Якум. 2013 Nov 25; 8 (11): e81245. doi: 10.1371 / jurnal.pone.0081245.
Нишижима Т, Каваками М., Кита I.
сарчашма
Лабораторияи физиологияи рафторӣ, Мактаби олии саломатии инсон, Донишгоҳи Метрополитияи Токио, Токио, Ҷопон.
мавҳум
Машқи ҷисмонӣ паҳлӯҳои зиёди функсияи гиппокампалро беҳтар мекунад. Дар баробари мафҳум, ки фаъолияти нейронӣ калиди пешбурди вазифаҳои нейронӣ мебошад, адабиёти қаблӣ пайваста нишон дод, ки гиреҳҳои шадиди машқ фаъолшавии нейрониро дар гиппокампус бармеангезанд. Стимуляторҳои такрории фаъолкунанда боиси ҷамъшавии омили транскриптсияи ΔFosB мегардад, ки пластикии дарозмуддати асабро миёнаравӣ мекунад.
Дар ин таҳқиқот мо фарзияро дар бораи чархи ихтиёрии дарозмуддати ифода кардани ΔFosB дар иппокампус озмудем ва ҳама гуна таъсироти эҳтимолиро ба минтақа дар зергурӯҳҳои гиппокампал дар баробари меҳвари дорсо-вентралия омӯхтем. Мардони C57BL / 6 дар тӯли ҳафтаҳои 4 чархҳои бе ва чархдор буданд. Иҷрои чархи дарозмӯҳлати иммунитетнопазирии FosB / ΔFosB дар тамоми минтақаҳои иппокампал ба таври назаррас баланд шуд (яъне, дар зеризаминҳои DG, CA1 ва CA3 ҳарду гиппокампияи дорсалӣ ва ventral). Натиҷаҳо тасдиқ карданд, ки чарх ба воситаи ифроти ғайримунтазаи FosB / ΔFosB дар минтақа ба корт табдил ёфтааст ва ба он ишора мекунад, ки афзоиши яклухт дар FosB / ΔFosB дар дохили иппокампус натиҷаи оқибати ғайридавлатии давидан нест. Маълумотҳои blot ғарбӣ нишон доданд, ки баландшавии иммунотерапияи Hippocampal FosB / ΔFosB пеш аз ҳама ба афзоиши ΔFosB вобаста буд. Ин натиҷаҳо ба он ишора мекунанд, ки машқи дарозмуддати ҷисмонӣ як омили тавоност барои ба вуҷуд овардани ΔФосБ дар тамоми гиппокампус мебошад, ки шарҳ медиҳад, ки чаро ин машқ метавонад ҳам функсияҳои вобаста ба дорсаль ва ҳам рентгении гиппокампусро беҳтар кунад. Ҷолиб он аст, ки мо дарёфтем, ки ифодаи FosB / ΔFosB дар DG бо шумораи нейронҳои дублэкортин-иммунореактивӣ (яъне беқувват) ба таври мусбӣ робита карда шудааст.
Гарчанде механизмҳое, ки тавассути он "FosB неврогенези ба амал омаданро миёнарав мекунад, ҳанӯз номуайян аст, аммо ин маълумотҳо нишон медиҳанд, ки нейрогенези аз ҷониби амал алоқаманд ҳадди ақалл ба фаъолият вобаста аст. Натиҷаҳои кунунии мо якҷоя ҷамъ оварда, нишон медиҳанд, ки ΔFosB ҳадафи нави молекулавӣ мебошад, ки дар танзими пластикии иппокампал тавассути амалиёт иштирок мекунад.
Муқаддима
Машқ ба манфиатҳои гуногун оид ба ҷанбаҳои молекулӣ, сохторӣ ва функсионалии иппокамп дар хояндаҳо мусоидат мекунад [1,2], баъзеи онҳо аз ҷониби омӯзиши инсон дастгирӣ карда шуданд [3,4]. Аммо, механизмҳое, ки ба тағирот аз ҷониби физикӣ дар пластикии иппокампалӣ асос ёфтаанд, ба қадри кофӣ фаҳмида намешаванд. Адабиёти қаблӣ пайваста нишон доданд, ки машқҳо фаъолсозии нейронии хипокампалро дар хояндаҳо бармеангезанд. Тадқиқотҳои иммуногистохимиявӣ бо истифода аз c-Fos, нишонаи фаъолкунии муваққатии нейронӣ, нишон доданд, ки ҳам маҷбурӣ ва ҳам ихтиёрии зиёдшавии ифодаёбии c-Fos дар gyrus dentate (DG), CA1 ва CA3 зеризаминҳои хиппокампаи хромадор [5-7]. Илова бар ин, як тадқиқоти қаблӣ бо истифода аз лазер-Доплер ҷараён (LDF) нишон дод, ки пайроҳи ҳалим ба афзоиши гардиши минтақавии хун дар мағзи мағзи (rCBF), аломати алтернативии фаъолсозии нейронӣ, дар зербахши CA1 дар қитъаи [8]. Тадқиқотҳои иммуногистохимиявӣ пас аз тамом шудани машқ таҳлили муфассали минтақаро фароҳам меоранд, дар ҳоле ки LDF имкон медиҳад, ки дар вақти машқҳо дар минтақаи маҳалгароёна мониторинги rCBF дар вақти воқеӣ гузаронида шавад. Сарфи назар аз афзалиятҳо ва маҳдудиятҳои ҳар як таҳқиқот, ин тадқиқотҳо ба таври шабеҳ таъсири буридани шадиди машқҳоро ба фаъолияти нейронии гиппокампалӣ нишон доданд. Ин натиҷаҳо як механизмеро пешниҳод мекунанд, ки тавассути он машқҳои дарозмуддати мунтазам чандирии гиппокампалро тавассути такрори фаъолсозии нейрон мусоидат менамояд.9].
Омили транскриптсияи ΔFosB, як изофаи буришшудаи ҷудошавии FosB бо намудҳои гуногуни стимулятсияҳои такрорӣ дар минтақаҳои мушаххаси мағзи сар ба амал омадааст, ки дар он ҷо аз сабаби устувории беназири худ (нимаи ҳафтаҳо) тадриҷан ҷамъ мешавад [10-12]. Ҷасади афзояндаи гувоҳӣ нишон медиҳад, ки сатҳи афзоишёфтаи BFosB пластики дарозмуддати асаб ва рафторро дар алоқамандӣ бо ангезаҳои мушаххас миёнаравӣ мекунад [11,13]. Масалан, истифодаи музмини музмини доруҳо, ба монанди кокаин ва морфин одатан меафзояд expressionФосБ дар аккомпендсияи ядро, ки яке аз механизмҳои молекулавӣ мебошад, ба баланд шудани ҳассосияти ин доруҳо мусоидат мекунад. [11,14,15]. С.монанд ба дигар ҳавасмандиҳои мукофот, аз ҷумла парҳези фарбеҳ ва таҷрибаи ҷинсӣ [16,17], лдаврзании ихтиёрии даврии даврӣ инчунин афзоишнопазирии иммунитети FosB / ΔFosB дар афзоиш додани ядрои каламушҳо ба он ишора мекунад, ки давидан ихтиёрӣ мукофоти табиӣ барои хояндаҳо мебошад [18,19]. Аммо, то дониши хуби мо, ҳеҷ адабиёт ташхис накардааст, ки оё таъсири такрории машқҳои ҷисмонӣ ба ифодаи ΔFosB дар гиппокампус оварда мерасонад. Азбаски машқ фаъолшавии нейрониро дар иппокампус бармеангезад, мо фарз кардем, ки чархи ихтиёрии дарозмуддат метавонад ифодаи ΔFosB-ро дар иппокампус ба вуҷуд орад. Гарчанде механизмҳои дақиқе, ки тавассути он ΔFosB пластикии иппокампалро танзим мекунад, номуайян боқӣ мондааст, тадқиқотҳо нишон доданд, ки мушҳо намерасанд Фосфат ген нишон медиҳад нейрогенези гиппокамфалии вайроншуда ва рафтори ба монанди депрессия зиёдшуда [20,21]. Манndeed, машқ маълум аст, ки неврогенезро тақвият медиҳад ва хусусиятҳои антидепрессант дорад [22-25]. МанАгар фарзияи мо дуруст бошад, ΔFosB як ҳадафи нави имконпазири молекулӣ хоҳад буд, ки пластикии гипокампал тавассути машқҳоро ба миён меорад.
Гиппокампус градиенти анатомикӣ ва функсионалӣ дар меҳвари дарозии (дорсо-вентраль) дорад [26]. Гиппампуси дорсалӣ дар омӯзиш ва хотираи фазоӣ нақши калидӣ дорад [27,28], дар ҳоле ки гиппокампуси ҳотамӣ дар танзими рафтори эҳсосотӣ бештар иштирок мекунад [29,30]. Ғайр аз ин, таҳқиқотҳо нишон доданд, ки ҳавасҳои физиологӣ шаклҳои гуногуни ифода намудани c-Fos дар қисмҳои дорсалӣ ва рентгении гиппокампусро ба вуҷуд меоранд [31-33]. Барои он ки машқ ҳам ҷобаҷокуниро беҳтар мекунад [34-37] ва функсияҳои вобаста ба гипотампус ventral [24,25,38], омӯхтани муҳим аст, ки оё давиши дарозмуддати ихтиёрӣ боиси ифодаи мушаххаси минтақавии ΔFosB дар иппокамп мебошад.
Гипотезаи асосии ин таҳқиқот он буд, ки чархи ихтиёрии дарозмуддат метавонад ифодаи ΔFosB -ро дар гиппокампуси муш ба вуҷуд орад. Ин гипотезаро аз ҷониби FosB / ΔFosB иммуногистохимияи дар зерзаминҳои дорсалӣ ва вентралии гиппокампалӣ, DG, CA1 ва CA3 таҳқиқ карда шуд ва бо муайян намудани индуксияи мушаххаси минтақа диққати махсус дода шуд. Натиҷаҳо бо blotting ғарбӣ тасдиқ карда шуданд, ки барои муайян кардани изофаи изофӣ истифода мешуданд Фосфат маҳсулоти генӣ, ки дар гиппокампус ба вуҷуд омадаанд. Мо инчунин кортексро барои индуксияи мушаххасшудаи FosB / osFosB санҷидем, то имконпазир гардад, ки машқҳои дарозмуддат ба таври ғайримунтазам афзояндаи FosB / ΔFosB дар мағзи сар. Дар ниҳоят, иттиҳодияи коррелятивӣ дар ифодаи FosB / osFosB ва нейрогенез ҳамчун қадами аввал дар ҷустуҷӯи оқибатҳои функсионалии индуксияи амалкунандаи ΔFosB дар танзими пластикии иппокампалӣ тафтиш карда шуд.
Мавод ва усул
1: Изҳороти ҳайвонот ва одоби ахлоқӣ
Даҳҳо муши C57BL / 6 (ҳафтаи 8 синнӣ) аз як селексионери тиҷоратӣ харидорӣ шуданд (SLC, Шизуока, Ҷопон). Даҳ муш барои таҷриба 1 ва даҳ нафари дигар барои таҷриба 2 истифода шуданд. Мушҳо дар шароити ҳарорати таҳти назорат қарордошта (22 – 24 ° C) ва рӯшноӣ (12 / 12-h сикли / даври торик, равшанӣ дар 0500) ҷойгир буданд ва ғизо ва об таъмин карда шуданд Озодӣ ". Ҳамаи тартиботи озмоишӣ аз ҷониби Кумитаи таҷрибавии этикаи ҳайвонҳо дар Донишгоҳи Метрополитияи Токио тасдиқ карда шуд.
Дар ҳар як таҷриба, ҳангоми расидан, мушҳо ба таври тасодуфӣ ба гуруҳи назоратӣ (Назорат, n = 5) ё гурӯҳи иҷрокунанда (Runner, n = 5) таъин карда шуданд. Дар давоми ҳафтаи аввал, ҳама мушҳо дар қафасҳои пластикии стандартӣ дар гурӯҳҳо (5 мушҳо / қафас) барои мутобиқшавӣ аввал буданд. Сипас, мушҳои даванда ба қафаси бо чархи даврзананда интиқол дода шуданд (ENV-046, Med Associate Inc., Ҷорҷия, ВТ, ИМА). Азбаски ҷудокунии иҷтимоӣ маълум аст, ки неврогенези дар амал ба амал омада дар гиппокампусро пахш мекунад [39], Мушҳои даванда барои гурӯҳҳои иловагии 5 ҳафта ҳамчун гурӯҳ (4 муш / қафас) ҷойгир карда шуданд. Шумораи гардиши чархҳо ҳар саҳар сабт мешуд ва вазни бадан (г) ҳар ҳафта чен карда мешуд.
2: Озмоиши 1. Ташхиси иммуногистохимиявии ифодаи FosB / ΔFosB ва нейрогенези иппокампалӣ
2.1: Перфузия ва коркарди матоъ
Субҳ (0900-1100) пас аз рӯзи охирини давраи корӣ, мушҳо бо натрийи пентобарбиталӣ анестезонида шуда, бо шӯрии хунук transcardally комилонида шуданд. Майна зуд тоза карда шуд ва дар як шабонарӯз дар 4% параформалдегид дар 0.1 M фосфати намакдори буферии (PBS, pH 7.4) ҷойгир карда шуд. Пас аз он мағзи сар дар 30% сахароза дар PBS криопротектор шуд ва то коркарди минбаъда яхкарда шуд. Қисматҳои мағзи короналии мағзи (40 мкм) бо истифодаи микротроми яхкардашуда дар PBS бо 0.01% азоти натрий ҷамъоварӣ карда шуданд.
2.2: Иммуногистохимия
Як силсилаи як-шаш боб барои immunostaining FosB / osFosB ба таври тасодуфӣ интихоб карда шуд. Як силсилаи ҳамшаҳрӣ барои тамғагузории дублэкортин (DCX), нишони нейронҳои беқувват, ки барои арзёбии нейрогенез тасдиқ карда шудаанд, истифода шуд.40,41]. Баъд аз хомӯш кардани фаъолияти пероксидази эндогенӣ бо 1% H2O2 дар PBS, қисматҳои шинокунанда бо ҳалли маҳлуле, ки дорои 10% заҳраи муқаррарии асп дар PBS барои 2 h мебошад, шабеҳ буданд. Пас аз шустани об дар PBS, қисматҳо бо антибити харгӯшаи поликлоналии пан-FosB (1: 1000, sc-48, Санта Крус Биотехнология, Даллас, TX, ИМА) дар PBS бо 0.5% Triton X-100 ва 0.5% BSA (PBST) ба вуҷуд оварда шуданд. -BSA) барои 24 h дар 4 ° C. Силсилаи дигари қисмҳо бо антибити бузи зидди поликлонии зидди DCX (1: 500, sc-8066, Santa Cruz) дар PBST-BSA барои 48 h дар 4 ° C incubed. Қисматҳо минбаъд бо антибиотикҳои дуюмдараҷаи биотилизатсия карда шуданд (зидди харгӯш IgG, 1: 1000, AP182B; бузи зидди IgG, 1: 1000, AP180B, ҳарду антитело аз EMD Millipore, Billerica, MA, ИМА) дар PBST-BSA барои 2 h дар ҳарорати хонагӣ. Пас аз он қисмҳо бо комплекси авидин-биотин-пероксидаза (маҷмӯаи Vectastain ABC peroxidase, Vector Laboratories Inc, Burlingame, CA, ИМА) барои 90 дақиқа пас аз дастурҳои истеҳсолкунанда коркард карда шуданд. Дар ниҳоят антигенҳо бо 0.02% 3,3-diaminobenzidine (DAB) дар 0.1 M Tris-HCl (pH 7.6) дорои 0.01% H намоён шуданд.2O2. Барои immunostaining FosB / ΔFosB, реаксия бо сулфати аммоний никел шиддат гирифт. Барои ранг кардани DCX, ядрои ҳуҷайраҳо бо рангубори Nissl муқобил буданд. Қисматҳо ба слайдҳои қабати желатин насб карда шуда, сарпӯшҳо гузошта шуданд.
2.3: Ҳадди ақаллияти иммуноглобалии FosB / ΔFosB бо истифода аз ҳадди акс
Антиденои pan-FosB, ки дар ин тадқиқот истифода шудааст, бар зидди минтақаи дохилие, ки аз ҷониби FosB ва ΔFosB N-терминал мубодила шудааст, бардошта шудааст, то байни ин ду изофот ҷудо нашавад. Аз ин рӯ, сохторҳои муҳофизатшуда ҳамчун ядроҳои FosB / ΔFosB immunoreactive (FosB / ΔFosB-ir) тасвир карда шуданд. Барои муайянкунии беғаразонаи миқдор, слайдҳо пеш аз таҳлил рамзгузорӣ карда шуданд. Атласи майнаи муш [42] барои муайян кардани ҷойгиршавии минтақаҳои ҷолиби диққат (ROIs) истифода шуд: қабати ҳуҷайраҳои гранулаи (GCL) DG (қисматҳои 3), қабати пирамидии CA1 (қисматҳои 3) ва CA3 (2-3 қисмҳо) дар гиппокампус (то -2.2 мм аз брегма пӯшида); DG (қисматҳои 2), CA1 (2 қисмҳо) ва CA3 (қисматҳои 2) дар гиппокампияи ventral (пора аз -3.4 мм аз брегма баста мешаванд) (Тасвири 4, чап). Қисматҳои каудалӣ ҳам қисмҳои дорсаль ва ҳам рентгении гиппокампро дар бар мегиранд, аммо қисми ventral ҳадаф гирифта шудааст. Дар DG, печҳои супрапирамидӣ (DGsp) ва infrapyramidal (DGip) алоҳида таҳлил карда шуданд. Кортексҳои моторӣ (қисматҳои 2 – 3, то -0.6 мм аз брегма пӯшида), сортососенори баррел кортекс (қитъаҳои 2 – 3, то -0.6 мм аз брегма пӯшида), кортекси визуалӣ (қисматҳои 3, то-2.9 мм аз пӯшида) брегма), кортиси шунавоӣ (қисматҳои 3, то -2.9 мм аз брегма пӯшида) ва лампаи олфабрикӣ (қитъаҳои 3, то + 4.3 мм аз брегма баста шуданд) низ таҳлил карда шуданд (Тасвири 6, чап).
Тасвирҳои рақамии (2070 × 1548 пиксел) ҳар як ROI бо истифодаи як микроскопи оптикӣ (BX-51, Olympus, Токио, Ҷопон) бо камераи CCD (DP-73, Olympus) ва нармафзори тасвирӣ (cellSens, Olympus) муҷаҳҳаз карда шудаанд. Андозаи объективии объективӣ 10 × барои ROIs hippocampal ва 4 × барои ROI cortical буданд. Барои муайян кардани иммунотерактивии FosB / ΔFosB (Тасвири 1D –G), бо истифода аз якчанд бахш пешакӣ ҳарду танзимоти ба даст овардани тасвир (шиддатнокии нур, андозаи қатъи майдон, вақти экспозитсия ва мувозинати сафед) ва сатҳи ҳудуд барои ҳар як ҷузъи RGB барои Hippocampal ва cortical ROI оптимизатсия карда шуданд. Пас аз он таҳлили баъдӣ дар шароити оптимизатсия (1) гузаронида шуд. ROI-ро бо бисёрзанаки номунтазам интихобшуда ((Тасвири 1A, B) (2). Тасвир ҳадди ниҳоӣ буд, ки ядрои FosB / ΔFosB-irро ба ранги сурх табдил дод (Тасвири 1C-G) (3). Пас аз он% ROI ба таври худкор чунин ҳисоб карда шуд:% ROI = (минтақаи табдилшуда (бо ранги сурх) / майдони умумии ROI) × 100.
Барои тасдиқи ин таҳлили ҳадди ниҳоии тасвир, минтақаҳои 20 ба таври тасодуфӣ аз минтақаҳои гуногуни майнаи андозаашон гуногун интихоб карда шуданд. Илова бар миқдорияти ҳадди ниҳоии тасвир, шумораи FosB / ΔFosB-ir ядролаҳо дар минтақаҳои интихобшуда ба таври дастӣ ҳисоб карда шуданд ва зичии ядрои FosB / ΔFosB-ir бо роҳи тақсим кардани шумораи ядрои FosB / ΔFosB-ir ба даст оварда шуданд масоҳат (мм2).
2.4: Теъдоди нейронҳои беқувват DCX-ir дар gyrus дандонпизишкӣ
Нейронҳои барзиёди DCX-ir дар DG -и мушҳои фаровон фаровон буданд ва ба ҳам мепайвандад, ки ҳисоби дақиқи дискретии DCX-ir soma-ро бо истифодаи микроскопи оптикӣ дақиқ ҳисоб кардан душвор аст. Бо вуҷуди ин, дар як таҳқиқоти қаблӣ, таҳлили Sholl барои арзёбии морфологӣ нишон дод, ки ҳар як нейрон DCX-ir ба ҳисоби миёна дар як XDUMX μm soma чен карда мешавад [43]. Аз ин рӯ, таҳлили зерини аслии зерин таҳия карда шуд, ки имкон медиҳад миқдори мушаххаси минтақаҳои нейронҳои DCX-ir муайян карда шавад.
- (1) Тасвири GCL дар экрани компютер бо истифодаи нармафзори тасвирӣ ва объективи 40 × линза (2) пешбинӣ шуда буд. Дар тасвири зинда як сегменти хати (150 ± 0.1 мкм) дар мобайни GCL кашида шуд (Тасвири 2) (3). Тағири фокусро тағир дода, миқдори маротиба аз сегменти хатти dendrites DCX-ir (4) ҳисоб карда шуд. ROIs (dorsal DGsp, dDGsp; dorsal DGip, dDGip; ventral DGsp, vDGsp; ventral DGip, vDGip) ба минтақаҳое мувофиқат карданд, ки дар он таҳлили масунияти immunosactivity FosB / ΔFosB (5) буд. Дар ҳар як ROI, қисмҳои хати 2-3 дар як бахш кашида шуда буданд ва шумораи гузаришҳо аз сексияҳои 2-3 ба ҳисоби миёна зиёд мешуд. Азбаски ғафсии GCL тақрибан 60 – 80 мкм аст, шумораи гузаришҳо бояд шумораи нейронҳои DCX-ir дар ҳудуди минтақаи маҳдудро таҳлил кунанд.
3. Озмоиш 2. Муайян намудани FosB / ΔFosB изофаи изофӣ, ки аз корандозии чарх оварда шудааст
3.1: Перфузия ва коркарди матоъ
Як гурӯҳи иловагии мушҳо тавре, ки дар боло дар таҷриба 1 дида баромаданд. Пас аз як ҳафтаи мудофиаи 4, мушҳо тавассути шӯрии хунук зери наркозии амудӣ ба таври transcardally комил шуданд. Ҳиппампус зуд ҷудо карда шуд ва бо нитроген моеъ ях карда шуд ва дар -80 ° C нигоҳ дошта шуд. Ҳиппокампи ҳар як муш дар RIPA буферӣ гомогенизонида шудааст (150 mM NaCl, 25 mM Tris-HCl pH 7.6, 1% NP-40, 1% натрий дезоксихолат, 0.1% SDS, #8990, Thermo Scientific, IL) ингибиторҳо (cOmplete Mini, Roche, Манхайм, Олмон). Лизисҳо барои 15 дақиқа дар 5000 rpm дар 4 ° C центрифугирифта шуданд ва supernatants ҷамъ оварда шуданд. Консентратсияи сафеда бо маҷмӯаи таҳлили BCA Protein (#23227, Thermo Scientific, IL, ИМА) чен карда шуд.
3.2: blotting ғарбӣ
Миқдори баробари сафедаҳо (30 мкг / қатор) дар як gel 10% полиакриламид электрофорез карда шуда, сипас ба мембранаи PVDF интиқол дода шуданд (Иммун-Blot, 0.2 мкм, Bio-Rad, MD, ИМА). Пайвасткунии ғайримуқаррарӣ тавассути принсипатсияи мембрана барои 1 h дар TBST (0.5 M NaCl, 20 mM Tris-HCl pH 7.5, 0.1% Tween-20) дорои 3% BSA баста шудааст. Мембрана бо антиденои pan-FosB (1: 1000) инкубатсия карда шудааст, ки дар боло барои иммуногистохимия истифода шудааст ва дар TBST бо 3% BSA гудохта шудааст. Пас аз шустушӯ бо TBST, мембрана бо анти-антибиотики HRP-анти-харгӯш IgG (1: 5000 дар TBST, NA934, GE Healthcare, Buckinghamshire, UK) барои 1 h дар ҳарорати хонагӣ инкубатсия карда шуд. Пас аз шустушӯй бо TBST, бандҳои сафеда тавассути инкубатсия бо Химилюминесенти (Ғарб Lightning Plus-ECL, PerkinElmer, MA, ИМА) ба намоиш дароварда шуданд ва бо истифода аз Image Quant LAS 4000 mini гирифтанд (GE Healthcare, Букингемшир, Бритониё). Сипас мембрана бо назорати боркунӣ бо анти-гликералдегид-3-фосфат дегидрогеназа (GAPDH) барқарор карда шуд (#2275, 1: 5000 дар TBS-T, Trevigen, MD, ИМА). Зичии оптикии тасмаҳои сафеда бо истифодаи Image-J ҳисоб карда шуда, ба сатҳи GAPDH муқаррар шудааст.
4: Таҳлили оморӣ
Тағирот дар вазни бадани муш тавассути ченакҳои дутарафаи ANOVA (гурӯҳи × вақт) таҳлил карда шуд. Санҷиши т-и басташуда барои муайян кардани фарқиятҳои оморӣ дар байни гурӯҳҳо истифода бурда шуд (Control vs. Runner). Таҳлили корелсияи Пирсон барои тасдиқи таҳлили масунияти имореторактабии FosB / osFosB (ҳисобкунии дастӣ ва ҳадди ниҳоии тасвир) ва санҷиши алоқамандӣ байни сатҳи FosB / ΔFosB ва шумораи гузариши DCX дар DG истифода шуд. Маълумот ҳамчун миёнаи SEM пешниҳод карда шуданд. Ҳадди аҳамияти оморӣ муқаррар карда шуд P <0.05.
Натиҷаи
1: Вазн бадан ва масофаи давидан дар таҷрибаҳо 1 ва 2
Тағирот дар вазни бадани ҳам мушҳои Идоракунанда ва ҳам Иҷрокунанда дар Таҷрибаҳо 1 ва 2 дар якҷоягӣ ва нишон дода шудаанд Тасвири 3. Ченакҳои дутарафаи такрорӣ ANOVA ҳамкории муҳимро нишон доданд (гурӯҳ × вақт, F(4, 72) = 13.6, P <0.001) ва таъсири асосии гурӯҳ F(1, 18) = 6.07, P <0.05), ки нишон медиҳад вазни бадан хеле паст дар мушҳои Runner. Масофаи давидан ба як қафас дар нишон дода шудааст Љадвали 1. Гарчанде ки масофаи аниқи ҳар як муш муайян карда мешуд, зеро мушҳо якҷоя ҷойгир карда шуда буданд, мушоҳидаҳои мунтазам тасдиқ карданд, ки ҳамаи мушҳо аксар вақт даври чархро иҷро мекарданд. Мушҳои даванда дар санҷиши 2 нисбат ба онҳое, ки дар озмоиш 1 буданд, дарозтар буданд, аммо масофаи миёнаи давидан (м / рӯз / қафас) дар ҳар як озмоиш мувофиқ буд.
2: Тасдиқи миқдории иммунизатсия дар FosB / ΔFosB бо истифода аз ҳадди ниҳоии тасвир
Дар минтақаи FosB / ΔFosB-ir алоқаи назаррасе ба даст омадааст, ки дар натиҷаи маҳдудияти тасвир ва зичии ядрои FosB / ΔFosB-ir бо роҳи ҳисобкунии дастӣ гирифта шудааст (r = 0.941, P <00001, Тасвири 4).
3: Иммунофаъолияти FosB / ΔFosB дар иппокампус
Тасвирҳои намояндагии иммуностенатсияи FosB / ΔFosB дар зерфаслҳои дорсаль ва вентральии иппокампал нишон дода шуданд Тасвири 5. Дар тамоми ROI-и таҳлилшуда, масунияти масунияти FosB / ΔFosB дар мушҳои даванда (Тасвири 5, рост) нисбат ба мушҳои назоратӣ аз ҷиҳати сифат баландтар буд (Тасвири 5, марказ). Дар мушҳои даванда, таҳлили миқдорӣ болоравии назарраси майдони FosB / ΔFosB-irро дар ҳарду dorsal нишон дод (DGsp: P <0.01; DGip: P <0.01; CA1: P <0.05; CA3: P <0.05) ва зерпрофилҳои гиппокампалии вентралӣ (DGsp: P <0.01; DGip: P <0.05; CA1: P <0.05; CA3: P <0.05; Тасвири 6).
4: ФосБ / immunFosB immunoreactivity дар корт
Тасвирҳои намояндагии иммуностенатсияи FosB / ΔFosB дар ROI-и кортикӣ дар зер нишон дода шудаанд Тасвири 7. Таҳлили миқдорӣ тағироти вобаста ба минтақа дар масунияти иммунотерапияи FosB / ΔFosB бо дарозмуддат (Тасвири 8). Дар мушҳои даванда, минтақаи FosB / ΔFosB-ir дар кортекҳои моторӣ хеле баландтар буданд (P <0.05) ва кортекси баррелии соматосенсорӣ (P <0.05), аммо на дар қабати визуалӣ (P = 0.662) ё лампаи олфакторӣ (P = 0.523). Дар қабати корти шунавоӣ, минтақаи FosB / ΔFosB-ir ба афзоиши мушҳои даванда тамоюл дошт (P = 0.105).
5: Нейрогенез
Тасвирҳои намояндагии immunostaining DCX дар нишон дода шудаанд Тасвири 9. Дар гиппокамптори дорсалӣ, масунияти DCX дар мушҳои давидан (Тасвири 9, рост) нисбат ба мушҳои назоратӣ (Тасвири 9, чап). Дар муқоиса бо гипокампуси дорсалӣ, масунияти DCX дар гипотампуси ventral дар мушҳои назоратӣ ва даванда заифтар буд. Дар мушҳои даванда шумораи гузаришҳо дар dDGsp хеле зиёдтар буданд (P <0.01) ва dDGip (P <0.01; Тасвири 10). Дар гиппокампри ventral шумораи убур дар мушҳои даванда тамоюли зиёдшавӣ доштанд, аммо байни гурӯҳҳо фарқияти назаррас вуҷуд надошт (vDGsp, P = 0.101; vDGip, P = 0.257; Тасвири 10).
6: Таносуби байни ифодаи FosB / ΔFosB ва нейрогенез
Таҳлили таносуб байни майдони FosB / osFosB-ir ва шумораи убури DCX гузаронида шуд (Тасвири 11). Азбаски ҳар як маҷмӯи маълумотҳо (масалан, dorsal DGsp дар мушҳои Идоракунӣ) аз танҳо 5 ҷуфт иборат аст, таҳлил аввал бо ҳама ҷуфтҳои 40 гузаронида шуд. Ҷолиби диққат аст, ки таносуби назаррас байни майдони FosB / -FosB-ir ва шумораи убури DCX буд (r = 0.885, P <0.0001). Ғайр аз он, ҳангоми таносуби DG (r = 0.762, P <0.05) ва DG-и вентралӣ (r = 0.816, P <0.01) алоҳида таҳлил карда шуд.
7: Шиносоии изофаи FosB / ΔFosB, ки аз ҷониби дарозмӯҳлат оварда шудааст
Дар охир, барои муайян кардани изоформ Фосфат маҳсулотҳои генӣ, ки дар иппокампус дар ҷавоб ба кори дарозмӯҳлат ба вуҷуд омадаанд, иппокампи аз як гурбаи иловагии мушҳо бо истифода аз ҳамон антиденои pan-FosB ба ғарбшавӣ оварда шудааст. Бандҳои бисёрҷабҳаи 35 – 37 кДа, ки изофаҳои ислоҳшудаи ΔFosB мебошанд44], дар Runner нисбат ба мушҳои назоратӣ ба таври назаррас афзоиш ёфт (Тасвири 12, P <0.01). Аз тарафи дигар, изоформ 48 kDa FosB дар ҳарду гурӯҳ номаълум буд. Гурӯҳи дигаре, ки дар болои 25 кДа суст ба назар мерасад, эҳтимолан изоформ Δ2ΔFosB (27 кДа) -ро ифода мекунад. Ду бандҳои дигар ҳам буданд, ки дар болотар аз 50 кДа ва 37 кДа буданд, ки эҳтимолан бо сабаби ҳатмии ғайримушаххас буданд. Ҳангоми миқдор, ҳеҷ тафовуте дар ин бандҳои osFosB байни гурӯҳҳо ёфт нашуд (маълумот нишон дода нашудааст).
мубоҳиса
Хулоса, тадқиқоти мазкур аввал таҳлили иммуногистохимиявиро барои омӯхтани 1 гузаронид), ки оё чархи ихтиёрии дарозмуддати даванда ба ифшои FosB / ΔFosB дар гиппокампус оварда мерасонад; ва 2) оё дар баробари меҳвари дорсо-вентралӣ вокуниши мушаххас ба минтақа вуҷуд дорад.
Чор ҳафтаи ихтиёрии чархи ихтиёрӣ ба афзоиши назарраси масунияти FosB / ΔFosB дар тамоми минтақаҳои иппокампали таҳлилшуда оварда расонид (яъне зеризаминҳои DG, CA1 ва CA3 ҳам қисмҳои дорсаль ва ҳам рентгении гиппокампус). Мо тасдиқ кардем, ки isoform 35-37kDa ΔFosB бузургтарин аст Фосфат маҳсулотҳои генӣ, ки дар посух ба фаъолияти дарозмуддат ҷамъ мешаванд. Ин натиҷаҳо фарзияро дар бораи он, ки машқҳои дарозмуддати мунтазам як омили потенсиалии «Индуксияи ФосБ дар тамоми иппокампус мебошанд ва индуксияи он як механизми нави молекулавӣ буда метавонад, ки тавассути он машқҳои гуногун ба вазифаҳои вобаста ба дорсаль ва / ё ventral гипипокампус таъсир мерасонанд.
1: Санҷиш ва маҳдудиятҳои миқдории иммуноглобалии FosB / ΔFosB бо истифода аз ҳадди ниҳоии тасвир
Дар таҳқиқоти мазкур усули ҳадди аққали тасвир, ки дар тадқиқоти иммуногистохимиявӣ барои ҳисоб кардани шумораи ҳуҷайраҳои мақсаднок ва барои баҳодиҳии морфологияи ҳуҷайраҳо васеъ истифода бурда мешавад, дар ин тадқиқот барои муайянкунии минтақавии мушаххасоти FosB / ΔFosB [15,45,46]. Таносуби назаррас байни сатҳҳои иммунитетнопазирии FosB / osFosB нишон дода шудааст, ки аз рӯи ҳадди нигаҳдории тасвир ва ҳисоби дастӣ ҳисоб карда шудааст (Тасвири 4). Бо вуҷуди ин, азбаски зичӣ ва ба ҳам омехтани шумори ядрои FosB / ΔFosB-ir дар минтақаҳои хеле зич монеъ шуданд, таносуби нишон додашуда танҳо дақиқии усули ҳадди аққали тасвирро дар ҳолате ифода мекунад, ки минтақаҳои FosB / BFosB-ir <~ 40% -и ROI -ро ташкил диҳанд майдон. Аз ин рӯ, барои минтақаҳои FosB / ΔFosB-ir> 40% аз майдони умумии ROI тафсири бодиққат лозим аст.
Аз ҷумла, дар DG аз мушҳои даванда (Тасвири 4), Ифодаи FosB / ΔFosB бо даврзании чарх хеле ба амал омадааст ва аксар ядроҳои FosB / ΔFosB-ir ба ҳам мепайвандад. Дар ин соҳаҳо, афзоиши индуксияи FosB / ΔFosB боиси сарфи назар аз усули миқдорӣ истифода мешавад (аз ҳадди нигаҳдории акс ё ҳисобкунии дастӣ) ба қадри кофӣ пасттар шудани сатҳи ифода меорад. Аммо, сарфи назар аз хатари баҳо надиҳед, қайд кардан муҳим аст, ки тадқиқоти мазкур дар минтақаи FGB / ΔFosB-ir дар DG мушҳои даванда бомуваффақият нишон дода шудааст. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки маҳдудиятҳои методологӣ натиҷаҳои моро таҳдид намекунанд. Ба ҷои ин, баҳодиҳии эҳтимолӣ эътимоднокии дарёфтани иммунотерапияи дарозмуддати FosB / ΔFosB-ро дар иппокампус меафзояд.
2: Индуксияи ягонаи ΔFosB дар дохили иппокампус бо роҳи дарозмӯҳлат
Гиппокампус дар меҳвари дарозии худ градиентҳои анатомӣ ва функсионалӣ дорад [26], бинобар ин барои тадқиқоти мазкур иммунотерапияи FosB / ΔFosB дар қисмҳои dorsal ва ventral иппокампус алоҳида таҳлил карда шуд. Маълумотҳо нишон доданд, ки дарозии дарозмуддати амалиёт дар тамоми ROI-и гиппокамплӣ ба таври яксон зиёд шудааст. Интутсияи якхелаи масунияти ғайрифаъолкунии FosB / ΔFosB метавонад ғайр аз тағйири системавии метаболикӣ, ки бо дарозмуддат алоқаманд аст, рух диҳад. Бо вуҷуди ин, қайд кардан муҳим аст, ки дар кортекс афзоиши иммунитетнопазирии FosB / ΔFosB ба минтақа хос буд. Ин натиҷаро бозёфтҳои ахир нишон медиҳанд, ки як шадиди пайроҳаи пайроҳи пешрафта афзоиши гардиши хун дар мағзи мағзиро дар иппокампус фарқ мекунад, аммо на дар фурӯзонаки фурӯзон [8]. Ғайр аз ин, Родес ва дигарон. (2003) нишон дод, ки 7 рӯзи ихтиёрии чархи ихтиёрии ифодакунандаи c-Fos дар DG ва CA2 / 3 аз иппокампус (CA1 чен карда нашудааст) ва дар кортекс ҳассос буданд, аммо на дар cortex визуалӣ [47]. Ин таҳқиқотҳо дар якҷоягӣ бо он ишора мекунанд, ки индуксияи якхелаи ифодаи FosB / ΔFosB дар иппокампус натиҷаи оқибати мушаххасоти кори дарозмуддат нест. Ҷолиб аст, ки Ҳавли ва дигарон. Ба наздикӣ гузориш дода шуд, ки стресси музмини пешгӯинашаванда изҳори FosB / ΔFosB -ро дар дорсаль зиёд кард, аммо на дар ventral, DG аз гиппокампуси каламуш [48]. Бо таҳқиқи минбаъда, намунаҳои равшани индуксияи FosB / ΔFosB ба монанди онҳое, ки машқ ё стресс пайдо мешаванд, фаҳмиши давомдорро дар бораи таъсироти вобаста ба ҳавас ба гиппокампус таъмин мекунанд.
Антиденоҳои ибтидоии пан-FosB, ки дар ин тадқиқот истифода шудаанд, маълум аст, ки ҳама изоформҳои сафедаҳои FosB эътироф карда шаванд. Ҳангоми таҳлили blotting ғарбӣ, мо дарёфтем, ки танҳо изоформҳои дар гиппокампус баъд аз тӯлонӣ коркарди изофаҳои ΔFosB (35-37 кДа), танҳо изофаи устувор дар байни сафедаҳои оилаи Fos мебошанд [11]. Ин бозёфт мувофиқи кори қаблӣ бо истифода аз антиденои pan-Fos мебошад, то нишон диҳад, ки 35-37 kDa ΔFosB протеини асосии Fos оилаи дар фишори фронталӣ бо стрессҳои музмин тавлидшуда аст [44]. Аз ин рӯ, зиёдшавии гипотокамфалии ФосБ / ΔФосБ, ки дар ин ҷо бо давомнокии дарозмуддат ба амал омадааст, эҳтимолан сатҳи osFosB-ро инъикос мекунад.
Дар бораи таъсирҳои мушаххаси минтақа ба ҷанбаҳои молекулавӣ ва сохтории иппокамп маълум аст. Бо вуҷуди ин, таҳқиқоти сершумори рафтор нишон медиҳанд, ки барои такмили функсия аз ҷониби ҳам функсияҳои дорсаль ва ҳам рентгении гиппокампал имкониятҳои бузург мавҷуданд. Машқҳо барои беҳтар кардани омӯзиш ва хотираи фазоӣ намоиш дода шудаанд [34-38] ва коркарди фазоӣ ва контекстӣ асосан аз гиппампуси дорсалӣ вобаста аст [27,28]. Баръакси ин, машқҳо инчунин дорои хусусиятҳои анксиолитикӣ ва антидепрессант мебошанд [24,25,38] ва ин вокунишҳои эҳсосӣ асосан аз ҷониби гиппокампияи ҳайвонот танзим карда мешаванд [29,30]. Индуксияи ягонаи osFosB дар тӯли фаъолияти дарозмуддат дар ин таҳқиқот нишон медиҳад, ки баъзе тағйиротҳои нейропластикӣ дар тамоми гипокампус рух додаанд. Ин мефаҳмонад, ки чаро машқ метавонад ба функсияҳои вобаста ба горизонталӣ ва вентралӣ таъсир расонад.
3: Таҳлили мушаххаси минтақаҳои нейрогенези ба амал овардашуда
Дисоксиатсияи функсионалии нейрогенез дар байни гипсокампусҳои дорсалӣ ва ventral низ таваҷҷӯҳи афзояндаро гирифта истодааст [49]. Дар ин таҳқиқот, бо назардошти хусусиятҳои морфологии нейронҳои DCX-ir беқувват [43], мо миқдори буришҳоро дар байни дендритҳои DCX-ir ва як сегменти хати дар миёнаи GCL кашидашуда ҳисоб кардем. Ин ченкунӣ шумораи умумии нейронҳои DCX-irро дар DG фароҳам наовард, аммо он миқдори мушаххаси минтақаро барои гузаронидани таҳлили таносуби маълумот бо ифодаи FosB / ΔFosB дод (ба зер нигаред). Пас аз давидан ба дарозмӯҳлат шумораи нейронҳои DCX-ir дар dorsal ба таври назаррас зиёд шуданд, аммо на ventral, DG. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки машқ метавонад нисбат ба қисми рентгении DG нейрогенезро дар амор боз ҳам шадидтар намояд. Бо вуҷуди ин, таҳқиқоти қаблӣ натиҷаҳои пурталотумро гузориш доданд, ки дар натиҷаи он чархҳои нейрогенез ҳам дар DORS ва ҳам рентгенӣ зиёд шудаанд [50,51]. Дар таҳқиқоти мазкур, шумораи гузаришҳои DCX-ir дар DG ventral афзоиш ёфт, бо вуҷуди он ки андозаи хурди намуна (мушҳои 5 дар як гурӯҳ) қобилияти муайян кардани фарқияти аз ҷиҳати омор муҳимро байни гурӯҳҳо маҳдуд карда метавонистанд. Аз ин рӯ, эҳтимол дорад, ки барҳам додани чархи ихтиёрӣ метавонад неврогени ventral hippocampal ventralро барҳам диҳад. Барои фаҳмидани вижагиҳои нейрогенези минтақа дар робита ба равандҳои бисёрқабата (паҳншавии ҳуҷайраҳо, дифференсия, муҳоҷират ва зинда мондан) таҳқиқоти минбаъдаи муфассал заруранд.
4: Таъсири функсионалии омили амалкунандаи ΔFosB барои танзими пластикии хипокампалӣ
Дар ниҳоят, чун қадами аввал дар шинохти оқибатҳои функсионалии «ФосББ дар гиппокампус», мо муносибати иммуноглобалии FosB / osFosB ба гузариши DCX-ir дар ҳам DG ва ҳам рентгенӣ баррасӣ кардем ва алоқаи назарраси мусбӣ байни ду тағирёбанда. Гарчанде механизмҳои дақиқи оне, ки тавассути ΔFosB нейрогенези ба амал омаданро танзим мекунад, номуайян боқӣ мемонад, аммо тадқиқоти нав нишон дод, ки Фосфат-кушокҳои холӣ, ки FosB, ΔFosB ва Δ2ΔFosB надоранд (ҳама Фосфат маҳсулот), камбудиҳои дар нейрогенези базавии гиппокампалӣ ба шумор мераванд, аз ҷумла коҳиш ёфтани паҳншавии ҳуҷайраҳои прогенитории нейронӣ, афзоиши муҳоҷирати эктопии нейронҳои навзод ва сохторҳои ғайримуқаррарии DG [20]. Аммо, ин тағйирот риоя карда нашуданд Фосфат(д / д) мушҳо, ки FosB надоранд, аммо ΔFosB / Δ2ΔFosB нестанд. Ҷолиб он аст, ки дар Фосфат-кушодани муш, ифодаи баъзе генҳои вобаста ба нейрогенез, аз ҷумла Вгф (Омили афзоиши асабҳои VGF inducible) ва Гал (Препропептиди Галанин) ба қайд гирифта мешуданд [20]. Азбаски VGF ва GAL молекулаҳои махфӣ мебошанд, як пешниҳоде, ки ваъда медиҳад, чунин мешуморад, ки нейронҳое, ки изҳори ΔFosB метавонанд неврогенезро тавассути фаъолияти автокрин / паракрин танзим кунанд [20].
Ғайр аз ин, бояд қайд кард, ки минтақае, ки дар он ҷо ΔFosB амал мекунад, бо минтақае, ки фаъолияти нейрогенӣ дар он ҷо зиёд аст, ба таври қавӣ такрорӣ мешавад. Ин бозёфтҳо аз он шаҳодат медиҳанд, ки неврогенези машқ ба ҳадди ақалл аз фаъолият вобаста аст. Фаъолсозии нейрон калид барои нигоҳ доштан ва беҳтар кардани вазифаи системаи марказии асаб мебошад [9], ба воситаи механизмҳо, аз ҷумла изҳорот ва раҳо кардани омили нейротрофикӣ, ки аз майна ба даст омадаанд (BDNF) [52,53], ба даст овардани омили ба монанди инсулин хуноба - 1 (IGF-1) тавассути монеаи хун-майна [54,55], бас кардани апоптоз [56], ва танзими ҳаракати митохондрӣ [57]. Ҳамин тариқ, тадқиқоти мазкур нишон медиҳад, ки машқи дарозмуддат фаъолсозии такрории нейрониро ба вуҷуд овард, ки дар зуҳури афзояндаи ΔFosB, ки ба тақвияти пластикии иппокампал мусоидат мекунад, тавассути ин механизмҳои сершумори дар боло овардашуда мусоидат менамояд.
Таҳқиқоти мазкур танҳо нейрогенези ба амал омадан ва якҷояшавии онро бо изҳори FosB / ΔFosB дар DG арзёбӣ кардааст. Бо вуҷуди ин, масунияти ғайрифаъолкунии FosB / ΔFosB дар зерсохторҳои CA1 ва CA3 низ ба вуҷуд омада буданд. Гарчанде ки таҳқиқоти иловагӣ барои фаҳмиши нақшҳои функсионалии «ФосБи ифодашудаи фосб дар доираи ин зерзаминҳо заруранд, адабиёти қаблӣ имкониятҳои умедбахш дорад. Гуан ва дигарон. (2011) нишон дод, ки аблятсияи мушаххаси киназҳои ба cyclin вобаста ба 5 (Cdk5) дар нейронҳои CA1 ё CA3 пирамидҳо муттаҳидшавӣ ва ҷустуҷӯиро вайрон кардаанд.58]. Ҷолиб он аст, ки Cdk5 ҳадафи поёни ΔFosB [59] ва дар танзими чандирии синаптӣ иштирок мекунад [60]. Ҳамин тавр, ифодаи ΔFosB машқ ба воситаи танзими пластикии синаптӣ тавассути фаъолсозии Cdk5 дар зерзаминҳои CA1 ва CA3 ҷалб шуданаш мумкин аст.
хулоса
Гарчанде ки озмоишҳои шадиди машқ ба зуҳур кардани сафедаҳои гении фаврӣ дар гиппокамп маълум буданд, тадқиқоти мазкур далели аввалини он аст, ки машқҳои дарозмуддати мунтазам expressionFosB-ро дар тамоми иппокампус ба таври назаррас оварда мерасонад. Thиндуксияи ҳамҷинси ΔFosB фаҳмиши кунуниро дар бораи он, ки машқ як дахолати муассири ғайримаркологӣ буда, қодир аст вазифаҳои сершумори гиппокампалро беҳтар кунад. Дар якҷоягӣ бо таносуби назаррас байни ифодаи FosB / ΔFosB ва нейрогенез, ин маълумот исботкунанда аст ва зарурияти таҳқиқоти минбаъдаро муайян мекунад, ки нақши ΔFosB дар миёнаравӣ кардани таъсирро ба функсияи иппокампалӣ, аз ҷумла нейрогенез муайян мекунад.
Изҳороти маблағгузорӣ
Адабиёт