Rolle des prälimbischen Cortex PKC und PKMζ bei der Rekonsolidierung und Persistenz des Angstgedächtnisses nach der Reaktivierung

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Die Persistenz neu erworbener Erinnerungen wird durch die Aktivität von PKMC, einer atypischen Isoform der Proteinkinase C (PKC), unterstützt. Ob die Aktivität herkömmlicher und atypischer PKC-Isoformen dazu beiträgt, dass reaktivierte Erinnerungen bestehen bleiben, ist noch unbekannt. Ebenso, obErinnerungReaktivierung ist eine Voraussetzung für Interventionen, um die Gedächtnispersistenz verändern zu können, ist kaum untersucht. Auf der Grundlage des oben Gesagten untersuchten wir die Rolle konventioneller und atypischer PKC-Isoformen bei der Rekonsolidierung des prälimbischen Kortex und der Persistenz einer reaktivierten kontextuellen AngstErinnerungbei männlichen Wistar-Ratten. Es wird gezeigt, dass die Hemmung der PKC-Aktivität mit Chelerythrin oder der PKMK-Aktivität mit ZIP die Persistenz unserer aktivierten beeinträchtigtErinnerungfür mindestens 21 Tage; (i) Postleitzahl unmittelbar danach angegebenErinnerungdie Reaktivierung wirkte sich weder auf die Rückverfestigung noch auf den Persistenzprozess aus. Im Gegensatz dazu, wenn es 1h später gegeben wird, beeinträchtigt diesErinnerungBeharrlichkeit; (ii) Chelerythrin, das unmittelbar nach der Reaktivierung des Gedächtnisses gegeben wurde, beeinträchtigte die Rekonsolidierung; (v) WeglassenErinnerungdie Reaktivierung verhinderte die Chelerythrin- und ZIP-induzierten Wirkungen: (v) die ZIP-Wirkung ist unabhängig von der Zeit, die zwischen seiner Verabreichung und dem Beginn verstrichen istErinnerungPrüfung. Die Ergebnisse zeigen, dass PKC und PKM im prälimbischen Cortex beteiligt sindErinnerungRückverfestigung und Beständigkeit.

Thiago Rodrigues da Silva1, Ana Maria Raymundi1, Leandro José Bertoglio2,

RobertoAndreatini1 & CristinaA. Heck 1*

Die Familie der Proteinkinase C (PKC) umfasst konventionelle ( , , und ), neuartige (δ, ɛ, η und θ) und atypische (ζ, ι und λ) Isoformen1,2. Die Rolle jeder dieser PKC-Isoformen wird derzeit untersucht. Sich häufende Beweise deuten darauf hin, dass die anhaltende Aktivierung einer atypischen Proteinkinase-C-Isoform (PKMζ) in der späten Phase vonErinnerungKonsolidierung ist verantwortlich für die Aufrechterhaltung der langfristigen Potenzierung und langfristigGedächtnis 3–5. Es wurde auch berichtet, dass PKMζ für die Persistenz neu erworbener prozeduraler, räumlicher, appetitlicher (belohnender) und aversiver Erinnerungen notwendig ist4,6–8. Es wurde gezeigt, dass die Überexpression von PKMζ im prälimbischen (PL) Kortex die aversive Gedächtnispersistenz potenziert9. Andererseits wurde seine DNA-Methylierung im PL-Kortex oder seine Aggregation mit neurofibrillären Verwicklungen im Hippocampus in Verbindung gebrachtErinnerungRückgang oder Beeinträchtigung in Tiermodellen altersbedingter Krankheiten10,11.

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Es wurde vorgeschlagen, dass eine kurze Gedächtnisreaktivierung eine späte Phase (über das Rekonsolidierungszeitfenster hinaus) der Proteinsynthese induziert, die der Persistenz reaktivierter aversiver Erinnerungen zugrunde liegen könnte12. Dementsprechend wurde berichtet, dass ein 9,5 Stunden nach der Reaktivierung verabreichter Proteinsynthesehemmer die Persistenz einer reaktivierten Angsterinnerung beeinträchtigt13. In ähnlicher Weise hat die PKC-Hemmung 6 oder 9 Stunden nach der Reaktivierung des Angstgedächtnisses seine Persistenz beeinträchtigt, ohne den Rekonsolidierungsprozess zu beeinträchtigen14. Es gibt eine gewisse Ähnlichkeit zwischen der Konsolidierung und Rekonsolidierung von Angsterinnerungen, wie z. B. das Zeitfenster des Auftretens15–17. Die Mechanismen, die die Gedächtnispersistenz während und nach der Gedächtniskonsolidierung unterstützen, sind relativ besser untersucht18,19. Die Untersuchung von Gedächtniserhaltungsmechanismen während und nach dem Zeitfenster der Rekonsolidierung steht noch am Anfang. Es wäre von wissenschaftlicher und therapeutischer Relevanz, unser Wissen über die letztere Frage zu erweitern. Cortex PKC und PKM (in der Persistenz des kontextuellen Angstgedächtnisses bei Ratten. Anfänglich konzentrierten wir uns auf bestimmte Zeitpunkte nach dem Ende des Zeitfensters zur Rekonsolidierung des Gedächtnisses (von 6 bis 18 Stunden nach der Reaktivierung des Gedächtnisses). Als nächstes bewerteten wir, indem wir die Reaktivierung des Gedächtnisses wegließen die Anforderung dieses Prozesses, Speicherpersistenzmechanismen zu induzieren. Schließlich befassten wir uns damit, ob PKC und/oder PKMC auch für die Speicherkonsolidierung und/oder Persistenz innerhalb des Rekonsolidierungszeitfensters (0 und/oder 1 h nach der Speicherreaktivierung) wichtig sind ).

Ergebnisse

Auswirkungen der PL-Kortex-PKC-Hemmung durch Chelerythrin auf die Persistenz eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses.

Wir testeten diese pharmakologische Intervention 6, 9, 12 und 18 Stunden nach der Reaktivierung des Gedächtnisses (Abb. 1A). Zum ersten ausgewählten Zeitpunkt zeigte eine gemischte ANOVA signifikante Effekte der Sitzungen [F(2,44)=33.7; P<0.0001], the="" treatment="" [f(1,22)="8.77;" p="0.007]," and="" the="" interaction="" between="" these="" factors="" [f(2,44)="22.0;" p="0.00001]," for="" freezing="" time.="" as="" shown="" in="" fig.="" 1b,="" the="" tukey="" post-hoc="" test="" showed="" a="" signifcant="" diference="" between="" control="" and="" chelerythrine="" groups="" (n="13" and="" 11,="" respectively)="" during="" test="" a2="" (p="0.0001;" hedges'="" g="" efect="" size="2.65)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.90;" g="0.40)" or="" test="" a1="" (p="0.95;" g="">

Zum zweiten gewählten Zeitpunkt (9 h) zeigte eine gemischte ANOVA signifikante Effekte der Sitzungen [F(2,36)=25.1; P<0.0001], the="" treatment="" [f(1,18)="8.95;" p="0.0078]," and="" their="" interaction="" [f(2,36)="7.06;" p="0.0026]." as="" shown="" in="" fig.="" 1c,="" there="" was="" a="" signifcant="" diference="" between="" control="" and="" chelerythrine="" groups="" (n="12" and="" 8,="" respectively)="" during="" test="" a2="" (p="0.001;" g="1.92)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.81;" g="0.63)" or="" test="" a1="" (p="0.53;" g="">

Zum dritten ausgewählten Zeitpunkt (12 h) zeigte eine gemischte ANOVA eine signifikante Wirkung der Sitzungen [F(2,28)=20.9; P<0.0001], the="" treatment="" [f(1,14)="11.3;" p="0.0047]," and="" their="" interaction="" [f(2,28)="18.0;"><0.0001]. as="" shown="" in="" fig.="" 1d,="" there="" was="" a="" signifcant="" diference="" between="" control="" and="" chelerythrine="" groups="" (n="7" and="" 9,="" respectively)="" during="" test="" a2="" (p="0.0002;" g="3.15)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.31;" g="0.75)" or="" test="" a1="" (p="0.96;" g="">

Zum vierten ausgewählten Zeitpunkt (18h) zeigte eine gemischte ANOVA signifikante Effekte der Sitzungen [F(2,24)=9.43; P<0.0001], and="" an="" interaction="" between="" sessions="" and="" treatment="" [f(2,24)="5.00;" p="0.02]," but="" not="" the="" treatment="" [f(1,12)="0.66;" p="0.43]." as="" shown="" in="" fig.="" 1e,="" there="" was="" a="" significant="" difference="" between="" test="" a2="" and="" the="" reactivation="" session="" in="" animals="" treated="" with="" vehicles="" (p="0.03;" g="1.12;" n="7)," but="" not="" chelerythrine="" (p="0.57;" g="0.76;" n="7)." there="" were="" no="" significant="" differences="" between="" groups="" during="" any="" session="" performed.="" altogether,="" the="" results="" associate="" the="" pl="" cortex="" pkc="" activity="" 6,="" 9,="" or="" 12h="" after="" reactivating="" an="" aversive="" memory="" with="" its="">

Eine durch PKC-Hemmung im PL-Cortex induzierte beeinträchtigte Gedächtnispersistenz erfordert eine vorherige Reaktivierung des Gedächtnisses.

Die durch Chelerythrin induzierten Veränderungen der Gedächtnispersistenz waren ähnlich, wenn dieses Medikament 6, 9 oder 12 Stunden nach der Reaktivierungssitzung verabreicht wurde. Auf dieser Grundlage wurde der erste Zeitpunkt für die Durchführung des nächsten Experiments ausgewählt, bei dem die Sitzung der Gedächtnisreaktivierung weggelassen wurde (Abb. 2A), um zu untersuchen, ob dies eine Voraussetzung für die Beobachtung des oben genannten Ergebnisses ist. Zu diesem Zweck wurden kontextuell angstkonditionierte Tiere einem neutralen und ungepaarten Kontext B (der Sitzung ohne Reaktivierung) ausgesetzt und 6 Stunden später mit Vehikel oder Chelerythrin (n=6 pro Gruppe) behandelt. Eine gemischte ANOVA zeigte signifikante Effekte der Sitzungen [F(2,20)=167,48; P=0.000001], aber nicht die Behandlung [F(1,10)=0.75; P=0.40] oder deren Interaktion [F(2.20)=0.34; P=0.71]. Wie in Abb. 2B gezeigt, zeigten beide Gruppen während Test A1 und A2 höhere Gefrierwerte als in der Sitzung ohne Reaktivierung (P<0.0001), confirming="" that="" this="" conditioned="" behavior="" is="" observed="" predominantly="" when="" the="" animals="" are="" re-exposed="" to="" the="" conditioning="" context.="" further,="" no="" treatment="" effect="" was="" observed,="" indicating="" that="" memory="" reactivation="" is="" essential="" for="" chelerythrine-induced="" impairments="" in="" its="">

Auswirkungen der PL-Cortex-PKMζ-Hemmung durch ZIP auf die Persistenz eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses. Es wurde gezeigt, dass die Überexpression von PKMζ im PL-Kortex die aversive Gedächtnispersistenz potenziert9. Basierend auf diesen und vorangegangenen Chelerythrin-Befunden untersuchten wir, ob die PKMζ-Aktivität im PL-Kortex 6 Stunden nach der Reaktivierung einer kontextuellen Angsterinnerung an ihrer Persistenz beteiligt ist (Abb. 3A). Eine gemischte ANOVA zeigte signifikante Effekte der Sitzungen [F(3,36)=31.4; P<0.0001], the="" treatment="" [f(1,12)="25.9;" p="0.0003]," and="" their="" interaction="" [f(3,36)="15.1;" p="0.0001]." as="" shown="" in="" fig.="" 3b,="" there="" were="" significant="" differences="" between="" control="" and="" zip="" groups="" (n="7" in="" both="" cases)="" during="" test="" a2="" (p="0.0001;" g="2.53)," and="" test="" a3="" (p="0.0001;" g="4.11)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.99;" g="0.13)" or="" test="" a1="" (p="0.54;" g="1.35)." altogether,="" the="" results="" associate="" the="" pl="" cortex="" pkmζ="" activity="" 6h="" after="" reactivating="" an="" aversive="" memory="" with="" its="">

Um zu untersuchen, ob die Gedächtnisreaktivierung eine Voraussetzung dafür ist, dass ZIP den Persistenzprozess beeinflusst, wurden die Tiere im nächsten Experiment einem neutralen und ungepaarten Kontext B (der Sitzung ohne Reaktivierung) ausgesetzt und 6 Stunden später mit Vehikel behandelt (n=6 ) oder PLZ (n=9) (Abb. 3C). Eine gemischte ANOVA zeigte signifikante Effekte der Sitzungen [F(3,39)=202; P=0.00001], aber nicht die Behandlung [F(1,13)=0.33; P=0.57] oder deren Interaktion [F(3,39)=0.17; P=0.91]. Wie in Abb. 3D gezeigt, zeigten beide Gruppen während der Tests A1, A2 und A3 höhere Gefrierzeiten als in der Sitzung ohne Reaktivierung (P<0.0001), confirming="" that="" fear="" expression="" is="" more="" selective="" to="" the="" conditioning="" context.="" moreover,="" no="" treatment="" effect="" was="" observed,="" indicating="" that="" memory="" reactivation="" is="" necessary="" for="" the="" zip-induced="" changes="" in-memory="">

Figur 3. Auswirkungen der PKM-Hemmung des prälimbischen (PL) Kortex durch ZIP auf die Persistenz des aktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses. (A) In dem verwendeten allgemeinen experimentellen Design wurden die Tiere zunächst mit dem Kontext vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (USA) gepaart. Am nächsten Tag, 6 h nach der Reaktivierung des Gedächtnisses (Kontext-A-Reexposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Infusion von ZIP oder Scr-ZIP (10 nmol) Intra-PLcortex. Einen, sieben und 21 Tage später wurden die Tiere erneut dem Paarungskontext (Tests A, A und A) ausgesetzt, um die ZIP-Wirkungen auf das Gedächtnis zu bewerten, (B) Wirkungen von ZIP auf die Gedächtnispersistenz, wenn es 6 Stunden nach der Reaktivierung verabreicht wurde. POSTLEITZAHL. behandelte Tiere zeigten während der Tests A und A eine kürzere Einfrierzeit als die Kontrolltiere, was auf eine Beeinträchtigung der In-Memory-Persistenz hindeutet. (C) Das allgemeine experimentelle Design wurde verwendet. Die Tiere wurden zunächst mit Kontext A vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (US) gepaart. Am nächsten Tag, 6 h nach Wegfall der Gedächtnisreaktivierung (neutrale und ungepaarte Kontext-B-Exposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Infusion von ZIP- oder Scr-ZIP-Intra-PL-Kortex. Einen, sieben und 21 Tage später wurden die Tiere erneut dem gepaarten Kontext ausgesetzt (Tests A, A2 und A3), um die ZIP-Wirkungen auf das Gedächtnis zu bewerten. (D) ZIP-Effekte auf die Gedächtnispersistenz, wenn es 6 Stunden nach Weglassen der Gedächtnisreaktivierung verabreicht wird. ZIP-behandelte Tiere zeigten bei jedem Test eine ähnliche Einfrierzeit wie Kontrollen, was darauf hindeutet, dass sich die Persistenz im Gedächtnis nicht ändert. (E) Das verwendete allgemeine experimentelle Design. Die Tiere wurden zunächst mit Kontext A vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (US) gepaart. Am nächsten Tag, 6 h nach der Reaktivierung des Gedächtnisses (Kontext-A-Reexposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Infusion von ZIP oder Scr-ZIP intra-PL-Kortex. Zehn Tage später wurden die Tiere erneut dem gepaarten Kontext (Test A) ZIP-Effekte auf das Gedächtnis zu beurteilen. (F) Auswirkungen von ZIP auf die Gedächtnispersistenz Bei Verabreichung 6 h nach der Reaktivierung zeigten mit ZIP behandelte Tiere während Test A eine kürzere Einfrierzeit als die Kontrolltiere, was auf eine Beeinträchtigung der Gedächtnispersistenz hindeutet. Die Werte werden als Mittelwert ± SEM (Anzahl der Tiere pro Gruppe: B=7/Gruppe; D=6-9; F=7-9) ausgedrückt. In "B" und "F" bedeutet das Sternchen ein statistisch signifikanter Unterschied (P< 0.05)="" from="" the="" respective="" control="" group="" (mixed="" anova="" followed="" by="" the="" tukey="" test).in"d,="" the="" fence="" (hashtag)="" denotes="" a="" statistically="" significant="" difference="">< 0.05)from="" tests="" a,="" a,="" and,="" relative="" to="" the="" no="" reactivation="" session="" in="" both="" groups="" (mixed="" anova="" followed="" by="" the="" tukey="">

Es wurde argumentiert, dass die Hemmung von PKMζ eher die Gedächtnisleistung beeinträchtigt als ihre Persistenz dauerhaft zu beeinträchtigen23. Um zu untersuchen, ob arzneimittelinduzierte Wirkungen auf die Persistenz eines reaktivierten Gedächtnisses von der Zeit abhängen, die zwischen der Behandlung und Test A1 (Fig. 3E) verstrichen ist, erhielten die Tiere im nächsten Experiment 6 h nach der Reaktivierung des Gedächtnisses eine Behandlungsinfusion in den PL-Kortex Test A1 wurde nach 10 Tagen durchgeführt (statt 1 Tag später). Eine gemischte ANOVA zeigte signifikante Effekte der Sitzungen [F(1,14)=5.68; P<0.03], the="" treatment="" [f(1,14)="7.40;" p="0.01]," and="" their="" interaction="" [f(1,14)="19.41;" p="0.0006]." as="" shown="" in="" fig.="" 3f,="" there="" was="" a="" significant="" difference="" between="" control="" and="" zip="" groups="" (n="7–9" animals/group)="" during="" test="" a1="" (p="0.01;" g="2.37)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.78;" g="0.50)." these="" results="" corroborate="" that="" pl="" cortex="" pkmζ="" activity="" 6h="" after="" reactivating="" a="" contextual="" fear="" memory="" is="" involved="" in="" its="" persistence,="" and="" indicate="" the="" zip="" action="" is="" independent="" of="" the="" time="" elapsed="" between="" its="" administration="" and="" test="">

Figur 4. Wirkungen der prälimbischen (PL)Kortex-PKC-Hemmung durch Chelerythrin (Che) auf die Rekonsolidierung eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses (A) Das verwendete allgemeine experimentelle Design. Die Tiere wurden zunächst mit Kontext A vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (US) gepaart. Am nächsten Tag, unmittelbar nach der Reaktivierung des Gedächtnisses (Kontext-A-Reexposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Vehikelinfusion (Veh ) oder Che(3.0 nmol) intra-PLcortex. Einen, sieben und 21 Tage später wurden die Tiere erneut dem gepaarten Kontext (Tests A, A und A) ausgesetzt, um die Wirkungen von Che auf das Gedächtnis zu beurteilen, (B) Wirkungen von Che auf die Rückverfestigung des Gedächtnisses, wenn es unmittelbar danach gegeben wurde Reaktivierung. Mit Che behandelte Tiere zeigten während der Tests A, A und Az eine kürzere Einfrierzeit als die Kontrolltiere, was auf eine Beeinträchtigung der Gedächtniskonsolidierung hindeutet. (C) Das allgemeine experimentelle Design wurde verwendet. Tiere wurden zunächst mit dem Kontext vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (US) gepaart. Am nächsten Tag, unmittelbar nach dem Weglassen der Gedächtnisreaktivierung (neutrale und ungepaarte Kontext-B-Exposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Infusion von Veh oder Che intra-PLcortex.One und Sieben Tage später wurden die Tiere erneut dem gepaarten Kontext ausgesetzt (Tests A, und,), um die Auswirkungen von Che auf das Gedächtnis zu beurteilen. (D) Die Auswirkungen auf die Rekonsolidierung des Gedächtnisses, wenn es unmittelbar nach dem Weglassen der Reaktivierung des Gedächtnisses verabreicht wird. Mit Che behandelte Tiere zeigten während Test A eine ähnliche Gefrierzeit wie die Kontrolltiere, was darauf hindeutet, dass sich die Gedächtniskonsolidierung nicht verändert hat. Die Werte werden ausgedrückt als Mittelwert 土 SEM （Anzahl der Tiere pro Gruppe∶B=7/Gruppe; D=6/Gruppe). Bei „B“ kennzeichnet das Sternchen einen statistisch signifikanten Unterschied (*P<0.05)from the="" respective="" control="" group="" (mixed-anova="" followed="" by="" the="" tukey="" test).in="" "d"="" the="" fence(hashtag)="" denotes="" a="" statistically="" significant="" difference=""><0.05)from tests="" a,="" and="" a,="" relative="" to="" the="" no="" reactivation="" session="" in="" both="" groups(mixed="" anova="" followed="" by="" the="" tukey="">

Behandlung [F(1,14)=7.40; P=0.01] und ihre Wechselwirkung [F(1,14)=19.41; P=0.0006]. Wie in Abb. 3F gezeigt, gab es einen signifikanten Unterschied zwischen Kontroll- und ZIP-Gruppen (n=7–9 Tiere/Gruppe) während Test A1 (P=0.01; g=2). 37), aber nicht die Reaktivierungssitzung (P=0.78; g=0.50). Diese Ergebnisse bestätigen, dass die PL-Kortex-PKMζ-Aktivität 6 Stunden nach der Reaktivierung einer kontextuellen Angsterinnerung an ihrer Persistenz beteiligt ist, und zeigen an, dass die ZIP-Aktion unabhängig von der zwischen ihrer Verabreichung und Test A1 verstrichenen Zeit ist.

Auswirkungen der PL-Kortex-PKC-Hemmung durch Chelerythrin auf die Rückverfestigung eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses.

Wir haben diese pharmakologische Intervention unmittelbar nach der Gedächtnisreaktivierungssitzung getestet (Abb. 4A). Eine gemischte ANOVA zeigte signifikante Effekte der Sitzungen [F(3,36)=22.5; P<0.0001], the="" treatment="" [f(1,12)="40.8;" p="0.0001]," and="" their="" interaction="" [f(3,36)="5.68;" p="0.0027]." as="" shown="" in="" fig.="" 4b,="" there="" were="" significant="" differences="" between="" control="" and="" chelerythrine="" groups="" (n="7" in="" both="" cases)="" during="" test="" a1="" (p="0.0003;" g="2.95)," test="" a2="" (p="0.0001;" g="4.30)," and="" test="" a3="" (p="0.003;" g="1.26)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.60;" g="0.79)." these="" results="" indicate="" that="" pl="" cortex="" pkc="" activity="" immediately="" after="" reactivating="" a="" contextual="" fear="" memory="" is="" involved="" in="" its="" reconsolidation,="" and="" the="" drug-induced="" reconsolidation="" impairment="" was="" still="" present="" 21="" days="">

Um zu untersuchen, ob die Reaktivierung des Gedächtnisses eine Voraussetzung dafür ist, dass Chelerythrin den Rekonsolidierungsprozess beeinflusst, wurde im nächsten Experiment die Reaktivierungssitzung weggelassen, da die Tiere dem Kontext B ausgesetzt und dann mit Vehikel oder Chelerythrin behandelt wurden (Abb. 4C; n{{1} }/Gruppe). Eine gemischte ANOVA zeigte signifikante Effekte der Sitzungen [F(2,26)=379.7; P=0.0001], aber nicht die Behandlung [F(1,13)=5.71; P=0.06] oder deren Interaktion [F(2, 26)=2.76; P=0.09]. Wie in Abb. 4D gezeigt, zeigten beide Gruppen während der Tests A1 und A2 höhere Gefrierzeiten als in der Sitzung ohne Reaktivierung (P<0.0001), confirming="" that="" fear="" expression="" is="" more="" selective="" to="" the="" conditioning="" context.="" moreover,="" there="" was="" no="" treatment="" effect,="" indicating="" that="" memory="" reactivation="" is="" also="" necessary="" for="" drug-induced="" efects="" in="" memory="">

Abbildung 5. Auswirkungen der PKM-Hemmung des prälimbischen (PL) Kortex durch ZlP auf die Rekonsolidierung eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses. (A) Das allgemeine experimentelle Design wurde verwendet. Die Tiere wurden zunächst mit Kontext A vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (US) gepaart. Am nächsten Tag, unmittelbar nach der Reaktivierung des Gedächtnisses (Kontext-A-Reexposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Infusion von ZIP oder Scr -ZIP (10 nmol) intra-PLcortex. Einen, sieben und 21 Tage später wurden die Tiere erneut dem gepaarten Kontext (Tests A, A und A) ausgesetzt, um die ZIP-Effekte auf das Gedächtnis zu bewerten. (B) ZIP wirkt sich auf die Gedächtnisrekonsolidierung aus, wenn es unmittelbar nach der Gedächtnisreaktivierung verabreicht wird. ZIP-behandelte Tiere zeigten während der Tests A, A und ähnliche Gefrierzeiten wie die Kontrollen, was darauf hindeutet, dass es keine Veränderungen in der Gedächtnisrückverfestigung gibt. (C) Das allgemeine experimentelle Design wurde verwendet. Die Tiere wurden zunächst mit Kontext A vertraut gemacht. Einen Tag später wurde der Kontext mit drei Schocks (US) gepaart. Am nächsten Tag, 1 h nach Reaktivierung des Gedächtnisses (Kontext-A-Reexposition), erhielten die Tiere eine bilaterale Infusion von ZIP oder Scr-ZIP intra-PL-Kortex. Einen, sieben und 21 Tage später wurden die Tiere dem gepaarten Kontext (Tests A, A und A) ausgesetzt, um IP-Effekte auf das Gedächtnis zu bewerten. (D) ZIP-Effekte auf die Gedächtnispersistenz, wenn es 1 h nach der Reaktivierung verabreicht wird. Mit ZIP behandelte Tiere zeigten während der Tests A2 und A eine kürzere Einfrierzeit als die Kontrolltiere, was auf eine Beeinträchtigung der Gedächtnispersistenz hindeutet. Die Werte werden als Mittelwert ± SEM ausgedrückt (Anzahl der Tiere pro Gruppe: B=7/Gruppe; D=7-8). In "B" zeigte die gemischte ANOVA, gefolgt vom Tukey-Test, keinen signifikanten Unterschied im gepaarten Kontext Expositionen (Kontext A). In "D" kennzeichnet das Sternchen einen statistisch signifikanten Unterschied (P<0.05)from the="" respective="" control="" group="" (mixed="" anova="" followed="" by="" the="" tukey="">

Auswirkungen der PL-Cortex-PKMζ-Hemmung durch ZIP auf die Rekonsolidierung eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses.

Wir testeten diese pharmakologische Intervention unmittelbar nach der Gedächtnisreaktivierungssitzung und 1 Stunde später. Zum ersten ausgewählten Zeitpunkt (Abb. 5A) zeigte eine gemischte ANOVA keine signifikanten Auswirkungen der Sitzungen [F(3,36)=4.33; P<0.303], the="" treatment="" [f(1,12)="0.109;" p="0.7472]," and="" their="" interaction="" [f(3,36)="1.62;" p="0.19]." as="" shown="" in="" fig.="" 5b,="" there="" were="" no="" signifcant="" diferences="" between="" control="" and="" zip="" groups="" (n="7" in="" both="" cases)="" during="" any="" session="" performed,="" suggesting="" that="" pkmζ="" activity="" in="" the="" pl="" cortex="" immediately="" afer="" reactivating="" a="" contextual="" fear="" memory="" is="" not="" involved="" in="" its="" reconsolidation="" (and="" persistence).="" at="" the="" second="" time="" point="" selected="" (fig.="" 5c),="" a="" mixed="" anova="" showed="" signifcant="" efects="" of="" the="" sessions="" [f(3,39)="42.2;"><0.0001], the="" treatment="" [f(1,13)="20.2;" p="0.0006]," and="" their="" interaction="" [f(3,39)="7.82;" p="0.0003]." as="" shown="" in="" fig.="" 5d,="" there="" were="" signifcant="" diferences="" between="" control="" and="" zip="" groups="" (n="8" and="" 7,="" respectively)="" during="" test="" a2="" (p="0.0005;" g="2.25)," and="" test="" a3="" (p="0.0002;" g="2.19)," but="" not="" the="" reactivation="" session="" (p="0.99;" g="0.48)" or="" test="" a1="" (p="0.35;" g="1.48)." altogether,="" the="" results="" associate="" the="" pl="" cortex="" pkmζ="" activity="" as="" early="" as="" 1h="" afer="" reactivating="" an="" aversive="" memory="" with="" its="">

Diskussion

Die vorliegende Studie versuchte, die Rolle von PL-Cortex PKC und PKMζ bei der Rekonsolidierung und Persistenz eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses bei Ratten zu untersuchen. Es wurde gezeigt, dass: 1) die Aktivität sowohl von PKC als auch von PKMζ für die Persistenz eines reaktivierten Gedächtnisses notwendig sind; 2) Effekte der PKC- oder PKMζ-Hemmung erfordern eine vorherige Reaktivierung des Gedächtnisses; 3) Wirkungen der PKMζ-Hemmung sind unabhängig vom anfänglichen Test 1 Tag nach der ZIP-Infusion; 4) Aktivität von PKC, aber nicht von PKMζ, ist auch an der Rekonsolidierung eines reaktivierten Gedächtnisses beteiligt; 5) Die Aktivität von PKMζ während des Rekonsolidierungszeitfensters ist wichtig für die Gedächtnispersistenz. Die Ergebnisse von Tese zeigen, dass PL-Kortex PKC und PKMζ unterschiedlich an den untersuchten Prozessen beteiligt sind.

Die Chelerythrin-induzierte PKC-Hemmung 6 h nach Reaktivierung des Gedächtnisses hatte keine Auswirkungen auf die Einfrierzeit, als die Tiere einen Tag später getestet wurden (Test A1). Dieses Ergebnis bestätigt frühere Beweise, die zeigen, dass verschiedene experimentelle Interventionen, die zu diesem Zeitpunkt durchgeführt wurden, nicht länger in der Lage sind, die aversive Gedächtnisrekonsolidierung zu stören15,16,24. Nach sieben Tagen (Test A2) gab es jedoch einen Unterschied zwischen den Gruppen, was darauf hindeutet, dass die PKC-Aktivität im PL-Kortex erforderlich ist, damit das reaktivierte aversive Gedächtnis bestehen bleibt. Dieses Ergebnismuster (verringerte Einfrierzeit 7 Tage, aber nicht 24 Stunden nach der medikamentösen Behandlung) stimmt mit denen überein, die nach der Infusion eines Proteinsynthesehemmers in die basolaterale Amygdala13, eines ERK-Weg-Hemmers in den dorsalen Hippocampus25 und einer systemischen Verabreichung eines Non -selektiver PKC-Inhibitor14.

Es wurde allgemein berichtet, dass die Prozesse, die mit der Persistenz des aversiven Gedächtnisses verbunden sind, wie die zweite Welle der Arc-Proteinexpression in der basolateralen Amygdala, bis zu 12 Stunden nach ihrer Reaktivierung auftreten. Um weiter zu untersuchen, ob die PKC-Aktivität im PL-Cortex für die Gedächtnispersistenz wichtig ist, wurden die Chelerythrin-Effekte in unabhängigen Tiergruppen 9, 12 oder 18 Stunden nach der Reaktivierung des Gedächtnisses bewertet. Es gab eine arzneimittelinduzierte Verkürzung der Einfrierzeit im Vergleich zu den Kontrollen während Test A, wenn es 9 oder 12 Stunden nach der Reaktivierung des Gedächtnisses verabreicht wurde, aber nicht 18 Stunden später, was darauf hinweist, dass der Zeitraum, während dessen die PLcortex PKCisinyolyedin der Persistenz des aktivierten aversiven Gedächtnisses ist, von 6 bis reicht 12h. Es ist erwähnenswert, dass Tiere, die 18 Stunden nach der Reaktivierung des Gedächtnisses mit Vehikel behandelt wurden, während Test A im Vergleich zu ihrer Reaktivierungssitzung eine kürzere Einfrierzeit aufwiesen, was darauf hindeutet, dass in der Kontrollgruppe Extinktionslernen stattgefunden haben könnte. Interessanterweise wurde dieser Unterschied bei mit Chelerythrin behandelten Tieren nicht beobachtet. Zukünftige Studien werden garantiert prüfen, ob die PL-Cortex-PKC-Hemmung den Extinktionsprozess beeinflusst

Wenn die PKC-Beteiligung im Gedächtnis von einer vorherigen Gedächtnisreaktivierung abhängt (d. h. einer kurzen Exposition gegenüber dem konditionierenden Kontext), dann würde man keine Veränderungen in der Gedächtnispersistenz bei Tieren erwarten, denen intra-PL-Kortex mit Chelerythrin 6 h nach ihrer Exposition gegenüber einem nicht konditionierten Kontext infundiert wurde . Tatsächlich wurden keine Auswirkungen der PKC-Hemmung beobachtet, wenn die Gedächtnisreaktivierung weggelassen wurde, ein Ergebnis, das mit jenen übereinstimmte, zeigte, dass die Induktion von Persistenz-assoziierten Mechanismen durch Gedächtnisreaktivierung ausgelöst wirdi4.25:

Die Rolle konventioneller PKC-Isoformen wurde lange in aversiven Lernparadigmen untersucht7-29. In letzter Zeit lag der Fokus auf der potenziellen Beteiligung bestimmter atypischer PKC-Isoformen, insbesondere PKMC, an der Persistenz neu erworbener und reaktivierter aversiver Erinnerungen -33, in Anbetracht dessen, dass Chelerythrin eine Affinität sowohl zu atypischen als auch zu konventionellen PKC-Isoformen hat?.3435 wurde ein zusätzliches Experiment durchgeführt, bei dem der selektive PKMC-Inhibitor ZIP intra-PL-Kortex 6 h nach der Reaktivierung des Gedächtnisses infundiert wurde. Es gab eine arzneimittelinduzierte Verringerung der Einfrierzeit im Vergleich zu den Kontrollen während der beiden Tests A und Aa, was auf eine PKMC-Erfordernis für die Persistenz des reaktivierten Gedächtnisses hinweist. Dieses Ergebnis stimmt mit denen überein, die zeigen, dass die Infusion von ZIP in andere diskrete Gehirnregionen die Persistenz verschiedener Arten neu erworbener Erinnerungen beeinflusst. Da Chelerythrin- und ZIP-Effekte auf die Gedächtnispersistenz ähnlich waren, war es wichtig, dass die Chelerythrin-Wirkung wahrscheinlich zumindest teilweise durch die Hemmung der PKMC-Aktivität vermittelt wurde, was auch immer der Fall war, wie es mit Chelerythrin gezeigt wurde. ZIP-Effekte erforderten eine Reaktivierung des Speichers. Dieses Ergebnis ist von besonderer Bedeutung, da berichtet wurde, dass die PKMG-Hemmung ohne Reaktivierung des Gedächtnisses dessen Persistenz beeinträchtigt -3439. Die Spezifität von ZIP wurde ebenfalls in Frage gestellt, da es in der Lage war, die LTP-Aufrechterhaltung in PKM-Knockout-Mäusen zu beeinträchtigen"9 und die Aktivität einer atypischen PKC-Isoform namens PKC/λ³ zu hemmen, die derzeit nur mit frühen Phasen des Gedächtnisses in Verbindung gebracht wird Konsolidierung und frühes LTP5.So könnte man argumentieren, dass ZIP-Effekte nur teilweise mit PKMC-Hemmung assoziiertsind.Tatsächlich erhöhten Knockout-Mäuse für PKM als kompensierenden Mechanismusdie Expression von PKC, was wiederum den Prozess der Gedächtnispersistenz vermittelte.Außerdem , sind die Tiere in unserer Studie nicht transgen, was es weniger wahrscheinlich macht, dass ZIP-induzierte Wirkungen von anderen Mechanismen als den durch PKMC vermittelten abhängen.

Eine Studie berichtete, dass ZIP-induzierte Wirkungen von dem anfänglichen Test abhingen, der einen Tag nach seiner Infusion in die basolaterale Amygdala stattfand, als der Angst-potenzierte Schock verwendet wurde2. Hier reduzierte die Intra-PIL-Infusion von ZIP6h nach Gedächtnisreaktivierung die Freezing-Expression, wenn die Tiere entweder 1 oder 10 Tage später erneut getestet wurden, was darauf hindeutet, dass die zwischen der Arzneimittelverabreichung und dem anfänglichen Testen verstrichene Zeit kein entscheidender Faktor ist, der die ZIP-Wirkung beeinflusst. Darüber hinaus wurde berichtet, dass ZIP, das in den Inselkortex infundiert wurde, die Persistenz des Geschmacksaversionsgedächtnisses 1 Monat nach seiner Infusion beeinträchtigte24. Wir haben den PL untersucht. Cortex ZIP wirkt sich auf die Gedächtnispersistenz aus, indem ein Protokoll der kontextuellen Angstkonditionierung mit einer Eingewöhnungssitzung verwendet wird, in der der Beitrag des medialen präfrontalen Kortex zum Langzeitgedächtnis größer ist als in Protokollen ohne vorherige Exposition gegenüber dem zu konditionierenden Kontext4 , wie in diesen Arbeiten verwendet3. Daher können Unterschiede in den Protokollen und den Gehirnbereichen, in die ZIP infundiert wurde, für die beobachteten gemischten Ergebnisse verantwortlich sein.

Es ist derzeit nicht bekannt, ob Rekonsolidierungs- und Persistenzmechanismen im PL-Kortex überlappen. Um dieser Frage nachzugehen, wurde Chelerythrin unmittelbar nach der Reaktivierung des Gedächtnisses verabreicht. Es gab eine medikamenteninduzierte Verkürzung der Einfrierzeit im Vergleich zu den Kontrollen während Test A, was darauf hindeutet, dass die PKC-Aktivität auch die kontextbezogene Angstgedächtnisrekonsolidierung beeinflusst. Dieses Ergebnis stimmt mit jenen überein, die die Bedeutung der PKC-Aktivität während der Gedächtnisrekonsolidierung in anderen Gehirnregionen43 und den Beitrag des PL-Kortex zur Rekonsolidierung aversiver Erinnerungen zeigen 7 und 21 Tage später getestet (Tests A und A), ein Ergebnis im Einklang mit Studien, die zeigen, dass Interventionen, die auf die Rekonsolidierung abzielen, nicht mit Extinktions-bezogenen Merkmalen wie Wiederherstellung und spontaner Wiederherstellung des ursprünglichen Angstgedächtnisses verbunden sind4. Darüber hinaus wurde gezeigt, dass Chelerythrin-Effekte auf die Rekonsolidierung eine vorherige Reaktivierung des Gedächtnisses erfordern.

Die potenziellen Auswirkungen auf die Rückverfestigung des Gedächtnisses wurden ebenfalls untersucht. Es gab keine arzneimittelinduzierten Änderungen der Einfrierzeit im Vergleich zu den Kontrollen während der Tests A..A und Aa, wenn es unmittelbar nach der Gedächtnisreaktivierung verabreicht wurde, was darauf hindeutet, dass die Hemmung der PKMC zu diesem Zeitpunkt im PL-Kortex weder die

Rekonsolidierung noch die Persistenz einer reaktivierten Erinnerung. Es wurde vorgeschlagen, dass Speicherabruf- und Reaktivierungsmechanismen durch ZIP teilweise gehemmt werden können. Zum Beispiel wird der Traffic der Untereinheit des AMPA-Rezeptors GluR2A in die Synapsen durch das Abrufen des Gedächtnisses induziert und ist für die Rekonsolidierung des Gedächtnisses notwendig --17. Da die Wirkung von ZIP mit einer Hemmung des GluR2A-Verkehrs korreliert ist, könnte dieses Medikament die Gedächtnisreaktivierung beeinträchtigt haben und daher wurde der Rekonsolidierungsprozess nicht ausreichend induziert, was wiederum das Auftreten der Wirkung von ZIP verhinderte. Es wurde gezeigt, dass die PKMC-Hemmung in CAI beeinträchtigt die Rückverfestigung des räumlichen Gedächtnisses, außerdem. Eine durch Rekonsolidierung induzierte Verstärkung der PKMC-Aktivität in der Amygdala war mit der Aufrechterhaltung des olfaktorischen Angstgedächtnisses bei juvenilen Ratten verbunden. Es ist plausibel, dass Unterschiede in den verwendeten Paradigmen (Schürzenwerkzeug des räumlichen Gedächtnisses vs. Angstgedächtnis) für die berichteten gemischten Ergebnisse verantwortlich sein könnten, Tatsächlich. Es wurde vermutet, dass PKM (das Angstgedächtnis in der basolateralen Amygdala3] und der PL, dem Kortex, aufrechterhält, aber nicht im dorsalen Hippocampus3, obwohl dieses Thema noch diskutiert wird. Außerdem kann das Alter der Tiere das Ergebnis seit jungen Ratten beeinflussen weniger Gedächtnisretention aufweisen als erwachsene Ratten.Hier, um die PKMC-Rolle bei der Gedächtnisrekonsolidierung weiter anzusprechen, erhielteine ​​andere Gruppe von Ratten eine ZIP-Infusion in den PL-Kortex 1 Stunde nach Erreichender Gedächtnisleistung.Wie in Fig. 5D dargestellt, einen Tag späterNr Unterschiede im Einfrierverhalten wurden bei allen behandelten Tieren im Vergleich zu den Kontrolltieren beobachtet, was darauf hindeutet, dass zu diesem Zeitpunkt keine Wirkungen der PKMinhibition auf die Wiederherstellung des Gedächtnisses bestehen.Es gab jedoch eine Verringerung der Einfrierniveaus im Vergleich zu den Kontrollen während der Tests A und Ay , was darauf hindeutet, dass die PL-Cortex-PKM(-Aktivität bereits 1 h nach der Reaktivierung des Gedächtnisses Aspekte vermittelt, die speziell mit der Gedächtnispersistenz zusammenhängen. Dieses Ergebnis stimmt mit denen aus der Studie von überein Krawczyket al (2016P), wo die Hemmung von ERK1/2 im dorsalen Hippocampus 3 h nach der Gedächtnisreaktivierung das Angstgedächtnis einen Tag später intakt hielt, aber beeinträchtigt wurde, als die Tiere 7 Tage später erneut getestet wurden. Bemerkenswerterweise wurde kürzlich gezeigt, dass die Gedächtnisreaktivierung Mechanismen induziert sowohl in Bezug auf die Rekonsolidierung des Gedächtnisses als auch auf die Persistenzi725.

Zusammengenommen deuten die Chelerythrin-induzierten Wirkungen auf die Gedächtniswiederherstellung und das Fehlen von ZIP-Effekten auf diese Gedächtnisphase auf einen unterschiedlichen Beitrag der konventionellen PKC zur Gedächtniswiederherstellung und atypischer PKC, wie PKMC, zur Gedächtnispersistenz nach der Reaktivierung hin. Zukünftige Studien könnten sich damit befassen, welche PKC Isoformen sind an jedem Gedächtnisprozess im PL-Kortex beteiligt. Insgesamt deuten die vorliegenden Befunde darauf hin, dass PL. Cortex PKC und PKMC sind an der Rekonsolidierung und Persistenz eines reaktivierten kontextuellen Angstgedächtnisses beteiligt. Darüber hinaus zeigten die vorliegenden Ergebnisse, dass nach dem Ende des Rekonsolidierungszeitfensters eine erweiterte Möglichkeit besteht, die Angsterinnerung zu mildern.