PLoS One. 2013 Nov 25; 8 (11): e81245. чтыкта: 10.1371 / journal.pone.0081245.
Nishijima T, жасашкан M, Кита мен.
булак
Жүрүш-туруш Kitabevi, саламаттык сактоо илимдер мектебинин лабораториясы, Токио Metropolitan University, Токио, Жапония.
жалпылаган
Дене тарбия көнүгүүлөрү кохлеардык милдетинин бир нече аспектилерди жакшыртат. нейрондордун кыймыл-аракет нейрондордун кыймыл-милдеттерин көмөк кылуу негизги багыт болуп калат деген түшүнүккө ылайык, мурунку адабияты ырааттуу жүзөгө ашыруу курч жосунсуз Hippocampus менен нейрондордун жандандырууну маанайын экенин көрсөттү. Кайталап кошулуу таасирлер узак мөөнөттүү нейрон пластикасын ортомчулук копиялоо эске ΔFosB бир топтоо, алып.
Бул сабакта, биз узак мөөнөттүү ыктыярдуу дөңгөлөк чуркоо Hippocampus менен ΔFosB сөздөр алдыруучу гипотезаны сыналган жана Dorso-ventral огу кохлеардык усулуна ичинде ар кандай мүмкүн болгон аймак-айкын таасири каралат. Эркек C57BL / 6 чычкандар же 4 жума бою иштеп, машине жок бөлмөсүнө чыгышты. Узак мөөнөттүү дөңгөлөк чуркоо олуттуу ченегенде бардык кохлеардык аймактарда FosB / ΔFosB immunoreactivity көбөйдү (Башкача айтканда, көкүрөк жана ventral Hippocampus да DG, CA1 жана CA3 илиминин тармактары жана адистиктери боюнча). Results Hippocampus ичинде FosB / ΔFosB бирдиктүү өсүшү чуркап бир эмес, белгилүү бир натыйжасы эмес экенин айтып, туптунук FosB / ΔFosB immunoreactivity деп дөңгөлөк чуркоо жасалма аймак-айкын сөздөрдү тастыктады. Батыш олдоксон маалыматтар көбөйүп кохлеардык FosB / ΔFosB immunoreactivity жогорулаган ΔFosB эсебинен деп көрсөтүлөт. Бул жыйынтыктар узак мөөнөттүү дене эмне үчүн машыгуу көкүрөк жана ventral Hippocampus көз каранды милдеттерин да жакшырта алабыз түшүндүрүп турган ΔFosB бүт Hippocampus боюнча кошулуу үчүн күчтүү механизми, деп эсептешет. Кызыктуусу, биз FosB / ΔFosB DG сөзсүз doublecortin-immunoreactive саны менен салыштырылат эле айтылган (б.а., жетиле элек) нейрон деп табылган.
ΔFosB машыгуу айынан neurogenesis ортомчулук турган механизмдери дагы эле белгисиз болсо да, бул маалыматтар көнүгүү айынан neurogenesis, жок эле дегенде, иш-каранды билдирет. Чогуу алганда, биздин азыркы натыйжалары ΔFosB Көнүгүү айынан кохлеардык пластикасын жөнгө салуу менен алектенген бир жаңы молекулярдык максаттуу экенин айтышууда.
тааныштыруу
Exercise кемирүүчүлөрдүн менен Hippocampus молекулярдык, структуралык жана иш аспектилери боюнча ар түрдүү пайдалуу [сыйлайт1,2], Алардын кээ бир адам изилдөөлөр тарабынан колдоого алынган [3,4]. Бирок, кохлеардык пластикалык жүзөгө ашырат айынан өзгөрүүлөрдүн негизинде механизмдери жетишерлик түшүнүктүү эмес. Мурунку адабияттар ырааттуу Көнүгүү кемирүүчүлөрдүн менен кохлеардык нейрондордун жандануусуна пайда экенин көрсөттү. с-FOS, убактылуу нейрондордун туташуу белгисин колдонуу Иммуногистохимиялык изилдөөлөр да аргасыз жана өз ыктыяры менен иштеп dentate gyrus менен с-FOS сөздөр көбөйдү (DG), CA1 жана CA3 грызун Hippocampus боюнча усулуна [экенин көрсөттү5-7]. Мындан тышкары, лазер-СПИД flowmetry (LDF) колдонуу менен мурунку изилдөө жумшак орунда аймактык мээ кан агымын (rCBF) көбөйө, нейрондордун туташуу башка маркер, чычкан жыл [CA1 усулуна экенин көрсөттү8]. Иммуногистохимиялык изилдөөлөр LDF машыгуу учурунда бир аймактарда аймакта rCBF реалдуу убакытта байкоо мүмкүнчүлүк берет, ал эми машыгуу токтоду кийин толук аймак-салыштырма анализ берет. ар бир изилдөөгө артыкчылыктары жана чектелүү болгонуна карабай, бул изилдөөлөр ушундай кохлеардык нейрондордун кыймыл-аракет боюнча көнүгүүлөрдүн курч сезет бир таасир көрсөттү. Бул жыйынтыктар узак мөөнөттүү үзгүлтүксүз көнүгүү жолу нейрондордун жандантуу [стимулдайт менен кохлеардык пластикасын өбөлгө турган механизмди сунуш9].
копиялоо себеби ΔFosB, толук метраждуу FosB бир кыскартылган жонулган isoform, ал бара-бара аны уникалдуу туруктуулуктун топтолушу атайын мээ аймактарда кайталанып сигналдар ар кандай түрлөрү менен башчыны да ынандырууга болот (жума жарым-жартылай) [10-12]. далилдерди өсүүдө орган ΔFosB жогорулашы сапаты өзгөчө сигналдар [байланыштуу узакка созулган нейрон жана жүрүш-туруш пластикасын ортомчу көрсөтүп турат11,13]. Мисалы, кокаин жана Morphine эле кыянаттык менен дары-өнөкөт башкаруу, адатта, бул дары сезимталдыкты көбөйгөн негизги молекулярдык механизмдердин бирин өкүлү, ядро accumbens менен ΔFosB сөз айкашы көбөйтөт [11,14,15]. Similarly, анын ичинде жогорку майлуу тамак-аш жана сексуалдык тажрыйбасын башка сыйлык сигналдар менен [16,17], ЛОнг мөөнөттүү ыктыярдуу дөңгөлөк чуркоо, ошондой эле өз ыктыяры менен иштеп кемирүүчүлөрдүн үчүн табигый сыйлык деп айткан, чычкан ядросу accumbens жылы FosB / ΔFosB immunoreactivity көбөйдү [18,19]. Бирок, биздин билим мыкты үчүн, эч кандай адабият менен дене тарбия көнүгүүлөрүн кайталап гиппокампты менен ΔFosB сөздөр алдыруучу да изилдеген. Көнүгүү Hippocampus менен нейрондордун жандануусуна себеп болгондуктан, биз узак мөөнөттүү ыктыярдуу дөңгөлөк чуркоо да Hippocampus менен ΔFosB сөздөр кете турган гипотеза. ΔFosB кохлеардык пластикасын жөнгө турган так механизмдери белгисиз бойдон калууда, ал эми изилдөө чычкан жок экенин көрсөттү fosB ген шоу кохлеардык neurogenesis начар жана өсүп депрессия сыяктуу жүрүм-[20,21]. менndeed, машыгуу neurogenesis жогорулатуу жана чечмелөө касиетке ээ белгилүү [22-25]. менБиздин гипотеза туура е, ΔFosB машыгуу айынан кохлеардык пластикасын ортомчулук бир жаңы мүмкүн молекулярдык максаттуу болмок.
Hippocampus анын узата (Dorso-ventral) огу [бирге анатомиялык жана иш градиент бар26]. Жонунда Hippocampus мейкиндик окууга жана эс [негизги ролду ойнойт27,28], Ал эми ventral Hippocampus айрыкча жан жүрүм жөнгө катышып жатат [29,30]. Андан тышкары, изилдөөлөр психологиялык сигналдар Hippocampus менен көкүрөк жана ventral бөлүктөрүн менен с-FOS сөз ар түрдүү моделдерин азгыра экенин көрсөттү [31-33]. Көнүгүү да көкүрөк жакшыртат [Анткени,34-37] Жана ventral Hippocampus көз каранды милдеттери [24,25,38], Ал узак мөөнөттүү өз ыктыяры менен иштеп Hippocampus жылы ΔFosB конкреттүү регионунда сөздөр себеп жокпу, карап чыгуу маанилүү.
Бул изилдөөнүн негизги гипотезасы узак мөөнөттүү ыктыярдуу дөңгөлөк чуркоо чычкан Hippocampus жылы ΔFosB сөздөр кете турган болду. Бул гипотеза FosB / ΔFosB көкүрөк-жылы immunohistochemistry жана ventral кохлеардык илиминин, DG, CA1 жана CA3, аймак-айкын кошулуу аныктоо боюнча кошумча басым жасоо менен тарабынан изилденген. Жыйынтыгы боюнча isoform аныктоо үчүн колдонулган батыш өчүрөм, тарабынан тастыкталган fosB ген азыктары Hippocampus болобуз. Биз, ошондой эле узак мөөнөттүү Көнүгүү эмес өзгөчө мээде FosB / ΔFosB immunoreactivity жогорулаган мүмкүндүгүн бийлик конкреттүү регионунда FosB / ΔFosB кошулуу үчүн ошо каралат. Акыр-аягы, FosB / ΔFosB сөз жана neurogenesis ортосунда салыштыруу бирикме кохлеардык пластикасын жөнгө салуу боюнча машыгуу-жасалма ΔFosB кошулуу иш кесепеттерин издеп биринчи кадам катары изилденген.
Материалдар жана ыкмалар
1: Жаныбарлар жана этика отчет
Жыйырма эркек C57BL / 6 чычкандар (жашы 8 апта) соода тарап (SLC, Сендай, Жапония) сатылып алынган. Эксперимент 1 он чычкандар колдонгон, Experiment 2 башка он. Чычкандар температуранын контролдонуучу шарттарда жайгашкан болчу (22-24 ° C) жана жарык (12 / 12-ч жарык / караңгы айлампасынын, жарык 0500 боюнча), ошондой эле тамак-аш, суу менен камсыз болду ад либитум. Бардык эксперименталдык жол Токио Metropolitan окуу жаныбарлар эксперименттик Этика боюнча комитет тарабынан кабыл алынган.
Ар бир экспериментте, келгенде, чычкан туш контролдоочу топ да дайындалган (көзөмөлдөө, п = 5) же иштеп жаткан топтун (Runner, п = 5). Биринчи жумада, бардык чычкандар алгачкы климатташтыруу топторго стандарттык пластикалык клеткаларын (5 чычкандар / капас) жайгашкан болчу. Андан кийин, Runner чычкан иштеп машине (ENV-046, Med адъюнкт Inc., Грузия, VT, АКШ) менен жабдылган, капаска салып өткөрүлүп берилген. коомдук обочолонуу Hippocampus [жүзөгө ашырат айынан neurogenesis басуу үчүн белгилүү, анткени,39], Runner чычкандар топ катары бөлмөсүнө чыгышты (5 чычкандар / капас) кошумча 4 жумага. дөңгөлөк тегеренет саны эртең менен жана дене салмагы (г) жума сайын өлчөнгөн жазылган.
2: Experiment 1. FosB / ΔFosB сөз жана кохлеардык neurogenesis боюнча Иммуногистохимиялык экспертиза
2.1: иштеген жана кыртыш иштетүүчү
эртең менен (0900-1100) иштеп жаткан мезгилдин акыркы күндөн кийин, чычкандар аябай pentobarbital натрий менен Эллисон жана transcardially суук наборун менен эле иштеген жок. Мээ 4 M кездешүүчү түрдөгү какырыкты (PBS, рН 0.1) менен 7.4% paraformaldehyde замат жок жана пост-белгиленген түн. Мээ PBS жылы 30% кант менен cryoprotected жана андан ары кайра иштетүү чейин селейдим. бир жарым шар үчүн Coronal мээ бөлүктөрү (40 мкм) бир калыпта кармалууга microtome пайдалануу менен алынган жана 0.01% натрий azide менен PBS чогултулган.
2.2: Immunohistochemistry
бөлүмдөрдүн бир-жылы алты катар туш келди FosB / ΔFosB immunostaining үчүн тандалып алынды. An чектеш сериясы этикеткалоо doublecortin үчүн колдонгон (DCX), neurogenesis [баалоо тастыкталды, кемелине келген бир нейрон жыйындысы маркер40,41]. 1% H менен ички peroxidase ишин өчкөндөн кийин,2O2 PBS-жылы эркин сүзүп бөлүмдөр чечим тосуп 10% кадимки атка 2 ч үчүн PBS куюу камтыган preincubated алынган. Төртиликтин өкүлү менен заарасын кийин участоктору коен polyclonal пан-FosB антитело менен инкубатор болгон (1: 1000, СК-48, Санта-Крус биотехнологиясы, Даллас, TX, США) 0.5% Triton X-100 жана 0.5% BSA (PBST менен PBS менен кошулду -BSA) 24 боюнча 4 ч үчүн C °. бөлүмдөрдүн дагы бир катар эчкинин polyclonal каршы DCX антитело менен инкубатор болгон (1: 500, СК-8066, Санта-Крус) PBST-BSA-жылы 48 4 ° С ч үчүн. бөлүмдөр мындан ары тиешелүү biotinylated орто антитело менен инкубатор болгон (анти-коен IgG, 1: 1000, AP182B, каршы-эчки IgG, 1: 1000, AP180B, EMD Millipore, Billerica, MA, АКШ да антителолор) PBST-BSA-жылы бөлмө температурасында 2 ч үчүн. бөлүктөрүнүн avidin-biotin-peroxidase комплекси менен мамиле кылган (Vectastain ABC peroxidase комплекти тараткычтарды, лабораториялар, Inc, Burlingame, CA, АКШ) 90 мүн чыгаруучулардын көрсөтмөсүнө көз салып турушту. антигендер акыры 0.02% 3,3-diaminobenzidine менен ченеп чыкты (DAB) 0.1 M Tris-HCL (рН 7.6) менен 0.01% H камтыган2O2. Анткени FosB / ΔFosB immunostaining, буга никелден аммоний купоросу менен жигердүү жүргүзүлгөн. DCX бойоктор үчүн клетканын ядро Nissl бойоктор менен counterstained алынган. Рубрикалар марканын башкы кооз слайддар жана coverslips жайгаштырылган көздөй жаткырылды.
2.3: FosB / ΔFosB immunoreactivity сандык сүрөтү thresholding колдонуу
эки isoforms айырмалай албайт, ошондуктан бул изилдөөдө колдонулган идиш-FosB антитело, FosB жана ΔFosB N-терминалдык аймакка бөлүштү ички аймагына каршы көтөрүлдү. Ошондуктан, immunostained структуралар FosB / ΔFosB immunoreactive деп айтылган (FosB / ΔFosB-ир) ядролору. бир калыс сокур сандык үчүн, слайддар талдоого чейин код берилген. чычкан мээ атлас [42] Кызыгуу төмөнкү аймактарда ордун аныктоо үчүн колдонулган (Rois): granule клетка катмары (, PBC) DG боюнча (3 бөлүктөрү), пирамиданын клетка CA1 (3 бөлүктөрү) катмардын жана CA3 (2-3 бөлүмдөрдө) көкүрөк Hippocampus менен (bregma тартып мм -2.2 жабык); DG (2 бөлүктөрү), CA1 (2 бөлүктөрү) жана ventral Hippocampus менен CA3 (2 бөлүктөрү) (bregma тартып мм -3.4 жабык) (Figure 4, Сол). куйрук участоктору көкүрөк жана Hippocampus боюнча ventral бөлүктөрүн да бар, бирок ventral бөлүгү максаттуу болду. DG жылы suprapyramidal (DGsp) жана infrapyramidal (DGip) көпкө өзүнчө талдоого алынды. Motor борбору (2-3 бөлүктөрү, bregma тартып -0.6 мм жабык), somatosensory баррлдин борбору (2-3 бөлүктөрү, -0.6 bregma тартып мм жабык), көрүү борбору (3 бөлүктөрү -2.9 мм чейин жабык bregma), угуу борбору (3 бөлүктөрү, bregma тартып мм -2.9 жабык), жана жыт лампа (3 бөлүктөрү, bregma тартып + 4.3 мм жабык), ошондой эле (анализделгенFigure 6, Сол).
Ар бир Лакай Digital сүрөттөр (2070 × 1548 пииксэл) оптикалык микроскоп (BX-51, Olympus, Токио, Жапония) бир аеропортунан камера менен жабдылган (DP-73, Olympus) жана сүрөт иштетүүчү программалык аркылуу кабыл алынган (cellSens, Olympus) .Бул объективдүү линзалар рендерлеп кохлеардык Rois жана камеранын Rois үчүн 10 × үчүн 4 × болчу. алгылыктуу-күчтүү-FosB / ΔFosB immunoreactivity аныктоо максатында (Figure 1D-G), Алдын ала бир нече бөлүмдөрдү пайдаланып, эки корунуштордон орнотуулары (жарык күчтүүлүгү, талаа аялдамага көлөмү, таасири убакыт, жана ак баланс) жана чеги RGB компоненттерин ар түрдүү кохлеардык жана камеранын Rois үчүн оптималдаштырылган. төмөнкү талдоо анда оптималдуу шарттарда (1) алкагында аткарылган. Rois бир үзгүлтүк түрүндөгү эркин зонаны түзүү боюнча тандалып алынды (Figure 1A, B) (2). кызыл түскө FosB / ΔFosB-ир ядролор динин кайсы сүрөттөлүш, thresholded болду (Figure 1C-G) (3). % РОЙ анда жазуусу катары эсептелген төмөнкүдөй болду:% РОЙ = (өзгөртөсүзбү аймакты (кызыл) / жалпы РОЙ аянты) × 100.
Бул сүрөт thresholding талдоо ырастоо үчүн, 20 аймактар туш келди, башка аймак өлчөмү менен ар кандай мээ райондордон тандалып алынган. Сүрөт thresholding сандык тышкары, FosB / ΔFosB-ир тандалган аймактардын ядросунун Номерди кол менен эсептелет жана FosB / ΔFosB-ир ядросунун тыгыздыгы ченегенде менен FosB / ΔFosB-ир ядросунун санды бөлүүнүн натыйжасында алынган болчу аймак (мм2).
2.4: dentate gyrus менен DCX-Ирди, кемелине келген нейрондор сандык
DG Runner, чычкандар менен DCX-Ирди, кемелине келген нейрондор оптикалык микроскоп аркылуу так DCX-ир денебизде дискреттик санын кыйын жасап, мол жана бири-бирин кайталаган эле. Бирок, буга чейин изилдөө, Sholl талдоо түркүмдөрүнүн баа берүү үчүн ар бир DCX-ир нейрон көрсөткөн жок, орточо, денебизде качан 40 мкм ичинде ченегенде, бир кесим эт боюнча [43]. Ошондуктан, кийинки баштапкы талдоо DCX-ир нейрон аймак-конкреттүү сандык иштетүү үчүн иштелип чыккан.
- (1), PBC образы иштетүүчү программасын колдонгон компьютер экрандын жана 40 боюнча болжолдонгон эле объективдүү чечекейдин (2) ×. жандуу сүрөттөлүш, ар бир кесинди (150 ± 0.1 мкм), PBC ортосунда бирге бурулган (Figure 2) (3). кээмэйэ жука өзгөртүү жолу саны кесинди DCX-ир дендриттер өтүп эсептелчү (4). Rois FosB / ΔFosB immunoreactivity талданды региондордун (5) туура келген (жонундагы DGsp, dDGsp; ventral DGsp, vDGsp; ventral DGip, vDGip DGip, dDGip жонундагы). Ар бир Лакай-жылы 2-3 линия сегменттер бөлүмгө күнүнө түзүлөт жана текшерүү бекеттеринин саны чычкан күнүнө 2-3 бөлүмдөрдө орточо алынган. , PBC туурасы болжол менен 60-80 мкм болгондуктан, кесип саны талданып чектелген аймакта DCX-ир нейрондордун саны чагылдырууга тийиш.
DCX-Ирди, кемелине келген нейрон өкүлү сүрөтү жана кесинди (150 ± 0.1 мкм) DCX-ир дендриттер менен кесип санын эсептөө үчүн каптады.
3. Эксперимент 2. FosB / ΔFosB isoform аныктоо дөңгөлөк чуркап азгырган
3.1: иштеген жана кыртыш иштетүүчү
Эксперимент 1-жылы чычкандардын кошумча күнүгө эле жогоруда мамиле болгон. кийлигишүү качкандан 4 жумадан кийин, чычкандар transcardially терең Леонада суук наборун менен эле иштеген жок. Hippocampus тез чыгып изилдөө жана суюк азот менен токтотуп, жана -80 ° C сакталат. Ар бир жылдырманын hippocampi Ripa туруучу боюнча гомогендүү болгон (150 MM NaCl, 25 ММ Tris-HCL рН 7.6, 1% NP-40, 1% натрий deoxycholate, 0.1% SDS, #8990, термодинамикалык илимий, IL, США) камтыган протеазынын ингибиторлору (толук Mini, Roche, Manheim, Германия). 15 ° С lysates 5000 об боюнча 4 мүн ийбөө жана supernatants чогултулган. Протеин Бирикмелер бир BCA протеин тамганы комплекти (#23227, термодинамикалык илимий-IL, АКШ) менен ченөө.
3.2: Батыш өчүрөм
белок бирдей көлөмдө (30 мкг / тар) бир PVDF кабыкча (министри Эдгарс-чийип, 10 мкм, Bio-Рад, MD, США) өткөрүп, бир 0.2% polyacrylamide Лари боюнча electrophoresed алынган. Жеке менчиктин 1 TBST ч үчүн кабыкчасына preincubating тарабынан тосулду ченемдүү (0.5 M NaCl, 20 мм Tris-HCL рН 7.5, 0.1% Рес-20) 3% коёруна камтыган. кабыкча пан-FosB греч инкубатордо болгон (1: 1000) 3% коёруна камтыган TBST эриген, immunohistochemistry жогоруда колдонулат. TBST менен орындары кийин, мембрана арактан азап-жактагы каршы коен IgG антитело менен инкубатор болгон (1: TBST жылы 5000, NA934, GE Саламаттык сактоо, Бакингэмшир, Улуу Британия), бөлмө температурасында 1 ч үчүн. TBST менен орындары кийин, белок кишендери жакшыртылган Chemiluminescence (Батыш Lightning Plus-ECL, PerkinElmer, MA, АКШ) менен инкубаторлор тарабынан көрсөтүлөт жана Сүрөтү Былтыр декабрда LAS 4000 мини (GE Саламаттыкты сактоо, Бакингэмшир, Улуу Британия) менен басып алды. мембрана анда каршы glyceraldehyde-3-кездешүүчү dehydrogenase (GAPDH) антитело менен reprobed болгон (#2275, 1: 5000 жылы TBS-T, Trevigen, MD, АКШ) бир жүктөө контролдоо болуп саналат. белок Ишпошеттин оптикалык тыгыздык GAPDH даражасына Image-J жана нормалдаштырылган колдонуп ашырылуусунун сан болгон.
4: Статистикалык анализ
чычкандын дене салмагы өзгөртүүлөр эки жолу кайра-чаралар Дисперс (учурда × топ) тарабынан текшерилген. An түгөйсүз Т-тест топтордун ортосундагы статистикалык айырмачылыктарды (Runner vs. Control) аныктоо үчүн пайдаланылган. Пирсондун дисперсиялык талдоо FosB / ΔFosB immunoreactivity талдоо (сүрөт thresholding vs. кол эсептөө) тастыктоо үчүн, ошондой эле DG жылы DCX өткөөлдөрүн FosB / ΔFosB сөз жана санынын ортосунда пикир текшерүүгө колдонгон. Берилиштер Г. KJENN ± катары көрсөтүлдү. статистикалык маанидеги үчүн чектик белгиленген P <0.05.
натыйжалары
1: орган салмагы жана чуркоо расстояние эксперименттер 1 жана 2
Эксперименттер 1 жана 2 да Control жана Runner чычкандын дене салмагы өзгөртүүлөр биргелешкен жана көрсөтүлгөн Figure 3. Эки жолу кайра-чаралар Дисперс анализи, олуттуу өз ара (топ убакыт × көрсөтүлгөн F(4, 72) = 13.6, P <0.001) жана топтун негизги таасири F(1, 18) = 6.07, P <0.05), бул Runner чычкандарынын дене салмагынын кыйла төмөн экендигин көрсөтөт. Бир капаска чуркоо аралык көрсөтүлгөн стол 1. чычкандар бирге бөлмөсүнө белгисиз, анткени ар бир чычкан так иштеп расстояние болсо да, дайыма байкоо бардык чычкандар көп дөңгөлөк чуркап жасаган деп ырастады. Эксперимент 2 жылы Runner чычкандар ары Experiment 1 караганда чуркап, ал эми орточо чуркап расстояние (м / күн / капас) ар бир экспериментте шайкеш болгон.
2: FosB / ΔFosB immunoreactivity сандык тууралыгын текшерүү сүрөтү thresholding колдонуу
Бар кол эсептөө менен алынган FosB / ΔFosB-ир ядросунун FosB / ΔFosB-ир арасындагы сүрөт thresholding жана тыгыздыгы алган олуттуу байланыш (болгон р = 0.941, P <00001, Figure 4).
3: FosB / Hippocampus менен ΔFosB immunoreactivity
көкүрөк жана ventral кохлеардык илиминин тармактары жана адистиктери боюнча FosB / ΔFosB immunostaining өкүлү сүрөттөрдү көрсөткөн Figure 5. Бардык Rois талдоо менен, FosB / ΔFosB Runner чычкандардын immunoreactivity (Figure 5, Оң) Control чычкандардын караганда сапаттуу жогору болгон (Figure 5, Борбор). Runner чычкандар менен, сандык талдоо FosB / ΔFosB-ир аймакта көкүрөк да (DGsp бир кыйла көбөйүүсүн көрсөттү: P <0.01; DGip: P <0.01; CA1: P <0.05; CA3: P <0.05) жана вентралдык гиппокампалык суб-талаалар (DGsp: P <0.01; DGip: P <0.05; CA1: P <0.05; CA3: P <0.05; Figure 6).
4: FosB / кабында ΔFosB immunoreactivity
камеранын Rois жылы FosB / ΔFosB immunostaining өкүлү сүрөттөр көрсөтүлгөн Figure 7. FosB / ΔFosB immunoreactivity сандык талдоо кабар аймак көз каранды өзгөрүүлөр узак мөөнөттүү иштеп менен (Figure 8). Runner чычкандардын, FosB / ΔFosB-ир аймагы мотор кабында кыйла жогору болгон (P <0.05) жана соматосенсордук баррелдин кортекси (P <0.05), бирок көрүү кабыгында эмес (P = 0.662) же жыт лампа (P = 0.523). угуу кабыгында, FosB / ΔFosB-ир аймагы Runner чычкандардын көбөйүшү мамиле кылышкан (P = 0.105).
5: Neurogenesis
DCX immunostaining өкүлү сүрөттөр көрсөтүлгөн Figure 9. Жонунда Hippocampus жылы DCX Runner чычкандардын immunoreactivity (Figure 9, Оң) сапаттуу жогорку чычкандар Control салыштырганда (болдуFigure 9, Сол). Жонунда Hippocampus салыштырганда, ventral Hippocampus менен DCX immunoreactivity да Control жана Runner чычкандар алсызыраак болгон. Runner чычкандар менен кесип саны dDGsp кыйла жогору болгон (P <0.01) жана dDGip (P <0.01; Figure 10). ventral Hippocampus жылы Runner чычкандардын кесилишпеген саны көбөйтүүгө аракет кылышкан, бирок топтордун ортосунда эч кандай олуттуу айырмачылыктар (vDGsp бар болчу, P = 0.101; vDGip, P = 0.257; Figure 10).
6: FosB / ΔFosB сөз жана neurogenesis ара катышы
А дисперсиялык талдоо FosB / ΔFosB-ир-аймакта жана DCX өткөөлдөрүн санынын ортосунда жүргүзүлдү (Figure 11). Ар бир маалымат (мисалы, көкүрөк Control чычкандардын DGsp) гана 5 түгөйлөрүнөн турат коюлган, анткени, талдоо, биринчи кезекте 40 жуп менен жүзөгө ашырылган. Чынында, FosB / ΔFosB-ир-аймакта жана DCX өткөөлдөрүн сандарынын ортосунда олуттуу байланыш (бар болчу р = 0.885, P <0.0001). Мындан тышкары, DS (r = 0.762, P <0.05) жана вентралдык DG (r = 0.816, P <0.01) өзүнчө талданган.
7: узак мөөнөттүү эркинен менен азгырган FosB / ΔFosB isoform аныктоо
Акыр-аягы, ал isoform аныктоо fosB узак мөөнөттүү эркинен жооп Hippocampus жасалма ген азыктары, чычкандардын кошумча аскер тартып hippocampi эле пан-FosB антитело пайдалануу менен өчүрөм Батыш туш болушкан. 35-37 KDA нече аскерлери, суохтарын isoforms өкүлү ΔFosB [44], Кыйла Control чычкандардын каршы Runner, өсүп жатты (Figure 12, P <0.01). Башка жагынан алганда, 48 kDa FosB изоформасы эки топто тең байкалбай калган. 25 кДа жогору көрүнгөн дагы бир тилке likely2ΔFosB изоформасын (27 кДа) билдирет. 50 кДа жана 37 кДа жогору болгон дагы эки диапазон бар болчу, анткени алар конкреттүү эмес милдеттенмеден болушкан. Санды аныктаганда, groupsFosB эмес тилкелерде топтордун ортосунда эч кандай айырмачылыктар табылган жок (маалыматтар көрсөтүлгөн жок).
талкулоо
Жыйынтыктап айтканда, азыркы изилдөө биринчи узак мөөнөттүү ыктыярдуу дөңгөлөк чуркоо болобу 1) изилдөө үчүн иммуногистохимиялык талдоо жүргүзүлөт Hippocampus менен FosB / ΔFosB сөз айкашы алдыруучу; жана 2) регион-айкын жооп анын Dorso-ventral огу бар же жок.
ыктыярдуу дөңгөлөк келаткан төрт жума FosB / ΔFosB кохлеардык бардык областтарында immunoreactivity олуттуу жогорулатууга көндүрүшкөн талдоо (б.а., DG, CA1 жана CA3 көкүрөк жана Hippocampus боюнча ventral бөлүктөрүнүн да усулуна). Биз 35-37kDa ΔFosB isoform негизги деп ырастады fosB узак мөөнөттүү эркинен жооп топтоо ген продукт. Бул жыйынтыктар айкын Hippocampus боюнча ΔFosB кошулуу үчүн узак мөөнөттүү үзгүлтүксүз көнүгүү таасирдүү механизми болуп саналат гипотезаны колдоо, анын дарстарында көкүрөк жана / же ventral Hippocampus-каранды иш-милдеттерди жүзөгө ашыруунун ар кандай түрлөрүнө таасир этет жүзөгө кайсы бир көркөм кара сөз чыгармасына киреби молекулалык механизм болушу мүмкүн деген.
1: текшерүү жана сүрөт thresholding колдонуп FosB / ΔFosB immunoreactivity аныктоонун чектөөлөрү
Бир сүрөттөлүш thresholding техникасы, көп максатталган клеткалардын санын эсептөөнү жана клетка Учак баалоо үчүн иммуногистохимиялык изилдөөлөрдө колдонулган конкреттүү регионунда сандык үчүн бул изилдөөнүн кабыл алынган FosB / ΔFosB immunoreactivity [15,45,46]. Сүрөт thresholding жана кол эсептөө менен сан көрсөткүчтөрү FosB / ΔFosB immunoreactivity даражаларынын ортосунда олуттуу байланыш көрсөтүлдү (Figure 4). Бирок, тыгыздыгы жана бири-бирине дал келиши FosB / ΔFosB-ir ядролорунун санын өтө тыгыз аймактарда эсептөөгө жол бербегендиктен, көрсөтүлгөн корреляция FosB / ΔFosB-ir зоналары жалпы ROIдин <~ 40% түзгөндө гана сүрөттүн босогосун аныктоо ыкмасынын тактыгын билдирет. аймак. Ошондуктан, FOSB / ΔFosB-ir аймактары үчүн кылдат чечмелөө талап кылынат> жалпы ROI аймагынын 40%.
Атап айтканда, Runner чычкандардын DG-жылы (Figure 4), FosB / ΔFosB сөз айкашы абдан дөңгөлөк чуркап азгырган жана FosB / ΔFosB-ир ядросунун көпчүлүк замандаш. Бул аймактарда, сандык ыкмасы карабастан колдонулат (сүрөттү thresholding же кол менен эсептөө) FosB / ΔFosB сөз дарстарында, сөз деъгээлинин жогору бааланбагандыгы алып өскөн. Бирок, бааланбагандыгы коркунучу карабастан, ушул изилдөө ийгиликтүү DG Runner, чычкандар менен FosB / ΔFosB-ир жаатта олуттуу өсүшүн көрсөткөн белгилей кетүү маанилүү. Бул методикалык чектөөлөр биздин жыйынтыктарын коркунуч жок экенинен кабар берет. Анын ордуна, мүмкүн болгон баа узак мөөнөттүү иштеп Hippocampus менен FosB / ΔFosB immunoreactivity жогорулаган табылгага ишенимдүүлүгүн жогорулатат.
2: узак мөөнөттүү чуркап Hippocampus ичинде ΔFosB Бирдиктүү клуб
Hippocampus анын узата огу [бирге анатомиялык жана иш градиенттерди бар26], Hippocampus менен көкүрөк жана ventral көлөмдөгү ушул изилдөөнүн FosB / ΔFosB immunoreactivity үчүн өзүнчө талдоого алынды. маалыматтар узак мөөнөттүү бирдей ченегенде бардык кохлеардык Rois жылы FosB / ΔFosB сөздөр көбөйө турганын көрсөткөн. FosB / ΔFosB immunoreactivity Бул бирдиктүү дарстарында жана атайын эмес узак мөөнөттүү эркинен менен байланышкан системалуу зат өзгөрүүлөргө себеп болушу мүмкүн. Бирок, туптунук FosB / ΔFosB immunoreactivity конкреттүү регионунда көбөйөт бар экенин белгилей кетүү маанилүү. Бул натыйжасында Hippocampus аймактык мээ кан агымын көбөйө чуркоо курч болуш керек, жыт лампа [эмес, деп көрсөтүү акыркы табылгалары тарабынан колдоого алынат8]. Мындан тышкары, Родос ж.б.. (2003) 7 күн ыктыярдуу дөңгөлөк жүрүү учурунда C-FOS Hippocampus боюнча DG жана CA2 / 3 чагылдырылышы көндүрүшкөн (CA1 ченегенде жок) жана сезүү кабында, туптунук, бирок экендигин көрсөттү [47]. Чогуу алганда, бул изилдөөлөр Hippocampus менен FosB / ΔFosB билдирүү бирдиктүү дарстарында жана узак мөөнөттүү өнүктүрүүгө эмес, белгилүү бир натыйжасы эмес экенин айтышууда. Кызыктуусу, Hawley ж.б.. Жакында эле өнөкөт күтүүсүз стресс FosB / ΔFosB көкүрөк чагылдырат, бирок ventral эмес, DG чычкан Hippocampus өскөн [деп билдирди48]. андан ары тергөө менен, мисалы, ишке ашыруу же стресс менен такталып катары FosB / ΔFosB кошулуу өзгөчө оюу Hippocampus боюнча стимул көз каранды таасирине кирип, мындан ары да түшүнүк менен камсыз кылат.
Бул изилдөөнүн негизги пан-FosB антитело FosB бүт белоктордун isoforms таануу үчүн белгилүү. Батыш өчүрөм анализдеп көрүп, биз узак мөөнөттүү эркинен кийин Hippocampus жогорулаган гана isoforms ΔFosB суохтарын isoforms (35-37 KDA) болгон, үй-бүлө жашап кетүүсүнүн протеиндер арасында гана туруктуу isoforms [деп табылган11]. Бул ачылыш 35-37 KDA ΔFosB өнөкөт стресс менен түздөн-түз кабында жасалма басымдуу FOS үй-бүлөсү менен бир белок бар экенин көрсөтүү үчүн пан-FOS антитело колдонуу менен мурунку иш менен ылайык келет [44]. Ошондуктан, узак мөөнөттүү эркинен менен бул жерден жасалма кохлеардык FosB / ΔFosB immunoreactivity өсүшү мүмкүн ΔFosB илгерилөөнү чагылдырган.
Less Hippocampus молекулярдык жана түзүмдүк аспектилери боюнча көнүгүү конкреттүү регионунда таасирлери жөнүндө белгилүү. Бирок, көп сандаган жүрүш-изилдөөлөр көкүрөк жана ventral кохлеардык милдеттерин да көнүгүү-жасалма жакшыртуу үчүн көп жагынан жардам көрсөтөт. Exercise мейкиндик үйрөнүүгө жана эс тутумга жакшыртуу көрсөтүп турат [34-38] Жана мейкиндик жана контексттик кайра иштетүү, негизинен, көкүрөк Hippocampus көз каранды [27,28]. Ал эми, машыгуу, ошондой эле anxiolytic жана чечмелөө касиеттерин ынтасы менен белгилүү болгон [24,25,38] Жана бул сезимдерге жооптору негизинен ventral Hippocampus менен жөнгө салынат [29,30]. Бул изилдөөнүн көрүнүп узак мөөнөттүү чуркап ΔFosB бирдиктүү дарстарында neuroplastic өзгөрүүлөрдүн бир түрү бүтүндөй Hippocampus боюнча болгон деп божомолдоого болот. Бул эмне үчүн көнүгүү көкүрөк жана ventral Hippocampus көз каранды милдеттерди да таасирин тийгизиши мүмкүн, түшүндүрүп берчү.
3: Көнүгүү айынан neurogenesis конкреттүү регионунда талдоо
көкүрөк жана ventral Hippocampus ортосундагы neurogenesis бир иш акылы да жогорулатууга көңүл [алып келди49]. Бул изилдөөдө, DCX-Ирди, кемелине келген нейрондор түркүмдөрүнүн мүнөздөмөлөрү пайдаланып [43], Биз DCX-ир дендриттер, PBC ортосунда бойлото тартылган бир сап сегментинде ортосундагы кесилиштеринде санап. Бул өлчөө DG жылы DCX-ир нейрон, бирок FosB / ΔFosB сөз маалыматтар менен өз ара байланыш талдоо жүргүзүү үчүн зарыл болгон конкреттүү регионунда сандык жактан иштетилген жалпы санын (төмөндө кара) менен камсыз болгон эмес. узак мөөнөттүү эркинен кийин, DCX-ир нейрондордун саны көкүрөк көбөйдү, бирок ventral, DG. Бул көнүгүү DG боюнча ventral бөлүгүнө салыштырмалуу көкүрөк дагы абдан neurogenesis түрткү болушу мүмкүн деп эсептейт. Бирок, мурунку изилдөөлөрдүн дөңгөлөк иштеп турган карама-каршы жыйынтыкка көкүрөк да neurogenesis кёбёйгён жана ventral DG билдирди [50,51]. ушул изилдөөнүн, чакан үлгү көлөмү да ventral DG жылы DCX-ир кесип саны эркинен менен күч алгандыгы байкалган (топтун 5 чычкан) топтор ортосунда статистикалык маанилүү айырмачылыкты аныктоо үчүн жөндөмдүүлүгү чектелүү болушу мүмкүн. Ошондуктан, ал өз эрки менен дөңгөлөк чуркоо ventral кохлеардык neurogenesis түрткү болот мүмкүндүгүн жокко чыгарууга мүмкүн эрте болуп саналат. Толугураак изилдөөлөр Көнүгүү айынан аймак-өзгөчөлүктөрүн neurogenesis анын көп кадамдуу жараяны боюнча (клетка жайылтпоо, айырмалоо, көчүрүү, жана жашап кетүү) түшүнүү үчүн зарыл болуп саналат.
4: кохлеардык пластикасын жөнгө салуу боюнча машыгуу айынан ΔFosB кошулуу Белек таасирлери
Акыр-аягы, Hippocampus жүзөгө ашырат айынан ΔFosB кошулуу иш кесепеттерин таануу биринчи кадам катары, биз көкүрөк жана ventral DG да DCX-ир кесип үчүн FosB / ΔFosB immunoreactivity мамилелерин карап ортосундагы олуттуу, оң катыш табылган эки өзгөрмөлөр. ΔFosB машыгуу айынан neurogenesis жөнгө турган так механизмдери белгисиз бойдон калып жатса да, акыркы изилдөө экенин көрсөттү fosBFosB, ΔFosB жана Δ2ΔFosB жетишпейт -null чычкандар, (бардык fosB азыктары), нейрондордун прабабушки клеткалардын кыскарган жайылтпоо, анын ичинде базалдык кохлеардык neurogenesis менен тартыштыкты көргөзмөгө төрөлгөн нейрон сыртына көчүрүү көбөйүп, анормалдуу DG структуралар [20]. Бирок, бул өзгөртүүлөр байкалган эмес fosB(д / д) FosB жок чычкандардын, бирок ΔFosB / Δ2ΔFosB. Кызыктуусу, бир fosB-null чычкандар, кээ бир neurogenesis байланышкан экспрессия, анын ичинде б.а. (Б.а. нерв өсүшү себеп inducible) жана Гал (Чужой prepropeptide) downregulated болгон [20]. Б.а. жана GAL катчысы молекулалар болгондуктан, убадалар бир сунуш нейрондор ΔFosB autocrine / paracrine иши аркылуу neurogenesis жөнгө салуу мүмкүн деп эсептейт билдирген [20].
Андан тышкары, ал ΔFosB моделин иштеп менен башчыны да ынандырууга болот аймак neurogenic иши жогору аймактагы менен дал келет деп белгилеп кетүү зарыл. Бул ачылыш көнүгүү айынан neurogenesis минималдык иш-көз каранды болот деп эсептейт. Нейрондордун жандандыруу борбордук толкунданып системасы милдети [сактоо жана жакшыртуу ачкычы9], Сөз жана мээнин алынган neurotrophic себеби (BDNF) бошотуу, анын ичинде механизмдер аркылуу [52,53], Кан-мээ тосмо аркылуу-жагдай 1 кан инсулин сыяктуу өсүшү (Наезби-1) жөнүндө Оже [54,55], Апоптоз [бөгөт коюу56] Жана митохондриялык өлүмүнүн [жөнгө салуу57]. Ошондуктан, азыркы изилдөө узак мөөнөттүү Көнүгүү мүмкүн жогоруда айтылган бул бир нече механизмдер аркылуу, кохлеардык пластикасын жогорулатууга өбөлгө түзөт нейрондордун жандануусуна, өскөн ΔFosB билдирүү көрүнүп, кайра алып келген деп айтууга болот.
Ушул изилдөө гана машыгуу айынан neurogenesis жана DG жылы FosB / ΔFosB сөз менен пикир баа берди. Бирок, FosB / ΔFosB immunoreactivity да CA1 жана CA3 усулуна жасалма болчу. андан аркы изилдөөлөр бул илиминин чегинде машыгуу-азгырган ΔFosB сөз иш ролун көбүрөөк түшүнүккө ээ болуу талап кылынат, ал эми мурунку адабияттар келечектүү мүмкүнчүлүгүн сунуш кылат. Guan .Удаалаш. (2011) CA5 же CA5 пирамиданын нейрондордо cyclin көз каранды киназ 1 (Cdk3) белгилүү бир кыскарышына карата эс ирилештирүү же кайра кайтаруу, начар экендигин көрсөттү [58]. Кызыктуусу, Cdk5 ΔFosB [төмөн максат59] Жана кичинекей пластикалык [жөнгө салууда катышып жатат60]. Ошондуктан, машыгуу айынан ΔFosB сөз CA5 жана CA1 илиминин тармактары жана адистиктери боюнча Cdk3 кошулуу аркылуу кичинекей пластикасын жөнгө салууга тиешеси болушу мүмкүн.
жыйынтыктоо
Көнүгүүнүн курч жосунсуз Hippocampus дароо башында ген белоктордун билдиришине түрткөнүн белгилүү болсо да, бул изилдөө узак мөөнөттүү үзгүлтүксүз көнүгүү кыйла толугу менен Hippocampus менен ΔFosB сөздөр-тайымдарга ээ болууга биринчи далили. ThΔFosB бирдиктүү дарстарында жана бир нече кохлеардык милдеттерин жакшыртуу үчүн натыйжалуу эмес дары-дармек менен кийлигишүү болуп саналат жүзөгө учурдагы түшүнүктү колдойт болуп саналат. Чогуу FosB / ΔFosB сөз жана neurogenesis ортосунда олуттуу өз ара менен, бул маалымат чагымчыл жана neurogenesis ичинде кохлеардык иш боюнча көнүгүү кесепеттерин ортомчулардын ΔFosB ролун чектеп андан ары изилдөө зарылдыгын көрсөтүп турат.
Каржылоо билдирүүсү
шилтемелер
;