45. Pezze MA, Bast T, Feldon J. Mikilvægi dópamínflutnings í miðlægum forfrontal heilaberki rotta fyrir skilyrtan ótta. Cereb heilaberki. 2003;13:371–380. [PubMed]
46. Ponnusamy R, Nissim HA, Barad M. Almennt hömlun á D2-líkum dópamínviðtökum auðveldar útrýmingu skilyrðs hræðslu hjá músum. Lærðu Mem. 2005; 12: 399 – 406. [Ókeypis grein PMC] [PubMed]
47. Ralph RJ, Varty GB, Kelly MA, Wang YM, Caron MG, Rubinstein M, Grandy DK, Low MJ, Geyer MA. Dópamín D2, en ekki D3 eða D4, viðtakaundirgerðin er nauðsynleg til að trufla forpulsuhömlun sem framleidd er af amfetamíni í músum. J Neurosci. 1999;19:4627–4633. [PubMed]
48. Ralph-Williams RJ, Lehmann-Masten V, Otero-Corchon V, Low MJ, Geyer MA. Mismunandi áhrif beinna og óbeinna dópamínörva á prepulse hömlun: rannsókn á D1 og D2 viðtaka útsláttar músum. J Neurosci. 2002;22:9604–9611. [PubMed]
49. Richardson R. Áfallsnæmi fyrir skelfingu: lærður eða ólærður ótti? Behav Brain Res. 2000;110:109–117. [PubMed]
50. Risbrough VB, Geyer MA, Hauger RL, Coste S, Stenzel-Poore M, Wurst W, Holsboer F. CRF(1) og CRF(2) Viðtakar eru nauðsynlegir fyrir hugsanlega skelfingu í samhengi en ekki stakar vísbendingar. Taugasállyfjafræði. 2008;19:19.
51. Rosenkranz JA, Grace AA. Dópamín-miðluð mótun á lykt-völdum amygdala möguleika við pavlovian ástand. Náttúran. 2002; 417: 282 – 287. [PubMed]
52. Schultz W. Að verða formlegur með dópamíni og verðlaunum. Taugafrumur. 2002;36:241–263. [PubMed]
53. Schwarzkopf SB, Mitra T, Bruno JP. Skynjun hjá rottum sem eru tæmdar af dópamíni sem nýburar: hugsanlegt mikilvægi fyrir niðurstöður hjá geðklofasjúklingum. Biol geðdeild. 1992;31:759–773. [PubMed]
54. Schwarzkopf SB, Bruno JP, Mitra T. Áhrif haloperidol og SCH 23390 á hömlun á hljóðeinangrun og forpulsu við grunn- og örvunaraðstæður. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 1993;17:1023–1036. [PubMed]
55. Sigala S, Missale C, Spano P. Andstæð áhrif dópamín D2 og D3 viðtaka á nám og minni hjá rottum. Eur J Pharmacol. 1997;336:107–112. [PubMed]
56. Sigurðsson T, Doyere V, Cain CK, LeDoux JE. Langtíma styrking í amygdala: frumukerfi óttanáms og minnis. Taugalyfjafræði. 2007;52:215–227. [PubMed]
57. Smith DR, Striplin CD, Geller AM, Mailman RB, Drago J, Lawler CP, Gallagher M. Hegðunarmat á músum sem skortir D1A dópamínviðtaka. Taugavísindi. 1998;86:135–146. [PubMed]
58. Swant J, Wagner JJ. Dópamínflutningsblokkun eykur LTP á CA1 svæðinu í hippocampus rottu með virkjun D3 dópamínviðtaka. Lærðu Mem. 2006;13:161–167. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
59. Swerdlow NR, Shoemaker JM, Kuczenski R, Bongiovanni MJ, Neary AC, Tochen LS, Saint Marie RL. Framheila D1 virkni og skynhreyfingar hjá rottum: áhrif D1 blokkunar, sár í framheilum og dópamín afneitun. Neurosci Lett. 2006;402:40–45. [PubMed]
60. Szczypka MS, Rainey MA, Kim DS, Alaynick WA, Marck BT, Matsumoto AM, Palmiter RD. Fóðurhegðun hjá músum sem skortir dópamín. Proc Natl Acad Sci US A. 1999;96:12138–12143. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
61. Vitur RA. Dópamín, nám og hvatning. Nat Rev Neurosci. 2004;5:483– 494. [PubMed]
62. Zhou QY, Palmiter RD. Mýs sem eru skortir á dópamíni eru alvarlega ofvirkir, adipískir og áfagískir. Hólf. 1995; 83: 1197 – 1209. [PubMed]
63. Zweifel LS, Argilli E, Bonci A, Palmiter RD. Hlutverk NMDA viðtaka í dópamín taugafrumum fyrir mýkt og ávanabindandi hegðun. Taugafrumur. 2008;59:486–496. [PMC ókeypis grein] [PubMed]
;