Новости

Jul 08, 2023

Потеря шипиков в прелимбической коре вредна для рабочей памяти у мышей с ранним развитием.

Молекулярная психиатрия (2023) Цитировать эту статью 679 Доступов 6 Подробности об альтметрических метриках Неблагоприятный опыт в раннем возрасте может формировать нейронные структуры и синаптические функции во многих областях мозга.

Молекулярная психиатрия (2023 г.) Цитировать эту статью

679 Доступов

6 Альтметрика

Подробности о метриках

Неблагоприятный опыт в раннем возрасте может формировать нейронные структуры и синаптические функции во многих областях мозга, что приводит к дефициту отдельных когнитивных функций в более позднем возрасте. Сосредоточив внимание на пирамидных клетках прелимбической коры (PrL), основной субобласти медиальной префронтальной коры, влияние неблагоприятных условий раннего периода жизни (ELA) было исследовано на хорошо зарекомендовавшей себя модели на животных, созданной путем изменения среды выращивания в течение послеродовых дней. Со 2 по 9 (P2-P9) – чувствительный период развития. ELA оказывает длительное вредное воздействие на дендритные шипики пирамидных клеток PrL, что наиболее очевидно в пространственно ограниченной области. В частности, ELA влияет как на тонкие, так и на грибовидные шипики, а потеря шипиков, вызванная ELA, наблюдается на селективных дендритных сегментах пирамидных клеток PrL в слоях II-III и V-VI. Уменьшение постсинаптических точек, представленных белком постсинаптической плотности-95 (PSD-95), но не меченными синаптофизином пресинаптическими точками, у мышей ELA подтверждает избирательную потерю шипиков в PrL. Корреляционный анализ показывает, что потеря шипиков и постсинаптических точек в PrL способствует плохой пространственной рабочей памяти у мышей ELA, а тонкие шипы могут играть важную роль в работе рабочей памяти. Чтобы дополнительно понять, влияет ли потеря шипиков на глутаматергическую передачу, синаптические токи, опосредованные AMPA- и NMDA-рецепторами (EPSC), были зарегистрированы в группе пирамидальных клеток PrL, экспрессирующих Thy1. У мышей ELA наблюдалась депрессия глутаматергической передачи, которая сопровождается снижением экспрессии субъединиц GluR1 и NR1 в PrL. Наконец, усиление активации Thy1-экспрессирующих пирамидных клеток PrL посредством возбуждающих DREADD может эффективно улучшить производительность рабочей памяти у мышей ELA в задаче, основанной на Т-лабиринте, что указывает на потенциал хемогенетического подхода в восстановлении дефицита памяти, вызванного ELA.

Неблагоприятные ситуации в раннем возрасте (ELA) могут оказывать огромное влияние на дендритную структуру и активность нейронов, приводя к когнитивному дефициту в более позднем возрасте [1,2,3,4,5]. Исследования на грызунах показали, что ELA через измененную среду клетки в чувствительный период развития постепенно нарушает декларативные и когнитивные функции памяти, когда животные становятся взрослыми [6,7,8,9]. Важно отметить, что прогрессирующие дефекты памяти во многом связаны с задержкой дендритных ветвей и синаптических контактов в областях мозга, которые отвечают за функции памяти. Хотя во многих исследованиях сообщается об атрофии дендритов, вызванной ELA, и потере шипов в гиппокампе [например, 6,7,8], изменения в дендритах также были обнаружены в префронтальной коре (PFC) мышей ELA [10]. Во время постнатального развития гиппокамп существенно способствует соответствующей дифференцировке и поддержанию пирамидных клеток в ПФК [11,12,13]. Исследования также выявили вклад гиппокампа в созревание префронтальных функций [11, 13], подчеркнув тесную связь между гиппокампом и ПФК. В то время как вредное воздействие ELA на синаптическую структуру гиппокампа и функции памяти широко исследовано [например, 6, 9, 14,15,16], потенциальные эффекты ELA на префронтальные клетки и префронтально-зависимые функции остаются гораздо менее изученными.

ПФК у грызунов представляет собой анатомически и функционально неоднородную структуру мозга, состоящую из прелимбической (ПрЛ), инфралимбической, медиальной агранулярной и передней поясной коры [17, 18]. ПрЛ является одним из наиболее изученных субрегионов ПФК и связан с рядом когнитивных процессов, таких как рабочая память [18,19,20]. Основными клетками этой субобласти являются пирамидные клетки, расположенные в слоях II-III и V-VI, которые составляют примерно 80-90% ее общей клеточной популяции [21]. Исследования показали, что пирамидные клетки II-III и V-VI слоев различаются по своим физиологическим свойствам и афферентным проекциям [11,12,13, 22,23,24,25,26,27,28,29,30 ,31,32]. Например, в то время как пирамидные клетки в слоях II-III получают проекции из базолатеральной миндалины [30], клетки в слоях V-VI получают моносинаптические глутаматергические входы из вентрального гиппокампа и медиодорсального ядра таламуса [32]. В частности, дендритные шипы пирамидных клеток PrL являются основными мишенями внешних глутаматергических входов [11,12,13] и, как полагают, образуют структурную основу рабочей памяти [33,34,35]. Эти шипы необходимы для созревания префронтальной активности и поддержания синаптических связей префронтально-гиппокамп. Изменения количества, размера и формы шипиков связаны с изменением синаптических контактов и активности нейронов, что может мешать нормальным функциям префронтальной области [33, 34, 36]. Действительно, исследования показали, что активность нейронов при развивающейся ПФК в значительной степени определяется пирамидными клетками, расположенными в слоях II-III [37, 38], а в отчетах указывается, что потеря шипиков на пирамидных клетках связана с аномальным клеточным действием и сетевой активностью в лобная кора [39, 40]. Аномальное синаптическое действие и нарушение лобной активности тесно связаны с когнитивными и эмоциональными дисфункциями при различных психических расстройствах [например, 39, 41, 42].