In-Nikotina Paterna Ttejjeb il-Memorja tal-Biża', Tnaqqas l-Amministrazzjoni tan-Nikotina, U Tbiddel il-Funzjoni Ġenetika u Newrali tal-Ippokampju fil-Flied

Kuntatt: Audrey Hu Whatsapp/hp: 0086 13880143964 Email: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

1Dipartiment tas-Saħħa Biobehavioral, Penn State University, University Park, Pennsylvania

2Dipartiment tal-Farmakoloġija, Vanderbilt School of Medicine, Nashville, Tennessee

3Kulleġġ tal-Ispiżerija, Università ta’ Kentucky, Lexington, Kentucky

4Dipartiment tan-Newrobijoloġija u l-Imġieba, Università ta’ California Irvine, Irvine, California

5Bijoinformatika, Bijokimika u Bijoloġija Molekulari, Penn State University, University Park, PA

6Dipartiment tal-Psikoloġija, Temple University, Philadelphia, Pennsylvania

Astratt

L-użu tan-nikotina għadu prevalenti ħafna mat-tabakk u l-prodotti tas-sigaretti elettroniċi kkunsmati madwar id-dinja. Madankollu, evidenza dejjem tiżdied ta 'wirt epiġenetiku transġenerazzjonali tissuġġerixxi li l-użu tan-nikotina jista' jbiddel l-imġieba u n-newrobijoloġija fil-ġenerazzjonijiet sussegwenti. Aħna ttestjajna l-effetti tal-espożizzjoni kronika tal-missier għan-nikotina fil-ġrieden C57BL6/J fuq il-kondizzjonament tal-biża’ fi frieħ F1 u F2, kif ukoll estinzjoni tal-biża’ kkundizzjonata u rkupru spontanju, awto-amministrazzjoni tan-nikotina, funzjonament kolinerġiku tal-hippocampal, espressjoni tal-RNA u metilazzjoni tad-DNA f’F1 frieħ. L-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier kienet assoċjata ma 'kondizzjonament imtejjeb tal-biża' kuntestwali u kkuċjat u rkupru spontanju ta 'memorji tal-biża' estinti. Barra minn hekk, it-tisħiħ tan-nikotina kien imnaqqas fil-ġrieden li għandhom nikotina, kif evalwat f'paradigma ta 'awto-amministrazzjoni. Dawn il-fenotipi ta 'mġieba kienu flimkien ma' rispons mibdul għan-nikotina, irbit tar-riċettur ta 'l-aċetilkolina nikotiniku hippocampal upregulated, kurrenti mnaqqsa evokati kolinerġiċi tal-hippocampal, u metilazzjoni u espressjoni mibdula ta' ġeni hippocampal relatati mal-iżvilupp newrali u l-plastikità. L-analiżi tal-espressjoni tal-ġeni tissuġġerixxi effetti multiġenerazzjonali fuq netwerks tal-ġeni usa' potenzjalment involuti fin-newroplastiċità u disturbi mentali. Il-bidliet fil-kondizzjonament tal-biża 'jissuġġerixxu bl-istess mod fenotipi analogi għal disturbi ta' ansjetà simili għal stress post-trawmatiku.

KELIM EWLENIN: kolinerġiku, ippokampus, tagħlim, multiġenerazzjonali, nikotina, transġenerazzjonali

effetti ta' cistanche

1 INTRODUZZJONI

Evidenza akkumulata tissuġġerixxi li l-impatt tal-esponiment għal drogi ta' abbuż jestendi lil hinn mill-individwu biex jaffettwa fenotipi fiżjoloġiċi u komportamentali fi frieħ mhux esposti.1-3 Il-karatterizzazzjoni tal-effetti tan-nikotina fuq il-ġenerazzjonijiet hija kritika meta wieħed iqis il-prevalenza tal-użu tal-prodotti tat-tabakk4 u ż-żieda drammatika tal-użu tas-sigaretti elettroniċi.5 Permezz tal-effetti tagħha fuq is-sistemi kolinerġiċi tal-moħħ, l-espożizzjoni għan-nikotina tipproduċi alterazzjonijiet notevoli fil-funzjoni tal-moħħ li jistgħu jkunu l-bażi tad-dipendenza fuq in-nikotina u jikkontribwixxu għal riskju akbar għal disturbi psikjatriċi, inklużi depressjoni6 u ansjetà.7 Modifiki epiġenetiċi downstream tal-attivazzjoni kolinerġika jistgħu jippermettu effetti persistenti fuq il-funzjoni ċellulari u taċ-ċirkwit.8,9 Sa ftit ilu, kien maħsub li dawn il-modifiki epiġenetiċi kienu mħassra mal-istabbiliment tal-linja ġerminali u għalhekk sekwestrati minn ġenerazzjonijiet sussegwenti. Madankollu, modifiki epiġenetiċi, inklużi l-metilazzjoni tad-DNA, modifiki wara t-traduzzjoni tal-histone, u RNAs mhux kodifikanti, akkwistati f'ġenerazzjoni waħda jistgħu jintirtu fil-ġenerazzjoni li jmiss. .

Studji fuq il-gerriema minn laboratorji multipli u indipendenti bdew jidentifikaw konsegwenzi multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-esponiment tan-nikotina tal-ġenituri. Dan ix-xogħol s'issa identifika effetti ta' espożizzjoni tal-ġenituri għan-nikotina fuq fenotipi depressivi u li jixbħu ansjetà, 1 flessibilità konjittiva, 2 imġieba bħal disturb ta' defiċit ta' attenzjoni (ADHD), 3 u espressjoni tal-ġeni.1,2 Il-konsegwenzi multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali ta' l-espożizzjoni għan-nikotina tista 'taffettwa endofenotipi involuti fil-vizzju tan-nikotina u s-saħħa mentali. Pereżempju, urejna li l-espożizzjoni għan-nikotina timmodula l-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali, mudell ta' tagħlim tal-biża' li jiddependi mill-ippokampus li huwa relatat mal-vulnerabbiltà għal disturbi tas-saħħa mentali bħal disturb ta' stress post-trawmatiku (PTSD) u d-dipendenza.12-14 Nikotina l-effetti fuq it-tagħlim tal-biża’ kuntestwali huma modulati mill-hippocampus.15,16 Sibna li l-espożizzjoni akuta għan-nikotina ttejjeb it-tagħlim tal-biża’ li jiddependi mill-ippokampus,15,17 tfixkel l-estinzjoni tal-biża’ kuntestwali,18,19 u żżid l-irkupru spontanju tal-biża’ kuntestwali wara. estinzjoni.18 Madankollu, l-effetti Multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier fuq dawn il-fenotipi ma ġewx studjati. Barra minn hekk, l-ebda studju preċedenti ma kkaratterizza l-effetti multi-ġenerazzjonali tan-nikotina fuq il-funzjoni kolinerġika. Wirt multiġenerazzjonali jirreferi għal fenotipi li jinqalgħu fil-ġenerazzjoni immedjatament wara l-individwi esposti, filwaqt li l-wirt transġenerazzjonali jikkonsisti minn wirt medjat minn linja ġerminali ta’ informazzjoni epiġenetika bejn ġenerazzjonijiet fin-nuqqas ta’ influwenzi ambjentali diretti li jwasslu għal varjazzjoni fenotipika.11 Hawnhekk, eżaminajna kemm multiġenerazzjonali. u l-effetti transġenerazzjonali tal-espożizzjoni tal-missier għan-nikotina fuq it-tagħlim tal-biża’ kuntestwali u kkuċjat fil-ġenerazzjoni F1 u F2 kif ukoll fuq l-awto-amministrazzjoni tan-nikotina, ir-rabta tar-riċettur tal-aċetilkolina nikotiniku tal-hippocamp (nAChR), il-funzjonament kolinerġiku tal-ippokamp, ​​l-espressjoni tal-ġeni tal-ippokamp, ​​u l-metilazzjoni tad-DNA tal-ippokamp il-ġenerazzjoni F1. Aħna nipoteżi li l-espożizzjoni tal-missier għan-nikotina se jkollha impatt fuq il-kondizzjonament tal-biża', l-espressjoni tal-ġeni tal-ippocampal, u l-funzjoni fil-frieħ u l-wild grand-wild.

effetti ta 'estratt ta' cistanche

2 METODI U MATERJALI

2.1 Suġġetti

Is-suġġetti kienu ġrieden C57BL/6J irġiel u nisa (8-20 ġimgħa, Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME). Bl-eċċezzjoni tal-akkomodazzjoni għat-trobbija tal-harem, l-annimali kollha kienu miżmuma fi gruppi b'ċiklu ta 'dawl/dlam ta' 12-il siegħa u aċċess ad libitum għall-ikel u l-ilma. Waqt l-amministrazzjoni tagħhom infushom, is-suġġetti kienu ristretti għall-ikel għal 85 fil-mija sa 90 fil-mija tal-piż tal-ġisem tagħhom b'xejn, u l-ilma ġie pprovdut ad libitum. L-ittestjar tal-imġieba kollu seħħ bejn id-9:00 AM u s-6:00 PM. Il-proċeduri kollha twettqu skont il-Gwida tal-NIH għall-Kura u l-Użu ta 'Annimali tal-Laboratorju u approvati mill-kumitati IACUC ta' Penn State University, Temple University jew Università ta 'California Irvine.

2.2 Espożizzjoni tal-missier għan-nikotina

Irġiel (8 ġimgħat) irċevew 0.9 fil-mija salin sterili jew melħ tartrat tal-idroġenu tan-nikotina (12.6 mg/kg/jum, piż bażi ħieles—Fisher Scientific, Waltham, MA jew MP Biomedical, Santa Ana, CA) maħlul fi 0.9 fil-mija salina sterili, mogħtija taħt il-ġilda permezz ta' mini-pompi osmotiċi (Alzet, Mudell 1004, Durect, Cupertino, CA) għal 28 jum. Din id-doża tipproduċi livelli ta’ nikotina u cotinina fil-plażma komparabbli ma’ dawk li dehru f’persuni moderati li jpejpu umani.20,21

2.3 Ġenerazzjoni ta 'ġrieden F1 u F2

Il-half-life tan-nikotina fil-ġrieden hija bejn wieħed u ieħor 6 minuti.22 Preċedentement intwera li l-impatti tal-irtirar tan-nikotina jinxterdu b'4 ijiem wara t-tneħħija tan-nikotina.23-25 Għalhekk, dewmien ta' 4 ijiem bejn it-trattament tan-nikotina u it-tnissil ġie implimentat biex tiġi żgurata l-eliminazzjoni sistemika tan-nikotina qabel it-tnissil. Ġrieden irġiel tpoġġew f'gaġeġ b'żewġ nisa naïve C57BL/6 J (ta' 8-20 ġimgħa) għal ġimgħatejn biex jiġġeneraw frieħ F1. Ġrieden F2 ġew iġġenerati bit-tgħammir ta 'ġrieden F1 maskili naïve ma' nisa naïve.

2.4 Kundizzjonament tal-biża'

Il-proċeduri ta’ kondizzjonament u estinzjoni tal-biża’ ġew deskritti fid-dettall qabel.19 Fil-qosor, il-ġrieden ġew imħarrġa u ttestjati f’kmamar li jnaqqsu l-istorbju (18.8 × 20 × 18.3 ċm, 65 dB ħoss fl-isfond; MED Associates, St. Albans, VT). Il-ġrieden F1 u F2 kienu biża kkundizzjonati b'żewġ stimoli kkundizzjonati (CS, 30 s, 85-dB ħoss abjad)-stimolu mhux ikkondizzjonat (l-Istati Uniti, 2 s, xokkijiet tas-sieq 0.57-mA) pairings separati b'120 sekonda. Biex teżamina l-effetti akuti tan-nikotina fuq il-kondizzjonament tal-biża' fil-ġrieden F1 u F2, il-frieħ irċevew nikotina akuta (0.09 mg/kg, piż freebase NIC, ip; melħ tartrat tal-idroġenu tan-nikotina, Fisher Scientific) jew salina (SAL) 2 sa 4 minuti qabel għal sessjonijiet ta' taħriġ u ttestjar. Erbgħa u għoxrin siegħa wara t-taħriġ, il-ġrieden ġew lura fil-kuntest tat-taħriġ għal 5 minuti biex jivvalutaw l-iffriżar kuntestwali. Wara ttestjar kuntestwali, il-ġrieden tpoġġew f'kmamar distinti biex jivvalutaw it-tagħlim tal-biża'. Esperimentaturi blinded għall-kundizzjonijiet evalwati l-iffriżar, definit bħala n-nuqqas ta’ moviment volontarju apparti mir-respirazzjoni, permezz ta’ metodu ta’ kampjunar tal-ħin mhux preġudikat. tqabbil, u l-estinzjoni tal-biża' kuntestwali u l-irkupru spontanju ġew eżaminati wkoll. L-estinzjoni tal-biża' seħħet fuq ħames sessjonijiet konsekuttivi li bdew l-għada tal-ittestjar tal-biża' kuntestwali u kkonstatat. Wara s-sessjoni finali tal-estinzjoni, il-ġrieden tħallew mhux disturbati fil-gaġeġ tad-dar tagħhom għal 7 ijiem u mbagħad ttestjati mill-ġdid fil-kuntest tat-taħriġ għall-irkupru spontanju. Biex jiġi ddeterminat jekk xi differenzi osservati fil-kondizzjonament tal-biża kinux dovuti għal differenzi fis-sensittività għax-xokk, ansjetà, jew defiċits aktar wesgħin fit-tagħlim, annimali maskili u nisa NIC- u SAL-Sired ġew ittestjati addizzjonalment f'kamp miftuħ, sensittività għal xokk, labirint elevat flimkien ( EPM), u paradigmi ġodda ta’ rikonoxximent ta’ oġġetti (ara l-Informazzjoni ta’ Appoġġ għal metodi u riżultati sħaħ).

2.5 Ikel u nikotina ġol-vini awto-amministrazzjoni

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 pritkuna għal kull sessjoni matul tliet sessjonijiet sussegwenti), is-suġġetti ġew kateterizzati fil-vina ġugulari taħt isoflurane (1 fil-mija ‐3 fil-mija) / anestesija tal-fwar tal-ossiġnu, kif deskritt qabel. biex terġa’ twieġeb għal premju tal-ikel. L-istabbiliment mill-ġdid tar-rispons għall-ikel jiżgura li l-ġrieden rkupraw biżżejjed wara l-kirurġija għal ġol-vini u juru rispons operant normali wara dewmien fl-aċċess għall-kmamar operattivi. Il-ġrieden imbagħad tħallew jiksbu n-nikotina ġol-vini (IV) awto-amministrazzjoni matul sessjonijiet ta' siegħa kuljum, 6 sa 7 ijiem fil-ġimgħa (melħ tartrat ta' l-idroġenu tan-nikotina maħlul f'0.9 fil-mija salina sterili, {{1{ {12}}}}.03 mg/kg/infużjoni, piż bażi ħieles; MP Biomedical, Santa Ana, CA). In-nikotina IV ġiet mogħtija minn pompa tas-siringa Razel (Med Associates). Kull sessjoni kellha żewġ lievi ritrattabbli (waħda attiva, waħda inattiva). It-tlestija tal-kriterji tar-rispons fuq il-lieva attiva rriżultat fit-twassil ta' infużjoni tan-nikotina IV (0.{{2{0}}volum ta' infużjoni ta' 3 ml; skeda FR5TO20 sek). Risposti fuq il-lieva inattiva ġew irreġistrati iżda ma kellhom l-ebda konsegwenzi skedati. Wara tmien sessjonijiet ta' akkwist b'0.03 mg/kg/infużjoni, id-doża tal-infużjoni nbidlet għal 0.1 mg/kg/infużjoni għal sitt sessjonijiet. Għal kull doża, il-konsum medju tal-aħħar tliet sessjonijiet intużat għal analiżi statistiċi. Il-kateters ġew imlaħlaħ kuljum b'salina sterili fiżjoloġika (0.9 fil-mija w/v) li kien fih eparina (100 unità USP/ml). Il-patency tal-kateter ġiet ivverifikata bi Brevital (methohexital sodium, Eli Lilly, Indianapolis, IN) wara l-fażi ta 'awto-amministrazzjoni tan-nikotina. Biex tiġi vvalutata l-imġieba relatata ma’ rikaduta, il-ġrieden ġew ittestjati għall-inkubazzjoni tax-xenqa wara s-sessjoni immedjatament wara l-aħħar doża ta’ 0.1 mg/kg/infużjoni ta’ awto-amministrazzjoni tan-nikotina IV; f'din il-proċedura, il-ġrieden jitħallew jirrispondu fuq il-lieva attiva iżda ma jirċievu l-ebda infużjoni ta 'nikotina. Fl-ewwel sessjoni ta 'inkubazzjoni tal-linja bażi (jum 1), il-ġrieden tqiegħdu f'kmamar operanti taħt l-iskeda FR5TO20 sec b'attivazzjoni ta' dawl ta 'cue kontinġenti. Minn hemm 'il quddiem, il-ġrieden kienu miżmuma f'gaġeġ tad-dar għal 20 jum. Fil-21 jum ta 'astinenza, il-ġrieden ġew eżaminati għall-inkubazzjoni tax-xenqa, bid-dawl attiv tal-lieva tal-lieva jingħata taħt l-iskeda FR5TO20 sec. L-istudji saru minn esperimentaturi blinded għall-kundizzjonijiet tal-grupp, u r-risponsi tal-imġieba ġew irreġistrati awtomatikament mis-softwer MedAssociates.

2.6 Twaħħil tar-riċettur nikotiniku acetylcholine

Twettqet analiżi tal-irbit tar-radjuligand16 bl-użu ta' hippocampi minn ġrieden F1 NIC-Sired (5 M u 10F) u SAL-Sired (9 M u 6F) ta' 8 ġimgħat. Il-kampjuni ġew omoġenizzati bl-użu ta' lysis buffer (5 mM Tris flimkien ma' 5 mM EDTA flimkien ma' 5 mM EGTA), ċentrifugati fi 100 000 g għal 30 minuta f'4 gradi , sospiżi mill-ġdid f'lysis buffer, u ċentrifugati mill-ġdid. Pellets ġew sospiżi mill-ġdid fi Tris/10 fil-mija sucrose buffer u inkubati bi [3 H] Epibatidine ([3 H] EB) (~ 2 nM ibbażati fuq27,28) (attività speċifika 54.1 Ci/mmol, PerkinElmer, Boston, MA) għal 1 siegħa f'temperatura tal-kamra. [3 H] EB intgħażlet għat-twaħħil ta’ nAChR, peress li riżultati preċedenti wrew li nAChRs eteromeriċi tal-hippocampal 4 2 jimmedjaw l-effetti tan-nikotina fuq il-kondizzjonament tal-biża’. maħlul fi Tris Buffer, konċentrazzjoni ta’ bażi ħielsa). [3 H] EB-bound nAChRs ġew iffiltrati (24-well harvester, Brandel Co, Gaithersburg, MD), u counter tax-xpetpett likwidu (Tri-Carb 2810 TR, Perkin Elmer, Boston, MA) imkejjel ir-radjuattività tal-filtru. It-twaħħil speċifiku espress bħala fmol/mg tessut ġie kkalkulat bħala d-differenza bejn it-twaħħil totali u mhux speċifiku.16

2.7 Reġistrazzjonijiet kolinerġiċi amperometriċi in vivo

Koorti separata ta' ġrieden naïve NIC-Sired u SAL-Sired F1 ta' 10- sa 20 ġimgħa ġew użati biex jevalwaw alterazzjonijiet fit-trażmissjoni kolinerġika tal-ippokampju bl-użu ta' amperometrija. Mikroelettrodi bbażati fuq iċ-ċeramika (Ċentru għat-Teknoloġija tal-Mikroelettrodi, Lexington, KY), b'4 (15 × 333 μm) siti ta' reġistrazzjoni tal-platinu rranġati f'pari (ta' fuq u t'isfel), kienu miksija bil-choline oxidase (Numru KE 1.1.3.17; Sigma‐ Aldrich, St. Louis, MO), kif irrappurtat qabel.29 Elettrodi ġew elettropolimerizzati b'meta‐phenylenediamine (m‐PD; Sigma‐Aldrich, St. Louis, MO) biex itejbu s-selettività għall-iskoperta tal-kurrenti tal-kolin. Intużaw mikroelettrodi b'sensittività akbar minn jew ugwali għal 3pA/μM u limitu ta' skoperta inqas minn jew ugwali għal 400 nM għall-kolin biex jipprovdu indiċi sensittiv ta' rilaxx ta' Acetylcholine (ACh). g/kg, ip), u mikroelettrodi miksijin bl-enżimi tbaxxew b’mod stereotassiku f’dorsali (A/P ‐1.7 mm, M/L ± 1.5 mm, D/V ‐2.3 mm) jew ventrali (A/P −3.1 mm, M / L ± 3.0 mm, D / V -4.3 mm) ippokampus. L-ippokampus ventrali u dorsali ġew evalwati separatament, peress li jikkontribwixxu b'mod differenzjat għall-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali: l-ippokampus ventrali (vHPC) għandu rwol aktar prominenti fl-assoċjazzjoni u l-espressjoni tal-biża', filwaqt li l-ippokampus dorsali (DHCP) huwa kritiku għall-memorja kuntestwali.31 Ag / Elettrodi ta 'referenza AgCl ġew impjantati fil-kortiċi rostrali kontralaterali.

Ir-reġistrazzjonijiet amperometriċi twettqu f'2 Hz billi ġie applikat potenzjal fiss ta 'plus 0.7 V, u d-dejta ġiet diġitizzata (FAST‐16 potentiostat, Quainton, Nicholasville, KY). Il-kurrenti tal-isfond ġew stabbilizzati għal 60 minuta, imbagħad id-drogi ġew applikati fl-ippokampus bl-użu ta 'kapillari tal-ħġieġ (dijametru tal-ponta: 15 μm) imwaħħal mal-elettrodu. Ir-rilaxx ta' ACh evokat minn depolarizzazzjoni tkejjel billi ġew applikati jew impulsi qosra ta' potassju (KCl 70 mM; 100 NL) jew NIC (1 mM freebase, nicotine tartrate; 100 NL) f'2 sa 10 psi kull 2 ​​minuti. Ir-reġistrazzjonijiet kienu kontrobilanċjati għar-reġjun tal-hippocampal (dorsali jew ventrali) u mediċina (potassju jew NIC). L-amplitudnijiet tas-sinjali tal-kolin ġew imkejla bil-bidla fil-kurrent fuq il-kanal miksi bl-enżimi mill-kurrent tal-linja bażi u kkonvertiti f'ekwivalenti μM tal-kolin ibbażati fuq kalibrazzjoni in vitro. L-awto-referenza ġiet adottata biex jiġu eliminati l-artifacts billi jitnaqqsu l-kurrenti mill-kanali sentinella.29 It-tqegħid ta 'mikroelettrodi ġie vverifikat permezz ta' tbajja Nissl ta 'sezzjonijiet tal-hippocampal coronal (Figura S1). Intużaw medji ta’ żewġ tweġibiet għal kull manipulazzjoni tad-droga għal kull annimal għall-analiżi statistika.

2.8 Analiżi statistika

Paraguni statistiċi saru bl-użu ta 'SPSS (IBM, Armonk, NY) jew GraphPad Prism (La Jolla, CA, USA). Outliers ġew determinati b'valuri 2 devjazzjonijiet standard 'il fuq mill-medja. Jekk instab barra, l-informazzjoni hija inkluża fit-taqsima tar-riżultati. Il-kriterju għas-sinifikat ġie stabbilit għal=.05. Inizjalment saret analiżi statistika inkluż is-sess bħala fattur għall-esperimenti kollha li jittestjaw kemm frieħ maskili kif ukoll femminili. L-analiżi ġew imġarrfa bejn is-sess meta ma nstabux interazzjonijiet bi tliet direzzjonijiet jew żewġ direzzjonijiet mas-sess (P> .05). Id-dejta ġiet analizzata permezz tat-test t, 1-way, jew 2-way ANOVA, kif xieraq. Effetti sinifikanti ewlenin jew ta' interazzjoni ġew segwiti minn paraguni post hoc tal-LSD. Miżuri ripetuti ANOVAs kienu segwiti minn Bonferroni paragun post hoc b'korrezzjoni għal paraguni multipli. Jekk ġew skoperti varjanzi mhux ugwali, it-test t ta 'Welch għal varjanzi mhux ugwali kien utilizzat u gradi ta' libertà ġew arrotondati 'l isfel.

2.9 Iżolament RNA/DNA

Ġrieden F1 adulti (8 ġimgħat; n=3 M u 3 F għal kull grupp) ġew ewtanizzati permezz ta 'dislokazzjoni ċervikali. Hippocampi ġew dissected malajr f'porzjonijiet ventrali u dorsali (fi proporzjon 1: 1), miġbura mill-ġnub tax-xellug u tal-lemin, u flash iffriżat fuq silġ niexef. Id-DNA u l-RNA ġew ko-iżolati u ppurifikati bl-użu ta’ AllPrep DNA/RNA Mini Kit (Qiagen, Valencia, CA). Il-konċentrazzjoni u l-kwalità ta 'RNA u DNA ġew evalwati bl-użu ta' NanoDrop2000 (NanoDrop, Wilmington, DE) u Agilent Bioanalyzer (Agilent, Santa Clara, CA). Għall-estrazzjonijiet tal-RNA, in-Numru minimu tal-Integrità tal-RNA (RIN) kien 8.5.

2.10 Analiżi tat-traskriptome permezz

Il-libreriji tas-sekwenzjar tal-RNA ġew ippreparati mill-Istituti Huck tal-Faċilità Core tal-Ġenomika tax-Xjenzi tal-Ħajja (Penn State University) għal qari single-end ta' 150 bp bl-użu tal-Kit ta' Preparazzjoni tal-Librerija tal-mRNA Stranded Illumina TruSeq (Illumina, San Diego, CA) u sekwenzati fuq Illumina HiSeq 2500 fil-modalità ta' ġirja rapida (tliet ġirjiet konsekuttivi b'madwar 10 miljun qari għal kull kampjun). Il-fajls FASTQ kienu ċċekkjati fil-kwalità permezz ta' FASTQC u kellhom punteġġi ta' kwalità Phred medji għal kull qari akbar minn 30 (jiġifieri, żball ta' sekwenzar ta' inqas minn 0.1 fil-mija). Fajls FASTQ ġew allinjati ma 'ġenoma ta' referenza tal-ġurdien (mm10; UCSC Genome Browser) bl-użu ta 'TopHat (v2.1.0)32 fuq Galaxy Project33. Cufflinks u Cuffmerge (v2.2.1.0)34 intużaw biex jinġabru traskrizzjonijiet minn qari mappjati u jingħaqdu fajls tat-traskrizzjoni għall-assemblaġġ finali tat-traskriptome. Il-valuri P aġġustati tar-rata ta’ skoperta falza (FDR) ġew ikkalkulati għall-espressjoni tal-ġeni differenzjali minn kampjuni NIC-Sired u SAL-Sired bl-użu ta’ Cuffdiff (v2.2.1.3),34 b’cut-off standard FDR ta’ 0.05.35 Ġew depożitati settijiet ta’ dejta tat-Transcriptome għal Gene Expression Omnibus.

2.11 Analiżi ta' arrikkiment

Ġeni espressi b'mod differenzjali ġew analizzati bl-użu ta 'analiżi tal-mogħdija tal-għerf (IPA, immexxija f'Diċembru 2018; www.qiagen.com/ingenuity; Qiagen, Redwood City, CA, USA)36 sabiex jiġi żvelat arrikkiment potenzjali ta' netwerks bijoloġiċi assoċjattivi. Mexxi l-parametri speċifikat massimu ta' 35 molekula għal kull netwerk tal-ġeni u analiżi ristretta għal tessut tas-CNS tal-mammiferi jew linji taċ-ċelluli. Is-sinifikat statistiku għall-arrikkiment ġie ddeterminat bl-użu ta' test eżatt ta' Fisher ta' denbu dritt ikkoreġut għal testijiet multipli.

2.12 Sekwenzar immirat tal-bisulfite

DNA ko-iżolat mal-RNA (ara Taqsima 2.9) intuża għall-analiżi tal-metilazzjoni tad-DNA. RNA-seq identifika 952 u 162 ġeni espressi b'mod differenzjat f'vHPC u DHCP, rispettivament. Il-ġeni 101{0 uniċi minn dawn il-listi magħquda ntgħażlu għall-arrikkiment f’bisulfite‐seq bl-użu ta’ Sistema ta’ Arrikkiment Epi SeqCap apposta (Roche, Pleasanton, CA, USA; Tabella S1).38 Bisulfite mmirat. is-sekwenzjar sar fil-Penn State Huck Institutes tal-Life Sciences Genomics Core Facility. Il-libreriji nbnew bl-użu tal-kit KAPA Hyper Prep (Kapa Biosystems, Wilmington, MA). Il-libreriji tal-bisulfite tas-sodju kkonvertiti kienu PCR amplifikati u arrikkit għal reġjuni ġenomiċi magħżula bl-użu ta 'sett ta' sonda ta 'qbid apposta (SeqCap Epi Choice Probes; Roche, Pleasanton, CA, USA). Id-DNA maqbud ġie sekwenzat fuq Illumina HiSeq 2500 bl-użu ta' 100 nt paired-end reads. Il-fajls FASTQ ġew iċċekkjati fil-kwalità permezz tal-FASTQC. Is-sekwenzi tal-adapter tal-Illumina tneħħew u l-bażijiet ta’ kwalità baxxa ġew mirquma bl-użu ta’ Trimmomatic.39 It-tirqim tal-bażi ta’ kwalità baxxa sar b’approċċ ta’ tieqa li tiżżerżaq, it-tirqim meta l-kwalità medja fi ħdan tieqa ta’ erba’ pari ta’ bażi waqgħet taħt limitu ta’ 20, b’ tul minimu ta' qari ta' 35. Wara t-tirqim, il-fajls FASTQ kellhom punteġġi ta' kwalità Phred medja għal kull qari akbar minn 30 (jiġifieri, żball ta' sekwenzar ta' inqas minn 0.1 fil-mija). Qari mirqum ġew immappjati mal-ġenoma ta 'referenza tal-ġurdien (mm10) bl-użu ta' Bowtie240 implimentat f'Bismark.41 L-estratt tal-metil_fi ħdan Bismark intuża biex jiġi estratt l-informazzjoni dwar il-metilazzjoni CpG u biex jinħolqu rapporti ta 'metilazzjoni. MethylKit42 intuża għall-analiżi tar-reġjuni differentially methylated (DMRs). L-istatus ta 'metilazzjoni ġie mqassar fuq twieqi li ma jikkoinċidux ta' 500 pari bażi u saret analiżi ta 'metilazzjoni differenzjali, b'FDR standard ta' 0.05.35 Settijiet ta 'dejta ġew depożitati fuq Gene Expression Omnibus.

Benefiċċju ta 'estratt ta' cistanche

3 RIŻULTATI

3.1 In-nikotina paterna ttejjeb il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali u treġġa' lura t-titjib akut tan-nikotina tal-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali fil-ġrieden tal-ġenerazzjoni F1 u F2

Ġrieden maskili u femminili NIC-Sired u SAL-Sired F1 kienu biża' kkundizzjonati wara amministrazzjoni akuta ta' SAL jew NIC (0.09 mg/kg ip, Figura 1A). Analiżi kompluta tal-linja bażi, pre‐CS, u CS iffriżar hija inkluża fl-Informazzjoni ta 'Appoġġ. ANOVA 3-way ta 'iffriżar kuntestwali bi trattament tas-sire, trattament akut tad-droga, u sess bħala fatturi żvelat interazzjoni sinifikanti ta' sire × trattament akut tad-droga (F(1,36)=32.75, P <.{{27 }}01).="" minħabba="" li="" ma="" kien="" hemm="" l-ebda="" interazzjoni="" sinifikanti="" bejn="" is-sess="" u="" s-sire="" jew="" trattament="" akut="" tad-droga,="" twettqet="" 2-way="" anova="" kollass="" madwar="" is-sess="" u="" żvelat="" trattament="" sinifikanti="" ta’="" sire="" ×="" interazzjoni="" akuta="" ta’="" trattament="" tad-droga="" (f(1,40)="20.96" ,="" p="">< .001).="" paraguni="" post="" hoc="" indikaw="" li="" l-ġrieden="" nic-sired="" f1="" ittrattati="" bil-melħ="" urew="" kondizzjonament="" tal-biża="" kuntestwali="" miżjud="" meta="" mqabbla="" ma="" 'ġrieden="" sal-sired="" f1="" ittrattati="" bil-melħ="" (t20="2.73," p=""><.05). f'konformità="" mas-sejbiet="" preċedenti,="" 43="" nic="" akut="" f'0.09="" mg/kg="" ipproduċa="" kondizzjonament="" tal-biża'="" kuntestwali="" mtejjeb="" fil-ġrieden="" sal-sired="" (t22="2.99," p=""><.01). madankollu,="" nic="" akut="" f'0.09="" mg/kg="" indebolit="" il-kondizzjonament="" tal-biża'="" kuntestwali="" fil-ġrieden="" li="" għandhom="" nic="" (t18="3.36," p=""><.01). b'mod="" ġenerali,="" il-livelli="" ta="" 'ffriżar="" tal-kuntest="" fil-ġrieden="" nic-sired="" nic="" kienu="" komparabbli="" ma'="" dawk="" osservati="" fil-ġrieden="" sal-sired="" sal="" fiż-żewġ="" 0.09="" mg/kg="" (p=""> .05).

Barra minn hekk, annimali maskili u nisa NIC- u SAL-Sired ġew ittestjati f'sensittività ta 'xokk (Figura S2), labirint elevat plus (EPM, Figura S3), kamp miftuħ, u paradigmi ġodda ta' rikonoxximent ta 'oġġetti (Figura S4, ara Informazzjoni ta' Appoġġ għal metodi sħaħ). u r-riżultati). Bl-eċċezzjoni ta’ nisa NIC-Sired f’EPM (li wrew imġieba li tixbaħ ansjetà miżjuda) u annimali NIC-Sired f’sensittività għal xokk (li wrew reattività vokali mnaqqsa għal xokk, li ma jħawwadx il-fenotip imtejjeb tat-tagħlim tal-biża’ multiġenerazzjonali), l-ebda differenzi ġew skoperti bejn ġrieden NIC- u SAL-Sired.

FIGURA 1 In-nikotina paterna ttejjeb il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali u tattenwa t-titjib akut tan-nikotina tal-kondizzjonament tal-biża'. L-iffriżar kuntestwali kien ogħla b'mod sinifikanti f'NIC-Sired flimkien ma' SAL meta mqabbel mal-kontrolli SAL-Sired flimkien ma' SAL. Nikotina akuta f'0.09 mg/kg tejbet il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali f'SAL-Sired iżda naqqset b'mod sinifikanti l-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali f'annimali NIC-Sired (n=10-12 għal kull grupp). B, L-iffriżar kuntestwali kien ogħla b'mod sinifikanti f'NIC-grandsire flimkien ma' SAL meta mqabbel ma' kontrolli SAL-grandsire flimkien ma' SAL (n=9-11 għal kull grupp). Il-vireg tal-iżball jindikaw żball standard tal-medja (SEM), *P <>

Biex jiġi ddeterminat jekk il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali indebolit komplietx fil-ġenerazzjoni li jmiss (F2), ġrieden F2 maskili u femminili NIC-grandsire u SAL-grandsire ġew imrobbija minn ġrieden maskili F1 naïve. Analiżi kompluta tal-linja bażi, pre‐CS, u CS iffriżar hija inkluża fl-Informazzjoni ta 'Appoġġ. Twettqet ANOVA 3-way ta 'iffriżar kuntestwali bi trattament grandire, trattament akut tad-droga, u s-sess bħala fatturi indipendenti (Figura 1B). Minħabba li ma kien hemm l-ebda interazzjoni sinifikanti bejn is-sess u s-sire jew trattament akut tad-droga, saret ANOVA b'żewġ direzzjonijiet ikkollassat bejn is-sess. Instab effett ewlieni sinifikanti ta' sire (F(1,37)=9.88, P <.01), u="" paraguni="" post="" hoc="" indikaw="" li="" l-ġrieden="" nic-grandsire="" wrew="" kondizzjonament="" ta'="" biża'="" kuntestwali="" miżjud="" meta="" mqabbel="" bil-ġrieden="" sal‐grandsire="" (t39="3.04," p="">< 0.01).="" barra="" minn="" hekk,="" ġrieden="" sal-grandsire="" amministrati="" nic="" akut="" kellhom="" kondizzjonament="" tal-biża'="" kuntestwali="" mtejba="" (t19="2.41," p="0.026)" iżda="" nic="" akut="" ma="" saħħaħx="" il-kondizzjonament="" tal-biża'="" kuntestwali="" fil-ġrieden="">

FIGURA 2 In-nikotina tal-missier ittejjeb il-kondizzjonament tal-biża' kkondizzjonat u l-irkupru spontanju tal-memorja tal-biża'. Biex teżamina l-effetti tal-limitu potenzjali matul l-ittestjar cued, koorti separata ta 'ġrieden F1 irċevew taħriġ identiku b'parir wieħed biss CS-US. Kemm il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali kif ukoll dak li ntlaħaq ġew miżjuda fil-ġrieden NIC-Sired meta mqabbla ma' ġrieden SAL-Sired imħarrġa b'tqabbil CS-US 1 (n=8-10 għal kull grupp). B, L-espożizzjoni tal-patern għan-nikotina ma affettwax l-estinzjoni tal-biża' kuntestwali iżda tejbet l-irkupru spontanju tal-memorja tal-biża' 7 ijiem wara s-sessjoni finali tal-estinzjoni (n=8-10 għal kull grupp). Il-vireg tal-iżball jindikaw żball standard tal-medja (SEM), *P <>

3.2 In-nikotina paterna ttejjeb il-kundizzjonament tal-biża' kkondizzjonat fil-ġrieden tal-ġenerazzjoni F1

Biex teżamina jekk effett tal-limitu jipprekludix is-sejbien ta’ differenzi fil-grupp għall-kundizzjonament tal-biża’ kkurat (ara l-Informazzjoni ta’ Appoġġ), grupp separat ta’ ġrieden F1 ġie mħarreġ b’paring wieħed CS-US. F'din il-koorti, instab titjib tal-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali (t7=3.21, P < .05)="" kif="" ukoll="" il-kundizzjonament="" tal-biża'="" kkuċjat="" fil-ġrieden="" nic-sired="" (t6="2.41," p="">< .="" 05;="" figura="">

3.3 In-nikotina paterna ttejjeb l-irkupru spontanju tal-memorja tal-biża' kuntestwali fil-ġrieden tal-ġenerazzjoni F1

Il-koorti ta 'ġrieden F1 li rċevew tqabbil wieħed CS-US sussegwentement ġiet ittestjata għall-estinzjoni u l-irkupru spontanju tal-memorja tal-biża' kuntestwali. Ġrieden F1 NIC-Sired urew estinzjoni normali tal-biża' iżda wrew irkupru spontanju mtejjeb tal-memorja tal-biża' kuntestwali relattiva għall-ġrieden SAL-Sired (t7=3.38, P <0.05; figura="">

3.4 In-nikotina tal-missier tnaqqas in-nikotina awto-amministrazzjoni

Qabel it-taħriġ għall-awto-amministrazzjoni tan-nikotina, is-suġġetti ġew analizzati għall-kapaċità tagħhom li jitgħallmu biċċa xogħol operanti biex jiksbu premju tal-ikel, u ma ġew osservati l-ebda differenzi (Informazzjoni ta 'appoġġ, Figura S5). Biex jiġu ttestjati l-effetti potenzjali tal-esponiment tan-nikotina tas-sire fuq it-tisħiħ tan-nikotina fil-frieħ F1, l-akkwist ta’ awto-amministrazzjoni tan-nikotina IV (0.03 mg/kg/infużjoni) ġie vvalutat f’ANOVA bi disinn imħallat, li identifikat effett ewlieni ta' sessjoni (F(7,119)=13.60, P <.001) u="" interazzjoni="" ta'="" trattament="" ta'="" sessjoni="" ×="" sire="" (f(7,119)="5.00," p="">< .001).="" madankollu,="" testijiet="" post="" hoc="" ma="" żvelaw="" l-ebda="" differenzi="" statistikament="" sinifikanti="" bejn="" il-gruppi="" fuq="" kull="" waħda="" mit-tmien="" sessjonijiet="" ta="" 'akkwist="" (figura="" 3a).="" in-numru="" ta'="" presses="" tal-lieva="" attivi="" u="" inattivi="" mbagħad="" ġew="" analizzati="" biex="" jiddeterminaw="" jekk="" il-gruppi="" żammux="" preferenza="" bejn="" is-sessjonijiet="" għal-lieva="" attiva="" matul="" l-akkwist="" (figura="" 3b),="" li="" identifika="" effett="" ewlieni="" tas-sessjoni="" (f(7,238)="" {{20}="" }.18,="" p=""><.001) u="" sessjoni="" ×="" interazzjoni="" tat-trattament="" tas-sire="" (f(21,238)="11.40," p=""><.001). analiżi="" post="" hoc="" wriet="" li="" l-gruppi="" kienu="" differenti="" fl-ewwel="" jum="" tal-awto-amministrazzjoni="" tan-nikotina.="" il-grupp="" nic-sired="" wera="" pressjoni="" akbar="" tal-lieva="" attiva="" meta="" mqabbel="" mal-grupp="" sal-sired.="" dan="" l-effett="" jista="" 'jew="" jirrappreżenta="" livell="" akbar="" ta'="" imġieba="" li="" tfittex="" id-droga="" fl-ewwel="" jum="" ta="" 'espożizzjoni,="" perseveranza="" ta'="" reazzjoni="" għall-premju="" tal-ikel="" u/jew="" flessibilità="" konjittiva="" mnaqqsa="" fit-tranżizzjoni="" tar-rispons="" minn="" ikel="" għal="" droga.="" madankollu,="" din="" id-differenza="" ma="" baqgħetx="" tippersisti="" matul="" sessjonijiet="" oħra.="" il-ġrieden="" sal-sired="" urew="" preferenza="" konsistenti="" statistikament="" sinifikanti="" għall-lieva="" attiva="" fuq="" il-lieva="" inattiva="" tagħhom="" (post="" hoc="" p=""><.01), iżda="" l-ġrieden="" nic-sired="" ma="" wrewx="" din="" il-preferenza="" miżmuma="" għas-sessjonijiet="" 3="" sa="">

FIGURA 3 In-nikotina tal-missier tnaqqas l-amministrazzjoni waħedha tan-nikotina. Ġrieden maskili NIC- u SAL-Sired (n=9-10 għal kull grupp) ma kinux differenti fin-numru totali ta’ infużjonijiet miksuba għal kull sessjoni matul il-perjodu ta’ akkwist fuq il-0 .03 mg/kg/doża ta' infużjoni. B, Matul l-akkwist, in-numru ta 'presses tal-lieva attivi u inattivi kienu differenti b'mod sinifikanti fl-ewwel sessjoni, b'nikotina tal-ġrieden NIC-Sired li juru numru akbar ta' presses tal-lieva attivi meta mqabbla mal-ġrieden SAL-Sired. Madankollu, matul is-sessjonijiet sussegwenti, il-ġrieden NIC-Sired naqsu milli jirrispondu, u ma rriżultaw fl-ebda differenzi sinifikanti bejn in-numru attiv u inattiv tagħhom ta 'presses tal-lieva matul is-sessjonijiet 3 sa 8. B'kuntrast, l-annimali SAL-Sired urew preferenza konsistenti statistikament sinifikanti għall-lieva attiva. fuq il-lieva inattiva tagħhom. C, Numru medju ta 'infużjonijiet ta' nikotina matul l-aħħar tliet sessjonijiet ta 'akkwist ma kienx differenti b'mod sinifikanti bejn il-ġrieden NIC- u SAL-Sired. D, F'doża moderata ta' 0.1 mg/kg/infużjoni, il-ġrieden NIC-Sired amministraw lilhom infushom numru ferm aktar baxx ta' infużjonijiet ta' nikotina. E, L-inkubazzjoni tal-valutazzjoni tax-xenqa wriet żieda sinifikanti fir-rispons fuq il-lieva attiva qabel wara 21 jum ta 'astinenza biss għall-ġrieden SAL-Sired. Il-vireg tal-iżball jindikaw żball standard tal-medja (SEM), *P <>

Biex teżamina aktar id-differenzi potenzjali tal-grupp filwaqt li tikkontrolla l-varjabbiltà matul il-fażi inizjali tal-akkwist, in-numru medju ta 'infużjonijiet tan-nikotina ġew eżaminati għall-aħħar tliet sessjonijiet, żmien li fih is-suġġetti wrew tweġibiet aktar konsistenti għan-nikotina (Figura 3C). Il-gruppi ma kinux differenti b'mod sinifikanti fin-numru medju ta' infużjonijiet tan-nikotina (P > .05). Minn hemm 'il quddiem, il-ġrieden ġew transizzjonati għal doża ta' 0.1 mg/kg/infużjoni ta' nikotina, li qabel kienet murija li kienet preferuta f'ġrieden adulti C57BL6/J.44 F'din id-doża, ġrieden NIC-Sired amministraw lilhom infushom numru aktar baxx ta' infużjonijiet (t{ {7}}.20, P <.05; figura="" 3d).="" għall-inkubazzjoni="" tal-imġieba="" tax-xenqa,="" li="" hija="" meqjusa="" bħala="" miżura="" ta'="" żieda="" fit-tfittxija="" tad-droga="" waqt="" l-astinenza,="" anova="" bi="" disinn="" imħallat="" b'żewġ="" direzzjonijiet="" b'trattament="" ta'="" sessjoni="" u="" sire="" identifikat="" l-effett="" ewlieni="" tas-sessjoni="" (f(1,17)="" {{16}="" }.90,="" p=""><.001). filwaqt="" li="" l-annimali="" sal-sired="" urew="" effett="" ta="" 'inkubazzjoni="" b'risponsi="" akbar="" f'jum="" 21="" ta'="" astinenza="" meta="" mqabbla="" ma="" 'jum="" 1,="" ġrieden="" nic-sired="" ma="" wrewx="" żieda="" fl-imġieba="" li="" tfittex="" in-nikotina="" (p=""><>

3.5 L-espożizzjoni tal-missier għan-nikotina tbiddel ir-rabta u l-funzjoni kolinerġika tal-hippocampal

L-irbit ta' nAChR eteromeriku ta' l-ippokampju ta' affinità għolja kien regolat 'il fuq fil-ġrieden F1 NIC-Sired (t28=2.14, P <.05; sal-sired="1.21" ±="" {{10}="" }.043,="" nic‐sired="1.34" ±="" 0.044).="" suġġett="" wieħed="" (nic-sired)="" tneħħa="" minħabba="" li="" l-valuri="" vinkolanti="" kienu="" żewġ="" devjazzjonijiet="" standard="" 'il="" fuq="">

Reġistrazzjonijiet amperometriċi ta 'kurrenti ACh evokati minn potassju u nikotina ġew ivvalutati f'F1 dHPC u vHPC. Minħabba daqsijiet irregolari tal-kampjuni għal kull sess, is-sess ma kienx inkluż bħala fattur preliminari f'dawn l-analiżi. Sinjali kolinerġiċi evokati minn depolarizzazzjoni KCl ma kinux differenti bejn ġrieden SAL- u NIC-Sired f'dHPC (P> .05; Figura 4A); madankollu, l-applikazzjoni lokali tan-nikotina rriżultat fi tnaqqis sinifikanti fl-amplitudnijiet tas-sinjal kolinerġiku fil-ġrieden NIC-Sired (t8=2.33, P <.05; figura="" 4c).="" fil-vhpc,="" ir-rilaxx="" ta'="" ach="" naqas="" fil-ġrieden="" nic-sired="" wara="" l-applikazzjoni="" ta'="" kcl="" (t8="2.60," p=""><.05; figura="" 4b)="" jew="" nikotina="" (t8="2.98," p=""><.05; ;="" figura="">

FIGURA 4 In-nikotina paterna tnaqqas is-sinjalar kolinerġiku fl-ippokampus. Sinjali tal-kolin tal-popolazzjoni dHPC evokati minn depolarizzazzjoni terminali indotta minn KCl. Ma nstabu l-ebda differenzi sinifikanti bejn annimali NIC- u SAL-Sired (n=5 għal kull grupp). B, is-sinjali tal-kolin tal-popolazzjoni vHPC evokati minn depolarizzazzjoni terminali indotta minn KCl tnaqqsu fil-ġrieden NIC-Sired. C, Is-sinjali tad-dHPC tal-kolin tal-popolazzjoni evokata min-nikotina tnaqqsu fil-ġrieden NIC-Sired. D, Is-sinjali tal-kolin vHPC tal-popolazzjoni evokata minn nikotina tnaqqsu fil-ġrieden NIC-Sired. L-ebda effett tas-sess fuq is-sinjalar kolinerġiku ma kien osservat. Il-vireg tal-iżball jindikaw żball standard tal-medja (SEM), *P <>

3.6 L-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier tbiddel b'mod differenzjat l-espressjoni tal-ġeni tal-ippocampal dorsali u ventrali

L-analiżi tat-traskriptoma tal-hippocampal F1 permezz tas-sekwenzjar tal-RNA żvelat 952 ġeni espressi b'mod differenzjali f'vHPC (FDR=0.05; Tabella S2). Minn dawn il-ġeni, 612 kienu regolati 'l isfel u 340 kienu regolati 'l fuq fil-ġrieden NIC-Sired. Fid-dHPC, 162 ġene biss kienu espressi b'mod differenzjat fil-ġrieden NIC-Sired meta mqabbla ma 'ġrieden SAL-Sired (FDR=0.05). Minn dawn il-162 ġene, 86 kienu regolati 'l isfel u 76 ġew regolati 'l fuq. Mitt tliet ġeni b'espressjoni tal-ġeni mibdula ikkoinċidu bejn vHPC u dHPC.

3.7 L-espożizzjoni tal-missier għan-nikotina tbiddel il-mogħdijiet tat-traskrizzjoni involuti fl-iżvilupp tas-sistema nervuża

Fil-vHPC, l-analiżi tal-IPA identifikat l-ogħla netwerk "Mard Newroloġiku, Korriment Organiżmiku u Anormalitajiet, Mewt taċ-Ċelloli u Sopravivenza" (punteġġ=41, Tabella S3) u t-tieni netwerk ta' fuq "Żvilupp u Funzjoni tas-Sistema Nervuża, Morfoloġija tat-Tessuti, Newroloġiċi Mard" (punteġġ=23). L-aqwa ħames kategoriji tal-Funzjonijiet Molekulari u Ċellulari kienu: "Molfoloġija taċ-ċelluli" (88 molekuli), "Assemblaġġ u Organizzazzjoni Ċellulari" (79 molekuli), "Żvilupp Ċellulari" (96 molekuli), "Funzjoni u Manutenzjoni Ċellulari" (79 molekuli), u "Tkabbir u Proliferazzjoni Ċellulari" (87 molekuli). L-aqwa Żvilupp u Funzjoni tas-Sistema Fiżjoloġika kienu "Żvilupp u Funzjoni tas-Sistema Nervuża" (175 molekuli), u wħud mill-Funzjonijiet ta 'Mard u Disturbi ta' fuq jinkludu "Mard Newroloġiku" (it-tieni, 191 molekuli) u "Disturbi Psikoloġiċi" (ir-raba ', 90 molekuli ) (Tabella S4).

Kumplimentari għar-riżultati tal-IPA, l-analiżi tal-arrikkiment bl-użu ta’ Enrichr ipprovdiet aktar evidenza għal alterazzjonijiet fit-tkabbir u l-iżvilupp ċellulari fil-vHPC, bl-aqwa termini bijoloġiċi GO inklużi "RNA splicing", "rispons għal proteina mhux mitwija," u "regolamentazzjoni tat-tkabbir taċ-ċelluli" u " stabbilizzazzjoni tal-proteini" (Tabella S5). B'mod korrispondenti, "kumpless spliceosomal" ġie identifikat bħala l-ogħla terminu ċellulari GO. L-analiżi tal-mogħdija KEGG permezz ta 'Enrichr indikat ukoll il-funzjonament ta' spliceosome u s-sinjalar MAPK bħala mogħdijiet potenzjalment affettwati.

Minkejja lista konsiderevolment iqsar ta’ ġeni espressi b’mod differenzjat fid-dHPC meta mqabbla ma’ vHPC, ġew identifikati mogħdijiet u termini simili arrikkit bid-dHPC (Tabelli S3 u S4). L-analiżi tal-IPA identifikat l-ogħla netwerk "Imġieba, Mard Newroloġiku, Korriment Organiżmiku u Anormalitajiet" (punteġġ=24) u t-tieni netwerk ewlieni "Mard Newroloġiku, Korriment Organiżmiku u Anormalitajiet, u Disturbi Psikoloġiċi (punteġġ=20) .

L-aqwa ħames kategoriji tal-Funzjonijiet Molekulari u Ċellulari fid-dHPC kienu "Żvilupp Ċellulari" (29 molekuli), "Tkabbir u Proliferazzjoni Ċellulari" (29 molekuli), "Morfoloġija taċ-Ċelloli" (27 molekuli), "Assemblaġġ u Organizzazzjoni Ċellulari" (23 molekuli) , u "Funzjoni Ċellulari u Manutenzjoni" (25 molekuli). "Żvilupp u Funzjoni tas-Sistema Nervuża" reġgħet ġiet identifikata bħala terminu arrikkit top taħt il-klassifikazzjoni tal-Iżvilupp u l-Funzjoni tas-Sistema Fiżjoloġika (it-tieni, 44 molekuli). L-ogħla termini arrikkit taħt il-klassifikazzjoni tal-Funzjoni ta 'Mard u Disturbi inkludew "Mard Newroloġiku" (l-ewwel, 51 molekuli), u "Disturbi Psikoloġiċi" (il-ħames, 31 molekuli). Analiżi ta 'arrikkiment bl-użu ta' Enrichr identifikat termini bijoloġiċi GO multipli differenti għal dHPC meta mqabbla ma 'vHPC, inklużi "regolamentazzjoni tal-mewt tan-newroni" u "iżvilupp tal-moħħ" (Tabella S5), li hija komplementari għall-funzjoni molekulari u ċellulari tal-IPA "Mewt u Sopravivenza taċ-ċelluli".

Biex tesplora aktar ir-rwol funzjonali tat-traskrizzjonijiet espressi b'mod differenzjat li jikkoinċidu bejn id-dHPC u l-vHPC, ġew evalwati ġeni espressi b'mod differenzjali komuni għaż-żewġ reġjuni (total 103). Traskrizzjonijiet espressi b'mod differenzjat li jikkoinċidu bejn iż-żewġ reġjuni kienu kollha regolati 'l isfel jew irregolati 'l fuq fl-istess direzzjoni, li jissuġġerixxu alterazzjonijiet komuni fil-mogħdijiet ta' traskrizzjoni fir-reġjuni tal-moħħ fil-ġrieden li għandhom NIC. L-aqwa ħames kategoriji tal-Funzjonijiet Molekulari u Ċellulari identifikati mill-IPA kienu "Mewt u Sopravivenza taċ-Ċelloli" (17-il molekuli), "Moviment Ċellulari" (10 molekuli), "Sinjali u Interazzjoni minn Ċellula għal Ċellula" (17-il molekuli), "Tkabbir Ċellulari" u Proliferazzjoni" (18-il molekula), u "Cell Morphology" (17-il molekula) (Tabella S4)

Ġeni espressi b'mod differenzjali uniċi għal dHPC u vHPC kienu sussegwentement analizzati separatament fl-IPA sabiex jiġu ttestjati għal adattamenti newrobijoloġiċi diverġenti bejn iż-żewġ reġjuni (Tabella S6). L-ebda mogħdijiet kanoniċi arrikkit jikkoinċidu bejn l-analiżi unika tad-dHPC vHPC. L-ogħla mogħdijiet kanoniċi arrikkit uniċi għal vHPC (44 totali) inkludew "Sinjali tal-kalċju" u "Sinjali tar-riċettur tal-Glucocorticoid", filwaqt li l-ogħla mogħdijiet kanoniċi dHPC (tmienja totali) inkludew "Metaboliżmu tal-Ormoni tat-Tirojde" u "Sinjali tal-Apoptosi Medjata mill-aċidu Retinojku." Mard arrikkit u funzjonijiet uniċi għal vHPC (295 total) inkludew "Formazzjoni ta' [Hippocampus] Ammon's Horn" u "Kwantità ta' Sporġenza Ċellulari" filwaqt li t-termini ta' mard u funzjonijiet arrikkit b'mod uniku dHPC (total ta' 111) inkludew "Infjammazzjoni tal-materja bajda" u "Demyelinazzjoni". ."

3.8 L-espożizzjoni tal-missier għan-nikotina tbiddel il-metilazzjoni tad-DNA tal-hippocampal

Twettqet analiżi mmirata tal-metilazzjoni tad-DNA biex tiddetermina jekk il-metilazzjoni tad-DNA mibdula f'reġjuni regolatorji korrispondenti kinitx responsabbli għall-espressjoni differenzjali tal-ġeni fil-frieħ NIC-Sired F1. Il-miri kienu jinkludu 1114-il ġeni espressi b'mod differenzjat identifikati jew fid-dHPC jew fil-vHPC. Fil-vHPC, ġew skoperti 11-il reġjun differentially methylated (DMRs), bi tmienja li juru żieda fil-metilazzjoni u tlieta juru tnaqqis fil-metilazzjoni (Tabella 1). Mill-11-il DMR, 10 kienu jinsabu f'reġjuni assoċjati ma 'ġene li wera espressjoni mibdula fil-vHPC. Fid-dHPC, ġew skoperti 30 DMR, b'15 li juru żieda fil-metilazzjoni u 15 li juru tnaqqis fil-metilazzjoni. Mit-30 DMR, 29 kienu jinsabu f'reġjuni assoċjati ma 'ġene li wera espressjoni mibdula fid-dHPC.

Benefit ta' cistanche echinacoside

4 DISKUSSJONI

Fehim akbar tal-proċessi epiġenetiċi flimkien ma 'dejta reċenti, inklużi s-sejbiet preżenti, sfida l-fehim tradizzjonali tal-wirt. Fatturi lil hinn mill-ġenotip waħdu jistgħu jiddeterminaw fenotipi fil-ġenerazzjonijiet sussegwenti, u l-espożizzjonijiet fi ħdan ġenerazzjoni jistgħu ma jiġux sekwestrati mill-wild. L-istudju preżenti jissuġġerixxi li l-effetti detrimentali tas-saħħa tal-espożizzjoni għan-nikotina jistgħu jittraxxendu l-espożizzjoni individwali u jaffettwaw il-ġenerazzjonijiet sussegwenti. Aħna identifikajna effetti multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali ta 'espożizzjoni ta' nikotina paterna ta 'qabel il-konċepiment fil-ġrieden C57BL/6J fuq il-kondizzjonament tal-biża' Pavlovjan, li rriżultaw f'memorji ta 'biża' aktar b'saħħithom fil-proġeni F1 u F2. L-espożizzjoni tal-missier għan-nikotina rriżultat ukoll fi tnaqqis fl-awto-amministrazzjoni tan-nikotina u imgieba attenwata relatata ma’ rikaduta, li tissuġġerixxi rispons avversiv akbar għan-nikotina. B'appoġġ għal dawn id-differenzi fl-imġieba, ġew osservati alterazzjonijiet multiġenerazzjonali fil-funzjoni kolinerġika tal-hippocampal u l-proċessi epiġenetiċi. Flimkien, dawn ir-riżultati jindikaw bidliet fil-funzjoni tas-sistema nervuża fil-wild ta 'ġrieden esposti għan-nikotina li jirriżultaw f'fenotipi ta' mġiba mibdula.

Il-frieħ F1 u F2 ta 'ġrieden maskili esposti għan-nikotina wrew kondizzjonament tal-biża' kuntestwali u kkondizzjonat imtejjeb. Minkejja l-ebda differenzi fl-estinzjoni tal-biża' kuntestwali bejn il-ġrieden F1 NIC- u SAL-Sired, il-ġrieden NIC-Sired urew irkupru spontanju mtejjeb ta 'memorji tal-biża' kuntestwali. Importanti, ma nstabu l-ebda differenzi fis-sensittività għax-xokk bejn il-ġrieden NIC- u SAL-Sired li jistgħu jammontaw għal żieda fil-kondizzjonament tal-biża '. Il-kondizzjonament tal-biża' mtejjeb jista' jissuġġerixxi titjib ġeneralizzat tal-proċessi tat-tagħlim għall-kuntrarju tal-modulazzjoni tal-proċessi aktar speċifiċi għall-biża' li titgħallem. Madankollu, ma ġew osservati l-ebda bidliet fir-rikonoxximent ta 'oġġetti ġodda, taħriġ ta' ikel operanti, jew lokomozzjoni fil-post miftuħ fil-ġrieden NIC-Sired, għalkemm ġie identifikat effett speċifiku għas-sess ta 'żieda fil-ħin EPM driegħ miftuħ fil-ġrieden nisa NIC-Sired. Filwaqt li dan ma jeskludix modifiki potenzjali għal sistemi oħra ta 'tagħlim jew proċessi konjittivi, dawn is-sejbiet flimkien jissuġġerixxu li t-tagħlim tal-biża' jista 'jkun aktar sensittiv għall-effetti multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier. Barra minn hekk, dawn is-sejbiet jissuġġerixxu funzjoni kolinerġika mibdula f'annimali NIC-Sired. In-nikotina timmodula l-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali. Billi n-nikotina akuta ttejjeb il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali,15,45 l-irtirar min-nikotina kronika tfixkel il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali. B'kuntrast, in-nikotina akuta tfixkel il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali fil-ġrieden NIC-Sired u ma kellha l-ebda effett fil-ġrieden NIC-grandsire, li jistgħu jindikaw funzjonament kolinerġiku mibdul fl-ippokampus.

L-effetti tal-esponiment tal-missier għan-nikotina fuq l-awto-amministrazzjoni sussegwenti tan-nikotina fil-ġenerazzjoni F1 jindikaw ukoll funzjoni kolinerġika mfixkla. Waqt l-akkwist ta’ awto-amministrazzjoni tan-nikotina IV fid-doża aktar baxxa, il-gruppi ma kinux differenti fin-numru ta’ infużjonijiet tan-nikotina, għalkemm instabet żieda fin-numru ta’ presses tal-lieva attiva fil-grupp NIC-Sired. Dan jissuġġerixxi li l-ġrieden NIC-Sired setgħu wrew perseveranza fir-rispons għall-premju tal-ikel u/jew tnaqqis fil-flessibbiltà konjittiva fit-tranżizzjoni tar-rispons mill-ikel għall-mediċina. Madankollu, ta’ min jinnota wkoll li l-gruppi ma kinux differenti fl-1 jum ta’ inkubazzjoni tax-xenqa, li tirrappreżenta sessjoni ta’ estinzjoni (eż., l-ebda infużjoni ta’ nikotina matul is-sessjoni), u għalhekk, dan l-effett jidher li kien preżenti meta r-rinforzanti jkunu qed jiġu rinforzati. jinqalbu iżda mhux fin-nuqqas ta’ reinforcer waqt sessjoni ta’ estinzjoni. Il-ġrieden NIC-Sired urew ukoll tnaqqis fl-għoti ta’ nikotina lilu nnifsu fid-doża moderata, li jallinja ma’ xogħol reċenti li jidentifika tnaqqis fl-amministrazzjoni ta’ alkoħol, kokaina u opjojdi assoċjati ma’ esponiment ta’ alkoħol, kokaina u morfina tal-ġenituri (eż. Vassoler et al,46 bħala riveduta f’Goldberg u Gould47). It-tnaqqis osservat fl-awto-amministrazzjoni tan-nikotina jista 'jiġi attribwit jew għal sensittività mnaqqsa għall-effetti ta' sodisfazzjon tan-nikotina u/jew sensittività miżjuda għall-effetti avversivi tan-nikotina. Tabilħaqq, il-gruppi kienu differenti fid-doża moderata tan-nikotina iżda mhux fid-doża aktar baxxa ta 'nikotina, li tappoġġja l-kunċett ta' rispons avversiv miżjud mad-doża ogħla. Interessanti, sibna wkoll nuqqas ta 'inkubazzjoni ta' effetti tax-xenqa fil-jum 21 fil-ġrieden NIC-Sired wara awto-amministrazzjoni f'doża moderata, li jissuġġerixxi li mġiba mnaqqsa li tfittex in-nikotina tista 'tkun relatata ma' memorja assoċjata mal-istmerrija għan-nikotina. Għalkemm diversi sottostrati newrali jistgħu jkunu l-bażi ta’ dawn l-effetti fuq it-teħid tan-nikotina u r-rispons relatat ma’ rikaduta, studju reċenti sab li tnaqqis fil-metiltransferażi tad-DNA fir-reġjun CA1 tal-ippocampal naqqas l-awto-amministrazzjoni tal-morfina.48 Din is-sejba, flimkien mal-funzjoni magħrufa tal-funzjoni tal-hippocampal kolinerġika f’ proċessi ta’ tagħlim u memorja, jappoġġja aktar il-kunċett ta’ ipproċessar imfixkel medjat min-nikotina fl-ippokampus tal-ġrieden NIC-Sired.

F'dawn il-linji, il-ġrieden NIC-Sired urew rabta nAChR b'affinità għolja tal-hippocampal miżjuda. Sibna wkoll tnaqqis fir-rilaxx ta’ ACh evokat mill-potassju f’vHPC kif ukoll fir-rilaxx ta’ ACh evokat min-nikotina kemm fid-dHPC kif ukoll fil-vHPC ta’ annimali NIC-Sired. Bidliet fir-rilaxx ta' ACh evokat mid-depolarizzazzjoni jirriflettu funzjoni kolinerġika mibdula 'l isfel mill-irbit tar-riċettur, filwaqt li bidliet fir-rilaxx ta' ACh evokat min-nikotina jirriflettu funzjoni nAChR mibdula. Din id-dejta hija konformi ma’ sejbiet preċedenti ta’ rabta nAChR ta’ affinità għolja regolata ‘l fuq wara funzjoni mnaqqsa ta’ nAChR.49 Minħabba li kemm ir-rilaxx ta’ ACh evokat mill-potassju kif ukoll evokat min-nikotina ġew mibdula fil-vHPC tal-ġrieden NIC-Sired, il-vHPC jista’ jkun aktar sensittiv għal l-effetti multiġenerazzjonali tal-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier. DHPC huwa magħruf li jimmodula l-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali.31,50 L-inibizzjoni ta' vHPC tfixkel kemm il-kundizzjoni tal-biża' kif ukoll dik kuntestwali ing51,52 u l-leżjonijiet kolinerġiċi vHPC jfixklu l-kondizzjonament tal-biża' kkontestwali.53

Cistanche tal-ħxejjex

Aħna wrejna wkoll li l-infużjoni diretta tan-nikotina f'dHPC ittejjeb il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali filwaqt li l-infużjoni f'vHPC tfixkel il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali. 54 Filwaqt li reġjuni oħra tal-moħħ involuti fil-kondizzjonament tal-biża’, bħall-amigdala,55 jistgħu wkoll jiġu affettwati mill-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier, dawn is-sejbiet flimkien mad-dejta preżenti jissuġġerixxu li bidliet fil-funzjoni tal-vHPC jistgħu jkunu responsabbli għal kondizzjonament tal-biża’ mibdul fil-ġrieden NIC-Sired. . Aħna ipoteżijna li l-effetti multiġenerazzjonali tal-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier jistgħu jkunu relatati ma 'bidliet fl-effettituri tat-traskrizzjoni li jaġixxu 'l fuq minn dawn is-sistemi newrali. Is-sekwenzjar tat-traskrizzjoni mal-ġenoma kollu f'vHPC u dHPC ta' ġrieden tal-ġenerazzjoni F1 identifika 1114 ġeni espressi b'mod differenzjat bejn ġrieden NIC- u SAL-Sired. Din id-differenza kienet ikbar f'vHPC (952) kontra dHPC (162), f'konformità mal-bidla akbar fil-vHPC relattiva għall-funzjoni kolinerġika dHPC u alterazzjonijiet kemm fil-kuntest tal-kondizzjonament tal-biża' kif ukoll fil-kud. Analiżi sussegwenti tal-mogħdija ssuġġeriet alterazzjonijiet wesgħin fil-mogħdijiet tat-traskrizzjoni assoċjati mas-sinjalar tal-glukokortikojdi u l-iżvilupp/plastiċità newrali fiż-żewġ reġjuni tal-hippocampal.

Sabiex jiġu identifikati adattamenti potenzjali speċifiċi għal vHPC, saret analiżi tal-mogħdija bl-użu biss ta' traskrizzjonijiet speċifiċi għal kwalunkwe sottoreġjun tal-hippocampal. L-ebda mogħdijiet kanoniċi tal-IPA arrikkit ma jikkoinċidu bejn il-vHPC u d-dHPC, li huma subreġjuni funzjonalment distinti tal-hippocampus.31 Meta tneħħew ġeni li koinċidew bejn dHPC u vHPC, mogħdijiet kanoniċi arrikkit top uniċi għal vHPC kienu jinkludu "Glucocorticoid Receptor Signaling," li jissuġġerixxu uniku. , alterazzjoni addizzjonali għall-funzjonament tal-glukokortikojdi f'dan ir-reġjun meta mqabbel mad-dHPC. Bil-għan li nidentifikaw regolaturi epiġenetiċi upstream li jistgħu jaġixxu fuq l-espressjoni tal-ġeni, wettaqna sekwenzar immirat tal-metilazzjoni tad-DNA bl-użu tal-lista kkumpilata ta 'ġeni dHPC u vHPC espressi b'mod differenzjat identifikati mis-sekwenzjar tal-RNA. B'mod sorprendenti, sibna biss 11 DMRs f'vHPC u 30 DMRs fid-dHPC bejn annimali NIC- u SAL-Sired. Għalkemm dan mhux mistenni minħabba n-numru ferm ogħla ta 'traskrizzjonijiet espressi b'mod differenzjali fil-vHPC, il-metilazzjoni tad-DNA hija biss waħda minn bosta fatturi regolatorji li jistgħu jkollhom impatt fuq l-espressjoni tal-ġeni u l-metilazzjoni tad-DNA ma tissarrafx b'mod konsistenti f'espressjoni tal-ġeni mibdula.56 Mill-11-il vHPC DMRs, sebgħa. urew mudelli ta 'metilazzjoni konsistenti mad-direzzjoni tat-traskrizzjoni differenzjali (traskrizzjoni mnaqqsa b'metilazzjoni miżjuda tad-DNA u traskrizzjoni miżjuda b'metilazzjoni mnaqqsa). Ġeni methylated b'mod differenzjali fil-vHPC inkludew Fkbp5, Ksr1, u Pnpla2. Interessanti, it-traskrizzjoni ta 'Fkbp5 u Ksr1 ġiet imfixkla f'mudell wieħed ta' ġrieden ta 'mġieba ta' PTSD,57 fejn il-ġrieden kienu esposti għal xokk elettriku tas-saqajn u mbagħad ippreżentaw tfakkir tas-sitwazzjoni. Fkbp5 jikkodifika chaperone tar-riċettur tal-glukokortikojdi li l-funzjonament tiegħu ġie assoċjat ma’ rispons ta’ stress fit-tul u ħażin f’individwi b’PTSD u disturbi oħra ta’ ansjetà.58

Speċifikament, studji umani juru li l-metilazzjoni u t-traskrizzjoni ta’ Fkbp5 jikkorrelataw mas-severità tas-sintomi ta’ PTSD, b’tali mod li żieda fil-metilazzjoni u tnaqqis fit-traskrizzjoni jipprevedu sintomoloġija ta’ PTSD aktar severa. PTSD.59,61 Is-sejba tagħna ta 'rkupru spontanju mtejjeb tal-memorja tal-biża' flimkien ma 'disregolazzjoni ta' mogħdijiet ta 'traskrizzjoni assoċjati ma' sinjalazzjoni ta 'glukokortikojdi f'annimali NIC-Sired tista' tindika vulnerabbiltà akbar għal fenotipi bħal PTSD. Fid-dHPC, il-mudelli DMR kienu fil-biċċa l-kbira inkonsistenti mad-direzzjoni tal-espressjoni differenzjali tat-traskrizzjoni misjuba mis-sekwenzjar tal-RNA, li jissuġġerixxi li l-bidliet fil-metilazzjoni tad-DNA vHPC prodotti mill-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier huma aktar konsegwenzjali f'termini ta 'impatt fuq l-espressjoni tal-ġeni minn dawk fid-dHPC. Dan huwa konformi mal-identifikazzjoni tagħna ta 'numru akbar ta' traskrizzjonijiet espressi b'mod differenzjali u bidliet aktar esaġerati fit-trażmissjoni kolinerġika f'NIC-Sired vHPC meta mqabbel mad-dHPC. L-approċċ tagħna ta 'sekwenzjar immirat jista' jkun illimita l-abbiltà li jiskopri regolamentazzjoni traskrizzjoni potenzjali minn sekwenzi methylated distalment. Investigazzjonijiet futuri inklużi analiżi tal-metilazzjoni tad-DNA mal-ġenoma kollu, modifiki tal-histone, u espressjoni żgħira ta 'RNA se jipprovdu interpretazzjoni aktar kompleta ta' dawn is-sejbiet.

Limitazzjoni potenzjali tad-disinn tal-espożizzjoni tan-nikotina tagħna hija l-enfasi fuq l-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier biex jiġi investigat l-impatt multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-espożizzjoni għan-nikotina. Għalkemm studji oħra li sabu fenotipi multi/transġenerazzjonali wara l-espożizzjoni tad-droga tal-missier, inklużi l-kokaina46 u l-morfina,62 ma sabu l-ebda differenzi fil-kura materna, huwa possibbli li l-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier jista’ jkollha impatt fuq il-kura materna. Studji futuri li jinvestigaw l-impatt fuq il-kura materna huma ġġustifikati. Peress li l-fokus attwali tagħna kien fuq l-espożizzjoni tal-missier, ix-xogħol futur għandu wkoll iqabbel l-impatti tal-espożizzjoni tal-missier u tal-omm. B'mod ġenerali, is-sejbiet preżenti jipprovdu fehim ġdid tal-effetti multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-espożizzjoni għan-nikotina, li huma appoġġjati minn letteratura dejjem tikber li tikkaratterizza l-effetti Multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-espożizzjoni tad-droga (kif rivedut f'Goldberg u Gould47). Dan l-istudju kien l-ewwel li ttestja l-kondizzjonament tal-biża’ kuntestwali fi frieħ F1 u F2 ta’ rġiel esposti għan-nikotina u identifika formazzjoni msaħħa tal-memorja tal-biża’ u rkupru spontanju tal-memorji tal-biża’. Dan l-istudju kien ukoll l-ewwel wieħed li identifika awto-amministrazzjoni mibdula tan-nikotina u inkubazzjoni tax-xenqa fi frieħ F1 esposti għan-nikotina.

Fil-ġrieden NIC-Sired instabu metilazzjoni differenzjali f'ġeni assoċjati ma' PTSD u disregolazzjoni tal-assi HPA kif ukoll tfixkil konkorrenti f'mogħdijiet ta' traskrizzjoni relatati mal-istress. In-nikotina tal-missier kienet assoċjata wkoll ma' tnaqqis fil-funzjoni kolinerġika tal-hippocampal u żieda fit-twaħħil tal-nAChR tal-hippocampal. Interessanti, pazjenti PTSD li ma ppejpux urew b'mod sinifikanti ogħla mesiotemporal kortikali affinità għolja nAChR vinkolanti63, u PTSD huwa assoċjat ma 'aktar biża' kondizzjonata u rkupru spontanju ta 'memorji ta' biża' estinti. 64 Flimkien, is-sejbiet tagħna jissuġġerixxu li l-espożizzjoni tan-nikotina jista 'jkollha impatt multiġenerazzjonali ta' tiżdied is-suxxettibilità tal-frieħ għal sintomoloġija bħal PTSD. Din is-sejba flimkien ma’ sejbiet reċenti oħra li juru effetti multi-ġenerazzjonali tal-espożizzjoni għan-nikotina fuq il-flessibbiltà konjittiva2 tissuġġerixxi li r-riżultati negattivi tas-saħħa tal-espożizzjoni għan-nikotina tefgħu xibka usa’ milli kien maħsub qabel.

Estratt ta' Cistanche

REFERENZI

1 Dai J, Wang Z, Xu W, et al. L-espożizzjoni tan-nikotina tal-missier tiddefinixxi mġiba differenti fil-ġenerazzjoni sussegwenti permezz ta 'ipermetilazzjoni ta' mmu-miR-15b. Sci Rep 2017;7(1):7286.

2. McCarthy DM, Morgan TJ Jr, Lowe SE, et al. L-espożizzjoni tan-nikotina tal-ġrieden maskili tipproduċi indeboliment fl-imġieba f'diversi ġenerazzjonijiet ta' dixxendenti. PLoS Biol. 2018;16(10):e2006497.

3. Zhu J, Lee KP, Spencer TJ, Biederman J, Bhide PG. Trażmissjoni transġenerazzjonali ta 'iperattività f'mudell tal-ġurdien ta' ADHD. J Neurosci. 2014;34(8):2768‐2773.

4. Cummings KM, Proctor RN. L-immaġni pubblika li qed tinbidel tat-tipjip fl-Istati Uniti: 1964‐2014. Bijomarkaturi tal-Epidemiol tal-Kanċer Prev. 2014;23(1):32‐36.

5. Huang LL, Kowitt SD, Sutfin EL, Patel T, Ranney LM, Goldstein AO. L-użu tas-sigaretti elettroniċi fost l-istudenti tal-iskola sekondarja u l-assoċjazzjoni tiegħu mal-użu tas-sigaretti u l-waqfien mit-tipjip, Stħarriġ tat-Tabakk taż-Żgħażagħ ta’ North Carolina, 2011 u 2013. Prev Chronic Dis. 2016;13:E103.

6. Holliday ED, Nucero P, Kutlu MG, et al. Effetti fit-tul tan-nikotina kronika fuq l-imgieba emozzjonali u konjittiva u l-morfoloġija taċ-ċelluli tal-hippocampus fil-ġrieden: paraguni tal-espożizzjoni għan-nikotina tal-adulti u tal-adolexxenti. Eur J Neurosci. 2016;44:2818‐2828.

7. Johnson JG, Cohen P, Pine DS, Klein DF, Kasen S, Brook JS. Assoċjazzjoni bejn it-tipjip tas-sigaretti u disturbi ta 'ansjetà matul l-adolexxenza u l-età adulta bikrija. ĠAMA. 2000;284:2348‐2351.

8. Jung Y, Hsieh LS, Lee AM, et al. Mekkaniżmu epiġenetiku jimmedja l-effetti tan-nikotina tal-iżvilupp fuq l-istruttura u l-imġieba newronali. Nat Neurosci. 2016;19(7):905‐914.

9. Gitik M, Holliday ED, Leung M, et al. Il-kolin itejjeb id-defiċits fit-tagħlim tal-adulti u jreġġa 'lura l-modifika epiġenetika tal-fatturi ta' remodeling tal-kromatina relatati mal-espożizzjoni tan-nikotina tal-adolexxenti. Neurobiol Tgħallem Mem. 2018;155:239‐248.

10. Għasafar A. Perċezzjonijiet tal-epiġenetika. Natura. 2007;447:396‐398.

11. Skinner MK. Wirt transġenerazzjonali epiġenetiku ambjentali u stabbiltà mitotika epiġenetika somatika. Epiġenetika. 2011;6:838‐842.

12. Davis JA, Gould TJ. Tagħlim assoċjattiv, l-ippokampus, u l-vizzju tan-nikotina. Curr Abbuż tad-Droga Rev 2008;1:9‐19.

13. Kutlu MG, Parikh V, Gould TJ. Vizzju tan-nikotina u disturbi psikjatriċi. Int Rev Neurobiol. 2015;124:171‐208.

14. Parikh V, Kutlu MG, Gould TJ. Disfunzjoni tan-nAChR bħala sottostrat komuni għall-iskiżofrenja u d-dipendenza fuq in-nikotina komorbidita: xejriet u perspettivi attwali. Schizophr Res. 2016;171:1‐15.

15. Kenney JW, Raybuck JD, Gould TJ. Riċetturi nikotiniċi fl-ippokampus dorsali u ventrali jimmodulaw b'mod differenzjat il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali. Hippokampus. 2012;22:1681‐1690.

16. Wilkinson DS, Turner JR, Blendy JA, Gould TJ. L-isfond ġenetiku jinfluwenza l-effetti tal-irtirar min-nikotina kronika fuq it-tagħlim u t-twaħħil tar-riċettur nikotiniku acetylcholine b'affinità għolja fl-ippokampus dorsali u ventrali. Psikofarmakoloġija (Berl). 2013;225(1): 201‐208.

17. Davis JA, Gould TJ. L-effetti ta 'DHBE u MLA fuq it-titjib indott min-nikotina tal-kundizzjonament tal-biża' kuntestwali fil-ġrieden C57BL / 6. Psikofarmakoloġija (Berl). 2006;184:345‐352.

18. Kutlu MG, Zeid D, Tumolo JM, Gould TJ. Ġrieden pre-adolexxenti u adolexxenti huma inqas sensittivi għall-effetti tan-nikotina akuta fuq l-estinzjoni u l-irkupru spontanju. Moħħ Res Bull. 2018;138:50‐55.

19. Kutlu MG, Gould TJ. In-nikotina akuta tittardja l-estinzjoni tal-biża' kuntestwali fil-ġrieden. Behav Brain Res. 2014;263:133‐137.

20. Benowitz NL, Hukkanen J, Jacob P 3rd. Kimika tan-nikotina, metaboliżmu, kinetika, u bijomarkaturi. Fi: psikofarmakoloġija tan-nikotina. Berlin, Heidelberg: Springer; 2009:29‐60.

21. Davis JA, James JR, Siegel SJ, Gould TJ. L-irtirar mill-amministrazzjoni kronika tan-nikotina jfixkel il-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali fil-ġrieden C57BL/6. J Neurosci. 2005;25:8708‐8713.

22. Petersen DR, Norris KJ, Thompson JA. Studju komparattiv tad-dispożizzjoni tan-nikotina u l-metaboliti tagħha fi tliet razez inbred ta 'ġrieden. Droga Metab Dispos. 1984;12:725‐731.

23. Gould TJ, Portugall GS, Andre JM, et al. It-tul ta 'defiċits assoċjati mal-irtirar tan-nikotina fil-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali jqabbel bidliet fir-regolazzjoni 'l fuq tar-riċettur nikotiniku acetylcholine ta' affinità għolja tal-hippocampal. Newrofarmakoloġija. 2012;62:2118‐2125.

24. Kutlu MG, Oliver C, Huang P, Liu‐Chen LY, Gould TJ. Indeboliment tal-estinzjoni tal-biża' kuntestwali min-nikotina kronika u l-irtirar min-nikotina kronika huwa assoċjat ma' regolazzjoni 'l fuq tan-nAChR tal-hippocampal. Newrofarmakoloġija. 2016;109:341‐348. 25. Damaj MI, Kao W, Martin BR. Karatterizzazzjoni ta 'rtirar tan-nikotina spontanju u preċipitat fil-ġurdien. J Pharmacol Exp Ther. 2003;307:526‐534.

26. Fowler CD, Lu Q, Johnson PM, Marks MJ, Kenny PJ. Is-sinjalar tas-subunità tar-riċettur nikotiniku Habenular alpha5 jikkontrolla l-konsum tan-nikotina. Natura. 2011;471:597‐601.

27. Lomazzo E, MacArthur L, Yasuda RP, Wolfe BB, Kellar KJ. Analiżi kwantitattiva tar-riċetturi nikotiniċi newronali eteromeriċi fl-ippokampus tal-firien. J Neurochem. 2010;115:625‐634.

28. Turner JR, Castellano LM, Blendy JA. Effetti paralleli simili ansjolitiċi u regolazzjoni 'l fuq ta' riċetturi newronali nikotiniċi acetylcholine wara nikotina kronika u varenicline. Nikotina Tob Res. 2011;13:41‐46.

29. Parikh V, Ji J, Decker MW, Starter M. Ir-riċetturi ta 'subunità prefrontal beta2 u alpha7 nicotinic acetylcholine jikkontrollaw b'mod differenzjat is-sinjalar glutamaterġiku u kolinerġiku. J Neurosci. 2010;30: 3518‐3530.

30. Parikh V, Starter M. Sistemi kolinerġiċi Forebrain u konjizzjoni: għarfien ġdid ibbażat fuq skoperta rapida ta 'spikes tal-kolin bl-użu ta' bijosensuri bbażati fuq l-enżimi. Fi: Biosensors Mikroelettrodi. Totowa, NJ: Humana Press; 2013:257‐277.

31. Fanselow MS, Dong HW. L-ippokampus dorsali u ventrali huma strutturi funzjonalment distinti? Newron. 2010;65(1):7‐19.

32. Kim D, Pertea G, Trapnell C, Pimentel H, Kelley R, Salzberg SL. TopHat2: allinjament preċiż tat-traskriptomi fil-preżenza ta 'inserzjonijiet, tħassir, u fużjoni tal-ġeni. Ġenoma Biol. 2013;14(4): R36.

33. Afgan E, Baker D, van den Beek M, et al. Il-pjattaforma Galaxy għal analiżi bijomedika aċċessibbli, riproduċibbli u kollaborattiva: aġġornament tal-2016. Aċidi Nukleiċi Res. 2016;44:W3‐w10.

34. Trapnell C, Williams BA, Pertea G, et al. L-assemblaġġ u l-kwantifikazzjoni tat-traskrizzjoni permezz ta 'RNA-Seq jiżvelaw traskrizzjonijiet mhux annotati u bidla tal-isoforma waqt id-divrenzjar taċ-ċelluli. Nat Biotechnol. 2010;28(5): 511‐515.

35. Benjamini Y, Drai D, Elmer G, Kafkafi N, Golani I. Kontroll tar-rata ta 'skoperta falza fir-riċerka tal-ġenetika tal-imġieba. Behav Brain Res. 2001; 125(1‐2):279‐284.

36. Kramer A, Green J, Pollard J Jr, Tugendreich S. Approċċi ta 'analiżi kawżali fl-Analiżi tal-Pathway Ingenuity. Bijoinformatika. 2014;30(4): 523‐530.

37. Kuleshov MV, Jones MR, Rouillard AD, et al. Enrichr: aġġornament tal-2016 tas-server tal-web tal-analiżi tal-arrikkiment tas-sett tal-ġeni komprensiv. Aċidi Nukleiċi Res. 2016;44(W1): W90‐W97.

38. Wendt J, Rosenbaum H, Richmond TA, Jeddeloh JA, Burgess DL. Sekwenzar immirat tal-bisulfite bl-użu tas-sistema ta 'arrikkiment epi SeqCap. Metodi Mol Biol. 2018;1708:383‐405.

39. Bolger AM, Lohse M, Usadel B. Trimmomatic: trimmer flessibbli għad-dejta tas-sekwenza tal-Illumina. Bijoinformatika. 2014;30(15):2114‐2120.

40. Langmead B, Salzberg SL. Allinjament mgħaġġel gapped‐read ma Bowtie 2. Metodi Nat. 2012;9(4):357‐359.

41. Krueger F, Andrews SR. Bismark: aligner flessibbli u sejjieħ tal-metilazzjoni għall-applikazzjonijiet Bisulfite‐Seq. Bijoinformatika. 2011;27(11):1571‐1572.

42. Akalin A, Kormaksson M, Li S, et al. methylKit: pakkett R komprensiv għall-analiżi tal-profili tal-metilazzjoni tad-DNA mal-ġenoma kollu. Ġenoma Biol. 2012;13(10): R87.

43. Gould TJ, Lommock JA. In-nikotina ssaħħaħ il-kondizzjonament tal-biża kuntestwali u ttejjeb id-defiċits indotti mill-etanol fil-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali. Behav Neurosci. 2003;117(6):1276‐1282.

44. Fowler CD, Kenny PJ. Amministrazzjoni minnha nfisha tan-nikotina ġol-vini u dħul mill-ġdid indott mill-cue fil-ġrieden: effetti tad-doża tan-nikotina, ir-rata ta 'infużjoni tad-droga u taħriġ strumentali minn qabel. Newrofarmakoloġija. 2011;61(4):687‐698.

45. Gould TJ, Wehner JM. Titjib tan-nikotina tal-kondizzjonament tal-biża' kuntestwali. Behav Brain Res. 1999;102(1‐2):31‐39.

46. ​​Vassoler FM, White SL, Schmidt HD, Sadri‐Vakili G, Pierce RC. Wirt epiġenetiku ta 'fenotip ta' reżistenza għall-kokaina. Nat Neurosci. 2013;16(1):42‐47.

47. Goldberg LR, Gould TJ. Effetti multiġenerazzjonali u transġenerazzjonali tal-espożizzjoni tal-missier għal drogi tal-abbuż fuq il-funzjoni tal-imġieba u newrali. Eur J Neurosci. 2018;50(3):2453‐2466.

48. Zhang JJ, Jiang FZ, Zheng W, et al. DNMT3a fl-ippocampal CA1 huwa kruċjali fl-akkwist ta 'awto-amministrazzjoni tal-morfina fil-firien. Addict Biol. 2019;▪:▪‐▪.

49. Schwartz RD, Kellar KJ. Siti ta' rbit tar-riċetturi kolinerġiċi nikotiniċi fil-moħħ: regolamentazzjoni in vivo. Xjenza. 1983;220(4593):214‐216.

50. Logue SF, Paylor R, Wehner JM. Leżjonijiet ta 'l-ippokampju jikkawżaw defiċits fit-tagħlim fil-ġrieden inbred fil-labirint ta' l-ilma Morris u kompitu ta 'biża' kondizzjonat. Behav Neurosci. 1997;111(1):104‐113.

51. Zhang WN, Bast T, Feldon J. L-ippokampus ventrali u l-kondizzjonament tal-biża 'fil-firien: amnesji anterograd differenti ta' biża 'wara infużjoni ta' N-methyl-D-aspartate jew l-antagonist mhux kompetittiv tiegħu MK-801 fil-hippocampus ventrali. Behav Brain Res. 2001;126(1‐2):159‐174.

52. Maren S, Holt WG. Kundizzjonament ta 'biża' ta 'l-ippokampu u Pavlovjan fil-firien: infużjonijiet ta' muscimol fl-ippokampus ventrali, iżda mhux dorsali, ifixklu l-akkwist ta 'iffriżar kondizzjonali għal stimulu kondizzjonali tas-smigħ. Behav Neurosci. 2004;118(1):97‐110.

53. Staib JM, Della Valle R, Knox DK. It-tfixkil tas-septum medjali u l-meded djagonali ta 'projezzjonijiet kolinerġiċi Broca għall-ippokampus ventrali jfixklu l-memorja tal-biża' tas-smigħ. Neurobiol Tgħallem Mem. 2018;152:71‐79.

54. Vasquez JH, Leong KC, Gagliardi CM, Harland B, Apicella AJ, Muzzio IA. L-attivazzjoni speċifika tal-mogħdija taċ-ċelluli tal-ippocampal ventrali li jisporġu lejn il-kortiċi prelimbiċi tnaqqas it-tiġdid tal-biża '. Neurobiol Tgħallem Mem. 2019;161:63‐71.

55. LeDoux JE, Cicchetti P, Xagoraris A, Romanski LM. In-nukleu laterali tal-amygdaloid: l-interface sensorjali tal-amigdala fil-kondizzjonament tal-biża. J Neurosci. 1990;10(4):1062‐1069.

56. Jones PA. Funzjonijiet tal-metilazzjoni tad-DNA: gżejjer, siti tal-bidu, korpi tal-ġeni, u lil hinn. Nat Rev Genet. 2012;13(7):484‐492.

57. Tanaka M, Li H, Zhang X, et al. Ir-regolazzjoni tal-ġeni li tiddependi mir-reġjun u l-ħin fl-amigdala u l-kortiċi ċingulari anterjuri ta 'mudell tal-ġrieden bħal PTSD. Mol Moħħ. 2019;12(1):25.

58. Binder EB. Ir-rwol ta 'FKBP5, ko-chaperone tar-riċettur tal-glukokortikojdi fil-patoġenesi u t-terapija ta' disturbi affettivi u ta 'ansjetà. Psikonewroendokrinoloġija. 2009;34(Suppl 1): S186‐S195.

59. Sarapis C, Cai G, Bierer LM, et al. Markers ġenetiċi għar-riskju u r-reżiljenza tal-PTSD fost is-superstiti tal-attakki taċ-Ċentru tal-Kummerċ Dinji. Dis Markers. 2011;30(2‐3):101‐110.

60. Yehuda R, Daskalakis NP, Desarnaud F, et al. Bijomarkaturi epiġenetiċi bħala tbassir u korrelati tat-titjib tas-sintomi wara l-psikoterapija f'veterani tal-ġlieda kontra l-PTSD. Front Psych. 2013;4:118.

61. Yehuda R, Cai G, Grolier JA, et al. Mudelli ta' espressjoni tal-ġeni assoċjati ma' disturb ta' stress posttrawmatiku wara espożizzjoni għall-attakki taċ-Ċentru tal-Kummerċ Dinji. Biol Psikjatrija. 2009;66:708‐711.

62. Li CQ, Luo YW, Bi FF, et al. Żvilupp ta 'mġieba li tixbah l-ansjetà permezz ta' sinjalazzjoni ta 'l-IGF-2 ta' l-ippokampju fil-frieħ ta 'espożizzjoni tal-morfina tal-ġenituri: effett ta' ambjent arrikkit. Newropsikofarmakoloġija. 2014;39(12):2777‐2787.

63. Czermak C, Staley JK, Kasserman S, et al. beta2 Disponibbiltà tar-riċettur nikotiniku acetylcholine f'disturb ta' stress post-trawmatiku. Int J Neuropsychopharmacol. 2008;11(3):419‐424.

64. Milad MR, Pitman RK, Ellis CB, et al. Bażi newrobijoloġika ta 'nuqqas li tfakkar il-memorja tal-estinzjoni f'disturb ta' stress posttrawmatiku. Biol Psikjatrija. 2009;66(12):1075‐1082.