Клетки гиппокампа разделяют положительные и отрицательные инграммы.

Jun 13, 2023

Биология связи, том 5, Номер статьи: 1009 (2022) Цитировать эту статью

9868 Доступов

3 цитаты

672 Альтметрика

Подробности о метриках

Гиппокамп участвует в обработке различных мнемонических вычислений, в частности пространственно-временных компонентов и эмоциональных измерений контекстуальной памяти. Недавние исследования продемонстрировали клеточную гетерогенность вдоль оси гиппокампа. Было показано, что вентральный гиппокамп играет важную роль в обработке эмоций и валентности. Здесь мы объединяем трансгенные и полностью вирусные стратегии мечения, зависящие от активности, чтобы визуализировать несколько валентно-специфичных инграмм в vHPC и продемонстрировать две частично разделенные клеточные популяции и проекции, которые реагируют на аппетитные и аверсивные переживания. Затем, используя подходы секвенирования РНК и секвенирования метилирования ДНК, мы обнаружили, что аппетитные и аверсивные энграммные клетки vHPC демонстрируют разные программы транскрипции и ландшафты метилирования ДНК по сравнению с нейтральной популяцией энграмм. Кроме того, оптогенетических манипуляций с телами меченых клеток в vHPC недостаточно для стимулирования аппетитного или аверсивного поведения при выборе места в реальном времени, стимуляции меченых терминалей vHPC, проецирующихся на миндалевидное тело и прилежащее ядро ​​(NAc), но не на префронтальную кору (PFC). , показал предпочтение и избегание привода мощности. Эти терминалы также могли изменять свою способность управлять поведением. Мы пришли к выводу, что vHPC содержит генетически, клеточно и поведенчески разделенные популяции клеток, обрабатывающих аппетитные и аверсивные энграммы памяти.

В мозгу мы находим богатое хранилище воспоминаний, которые могут быть наполнены информацией положительной и отрицательной валентности1,2,3. Этот опыт оставляет устойчивые структурные и функциональные4 изменения, которые распределяются по 1,5,6,7,8,9 дискретным наборам клеток и цепей, составляющих энграмму памяти10. Недавние исследования успешно визуализировали и манипулировали определенным набором клеток, ранее активных в течение одного опыта10,11,12,13,14,15,16,17. Однако то, как множественные энграммы различной валентности (далее определяемые как клетки, которые по-разному реагируют на аппетитные или аверсивные события независимо от стимула18) представлены в одной и той же области мозга, остается плохо изученным. Предыдущие исследования показали, что вентральный гиппокамп (vHPC) выборочно разграничивает и передает эмоциональную информацию различным нижестоящим целям. Мы стремились охарактеризовать молекулярные и клеточные особенности, а также поведенчески значимые функции клеток vHPC, обрабатывающих аппетитные и аверсивные энграммы, уделяя особое внимание вентральному CA1 (vCA1). Чтобы ответить на вопрос о том, как vCA1 обрабатывает множественные эмоциональные переживания, мы сначала разработали стратегию, сочетающую два метода мечения на основе cFos с эндогенной иммуногистохимией cfos для визуализации инграмм в трех дискретных точках времени. Во-первых, мы составили анатомическую схему проекций аппетитно- и аверсивно-маркированных клеток vCA1, чтобы измерить структурное перекрытие и сегрегацию между различными нижестоящими мишенями. Во-вторых, мы провели полногеномное секвенирование РНК (RNA-seq) и секвенирование метилирования ДНК, чтобы изучить генетические особенности этих наборов клеток. Наконец, мы поведенчески протестировали причинную роль и функциональную гибкость клеток vHPC как в отношении тела клетки, так и в отношении конкретных проекций.

Во-первых, для доступа к клеткам в разные моменты времени и в зависимости от активности внутри субъекта мы использовали трансгенное животное на основе Fos, TRAP218, под контролем 4-гидрокситамоксифена (4-OHT) в паре с полностью вирусным Fos. -стратегия под контролем доксициклина10 (Dox) (рис. 1а). Мышам TRAP2 +, экспрессирующим рекомбиназу iCre-ERT2, при инъекции ДМСО вместо 4-ОНТ не наблюдается экспрессии TdTomato (дополнительный рисунок 1), двусторонне вводили коктейль вирусов: AAV9-Flex-DIO-TdTomato и AAV-cFos. -tTA+AAV-TRE-EYFP. Стратегия cfos-tTA соединяет промотор c-Fos с трансактиватором тетрациклина (tTA), который в своей белковой форме напрямую связывается с элементом ответа на тетрациклин (TRE) доксициклин-(Dox)-зависимым образом и управляет экспрессией интересующего белка (т.е. EYFP). Объединение этих двух независимых систем дает два индуцируемых окна для маркировки клеток vHPC в пределах одного и того же субъекта (см. «Методы»).