HDAC1-медиираната регулация на GABA сигнализацията в страничната преграда улеснява дълготрайното изчезване на социалния страх при мъжки мишки

Социалното тревожно разстройство (SAD) се причинява от травматични социални преживявания. Характеризира се със силен страх и избягване на социални контексти, които могат да бъдат силно имитирани от парадигмата на обуславянето на социалния страх (SFC). Фазата на изчезване на парадигмата на SFC е подобна на експозиционната терапия за SAD и изисква обучение за разграничаване на травмата от социалния контекст. Индуцираното от ученето ацетилиране на хистони е критично за формирането на памет за изчезване и нейната издръжливост. Въпреки че клас I хистонови деацетилази (HDACs) регулират гореспоменатия процес на учене, липсва яснота в изоформите и пространствената специфичност във функцията на HDAC в социалното обучение. Използвайки парадигмата на SFC, ние функционално характеризирахме ролята на HDAC1, по-специално в страничната преграда (LS), в регулирането на формирането на дългосрочна социална памет за изчезване на страха.

Индукцията е много важна в ученето. Подходящата индукция може да накара учениците да приемат знанията по-съзнателно и да разбират и запомнят учебното съдържание по-дълбоко. Това е така, защото паметта на хората е вид умствена дейност и проява на интелигентност. Индукцията е положителна и творческа когнитивна дейност, която може да стимулира и насочва мисленето и въображението на хората по време на когнитивния процес, като по този начин подобрява паметта.

Индукцията може да се постигне по различни начини. Например, учителите могат да задават проблеми по време на лекции и да оставят учениците да мислят за решения сами, което може да помогне на учениците да подобрят способността си да анализират цялостно проблемите и паметта. Освен това учителите могат също да използват богати ресурси за преподаване, като снимки, аудио, видео и други начини за насърчаване на усвояването и запомнянето на знания от учениците.

Поради това има тясна връзка между индукцията и паметта. Чрез подходящо въвеждане обучаемите могат да разберат знанията по-задълбочено и да овладеят учебното съдържание по-добре. Това дълбоко разбиране ще помогне на учащите да запазят знания за по-дълъг период от време и ще улесни гъвкавото прилагане на наученото в по-късно обучение и практика.

Накратко, индукцията и паметта са неразделни. Трябва да намерим подходящ метод на обучение и метод на въвеждане чрез непрекъснато изследване и практика и непрекъснато да подобряваме паметта и нивото си на учене. Само по този начин можем да дадем пълна свобода на нашите таланти в бъдещия живот. Вижда се, че трябва да подобрим паметта си. Cistanche може да подобри паметта, защото Cistanche е традиционен китайски лекарствен материал с много уникални ефекти, един от които е да подобри паметта. Ефикасността на мляното месо идва от различни активни съставки, които съдържа, включително карбоксилна киселина, полизахариди, флавоноиди и др. Тези съставки могат да стимулират здравето на мозъка по различни канали.

Щракнете върху познайте добавките за увеличаване на паметта

Измервахме локално увеличение на индуциращото активност HDAC1 фосфорилиране при серинови остатъци на мишки със социален страх и d (SFC+) в отговор на изчезването на социалния страх. Ние също така открихме, че функцията на LS-HDAC1 отрицателно корелира с обучението за изчезване на остър социален страх, използвайки фармакологични и вирусни подходи. Освен това, инхибирането на LS-HDAC1 засилва експресията на GABA-A рецепторна 1 субединица (Gabrb1) в SFC+ мишки и активирането на GABA-A рецепторите улеснява острото учене на екстинкцията. И накрая, улесняването на ученето на изчезване чрез инхибиране на HDAC1 или активиране на GABA-A рецептор в рамките на LS доведе до образуването на дълготрайна памет за изчезване, която продължава дори 30 дни след изчезването. Нашите резултати показват, че HDAC1-медиираната регулация на GABA, сигнализирането в LS е от решаващо значение за формирането на пронизваща спомени памет за изчезване на социален страх.

ВЪВЕДЕНИЕ

Социалното тревожно разстройство (SAD), причинено от аверсивен социален опит, се характеризира със силен страх и избягване на социални ситуации [1, 2]. Лечението на SAD се състои от базирана на експозиция когнитивно-поведенческа терапия (CBT), която създава спомен за „безопасност“, който съществува съвместно с оригиналната неприятна памет [3, 4]. Тъй като една и съща реплика може да активира както отблъскващи, така и спомени за безопасност, те се конкурират, когато се извикват от съответните стимули, а доминиращата следа от паметта определя поведенческия резултат. Известно е, че паметта за безопасност, създадена от CBT, базирана на експозиция, намалява с течение на времето, което води до рецидив на предишни изчезнали реакции на страх при пациенти с ЕАД [5–7]. Поради това е наложително да се разберат механизмите, лежащи в основата на трайната памет за изчезване, за да се разработят терапевтични стратегии, които водят до по-пълна и стабилна ремисия от SAD.

За тази цел ние установихме оперантната парадигма за кондициониране на социалния страх (SFC), която генерира силен страх и избягване на конспецифични при мишки [8]. В тази парадигма изчезването на социалния страх и формирането на памет за изчезване се предизвикват от последователни представяния на различни социални стимули (неизвестни конспецифични), което води до постепенна загуба на страх и засилено социално изследване [9]. Предишни проучвания от нашата лаборатория показаха участието на латералната преграда (LS) в изчезването на SFC-индуциран социален страх при мишки [10, 11]. Известно е също, че LS регулира различни социални поведения [12], които са подкрепени от сложни епигенетични механизми [13]. Въпреки това, епигенетичните механизми в рамките на LS, регулиращи изчезването на социалния страх и формирането на дългосрочна памет за изчезване, остават неизвестни.

Съвпадащи доказателства предполагат значението на посттранслационното ацетилиране на N-крайни опашки на хистонови остатъци в консолидирането и поддържането на паметта за страх [14]. Клас I хистонови деацетилази (HDACs), които катализират отстраняването на ацетилови групи от тези N-терминални опашки на хистони, са основни регулатори на генната експресия, лежаща в основата на ученето и паметта [15]. Тези клас I HDAC, включително HDAC1, HDAC2, HDAC3 и HDAC8, показват забележителна пространствена и контекстуална зависимост в тяхната функция.

Например, установено е, че хипокампалния HDAC1 подобрява асоциативната памет в контекстуална парадигма за кондициониране на страха [16], докато хипокампалния HDAC2 е функционално свързан с увреждане на формирането на дългосрочни обекти и пространствена памет [17, 18]. По същия начин, активността на HDAC1 беше регулирана нагоре, докато активността на HDAC2 беше регулирана надолу в рамките на амигдалата и префронталния кортекс, съответно, след кондициониране на страх [19]. Проучванията също така показват диференциалния принос на HDAC3 във формирането на стабилни отблъскващи контекстуални и сигнални спомени за страх в хипокампуса и базалната амигдала, съответно [20].

Като се имат предвид разнообразните и сложни функции на клас I HDACs в регулирането на ученето и паметта, HDAC инхибиторите често се използват като когнитивни подобрители в няколко предклинични проучвания [21]. Въпреки това, приносът на специфични HDACs в регулирането на издръжливостта на паметта за изчезване на социален страх остава неуловим.

По този начин, в това проучване, ние изследвахме регулирането на клас I HDACs в контекста на парадигмата на SFC. Въз основа на увеличението след изчезване на индуциращото активност сериново фосфорилиране на HDAC1, ние манипулирахме функцията на LS-HDAC1, използвайки фармакологично инхибиране и вирусна свръхекспресия. Освен това, следвайки увеличаването на експресията на гена, кодиращ 1-вата субединица на рецептора на гама-аминомаслената киселина (GABA) A (Gabrb1) в отговор на комбинацията от блокада на HDAC1 и обучение на екстинкция, ние активирахме GABA-A рецептор сигнализиране в рамките на LS. И накрая, тествахме ефекта от инхибирането на LS-HDAC1 и активирането на рецептора LSGABA-A върху формирането на памет за дългосрочно изчезване. Нашите резултати показват, че LS-HDAC1 негативно регулира ученето за изчезване на социалния страх и дългосрочното учене за изчезване на социалния страх чрез GABA-A сигнализиране.

МАТЕРИАЛИ И МЕТОДИ

Животни

Мъжки CD1 мишки (Charles River Germany, на възраст 8–11 седмици в началото на експериментите) бяха държани групово настанени при стандартни лабораторни условия (12/12 часа цикъл светлина/тъмнина, светлини включени в 06:00, 22 градуса, 60% влажност, храна и вода ad libitum) в поликарбонатни клетки (16 × 22 × 14 cm) до операцията или 3 дни преди всеки поведенчески експеримент. Съвпадащи по възраст и тегло мъжки CD1 мишки бяха използвани като социални стимули в парадигмата на SFC. Всички експериментални процедури бяха извършени между 08:00 и 12:00 h от Ръководството за грижа и използване на лабораторни животни на правителството на Unterfranken, указанията на ARRIVE [22] и указанията на NIH.

SFC парадигма

SFC се извършва, както е описано по-горе [8] с незначителни модификации за анализиране на дългосрочно изчезване:

Придобиване на социален страх (ден 1). Мишките бяха поставени в камерата за кондициониране на страха и им беше позволено да привикнат за 3 0 s, преди да бъдат изложени на празна клетка с телена мрежа за 3 минути, по време на които те можеха свободно да изследват обекта. След това празната клетка беше заменена с идентична клетка, съдържаща съвпадащи по възраст и тегло конспецифични (условен стимул: CS). Кондиционираните мишки (SFC+) получават лек шок на краката (безусловен стимул: US; 0,7 mA, 1 s) всеки път, когато изследват конспецифичния. Некондиционираните мишки (SFC−) бяха оставени свободно да взаимодействат с конспецифичните за 3 минути. Обикновено SFC+ мишките избягват да се приближават или да взаимодействат с конспецифичните след 1-3 CS-US сдвоявания, в който момент се счита, че са придобили социален страх и са се върнали в домашната си клетка.

Изчезване на социалния страх (ден 2). Изчезването на социалния страх беше извършено идентично в домашната клетка на SFC+ и SFC− мишки. Всяка мишка с едно жилище беше изложена три пъти на празна клетка от телена мрежа, след това на шест различни по възраст и тегло съвпадащи конспецифици за 3 минути всеки, с 3-минутен интервал между стимулите. Времето, прекарано в изследване на социалния стимул, беше измерено като индикатор за социален страх.

Припомняне на социален страх (ден 3, ден 32). За краткотрайно припомняне на изчезването на социалния страх, мишките бяха изложени на шест различни социални стимула в домашната им клетка за 3 минути с 3-минутен интерстимулен интервал. За дългосрочно припомняне на изчезването на социалния страх, мишките бяха тествани в домашната им клетка 30 дни след изчезването на социалния страх. Възрастта, съответстваща на теглото, беше изложена два пъти на различни социални стимули за 3 минути всеки с 3-минутен интервал между стимулите.

Стереотаксични имплантации

Guide cannulbygth; Injecta GmbH) за двустранна лекарствена инфузия в LS бяха имплантирани стереотаксично с върха, разположен на 2 mm над целевата област на LS (от брегма: предно-задно: −0.3 mm, медиолатерално: ±0 .5 mm, дорзовентрално: −1.6 mm [23]), под анестезия с изофлуран (Forene, Abbott GmbH) [10, 24]. Всички мишки получиха подкожна инжекция с антибиотици (10 mg/kg Baytril, Bayer GmbH) и аналгетици (0,05 mg/kg бупренорфин, Bayer), за да се избегнат следоперативни инфекции и болка. За да се намали следоперативният стрес, всички мишки се обработват веднъж дневно в продължение на поне 5 дни преди експериментите, при които фиктивните канюли, затварящи водещите канюли, се дезинфекцират.

Интрасептални лекарствени инфузии

Мишките получават двустранни инфузии или на MS275 (орто-аминоконспецифичен инхибитор на малка молекула с висок афинитет към HDAC1; 375 ng/0.2 µl/ полукълбо) [16, 25], мусцимол (Muc; селективен GABA-A рецепторен агонист; 0.2 µg/0.2 µl/полукълбо) [26, 27] или носител (Veh; 0.2 µl/полукълбо; 0. 5% DMSO в стерилен Рингер) в LS чрез 27 G инфузионна канюла, поставена във водещите канюли, свързани към 10-µl Hamilton спринцовка. Инфузията на MS275 и Muc се извършва съответно 120 минути или 10 минути преди обучението за екстинкция на SFC. Само животни с правилни, хистологично проверени места за инфузия бяха включени в статистическите анализи.

Интрасептални вирусни инфузии

Адено-асоцииран вирус (AAV; Vector Biolabs) за свръхекспресия на HDAC1, т.е. AAV-hSyn-HDAC1-GFP-WPRE (HDAC1-OE; 2,5 × 1013 GC /ml;), или контролният вектор, т.е. AAV-hSyn-GFP-WPRE (GFP; 2,5 × 1013 GC/ml), се вливат двустранно в LS (предно-задно от брегма +0.3 mm , латерално ±0,5 mm; дорзовентрално -3,8 mm, -3,4 mm, -3,1 mm, -2,8 mm) с четири 70-nl инфузии/полукълбо. Инфузиите бяха извършени 3 седмици бяха изложени началото на поведенчески експерименти, както е описано по-горе [11].

Анализ на генната експресия

Мишките бяха подложени на изчезване на социалния страх и оставени необезпокоявани в домашните си клетки за 90 минути след поведенческо обучение. След това мишките бяха умъртвени под CO2 анестезия, мозъците им бяха бързо отстранени и предно-задно-задно от брегма 0.1 mm до -0.10 mm) беше дисектирано.

Изолиране на РНК и PCR масив

Екстракция и анализ на протеини

Ядрените протеини се екстрахират с помощта на комплекта за ядрена екстракция EpiQuick (Epigentek) съгласно протокола на производителя. Western blot анализът беше използван за откриване на HDAC1 експресионни нива на Toorylation. 15 ug протеин бяха разтворени върху 12% TGX гелове без петна (Bio-Rad) и прехвърлени към нитроцелулозни мембрани. Мембраните бяха блокирани с 5% мляко, 1% Tween-20 в Tris-буфериран физиологичен разтвор, последвано от инкубиране за една нощ със следния базиран на антибанилидt-anti-HDAC1 (Thermo Fisher; PA1-860; 1:2000) , HDAC1 фосфорилиране върху серинов остатък 421 (заешки анти-pHDAC1(S421); Thermo Fisher; PA5-36810; 1:2000), както и фосфорилиране върху серин 421 и 423 (заешки анти-pHDAC1(S421, S423), Thermo Fisher; PA5-36911; 1:2000). Имунобелязани ленти бяха открити с помощта на HRP-конюгирано козе-анти-заешко антитяло (Cell Signaling; #7074; 1:1000) след подобрена chemilbeforence система (SuperSignal West Dura, Thermo Fisher). Общият протеин беше използван като вътрешен контрол на натоварването.

Оценяване на поведението и статистически анализ

Времената за социално изследване като индикатор за социален страх бяха ръчно оценени от наблюдател, който не е забелязал лечение, използвайки JWatcher (1.0, Macquarie University и UCLA). GraphPad Prism версия 9.0 за Windows (софтуер GraphPad) беше използван за статистически анализ. Подробен доклад за предно-задни анализи е наличен в допълнителна таблица S2. Всички фигури са произведени с помощта на Affinity design.

РЕЗУЛТАТИ

Изчезването на социалния страх повишава индуцирането на активността преди фосфорилирането в преградата на SFC+ мишки Първо, анализирахме нивата на HDAC1 протеин в септална тъкан msubjectes, получени от SFC+ и SFC− мишки 90 минути след излагане на само един социален стимул, т.е. съкратено изчезване (SFC+/1ss и SFC−/1ss), или шест социални стимула, т.е. с пълно изчезване (задно-задно6ss) (фиг. 1A). Броят на CS-US двойки по време на придобиване на социален страх на ден 1 (фиг. 1B) е сходен между двете групи SFC+ мишки. Както се очакваше, SFC+ мишките прекараха значително по-малко време в изследване на първите (или следващите) социални стимули в сравнение със SFC− мишки (P <0.05; Фиг. 1C), което показва по-високи нива на социален страх. Въпреки това, до края на протокола за пълно изчезване, времето за изследване на 6-ия социален стимул от SFC + / 6ss мишки беше подобно на това на техните колеги SFC- / 6ss (фиг. 1C), което предполага успешно изчезване на социалния страх.

Western blot анализът не разкрива разлики в септалните нива на HDAC1 между четирите тествани групи, т.е. между SFC+/1ss, SFC+/6ss, SFC−/1ss и SFC−/6ss, по време на изчезване на социалния страх (фиг. 1D). Известно е, че пост-транслационното фосфорилиране на HDAC1 върху ser421 (pHDAC1) и двойното фосфорилиране при ser421 и ser423 (ppHDAC1) повишава деацетилазната активност на HDAC1 [28]. По този начин ние количествено определихме нивата на pHDAC1 и ppHDAC1 в преградата, за да оценим активирането на HDAC1 по време на изчезването на социалния страх. Нивата на pHDAC1 и ppHDAC1 бяха повишени при SFC+/6ss в сравнение с SFC+/1ss мишки (Фиг. 1E; P < 0.05 за pHDAC1 и Фиг. 1F; P < 0,05 за ppHDAC1), което предполага увеличаване на активността на HDAC1 по време на изчезване на социалния страх.

Двупосочната модулация на LS-HDAC1 регулира обучението за изчезване на социален страх

След това имахме за цел да установим причинно-следствена връзка между функцията на LSHDAC1 и изчезването на социалния страх чрез двупосочна модулация на функцията LS-HDAC1, използвайки или фармакологична блокада (загуба на функция), или AAV-медиирана свръхекспресия (усилване на функция) в две отделни кохорти мишки .

За фармакологична блокада на микро удари S275 или Veh се влива двустранно в LS преди обучението за изчезване, водещо до следните групи: SFC+/Veh, SFC+/MS275, SFC−/Veh и SFC−/MS275 (фиг. 2A). Броят на двойките CS-US не се различава сред SFC + групите по време на придобиването на социален страх (фиг. 2B). По време на изчезването на социалния страх на ден 2, всички SFC+ мишки изразиха високи нива на социален страх по време на представянето на първия социален стимул, независимо от тяхното лечение, както се отразява от ниските времена за социално изследване. Въпреки това, инхибирането на HDAC1 ускорява изчезването, тъй като групата SFC+/MS275 вече показва повишено социално изследване по време на излагане на 2-ри и 3-ти социален стимул (P <0.05 спрямо SFC+/Veh; Фиг. 2C). Лечението с MS275 не повлиява времето за социално изследване при SFC− мишки (фиг. 2C, D). Всички групи показаха сходно високи нива на социално изследване по време на краткосрочно припомняне (фиг. 2D), което показва успешното изчезване на социалния страх.

Второ, проведохме експеримент за усилване на функцията, използвайки AAV-медиирана свръхекспресия на HDAC1 (AAV-hSyn-HDAC1-GFPWPRE; HDAC1-OE) или контролен вирус (AAV-hSyn-GFP- WPRE; GFP) в преградата на SFC+ и SFC− мишки, водещи до следните групи: SFC+/GFP, SFC+/HDAC-OE, SFC−/GFP и SFC−/HDAC-OE (фиг. 2E). Всички групи SFC+ мишки получиха еднакъв брой CSUS сдвоявания по време на придобиването три седмици след вирусната трансфекция (фиг. 2F), което предполага, че свръхекспресията на LS-HDAC1 не променя научаването на социалния страх. Всички SFC+ мишки, независимо от лечението, показват високи нива на социален страх по време на представянето на първия социален стимул, както е отразено чрез намалено социално изследване в сравнение със съответните SFC− групи (фиг. 2G). Изчезването на социалния страх обаче беше значително нарушено от свръхекспресията на LS-HDAC1, тъй като SFC+/HDAC1-OE групата показа по-ниско социално изследване по време на излагане на социални стимули от 2-ри до 6-ти, за разлика от SFC+/GFP мишките, които показаха очакваните изчезване (P < 0.05 спрямо SFC+/GFP; Фиг. 2G). преди мишки свръхекспресията на LS-HDAC1 не е повлияла на времето за социално изследване (Фиг. 2G, H). По време на краткосрочно припомняне, всички групи мишки показват сходни нива на социално изследване (фиг. 2H). Свръхекспресията на HDAC1 се потвърждава чрез Western blot анализ (допълнителна фигура S1).

Инхибирането преди изчезване на LS-HDAC1 води до динамични промени в генната експресия

За да се идентифицират възможните цели надолу по веригата на LS-HDAC1, SFC+ мишки бяха двустранно вливани или с Veh, или с MS275 120 минути преди изчезване на социалния страх и бяха умъртвени 90 минути след излагане на 1-вата (Veh /1ss и MS275/1ss) или 6-ти (Veh/6ss и MS275/6ss) социален стимул (фиг. 3A). Бяха получени и обработени микроудари от септална тъкан с помощта на PCR масив за GABA и глутаматно сигнализиране (вижте "Материали и методи"). Всички SFC + групи получиха подобен брой CS-US сдвоявания по време на придобиване на социален страх (фиг. 3B). По време на изчезването, всички групи SFC+ мишки показват слабо социално изследване по време на излагане на 1-ви социален стимул. Въпреки това, по време на изчезване, SFC+ мишки, пожертвани след 6-ия социален стимул, показват нарастващ социален контакт с всяка експозиция, което предполага правилно изчезване на социалния страх (фиг. 3C). В потвърждение на резултатите от Фиг. 2C, изчезването на социалния страх се ускорява при MS275/6ss в сравнение с Veh/6ss мишки, както се вижда от по-високите времена на социално изследване по време на представянето на 2-ри и 3-ти социален стимул (P < 0. 05 срещу Veh/ 6ss; фиг. 3C). Анализът на PCR масив за гени, свързани с GABA и глутаматно сигнализиране, разкри динамични промени в много гени, както е показано на топлинната карта (фиг. 3D). Пълният генерален PCR масив заедно със съответната промяна на сгъване и P стойности е предоставен в допълнителна таблица S3. Въпреки това, един ген, който беше изрично регулиран нагоре в мишки, третирани с MS275- след пълно обучение за изчезване, беше Gabrb1 (P <0,05 спрямо всички други групи; Фиг. 3E), докато неговият тясно свързан Gabrb3 ген остана непроменен (Фиг. 3F ).

Фармакологичното активиране на LS-GABA-A рецепторите улеснява ученето на екстинкция

Въз основа на резултатите от HDAC{{0}}индуцирано от инхибиране повишаване след изчезване в експресията на Gabrb1, ние предположихме, че GABAergic сигнализиране може да е в основата на ефекта на ускоряване на изчезването на инхибирането на LSHDAC. За да тестваме тази идея, ние локално активирахме LSGABA-A сигнализирането чрез вливане на Muc, специфичен GABA-A агонист [25] или Veh, което води до следните групи: SFC+/Veh и SFC+/Muc, SFC−/Veh и SFC−/Muc (фиг. 4А). SFC+ мишки, инфузирани или с Muc, или с Veh, изискват същия брой CS-US сдвоявания, за да придобият социален страх (фиг. 4B). По време на изчезване на страха, всички SFC+ мишки прекараха значителен микро удар в изследване на социалния стимул по време на излагане на 1-ви социален стимул в сравнение с техните SFC− двойници (P <0.05 срещу SFC−/Veh и SFC−/Muc; Фиг. 4C), което сочи към успешно придобиване на социален страх. Въпреки това, мишките SFC + / Muc показват по-бързо изчезване. По-конкретно, те показаха нива на социално изследване, подобни на тези на SFC− мишки, които бяха значително по-високи от тези на SFC+/Veh мишки още докато бяха изложени на 2-ри социален стимул (P <0,05 спрямо SFC+/Veh: Фиг. 4C) . По време на краткосрочно припомняне, всички групи мишки показаха подобно социално изследване (фиг. 4D), което предполага успешно изчезване.

Фармакологичното инхибиране на LS-HDAC1 или активирането на сигнализирането на LS-GABA води до трайно изчезване на социалния страх

Въз основа на подобреното обучение за изчезване, което наблюдавахме както след инхибиране на LS-HDAC1, така и след активиране на сигнализиране на LS-GABA, след това проучихме трайната природа на тези фармакологични генерализации (Фиг. 5А).

В първия експеримент тествахме ефекта на HDAC1 блокадата върху формирането на трайна памет за изчезване в SFC+/Veh и SFC+/MS275 мишки. Както Veh, така и MS275-инфузирани SFC+ мишки получиха същия брой CS-US сдвоявания по време на придобиване на социален страх (фиг. 5B). Потвърждавайки нашите предишни наблюдения (Фигури 2C и 3C), SFC+ мишки, инфузирани с MS275, показват повишено социално изследване по време на излагане на 2-ри и 3-ти социални стимули по време на обучение за изчезване на социален страх (P < 0.05 спрямо SFC+/Veh; фиг. 5C). Следователно и двете групи показват подобни нива на времена за социално изследване по време на излагане на 6-ия социален стимул, което предполага успешно изчезване. Въпреки успешното изчезване, по време на дългосрочно извикване, извършено 30 дни след обучение за изчезване, SFC+/MS275 мишки показват значително по-високи нива на социално изследване (P <0,05 спрямо SFC+/Veh; Фиг. 5D), демонстрирайки подобрена дълготрайна памет за изчезване след HDAC1 инхибиране.

Същият експеримент беше проведен в отделен набор от SFC+ мишки, локално инфузирани с Muc или Veh (SFC+/Veh и SFC+/Muc групи). И двете групи получиха подобни двойки CS-US, показващи еднакво придобиване (Фигура 5E) и показаха подобно ниско социално изследване по време на излагане на 1-ви социален стимул по време на обучението за изчезване (Фигура 5F). Въпреки това, както в предишния експеримент (фиг. 4C), групата SFC+/Muc има ускорено изчезване на социалния страх (P < 0.05 срещу SFC+/Veh; фиг. 5F). Интересното е, че по време на дългосрочно припомняне на ден 32, мишките SFC+/Muc показват повишено социално изследване в сравнение с групата SFC+/Veh (P <0,05 спрямо SFC+/Veh; Фиг. 5G), което предполага, че активирането на LS-GABA-A също води до подобрена дълготрайна памет за изчезване.

ДИСКУСИЯ

Процесите, регулиращи прехода от краткосрочна към дългосрочна памет в контекста на поведение, свързано със страх, по-специално на SAD, не са добре разбрани. В това проучване, използвайки парадигмата на SFC, комбинирана с фармакологични и вирусни подходи, ние описваме нов епигенетичен механизъм, медииран от HDAC1 в рамките на LS, регулиращ дълготрайната памет за изчезване на социален страх при мъжки мишки. По-конкретно, наблюдавахме (i) повишено индуциращо активност фосфорилиране на HDAC1 в преградата на SFC+ мишки по време на изчезване на социалния страх, (ii) отрицателна регулация на изразяването на социален страх от HDAC1 в рамките на LS, (iii) повишена експресия на Gabrb1 в септум в отговор на комбинацията от инхибиране и изчезване на HDAC1, (iv) улесняване на изчезването на страха чрез активиране на GABA-A рецептор и (iv) дълготрайна консолидация на паметта за изчезване след фармакологично инхибиране на HDAC1 или активиране на GABA-A рецептори в LS .

HDACs от клас I преди това са били свързвани с дефицити в социалното поведение [29–31] и асоциативно обучение [16, 17, 20, 32]. Като се има предвид тази предпоставка, тествахме динамиката на септалния HDAC1 протеин по време на изчезването на социалния страх и открихме, че изчезването на социалния страх при SFC+ мишки засилва pHDAC1 и ppHDAC1 (Фиг. 1E, F), въпреки че нивата на HDAC1 протеин остават непроменени (Фиг. 1D). Известно е, че 2-медиираните от казеин киназа пост-транслационни фосфорилирания на HDAC1 при ser421 и ser423 повишават неговата каталитична (т.е. деацетилазна) активност и свързването му с големи репресорни комплекси, като Sin3A и CoREST комплекси [33]. Повишеното фосфорилиране в тези места е резултат от изчезването на социалния страх, което предполага, че обучението за изчезване увеличава активността на HDAC1 само при SFC + мишки. Това подобрение не е наблюдавано при SFC− мишки или SFC+ мишки, които са преминали през съкратено изчезване, което предполага, че пълното обучение за изчезване при социално страхливи мишки е от съществено значение за повишаване на HDAC1 фосфорилирането.

Освен това разкрихме причинно-следствена връзка между повишената активност на HDAC1 в рамките на LS и социалния страх. (i) Фармакологичната блокада на LS-HDAC1 120 минути преди изчезването на страха улеснява изчезването на социалния страх (фиг. 2C). (ii) Обратно, медиираната от AAV свръхекспресия на HDAC1 в рамките на LS увреди изчезването на социалния страх (фиг. 2G). Както бе споменато по-рано, HDAC1 и други клас I HDAC са описани като критични регулатори на паметта за страх [16]. Например, намалената заетост на HDAC3 в промотора на cFos в дорзалния хипокампус и базолатералната амигдала корелира с формирането на памет за контекстуален страх, без да се засяга сигнализираният страх [20]. В друго проучване, RGFP963 - инхибитор с малка молекула на клас I HDACs - засилва консолидирането на сигнализирания страх [34]. Като се има предвид, че LS е от решаващо значение за обработката на социални знаци по време на формирането на асоциативни спомени [12], нашите резултати предполагат нова функция за LS-HDAC1 като отрицателен регулатор на обучението за изчезване на социален страх.

За да разкрием цели надолу по веригата за HDAC1, които биха могли да медиират неговия ефект върху ученето на изчезване, ние извършихме PCR масив за GABA и глутаматни сигнални гени, свързани с SFC + мишки със или без инхибиране на HDAC1. Ние открихме, че експресията на Gabrb1 е повишена в септалната тъкан на мишки, получаващи [37], Muc-медиирано активиране на GABA-A сигнализиране с хипокампалната СА1 област засилва изчезването на контекстуалния страх [38], докато подобна манипулация в инфралимбичния префронтален кортекс или базолатералната амигдала усилва изчезването на сигнализирания страх [39]. Проучванията показват, че намаляването на функцията на рецептора на GABA-A в резултат на понижаване на експресията на suggestinga1 поради намалено ацетилиране на H3 промотор се медиира от HDAC2 и HDAC3 при условия на хронично излагане на етанол [40]. Подобен механизъм може да е в основата на нашия резултат. По този начин, инхибирането на HDAC1 вероятно води до засилено H3 и H4 ацетилиране и, следователно, до засилена експресия на Gabrb1 и GABA сигнализиране в рамките на LS, което води до засилено обучение за изчезване в социален контекст. В потвърждение на тази хипотеза, активирането преди LS-GABA-A рецептор с помощта на Muc улеснява ученето на екстинкция, подобно на наблюдавания ефект от инхибирането на LS-HDAC1 (Фиг. 4C). LS е основно GABAergic и е известно, че регулира мотивираното поведение [12]. Освен това LS получава глутаматергичен вход от хипокампалните CA2 региони, които кодират социалната памет [41, 42]. Въпреки това, тези глутаматергични входове имат дефинирана пространствена организация и активират специфичен ансамбъл от неврони в рамките на LS [12, 43], което води до специфични поведенчески ефекти надолу по веригата. В контекста на изчезването на социалния страх, такива входове могат да съобщят отрицателната валентност на социалния стимул в SFC + мишки, като по този начин причиняват социално избягване и социален страх. Въпреки това, цялостното инхибиране на LS, причинено от подобрено локално GABAergic сигнализиране, вероятно ще дезактивира социалния подход към общото обучение.

Както бе споменато по-рано, рецидивите и рецидивите на SAD при пациенти, които са претърпели пълна ремисия, са много високи [44–46]. По този начин тествахме за дългосрочна памет за изчезване на страх след инхибиране на LS-HDAC1 или активиране на LS-GABA-A. Трябва да се отбележи, че както инхибирането на HDAC1, така и активирането на GABA-A рецептора в рамките на LS значително повишават издръжливостта на изчезването на социалния страх и предотвратяват повторната поява на отблъскващи социални спомени, както е установено в контролите, третирани с носител, 30 дни след изчезването на социалния страх (фиг. 5D, G) . Тези данни показват, че ускореното наклоняване, наблюдавано остро от инхибирането на HDAC1 и активирането на GABA-A рецептора, води до по-съществена консолидация на паметта за изчезване, което я прави много издръжлива. Това потвърждава идеята, че инхибиторите на HDAC са ефективни когнитивни подобрители [21, 47]. Известно е, че SAD има по-високо разпространение при женски [48] и ние също установихме парадигмата на SFC при женски мишки [11]. Освен това има контрастни ефекти на инхибирането на HDAC върху когнитивните способности при женски мишки в зависимост от HDAC подтипа и специфичния контекст, който се изследва [49, 50]. По този начин може да се обмисли изучаването на гореспоменатия механизъм при женски мишки. Това изследване обаче е извън обхвата и трябва да бъде интересно последващо проучване.

В обобщение, нашето проучване предоставя критична представа за молекулярните механизми, включени в регулирането на изчезването на социалния страх, и предполага, че HDAC1-медиираното инхибиране на GABAergic сигнализиране в рамките на LS е отрицателен регулатор както на острото, така и на дългосрочното изчезване на социалния страх в мишки. Доколкото ни е известно, това е първото проучване, което причинно свързва HDAC1 с регулирането на отблъскващи социални спомени. Това проучване добавя към нарастващия набор от доказателства, поставящи HDACs като потенциални регулатори на асоциативната памет и конкретно предлага HDAC1 като потенциална терапевтична цел за SAD.

ПРЕПРАТКИ

dsDemyttenaere K, Bruffaerts R, Posada-Villa J, Gasquet I, Kovess V, Lepine JP, et al. Разпространение, тежест и неудовлетворена нужда от лечение на психични разстройства в Световните проучвания на психичното здраве на Световната здравна организация. J Am Med Assoc. 2004; 291: 2581-90.

2. Blanco C, Bragdon LB, Schneier FR, Liebowitz MR. Базирана на доказателства фармакотерапия на социално тревожно разстройство. Int J Neuropsychopharmacol. 2013; 16: 235-49.

3. Scholten WD, Batelaan NM, van Balkom AJ, Wjh Penninx B, Smit JH, van Oppen P. Повторение на тревожни разстройства и техните предиктори. J Афект разстройство. 2013; 147: 180-5.

4. Бутон МЕ. Контекст, време и възстановяване на паметта в интерферентните парадигми на павловското обучение. Психологичен бик. 1993; 114: 80-99.

5. Bruce SE, Yonkers KA, Otto MW, Eisen JL, Weisberg RB, Pagano M, et al. Влияние на психиатричната коморбидност върху възстановяването и рецидивите при генерализирано тревожно разстройство, социална фобия и паническо разстройство: 12-годишно проспективно проучване. Am J Психиатрия. 2005; 162: 1179–87.

6. Boschen MJ, Neumann DL, Waters AM. Рецидив на успешно лекувана тревожност и страх: теоретични въпроси и препоръки за клиничната практика. Aust NZJ Психиатрия. 2009; 43: 89-100.

7. Leung HT, Westbrook RF. Спонтанното възстановяване на угасналите реакции на страх задълбочава тяхното изчезване: роля на механизмите за коригиране на грешки. J Exp Psychol Anim Behav Process. 2008; 34: 461-74.

8. Тот I, Neumann ID, Slattery DA. Обуславяне на социален страх: нов и специфичен животински модел за изследване на социално тревожно разстройство. Невропсихофармакология. 2012; 37: 1433–43.

9. Тот I, Neumann ID, Slattery DA. Обуславянето на социалния страх като животински модел на социално тревожно разстройство. Curr Protoc Neurosci. 2013; 63: 9-42.

10. Zoicas I, Slattery DA, Neumann ID. Мозъчен окситоцин при кондициониране на социален страх и неговото изчезване: участие на страничната преграда. Невропсихофармакология. 2014; 39: 3027-35.

11. Menon R, Grund T, Zoicas I, Althammer F, Fiedler D, Biermeier V, et al. Сигнализирането на окситоцин в страничната преграда предотвратява социалния страх по време на кърмене. Curr Biol. 2018; 28: 1066–78.e1066.

12. Menon R, Suss T, Oliveira VEM, Neumann ID, Bludau A. Невробиология на страничната преграда: регулиране на социалното поведение. Тенденции Neurosci. 2022; 45: 27-40. 13. Bludau A, Royer M, Meister G, Neumann ID, Menon R. Епигенетична регулация на социалния мозък. Тенденции Neurosci. 2019; 42: 471–84.

14. Levenson JM, Sweatt JD. Епигенетични механизми при формирането на паметта. Nat Rev Neurosci. 2005; 6: 108-18.

15. Mahgoub M, Monteggia LM. Роля на хистоновите деацетилази в клетъчните и поведенчески механизми, лежащи в основата на ученето и паметта. Научете Mem. 2014; 21: 564-8.

For more information:1950477648nn@gmail.com