Интеграция экспрессии генов, регулирующих нейрогенез, в процессе фиксации пространственного памятного следа

Автор: Грудень М.А., Сторожева З.И.

Журнал: Академический журнал Западной Сибири @ajws

Рубрика: Медицина

Статья в выпуске: 3 (74) т.14, 2018 года.

Бесплатный доступ

Целью настоящего исследования явилось сравнительное изучение уровня транскрипционной активности генов Ascll (Mash 1) и S100a6, принимающих участие в регуляции различных этапов нейрогенеза в церебральных структурах при формировании пространственной памяти у половозрелых крыс Wistar. Методы. В поведенческих экспериментах на 2-х группах животных, а именно, группы принудительного плавания (активный контроль) и группы обученных использовали модель выработки долговременной пространственной памяти в водном лабиринте Морриса. В генетических экспериментах для изучения экспрессии генов Ascii, S100a6 в церебральных структурах у нативных, контрольных и обученных животных применяли метод ПЦР в режиме реального времени. Результаты. Показано, что критерием установления прочной долговременной памяти являлся тот факт, что время достижения платформы в конце 4-го сеанса на 4-й день обучения составляло менее 10 секунд. Выявлена специфическая экспрессия генов Ascl1 и S100a6 в гиппокампе, отличающаяся от префронтальной коры и мозжечка. Корреляционный анализ выявил, что одновременное исследование экспрессии двух генов Ascl1 и S100a6 в данных церебральных структурах позволило обнаружить специфические внутри- и межструктурные взаимосвязи активности данных генов в мозге, возникающие при формировании долговременной пространственной памяти, отличные от таковых при принудительном плавании животных в водном лабиринте Морриса, а также от нативных крыс. Результаты подтверждают роль гиппокампа в качестве основной структуры мозга при формировании долговременной пространственной памяти, а также интегративную связь гиппокампа с префронтальной корой и мозжечком. Структурная, генетическая и молекулярная комбинация процессов, протекающая в мозге важна для создания новых нейронных схем для консолидации и реконсолидации следов памяти с участием процессов нейрогенеза.

Еще

Пространственная память, нейрогенез, гены, регуляция, гиппокамп, префронтальная кора, мозжечок, крысы

Короткий адрес: https://sciup.org/140225984

IDR: 140225984

Список литературы Интеграция экспрессии генов, регулирующих нейрогенез, в процессе фиксации пространственного памятного следа

  • Anderson J.R. Learning and memory; an integrated approach. 2nd Edition John Wiley, 2000. 377 р.
  • Abel T., Lattal K.M. Molecular mechanisms of memory acquisition, consolidation and retrieval//Current Opinion in Neurobiology. 2001. № 11. Р. 180-187.
  • Diergaarde L, Schoffelmeer ANM, De Vries TJ. Pharmacological manipulation of memory reconsolidation: Towards a novel treatment of pathogenic memories//European J. of Pharmacology. 2008. № 585. Р. 453-457.
  • Nalloor R., Bunting K.M., Vazdarjanova A. Encoding of emotion-paired spatial stimuli in the rodent hippocampus//Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2012. № 6. Р. 1-11.
  • Wu K., Li S., Bodhinathan K., Meyers C. et al. Enhanced expression of Pctk1, Tcf12 and Ccnd1 in hippocampus of rats: impact on cognitive function, synaptic plasticity and pathology//Neurobiology of Learning and Memory. 2012. № 97. Р. 69-80.
  • Barry D.N., Commins S. Imaging spatial learning in the brain using immediate early genes: insights, opportunities and limitations//Reviews in Neuroscience. 2011. № 22. Р. 131-142.
  • Igaz L.M., Bekinstein.P, Vianna M.R. et al. Gene expression during memory formation//Neurotoxicity Research. 2004. № 6. Р. 189-204.
  • Wang V.Y., Zoghbi H.Y. Genetic regulation of cerebellar development//Nature Reviews in Neuroscience. 2001. № 2. Р. 484-491.
  • Chawla M.K., Penner M.R., Olson K.M. et al. Spatial behavior and seizure-induced changes in c-fos mRNA expression in young and old rats//Neurobiology of Aging. 2013. № 34. Р. 1184-1198.
  • Slotnick S.D., Thakral P.P. The hippocampus operates in a threshold manner during spatial source memory//NeuroReport. 2013. № 24. Р. 265-269.
  • Burguière E., Arleo A., Hojjati M.R. et al. Spatial navigation impairment in mice lacking cerebellar LTD: a motor adaptation deficit?//Nature Neuroscience. 2005. № 8. Р. 1292-1294.
  • Baillieux H., De Smet H.J., Paquier P.F. et al. Cerebellar neurocognition: insights into the bottom of the brain//Clinical Neurology and Neurosurgery. 2008. № 110. Р. 763-773.
  • Prickaerts J., Koopmans G., Blokland A., Scheepens A. Learning and adult neurogenesis: Survival with or without proliferation?//Neurobiology of Learning and Memory. 2004. № 81. Р. 1-11.
  • Jorgensen C. Adult Mammalian Neurogenesis and Motivated Behaviors//Integr Zool. 2018. May 31 DOI: 10.1111/1749-4877.12335
  • Kolobov V.V., Storozheva Z.I., Gruden M.A., Sherstnev V.V. Regional Features of the Expression of Genes Involved in Neurogenesis and Apoptosis in the Brain of Adult Rats//Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2012. № 153. Р. 707-711.
  • Jastrzçbska B., Filipek A., Nowicka D., Kaczmarek L., Kuznicki J. Calcyclin (S100A6) binding protein (CacyBP) is highly expressed in brain neurons//J. of Histochemistry and Cytochemistry. 2000. № 48. Р. 1195-1202.
  • Nikoletopoulou V., Plachta N., Allen N.D. et al. Neurotrophin receptor-mediated death of misspecified neurons generated from embryonic stem cells lacking Pax6//Cell Stem Cell. 2007. № 1. Р. 529-540.
  • Uda M., Ishido M., Kami K. Features and a possible role of Mash1 -immunoreactive cells in the dentate gyrus of the hippocampus in the adult rat//Brain Research. 2007. № 1171. Р. 9-17.
  • Sekeres M.J., Winocur G., Moscovitch M. The hippocampus and related neocortical structures in memory transformation//Neurosci Lett. 2018. № 680. Р. 39-53 DOI: 10.1016/j.neulet.2018.05.006
  • Dong C., Zhao H., Chen W. et al. The dynamic expression of Mash1 in the hippocampal subgranular zone after fimbria-fornix transection//Neuroscience Letters. 2012. № 520. Р. 26-31.
  • Sudarov A., Turnbull R.K., Kim E.J. et al. Ascl1 genetics reveals insights into cerebellum local circuit assembly//J. of Neuroscience. 2011. № 31. Р. 11055-11069.
  • Rochefort C., Lefort J.M., Rondi-Reig L. The cerebellum: a new key structure in the navigation system//Frontiers in Neural Circuits. 2013. № 7. Р. 1-12.
Еще
Статья научная