Методы модуляции и анализа NF-kB-зависимой нейрогенез

Онтологически, гиппокамп является одним из старейших анатомических структур мозга известных. Он отвечает за различные сложных задач, таких как ключевых функций в регулировании долговременной памяти, пространственной ориентации, а также формирования и консолидации соответствующей памяти. Анатомически, гиппокампа состоит из пирамидальных слоев клеток (слой pyramidale), включая Корню Ammonis (СА1, СА2, СА3 и CA4) регионов и зубчатой ​​извилине (извилина Dentatus), который содержит гранулы клетки и несколько нейронных клеток-предшественников в пределах своей субгранулярной зоне . ЗК проецировать к области СА3 через так называемые моховых волокон (аксонов гранулярных клеток).

До конца прошлого века, взрослый мозг млекопитающих не считается статический орган не хватает сотовой пластичность и нейрогенез. Тем не менее, в течение последних двух десятилетий, все большее количество доказательств ясно демонстрирует нейрогенез, происходящие в по крайней мере,две области мозга, субвентрикулярной зоне (СВЗ) и зернистым зона гиппокампа.

Наши предыдущие исследования, и других групп, показали, что транскрипционный фактор NF-kB является одним из важнейших регуляторов молекулярной взрослого нейрогенеза, и что его результаты де-регулирования в тяжелых структурных гиппокампа дефектов и когнитивных нарушений ^1-6. NF-kB является общее название индуцибельного фактора транскрипции состоит из различных димерных комбинаций пяти ДНК-связывающих субъединиц: p50, p52, с-Rel, RelB и p65 (RelA), последние три из которых имеют трансактивацию домены. В мозге, наиболее распространенная форма находится в цитоплазме является гетеродимером р50 и р65, которая хранится в неактивной форме на ингибитора каппа В (IκB)-белков.

Для изучения и непосредственно управлять NF-kB-приводом нейрогенез, мы используем трансгенных модели мыши для того, чтобы простой ингибирование все subun NF-kBего, в частности, в переднем мозге ⁷ (см. рисунок 1). Для этой цели, мы пересекаем воспитанный следующие трансгенных линий мышей, IκB / – и -/tTA. Трансгенное IκB / – линия была сгенерирована с использованием транс-доминирующее негативное мутант NF-kB-ингибитора IκBa (супер-репрессор IκBa-AA1) ^8. В отличие от дикого типа IκBα, IκBα-AA1 имеет два серина мутировал в аланинов (V32 и V36), которые препятствуют фосфорилирования и последующей протеасомной деградации ингибитора. Для переднего мозга нейрон-специфической экспрессии в IκBa-AA1-трансгена, IκB / – мышей скрещены с мышей укрывательство кальций-кальмодулин-зависимой киназы IIα (CAMKIIα)-промотор, который может управляться тетрациклина транс-активатора (TTA) ^9.

p65 нокаут-мыши имеют эмбриональную смертельную фенотип, в связи с массовым апоптоза печени ^10, поэтому подход показано здесь обеспечивает элегантный методдля исследования роли NF-kB в послеродовом и взрослого нейрогенеза.

Классический поведенческий тест изучать пространственное обучение и память была описана в 1980 году Richard Morris, испытании, известном как вода-лабиринте Морриса (MWM) ^11. В этом открытом поле водяной лабиринт, животные узнать вырваться из непрозрачного воды на скрытой платформе, основанной на ориентации и экстра-лабиринт киев. Сухой вариант MWM является так называемый Barnes лабиринт (BM) ^12. Этот тест использует круглую пластину с 20 круглых отверстий, расположенных на границе пластины, с одной определенной отверстие как бегство окне, и визуальные подсказки экстра-лабиринт для ориентации. Обе экспериментальные парадигмы полагаться на поведение полета индуцированного отвращения грызунов `ы к воде, или открытых, ярко освещенных пространств. Оба теста позволяют расследование пространственной ориентации, и связанное с этим производительность памяти. Хотя гиппокамп играет общее и существенную роль в формировании пространственной памяти, гиппокампа гegions участвующие отличаться в зависимости от теста применяется. Память испытания в BM возникает из нейронной активности между enthorinal коры (ЕС) и пирамидальных нейронов, расположенных в СА1-области гиппокампа без вклада DG ^13-16. В частности, классический BM главным образом зависит от возможности навигации с помощью моносинаптического височно-аммиачной пути от EC III в СА1 к ЕС V. Важно отметить, что DG является решающим, участвующих в так называемой пространственной распознавания образов ^17, что подразумевает не только обработку визуальное и пространственное информация, но и превращение подобных представлений или воспоминаний в разнородных, непересекающихся представлений. Эта задача требует функциональный три-синаптическую цепь от ЕС II к ГД в СА3 к СА1 и ЕС VI, которые не могут быть проверены в BM ^15.

Для решения этих задач, мы разработали SPS-BM в качестве теста поведенческой специально проверить зубчатой ​​извилине зависит от познавательное представление в сотрудничествеуправляете животные, а в IκB / TTA супер-репрессора модели следующем NF-kB торможения. Важно отметить, что в отличие от MWM или BM, СПС-БМ может выявить тонкие поведенческие дефициты в результате обесценения нейрогенеза. С пространственно-шаблон-разделение строго зависит от функциональной цепи между ЕС II и ГД и СА3 и СА1 и ЕС VI, этот тест очень чувствителен к возможным изменениям в нейрогенеза, модификаций моховой волокна пути или изменение тканевого гомеостаза в пределах DG.

Технически, установка нашего теста основан на исследовании Clelland и соавт., В котором пространственная структура разделения был протестирован с помощью деревянного 8-руки радиально лабиринт (RAM) ^19. В нашем модифицированной установки, восемь руки были заменены семь одинаковых желтых пищевых домов. Таким образом, методы показано здесь, в том числе анализ doublecortin-выражения (DCX +) клеток в гиппокампе, прогнозы моховой волокно, нервных клеток деATH и, в частности СПС-БМ, представленные здесь, могут быть применены к исследованию других мышиных моделях, включающих трансгены, которые оказывают влияние на взрослого нейрогенеза. Дальнейшие приложения могут включать в себя изучение фармакологических средств и оценке их влияния на ГД и пространственного разделения образов.