Део 3: Јединствени мишји модел вежбе из раног живота омогућава хипокампално памћење и синаптичку пластичност

за више информација:ali.ma@wecistanche.com

Молимо кликните овде до 2. дела

Материјали и методе

Животиње. Мишеви дивљег типа били су потомци Ц57Бл6Ј брана, првобитно добијених од Јацксон Лабораториес и даље узгајаних у нашим објектима за животиње. Мишеви су имали слободан приступ храни и води, а светла су одржавана у циклусу светлости и мрака од 12 сати. Након одбијања постнаталног дана (П) 21, мишеви су смештени у стандардне кавезе за кревет или кавезе опремљене точком за трчање. И мужјаци и женке мишева су коришћени за све експерименте вежбања и понашања. За електрофизиолошке студије коришћени су само мушки мишеви. Сва тестирања понашања су обављена током светлосног циклуса. Експерименти су спроведени у складу са смерницама америчког Националног института за здравље за негу и употребу животиња и одобрени су од стране Комитета за институционалну негу и употребу животиња Универзитета Калифорније, Ирвине.

Кликните да бистеЦистанцхе ефекти за побољшање памћења

Парадигма трчања. Након одбијања од П21, мишеви су смештени у паровима у стандардним кавезима без точка или опремљени мобилним или стационарним точком за трчање од нерђајућег челика (пречник 4,5 цм, 112 грама, Старр Лифе Сциенцес). Животиње које су биле смештене са точковима за трчање имале су слободан приступ у унапред одређеном трајању: или једну недељу током јувенилног периода (П21–27; јув ЕЛЕ), једну недељу током адолесценције (П35–41; Адол ЕЛЕ), или три узастопне недеље приступа (П21– 41; јув-адол ЕЛЕ). Додатна група мишева је смештена са стационарним точком током П21–41 (ста) да би се контролисало обогаћивање животне средине због присуства точка у кавезу. Сваки точак је био опремљен лаганом полиуретанском мрежом како би се спречило да мали удови мишева који су се одвојили од проклизавања кроз пречке точкова. Активност у трчању је праћена преко дигитално надгледаних сензора повезаних на порт за податке и рачунар за прикупљање података у реалном времену (Витал Виев Софваре) путем магнетне детекције обртаја точкова. Сваки дигитално надгледани точак пратио је раздаљину трчања за кавез (два миша смештена по кавезу, тако да пређена удаљеност по кавезу представља укупну пређену удаљеност између два миша). Окрети су квантификовани по минутима дневно током трајања трчања и конвертовани у пређену удаљеност по кавезу (км).

Локација објектамеморија(ОЛМ) протокол. Локација објектамеморијаПротокол коришћен у овој студији је прилагођен и модификован у односу на претходне протоколе44. 36. постнаталног дана, мишеви су доведени у собу за тестирање са смањеном осветљеношћу собе. Мишеви су третирани сваким отприлике 2 минута, укупно 5 узастопних дана пре ОЛМ тренинга (два пута дневно прва 2 дана, а затим једном дневно наредна 3 дана). Сесије навикавања су трајале 5 минута, два пута дневно током 3 дана (П38-П40) и одвијале су се у коморама које садрже четири јединствена просторна знака на сваком зиду коморе (хоризонталне линије, црни Кс, вертикална трака и празан зид) . Навикавање се преклапа са последња 2 дана руковања. Током фазе тренинга (П41), мишеви су смештени у исте коморе са два идентична предмета и изложени или подпрагу (3 мин) или прагу (10 мин) периоду обуке; дизајн студије заснован на претходним радовима који показује да је 3 минута обуке обично недовољно за дугорочнумеморијаформација45. За мишеве у кавезима за вежбање, точкови за трчање су закључани одмах након ОЛМ тренинга како би се елиминисали акутни ефекти вежбања намеморијаконсолидација. На дан тестирања (П42; 24 сата након тренинга), један од објеката је премештен на нову локацију унутар коморе, а мишевима је затим дозвољено да истражују објекте 5 минута. Време проведено са сваким објектом је одређено слепом анализом ручном бодовањем, а вредности добијене и током дана обуке и тестирања претворене су у индекс дискриминације (ДИ), на основу нове локације објекта током тестирања: [(време проведено истраживање новог објекта – време проведено у истраживању познатог објекта)/(укупно време истраживања оба објекта) × 100 процената]. Није било значајних разлика умеморијаперформансе између седентарних животиња и оних смештених са стационарним точком, тако да су ове групе комбиноване и представљене као "без ЕЛЕ" у свим ОЛМ анализама. Испитивања навикавања су анализирана за удаљеност пређену кроз сесије коришћењем софтвера за анализу понашања БИЛО КОЈИ лавиринт (Стоелтинг Цо). Мишеви са неуједначеним временом истраживања између два објекта током фазе тренинга (ДИ > 20) или који нису показали смањење укупне удаљености пређене током сесија навикавања су искључени из анализе.

Цистанцхе може помоћи у побољшању памћења

студије електрофизиологије. Електрофизиолошки експерименти су изведени као што је претходно описано, а извор ових метода је објављен на другом месту66. За електрофизиолошке експерименте коришћени су само мушки мишеви. Укратко, мушки мишеви из свих ЕЛЕ група су жртвовани између П42–51, а кришке су сакупљене из ростралног хипокампуса. Коронални резови су исечени (Леица ВТ1000 С) на дебљини од 320 ум и смештени у комору за снимање интерфејса са претходно загрејаном (31 ± 1 степен) вештачком цереброспиналном течношћу (124 мМ НаЦл, 3 мМ КЦл, 1,25 мМ КХ2ПО4, 1,5 мМ МгСО4, 2,5 мМ ЦаЦл2, 26 мМ НаХЦ03 и 10 мМ д-глукозе). Кришке су континуирано перфузиране брзином од 1,75-2 мл у минути док је површина резова била изложена топлом, влажном 95% О2/5% ЦО2. Снимање је почело након најмање 2 х инкубације. Ексцитаторни постсинаптички потенцијали поља (фЕПСП) су снимљени из ЦА1б стратум радиатум помоћу једне стаклене пипете (2–3 МΩ) напуњене са 2 М НаЦл. Стимулациони импулси (0,05 Хз) су испоручени у Шаферове колатерално-комисурне пројекције коришћењем биполарне стимулативне електроде (уплетена нихромска жица, 65 μм) постављене у ЦА1ц. Тренутни интензитет је подешен да се добије 50 процената максималног фЕПСП одговора. Након што је успостављена стабилна основна линија, ЛТП је индукован са једним низом од пет тхета рафала, у којима је сваки бурст (четири импулса на 100 Хз) испоручен у размаку од 200 мс (тј. на тхета фреквенцији). Интензитет стимулације није повећан током ТБС. Подаци су прикупљени и дигитализовани помоћу НАЦ 2.0 Неуродата Ацкуиситион Систем (Тета Бурст). Подаци у ЛТП фигури су нормализовани на последњих 10 минута основне линије и представљени као средња вредност ± СЕ. Основне мере на И/О кривама, упарени импулс и ЛТП су анализиране коришћењем двосмерне АНОВА и анализе линеарне регресије (софтвер Грапхпад Присм 8).Цистанцхе може помоћи у побољшању памћења.

Статистичке анализе. Једносмерни АНОВА-и су коришћени за анализу утицаја времена вежбања у раном животу на ДИ за стицање ОЛМ (слика 2д, г), ДИ за тестирање ОЛМ (слика 2е, х) и укупна времена истраживања ОЛМ тестирања (слика 2ф). , и) унутар сваког пола. Дунеттова пост-хоц вишеструка поређења коришћена су да би се направила специфична поређења са групом "без ЕЛЕ" (седеће) када су примећени значајни резултати АНОВА. Двосмерна АНОВА је коришћена за анализу тежине миша добијене током ЕЛЕ периода (слика 1б, фактори ЕЛЕ групе и пола). Двосмерне поновљене мере (РМ)-АНОВА-е су коришћене за анализу дневне удаљености трчања (Слика 1ц–е, фактори постнаталног дана и пола), сесије навикавања (Слика 2б, ц) и за поређење ДИ стицања ОЛМ у односу на тестирање ДИ за сваког миша за поређења унутар групе. Сидакови пост хоц тестови су коришћени за прављење специфичних поређења када су примећене значајне интеракције или главни ефекти групе трчања или ОЛМ сесије. Поред тога, извршена је тросмерна АНОВА за ОЛМ тестирање ДИ да би се утврдиле било какве значајне интеракције између три номиналне варијабле (трајање ОЛМ тренинга, ЕЛЕ група и пол). За ретке случајеве да подаци о трчању од 24 сата за одређени дан нису забележени, вредности су импутиране на основу узимања просечне удаљености од претходна три дана, да би се извршиле статистичке анализе. Неупарени Студентови т-тестови су коришћени за анализу укупних удаљености трчања за сваку ЕЛЕ групу (Слика 1ф–х), као и за поређење ОЛМ тестирања ДИ између 3-мин и 10-мин обучених седентарних мишева. Кумулативне удаљености трчања су изражене као средња вредност ± СД. Главни ефекти и интеракције за све АНОВА описане су у легендама текста и слика, заједно са специфичним бројем животиња сваког пола коришћених у сваком експерименту. Све анализе су биле двостране и захтевале су вредност од 0.05 за значај. Траке грешака на свим сликама представљају СЕМ. За све експерименте, вредности ±2 стандардне девијације од средње вредности групе сматране су изванредним вредностима и уклоњене су из анализа. Све статистике су обављене помоћу софтвера ГрапхПад Присм 8. Укупан број мишева коришћених у експериментима понашања=152.

Цистанцхе може помоћи у побољшању памћења

Примљено: 16. јануара 2020.; Прихваћено: 13. маја 2020.;

Објављено: кк кк кккк

Признања

Ово истраживање подржали су Национални институт за неуролошке поремећаје и мождани удар Националног института за здравље, под бројем награде К12НС098482 (додељено АСИ) и Медицинска школа УЦ Ирвине, одељење за педијатрију. Такође желимо да се захвалимо др Марцелу Вооду на њиховим научним дискусијама и критичком доприносу пројекту.

Прилози аутора

АСИ, ТИ, СП, ФС и ТВ су извели експерименте вежби и понашања и анализирали податке; ЕК је извршио све електрофизиолошке експерименте, анализирао податке и уредио рукопис; АСИ је дизајнирао студију, анализирао податке, интерпретирао резултате и написао рукопис.

такмичарски интереси

Аутори изјављују да нема супротстављених интереса.

Додатне Информације

Преписку и захтеве за материјале треба упутити АСИ

Информације о поновном штампању и дозволама доступне су на ввв.натуре.цом/репринтс.

Напомена издавача Спрингер Натуре остаје неутралан у погледу јурисдикцијских захтева у објављеним мапама и институционалним везама.