Nicotin Tad Yn Gwella Cof Ofn, Yn Lleihau Gweinyddu Nicotin, Ac Yn Newid Gweithrediad Genetig A Niwral Hippocampal mewn Plant
Mar 21, 2022
Cyswllt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 E-bost:audrey.hu@wecistanche.com
Lisa R. Goldberg1*|Dana Zeid1*|Munir Gunes Kutlu2|Robert D. Cole3|Valeria Lallai4|Aswathy Sebastian5|Istvan Albert5|Christie D. Fowler4|Vinay Parikh6|Thomas J. Gould1
1 Adran Iechyd Bio-ymddygiadol, Prifysgol Talaith Penn, Parc y Brifysgol, Pennsylvania
2 Adran Ffarmacoleg, Ysgol Feddygaeth Vanderbilt, Nashville, Tennessee
3Coleg Fferylliaeth, Prifysgol Kentucky, Lexington, Kentucky
4 Adran Niwrobioleg ac Ymddygiad, Prifysgol California Irvine, Irvine, California
5Biowybodeg, Biocemeg a Bioleg Foleciwlaidd, Prifysgol Talaith Penn, Parc y Brifysgol, PA
6 Adran Seicoleg, Prifysgol Temple, Philadelphia, Pennsylvania
Haniaethol
Mae'r defnydd o nicotin yn parhau i fod yn gyffredin iawn gyda chynhyrchion tybaco ac e-sigaréts sy'n cael eu bwyta ledled y byd. Fodd bynnag, mae tystiolaeth gynyddol o etifeddiaeth epigenetig traws-genhedlaeth yn awgrymu y gall defnyddio nicotin newid ymddygiad a niwrobioleg yn y cenedlaethau dilynol. Fe wnaethon ni brofi effeithiau amlygiad nicotin tadol cronig mewn llygod C57BL6 / J ar gyflyru ofn mewn epil F1 a F2, yn ogystal â difodiant ofn cyflyredig ac adferiad digymell, hunan-weinyddu nicotin, gweithrediad colinergig hippocampal, mynegiant RNA, a methylation DNA yn F1 epil. Roedd amlygiad i nicotin gan dad yn gysylltiedig â chyflyru ofn gwell yn y cyd-destun a'r ciw, ac adferiad digymell o atgofion ofn a oedd wedi'u diffodd. Ymhellach, gostyngwyd atgyfnerthiad nicotin mewn llygod sy'n cynnwys nicotin, fel yr aseswyd mewn patrwm hunan-weinyddu. Cyplyswyd y ffenoteipiau ymddygiadol hyn ag ymateb wedi'i newid i nicotin, rhwymiad derbynnydd acetylcholin nicotinig hippocampal wedi'i uwchreoleiddio, llai o geryntau colinergig hippocampal a atgofiwyd, a newid methylation a mynegiant genynnau hippocampal yn ymwneud â datblygiad niwral a phlastigrwydd. Mae dadansoddiad mynegiant genynnau yn awgrymu effeithiau aml-genhedlaeth ar rwydweithiau genynnau ehangach a allai ymwneud â niwroplastigedd ac anhwylderau meddwl. Mae'r newidiadau mewn cyflyru ofn yn yr un modd yn awgrymu ffenoteipiau sy'n cyfateb i anhwylderau pryder tebyg i straen wedi trawma.
GEIRIAU ALLWEDDOL: colinergig, hippocampus, dysgu, aml-genhedlaeth, nicotin, traws-genhedlaeth
1 RHAGYMADRODD
Mae tystiolaeth gronnus yn awgrymu bod effaith dod i gysylltiad â chyffuriau cam-drin yn ymestyn y tu hwnt i'r unigolyn i effeithio ar ffenoteipiau ffisiolegol ac ymddygiadol mewn epil heb eu hamlygu.1-3 Mae nodweddu effeithiau nicotin ar draws cenedlaethau yn hollbwysig o ystyried nifer yr achosion o ddefnyddio cynhyrchion tybaco4 a'r cynnydd dramatig defnydd o e-sigaréts.5 Trwy ei effeithiau ar systemau colinergig yr ymennydd, mae amlygiad i nicotin yn cynhyrchu newidiadau amlwg yng ngweithrediad yr ymennydd a allai fod yn sail i gaeth i nicotin a chyfrannu at risg uwch ar gyfer anhwylderau seiciatrig, gan gynnwys iselder6 a phryder.7 Gall addasiadau epigenetig i lawr yr afon o actifadu colinergig caniatáu ar gyfer effeithiau parhaus ar swyddogaeth cellog a chylched.8,9 Tan yn ddiweddar, credid bod yr addasiadau epigenetig hyn wedi'u dileu pan sefydlwyd y llinell egin ac felly'n cael eu hatafaelu o'r cenedlaethau dilynol. Fodd bynnag, gellir etifeddu addasiadau epigenetig, gan gynnwys methylation DNA, addasiadau ôl-gyfieithu histone, a RNAS noncoding, a gaffaelwyd mewn un genhedlaeth yn y genhedlaeth nesaf.10,11 Gall yr addasiadau epigenetig hyn gyfryngu effeithiau aml-genhedlaeth a thrawsgenhedlaeth amlygiad nicotin rhieni ar ymddygiad epil a niwrobioleg. .
Mae astudiaethau llygod o labordai annibynnol, lluosog wedi dechrau nodi canlyniadau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth o amlygiad i nicotin rhieni. Hyd yn hyn mae'r gwaith hwn wedi nodi effeithiau amlygiad rhieni i nicotin ar ffenoteipiau iselder a phryder, 1 hyblygrwydd gwybyddol, 2 ymddygiad tebyg i anhwylder diffyg canolbwyntio a gorfywiogrwydd (ADHD),3 a mynegiant genynnau.1,2 Canlyniadau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth gall dod i gysylltiad â nicotin effeithio ar endoffenoteipiau sy'n gysylltiedig â chaethiwed i nicotin ac iechyd meddwl. Er enghraifft, rydym wedi dangos bod amlygiad i nicotin yn modiwleiddio cyflyru ofn cyd-destunol, model o ddysgu ofn sy'n ddibynnol ar hippocampus sy'n gysylltiedig â bod yn agored i anhwylderau iechyd meddwl fel anhwylder straen wedi trawma (PTSD) a chaethiwed.12-14 Nicotin's effeithiau ar ddysgu ofn cyd-destunol yn cael eu modiwleiddio gan yr hippocampus.15,16 Rydym wedi canfod bod amlygiad nicotin acíwt yn gwella dysgu ofn sy'n ddibynnol ar hippocampus,15,17 yn amharu ar ddifodiant ofn cyd-destunol,18,19 ac yn ychwanegu at adferiad digymell o ofn cyd-destunol yn dilyn difodiant.18 Fodd bynnag, nid yw effeithiau Aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth amlygiad i nicotin tadol ar y ffenoteipiau hyn wedi'u hastudio. At hynny, nid oes unrhyw astudiaethau blaenorol wedi nodweddu effeithiau aml-genhedlaeth nicotin ar swyddogaeth colinergig. Mae etifeddiaeth aml-genhedlaeth yn cyfeirio at ffenoteipiau sy'n codi yn y genhedlaeth yn syth ar ôl unigolion agored, tra bod etifeddiaeth traws-genhedlaeth yn cynnwys etifeddiaeth trwy linell germ o wybodaeth epigenetig rhwng cenedlaethau yn absenoldeb dylanwadau amgylcheddol uniongyrchol sy'n arwain at amrywiad ffenoteipaidd.11 Yma, archwiliwyd y ddwy genhedlaeth aml-genhedlaeth. ac effeithiau traws-genhedlaeth amlygiad tadol i nicotin ar ddysgu cyd-destunol ac ofn ciwio yn y genhedlaeth F1 a F2 yn ogystal ag ar hunan-weinyddu nicotin, rhwymo derbynnydd acetylcholine nicotinig hippocampal (NAChR), gweithrediad colinergig hippocampal, mynegiant genynnau hippocampal, a methylation DNA hippocampal yn y genhedlaeth F1. Rydym yn damcaniaethu y bydd datguddiad nicotin tadol yn effeithio ar gyflyru ofn, mynegiant genynnau hippocampal, a gweithrediad yn epil ac epil.
effeithiau dyfyniad cistanche
2 DULLIAU A DEUNYDDIAU
2.1 Pynciau
Y pynciau oedd llygod C57BL/6J gwrywaidd a benywaidd (8-20 wythnos oed, Labordy Jackson, Bar Harbour, ME). Ac eithrio llety ar gyfer bridio harem, rhoddwyd cartref i bob anifail mewn grŵp gyda chylch golau/tywyll 12 awr a mynediad ad libitum at fwyd a dŵr. Yn ystod hunan-weinyddu, roedd pynciau wedi'u cyfyngu gan fwyd i 85 y cant i 90 y cant o bwysau eu corff bwydo am ddim, a darparwyd dŵr ad libitum. Digwyddodd yr holl brofion ymddygiad rhwng 9:00 AM a 6:00 PM. Cynhaliwyd yr holl weithdrefnau yn unol â Chanllaw NIH ar gyfer Gofalu a Defnyddio Anifeiliaid Labordy ac fe'i cymeradwywyd gan bwyllgorau IACUC Prifysgol Talaith Penn, Prifysgol Temple, neu Brifysgol California Irvine.
2.2 Amlygiad i nicotin gan y tad
Derbyniodd gwrywod (8 wythnos) 0.9 y cant o halwynog di-haint neu halen tartrad hydrogen nicotin (12.6 mg/kg/dydd, pwysau sylfaenol am ddim - Fisher Scientific, Waltham, MA neu MP Biomedical, Santa Ana, CA) wedi'i ddiddymu yn 0.9 y cant o halwynog di-haint, wedi'i ddosbarthu'n isgroenol trwy bympiau bach osmotig (Alzet, Model 1004, Durect, Cupertino, CA) am 28 diwrnod. Mae'r dos hwn yn cynhyrchu lefelau nicotin plasma a chotinin sy'n debyg i'r rhai a welir mewn ysmygwyr dynol cymedrol.20,21
2.3 Cynhyrchu llygod F1 a F2
Mae hanner oes nicotin mewn llygod tua 6 munud.22 Dangoswyd yn flaenorol bod effeithiau diddyfnu nicotin yn gwasgaru 4 diwrnod ar ôl tynnu nicotin.23-25 Felly, oedi o 4 diwrnod rhwng triniaeth nicotin a gweithredwyd bridio i sicrhau bod nicotin yn cael ei ddileu yn systemig cyn bridio. Rhoddwyd llygod gwrywaidd mewn cewyll gyda dwy fenyw naïf C57BL/6 J (8-20 wythnos oed) am bythefnos i gynhyrchu epil F1. Cynhyrchwyd llygod F2 trwy baru llygod F1 gwrywaidd naïf â merched naïf.
2.4 Cyflyru ofn
Disgrifiwyd gweithdrefnau cyflyru ofn a difodiant yn fanwl yn flaenorol.19 Yn gryno, cafodd llygod eu hyfforddi a'u profi mewn siambrau gwanhau sŵn (18.8 × 20 × 18.3 cm, sŵn cefndir 65 dB; MED Associates, St. Albans, VT). Roedd llygod F1 a F2 wedi'u cyflyru gan ofn gyda dau ysgogiad cyflyredig (CS, 3{18 s, sŵn gwyn 85-dB) - ysgogiad di-amod (siociau traed yr Unol Daleithiau, 2 s, 0.57-mA) wedi'u gwahanu gan 120 eiliad. Er mwyn archwilio effeithiau acíwt nicotin ar gyflyru ofn mewn llygod F1 a F2, derbyniodd epil nicotin acíwt (0.09 mg/kg, pwysau rhydd NIC, ip; halen tartrad hydrogen nicotin, Fisher Scientific) neu halwynog (SAL) 2 i 4 munud ymlaen llaw i sesiynau hyfforddi a phrofi. Pedair awr ar hugain ar ôl hyfforddi, dychwelwyd y llygod i'r cyd-destun hyfforddi am 5 munud i asesu rhewi cyd-destunol. Ar ôl profion cyd-destunol, gosodwyd y llygod mewn siambrau gwahanol i asesu dysgu ofn ciwio. Arbrofwyr wedi'u dallu i amodau rhewi a aseswyd, a ddiffinnir fel absenoldeb symudiad gwirfoddol ar wahân i resbiradaeth, trwy ddull samplu amser diduedd.19 Er mwyn archwilio effeithiau nenfwd posibl yn ystod profion ciwio, derbyniodd carfan ar wahân o lygod F1 yr un hyfforddiant gyda dim ond un CS-US archwiliwyd paru, ac ofn cyd-destunol ac adferiad digymell hefyd. Difododd ofn dros bum sesiwn yn olynol gan ddechrau'r diwrnod ar ôl profion ofn cyd-destunol a ciwio. Yn dilyn y sesiwn difodiant olaf, gadawyd y llygod yn llonydd yn eu cewyll cartref am 7 diwrnod ac yna eu hailbrofi yng nghyd-destun yr hyfforddiant ar gyfer adferiad digymell. Er mwyn penderfynu a oedd unrhyw wahaniaethau a welwyd mewn cyflyru ofn yn deillio o wahaniaethau mewn sensitifrwydd sioc, pryder, neu ddiffygion dysgu mwy eang, cafodd anifeiliaid gwrywaidd a benywaidd NIC- a SAL-Sired eu profi hefyd mewn cae agored, sensitifrwydd sioc, drysfa uchel a drysfa ( EPM), a pharadeimau adnabod gwrthrychau newydd (gweler Gwybodaeth Ategol am ddulliau a chanlyniadau llawn).
2.5 Bwyd a hunan-weinyddu nicotin mewnwythiennol
A separate cohort of adult SAL‐Sired and NIC‐Sired F1 mice were used for food and nicotine self‐administration studies. Beginning at 6 weeks of age, male F1 mice were weighed, mildly food‐restricted to 85% to 90% of their free‐feeding body weight, and then trained to press a lever in an operant chamber (Med Associates) for food chow pellets (20 mg; TestDiet, Richmond, IN) under a fixed‐ratio 5, time out 20 seconds (FR5TO20 sec) schedule of reinforcement (see Supporting Information for full methods). Once stable responding was achieved (>25 o belenni y sesiwn ar draws tair sesiwn ddilynol), cafodd pynciau eu cathetreiddio gwythiennau jwgwlaidd o dan anesthesia anwedd isoflurane (1 y cant - 3 y cant ) / anwedd ocsigen, fel y disgrifiwyd yn flaenorol.26 Caniatawyd i lygod am fwy na neu'n hafal i 72 awr i wella ar ôl llawdriniaeth cyn mynediad. i ymateb eto am wobr bwyd. Mae ailsefydlu ymateb bwyd yn sicrhau bod y llygod wedi gwella'n ddigonol ar ôl llawdriniaeth mewnwythiennol a'u bod yn dangos ymateb arferol gan weithredwyr yn dilyn oedi wrth gael mynediad i siambrau'r llawdriniaeth. Yna caniatawyd i'r llygod gael hunan-weinyddiad nicotin mewnwythiennol (IV) yn ystod sesiynau dyddiol 1 awr, 6 i 7 diwrnod yr wythnos (halen tartrate hydrogen nicotin wedi'i hydoddi mewn 0.9 y cant o halwynog di-haint, {{1{). {12}}}}.03 mg/kg/trwyth, pwysau sylfaenol am ddim; MP Biofeddygol, Santa Ana, CA). Cyflwynwyd nicotin IV gan bwmp chwistrell Razel (Med Associates). Roedd gan bob sesiwn ddau lifer y gellir eu tynnu'n ôl (un gweithredol, un anactif). Arweiniodd cwblhau'r meini prawf ymateb ar y lifer gweithredol at gyflwyno trwyth nicotin IV (0.{20}} cyfaint trwyth 3 ml; amserlen FR5TO20 eiliad). Cofnodwyd ymatebion ar y lifer anactif ond nid oedd unrhyw ganlyniadau wedi'u hamserlennu. Yn dilyn wyth sesiwn caffael ar 0.03 mg / kg / trwyth, newidiodd y dos trwyth i 0.1 mg / kg / trwyth am chwe sesiwn. Ar gyfer pob dos, defnyddiwyd cymeriant cymedrig y tair sesiwn ddiwethaf ar gyfer dadansoddiadau ystadegol. Roedd cathetrau'n cael eu fflysio bob dydd â halwynog di-haint ffisiolegol (0.9 y cant w/v) yn cynnwys heparin (100 uned USP/ml). Dilyswyd amynedd cathetr gyda Brevital (sodiwm methohexital, Eli Lilly, Indianapolis, IN) yn dilyn y cyfnod hunan-weinyddu nicotin. Er mwyn asesu ymddygiad sy'n gysylltiedig ag atglafychiad, profwyd y llygod am ddeor chwant ar ôl y sesiwn yn syth ar ôl y dos 0.1 mg/kg/trwyth olaf o hunan-weinyddu nicotin IV; yn y driniaeth hon, caniateir i'r llygod ymateb ar y lifer gweithredol ond ni chânt unrhyw arllwysiadau o nicotin. Ar y sesiwn deori sylfaenol gyntaf (diwrnod 1), gosodwyd llygod mewn siambrau gweithredol o dan amserlen FR5TO20 eiliad gydag actifadu golau ciw wrth gefn. Wedi hynny, cafodd y llygod eu cadw mewn cewyll cartref am 20 diwrnod. Ar ddiwrnod 21 o ymatal, archwiliwyd y llygod am ddeor chwant, gyda'r golau ciw lifer gweithredol yn cael ei gyflwyno o dan amserlen FR5TO20 eiliad. Cynhaliwyd astudiaethau gan arbrofwyr a ddallwyd i amodau grŵp, a chofnodwyd ymatebion ymddygiadol yn awtomatig gan feddalwedd MedAssociates.
2.6 Rhwymo derbynnydd acetylcholine nicotinig
Perfformiwyd assay rhwymo radioligand16 gan ddefnyddio hippocampi o lygod NIC-Sired 8 wythnos oed (5 M a 10F) a SAL-Sired (9 M a 6F) F1. Roedd samplau'n homogeneiddio gan ddefnyddio byffer lysis (5 mM Tris ynghyd â 5 mM EDTA ynghyd â 5 mM EGTA), wedi'u centrifugio ar 100 000 g am 30 munud ar 4 gradd , wedi'u haildynnu mewn byffer lysis, a'u centrifugio eto. Cafodd pelenni eu hailddarparu mewn byffer swcros Tris / 10 y cant a'u deor â [3 H] Epibatidine ([3 H] EB) (~ 2 nM yn seiliedig ar 27,28) (gweithgaredd penodol 54.1 Ci / mmol, PerkinElmer, Boston, MA) am 1 awr ar dymheredd ystafell. [3 H] Dewiswyd EB ar gyfer rhwymo NAChR, gan fod canlyniadau blaenorol yn dangos bod hippocampal heteromerig 4 2 nAChRs yn cyfryngu effeithiau nicotin ar gyflyru ofn.17 Aseswyd rhwymiad amhenodol ym mhresenoldeb nicotin 300 μM (halen tartrad hydrogen nicotin hydoddi yn Tris Buffer, crynodiad sylfaen am ddim). [3 H] Cafodd NAChRs wedi'u rhwymo gan EB eu hidlo (cynaeafwr celloedd 24-ffynnon, Brandel Co, Gaithersburg, MD), a chownter pefriiad hylif (Tri-Carb 2810 TR, Perkin Elmer, Boston, MA) ymbelydredd hidlo wedi'i fesur. Cyfrifwyd rhwymiad penodol a fynegir fel meinwe fmol/mg fel y gwahaniaeth rhwng rhwymiad cyfanswm ac amhenodol.16
2.7 Recordiadau colinergig amperometrig in vivo
Defnyddiwyd carfan ar wahân o lygod naïf 10‐ i 20 wythnos oed NIC-Sired a SAL-Sired F1 i asesu newidiadau mewn trosglwyddiad colinergig hippocampal gan ddefnyddio amperometreg. Roedd microelectrodau seiliedig ar gerameg (Canolfan Technoleg Microelectrod, Lexington, KY), gyda 4 (15 × 333 μm) o safleoedd cofnodi platinwm wedi'u trefnu mewn parau (uwch ac isaf), wedi'u gorchuddio â'r colin ocsidas (Rhif EC 1.1.3.17; Sigma- Aldrich, St. Louis, MO), fel yr adroddwyd yn flaenorol.29 Electrodau eu electropolymerized gyda meta-phenylenediamine (m-PD; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) i wella detholusrwydd ar gyfer canfod cerrynt colin. Defnyddiwyd microelectrodau gyda sensitifrwydd o fwy na neu'n hafal i 3pA/μM a therfyn canfod llai na neu'n hafal i 400 nM ar gyfer colin i ddarparu mynegai sensitif o ryddhau Acetylcholine (ACh).30 Anestheteiddiwyd anifeiliaid ag urethane (1.2-1.5 g/kg, ip), a microelectrodau wedi'u gorchuddio ag ensymau eu gostwng yn stereotacsig i'r dorsal (A/P ‐1.7 mm, M/L ± 1.5 mm, D/V ‐2.3 mm) neu fentrol (A/P −3.1 mm, M /L ± 3.0 mm, D/V −4.3 mm) hipocampws. Gwerthuswyd hippocampws fentrol a dorsal ar wahân, gan eu bod yn cyfrannu'n wahaniaethol at gyflyru ofn cyd-destunol: mae gan yr hippocampus fentrol (vHPC) rôl amlycach mewn cysylltiad a mynegiant ofn, tra bod yr hippocampus dorsal (DHCP) yn hanfodol ar gyfer cof cyd-destunol.31 Ag/ Mewnblannwyd electrodau cyfeirio AgCl i'r cortecs rostral cyfochrog.
Cynhaliwyd recordiadau amperometrig ar 2 Hz trwy gymhwyso potensial sefydlog o ynghyd â 0.7 V, a digideiddiwyd data (FAST-16 potentiostat, Quainton, Nicholasville, KY). Sefydlogwyd ceryntau cefndir am 60 munud, yna rhoddwyd cyffuriau i'r hippocampus gan ddefnyddio capilari gwydr (diamedr blaen: 15 μm) ynghlwm wrth yr electrod. Mesurwyd rhyddhau ACh oherwydd dadbolariad trwy gymhwyso naill ai corbys byr o botasiwm (KCl 70 mM; 100 NL) neu NIC (1 mM sylfaen rhydd, tartrate nicotin; 100 NL) ar 2 i 10 psi bob 2 funud. Cafodd recordiadau eu gwrthbwyso ar gyfer y rhanbarth hippocampal (dorsal neu fentrol) a chyffuriau (potasiwm neu NIC). Mesurwyd amplitudes signal colin gan y newid mewn cerrynt ar y sianel wedi'i gorchuddio ag ensymau o gerrynt llinell sylfaen a'i drawsnewid yn gyfwerth μM o golin yn seiliedig ar raddnodi in vitro. Mabwysiadwyd hunan-gyfeirio i ddileu arteffactau trwy dynnu ceryntau o sianeli sentinel.29 Gwiriwyd lleoliad microelectrod trwy staenio Nissl ar adrannau hippocampal coronaidd (Ffigur S1). Defnyddiwyd cyfartaleddau o ddau ymateb fesul trin cyffuriau fesul anifail ar gyfer dadansoddiad ystadegol.
2.8 Dadansoddiad ystadegol
Perfformiwyd cymariaethau ystadegol gan ddefnyddio SPSS (IBM, Armonk, NY) neu GraphPad Prism (La Jolla, CA, UDA). Pennwyd allgleifion gan werthoedd 2 wyriad safonol uwchlaw'r cymedr. Os canfuwyd allanolyn, mae'r wybodaeth wedi'i chynnwys yn yr adran canlyniadau. Gosodwyd y maen prawf ar gyfer arwyddocâd yn=.05. Cynhaliwyd dadansoddiad ystadegol i ddechrau gan gynnwys rhyw fel ffactor ar gyfer yr holl arbrofion a oedd yn profi epil gwrywaidd a benywaidd. Cwympwyd dadansoddiadau ar draws rhyw pan na chanfuwyd rhyngweithiadau tair ffordd neu ddwy ffordd â rhyw (P > .05). Dadansoddwyd data yn ôl prawf-t, ANOVA 1-ffordd, neu 2-ffordd, fel y bo'n briodol. Dilynwyd effeithiau prif neu ryngweithio sylweddol gan gymariaethau post hoc LSD. Dilynwyd mesurau ailadroddus ANOVA gan gymhariaeth post hoc Bonferroni â chywiriad ar gyfer cymariaethau lluosog. Pe canfyddid amrywiannau anghyfartal, defnyddid prawf-t Welch am amrywiannau anghyfartal a thagrynnwyd graddau rhyddid.
2.9 ynysu RNA/DNA
Cafodd llygod F1 sy'n oedolion (8 wythnos oed; n=3 M a 3 F fesul grŵp) eu lladd trwy ddadleoliad ceg y groth. Roedd hippocampi yn cael eu rhannu'n gyflym yn ddognau fentrol a dorsal (mewn cymhareb 1:1), wedi'u cronni o'r ochr chwith a'r ochr dde, a fflach wedi'i rewi ar rew sych. Cafodd DNA ac RNA eu cyd-ynysu a'u puro gan ddefnyddio Pecyn Bach AllPrep DNA/RNA (Qiagen, Valencia, CA). Gwerthuswyd crynodiad ac ansawdd RNA a DNA gan ddefnyddio NanoDrop2000 (NanoDrop, Wilmington, DE) ac Agilent Bioanalyzer (Agilent, Santa Clara, CA). Ar gyfer echdyniadau RNA, isafswm Nifer Uniondeb RNA (RIN) oedd 8.5.
2.10 Dadansoddiad trawsgrifiadol trwy
Paratowyd llyfrgelloedd dilyniannu RNA gan Gyfleuster Craidd Genomeg Sefydliadau Huck y Gwyddorau Bywyd (Prifysgol Talaith Penn) ar gyfer darlleniadau un pen 150 bp gan ddefnyddio Pecyn Paratoi Llyfrgell mRNA Illumina TruSeq Stranded (Illumina, San Diego, CA) ac wedi'u dilyniannu ar yr Illumina HiSeq 2500 yn y modd rhediad cyflym (tri rhediad yn olynol gydag oddeutu 110 miliwn o ddarlleniadau fesul sampl). Gwiriwyd ansawdd ffeiliau FASTQ trwy FASTQC ac roedd ganddynt sgorau ansawdd cymedrig fesul darlleniad Phred o fwy na 30 (hy, gwall dilyniannu llai na 0.1 y cant). Cafodd ffeiliau FASTQ eu halinio â genom cyfeirio llygoden (mm10; Porwr Genom UCSC) gan ddefnyddio TopHat (v2.1.0)32 ar Galaxy Project33. Defnyddiwyd Cufflinks a Cuffmerge (v2.2.1.0)34 i gydosod trawsgrifiadau o ddarlleniadau wedi'u mapio ac uno ffeiliau trawsgrifio ar gyfer cydosod y trawsgrifiad terfynol. Cyfrifwyd gwerthoedd P wedi'u haddasu ar gyfer cyfradd darganfod ffug (FDR) ar gyfer mynegiant genynnau gwahaniaethol o samplau NIC-Sired a SAL-Sired gan ddefnyddio Cuffdiff (v2.2.1.3),34 gyda thoriad FDR safonol o 0.05.35 Adneuwyd setiau data Transcriptome i Omnibws Mynegiant Genynnau.
2.11 Dadansoddiad cyfoethogi
Dadansoddwyd genynnau a fynegwyd yn wahaniaethol gan ddefnyddio dadansoddiad llwybr dyfeisgarwch (IPA, a redir ym mis Rhagfyr 2018; www.qiagen.com/ingenuity; Qiagen, Redwood City, CA, USA)36 er mwyn datgelu cyfoethogiad posibl o rwydweithiau biolegol cysylltiadol. Roedd paramedrau rhedeg yn nodi uchafswm o 35 moleciwlau fesul rhwydwaith genynnau a dadansoddiad cyfyngedig i feinwe CNS mamalaidd neu linellau cell. Penderfynwyd ar arwyddocâd ystadegol ar gyfer cyfoethogi gan ddefnyddio union brawf Fisher cynffon dde wedi'i gywiro ar gyfer profion lluosog.
2.12 Dilyniant bisulfite wedi'i dargedu
Defnyddiwyd DNA wedi'i gyd-ynysu ag RNA (gweler Adran 2.9) ar gyfer dadansoddi methylation DNA. Nododd RNA-seq 952 a 162 o enynnau wedi'u mynegi'n wahaniaethol yn vHPC a DHCP, yn y drefn honno. Dewiswyd yr 101{23}} o enynnau unigryw o'r rhestrau cyfun hyn i'w cyfoethogi mewn bisulfite‐seq gan ddefnyddio System Cyfoethogi SeqCap Epi wedi'i theilwra (Roche, Pleasanton, CA, UDA; Tabl S1).38 Bisulfite wedi'i dargedu perfformiwyd dilyniannu yng Nghyfleuster Craidd Genomeg y Gwyddorau Bywyd Sefydliadau Penn State Huck. Adeiladwyd llyfrgelloedd gan ddefnyddio pecyn KAPA Hyper Prep (Kapa Biosystems, Wilmington, MA). Cafodd llyfrgelloedd wedi'u trosi'n sodiwm bisulfite eu chwyddo a'u cyfoethogi gan PCR ar gyfer rhanbarthau genomig dethol gan ddefnyddio set chwiliwr cipio wedi'i deilwra (SeqCap Epi Choice Probes; Roche, Pleasanton, CA, UDA). Cafodd DNA a ddaliwyd ei ddilyniannu ar yr Illumina HiSeq 2500 gan ddefnyddio darlleniadau pen pâr 100 nt. Gwiriwyd ansawdd ffeiliau FASTQ trwy FASTQC. Tynnwyd dilyniannau addaswyr Illumina a thorrwyd seiliau ansawdd isel gan ddefnyddio Trimmomatic.39 Perfformiwyd tocio sylfaen o ansawdd isel gydag ymagwedd ffenestr llithro, gan docio pan syrthiodd ansawdd cyfartalog o fewn ffenestr pedwar sylfaen o dan drothwy o 20, gyda isafswm hyd darllen o 35. Ar ôl tocio, roedd gan ffeiliau FASTQ sgorau ansawdd cymedrig fesul darlleniad Phred yn fwy na 30 (hy, llai na 0.1 y cant o wall dilyniannu). Mapiwyd darlleniadau wedi'u tocio i genom cyfeirnod y llygoden (mm10) gan ddefnyddio Bowtie240 a weithredwyd yn Bismark.41 Defnyddiwyd dyfyniad Methyl o fewn Bismark i echdynnu gwybodaeth methylation CpG ac i greu adroddiadau methylation. Defnyddiwyd MethylKit42 ar gyfer dadansoddi rhanbarthau methylated gwahaniaethol (DMRs). Crynhowyd statws methylation dros ffenestri nad ydynt yn gorgyffwrdd o 500 o barau sylfaen a pherfformiwyd dadansoddiad methylation gwahaniaethol, gyda FDR safonol o 0.05.35 Mae setiau data wedi'u hadneuo i Gene Expression Omnibws.
Mantais dyfyniad cistanche
3 CANLYNIAD
3.1 Mae nicotin tadol yn gwella cyflyru ofn cyd-destunol ac yn gwrthdroi gwelliant nicotin acíwt o gyflyru ofn cyd-destunol mewn llygod cenhedlaeth F1 a F2
Roedd llygod gwrywaidd a benywaidd NIC‐Sired a SAL‐Sired F1 wedi’u cyflyru ag ofn yn dilyn gweinyddiaeth SAL neu NIC acíwt (0.09 mg/kg ip, Ffigur 1A). Mae dadansoddiad cyflawn o'r llinell sylfaen, cyn-CS, a rhewi CS wedi'i gynnwys yn y Wybodaeth Ategol. Datgelodd ANOVA 3 ffordd o rewi cyd-destunol gyda thriniaeth tarw, triniaeth cyffuriau acíwt, a rhyw fel ffactorau ryngweithio sylweddol rhwng triniaeth cyffuriau aciwt × tarw (F(1,36)=32.75, P < .{{27="" }}01).="" oherwydd="" nad="" oedd="" unrhyw="" ryngweithio="" arwyddocaol="" rhwng="" rhyw="" a="" thad="" neu="" driniaeth="" gyffuriau="" acíwt,="" perfformiwyd="" anova="" dwy="" ffordd="" a="" gwympodd="" ar="" draws="" rhyw="" a="" datgelodd="" driniaeth="" hwrdd="" sylweddol="" ×="" rhyngweithiad="" triniaeth="" cyffuriau="" acíwt="" (f(1,40)="20.96" ,="" p="">< .001).="" roedd="" cymariaethau="" post="" hoc="" yn="" dangos="" bod="" llygod="" f1="" wedi'u="" trin="" â="" hallt="" nic-sired="" yn="" arddangos="" cyflyru="" ofn="" cyd-destunol="" estynedig="" o="" gymharu="" â="" llygod="" f1="" sal-sired="" wedi'u="" trin="" â="" hallt="" (t20="2.73," p="">< .05).="" yn="" unol="" â="" chanfyddiadau="" blaenorol,="" cynhyrchodd43="" nic="" acíwt="" ar="" 0.09="" mg/kg="" gyflyru="" ofn="" cyd-destunol="" gwell="" mewn="" llygod="" sal-sired="" (t22="2.99," p="">< .01).="" fodd="" bynnag,="" roedd="" nic="" acíwt="" ar="" 0.09="" mg/kg="" yn="" amharu="" ar="" gyflyru="" ofn="" cyd-destunol="" mewn="" llygod="" sy'n="" cynnwys="" nic="" (t18="3.36," p="">< .01).="" yn="" gyffredinol,="" roedd="" lefelau="" rhewi="" cyd-destun="" mewn="" llygod="" nic-sired="" nic="" yn="" debyg="" i'r="" rhai="" a="" welwyd="" mewn="" llygod="" sal-sired="" sal="" ar="" 0.09="" mg/kg="" (p=""> .05).
Yn ogystal, profwyd anifeiliaid gwrywaidd a benywaidd NIC- a SAL-Sired mewn sensitifrwydd sioc (Ffigur S2), drysfa uchel a mwy (EPM, Ffigur S3), maes agored, a pharadeimau adnabod gwrthrychau newydd (Ffigur S4, gweler Gwybodaeth Ategol am ddulliau llawn a chanlyniadau). Ac eithrio menywod NIC-Sired yn EPM (a ddangosodd ymddygiadau tebyg i bryder cynyddol) ac anifeiliaid NIC-Sired mewn sensitifrwydd sioc (a ddangosodd adweithedd lleisiol is i sioc, na fyddai'n drysu'r ffenoteip aml-genhedlaeth dysgu ofn uwch), dim gwahaniaethau eu canfod rhwng llygod NIC- a SAL-Sired.
FFIGUR 1 Mae nicotin tadol yn gwella cyflyru ofn cyd-destunol ac yn gwanhau gwelliant nicotin acíwt o gyflyru ofn. Roedd rhewi cyd-destunol yn sylweddol uwch yn NIC-Sired a SAL o gymharu â rheolaethau SAL-Sired a SAL. Nicotin acíwt ar 0.09 mg/kg gwella cyflyru ofn cyd-destunol mewn SAL-Sired ond lleihau'n sylweddol gyflyru ofn cyd-destunol mewn anifeiliaid NIC-Sired (n=10-12 fesul grŵp). B, Roedd rhewi cyd-destunol yn sylweddol uwch mewn NIC-grandsire a SAL o gymharu â rheolaethau SAL-grandsire a SAL (n=9-11 fesul grŵp). Mae bariau gwall yn dynodi gwall safonol y cymedr (SEM), *P <>
Er mwyn penderfynu a oedd cyflyru ofn cyd-destunol diffygiol yn parhau i'r genhedlaeth nesaf (F2), cafodd llygod F2 gwrywaidd a benywaidd NIC-grandire a SAL-wyres eu bridio o lygod gwrywaidd F1 naïf. Mae dadansoddiad cyflawn o'r llinell sylfaen, cyn-CS, a rhewi CS wedi'i gynnwys yn y Wybodaeth Ategol. Perfformiwyd ANOVA 3 ffordd o rewi cyd-destunol gyda thriniaeth grandsire, triniaeth cyffuriau acíwt, a rhyw fel ffactorau annibynnol (Ffigur 1B). Oherwydd nad oedd unrhyw ryngweithio arwyddocaol rhwng rhyw a thaw na thriniaeth cyffuriau acíwt, perfformiwyd ANOVA dwy ffordd wedi cwympo ar draws rhyw. Canfuwyd prif effaith sylweddol tarw (F(1,37)=9.88, P < .01),="" a="" dangosodd="" cymariaethau="" post="" hoc="" fod="" llygod="" nic-mawredd="" yn="" arddangos="" cyflyru="" ofn="" cyd-destunol="" estynedig="" o="" gymharu="" gyda="" llygod="" mawreddog="" sal="" (t39="3.04," p="">< 0.01).="" yn="" ogystal,="" roedd="" llygod="" mawr="" sal="" a="" gafodd="" nic="" acíwt="" wedi="" gwella="" cyflyru="" ofn="" cyd-destunol="" (t19="2.41," p="0.026)" ond="" ni="" wnaeth="" nic="" acíwt="" wella="" cyflyru="" ofn="" cyd-destunol="" mewn="" llygod="" mawreddog="">
FFIGUR 2 Mae nicotin tadol yn gwella cyflyru ofn ac adferiad cof ofn yn ddigymell. I archwilio effeithiau nenfwd posibl yn ystod profion ciwio, derbyniodd carfan ar wahân o lygod F1 yr un hyfforddiant gyda dim ond un paru CS-US. Ychwanegwyd at gyflyru ofn cyd-destunol a ciwio mewn llygod NIC-Sired o gymharu â llygod SAL-Sired a hyfforddwyd gydag 1 paru CS-UD (n=8-10 fesul grŵp). B, ni effeithiodd amlygiad nicotin tadol ar ddiflaniad ofn cyd-destunol ond gwellodd adferiad cof ofn yn ddigymell 7 diwrnod yn dilyn y sesiwn difodiant olaf (n=8-10 y grŵp). Mae bariau gwall yn dynodi gwall safonol y cymedr (SEM), *P <>
3.2 Mae nicotin tadol yn gwella cyflyru ofn ciwio mewn llygod cenhedlaeth F1
Er mwyn archwilio a oedd effaith nenfwd yn atal canfod gwahaniaethau grŵp ar gyfer cyflyru ofn ciwio (gweler Gwybodaeth Ategol), hyfforddwyd grŵp ar wahân o lygod F1 gydag un paru CS-US. Yn y garfan hon, canfuwyd gwelliant mewn cyflyru ofn cyd-destunol (t7=3.21, P < .05)="" yn="" ogystal="" â="" chyflyru="" ofn="" ciwio="" mewn="" llygod="" nic‐sired="" (t6="2.41," p="">< .="" 05;="" ffigur="">
3.3 Mae nicotin tadol yn gwella adferiad digymell cof ofn cyd-destunol mewn llygod cenhedlaeth F1
Yn dilyn hynny, profwyd y garfan o lygod F1 a gafodd un paru CS-US am ddifodiant ac adferiad digymell o gof ofn cyd-destunol. Roedd llygod F1 NIC-Sired yn dangos diflaniad ofn arferol ond yn dangos adferiad digymell gwell o gof ofn cyd-destunol o gymharu â llygod SAL-Sired (t7=3.38, P < 0.05;="" ffigur="">
3.4 Mae nicotin tadol yn lleihau hunan-weinyddiad nicotin
Cyn hyfforddi ar gyfer hunan-weinyddu nicotin, dadansoddwyd y pynciau am eu gallu i ddysgu tasg gweithredwr i gael gwobr bwyd, ac ni welwyd unrhyw wahaniaethau (Gwybodaeth ategol, Ffigur S5). I brofi effeithiau posibl datguddiad nicotin hwrdd ar atgyfnerthiad nicotin mewn epil F1, aseswyd caffael hunan-weinyddiad nicotin IV (0.03 mg/kg/trwythiad) mewn ANOVA dyluniad cymysg 2-ffordd, a nododd prif effaith sesiwn (F(7,119)=13.60, P < .001)="" a="" sesiwn="" ×="" rhyngweithiad="" triniaeth="" hwrdd="" (f(7,119)="5.00," p="">< .001).="" fodd="" bynnag,="" ni="" ddatgelodd="" profion="" post="" hoc="" unrhyw="" wahaniaethau="" ystadegol="" arwyddocaol="" rhwng="" y="" grwpiau="" ar="" bob="" un="" o'r="" wyth="" sesiwn="" caffael="" (ffigur="" 3a).="" yna="" dadansoddwyd="" nifer="" y="" gweisg="" liferi="" gweithredol="" ac="" anactif="" i="" benderfynu="" a="" oedd="" y="" grwpiau'n="" cynnal="" ffafriaeth="" ar="" draws="" y="" sesiwn="" ar="" gyfer="" y="" lifer="" gweithredol="" yn="" ystod="" caffael="" (ffigur="" 3b),="" a="" nododd="" brif="" effaith="" y="" sesiwn="" (f(7,238)="" {{20}="" }.18,="" p="">< .001)="" a="" sesiwn="" ×="" rhyngweithio="" triniaeth="" hwrdd="" (f(21,238)="11.40," p="">< .001).="" datgelodd="" dadansoddiad="" post="" hoc="" fod="" y="" grwpiau'n="" wahanol="" ar="" ddiwrnod="" cyntaf="" hunan-weinyddu="" nicotin.="" roedd="" y="" grŵp="" nic‐sired="" yn="" dangos="" mwy="" o="" bwyso="" lifer="" gweithredol="" o="" gymharu="" â="" grŵp="" sal‐sired.="" gall="" yr="" effaith="" hon="" naill="" ai="" gynrychioli="" lefel="" uwch="" o="" ymddygiad="" ceisio="" cyffuriau="" ar="" ddiwrnod="" cyntaf="" yr="" amlygiad,="" dyfalbarhad="" o="" ymateb="" am="" wobr="" bwyd="" a="" neu="" lai="" o="" hyblygrwydd="" gwybyddol="" wrth="" drosglwyddo="" ymateb="" o="" fwyd="" i="" gyffuriau.="" fodd="" bynnag,="" ni="" pharhaodd="" y="" gwahaniaeth="" hwn="" ar="" draws="" sesiynau="" pellach.="" roedd="" llygod="" sal-sired="" yn="" dangos="" ffafriaeth="" ystadegol="" arwyddocaol="" gyson="" ar="" gyfer="" y="" lifer="" gweithredol="" dros="" eu="" lifer="" anactif="" (post="" hoc="" p="">< .01),="" ond="" ni="" ddangosodd="" llygod="" nic‐sired="" y="" dewis="" parhaus="" hwn="" ar="" gyfer="" sesiynau="" 3="" i="">
FFIGUR 3 Mae nicotin tadol yn lleihau hunan-weinyddiad nicotin. Nid oedd gwahaniaeth yng nghyfanswm nifer y arllwysiadau a enillwyd ar gyfer pob sesiwn yn ystod y cyfnod caffael ar y 0 gan lygod gwrywaidd NIC‐ a SAL‐SAL (n=9‐10 fesul grŵp) .03 mg/kg/dos trwyth. B, Yn ystod caffael, roedd nifer y gweisg liferi gweithredol ac anactif yn sylweddol wahanol ar y sesiwn gyntaf, gyda llygod NIC-Sired nicotine yn arddangos nifer fwy o weisg liferi gweithredol o gymharu â llygod SAL-Sired. Fodd bynnag, ar draws sesiynau dilynol, gostyngodd llygod NIC‐Sired ymateb, gan arwain at unrhyw wahaniaethau sylweddol rhwng eu nifer gweithredol ac anactif o wasgiau liferi ar draws sesiynau 3 i 8. Mewn cyferbyniad, dangosodd anifeiliaid SAL‐Sired ffafriaeth ystadegol arwyddocaol gyson ar gyfer y lifer gweithredol dros eu lifer anactif. C, Nid oedd nifer cymedrig y arllwysiadau nicotin ar draws y tair sesiwn caffael ddiwethaf yn wahanol iawn rhwng llygod NIC- a SAL-Sired. D, Ar ddogn cymedrol o 0.1 mg / kg / trwyth, roedd llygod NIC-Sired yn hunan-weinyddu nifer sylweddol is o arllwysiadau nicotin. E, Datgelodd asesiad deori chwant gynnydd sylweddol mewn ymateb ar y lifer a oedd yn weithredol yn flaenorol ar ôl 21 diwrnod o ymatal yn unig ar gyfer llygod SAL-Sired. Mae bariau gwall yn dynodi gwall safonol y cymedr (SEM), *P <>
Er mwyn archwilio ymhellach wahaniaethau grŵp posibl wrth reoli am amrywioldeb yn ystod cyfnod cychwynnol y caffaeliad, archwiliwyd y nifer cymedrig o arllwysiadau nicotin ar gyfer y tair sesiwn ddiwethaf, adeg pan ddangosodd y pynciau ymatebion mwy cyson ar gyfer nicotin (Ffigur 3C). Nid oedd gwahaniaeth arwyddocaol rhwng y grwpiau o ran nifer cymedrig y arllwysiadau nicotin (P > .05). Wedi hynny, trosglwyddwyd y llygod i ddogn 0.1 mg/kg/trwythiad o nicotin, y dangoswyd yn flaenorol ei fod yn cael ei ffafrio mewn llygod oedolion C57BL6/J.44 Ar y dos hwn, roedd llygod NIC-Sired yn hunan-weinyddu nifer is o arllwysiadau (t{). {7}}.20, P < .05;="" ffigur="" 3d).="" ar="" gyfer="" deori="" ymddygiad="" chwantus,="" a="" ystyrir="" yn="" fesur="" o="" gynnydd="" yn="" y="" chwilio="" am="" gyffuriau="" yn="" ystod="" ymataliad,="" nododd="" anova="" dyluniad="" cymysg="" 2="" ffordd="" gyda="" thriniaeth="" sesiwn="" a="" thad="" brif="" effaith="" y="" sesiwn="" (f(1,17)="" {{16}="" }.90,="" p="">< .001).="" er="" bod="" anifeiliaid="" sal-sired="" yn="" arddangos="" effaith="" deori="" gyda="" mwy="" o="" ymatebion="" ar="" ddiwrnod="" 21="" o="" ymatal="" o'i="" gymharu="" â="" diwrnod="" 1,="" nid="" oedd="" llygod="" nic-sired="" yn="" dangos="" cynnydd="" mewn="" ymddygiad="" ceisio="" nicotin="" (p=""><>
3.5 Mae amlygiad i nicotin gan dad yn newid rhwymiad a gweithrediad colinergig hippocampal
Cafodd rhwymiad NAChR heteromerig hippocampal affinedd uchel ei uwchreoleiddio mewn llygod NIC‐Sired F1 (t28=2.14, P < .05;="" sal‐sired="1.21" ±="" {{10}="" }.043,="" nic‐sired="1.34" ±="" 0.044).="" cafodd="" un="" pwnc="" (nic-sired)="" ei="" ddileu="" oherwydd="" bod="" gwerthoedd="" rhwymo="" dau="" wyriad="" safonol="" uwchlaw'r="">
Aseswyd recordiadau amperometrig o gerrynt ACh sy'n deillio o botasiwm a nicotin yn F1 dHPC a vHPC. Oherwydd meintiau sampl anwastad fesul rhyw, ni chafodd rhyw ei gynnwys fel ffactor rhagarweiniol yn y dadansoddiadau hyn. Nid oedd signalau colinergig dadbolareiddio KCl yn wahanol rhwng llygod SAL‐ a NIC-Sired mewn dHPC (P > .05; Ffigur 4A); fodd bynnag, arweiniodd defnydd nicotin lleol at ostyngiad sylweddol mewn osgledau signal colinergig mewn llygod NIC-Sired (t8=2.33, P < .05;="" ffigur="" 4c).="" yn="" vhpc,="" gostyngwyd="" rhyddhau="" ach="" mewn="" llygod="" nic‐sired="" ar="" ôl="" cymhwyso="" kcl="" (t8="2.60," p="">< .05;="" ffigur="" 4b)="" neu="" nicotin="" (t8="2.98," p="">< .05="" ;="" ffigur="">
FFIGUR 4 Mae nicotin tadol yn lleihau signalau colinergig yn yr hipocampws. Arwyddion colin poblogaeth dHPC a atgyfnerthir gan ddadbolariad terfynell a achosir gan KCl. Ni chanfuwyd unrhyw wahaniaethau arwyddocaol rhwng anifeiliaid NIC‐ a SAL‐Sired (n=5 fesul grŵp). B, gostyngwyd signalau colin poblogaeth vHPC a ysgogwyd gan ddadbolariad terfynell a achosir gan KCl mewn llygod NIC-Sired. C, Gostyngwyd signalau colin dHPC poblogaeth a ysgogwyd gan nicotin mewn llygod NIC-Sired. D, Gostyngwyd signalau colin vHPC poblogaeth a ysgogwyd gan nicotin mewn llygod NIC-Sired. Ni welwyd unrhyw effeithiau rhyw ar signalau colinergig. Mae bariau gwall yn dynodi gwall safonol y cymedr (SEM), *P <>
3.6 Mae amlygiad i nicotin gan y tad yn newid mynegiant genynnau hippocampal dorsal a fentrol yn wahanol
Datgelodd dadansoddiad trawsgrifiad hippocampal F1 trwy ddilyniant RNA 952 o enynnau wedi'u mynegi'n wahaniaethol mewn vHPC (FDR=0.05; Tabl S2). O'r genynnau hyn, dadreoleiddiwyd 612 a chafodd 340 eu huwchreoleiddio mewn llygod NIC-Sired. Yn dHPC, dim ond 162 o enynnau a fynegwyd yn wahaniaethol mewn llygod NIC-Sired o gymharu â llygod SAL-Sired (FDR=0.05). O'r 162 o enynnau hyn, cafodd 86 eu hisreoleiddio a chafodd 76 eu huwchreoleiddio. Roedd cant a thri o enynnau gyda mynegiant genynnau wedi'u newid yn gorgyffwrdd rhwng vHPC a dHPC.
3.7 Mae amlygiad i nicotin gan dad yn newid llwybrau trawsgrifio sy'n ymwneud â datblygu'r system nerfol
Yn vHPC, nododd dadansoddiad IPA y rhwydwaith uchaf "Clefyd Niwrolegol, Anafiadau Organig ac Annormaleddau, Marwolaeth Cell a Goroesiad" (sgôr=41, Tabl S3) a'r ail rwydwaith uchaf "Datblygiad a Swyddogaeth System Nerfol, Morffoleg Meinwe, Niwrolegol Clefyd" (sgôr=23). Y pum categori Swyddogaethau Moleciwlaidd a Cellog uchaf oedd: "Morffoleg Cell" (88 moleciwl), "Cynulliad a Threfniadaeth Cellog" (79 moleciwl), "Datblygiad Cellog" (96 moleciwl), "Gweithrediad a Chynnal a Chadw Cellog" (79 moleciwl), a "Twf Cellog ac Amlhad" (87 moleciwl). Datblygiad a Swyddogaeth y System Ffisiolegol uchaf oedd "Datblygu a Swyddogaeth System Nerfol" (175 moleciwlau), ac mae rhai o'r Swyddogaethau Clefydau ac Anhwylderau gorau yn cynnwys "Clefyd Niwrolegol" (ail, moleciwlau 191) ac "Anhwylderau Seicolegol" (pedwerydd, 90 moleciwlau). ) (Tabl S4).
Yn ychwanegol at ganlyniadau'r IPA, darparodd dadansoddiad cyfoethogi gan ddefnyddio Enrichr dystiolaeth bellach ar gyfer newidiadau mewn twf a datblygiad cellog yn vHPC, gyda thermau biolegol uchaf GO yn cynnwys "RNA splicing," "ymateb i brotein heb ei blygu," a "rheoliad twf celloedd" a " sefydlogi protein" (Tabl S5). Yn gyfatebol, nodwyd "cymhleth spliceosomal" fel term cellog GO uchaf. Roedd dadansoddiad llwybr KEGG trwy Enrichr hefyd yn tynnu sylw at weithrediad sbliseosome a signalau MAPK fel llwybrau a allai gael eu heffeithio.
Er gwaethaf rhestr lawer byrrach o enynnau wedi’u mynegi’n wahaniaethol mewn dHPC o gymharu â vHPC, nodwyd llwybrau a thermau tebyg wedi’u cyfoethogi gan dHPC (Tablau S3 ac S4). Nododd dadansoddiad yr IPA y rhwydwaith uchaf "Ymddygiad, Clefyd Niwrolegol, Anafiadau Organig ac Annormaleddau" (sgôr=24) a'r ail rwydwaith uchaf "Clefyd Niwrolegol, Anafiadau Organig ac Annormaleddau, ac Anhwylderau Seicolegol (sgôr=20) .
Y pum categori Swyddogaethau Moleciwlaidd a Cellog uchaf yn dHPC oedd "Datblygiad Cellog" (29 moleciwl), "Twf Cellog a Amlhad" (29 moleciwl), "Morffoleg Cell" (27 moleciwl), "Cynulliad Cellog a Threfniadaeth" (23 moleciwlau) , a "Swyddogaeth a Chynnal a Chadw Cellog" (25 moleciwl). Nodwyd "Datblygiad a Swyddogaeth System Nerfol" unwaith eto fel term sydd wedi'i gyfoethogi orau o dan y dosbarthiad Datblygu System Ffisiolegol a Swyddogaeth (ail, 44 moleciwl). Roedd y termau a gyfoethogwyd uchaf o dan y dosbarthiad Swyddogaeth Clefydau ac Anhwylderau yn cynnwys "Clefyd Niwrolegol" (1af, 51 moleciwlau), ac "Anhwylderau Seicolegol" (pumed, 31 moleciwlau). Nododd dadansoddiad cyfoethogi gan ddefnyddio Enrichr nifer o dermau biolegol GO gwahanol ar gyfer dHPC o'i gymharu â vHPC, gan gynnwys "rheoleiddio marwolaeth niwronau" a "datblygiad yr ymennydd" (Tabl S5), sy'n ategu swyddogaeth moleciwlaidd a cellog yr IPA "Marwolaeth Cell a Goroesi."
Er mwyn archwilio ymhellach rôl swyddogaethol trawsgrifiadau a fynegwyd yn wahaniaethol sy'n gorgyffwrdd rhwng y dHPC a vHPC, gwerthuswyd genynnau a fynegwyd yn wahaniaethol sy'n gyffredin i'r ddau ranbarth (cyfanswm o 103). Roedd trawsgrifiadau gorgyffwrdd a fynegwyd yn wahaniaethol rhwng y ddau ranbarth i gyd wedi'u hisreoleiddio neu eu huwchreoleiddio i'r un cyfeiriad, gan awgrymu newidiadau cyffredin mewn llwybrau trawsgrifio ar draws rhanbarthau'r ymennydd mewn llygod sy'n derbyn NIC. Y pum categori Swyddogaethau Moleciwlaidd a Cellog uchaf a nodwyd gan yr IPA oedd "Marwolaeth a Goroesiad Celloedd" (17 moleciwl), "Symudiad Cellog" (10 moleciwl), "Arwyddion a Rhyngweithio Cell-i-Gell" (17 moleciwl), "Twf Cellog" ac Amlhad" (18 moleciwl), a "Morffoleg Cell" (17 moleciwl) (Tabl S4)
Yn dilyn hynny, dadansoddwyd genynnau a fynegwyd yn wahaniaethol sy'n unigryw i dHPC a vHPC ar wahân yn IPA er mwyn profi am addasiadau niwrobiolegol dargyfeiriol rhwng y ddau ranbarth (Tabl S6). Nid oedd unrhyw lwybrau canonaidd cyfoethog yn gorgyffwrdd rhwng y dadansoddiadau dHPC unigryw vHPC unigryw. Ymhlith y llwybrau canonaidd cyfoethog iawn sy'n unigryw i vHPC (cyfanswm o 44) roedd "Arwyddion Calsiwm" a "Sylwadau derbynnydd Glucocorticoid," tra bod llwybrau canonaidd uchaf dHPC (cyfanswm o wyth) yn cynnwys "Metaboledd Hormon Thyroid" a "Arwyddion Apoptosis Cyfryngol asid Retinoic." Roedd clefydau a swyddogaethau cyfoethog sy'n unigryw i vHPC (cyfanswm o 295) yn cynnwys "Ffurfio Horn Amon [Hippocampus]" a "Maint o Allwthiadau Cellog" tra bod termau clefydau a swyddogaethau cyfoethogi unigryw dHPC (cyfanswm o 111) yn cynnwys "Llid mater gwyn" a "Demyelination ."
3.8 Mae amlygiad i nicotin gan dad yn newid methylation DNA hippocampal
Perfformiwyd dadansoddiad methylation DNA wedi'i dargedu i benderfynu a oedd methylation DNA wedi'i newid mewn rhanbarthau rheoleiddio cyfatebol yn cyfrif am y mynegiant genynnau gwahaniaethol yn epil NIC-Sired F1. Roedd y targedau'n cynnwys 1114 o enynnau wedi'u mynegi'n wahaniaethol a nodwyd naill ai yn dHPC neu vHPC. Yn vHPC, canfuwyd 11 rhanbarth methylated gwahaniaethol (DMRs), gydag wyth yn dangos cynnydd methylation a thri yn dangos methylation gostyngol (Tabl 1). O'r 11 DMR, roedd 10 wedi'u lleoli mewn rhanbarthau sy'n gysylltiedig â genyn a oedd yn arddangos mynegiant wedi'i newid yn vHPC. Yn y dHPC, canfuwyd 30 DMRs, gyda 15 yn dangos mwy o methylation a 15 yn dangos methylation gostyngol. O'r 30 DMR, roedd 29 wedi'u lleoli mewn rhanbarthau sy'n gysylltiedig â genyn a oedd yn arddangos mynegiant wedi'i newid yn dHPC.
Benefit o echinacoside cistanche
4 TRAFODAETH
Mae dealltwriaeth gynyddol o brosesau epigenetig ar y cyd â data diweddar, gan gynnwys y canfyddiadau presennol, wedi herio'r ddealltwriaeth draddodiadol o etifeddiaeth. Gall ffactorau y tu hwnt i genoteip yn unig bennu ffenoteipiau mewn cenedlaethau dilynol, ac efallai na fydd datguddiadau o fewn cenhedlaeth yn cael eu hatafaelu oddi wrth epil. Mae'r astudiaeth bresennol yn awgrymu y gall effeithiau niweidiol dod i gysylltiad â nicotin fynd y tu hwnt i amlygiad unigol ac effeithio ar genedlaethau dilynol. Fe wnaethom nodi effeithiau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth amlygiad nicotin tadol rhag cenhedlu mewn llygod C57BL/6J ar gyflyru ofn Pavlovaidd, gan arwain at atgofion ofn cryfach yn epil F1 ac F2. Arweiniodd amlygiad i nicotin gan dad hefyd at lai o hunan-weinyddu nicotin ac ymddygiadau sy'n gysylltiedig ag atglafychiad gwanedig, gan awgrymu ymateb mwy gwrthun i nicotin. I gefnogi'r gwahaniaethau ymddygiad hyn, sylwyd ar newidiadau aml-genhedlaeth mewn swyddogaeth colinergig hippocampal a phrosesau epigenetig. Gyda'i gilydd, mae'r canlyniadau hyn yn tynnu sylw at newidiadau yn swyddogaeth y system nerfol yn epil llygod sy'n agored i nicotin gan arwain at newid ffenoteipiau ymddygiadol.
Roedd epil F1 a F2 llygod gwrywaidd a oedd yn agored i nicotin yn arddangos gwell cyflyru ofn cyd-destunol a ciwio. Er nad oes unrhyw wahaniaethau mewn difodiant ofn cyd-destunol rhwng llygod NIC- a SAL-Sired F1, dangosodd llygod NIC-Sired adferiad gwell yn ddigymell o atgofion ofn cyd-destunol. Yn bwysig, ni ddarganfuwyd unrhyw wahaniaethau mewn sensitifrwydd sioc rhwng llygod NIC- a SAL-Sired a allai gyfrif am fwy o gyflyru ofn. Gall gwell cyflyru ofn awgrymu gwelliant cyffredinol mewn prosesau dysgu yn hytrach na modiwleiddio prosesau sy'n fwy penodol i ofn dysgu. Fodd bynnag, ni welwyd unrhyw newidiadau mewn adnabyddiaeth gwrthrychau newydd, hyfforddiant bwyd gweithredwyr, nac ymsymudiad maes agored mewn llygod NIC-Sired, er y nodwyd effaith rhyw-benodol o amser braich agored EPM uwch mewn llygod benywaidd NIC-Sired. Er nad yw hyn yn diystyru addasiadau posibl i systemau dysgu eraill neu brosesau gwybyddol, mae’r canfyddiadau hyn gyda’i gilydd yn awgrymu y gallai dysgu ofn fod yn fwy sensitif i effeithiau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth amlygiad i nicotin tadol. Ar ben hynny, mae'r canfyddiadau hyn yn awgrymu swyddogaeth colinergig newidiol mewn anifeiliaid NIC-Sired. Mae nicotin yn modiwleiddio cyflyru ofn cyd-destunol. Tra bod nicotin acíwt yn gwella cyflyru ofn cyd-destunol,15,45 mae tynnu'n ôl o nicotin cronig yn amharu ar gyflyru ofn cyd-destunol.16,21 Yn yr astudiaeth bresennol, roedd nicotin acíwt yn gwella cyflyru ofn cyd-destunol mewn llygod F1 a F2 o lygod wedi'u trin â hallt. Mewn cyferbyniad, roedd cyflyru ofn cyd-destunol acíwt yn tarfu ar nicotin mewn llygod NIC-Sired ac ni chafodd unrhyw effaith mewn llygod mawreddog NIC, a allai dynnu sylw at weithrediad colinergig newidiol yn yr hippocampus.
Mae effeithiau amlygiad nicotin tadol ar hunan-weinyddu nicotin dilynol yn y genhedlaeth F1 hefyd yn tynnu sylw at amharu ar swyddogaeth colinergig. Yn ystod caffael hunan-weinyddu nicotin IV ar y dos isaf, nid oedd gwahaniaeth rhwng y grwpiau yn nifer y arllwysiadau nicotin, er bod cynnydd yn nifer y gweisg liferi gweithredol wedi'i ganfod yn y grŵp NIC-Sired. Mae hyn yn awgrymu y gallai llygod NIC-Sired fod wedi dangos dyfalbarhad wrth ymateb am wobr bwyd a / neu lai o hyblygrwydd gwybyddol wrth drosglwyddo ymateb o fwyd i gyffuriau. Fodd bynnag, mae'n werth nodi hefyd nad oedd y grwpiau'n wahanol ar ddiwrnod 1 o ddeori chwant, sy'n cynrychioli sesiwn difodiant (ee, dim arllwysiadau nicotin yn ystod sesiwn), ac felly, mae'n ymddangos bod yr effaith hon yn bresennol pan fydd atgyfnerthwyr. newid ond nid yn absenoldeb atgyfnerthwr yn ystod sesiwn difodiant. Roedd y llygod NIC-Sired hefyd yn dangos hunan-weinyddiad nicotin gostyngol ar y dos cymedrol, sy'n cyd-fynd â gwaith diweddar yn nodi gostyngiadau mewn alcohol, cocên, a gweinyddu opioid sy'n gysylltiedig ag alcohol rhieni, cocên, ac amlygiad morffin (ee Vassoler et al,46 fel). adolygu yn Goldberg a Gould47). Gellir priodoli'r gostyngiad a arsylwyd mewn hunan-weinyddu nicotin naill ai i lai o sensitifrwydd i effeithiau gwerth chweil nicotin a / neu fwy o sensitifrwydd i effeithiau andwyol nicotin. Yn wir, roedd y grwpiau'n amrywio yn ôl y dos nicotin cymedrol ond nid y dos nicotin is, sy'n cefnogi'r syniad o ymateb anffafriol cynyddol gyda'r dos uwch. Yn ddiddorol, canfuom hefyd ddiffyg deori chwant ar ddiwrnod 21 mewn llygod NIC-Sired yn dilyn hunan-weinyddu ar y dos cymedrol, gan awgrymu y gallai llai o ymddygiadau ceisio nicotin fod yn gysylltiedig â chof sy'n gysylltiedig ag atgasedd ar gyfer nicotin. Er y gallai swbstradau niwral amrywiol fod yn sail i'r effeithiau hyn ar gymeriant nicotin ac ymateb sy'n gysylltiedig ag atglafychiad, canfu astudiaeth ddiweddar fod gostyngiad o methyltransferase DNA yn rhanbarth CA1 hippocampal wedi lleihau hunan-weinyddiad morffin.48 Mae'r canfyddiad hwn, ynghyd â swyddogaeth hysbys swyddogaeth hippocampal colinergig yn prosesau dysgu a chof, yn cefnogi ymhellach y syniad o darfu ar brosesu nicotin-gyfryngol yn hipocampws llygod NIC-Sired.
Ar y llinellau hyn, roedd llygod NIC-Sired yn arddangos mwy o rwymo NAChR affinedd uchel hippocampal. Canfuom hefyd ostyngiadau mewn rhyddhau ACh a achosir gan botasiwm mewn vHPC yn ogystal ag mewn rhyddhau ACh a achosir gan nicotin yn dHPC a vHPC anifeiliaid NIC-Sired. Mae newidiadau mewn rhyddhau ACh a achosir gan ddadbolaru yn adlewyrchu swyddogaeth colinergig wedi'i newid i lawr yr afon o rwymo derbynyddion, tra bod newidiadau mewn rhyddhau ACh a achosir gan nicotin yn adlewyrchu swyddogaeth NAChR wedi'i newid. Mae'r data hyn yn unol â chanfyddiadau blaenorol rhwymiad NAChR affinedd uchel wedi'i uwchreoleiddio yn dilyn llai o weithrediad NAChR.49 Oherwydd bod rhyddhau ACh wedi'i ddwyn i gof â photasiwm a nicotin wedi'i newid yn y vHPC o lygod NIC-Sired, gall vHPC fod yn fwy sensitif i effeithiau aml-genhedlaeth amlygiad i nicotin gan dad. Mae'n hysbys bod DHPC yn modiwleiddio cyflyru ofn cyd-destunol.31,50 Mae atal vHPC yn tarfu ar gyflwr ofn ciwio a chyd-destunol ing51,52 ac mae briwiau colinergig vHPC yn amharu ar gyflyru ofn ciwio.53
Cistanche perlysiau
Rydym hefyd wedi dangos bod trwyth nicotin uniongyrchol i dHPC yn gwella cyflyru ofn cyd-destunol tra bod trwyth i vHPC yn amharu ar gyflyru ofn cyd-destunol.15 Gall vHPC hefyd fodiwleiddio adferiad digymell o atgofion ofn cyd-destunol, wrth i anactifadu cylchedwaith vHPC-rhagarweiniol leihau adferiad digymell o atgofion ofn cyd-destunol. 54 Er y gallai amlygiad i nicotin y tad hefyd effeithio ar ranbarthau eraill yr ymennydd sy'n ymwneud â chyflyru ofn, fel yr amygdala,55, mae'r canfyddiadau hyn ynghyd â'r data presennol yn awgrymu y gallai newidiadau mewn swyddogaeth vHPC fod yn gyfrifol am newid cyflyru ofn mewn llygod NIC-Sired. . Tybiwyd gennym y gallai effeithiau aml-genhedlaeth amlygiad nicotin tadol fod yn gysylltiedig â newidiadau mewn effeithyddion trawsgrifio sy'n gweithredu i fyny'r afon o'r systemau niwral hyn. Nododd dilyniant trawsgrifio genom-eang mewn vHPC a dHPC o lygod cenhedlaeth F1 1114 o enynnau a fynegwyd yn wahaniaethol rhwng llygod NIC- a SAL-Sired. Roedd y gwahaniaeth hwn yn fwy yn vHPC (952) yn erbyn dHPC (162), yn unol â'r newid mwy yn vHPC o'i gymharu â swyddogaeth cholinergig dHPC a newidiadau i gyflyru ofn cyd-destunol a ciwio. Awgrymodd dadansoddiad llwybrau dilynol newidiadau eang i lwybrau trawsgrifio sy'n gysylltiedig â signalau glucocorticoid a datblygiad niwral / plastigrwydd yn y ddau ranbarth hippocampal.
Er mwyn nodi addasiadau posibl sy'n benodol i vHPC, cynhaliwyd dadansoddiad llwybr gan ddefnyddio trawsgrifiadau penodol yn unig i'r naill is-ranbarth hippocampal neu'r llall. Nid oedd unrhyw lwybrau canonaidd cyfoethog IPA yn gorgyffwrdd rhwng y vHPC a dHPC, sy'n isranbarthau swyddogaethol amlwg o'r hippocampus.31 Pan dynnwyd genynnau a oedd yn gorgyffwrdd rhwng dHPC a vHPC, roedd llwybrau canonaidd cyfoethog iawn sy'n unigryw i vHPC yn cynnwys "Glucocorticoid Receptor Signaling," sy'n awgrymu rhywbeth unigryw. , newid ychwanegol i weithrediad glucocorticoid yn y rhanbarth hwn o gymharu â dHPC. Gyda'r nod o nodi rheolyddion epigenetig i fyny'r afon a allai weithredu ar fynegiant genynnau, gwnaethom gyflawni dilyniant methylation DNA wedi'i dargedu gan ddefnyddio'r rhestr a luniwyd o enynnau a fynegwyd yn wahaniaethol dHPC a vHPC a nodwyd o ddilyniant RNA. Yn syndod, dim ond 11 DMR a welsom mewn vHPC a 30 DMR mewn dHPC rhwng anifeiliaid NIC- a SAL-Sired. Er bod hyn yn annisgwyl o ystyried y nifer llawer uwch o drawsgrifiadau a fynegir yn wahaniaethol yn vHPC, dim ond un o nifer o ffactorau rheoleiddiol a all effeithio ar fynegiant genynnau yw methylation DNA ac nid yw methylation DNA yn trosi'n gyson fynegiant genynnau wedi'i newid.56 O'r 11 vHPC DMR, saith arddangos patrymau methylation sy'n gyson â chyfeiriad trawsgrifio gwahaniaethol (llai o drawsgrifio gyda mwy o methylation DNA a mwy o drawsgrifio gyda llai o methylation). Roedd genynnau methyl gwahaniaethol yn y vHPC yn cynnwys Fkbp5, Ksr1, a Pnpla2. Yn ddiddorol, amharwyd ar drawsgrifiad Fkbp5 a Ksr1 mewn un model llygoden ymddygiadol o PTSD,57 lle roedd llygod yn agored i sioc traed trydan ac yna'n cyflwyno nodiadau atgoffa sefyllfaol. Mae Fkbp5 yn amgodio hebryngwr derbynnydd glucocorticoid y mae ei weithrediad wedi bod yn gysylltiedig ag ymateb straen hirfaith camaddasol mewn unigolion â PTSD ac anhwylderau pryder eraill.58
Yn benodol, mae astudiaethau dynol yn dangos bod methylation a thrawsgrifio Fkbp5 yn cyd-fynd â difrifoldeb symptomau PTSD, fel bod mwy o methylation a llai o drawsgrifio yn rhagweld symptomoleg PTSD mwy difrifol.59,60 Mae mynegiant Fkbp5 yn modiwleiddio gweithrediad echelin HPA, y credir ei fod yn cyfryngu ei gyfranogiad mewn PTSD.59,61 Efallai y bydd ein canfyddiad o adferiad digymell gwell o gof ofn ar y cyd â dadreoleiddio llwybrau trawsgrifio sy'n gysylltiedig â signalau glucocorticoid mewn anifeiliaid NIC-Sired yn awgrymu bod ffenoteipiau tebyg i PTSD yn fwy agored i niwed. Mewn dHPC, roedd patrymau DMR yn anghyson i raddau helaeth â chyfeiriad mynegiant trawsgrifiad gwahaniaethol a ddarganfuwyd gan ddilyniant RNA, sy'n awgrymu bod newidiadau mewn methylation DNA vHPC a gynhyrchir gan amlygiad nicotin tadol yn fwy canlyniadol o ran effeithio ar fynegiant genynnau na'r rhai yn dHPC. Mae hyn yn unol â'n hadnabyddiad o nifer uwch o drawsgrifiadau wedi'u mynegi'n wahaniaethol a newidiadau mwy gorliwiedig mewn trosglwyddiad colinergig yn vHPC NIC-Sired o'i gymharu â dHPC. Mae’n bosibl bod ein dull dilyniannu wedi’i dargedu wedi cyfyngu ar y gallu i ganfod rheoleiddio trawsgrifiadol posibl drwy ddilyniannau methylated pell. Bydd ymchwiliadau yn y dyfodol gan gynnwys dadansoddi methylation DNA genom-eang, addasiadau histone, a mynegiant RNA bach yn darparu dehongliad mwy cyflawn o'r canfyddiadau hyn.
Un cyfyngiad posibl ar ein cynllun datguddiad nicotin yw’r ffocws ar ddatguddiad nicotin gan dad i ymchwilio i effaith aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth dod i gysylltiad â nicotin. Er na chanfu astudiaethau eraill a ddarganfuodd ffenoteipiau aml/trawsgenhedlol yn dilyn amlygiad i gyffuriau gan dad, gan gynnwys cocên46 a morffin,62 unrhyw wahaniaethau mewn gofal mamau, mae'n bosibl y gallai amlygiad i nicotin gan y tad effeithio ar ofal y fam. Mae angen astudiaethau yn y dyfodol sy'n ymchwilio i'r effaith ar ofal mamol. Gan fod ein ffocws presennol ar amlygiad tadol, dylai gwaith yn y dyfodol hefyd gymharu effeithiau amlygiad tadol a mamol. Yn gyffredinol, mae’r canfyddiadau presennol yn darparu dealltwriaeth newydd o effeithiau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth dod i gysylltiad â nicotin, a ategir gan lenyddiaeth gynyddol sy’n nodweddu effeithiau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth dod i gysylltiad â chyffuriau (fel yr adolygwyd yn Goldberg a Gould47). Yr astudiaeth hon oedd y cyntaf i brofi cyflyru ofn cyd-destunol mewn epil F1 a F2 o wrywod a oedd yn agored i nicotin a nododd well ffurfiant cof ofn ac adferiad digymell o atgofion ofn. Yr astudiaeth hon hefyd oedd y gyntaf i nodi hunan-weinyddiad nicotin wedi'i newid a deori chwant mewn plant F1 sy'n agored i nicotin.
Canfuwyd methylation gwahaniaethol mewn genynnau sy'n gysylltiedig â dadreoleiddio PTSD a HPA-echel yn ogystal ag aflonyddwch cydamserol mewn llwybrau trawsgrifio cysylltiedig â straen mewn llygod NIC-Sired. Roedd nicotin tadol hefyd yn gysylltiedig â llai o weithrediad colinergig hippocampal a mwy o rwymo NAChR hippocampal. Yn ddiddorol, mae cleifion PTSD nad oedd yn ysmygu yn dangos rhwymiad NAChR affinedd uchel cortigol mesiotemporal sylweddol uwch63, ac mae PTSD yn gysylltiedig â mwy o gyflyru ofn ac adferiad digymell o atgofion ofn sydd wedi'u diffodd.64 Gyda'i gilydd, mae ein canfyddiadau'n awgrymu y gallai amlygiad i nicotin gael effaith aml-genhedlaeth o cynyddu tueddiad epil i symptomoleg tebyg i PTSD. Mae'r canfyddiad hwn ynghyd â chanfyddiadau diweddar eraill sy'n dangos effeithiau aml-genhedlaeth amlygiad nicotin ar hyblygrwydd gwybyddol2 yn awgrymu bod canlyniadau iechyd negyddol dod i gysylltiad â nicotin yn taflu rhwyd ehangach nag a feddyliwyd yn flaenorol.
Dyfyniad Cistanche
CYFEIRIADAU
1 Dai J, Wang Z, Xu W, et al. Mae amlygiad nicotin tadol yn diffinio ymddygiad gwahanol yn y genhedlaeth ddilynol trwy hyper-methylation o mmu-miR-15b. Cynrychiolydd Gwyddonol 2017; 7(1):7286.
2. McCarthy DM, Morgan TJ Jr, Lowe SE, et al. Mae dod i gysylltiad â llygod gwrywaidd â nicotin yn arwain at nam ymddygiadol mewn cenedlaethau lluosog o ddisgynyddion. PLoS Biol. 2018; 16(10): e2006497.
3. Zhu J, Lee KP, Spencer TJ, Biederman J, Bhide PG. Trosglwyddo gorfywiogrwydd ar draws cenedlaethau mewn model llygoden o ADHD. J Neurosci. 2014; 34(8): 2768-2773.
4. Cummings KM, Proctor RN. Delwedd gyhoeddus newidiol ysmygu yn yr Unol Daleithiau: 1964-2014. Biomarcwyr Epidemiol Canser Cyn. 2014;23(1):32-36.
5. Huang LL, Kowitt SD, Sutfin EL, Patel T, Ranney LM, Goldstein AO. Defnydd sigaréts electronig ymhlith myfyrwyr ysgol uwchradd a'i gysylltiad â defnyddio sigaréts a rhoi'r gorau i ysmygu, Arolygon Tybaco Ieuenctid Gogledd Carolina, 2011 a 2013. Cyn Cronic Dis. 2016;13:E103.
6. Holliday ED, Nucero P, Kutlu MG, et al. Effeithiau hirdymor nicotin cronig ar ymddygiadau emosiynol a gwybyddol a morffoleg celloedd hippocampus mewn llygod: cymariaethau o amlygiad i nicotin oedolion a phobl ifanc. Eur J Neurosci. 2016; 44: 2818-2828.
7. Johnson JG, Cohen P, Pine DS, Klein DF, Kasen S, Brook JS. Y cysylltiad rhwng ysmygu sigaréts ac anhwylderau gorbryder yn ystod llencyndod ac oedolaeth gynnar. JAMA. 2000; 284: 2348-2351.
8. Jung Y, Hsieh LS, Lee AC, et al. Mae mecanwaith epigenetig yn cyfryngu effeithiau nicotin datblygiadol ar strwythur ac ymddygiad niwronaidd. Nat Neurosci. 2016; 19(7):905-914.
9. Gitik M, Holliday ED, Leung M, et al. Mae colin yn lleddfu diffygion dysgu oedolion ac yn gwrthdroi addasiad epigenetig o ffactorau ailfodelu cromatin sy'n gysylltiedig ag amlygiad i nicotin yn y glasoed. Neurobiol Dysgwch Mem. 2018; 155: 239-248.
10. Aderyn A. Canfyddiadau o epigeneteg. Natur. 2007; 447: 396-398 .
11. Skinner MK. Etifeddiaeth traws-genhedlaeth epigenetig amgylcheddol a sefydlogrwydd mitotig epigenetig somatig. Epigeneteg. 2011; 6: 838-842.
12. Davis JA, Gould TJ. Dysgu cysylltiadol, yr hippocampus, a dibyniaeth ar nicotin. Curr Cam-drin Cyffuriau Diwygiad 2008; 1:9-19.
13. Kutlu MG, Parikh V, Gould TJ. Caethiwed i nicotin ac anhwylderau seiciatrig. Int Parch Neurobiol. 2015; 124: 171-208.
14. Parikh V, Kutlu MG, Gould TJ. Camweithrediad NAChR fel swbstrad cyffredin ar gyfer sgitsoffrenia a chaethiwed nicotin comorbid: tueddiadau a safbwyntiau cyfredol. Schizophr Res. 2016; 171: 1-15.
15. Kenney JW, Raybuck JD, Gould TJ. Mae derbynyddion nicotinig yn yr hippocampws dorsal a fentrol yn modiwleiddio cyflyru ofn cyd-destunol yn wahanol. Hippocampus. 2012; 22: 1681-1690.
16. Wilkinson DS, Turner JR, Blendy JA, Gould TJ. Mae cefndir genetig yn dylanwadu ar effeithiau diddyfnu o nicotin cronig ar ddysgu a rhwymiad derbynnydd acetylcholin nicotinig affinedd uchel yn yr hipocampws dorsal a fentrol. Seicoffarmacoleg (Berl). 2013; 225(1): 201-208.
17. Davis JA, Gould TJ. Effeithiau DHBE ac MLA ar welliant cyflyru ofn cyd-destunol a achosir gan nicotin mewn llygod C57BL/6. Seicoffarmacoleg (Berl). 2006; 184:345-352.
18. Kutlu MG, Zeid D, Tumolo JM, Gould TJ. Mae llygod cyn glasoed a glasoed yn llai sensitif i effeithiau nicotin acíwt ar ddifodiant ac adferiad digymell. Brain Res Bull. 2018; 138:50-55.
19. Kutlu MG, Gould TJ. Mae nicotin acíwt yn gohirio difodiant ofn cyd-destunol mewn llygod. Ymddygiad Brain Res. 2014; 263: 133-137.
20. Benowitz NL, Hukkanen J, Jacob P 3ydd. Cemeg nicotin, metaboledd, cineteg, a biomarcwyr. Yn: Seicoffarmacoleg nicotin. Berlin, Heidelberg: Springer; 2009: 29-60.
21. Davis JA, James JR, Siegel SJ, Gould TJ. Mae tynnu'n ôl o weinyddu nicotin cronig yn amharu ar gyflyru ofn cyd-destunol mewn llygod C57BL/6. J Neurosci. 2005; 25: 8708-8713 .
22. Petersen DR, Norris KJ, Thompson JA. Astudiaeth gymharol o warediad nicotin a'i metabolion mewn tri math o lygod wedi'u mewnfridio. Dispos Metab Cyffuriau. 1984; 12: 725-731.
23. Gould TJ, Portiwgal GS, Andre JM, et al. Mae hyd diffygion sy'n gysylltiedig â diddyfnu nicotin mewn cyflyru ofn cyd-destunol yn debyg i newidiadau yn y broses o ddadreoleiddio derbynyddion acetylcholin nicotinig asetylcoline affinedd uchel hippocampal. Niwroffarmacoleg. 2012; 62: 2118-2125.
24. Kutlu MG, Oliver C, Huang P, Liu‐Chen LY, Gould TJ. Mae amhariad ar ddifodiant ofn cyd-destunol gan nicotin cronig a thynnu'n ôl o nicotin cronig yn gysylltiedig â dadreoleiddio NAChR hippocampal. Niwroffarmacoleg. 2016; 109:341-348. 25. Damaj MI, Kao W, Martin BR. Nodweddu diddyfnu nicotin yn ddigymell ac wedi'i waddodi yn y llygoden. J Pharmacol Exp Ther. 2003; 307: 526-534 .
26. CD Fowler, Lu Q, Johnson PM, Marks MJ, Kenny PJ. Mae signalau is-uned derbynnydd nicotinig Habenular alpha5 yn rheoli cymeriant nicotin. Natur. 2011; 471: 597-601 .
27. Lomazzo E, MacArthur L, Yasuda RP, Wolfe BB, Kellar KJ. Dadansoddiad meintiol o'r derbynyddion nicotinig niwronaidd heteromerig yn yr hippocampus llygod mawr. J Neurochem. 2010; 115: 625-634 .
28. Turner JR, Castellano LM, Blendy JA. Effeithiau cyfochrog tebyg i orbryder a dadreoleiddio derbynyddion acetylcholin nicotinig niwronaidd yn dilyn nicotin cronig a varenicline. Nicotin Tob Res. 2011; 13:41-46.
29. Parikh V, Ji J, Decker MW, Starter M. Rhagflaenol beta2 is-uned sy'n cynnwys a derbynyddion nicotinig acetylcholine alffa7 rheoli signalau glutamatergic a cholinergig yn wahanol. J Neurosci. 2010;30:3518-3530.
30. Parikh V, Dechreuwr M. Systemau colinergig a gwybyddiaeth Forebrain: mewnwelediadau newydd yn seiliedig ar ganfod pigau colin yn gyflym gan ddefnyddio biosynhwyryddion sy'n seiliedig ar ensymau. Yn: Biosynhwyryddion Microelectrod. Totowa, NJ: Gwasg Humana; 2013: 257-277.
31. Fanselow MS, Dong HW. A yw'r hipocampws dorsal a fentrol yn strwythurau swyddogaethol wahanol? Neuron. 2010; 65(1):7-19.
32. Kim D, Pertea G, Trapnell C, Pimentel H, Kelley R, Salzberg SL. TopHat2: aliniad cywir o drawsgrifiadau ym mhresenoldeb mewnosodiadau, dileadau, ac ymasiadau genynnau. Genom Biol. 2013; 14(4): A36.
33. Afgan E, Baker D, van den Beek M, et al. Llwyfan Galaxy ar gyfer dadansoddiadau biofeddygol hygyrch, atgenhedladwy a chydweithredol: diweddariad 2016. Asidau Niwcleig Res. 2016; 44:W3-w10.
34. Trapnell C, Williams BA, Pertea G, et al. Mae cydosod a meintioli trawsgrifiadau gan RNA-Seq yn datgelu trawsgrifiadau heb eu hanodi a newid isoform yn ystod gwahaniaethu celloedd. Nat Biotechnol. 2010; 28(5): 511-515.
35. Benjamini Y, Drai D, Elmer G, Kafkafi N, Golani I. Rheoli'r gyfradd darganfod ffug mewn ymchwil geneteg ymddygiad. Ymddygiad Brain Res. 2001; 125(1-2):279-284.
36. Kramer A, Green J, Pollard J Jr, Tugendreich S. Dulliau dadansoddi achosol mewn Dadansoddiad Llwybr Dyfeisgarwch. Biowybodeg. 2014; 30(4): 523-530.
37. Kuleshov MV, Jones MR, Rouillard OC, et al. Enrichr: diweddariad gweinydd gwe dadansoddi set genynnau cynhwysfawr 2016. Asidau Niwcleig Res. 2016; 44(W1): W90-W97.
38. Wendt J, Rosenbaum H, Richmond TA, Jeddeloh JA, Burgess DL. Dilyniant bisulfite wedi'i dargedu gan ddefnyddio system gyfoethogi epi SeqCap. Dulliau Mol Biol. 2018; 1708: 383-405.
39. Bolger AC, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: trimiwr hyblyg ar gyfer data dilyniant Illumina. Biowybodeg. 2014; 30(15): 2114-2120.
40. Langmead B, Salzberg SL. Aliniad darllen bylchau cyflym â Bowtie 2. Nat Methods. 2012; 9(4):357-359.
41. Krueger F, Andrews SR. Bismark: aliniwr hyblyg a galwr methylation ar gyfer cymwysiadau Bisulfite-Seq. Biowybodeg. 2011; 27(11): 1571-1572.
42. Akalin A, Kormaksson M, Li S, et al. methylKit: pecyn R cynhwysfawr ar gyfer dadansoddi proffiliau methylation DNA genom-eang. Genom Biol. 2012;13(10): R87.
43. Gould TJ, Lomock JA. Mae nicotin yn gwella cyflyru ofn cyd-destunol ac yn lleddfu diffygion a achosir gan ethanol mewn cyflyru ofn cyd-destunol. Ymddygiad Neurosci. 2003; 117(6): 1276-1282.
44. CD Fowler, Kenny PJ. Hunan-weinyddu nicotin mewnwythiennol ac adferiad llygod wedi'i achosi â ciw: effeithiau dos nicotin, cyfradd trwythiad cyffuriau a hyfforddiant offerynnol blaenorol. Niwroffarmacoleg. 2011; 61(4):687-698.
45. Gould TJ, Wehner JM. Gwella nicotin cyflyru ofn cyd-destunol. Ymddygiad Brain Res. 1999; 102(1-2):31-39.
46. Vassoler FM, SL Gwyn, Schmidt HD, Sadri‐Vakili G, Pierce RC. Etifeddiaeth epigenetig o ffenoteip ymwrthedd cocên. Nat Neurosci. 2013; 16(1):42-47.
47. Goldberg LR, Gould TJ. Effeithiau aml-genhedlaeth a thraws-genhedlaeth amlygiad tadol i gyffuriau cam-drin ar weithrediad ymddygiadol a niwral. Eur J Neurosci. 2018; 50(3): 2453-2466.
48. Zhang JJ, Jiang FZ, Zheng W, et al. Mae DNMT3a yn yr hippocampal CA1 yn hanfodol wrth gaffael hunan-weinyddu morffin mewn llygod mawr. Biol Caethiwed. 2019;▪:▪‐▪.
49. Schwartz RD, Kellar KJ. Safleoedd rhwymo derbynyddion colinergig nicotinig yn yr ymennydd: rheoliad in vivo. Gwyddoniaeth. 1983; 220(4593): 214-216.
50. Log SF, Paylor R, Wehner JM. Mae briwiau hippocampal yn achosi diffygion dysgu mewn llygod mewnfrid yn y ddrysfa ddŵr Morris a thasg ofn cyflyredig. Ymddygiad Neurosci. 1997; 111(1): 104-113.
51. Zhang WN, Bast T, Feldon J. Yr hipocampws fentrol a chyflyru ofn mewn llygod mawr: amnesias anterograde gwahanol o ofn ar ôl trwythiad o N-methyl-D-aspartate neu ei wrthwynebydd anghystadleuol MK-801 i'r hippocampus fentrol. Ymddygiad Brain Res. 2001; 126(1-2): 159-174.
52. Maren S, Holt WG. Cyflyru ofn Hippocampus a Pavlovian mewn llygod mawr: mae arllwysiadau muscimol i'r hippocampws fentrol, ond nid dorsal, yn amharu ar gaffaeliad rhewi amodol i ysgogiad amodol clywedol. Ymddygiad Neurosci. 2004; 118(1):97-110.
53. Staib JM, Della Valle R, Knox DK. Mae tarfu ar y septwm medial a bandiau lletraws o amcanestyniadau colinergic Broca i'r hippocampus fentrol yn amharu ar y cof clywedol ofn. Neurobiol Dysgwch Mem. 2018; 152:71-79.
54. Vasquez JH, Leong KC, Gagliardi CM, Harland B, Apicella AJ, Muzzio IA. Mae gweithrediad llwybr-benodol celloedd hippocampal fentrol sy'n ymestyn i'r cortecs rhagarweiniol yn lleihau ofn adnewyddiad. Neurobiol Dysgwch Mem. 2019; 161:63-71.
55. LeDoux JE, Cicchetti P, Xagoraris A, Romanski LM. Y cnewyllyn amygdaloid ochrol: rhyngwyneb synhwyraidd yr amygdala mewn cyflyru ofn. J Neurosci. 1990; 10(4): 1062-1069.
56. Jones PA. Swyddogaethau methylation DNA: ynysoedd, safleoedd cychwyn, cyrff genynnau, a thu hwnt. Nat Parch Genet. 2012; 13(7):484-492.
57. Tanaka M, Li H, Zhang X, et al. Rheoleiddio genynnau sy'n dibynnu ar ranbarth ac amser yn yr amygdala a chortecs cingwlaidd blaenorol model llygoden tebyg i PTSD. Mol Brain. 2019; 12(1):25.
58. Rhwymwr EB. Rôl FKBP5, cyd-hebryngwr y derbynnydd glucocorticoid yn y pathogenesis a therapi anhwylderau affeithiol a phryder. Seiconeuroendocrinoleg. 2009; 34(Cyflenwad 1): S186-S195.
59. Sarapis C, Cai G, Bierer LM, et al. Marcwyr genetig ar gyfer risg PTSD a gwydnwch ymhlith goroeswyr ymosodiadau Canolfan Masnach y Byd. Dis Marcwyr. 2011; 30(2-3): 101-110.
60. Yehuda R, Daskalakis NP, Desarnaud F, et al. Biomarcwyr epigenetig fel rhagfynegwyr a chydberthnasau gwelliant symptomau yn dilyn seicotherapi mewn cyn-filwyr ymladd â PTSD. Seic blaen. 2013; 4: 118.
61. Yehuda R, Cai G, Grolier JA, et al. Patrymau mynegiant genynnau sy'n gysylltiedig ag anhwylder straen wedi trawma ar ôl dod i gysylltiad ag ymosodiadau Canolfan Masnach y Byd. Seiciatreg Biol. 2009; 66:708-711.
62. Li CQ, Luo YW, Bi FF, et al. Datblygu ymddygiad tebyg i bryder trwy signalau hippocampal IGF-2 yn epil amlygiad i forffin rhieni: effaith amgylchedd cyfoethog. Niwroseicoffarmacoleg. 2014; 39(12): 2777-2787.
63. Czermak C, Staley JK, Kasserman S, et al. beta2 Argaeledd derbynnydd acetylcholine nicotinig mewn anhwylder straen wedi trawma. Int J Neuropsychopharmacol. 2008; 11(3):419-424.
64. Milad MR, Pitman RK, Ellis CB, et al. Sail niwrobiolegol methiant i gofio difodiant cof mewn anhwylder straen wedi trawma. Seiciatreg Biol. 2009; 66(12): 1075-1082.
