J Neurosci. 2015 oktober 7, 35(40):13773-83. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2083-15.2015.
Eagle AL1, Gajewski PA1, Yang M2, Kechner ME1, Al Masraf BS1, Kennedy PJ3, Wang H1, Mazei-Robison MS1, Robison AJ4.
Abstrakt
Hippocampus (HPC) är känt för att spela en viktig roll i lärande, en process som är beroende av synaptisk plasticitet; de molekylära mekanismerna som ligger bakom detta är dock dåligt förstådda. ΔFosB är en transkriptionsfaktor som induceras i hela hjärnan av kronisk exponering för droger, stress och olika andra stimuli och reglerar synaptisk plasticitet och beteende i andra hjärnregioner, inklusive nucleus accumbens. Vi visar här att ΔFosB också induceras i HPC CA1 och DG underfält genom rumslig inlärning och ny miljöexponering. Målet med den aktuella studien var att undersöka rollen av ΔFosB i hippocampus-beroende inlärning och minne och den strukturella plasticiteten hos HPC-synapser. Genom att använda viral-medierad genöverföring för att tysta ΔFosB transkriptionsaktivitet genom att uttrycka ΔJunD (en negativ modulator av ΔFosB transkriptionsfunktion) eller för att överuttrycka ΔFosB, visar vi att HPC ΔFosB reglerar inlärning och minne. Specifikt försämrade ΔJunD-uttryck i HPC inlärning och minne på ett batteri av hippocampusberoende uppgifter hos möss. På liknande sätt försämrade allmänt ΔFosB-överuttryck också inlärningen. ΔJunD-uttryck i HPC påverkade inte ångest eller naturlig belöning, men ΔFosB-överuttryck inducerade ångestframkallande beteenden, vilket tyder på att ΔFosB kan förmedla uppmärksamhetsgrindning förutom inlärning. Slutligen fann vi att överuttryck av ΔFosB ökar omogna dendritiska ryggraden på CA1-pyramidceller, medan ΔJunD minskade antalet omogna och mogna ryggradstyper, vilket indikerar att ΔFosB kan utöva sina beteendeeffekter genom modulering av HPC-synaptisk funktion. Tillsammans antyder dessa resultat kollektivt att ΔFosB spelar en betydande roll i HPC-cellulär morfologi och HPC-beroende inlärning och minne.
BETYDNINGSANVISNING:
Konsolidering av våra explicita minnen sker inom hippocampus, och det är i denna hjärnregion som de molekylära och cellulära inlärningsprocesserna har studerats närmast. Vi vet att kopplingar mellan hippocampus neuroner bildas, elimineras, förstärks och försvagas under inlärning, och vi vet att vissa stadier av denna process involverar förändringar i transkriptionen av specifika gener. De specifika transkriptionsfaktorerna som är involverade i denna process är dock inte helt klarlagda. Här visar vi att transkriptionsfaktorn ΔFosB induceras i hippocampus genom inlärning, reglerar formen på hippocampus synapser och krävs för minnesbildning, vilket öppnar upp en mängd nya möjligheter för hippocampus transkriptionsreglering.
Copyright © 2015 författarna 0270-6474 / 15 / 3513773-11 $ 15.00 / 0.
NYCKELORD:
dendritiska ryggar; hippocampus; inlärning; transkription; ΔFosB
;
